專利名稱：用于板式散熱器的板元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于板式散熱器的板元件，還涉及一種板式散熱器，它 包括多個(gè)相同的板元件。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中以下板式散熱器是已公知的在這種板式散熱器上重疊布 置著總體上相同的、交替布置的板元件，同時(shí)還形成了兩個(gè)獨(dú)立的腔室系統(tǒng)， 其中，第一傳熱介質(zhì)在一個(gè)腔室系統(tǒng)中穿流，第二介質(zhì)在另一個(gè)腔室系統(tǒng)中 穿流。但一般來(lái)說(shuō)，它在以下方面存在問(wèn)題，即如何優(yōu)化腔室內(nèi)的介質(zhì)流道， 從而在確定了結(jié)構(gòu)大小和板數(shù)量的情況下使兩種介質(zhì)間的熱交換盡可能達(dá)到 最優(yōu)。DE 199 39 264 Al描述了一種疊置結(jié)構(gòu)的板片式熱交換器。在這種熱交 換器中，多個(gè)相同的板元件相互疊置，并沿呈錐形的外邊緣相互釬接。這些 板元件在其底部區(qū)域內(nèi)分別具有四個(gè)基本上為圓形的開(kāi)口，其中，這些圓形 開(kāi)口中的兩個(gè)分別具有凸出的邊緣。每個(gè)凸出的邊緣與外邊緣之間相隔一定 距離。在板元件疊置的情況下，在外邊緣和開(kāi)口的凸出部分之間出現(xiàn)很大體 積的流體，其中，傳熱介質(zhì)的流動(dòng)速度特別低。這樣， 一方面在確定的尺寸 下，熱交換器的效率受到不利的影響；另一方面，在這些介質(zhì)幾乎停滯的區(qū) 域，被介質(zhì)攜帶的顆粒會(huì)出現(xiàn)沉積，并凝集成大規(guī)模的沉積物。而例如在熱 交換器是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的油冷器的情況下，這種較大的沉積物的自行脫落會(huì)對(duì) 整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p害。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于板式散熱器的板元件，通過(guò)它可以制造出 效率得到改善并且防止出現(xiàn)沉積的板式散熱器。對(duì)于前面所述的板元件，這個(gè)目的由根據(jù)本發(fā)明的、具有下述特征的板 元件實(shí)現(xiàn)。通過(guò)造型，特別是通過(guò)在側(cè)壁和第二開(kāi)口邊緣之間的底座面，很容易地 實(shí)現(xiàn)，在板式散熱器中流體較少的區(qū)域存在著特別少的傳熱介質(zhì)。特別是在 板式散熱器的外邊緣和介質(zhì)開(kāi)口之間不利于介質(zhì)流動(dòng)的區(qū)域使介質(zhì)減少或消 除，從而使介質(zhì)主要存在于開(kāi)口之間以及它的主要流動(dòng)區(qū)域中?？偟膩?lái)說(shuō)， 這樣即使在板式散熱器中的介質(zhì)量較小的情況下，也能夠達(dá)到同樣的換熱器 效率。通過(guò)這種方式使板式散熱器在整體上更為輕型化、小型化。為了使板式散熱器的制造變得簡(jiǎn)單，在優(yōu)選的實(shí)施形式中，板元件可與 第二個(gè)、結(jié)構(gòu)相同的板元件相連，其中，在這種連接布置中，板元件的底座 面與第二板元件之間為平面接觸。由于第二元件的結(jié)構(gòu)相同，從而使板式散 熱器的制造尤為經(jīng)濟(jì)。此外，優(yōu)選的是，板元件至少在平面狀的接觸區(qū)域與第二板元件釬焊連 接。在現(xiàn)有技術(shù)中已公知的是，由于邊緣在原則上為單維結(jié)構(gòu)，所以釬接為 線條狀，而與此不同的是，在根據(jù)本發(fā)明的板元件中，板式散熱器的相鄰板 元件之間能在以更大的平面接觸中釬接，從而具有特別大的強(qiáng)度，能長(zhǎng)時(shí)間 地保持不出現(xiàn)裂紋或泄漏。在根據(jù)本發(fā)明的板元件的優(yōu)選實(shí)施形式中，至少一個(gè)開(kāi)口具有一個(gè)沿縱 向延伸的、與圓形不同的形狀。在這里，以簡(jiǎn)單的方式可以實(shí)現(xiàn)，介質(zhì)在特 別寬的區(qū)域內(nèi)穿過(guò)由根據(jù)本發(fā)明的板元件組成的板式散熱器。特別是在上述 平面接觸或平面釬接的情況下，板元件和形狀與圓形不同的開(kāi)口之間的連接 得到了保證。在優(yōu)選的實(shí)施形式中，根據(jù)本發(fā)明的板元件具有凹凸輪廓，這種凹凸輪 廓布置在流路中，用于影響介質(zhì)的流動(dòng)。通過(guò)這種凹凸輪廓，可以改善介質(zhì) 流在板元件上分布，從而優(yōu)化熱交換器效率。為了簡(jiǎn)化制造，凹凸輪廓優(yōu)選地通過(guò)對(duì)板元件底部進(jìn)行壓制或變形而形成。在這里，凹凸輪廓特別優(yōu)選為波浪形，其中，在板元件的凹凸輪廓和固 定在第一板元件上的、結(jié)構(gòu)相同的第二板元件的凹凸輪廓之間，存在著多個(gè) 凹凸輪廓的接觸點(diǎn)。這樣，通過(guò)凹凸輪廓可以實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)流的有目的地引導(dǎo)。為了簡(jiǎn)化制造，板元件整體上可由一個(gè)具有不變厚度的金屬板制成?？?以通過(guò)已知的方法將具有不變厚度的金屬板制成板元件，例如通過(guò)深拉伸、 模鍛或其它方法。金屬板的材料優(yōu)選為鋁合金，以便能夠從整體上實(shí)現(xiàn)板式 散熱器的輕型化。根據(jù)本發(fā)明的板式散熱器包括多個(gè)相同的、根據(jù)權(quán)力要求1到8中任一 項(xiàng)所述的板元件。這樣，根據(jù)本發(fā)明的板元件在成形上的優(yōu)點(diǎn)就與板式散熱 器低成本的批量制造結(jié)合起來(lái)。其它的優(yōu)點(diǎn)和特征由下面所述的實(shí)施例得出。


下面通過(guò)附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的板元件和板式散熱器的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1中是根據(jù)本發(fā)明的板元件的仰視立體圖，其中，呈錐形環(huán)繞一周的 邊緣指向圖示平面內(nèi)部；圖2中是圖l所示的板元件的俯視立體圖，其中，環(huán)繞一周的邊緣從圖 示平面指向外面；圖3是圖1所示的板元件的局部放大圖；圖4是穿過(guò)四個(gè)按交替變換的方向疊置的、如圖1所示的板元件的橫斷 面圖，它們共同形成板式散熱器的一部分；圖5是如圖1所示的板元件的橫斷面的局部視圖；圖6是如圖1所示的板元件的一個(gè)變型的視圖，其中設(shè)有一個(gè)單獨(dú)的湍 流襯層來(lái)代替壓制而成的凹凸輪廓。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的板元件包括底部1，所述底部帶有兩個(gè)按介質(zhì)的流動(dòng)方向相對(duì)布置的第一類型開(kāi)口2、 3，它們兩個(gè)都具有處于底部l之內(nèi)的邊緣2a、 3a。兩個(gè)第一開(kāi)口 2、 3分別為長(zhǎng)形，其中，開(kāi)口 2、 3的縱向直徑比橫向直 徑的約1.5倍還多。介質(zhì)的流動(dòng)垂直于開(kāi)口2、 3的縱向。在這個(gè)視圖中，板 元件的形狀為矩形，它的各角被明顯倒圓。兩個(gè)第一開(kāi)口 2、 3布置在矩形的 同一縱向側(cè)的角部區(qū)域。在相對(duì)的另一個(gè)縱向側(cè)設(shè)有第二類型的開(kāi)口4、 5，它們?cè)谛螤詈烷_(kāi)口尺 寸上與第一開(kāi)口 2、 3相同。第二開(kāi)口 4、 5的邊緣4a、 5a并不與底部1處于 同一高度，而是位于一個(gè)與底部l所處的底面平行的平面內(nèi)。板元件上分別 與開(kāi)口4、 5對(duì)應(yīng)的底座面6、 7同樣也處于這個(gè)平面內(nèi)，所述底座面與底部 1平行，但是沿著板元件的垂直軸線錯(cuò)開(kāi)。垂直軸線在圖6中是垂直圖示平 面的。在這里，開(kāi)口4、 5由底座面6、 7中的簡(jiǎn)單穿孔形成。但它們也可帶 有凸緣或具有其它與底座面中的簡(jiǎn)單開(kāi)口不同的形式。底座面6、 7分別部分地被底部1的倒圓的邊緣6a、 7a所包圍，并且在 底座面6、 7的高度上局部地被環(huán)繞板元件一周的側(cè)壁8的、被倒圓的根部 8b所包圍。側(cè)壁8完整地環(huán)繞板元件一周，并在同一平面內(nèi)具有完整的外邊 緣8a。此外，這個(gè)側(cè)壁8并不是垂直于底部1，而是略微向外傾斜，因此在 整體上它的布置呈錐形。這樣，多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的板元件就可以相互插入而疊 置，其中，外邊緣8a分別緊貼在下一個(gè)板元件的側(cè)壁8的一定高度處，并在 這個(gè)位置上與之釬接(見(jiàn)圖4)。底座面6、 7分別從側(cè)壁8的根部8b延伸到第二開(kāi)口 4、 5的邊緣4a、 5a處。在底座面6、 7區(qū)域中的根部8b與在底部1中的根部不處于同一高度， 因此在根部8b處存在著臺(tái)階8c。在圖4所示的疊置圖中可以看到，底座面6、 7從與隨后的、旋轉(zhuǎn)180。布置的板元件的底部1的平面接觸中可以形成平面 釬接，這種釬接特別牢固，并可防止在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏。如圖4所示，通過(guò)多個(gè)板元件的交替布置和密封釬接形成了板式散熱器 的一部分，它包括腔室的第一系統(tǒng)A和第二系統(tǒng)B。在這里，第一傳熱介質(zhì)例如水和/或乙二醇，垂直于圖4中的圖示平面，分別從一個(gè)板開(kāi)口穿過(guò)第一 系統(tǒng)A到達(dá)另一個(gè)開(kāi)口，而第二傳熱介質(zhì)例如發(fā)動(dòng)機(jī)油，垂直于圖4中的圖 示平面，分別從一個(gè)板開(kāi)口穿過(guò)第二系統(tǒng)B到達(dá)另一個(gè)開(kāi)口。根據(jù)發(fā)明的板元件可通過(guò)常用的成型加工方法制造，在這里，毛坯是一 種單一的、具有不變厚度的鋁合金板。此外，按照?qǐng)D1到圖5優(yōu)選的板元件在底部1上具有凹凸輪廓9。這種 凹凸輪廓基本上包括多個(gè)之字形或波浪形的凹部，它們分別形成連續(xù)的通道， 并從下面壓入到板元件的底部1中。每個(gè)之字形的通道橫穿過(guò)假想的介質(zhì)流 路，所述流路分別從板元件的短側(cè)通向?qū)γ娴陌逶牧硪欢虃?cè)。此外，該 通道在定位方面使得相同的板元件在疊置時(shí)， 一個(gè)板元件的通道與另一個(gè)板 元件的通道之間的交叉的數(shù)量盡可能變大。在交叉位置是相鄰的通道的接觸 點(diǎn)，這通過(guò)相應(yīng)地確定壓入深度的大小而得到保證。板在接觸點(diǎn)優(yōu)選地相互 釬接?？傮w上通過(guò)這種方式，使穿流的介質(zhì)有目的地出現(xiàn)折流和湍流，從而優(yōu) 化熱交換器的能力。.在如圖6所示的變型中，板元件除了凹凸輪廓9之外，與圖1到圖5所 示的實(shí)施例相同，在這里，凹凸輪廓9由在圖6中用陰影線畫(huà)出的、在板元 件上的湍流襯層10代替。這種湍流襯層IO用于改善熱交換器效率，在現(xiàn)有 技術(shù)中是已公知的，只是在布置方式上與根據(jù)本發(fā)明的板元件相配合。所有圖紙都是按一定比例的，因此在必要時(shí)可以采用它們的比例關(guān)系。
權(quán)利要求
1.用于板式散熱器的板元件，包括一個(gè)至少部分環(huán)繞板元件的、基本上處于一個(gè)平面內(nèi)的外邊緣(8a)，其中，外邊緣(8a)形成環(huán)繞一周的側(cè)壁(8)的上端；一個(gè)處于底面之中的底部(1)，至少一個(gè)作為底部的穿孔并用于介質(zhì)穿流的第一開(kāi)口(2、3)，和至少一個(gè)第二開(kāi)口(4、5)，其中，第二開(kāi)口的開(kāi)口邊緣(4a、5a)位于一個(gè)與底面平行的平面內(nèi)，這個(gè)平面與底面在垂直方向上錯(cuò)開(kāi)，其特征在于，第二邊緣至少局部地包圍與底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少?gòu)牡诙_(kāi)口(4、5)延伸到側(cè)壁(8)，并沿與底面垂直的方向與底部錯(cuò)開(kāi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板元件，其特征在于，板元件與第二個(gè)、結(jié)構(gòu) 相同的板元件相連，其中，在這種連接布置中，板元件的底座面與第二板元 件之間為平面接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的板元件，其特征在于，板元件與第二板元件至 少在平面接觸區(qū)域平面釬接。
4. 根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的板元件，其特征在于，至少一個(gè) 開(kāi)口具有一個(gè)沿縱向延伸的、非圓形的形狀。
5. 根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的板元件，其特征在于，板元件具 有凹凸輪廓，這種凹凸輪廓布置在流路中，用于影響介質(zhì)的流動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的板元件，其特征在于，凹凸輪廓通過(guò)對(duì)板元件 底部進(jìn)行壓制而形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的板元件，其特征在于，凹凸輪廓由湍流襯層形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的板元件，其特征在于，凹凸輪廓為波浪形，其中，在板元件的凹凸輪廓和固定在第一板元件上的、結(jié)構(gòu)相同 的第二板元件的凹凸輪廓之間，存在著多個(gè)凹凸輪廓的接觸點(diǎn)。
9. 根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的板元件，其特征在于，板元件整 體上由一個(gè)具有不變厚度的金屬板制成。
10. 板式散熱器，包括多個(gè)相同的、根據(jù)權(quán)力要求1到8中任一項(xiàng)所述 的板元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于板式散熱器的板元件，包括一個(gè)至少部分環(huán)繞板元件的、基本上處于一個(gè)平面內(nèi)的外邊緣(8a)，該外邊緣(8a)形成環(huán)繞一周的側(cè)壁(8)的上端；一個(gè)處于底面之中的底部(1)，其具有多個(gè)用于介質(zhì)穿流的第一開(kāi)口(2、3)，至少一個(gè)開(kāi)口作為底部的穿孔；和至少一個(gè)第二開(kāi)口(4、5)，其中，第二開(kāi)口的開(kāi)口邊緣(4a、5a)位于一個(gè)與底部平行的平面內(nèi)，這個(gè)平面與底部在垂直方向上錯(cuò)開(kāi)。按照本發(fā)明，該板元件的第二邊緣至少局部地包圍與底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少?gòu)牡诙_(kāi)口(4、5)延伸到側(cè)壁(8)，并沿與底面垂直的方向與底部錯(cuò)開(kāi)。
文檔編號(hào)F28D9/00GK101228408SQ200680026654
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者延斯·里希特 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司