專利名稱：熱交換器的制作方法
熱交換器發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序所述的熱交換器。 永久連接的熱交換器按傳統(tǒng)是用許多傳熱板片形成板片垛制成。 焊接法包括將板片垛放置在爐中，因而焊料使各板片相互連接。在涉 及焊接的處理操作期間，可能很容易發(fā)生相互一個平放在另一個上的 無凸緣的板片變成相互位移。為了防止這點，在熱交換器制造期間通 常使用固定裝置。常用的這種方法是把各板片放置在所謂的支撐銷 內(nèi)，因此防止各板片朝側(cè)向上移動。發(fā)明背景日本專利申請JP 09-113170涉及一種帶定位機構(gòu)的傳熱板片，所 述定位機構(gòu)取若干壓制的凸脊形式，這些壓制的凸脊位于板片的邊緣 部分中。在板片堆垛期間，定位機構(gòu)用機械方法與相鄰板片的定位機 構(gòu)接合，因而防止各板片之間的相互位移。有定位機構(gòu)位于邊緣部分 中的缺點是邊緣比較大。因為邊緣構(gòu)成所謂的死表面(由于在邊緣部 分中不發(fā)生傳熱)，所以從材料的觀點來看，理想的情況是能使邊緣 尺可能減小。決定邊緣尺寸的是從板片的外邊緣到傳熱表面測得的邊 緣寬度。因為邊緣部分必需焊接到相鄰板片的相應(yīng)邊緣上，所以邊緣 部分必需足夠?qū)?，以便能滿足熱交換器的氣密性和壓力需求。在目前 的制造和裝配技術(shù)情況下，邊緣寬度從外邊緣到傳熱表面必需至少是 約2mm。按照日本專利申請JP 09-113170所述的發(fā)明的另 一個缺點是，定 位機構(gòu)只防止各板片橫過邊緣部分的方向的運動。兩個相互貼著的板 片不能防止板片在邊緣部分的縱向方向上的移動。在焊接板片期間的 結(jié)果是后板片可能在縱向方向上彼此相對移動，同時使熱交換器變得 不能使用。發(fā)明提要帶有定位機構(gòu)的傳熱板片包括邊緣部分和傳熱表面，上述邊緣部
分圍繞板片的周邊延伸，而上述傳熱表面被邊緣部分包圍。傳熱表面 通常顯示若干凸脊和凹谷的花紋。凸脊和凹谷位于第一 (上面)平面 和第二 (下面)平面內(nèi)。傳熱表面的側(cè)向中間部分處在一法向面中， 所述法向面位于第一和第二平面之間。傳熱板片堆垛在一板片的頂部 上，所述板片類似但在熱交換器的板片垛中方向不同。容納不同介質(zhì) 的流體通道在板片垛中的各板片之間形成。在工作期間，在相互毗鄰 的流體通道中的各介質(zhì)之間有溫度交換。本發(fā)明的目的是提供一種用于永久連接的熱交換器的傳熱板片， 上述熱交換器包括一無凸緣的板片垛，所述板片垛可以在制造期間裝 配，而板片垛不必由壁或?qū)蛟谕獠恐С?，以防在涉及焊接過程 的處理期間各堆垛的板片相互位移。本發(fā)明的目的是提供永久連接式熱交換器用的傳熱板片，上述熱 交換器包括一無凸緣的板片垛，因而在制造過程中板片垛中的各板片 不能彼此相對旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的目的是提供一種熱交換器，所述熱交換器用若干傳熱板 片制成，所述若干傳熱板片相互一個堆垛在另一個上，并永久相互連 接。本發(fā)明的另一目的是提供一種設(shè)計，所述設(shè)計能減少制造熱交換 器板片垛所需的時間，因此制造過程快速和經(jīng)濟效益好。上述目的和其它目的按照本發(fā)明是通過在引言中所述的傳熱板片 達到，所述傳熱板片具有權(quán)利要求1中所指出的特點。由按照權(quán)利要求1的特征部分所述的帶定位機構(gòu)和無凸緣式傳熱 板片所提供的優(yōu)點是可以把許多板片一個堆垛在另一個頂部上，以便 形成板片垛，所述板片垛在焊接期間不需要在側(cè)向或縱向方向上支 承。另一個優(yōu)點是，因為各邊緣不包括定位機構(gòu)，所以各邊緣的寬度 和厚度可以盡量減小，其結(jié)果是在制造板片時只需用較少的材料。另一個優(yōu)點是各邊緣的寬度減小導(dǎo)致用于將板片的邊緣接合在一 起比例如傳統(tǒng)板片的情況有較少的焊料消耗，因為板片的邊緣的一部 分寬度用來形成傾斜的定位凸緣。另一個優(yōu)點是不需要有定位凸緣圍繞板片的周邊，因為由定位機 構(gòu)對無凸緣式板片所實施的功能相當(dāng)于這種定位凸緣在給板片垛中板
片定位方面的功能。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的優(yōu)選實施例還有由子權(quán)利要求2-11 所指出的另一些特點。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的實施例，在傳熱表面的第二平面和 第四平面之間設(shè)置第二定位機構(gòu)，上述第四平面在側(cè)向上平行放置在 第二平面的下方。實際上第二定位機構(gòu)設(shè)置在傳熱表面上，這樣使板片旋轉(zhuǎn)式固定，.因此防止各板片之間相互旋轉(zhuǎn)。相反，在兩個板片之 間僅有一個定位機構(gòu)的情況下，各板片可以繞定位機構(gòu)旋轉(zhuǎn)。按照本發(fā)明所述傳熱板片的另一實施例，定位機構(gòu)設(shè)置在傳熱表 面上。有利的是，定位機構(gòu)放置在不經(jīng)受高壓的區(qū)域上。實際上局部 減少定位機構(gòu)所在區(qū)域中的接觸點總數(shù)導(dǎo)致相互毗鄰的板片之間的局 部變?nèi)?。有利的是，定位機構(gòu)因此不位于出入口區(qū)域中，在所述出入 口區(qū)域處相互毗鄰的板片的接觸點和焊接點經(jīng)受熱交換器中的高壓。 而定位機構(gòu)是位于距傳熱表面上出入口區(qū)域一定距離處，因此不影響 熱交換器的總壓力阻力。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的另一實施例，笫一板片上的定位機 構(gòu)適合于裝配到第一容納裝置中，所述第一容納裝置預(yù)定用于定位機 構(gòu)并設(shè)置在相鄰的第二板片上。同時，在相鄰的第二板片上的第二定 位機構(gòu)適合于裝配到第二容納裝置中，所述第二容納裝置預(yù)定用于定 位機構(gòu)并設(shè)置在板片垛中相鄰的第一板片上，因而使各板片在它們的 側(cè)向方向上彼此相對固定。實際上每個板片上的定位機構(gòu)裝配到相鄰 板片的容納裝置中導(dǎo)致各板片相互牢牢鎖緊，因而抵消了各板片之間的剪切和旋轉(zhuǎn)二者。按照本發(fā)明所述傳熱板片的另一實施例，傳熱板片鄰近第二傳熱 板片，其結(jié)果是它們一起包括至少兩個定位機構(gòu)，因而由于兩個點使 各板片相互固定而有效地抵消了兩個相互毗鄰的板片之間的旋轉(zhuǎn)。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的另一實施例，定位機構(gòu)取若干突出 部的形式。在優(yōu)選實施例中，各突出部用作定位機構(gòu)。壓制的傳熱表 面導(dǎo)致在其中產(chǎn)生一些隆起和凹陷部分以便形成突出部。各突出部位 于第一和第三平面之間的區(qū)域中及第二和第四平面之間的區(qū)域中。若 用這些突出部作為定位機構(gòu)則減少了這些突出部必需使用的傳熱表面 的量。這是由于理想的情況是有盡可能大的傳熱表面(具有最大傳 熱)。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的另一實施例，定位機構(gòu)采取若干溝 槽的形式。倘若定位機構(gòu)取溝槽的形式，則使帶有這些板片的熱交換 器能經(jīng)受高壓。這是由于定位機構(gòu)也用作熱交換器的加固元件。因此， 熱交換器是緊固的，并可以經(jīng)受高壓應(yīng)力。按照本發(fā)明所述的傳熱板片的另一實施例，定位機構(gòu)位于邊緣部 分上或是位于直接靠近邊緣部分的區(qū)域中。在邊緣區(qū)域的各個不同部 分中將邊緣局部放大，使定位機構(gòu)能位于邊緣部分上或是位于直接靠 近邊緣部分的區(qū)域中。用于定位機構(gòu)的區(qū)域的局部放大通過焊接該區(qū) 域中的邊緣，以使定位機構(gòu)可以位于該處來達到目的。附圖簡介下面，參照所附示意圖更詳細(xì)說明按照本發(fā)明所述的裝置的優(yōu)選 實施例，所述附圖僅示出為理解本發(fā)明所必需的項目。

圖1示出用于熱交換器的板片垛。圖2示出按照本發(fā)明所述的傳熱板片的視圖。 圖3示出板片垛中按照本發(fā)明所述的許多傳熱板片的側(cè)面局部剖 視圖。本發(fā)明各種不同實施例的詳細(xì)說明圖1示出具有板片垛(1)的熱交換器，所述板片垛(1)包括若 干無凸緣的一個疊加在另一個上的傳熱板片。在下文中，措辭"傳熱 板片"與"板片"同義。圖2示出板片(2)。板片(2)包括邊緣部 分(3)，所述邊緣部分(3)圍繞板片(2)的周邊延伸。傳熱表面(4) 位于邊緣部分(3)內(nèi)。在板片的每個拐角處，各設(shè)置一出入口 (5a-d)用于介質(zhì)的流入和流出。在優(yōu)選實施例中，傳熱板片具有花紋(6) 用于優(yōu)化熱交換器中的傳熱。花紋(6)包括凸脊和凹谷，所述這些凸 脊和凹谷在相互毗鄰的板片上彼此局部緊貼以便構(gòu)成接觸點，這些接 觸點在將熱交換器焊接在一起期間按已知的方式用來使各板片相互連 接。流運通道(7，見圖3)在板片垛(1)中相互毗鄰的板片(2)之 間形成，上述板片垛(l)包括許多相互疊加的板片(2)。相互毗鄰 的流動通道(7)容納不同的介質(zhì)，在所述不同的介質(zhì)之間有穿過各板
片的傳熱表面(4)的溫度交換。按照圖2所述的板片在傳熱表面上有許多突出部(8a-d)。突出 部(8a-d)的功能是裝配到相鄰的板片(2)的容納機構(gòu)中，以便由此 防止板片(2)能在側(cè)向上彼此相對移動。各含有容納機構(gòu)的板片在板 片上與突出部(8a-d)相對應(yīng)的位置中有上述容納機構(gòu)。這在附圖中 未示出。圖3示出帶若干突出部(8)的板片(2)在板片垛(1)中如何相 互固定。第一板片(2a)的傳熱表面包括一法向面(9)，所述法向面 (9)位于板片的側(cè)向"中平面"中。在法向面(9)的上方，有第一 平面(10)。在法向面(9)的下方，有第二平面(11)。帶有其凸脊 和凹谷的傳熱表面(4)設(shè)置在笫一平面(IO)和第二平面(ll)之間。 在第一平面(10)的上方有第三平面(l2),在第二平面(11)的下 方有第四平面(l3)。所有平面(9-13)都相互平行。為了使附圖中 各平面如何與板片有關(guān)更清楚，在圖中用粗體黑線條繪出上述帶有相 關(guān)平面的板片。各突出部(8)設(shè)置在第一平面(IO)和第三平面(l2) 之間的區(qū)域中。各突出部(8)相應(yīng)地設(shè)置在第二平面(11)和第四平 面(13)之間的區(qū)域中。容納機構(gòu)(14)設(shè)置在第一和第二平面(10 和ll)之間的區(qū)域中。容納機構(gòu)(14)適合于容納相鄰板片(2)的 突出部(8)，并因而將各板片(2)必定彼此相對的固定在側(cè)向平面 中。板片垛(1，見圖1)中的各板片(2)通過每個第二板片轉(zhuǎn)動180 。相互疊加。這意味著每個板片(2)的第一平面(IO)都貼緊相鄰板片 的第一平面(10)，每個板片(2)的第二平面(11)都相應(yīng)地貼緊相 鄰板片(2)的第二平面(11)。在按照本發(fā)明所述的優(yōu)選實施例中，第一板片和第四板片"a，d, 見圖1)都具有一突出部(8)，所述突出部(8)位于傳熱表面(4， 見圖2)上第二平面(11)和第四平面(13)之間的區(qū)域中。3個容納 機構(gòu)(l4)設(shè)置在第一平面(10)和第二平面(11)之間的區(qū)域中。 這在附圖中未示出。其中兩個容納機構(gòu)(")通向第一平面(10)， 而第三容納機構(gòu)(")通向第二平面(11)。在按照本發(fā)明所述的優(yōu)選實施例中，第二板片和第三板片(2b，c, 見圖l)有兩個突出部(8)，所述兩個突出部(8)位于第一平面(10) 和第三平面(U)之間的區(qū)域中。 一個突出部(8)位于第二平面(11) 和第四平面(l3)之間的區(qū)域中。 一個容納機構(gòu)(14)設(shè)置在第一平 面(10)和第二平面(11)之間，并通向第二平面(11)。第二板片Ub，見圖1)這樣放置在第一板片Ua，見圖1)上，以 使各個板片(h，b)上的第一平面(IO)相互貼緊。在第一和第三平 面(10，12)之間的第二板片(2b)的區(qū)域中的兩個突出部(8)都裝 配到笫一板片(h)的容納機構(gòu)(l4)中，上述兩個突出部(8)位于 第一和笫二平面(10， 11)之間并通向第一平面(10)。這在附圖中 未示出。第三板片(k，見圖1)這樣放置在第二板片(26，見圖1)上，以 使各自板片Ub，c)上的第二平面(11)相互貼緊。位于第二和第四 平面(11， 13)之間區(qū)域中的第二板片(2b)上的突出部(8)裝配到 第三板片(2c)上的容納機構(gòu)(l4)中，上述突出部(8)通向第二平 面。同時，位于第二和第四平面(11，13)之間區(qū)域中的第三板片(3c) 上的突出部(8)裝配到第二板片Ub)上的容納機構(gòu)(14)中，上述 突出部(8)通向第二平面。這在附圖中未示出。第四板片(2d，見圖1)這樣放置在第三板片(2c，見圖1)上， 以使各個板片(2c，d)上的第一平面(10)相互貼緊。在第一和第三 平面(10，12)之間的第三板片(2c)區(qū)域中的兩個突出部(8)裝配 到第四板片Ud)的容納機構(gòu)(14)中，上述兩個突出部(8)位于第 一和第二平面(10， 11)之間，并通向第一平面(10)。這在附圖中 未示出。第一板片(h，見圖1)這樣放置在第四板片(M，見圖1)上，以 使各個板片(2d，a)上的第二平面(11)相互貼緊。位于第二和第四 平面(11， l3)之間區(qū)域中的第四板片。d)上的突出部(8)裝配到 第一板片(2a)上的容納機構(gòu)(l4)中，上述突出部(8)通向第二平 面。同時，位于第二和第四平面(11， 13)之間區(qū)域中的第一板片(2a) 上的突出部(8)裝配到第四板片(2d)上的容納機構(gòu)(")中，上述 突出部(8)通向第二平面。當(dāng)各突出部(8)和容納機構(gòu)(14)相互裝配到對方之中時，各板 片(2)在它們的側(cè)向平面中彼此相對固定。通過兩相鄰的板片(2) 之間的至少兩個點固定還防止各板片(2)彼此相對旋轉(zhuǎn)。
若用按照優(yōu)選實施例所述的定位機構(gòu)，則在焊接期間不需要任何固定裝置來支承板片垛(1),以便抵制各板片(2)之間的移動。這 是由于(2)防止各板片通過板片上的定位機構(gòu)(8)和容納機構(gòu)(14) 在側(cè)向上移動。當(dāng)各板片(2)堆疊成垛且定位機構(gòu)(8)已裝配在容納機構(gòu)(") 中時，如果在焊接期間將一重物擱在板片組(1)上(這在附圖中未示 出)，則是有利的。這是由于中間焊料可能使板片組(l)稍微不穩(wěn)定。 隨著各個板片(2)之間有焊料，重物將抵消各板片(2)未相互焊接 的區(qū)域存在，因為各板片(2)是例如稍微彎曲。按照本發(fā)明所述的可供選擇的實施例是用定位機構(gòu)代替突出部， 所述定位機構(gòu)取梁的形式，或者它們有X、 Y、 Z的形狀或某種其它構(gòu) 造，所述其它構(gòu)造防止在兩個板片之間的側(cè)向平面中運動。這種可供 選擇的定位機構(gòu)的優(yōu)點是，只需要一個定位機構(gòu)來將各板片彼此相對 固定。缺點是這種定位機構(gòu)需要造得比突出部更大。因此可用于傳熱 的表面將較小，同時導(dǎo)致低劣的傳熱能力。本發(fā)明不限于上述實施例，而是在后面權(quán)利要求范圍內(nèi)可以改變 和修改，所述權(quán)利要求的范圍上面已有部分說明。
權(quán)利要求
1.一種傳熱板片(2)，帶有定位機構(gòu)(8)并適合于堆垛成永久連接的板片垛(1)，上述傳熱板片(2)包括邊緣部分(3)和傳熱表面(4)，上述邊緣部分(3)圍繞板片(2)的周邊延伸，而上述傳熱表面(4)位于板片(2)的周邊內(nèi)，上述傳熱表面(4)優(yōu)選的是顯示若干凸脊和凹谷的花紋(6)，且傳熱表面(4)是在第一(上面)平面(10)和第二(下面)平面(11)之內(nèi)，上述第一平面(10)和第二平面(11)在側(cè)向上與傳熱板片(2)的法向面(9)平行，其特征在于，定位機構(gòu)(8)設(shè)置在傳熱表面(4)的第一平面(10)和第三平面(12)之間，所述第三平面(12)側(cè)向上平行位于第一平面(10)的上方。
2. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，第二定 位機構(gòu)(8)設(shè)置在傳熱表面(4)的第二平面(11)和第四平面(l3) 之間，所述第四平面(13)在側(cè)向上平行位于第二平面(11)的下方。
3. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，定位機 構(gòu)(8)設(shè)置在傳熱表面(4)上。
4. 按照權(quán)利要求2所述的傳熱板片(2)，其特征在于，第一板 片(2a)上的定位機構(gòu)(8)適合于裝配到第一容納裝置(14)中，所 述第一容納裝置(14)預(yù)定用于定位機構(gòu)(8)，并設(shè)置在相鄰的第二 板片(2b)上。
5. 按照權(quán)利要求2所述的傳熱板片(2)，其特征在于，第二板 片(2b)上第二定位機構(gòu)(8)適合于裝配到第二容納裝置(14)中， 所述第二容納裝置(14 )預(yù)定用于定位機構(gòu)(8 )，并設(shè)置在板片垛(1) 中相鄰的第一板片(2a)上，其結(jié)果是各板片(2)在側(cè)向方向上相對 彼此固定。
6. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，傳熱板 片(2)鄰近第二傳熱板片(2b)，其結(jié)果是它們一起包括至少兩個定 位機構(gòu)(8)。
7. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，定位機 構(gòu)(8)取若干突出部形式。
8. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2),其特征在于，定位機 構(gòu)(8)取若干溝槽的形式。
9. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，定位機 構(gòu)(8)緊靠邊緣部分(3)的附近。
10. 按照權(quán)利要求1所述的傳熱板片(2)，其特征在于，定位機 構(gòu)(8)位于邊緣部分(3)上。
11. 一種包括板片垛(1)的熱交換器，所述板片垛(l)包括若 干按照上述權(quán)利要求其中之一所述的傳熱板片(2),上述若干傳熱板 片(2)相互永久連接。
全文摘要
傳熱板片(2)帶有定位機構(gòu)(8)并適合于堆垛成板片垛，而熱交換器包括若干上述板片(2)。板片(2)包括有花紋的傳熱表面、邊緣部分、若干出入口、定位機構(gòu)(8)和容納機構(gòu)(14)。定位機構(gòu)(8)取突出部(8)形式，所述突出部(8)位于板片的傳熱表面上。突出部(8)在位于傳熱表面花紋上方的兩個平面(10和12)之間。在板片垛中，兩個相互毗鄰的板片(2)之間，各突出部(8)裝配到相鄰的板片(2)上的容納機構(gòu)(14)中，上述容納機構(gòu)(14)設(shè)置在相鄰的板片的傳熱表面中。板片垛中兩個相互毗鄰的板片(2)一起包括兩個突出部(8)和兩個容納機構(gòu)(14)，它們相互裝配在對方中，并因而使各板片(2)彼此相對固定，因此各板片不彼此相對剪切或旋轉(zhuǎn)。這意味著各板片(2)不需要有任何所謂的定位凸緣來將它們定位在板片垛中。
文檔編號F28D9/00GK101120223SQ200680004987
公開日2008年2月6日 申請日期2006年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月15日
發(fā)明者K·德拉卡弗, R·拉森 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司