具有增强装置的板式热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钎焊板式热交换器，其包括多个热交换器板，所述多个热交换器板堆叠成堆，并设置有由脊部和槽构成的挤压图案，所述挤压图案适于通过在形成板间流动通道时相邻板的脊部和槽之间的交叉点使成堆的所述热交换器板互相保持一定距离，所述流动通道与端口开口选择性地流体连通，由此在与流经至少一个相邻板间流动通道的流体进行热交换时，交换热量的流体能够通过所述板间流动通道从一个端口开口流向另一个端口开口，所述板式热交换器还包括端板，该端板设置有位于相邻端口开口之间的至少一个增强槽。
【背景技术】
[0002]在钎焊热交换器领域中，越来越需要能够在不为热交换器的端板提供连接的情况下将流体管道与热交换器连接。作为替代，通常被称为“水封”的装置被挤压在端板上，其中在水封和端板之间设置有垫片以密封。
[0003]如上所述，水封挤压在端板上。压力会使垫片变形，并抵消来自热交换流体压力的力。来自压力的力是压力和端口面积的函数:较大端口开口会导致较大的力，较高压力也会导致较大的力。
[0004]为了将水封挤压在端板上，可以在端板上设置“耳朵”，耳朵设置为可以使用螺丝等将水封压向端板。
[0005]还能够将双头螺栓与端板连接，并利用该螺栓将水封固定至端板。
[0006]双头螺栓可以通过多种方式固定至端板，例如熔焊或钎焊。但是，如果在热交换器自身钎焊之后再将双头螺栓固定至端板则是有利的，因为双头螺栓会从端板的一般平面伸出，从而导致热交换器的包装效率比所需效率低。
[0007]将双头螺栓固定至端板的一个固有缺点是端板不够结实。特别是已经证明，端板和相邻热交换器板之间的连接是一个弱点，因为通过双头螺栓作用在端板上的力易于使端板从其相邻的热交换器板分开。
[0008]在现有技术中，已经进行了许多尝试以提高端板的强度。EP0347961公开了提高强度设计的一个例子。端板上设置有在端口开口之间延伸的向上的脊部。该脊部有助于在热交换器的宽度上传递力，但是不会将任何力传递至相邻的热交换器板。
[0009]SE529769公开了为端口开口之间的区域提供更大强度的另一种尝试。通过设置从相邻的端板向外延伸的细长脊部，端口开口之间的区域得以加强。该技术效果与EP0347961公开的脊部的效果相同。
[0010]本发明的目的是提供一种热交换器，该热交换器的端板和相邻热交换器板之间的强度改善，因此允许水封和端板之间存在更高的压力。
【发明内容】
[0011]根据本发明，上述问题及其他问题通过至少一个增强槽解决，或至少减轻，所述增强槽为挤压在端板中的槽，其中所述至少一个增强槽朝着相邻的热交换器板挤压，其中在与端板相邻的热交换器板中设置有增强图案，该增强图案适于接收端板的至少一个增强槽。
[0012]为确保增强槽和增强图案被钎焊在一起，热交换器板增强图案的尺寸可以设置为使得端板的至少一个增强槽将在钎焊操作过程中被钎焊到相邻的热交换器板的增强图案上，其中热交换器板所成的堆和端板被钎焊以形成热交换器。
[0013]为了能够使用现有技术中的热交换器板，端板的至少一个增强槽可以适于和相邻热交换器板的脊部和槽配合。
[0014]为了获得大的力传递区域，端板的至少一个增强槽可以与相邻热交换器板的脊部和槽平行并同步。
[0015]为了在增强槽和增强图案平行并同步的情况下提供板间流动通道，端板的至少一个增强槽可以具有类似于截圆锥的截面，由此在热交换器板的脊部及槽和端板的增强图案之间形成流动通道。
[0016]为了充分挖掘本发明的热交换器的益处，该热交换器可以包括固定至端板的连接构件。
【附图说明】
[0017]下面参考附图对本发明进行描述，其中:
[0018]图1是根据本发明一种实施方式的热交换器中包括的热交换器板和端板的爆炸立体视图；
[0019]图2是图1所示热交换器的装配状态的立体视图；
[0020]图3a和3b分别是根据本发明一种实施方式的热交换器中包括的热交换器板的剖视图和平面图，图3a所示的剖视图是沿着图3b中的线L-L截取的；
[0021]图4a和4b分别是根据本发明一种实施方式的热交换器中包括的端板的剖视图和平面图，图4a所示的剖视图是沿着图4b中的线L2-L2截取的；
[0022]图5是本发明一种示例性实施方式的爆炸立体视图；以及
[0023]图6a和6b分别是本发明另一种实施方式的平面图和剖视图。
【具体实施方式】
[0024]参考图1，根据本发明的热交换器100包括端板110，以及多个热交换器板120，130，140，150(取决于所需的热交换性能，热交换器板的数量可以在较宽范围内变化)。与端板110相比，起始板160位于热交换器100的相反侧上。
[0025]所有的板上都设置有由脊部R和槽G构成的挤压图案，所述挤压图案适于通过在形成板间流动通道时相邻板的脊部和槽的交叉使板彼此保持一定距离。此外，除了起始板160之外的所有板都设置有允许与板间流动通道选择性连通的端口开口 A，B，C和D。该选择性连通是通过在不同基准面上提供围绕端口开口的区域实现的；如果围绕两个相邻板上的端口开口的区域的基准面使得所述区域互相接触，则不会与由这一对特定板限定的板间流动通道连通;反之亦然，如果围绕相邻板的端口开口的区域不互相接触，则在端口开口和由这两个板限定的板间流动通道之间存在连通。
[0026]此外，热交换器100的端板110设置有增强槽111，增强槽111分别设置在端口开口A和B，C和D之间。增强槽111是端板110中的凹陷，增强槽的深度可以为槽G深度的大约30%到槽G深度的大约70%。经试验证明，一种有益的实施方式包括深度为槽G深度大约50%的增强槽。
[0027]至少相邻的热交换器板120设置有增强图案121，增强图案121的形状对应于端板110的增强槽111的形状。但是，在相邻的热交换器板120中，增强图案121设置在由脊部R和槽G构成的挤压图案中，因此在增强槽111与增强图案121配合的地方，脊部R的高度有限。稍后参考图3和4对增强槽111与增强图案121之间的配合进行描述。
[0028]起始板160根据热交换器板120-150的图案设置有由脊部R和槽G构成的挤压图案，但是未设置有任何端口开口。
[0029]此外，还显示了连接构件200，210。这些连接构件优选在板式热交换器自身制造好之后固定至端板110。稍后对此进行描述。
[0030]在图2中，显示的热交换器100处于装配状态。优选地，通过将起始板160，热交换器板150-120和端板110堆叠成堆来制造热交换器100，其中钎焊材料至少放置在相邻板的脊部R和槽G之间的接触点上。钎焊材料可以是任何合适的材料，但是优选地，钎焊材料是金属或合金，该金属或合金的熔点低于制造热交换器板所用材料(通常为不锈钢)的熔点。在将板和钎焊材料堆叠成堆之后，将堆叠物放置在熔炉中并钎焊，从而形成热交换器。可以在连续隧道炉或分批钎焊炉中进行钎焊。
[0031 ]图2还显示了围绕端口开口的区域之间的配合。在端板110的端口开口 A中，可以看到围绕相邻热交换器板120的相应端口开口的区域是如何与端板110接触，从而密封端口开口 A，使其不与由端板110和热交换器板120之间的配合所形成的流动通道流体连通。相反，在端板110的端口开口 B中，可以看到围绕相邻热交换器板的相应端口开口的区域是如何不与端板110的相应区域接触的。因此，在端口开口 B与由端板110和相邻板之间的配合形成的流动通道之间存在流体连通。该图案重复，由此在端口 A和热交换器板120及130之间的板间通道之间，以及热交换器140和150之间的板间通道之间存在连通，而在端口开口 B和端板110与热交换器板120之间的板间隙之间，热交换器板130和140的板间隙之间，热交换器板之间的板间隙之间，以及热交换器板150和起始板160之间的板间隙之间存在连通。
[0032 ] 同样，板间隙与端口开口 C和D之间存在选择性连通。端口开口 A和C互相连通，端口开口 B和D互相连通。
[0033]增强部分111，11 Ib设置在端口开口 A和B之间，以及端口开口 C和D之间。在增强部分111，11 Ib之间固定有连接构件200,210ο在所示实施方式中，连接构件包括细长的中心部分201，在中心部分201中设置有螺纹开口 202。基部203比中心部分201的直径大，并设计为固定至端板110。可以通过-举例来说-焊接，点焊，胶合，常见焊接方法或任何其他合适的方法将基部203固定至端板110。还可以在热交换器钎焊过程中实现连接构件200，201的固定，但是至少在分批钎焊的情况下，如果连接构件从热交换器突出，则熔炉中热交换器的包装会受到干扰。
[0034]在附图所示的实施方式中，设置有两个增强槽111和111b，在这些增强槽lll，lllb之间设置有连接构件200，210。在其他实施方式中，可能只有一个增强槽，连接构件可以设置在该槽内。
[0035]如上所述，增强槽111和Illb与相邻板配合。在图3A中，以平面图显示了热交换器板120。如图所示，增强图案121分别设置在端口开口A和B，以及C和D之间。显示的截面线L-L穿过端口开口 A，B以及增强图案121。
[0036]在图3B中，显示了沿图3A中的线L-L获取的截面。从图3B中左侧开始，显示了裙边
S。该裙边S—直