具有双功能分配头连接组合体的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。
【背景技术】
[0002]钎焊板式热交换器可具有刻蚀板或隔离平板和波板，或者包括刻蚀板与隔离平板和波板的组合。
[0003]本发明尤其有利于碳钢、不锈钢或耐火合金材料的交换器。
[0004]刻蚀板式热交换器由金属板材堆叠体构成，该堆叠体多个面的其中一面上已事先实施刻蚀处理，另一面上涂有钎焊涂层。此部分形成有供流体流动的通道。
[0005]隔离平板和波板式热交换器由一套波棱垫、隔离金属板和隔离金属条的堆叠体构成。所述隔离金属板的每一面上均涂有钎焊涂层。这些金属板依次堆叠，由所述波棱垫相互隔开，并由截面为矩形的条体沿其周长封闭。所述隔离板之间的空间构成供流体流动的通道。
[0006]由刻蚀板或波棱垫、隔离金属板和隔离金属条形成的所述堆叠体外围通常设有厚度大于所述刻蚀板或隔离金属板厚度的第一和第二板体。由此组合体形成的基体在钎焊炉内通过单次操作实现钎焊。
[0007]之后，在所述基体上附加流体分配头(dispensing head)。根据位置不同，分配头为所述基体提供流体，或相反地，将流体从所述基体中移除。所述分配头还可用“集管"(collector) —词表示。在下文中，“分配头”一词用于不加区分地表示基体的流体供应头以及流体排放头。
[0008]对于铝交换器而言，所述分配头通过由符合许多实施方式所明确定义且广泛验证的计算规则和实践的焊接操作组装至所述基体上。当所述热交换器由钢或耐火合金制成，尤其当所述热交换器为平板和波板式热交换器时，上述操作难度极高，而且在必须沿由所述封闭条形成的壁体实现紧固的情况下尤甚。因此，此操作后，常可观察到钎焊焊点或焊缝内出现裂纹的现象。这些裂纹随后可成为所述基体结构因所述钎焊焊点重熔和/或所述基体不能承受热机械性焊接应力而发生泄漏或增加脆弱性的根源。
[0009]当无法对所述热交换器的设计进行改进时，一种可克服此难点的已知方法在于，将所述分配头组装于中间部件上，然后再将该中间部件钎焊于基体上。其中，所述基体在钎焊前已预先组装并加工至可容纳该中间部件。因此，通过使用所述中间部件，可无需将所述分配头直接焊接至钎焊点上。
[0010]此外，尤其当所述交换器的内表面上涂有催化剂时，可能需要利用所述分配头定期实施沉积处理，以例如实现更新所述催化剂的目的。同样地，通过使用所述中间部件，可在不损害所述基体质量的前提下对所述分配头进行沉积及重新焊接。
[0011]文献FR 2, 950, 960 A1描述了一种实现框架形式中间部件的方法。此方法并不理想，这是因为当所述基体和中间部件之间的焊面正交于所述基体堆叠体时，使用框架无法抵消基体在钎焊过程中发生的尺寸变化，尤其无法抵消焊料的熔融和渗出所导致的变形。如此使得，必须先在第一钎焊步骤内对所述基体进行事先组装，然后将所述基体加工至与所述框架形状相称，并在第二钎焊步骤内将该框架组装于基体上。
[0012]由于所使用钎焊合金材料的性质，尤其当所使用钎焊合金为镍基钎焊合金时，所述基体的加工可能导致焊点劣化。此外，上述两个钎焊步骤可能会改变焊点及基底金属的冶金品质，例如由奥氏体晶粒增大或第一钎焊步骤所形成焊料/基底金属界面的改变所引起的冶金品质变化。
【发明内容】
[0013]本发明可克服上述缺点。本发明的一个目的尤在于提供一种钎焊板式热交换器，该交换器即使在要求对分配头进行频繁拆卸及再组装的应用中仍具有良好的密封性和机械牢固性，而且制造方法简单可靠。
[0014]此目的通过一种热交换器实现，包括:
[0015]-一钎焊基体，由刻蚀板堆叠体，或波板、隔离平板和隔离条的堆叠体，或上述两种堆叠体构成；
[0016]-流体分配头；以及
[0017]-中间组件，用于将所述分配头连接至所述基体；
[0018]其中，所述中间组件和基体通过优选具有底切的公母连接相互锁合并相互钎焊于一起。
[0019]在优选实施方式中，所述本发明热交换器在技术允许组合的前提下包括下述一项、数项或所有特征:
[0020]-所述中间组件有助于所述基体堆叠过程中刻蚀板和/或隔离平板和隔离条的定位以及钎焊时将其保持到位；
[0021]-所述中间组件与分配头一体成型；
[0022]-所述分配头及中间组件由弱化线分界；
[0023]-所述中间组件为独立于所述分配头且固定，尤其为焊接，至该分配头上的组件；
[0024]-所述中间组件包括两个部件，例如具有L型横截面的部件；
[0025]-所述中间组件沿与所述基体的刻蚀板或隔离平板基本垂直的方向纵向延伸。
[0026]上述目的还可通过一种用于制造上述热交换器的方法实现，
[0027]该方法的特征在于，将所述中间组件及基体在钎焊前相互锁合，然后通过一次操作将由所述基体和中间组件形成的组合体焊接固定。
[0028]在优选实施方式中，所述本发明制造方法在技术允许组合的前提下包括下述一项、数项或所有特征:
[0029]-钎焊前，沿所述中间组件及基体之间的接触表面设置钎焊槽；
[0030]-所述锁合通过沿所述中间组件堆叠所述基体的刻蚀板和/或堆叠所述基体的波板、隔离平板和隔离条的方式实现；
[0031]-所述锁合通过所述中间组件与所述基体刻蚀板和/或隔离板和隔离条之间的横向游隙实现，所述横向游隙允许所述基体在钎焊过程中的纵向坍缩；
[0032]-在钎焊过程中，所述基体保持压紧状态；
[0033]-钎焊后将流体分配头固定，尤其通过焊接固定至所述中间组件上的步骤。
[0034]本发明还基于如下构思:将用于将所述流体分配头固定至所述热交换器基体上的中间组件还用做基体各层在基体堆叠过程及钎焊时的坍缩过程中的定位及平衡装置。如此，所述中间组合体执行连接所述基体及流体分配头以及定位和稳定基体各层的双重功會泛。
【附图说明】
[0035]除上述方案之外，本发明还由若干其他方案组成。以下通过参考附图，就示例实施方式对这些方案进行了更加明确的论述，但是本发明绝不限于此。附图中:
[0036]图1为根据本发明第一实施方式在与包括两个中间部件的中间组件堆叠过程中的基体的示意分解图；
[0037]图2为根据图1所示本发明第一示例实施方式加至所述基体上的分配头的示意分解图；
[0038]图3为根据图1和图2所示本发明第一示例实施方式完成后的交换器示意图；
[0039]图4为根据本发明第二示例实施方式在与所述分配头堆叠过程中的基体的示意分解图。
【具体实施方式】
[0040]下文中，为了描述的简便性，参考隔离平板和波板式交换器对本发明进行了描述，应理解的是，本发明也适用于刻蚀板式交换器，或包括隔离平板和波板以及刻蚀板的组合的交换器。
[0041]图1为根据第一示例实施方式的制造过程中的堆叠体的示意图，所述堆叠体由基体2以及具有两个L形中间部件7的中间组件构成。虽然一个交换器至少包括两个分配头，而且通常包括更多个分配头，但是为了简化附图，只对单个分配头的设置进行了描述。
[0042]在本示例实施方式中，中间部件7的端部设置为均突出于基体2的两个侧面，以便在每侧均容纳一个用于封闭分配头(见图2)的平板19。以下对此进行更加详细的描述。基体2设置于用作模具的下部支承的支承面11上，为了实现使中间部件7突出于基体2的侧面，在支承面11上先设置临时板16。临时板16的厚度与中间部件7的所需突出部位相对应。
[0043]随后，在临时板16上放置基体2的下端板10，并且将中间部件7滑入下端板10并垂直设于支承面11上。下端板10上预先形成有L形开口 8，用于容纳中间部件7的形状9。该L形形状仅为本发明的一个简单示例实施方式，并非以任何方式