專(zhuān)利名稱：板層積式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板層積式熱交換器，例如，油冷卻器和EGR冷卻器。
背景技術(shù)：
圖7表示現(xiàn)有板層積式熱交換器的一例。圖7所示的板層積式熱交換器500包括 前后端板51和52以及層積在該前后端板51和52之間的多對(duì)芯板53和54(芯件55)，各 對(duì)芯板53和54的外周法蘭(例如，外周法蘭53a和54a)在釬焊加工中相互接合，借此在被 端板51，52和芯板53，54包圍的空間內(nèi)通過(guò)交替層積而限定高溫流體室和低溫流體室，各 流體室與突設(shè)在前端板51上的循環(huán)管對(duì)56a，56b和循環(huán)管對(duì)57a，57b連通。形成有翅片 25的中間芯板27介于各對(duì)芯板53和54之間(參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利特開(kāi)Nos. 2001-194086 和 2007-127390)。各芯板53和54呈近似平板狀。高溫流體用出口孔58b和低溫流體用入口孔59a 設(shè)在各芯板53和54的縱向一端側(cè)上。另一方面，高溫流體用入口孔58a和低溫流體用出口 孔59b設(shè)在各芯板53和54的縱向另一端側(cè)上。各芯板53和54的高溫流體用入口孔58a 和高溫流體用出口孔58b以及低溫流體用入口孔59a和低溫流體用出口孔59b設(shè)在該芯板 53和54的各個(gè)角部附近，且各芯板53和54的一對(duì)高溫流體用入口孔58a和高溫流體用出 口孔58b以及一對(duì)低溫流體用入口孔59a和低溫流體用出口孔59b基本位于該芯板53和 54的各自對(duì)角線上。各對(duì)芯板53和54形成芯件55。供高溫流體(例如，油或EGR排氣) 流經(jīng)的高溫流體室被限定在各芯件55內(nèi)。另一方面，供低溫流體(例如，冷卻水)流經(jīng)的 低溫流體室被限定在芯件55之間。高溫流體室和低溫流體室分別與循環(huán)管56a，56b和循 環(huán)管57a，57b連通。高溫流體和低溫流體經(jīng)由循環(huán)管56a，56b和循環(huán)管57a，57b導(dǎo)入各流 體室內(nèi)或者從各流體室排出。高溫流體和低溫流體在流經(jīng)各流體室時(shí)經(jīng)由芯板53和54交 換熱量。圖8表示熱交換過(guò)程。圖8所示的芯板在形狀上不同于圖7所示的芯板。在圖8 中，與圖7相同或者相似的部分具有相同的參考符號(hào)。如圖8所示，高溫流體和低溫流體基本線性地從入口孔58a和59b流向出口孔58b 和59b。因此，芯板53和54對(duì)傳熱即高溫流體與低溫流體之間的熱交換不起作用的區(qū)域 (參見(jiàn)圖8中的部分V)大。結(jié)果，現(xiàn)有板層積式熱交換器500具有熱交換效率低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問(wèn)題而作出的。本發(fā)明的目的是提供一種熱交換效率高的板 層積式熱交換器。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供這樣一種板層積式熱交換器，其包括前后端板； 層積于所述前后端板之間的多對(duì)芯板；以及供高溫流體流經(jīng)的高溫流體室和供低溫流體流 經(jīng)的低溫流體室，該高溫流體室和低溫流體室通過(guò)在釬焊加工中使各對(duì)芯板的外周法蘭相 互接合而被限定在由所述端板和所述芯板包圍的空間內(nèi)，各所述流體室與突設(shè)在所述前端 板或所述后端板上的一對(duì)循環(huán)管連通。該板層積式熱交換器的特征在于以下特征多個(gè)槽
3狀凸部形成在各所述平芯板的一側(cè)上。凸部從所述板的縱向一端側(cè)朝向所述板的縱向另一 端側(cè)彼此基本平行地延伸，在所述板的所述縱向另一端側(cè)的區(qū)域內(nèi)形成U形返回區(qū)域并返 回所述板的所述縱向一端側(cè)。該板被彎曲成使山部和谷部沿所述板的層積方向形成在所述 板的形成所述凸部且不形成所述U形返回區(qū)域的區(qū)域部分上，所述山部和谷部沿所述縱向 重復(fù)。一對(duì)低溫流體用入口孔和低溫流體用出口孔設(shè)在所述芯板的縱向各端側(cè)上，一對(duì)高 溫流體用入口孔和高溫流體用出口孔，設(shè)在所述低溫流體用入口孔或所述低溫流體用出口 孔的設(shè)置區(qū)域內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)的所述芯板的縱向一端側(cè)上。各個(gè)所述凸部的兩端分別收斂于 所述高溫流體用入口孔和所述高溫流體用出口孔。各對(duì)所述芯板被組裝成使所述兩芯板之 一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)面向所述兩芯板之另一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)，并且形成在 各個(gè)芯板上的所述凸部成對(duì)但朝向相反的方向。本發(fā)明的特征還在于各凸部還具有沿著與芯板的縱向垂直的芯板的寬度方向形 成的山部和谷部，且山部和谷部沿著芯板的縱向重復(fù)。本發(fā)明的特征還在于在由沿芯板的寬度方向形成的山部和谷部構(gòu)成的波的周期 和振幅方面，形成在各對(duì)芯板上的凸部相同。本發(fā)明的特征還在于凸部沿著芯板的縱向以同相位方式蜿蜒。本發(fā)明的特征還在于各對(duì)芯板形成由凸部的壁包圍的多根蛇形管，且蛇形管形 成相應(yīng)的高溫流體室。本發(fā)明的特征還在于除了設(shè)在芯板的最內(nèi)位置的蛇形管以外，蛇形管被構(gòu)造成 使長(zhǎng)度越短的蛇形管具有越小的剖面積。本發(fā)明的特征還在于凸部沿著芯板的縱向以反相位方式蜿蜒。本發(fā)明的特征還在于第二凸部沿著與高溫流體的流動(dòng)方向基本垂直的方向形成 在用于形成凸部的壁面上。


圖1是板層積式熱交換器100的分解透視圖；圖2表示在板層積式熱交換器100中高溫流體和低溫流體如何經(jīng)由芯板53交換
熱量；圖3A是表示板層積式熱交換器200的改良部分的透視圖；圖3B是表示板層積式熱交換器200的改良部分的側(cè)視圖；圖4A是形成有第二凸部50的板層積式熱交換器200的透視圖；圖4B是表示圖4A的局部的放大圖；圖5是表示板層積式熱交換器300的改良部分的透視圖；圖6A是表示板層積式熱交換器400的改良部分的放大圖；圖6B是表示板層積式熱交換器400的改良部分的示意俯視圖；圖7是現(xiàn)有板層積式熱交換器500的分解透視圖；以及圖8表示在現(xiàn)有的板層積式熱交換器500中高溫流體和低溫流體如何經(jīng)由芯板53 交換熱量。符號(hào)的說(shuō)明10，30，40 凸部
50 第二凸部58a 高溫流體用入口孔58b 高溫流體用出口孔59a低溫流體用入口孔59b低溫流體用出口孔100，200，300，400板層積式熱交換器
具體實(shí)施例方式以下將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板層積式熱交換器100的分解透視圖。圖2表示在板 層積式熱交換器100中高溫流體和低溫流體如何經(jīng)由芯板53交換熱量。盡管圖1所示的 板層積式熱交換器100和芯板53不同于圖2所示的板層積式熱交換器100和芯板53，但 圖1和2中所示的彼此相同或相似的部分具有相同的參考符號(hào)。在圖1和2中，與圖7和 8所示相同或者相似的部分具有相同的參考符號(hào)。圖1和2中所示的板層積式熱交換器100包括前后端板51和52以及層積在該前 后端板51和52之間的多對(duì)芯板53和54 (芯件55)，各對(duì)芯板53和54的外周法蘭(例如， 外周法蘭53a和54a)在釬焊加工中相互接合，借此供高溫流體流經(jīng)的高溫流體室和供低溫 流體流經(jīng)的低溫流體室被限定在由端板51，52和芯板53，54包圍的空間內(nèi)，且各流體室與 突設(shè)在前端板51上的循環(huán)管對(duì)56a，56b和循環(huán)管對(duì)57a，57b連通。端板51和52具有形 成于其上的依據(jù)芯板53和54的形狀適當(dāng)凹凸的部分。圖2所示的芯板53具有形成于其 上的浮凸部11和狹縫形第二凸部50。圖1所示的芯板53上沒(méi)有表示任何浮凸部11或第 二凸部50。各芯板53和54通過(guò)彎曲平板形成。具體的，多個(gè)槽狀凸部10形成在平板的一側(cè) 上，且凸部10a至10e從板的縱向一端側(cè)朝向板的縱向另一端側(cè)彼此基本平行地延伸、在板 的縱向另一端側(cè)上的區(qū)域內(nèi)形成U形返回區(qū)域、并返回板的縱向一端側(cè)。山部和谷部沿板 的層積方向形成在板的形成凸部10a至10e且不形成U形返回區(qū)域的區(qū)域部分上，且該山 部和谷部沿板的縱向重復(fù)。板如此彎曲且其外形被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。沒(méi)有任何山部或谷部形成 在U形返回區(qū)域的形成區(qū)域內(nèi)，以免降低熱交換效率。也就是說(shuō)，由于高溫流體在U形返回 區(qū)域的形成區(qū)域內(nèi)不易于平滑地流動(dòng)，所以擔(dān)心在該區(qū)域內(nèi)形成上述山部和谷部會(huì)降低本 發(fā)明的熱交換效率。因此，沒(méi)有任何山部或谷部形成在該區(qū)域內(nèi)。上述凸部10a至10e具有沿芯板53的層積方向形成的山部和谷部，且此山部和谷 部沿芯板53的縱向周期性地重復(fù)。凸部10a至10e還具有沿芯板53的寬度方向形成的山 部和谷部，且此山部和谷部沿芯板53的縱向周期性地重復(fù)。由沿芯板53的層積方向形成 的山部和谷部構(gòu)成的波，和由沿芯板53的寬度方向形成的山部和谷部構(gòu)成的波具有相同 的波周期。另外，形成在一對(duì)芯板53和54上的凸部10和10被構(gòu)造成不僅在由沿芯板53 和54的寬度方向形成的山部和谷部構(gòu)成的波的周期和振幅方面相同，而且沿著芯板53和 54的縱向以同相的方式蜿蜒。一對(duì)低溫流體用入口孔59a和低溫流體用出口孔59b設(shè)在芯板53和54的縱向各 端側(cè)上。例如，在圖2所示的芯板53中，低溫流體用入口孔59a設(shè)在芯板53的下端側(cè)上，低溫流體用出口孔59b設(shè)在芯板53的上端側(cè)上。另外，一對(duì)高溫流體用入口孔58a和高 溫流體用出口孔58b設(shè)在芯板53和54的縱向一端側(cè)上(也就是說(shuō)，與上述U形返回區(qū)域 的形成區(qū)域相對(duì)的區(qū)域內(nèi))，具體的是，設(shè)在低溫流體用入口孔59a的設(shè)置區(qū)域內(nèi)側(cè)的區(qū)域 內(nèi)。例如，在圖2所示的芯板53中，一對(duì)高溫流體用入口孔58a和高溫流體用出口孔58b， 在低溫流體用入口孔59a的設(shè)置區(qū)域內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)(也就是說(shuō)，低溫流體用入口孔59a上 方的區(qū)域內(nèi))，在沿芯板53的寬度方向的兩端側(cè)上設(shè)在該芯板53的下端側(cè)上。高溫流體用 入口孔58a、高溫流體用出口孔58b、低溫流體用入口孔59a和低溫流體用出口孔59b在其 剖面形狀方面被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。各凸部10的兩端分別收斂到高溫流體用入口孔58a和高溫流體用出口孔58b。這 樣組裝各對(duì)芯板53和54 (芯件55)，使芯板53的與上述一側(cè)相反的那側(cè)面向芯板54的與 上述一側(cè)相反的那側(cè)，且形成在各個(gè)芯板上的凸部10和10成對(duì)但朝向相反的方向。一對(duì) 芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包圍的多根蛇形管，且此蛇形管形成相應(yīng)的高溫 流體室。除設(shè)在芯板53和54的最內(nèi)位置的蛇形管外，蛇形管被構(gòu)造成使長(zhǎng)度越短的蛇形 管、即使通向高溫流體用入口孔58a的收斂部分與通向高溫流體用出口孔58b的收斂部分 之間的U形路徑的長(zhǎng)度越短的蛇形管具有越小的剖面積。相反，長(zhǎng)度越長(zhǎng)的蛇形管具有越 大的剖面積。更具體的，除設(shè)在芯板53和54的最內(nèi)位置的蛇形管(即，由凸部10e和10e 形成的蛇形管)外，蛇形管被構(gòu)造成使設(shè)在越靠近芯板53和54的中心且越遠(yuǎn)離沿該芯板 53和54的寬度方向的外端的位置上的蛇形管具有越小的剖面積。設(shè)在芯板53和54的最 內(nèi)位置的蛇形管的剖面積大于與其鄰接的外側(cè)蛇形管(即，由凸部10d和10d形成的蛇形 管)的剖面積的原因是為了改善流經(jīng)設(shè)在最內(nèi)位置的蛇形管的高溫流體的流動(dòng)。也就是 說(shuō)，由于設(shè)在芯板53和54的最內(nèi)位置的蛇形管在上述U形返回區(qū)域內(nèi)比其它蛇形管更急 劇地彎曲，所以出于構(gòu)造原因，高溫流體不易于平滑地流經(jīng)該蛇形管。因此，擔(dān)心當(dāng)使該蛇 形管的剖面積最小化時(shí)，高溫流體的平滑流動(dòng)會(huì)受到顯著地影響。為了解決此問(wèn)題，設(shè)在芯 板53和54的最內(nèi)位置的蛇形管的剖面積被構(gòu)造成大于與其鄰接的外側(cè)蛇形管的剖面積。 形成蛇形管的凸部10a至10e的剖面積滿足以下關(guān)系凸部10a的剖面積>凸部10b的剖 面積>凸部10c的剖面積>凸部10d的剖面積且凸部10b的剖面積>凸部10e的剖面積> 凸部10c的剖面積。然而應(yīng)注意的是，本發(fā)明的構(gòu)造不限于本實(shí)施例的構(gòu)造，各蛇形管或各 凸部10的剖面積可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。例如，包括設(shè)在芯板53和54的最內(nèi)位置的蛇形管在內(nèi)的 上述蛇形管可被設(shè)計(jì)成，使設(shè)在越靠近芯板53和54的中心側(cè)且越遠(yuǎn)離沿該芯板53和54 的寬度方向的外端的位置上的蛇形管具有越小的剖面積。在此情況下，蛇形管的剖面積滿 足以下關(guān)系凸部10a的剖面積>凸部10b的剖面積>凸部10c的剖面積>凸部10d的剖 面積>凸部10e的剖面積。如上所述，在板層積式熱交換器100中，一對(duì)芯板53和54形成由凸部10和10的 壁面包圍的多根蛇形管，且此蛇形管形成相應(yīng)的高溫流體室。蛇形管被構(gòu)造成在芯板53和 54的縱向另一端側(cè)上U形返回，且各蛇形管的兩端被構(gòu)造成分別收斂到高溫流體用入口孔 58a和高溫流體用出口孔58b。結(jié)果，高溫流體沿著U形路徑流經(jīng)蛇形管內(nèi)的高溫流體室，且 以圓弧旋回方式在高溫流體用入口孔58a和高溫流體用出口孔58b附近流動(dòng)。也就是說(shuō)， 在流動(dòng)過(guò)程中，高溫流體與芯板53和54的廣范圍區(qū)域接觸。結(jié)果，芯板53和54對(duì)傳熱不
6起作用的區(qū)域減少，該芯板53和54對(duì)高溫流體與低溫流體之間的熱交換起作用的區(qū)域大。 因此，板層積式熱交換器100的高溫流體與低溫流體之間的熱交換效率高于現(xiàn)有板層積式 熱交換器500的熱交換效率。另外，除設(shè)在芯板53和54的中心側(cè)的蛇形管外，蛇形管被構(gòu) 造成使設(shè)在越靠近芯板53和54的中心且越遠(yuǎn)離沿該芯板53和54的寬度方向的外端的位 置上的蛇形管具有越小的剖面積。結(jié)果，在板層積式熱交換器100中，高溫流體流經(jīng)設(shè)在芯 板53和54的寬度方向的端側(cè)上的管件的體積流率，與流經(jīng)設(shè)在芯板53和54的中心側(cè)處 的管件的體積流率相似。結(jié)果，高溫流體流經(jīng)設(shè)在芯板53和54的寬度方向的端側(cè)上的管 件的流量，與高溫流體流經(jīng)設(shè)在芯板53和54的中心側(cè)處的管件的流量基本相同，借此高溫 流體流經(jīng)所有管件的流量基本相同。因此，板層積式熱交換器100具有更優(yōu)良的熱交換效 率。另外，在板層積式熱交換器100中，多個(gè)狹縫形第二凸部50形成在用于形成蛇形管的 凸部10內(nèi)。第二凸部在各蛇形管內(nèi)形成更復(fù)雜的流路。結(jié)果，與凸部10內(nèi)未形成第二凸 部50的情況相比，在流動(dòng)過(guò)程中，高溫流體與芯板53和54的更廣范圍區(qū)域接觸。結(jié)果，芯 板53和54對(duì)高溫流體與低溫流體之間的熱交換起作用的區(qū)域更大。因此，板層積式熱交 換器100具有更優(yōu)良的熱交換效率。其它實(shí)施例參照?qǐng)D3A，3B和圖4A，4B說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖3A，3B和圖4A，4B表示依 據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的板層積式熱交換器200的改良部分。圖4A和4B表示形成在圖3A 和3B所示的凸部30和40上的第二凸部50。在圖3A，3B和圖4A，4B中，相同或相似的部分 具有相同的參考符號(hào)。然而，將不對(duì)U形返回區(qū)域的形成區(qū)域進(jìn)行說(shuō)明。圖3A，3B和圖4A，4B所示的板層積式熱交換器200包括前后端板51和52，以及 層積在該前后端板51和52之間的多對(duì)芯板13和14(芯件15)，各對(duì)芯板13和14的外周 法蘭在釬焊加工中相互接合，借此高溫流體室在由端板51，52和芯板13，14包圍的空間內(nèi) 交替地層積，且各流體室與突設(shè)在前端板51上的循環(huán)管對(duì)56a，56b和循環(huán)管對(duì)57a，57b連
iM o各芯板13和14是改良平板。具體的，多個(gè)波狀凸部30和40形成在各平芯板13 和14的一側(cè)上(除U形返回區(qū)域的形成區(qū)域外)，且該波狀凸部30和40沿板的縱向連續(xù) 蜿蜒。各板按照使山部和谷部沿著板的層積方向形成且該山部和谷部沿板的縱向重復(fù)的方 式彎曲。多個(gè)凸部30和40被設(shè)置成平行于芯板13和14的縱向，且彼此等距隔開(kāi)。凸部 30和40具有沿芯板13和14的寬度方向形成的山部和谷部，該山部和谷部按照使它們沿芯 板13和14的縱向交替地且周期性地重復(fù)的方式蜿蜒。凸部30和40還具有沿芯板13和 14的層積方向形成的山部和谷部，該山部和谷部按照使它們沿芯板13和14的縱向交替地 且周期性地重復(fù)的方式蜿蜒。沿芯板13和14的寬度方向形成的山部和谷部被設(shè)置成與沿 芯板13和14的層積方向形成的山部和谷部對(duì)應(yīng)。凸部30和40不僅在芯板13和14的層 積方向上波動(dòng)，而且在芯板13和14的寬度方向上波動(dòng)。在沿芯板13和14的寬度方向形 成的波的周期、相位和振幅方面，凸部30和40相同。這樣組裝各對(duì)芯板13和14 (芯件15)，使芯板13的與其上形成有凸部30和40的 一側(cè)相反的那側(cè)面向芯板14的與其上形成有凸部30和40的一側(cè)相反的那側(cè)，并且形成在 各芯板上的凸部30和40成對(duì)但朝向相反的方向(參見(jiàn)圖3A)。在各芯件15內(nèi)形成有由凸 部30和40的壁面包圍的多根蛇形管，且此蛇形管形成相應(yīng)的高溫流體室。這樣組裝芯件15，使得沿層積方向形成在各芯板上的山部(谷部)相互重疊(參見(jiàn)圖3B)。朝向上下相反方向的凸部30和40成對(duì)且形成蛇形管，沿芯板13和14的寬度方 向相鄰的蛇形管不相互連通。因此，高溫流體基本沿縱向分別流經(jīng)各單根蛇形管而不流入 相鄰的其它蛇形管內(nèi)。然而，本發(fā)明的構(gòu)造不限于上述構(gòu)造。例如，凸部30和40可被形成 為使它們的相位沿芯板13和14的縱向或?qū)挾确较蛳嗖畎雮€(gè)周期，以使它們不形成蛇形管 (未表示)。在此構(gòu)造中，高溫流體流入相鄰?fù)共恐g的部分內(nèi)，由此形成更復(fù)雜的高溫流 體室。另外優(yōu)選的，浮凸部31和41在與沿芯板13和14的層積方向形成的山部和谷部對(duì) 應(yīng)的位置形成于凸部30和40上。在此情況下，當(dāng)一對(duì)芯板13和14層積時(shí)，一對(duì)上下浮凸 部31和41彼此抵接，并在低溫流體室內(nèi)形成圓柱狀部件(參見(jiàn)圖3B)。圓柱狀部件沿芯板 13和14的層積方向支承該芯板13和14，借此板強(qiáng)度提高。如圖4A和4B所示，優(yōu)選的，第二凸部50形成在用于形成凸部30和40的各壁面 上，以使各蛇形管具有內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，小的第二凸部50沿著與高溫流體的流動(dòng) 方向基本垂直的方向連續(xù)形成在圖4A和4B中所示的用于形成凸部30和40的各壁面上， 且第二凸部50被設(shè)置成基本平行于芯板13和14的寬度方向。結(jié)果，在各蛇形管內(nèi)形成更 復(fù)雜的流路。然而，本發(fā)明不限于上述構(gòu)造，相反，第二凸部50可以間斷地形成。第二凸部 50的形狀、方向、布置及其它參數(shù)可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)。例如，第二凸部50可沿著與凸部30和40 的蜿蜒方向相垂直的方向連續(xù)或者間斷地形成，或者可沿著凸部30和40的蜿蜒方向連續(xù) 或者間斷地形成。依據(jù)上述構(gòu)造，各對(duì)芯板13和14形成不僅沿芯板13和14的層積方向蜿蜒，而且 沿芯板13和14的寬度方向蜿蜒的蛇形管。高溫流體室形成在各蛇形管內(nèi)，低溫流體室形 成在被夾于相鄰蛇形管之間的區(qū)域內(nèi)。由于各蛇形管形成復(fù)雜的流路而不再需要翅片，所 以芯板13和14的傳熱面積增大。另外，由于各流體室的出入口之間的長(zhǎng)度(流路長(zhǎng)度) 增加，所以熱交換效率提高大約10至20%。因此，無(wú)翅片的板層積式熱交換器200維持與 提供翅片時(shí)所獲得的熱交換效率相等的熱交換效率。另外，各芯件15可完全省略翅片。另 外，減少翅片數(shù)量或者省略翅片使得部件數(shù)量減少，且因此成本降低。板層積式熱交換器200被構(gòu)造成使高溫流體沿縱向從一端至另一端流經(jīng)蛇形管， 因此具有與管式熱交換器類(lèi)似的構(gòu)造。然而，板層積式熱交換器200具有復(fù)雜的流路，且在 這點(diǎn)上不同于管式熱交換器的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在管式熱交換器中，各流體室由線性管形 成，在構(gòu)造上難以形成沿層積方向和寬度方向蜿蜒的蛇形管。因此，在管式熱交換器中，明 顯難以在管內(nèi)以及夾在管之間的區(qū)域內(nèi)形成復(fù)雜流路。然而，在本發(fā)明的板層積式熱交換 器200中，僅使芯板13和14層積就可形成復(fù)雜流路。因此，在板層積式熱交換器200中， 高溫流體與低溫流體之間的熱交換效率顯著提高。參照?qǐng)D5和圖6A，6B說(shuō)明本發(fā)明的其它實(shí)施例。圖5是表示板層積式熱交換器 300的改良部分的透視圖，圖6A和6B表示板層積式熱交換器400的改良部分。在圖5和圖 6A，6B中，與圖3A，3B和圖4A，4B相同或相似的部分具有相同的參考符號(hào)。如圖5和圖6A，6B所示，各板層積式熱交換器300和400具有與圖4A和4B所示 的板層積式熱交換器200基本相同的構(gòu)造，在構(gòu)造上不同于板層積式熱交換器200之處在 于，各凸部30和40的剖面形狀不是近似矩形而是近似半球形。在圖5所示的板層積式熱 交換器300中，凸部30和40按照同相位的方式沿著縱向蜿蜒，且一對(duì)凸部30和40形成由同相位的凸部30和40的壁面包圍的蛇形管。蛇形管具有近似圓形的剖面形狀，且形成復(fù) 雜流路而無(wú)需翅片。結(jié)果，本實(shí)施方式中的芯板13和14的傳熱面積也增大。另外，由于各 流體室的出入口之間的長(zhǎng)度(流路長(zhǎng)度)增加，所以熱交換效率提高。另一方面，在圖6A和6B所示的板層積式熱交換器400中，凸部30和40被構(gòu)造成 按照反相位方式沿芯板13和14的縱向蜿蜒(參見(jiàn)圖6A)。圖6B是圖6A所示的板層積式 熱交換器400的示意俯視圖，且沿圖6B中的線A-A的剖視圖基本對(duì)應(yīng)于圖6A。然而應(yīng)注意 的是，圖6B未表示圖6A所示的第二凸部50。依據(jù)上述構(gòu)造，一對(duì)芯板13和14形成由凸部30和40的壁面形成的復(fù)雜流路，且 此復(fù)雜流路使得高溫流體在它們的交叉點(diǎn)處被攪拌。結(jié)果，高溫流體與低溫流體之間的熱 交換效率顯著提高。因此，板層積式熱交換器300和400易于維持與提供翅片時(shí)所獲得的 熱交換效率相等的熱交換效率。另外，各對(duì)芯板可完全省略翅片。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可提供熱交換效率高的板層積式熱交換器。
權(quán)利要求
一種板層積式熱交換器，包括前后端板；層積于所述前后端板之間的多對(duì)芯板；以及供高溫流體流經(jīng)的高溫流體室和供低溫流體流經(jīng)的低溫流體室，該高溫流體室和低溫流體室通過(guò)在釬焊加工中使各對(duì)芯板的外周法蘭相互接合而被限定在由所述端板和所述芯板包圍的空間內(nèi)，各所述流體室與突設(shè)在所述前端板或所述后端板上的一對(duì)循環(huán)管連通，所述板層積式熱交換器的特征在于多個(gè)槽狀凸部形成在各所述平芯板的一側(cè)上，所述凸部從所述板的縱向一端側(cè)朝向所述板的縱向另一端側(cè)彼此基本平行地延伸，在所述板的所述縱向另一端側(cè)的區(qū)域內(nèi)形成U形返回區(qū)域并返回所述板的所述縱向一端側(cè)，所述板被彎曲成使山部和谷部沿所述板的層積方向形成在所述板的形成所述凸部且不形成所述U形返回區(qū)域的區(qū)域部分上，所述山部和谷部沿所述縱向重復(fù)，一對(duì)低溫流體用入口孔和低溫流體用出口孔設(shè)在所述芯板的縱向各端側(cè)上，一對(duì)高溫流體用入口孔和高溫流體用出口孔，設(shè)在所述低溫流體用入口孔或所述低溫流體用出口孔的設(shè)置區(qū)域內(nèi)側(cè)的區(qū)域內(nèi)的所述芯板的縱向一端側(cè)上，各個(gè)所述凸部的兩端分別收斂于所述高溫流體用入口孔和所述高溫流體用出口孔，各對(duì)所述芯板被組裝成使所述兩芯板之一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)面向所述兩芯板之另一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)，并且形成在各個(gè)芯板上的所述凸部成對(duì)但朝向相反的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板層積式熱交換器，其特征在于，各所述凸部還具有沿著與所述芯板的所述縱向垂直的所述芯板的所述寬度方向形成 的山部和谷部，且所述山部和谷部沿著所述芯板的所述縱向重復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板層積式熱交換器，其特征在于，在由沿所述芯板的所述寬度方向形成的所述山部和谷部構(gòu)成的波的周期和振幅方面， 形成在各對(duì)所述芯板上的所述凸部相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板層積式熱交換器，其特征在于， 所述凸部沿著所述芯板的所述縱向以同相位方式蜿蜒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板層積式熱交換器，其特征在于，各對(duì)所述芯板形成由所述凸部的壁包圍的多根蛇形管，且所述蛇形管形成相應(yīng)的高溫 流體室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板層積式熱交換器，其特征在于，除了設(shè)在所述芯板的最內(nèi)位置的所述蛇形管以外，所述蛇形管被構(gòu)造成使長(zhǎng)度越短的 所述蛇形管具有越小的剖面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板層積式熱交換器，其特征在于， 所述凸部沿著所述芯板的所述縱向以反相位方式蜿蜒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的板層積式熱交換器，其特征在于，第二凸部沿著與所述高溫流體的流動(dòng)方向基本垂直的方向形成在用于形成所述凸部 的壁面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱交換效率高的板層積式熱交換器。在板層積式熱交換器(100)中，多個(gè)槽狀凸部(10)形成在各平芯板(53)和(54)的一側(cè)上，且凸部(10)從板的縱向一端側(cè)朝向板的縱向另一端側(cè)彼此基本平行地延伸，在板的縱向另一端側(cè)上的區(qū)域內(nèi)形成U形返回區(qū)域并返回板的縱向一端側(cè)。該板被彎曲成使山部和谷部沿板的層積方向形成在板的形成凸部且不形成U形返回區(qū)域的區(qū)域部分上，該山部和谷部沿縱向重復(fù)。各凸部(10)的兩端分別收斂于高溫流體用入口孔(58a)和高溫流體用出口孔(58b)。一對(duì)芯板(53)和(54)(芯件(55))被組裝成使兩芯板(53)和(54)之一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)面向兩芯板(53)和(54)之另一的與所述一側(cè)相反的那側(cè)，并且形成在各個(gè)芯板上的凸部(10)和(10)成對(duì)但朝向相反的方向。
文檔編號(hào)F28F3/04GK101874192SQ20078010056
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者山田達(dá)人 申請(qǐng)人:東京濾器株式會(huì)社