專利名稱：用于碟形板熱交換器的加強(qiáng)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，特別是涉及由多個(gè)堆疊或嵌套的具有 交疊的外圍壁的碟形板構(gòu)成的熱交換器。
背景技術(shù)：
過去已經(jīng)制造出嵌套式碟形板熱交換器，其中具有交疊的外圍側(cè) 壁的多個(gè)堆疊的板裝配在一起，從而在板之間限定出中空的流體通路， 通常處于熱交換關(guān)系的不同流體位于板之間的交替空間內(nèi)。通常，底 板或安裝板連接在堆疊板的最上面的板或最下面的板上，安裝板具有 孔或緊固件，用以把熱交換器連接到某一設(shè)備，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上。來 自發(fā)動(dòng)機(jī)的油穿過安裝板中的開口 ，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑則穿過安裝板中的 另 一入口孔和出口孔或與熱交換器附連的配件，以便在使用中冷卻發(fā) 動(dòng)機(jī)。
在過去制造出的嵌套式碟形板熱交換器中，板通常由細(xì)薄材料制 成。而且，板一般由鋁制成，鋁相對(duì)于鐵合金而言具有較低的機(jī)械強(qiáng) 度，特別是在釬焊之后。但是這種結(jié)構(gòu)的困難在于，由于振動(dòng)、安裝 板變形、經(jīng)由安裝板從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到嵌套的碟形板以及從附連于熱交 換器的冷卻劑管傳遞到的熱交換器的熱應(yīng)力和內(nèi)壓應(yīng)力，使得一些碟 形板(通常是與安裝板相連的那些板)易于疲勞斷裂。由于安裝板往 往可能與嵌套的碟形板中最下面的板形成較差的釬焊接頭，并且因此 易于失效，因此導(dǎo)底板或安裝板的變形尤其是有可能導(dǎo)致出現(xiàn)重大問 題。
在授予Robert Mendler等人的美國專利No.5927394中，試圖通
過在最下面的規(guī)則碟形板下增加額外的厚加強(qiáng)碟形板來改進(jìn)上述困 難。這種加強(qiáng)碟形板形成有大致平坦的底部，在其縱向側(cè)和橫向側(cè)上 形成有直立的突出部，它們從底部平面以一定角度向上彎曲。這樣的困難在于該額外的加強(qiáng)板增加了熱交換器的高度和重量。該加強(qiáng)板還 需要單獨(dú)的、昂貴的模具，而且需要在裝配過程中加大維護(hù)和管理， 因此增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中，加強(qiáng)件圍繞著附連于安裝板的規(guī)則熱交換器的碟形 板的至少一部分。該加強(qiáng)件具有連接于安裝板的底部凸緣，以及外圍 凸緣，該外圍凸緣與規(guī)則的熱交換器碟形板的傾斜外圍壁平行交疊接 觸。
按照本發(fā)明的一方面，提供了一種用于碟形板熱交換器的加強(qiáng)件， 該熱交換器具有安裝板和多個(gè)安裝在安裝板上的嵌套的碟形板，所述 碟形板具有傾斜的交疊外圍壁，安裝板延伸越過嵌套碟形板的壁的外 圍。加強(qiáng)件包括適于連接到安裝板上的底部凸緣，其延伸越過嵌套碟 形板的壁的外圍。此外，外圍凸緣與底部凸緣連接。該外圍凸緣適于 與附連在安裝板上的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地接觸。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種碟形熱交換器，包括安裝板 和多個(gè)安裝在安裝板上的嵌套的碟形板。碟形板具有傾斜的交疊外圍 壁，安裝板延伸越過嵌套碟形板的壁的外圍。加強(qiáng)件具有連接于安裝 板的底部凸緣，其延伸越過嵌套碟形板的外圍。此外，加強(qiáng)件具有連 接到底部凸緣上的外圍凸緣，該外圍凸緣連接成與附連在安裝板上的 至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地接合。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于碟形板熱交換器的加強(qiáng) 件，該熱交換器具有安裝板和多個(gè)安裝在安裝板上的嵌套的碟形板， 所述碟形板具有傾斜的交疊外圍壁，安裝板延伸越過嵌套碟形板的壁 的外圍。該加強(qiáng)件包括適于設(shè)置在安裝板和所述多個(gè)嵌套碟形板之間 的底部。外圍凸緣與底部的至少一部分的外圍相連，該外圍凸緣適于 與所述多個(gè)嵌套碟形板中的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地 接觸。該加強(qiáng)件還包括從底部向外伸出的舌狀部，該舌狀部被構(gòu)造成 與延伸越過嵌套碟形板的壁的外圍的安裝板的高應(yīng)力區(qū)域交疊。


現(xiàn)在參照附圖通過舉例來描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中
圖l是按照本發(fā)明的嵌套式碟形熱交換器的實(shí)施方案的透視圖2是按照本發(fā)明的供碟形板熱交換器使用的加強(qiáng)件的一個(gè)實(shí)施
方案的透視圖3是沿圖1中線3-3的剖面圖4是沿圖1中線4-4的剖面圖5是按照本發(fā)明的加強(qiáng)件的另一實(shí)施方案的透視圖6是類似于圖4的剖面圖，但是采用了圖5中的加強(qiáng)件；
圖7是按照本發(fā)明的加強(qiáng)件的另一實(shí)施方案的部分剖面圖8是類似于圖7的部分剖面圖，但是示出了按照本發(fā)明的嵌套
式碟形板熱交換器的另一實(shí)施方案；
圖9是按照本發(fā)明的在嵌套式碟形板熱交換器中使用的加強(qiáng)件的
另一實(shí)施方案的透視圖10是圖9所示加強(qiáng)件的透視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1至4，圖1示出了嵌套式碟形熱交換器10。為了說 明的目的，圖中只示出了幾個(gè)嵌套的碟形板12，其余的由一系列虛線 表示。嵌套碟形板12安裝在安裝板13上。
嵌套碟形板12具有底壁15，該底壁限定出入口孔14和出口孔16， 以及凸起或隆起18，所述入口孔14和出口孔16用于第一熱交換流體 如機(jī)油，所述凸起或隆起18進(jìn)一步限定出用于第二熱交換流體如發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻劑的入口孔20和出口孑L 22。還設(shè)置有入口配件和出口配件(未 示出)，用于向入口孔20和出口孔22提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑和使冷卻劑返 回。但是，如果需要，安裝板13也可以帶有與碟形板上的入口孔20 和出口孔22連通的入口孔和出口孔(未示出)?？蛇x擇地，安裝板13 可以具有一個(gè)與碟形板的入口孔20連通的入口孔，并且，在熱交換 器10中可以設(shè)置有與碟形板的出口孔22連通的出口配件(未示出)。
碟形板12以相互旋轉(zhuǎn)180度的交替板堆疊，從而入口孑L 14和出 口孔16與每隔一對(duì)的相鄰板之間的空間或流道24連通。類似的，入口孑L 20和出口孔22與每隔交替的一對(duì)相鄰板之間的空間或流道26 連通。換言之，第一熱交換流體如機(jī)油和第二熱交換流體如發(fā)動(dòng)機(jī)冷 卻劑將流過熱交換器10中的交替流道24， 26。
如圖3和4中所示，碟形板12具有傾斜的交疊外圍側(cè)壁28。每 個(gè)外圍壁28都延伸出大約(或者僅僅稍微多于)在它之上的相鄰?fù)鈬?壁28的向上一半。這樣，除了最下面的碟形板12，之外，為熱交換器 IO提供了雙壁厚的側(cè)壁。
接下來尤其是參照?qǐng)D2至4，熱交換器10包括加強(qiáng)件30。加強(qiáng)件 30包括例如通過釬焊與安裝板13連接的底部凸緣32，底部凸緣32 可以具有與安裝板13匹配的外圍構(gòu)造，在這種情況下，底部凸緣32 設(shè)有與安裝板13中的相應(yīng)安裝孔匹配的安裝孔33。加強(qiáng)件30圍繞嵌 套碟形板12。加強(qiáng)件30還具有與底部凸緣32相連的外圍凸緣34。外 圍凸緣34連接成與最下面的碟形板12，的傾斜外圍壁28平行交疊地 接合，這樣該碟形板12，則與安裝板13相連?？梢越?jīng)過適當(dāng)?shù)男薷氖?外圍凸緣34與多個(gè)碟形板12上的一個(gè)以上的外壁28交疊，但是其應(yīng) 至少與連接到安裝板13上的碟形板12，上的所述一個(gè)外壁28交疊。 這樣，熱交換器10在其整個(gè)高度上均具有雙側(cè)壁厚。
接下來參照?qǐng)D5和6，圖中示出了加強(qiáng)件40的另一實(shí)施方案，可 以4吏用該加強(qiáng)件40代替圖1至3中所示的加強(qiáng)件30。該加強(qiáng)件40也 具有與安裝板13相連的圍繞著碟形板12的底部凸緣42，以及與底部 凸緣42相連的外圍凸緣44。外圍凸緣44連接成與連接到安裝板13 上的至少一個(gè)碟形板12，的傾斜外圍壁28平行交疊地接合。
加強(qiáng)件40優(yōu)選通過軋制成型制成，然后再彎曲成圍繞著碟形板 12的環(huán)形結(jié)構(gòu)。因此加強(qiáng)件40具有小間隙46 (為了圖解目的在圖5 中著重示出)。如果需要，可以在熱交換器10的裝配過程中將間隙46 封閉、填充或覆蓋。如果在間隙區(qū)域不需要對(duì)熱交換器IO進(jìn)行加強(qiáng)， 也可以〗吏間隙46更大一些。
圖7示出了能夠應(yīng)用于前述任何加強(qiáng)件的變型。在圖7中，加強(qiáng) 件50具有底部凸緣52和反轉(zhuǎn)的外圍凸緣54，其中外圍凸緣54為倒v形的形式。
圖8示出了在碟形板12反轉(zhuǎn)的情形下嵌套式碟形板熱交換器的另 一變型。加強(qiáng)件58可以與加強(qiáng)件30或40相同。
圖9和IO示出了按照本發(fā)明的加強(qiáng)件的另一實(shí)施方案，其用在與 圖l-8相關(guān)的嵌套式碟形熱交換器中。因此，盡管未在圖9中示出， 但碟形板12包括用于第一和第二熱交換流體穿過如圖l所示的熱交換 器流動(dòng)的入口孔和出口孑L。但是，在該實(shí)施方案中，加強(qiáng)件60具有設(shè) 置在嵌套碟形板12堆和安裝板13之間的底部64 (參見圖10)。底部 64包括對(duì)應(yīng)于板12中的孔的入口孔14，，20，和出口孔16，，22，。在該實(shí) 施方案中，加強(qiáng)件60具有未完全包圍碟形板12，的外圍凸緣62。更確 切地說，外圍凸緣62終止于沿著嵌套碟形板一側(cè)的端部邊緣63，這 表明在所有情形下外圍凸緣62都不需要連續(xù)地包圍碟形板12。底部 64在沒有外圍凸緣62的區(qū)域中稍微延伸超出嵌套碟形板12的外圍。 如上所述，盡管不需要外圍凸緣62完全包圍著碟形板12，但優(yōu)選地 在高應(yīng)力集中區(qū)域，如在安裝板中的暴露于高壓機(jī)油的相鄰區(qū)，設(shè)置 至少一部分外圍凸緣62。加強(qiáng)件60還形成有伸出部或舌狀部66，其 從加強(qiáng)件60的底部64延伸出，并且構(gòu)造成與經(jīng)受高應(yīng)力的安裝板13 的一部分交疊。外圍凸緣62跟隨舌狀部66的至少一部分的外圍。在 該實(shí)施方案中，舌狀部66形成有一對(duì)從舌狀部66的表面向上突出以 增加舌狀部66的剛性的加強(qiáng)肋68,從而提高了加強(qiáng)件60的整體強(qiáng)度。 舌狀部66還提供了圍繞安裝孔35的額外加強(qiáng)作用，該裝孔35可以經(jīng) 受由于安裝板13在這一區(qū)域的撓曲或變形而導(dǎo)致的高應(yīng)力。
盡管圖9和10中的加強(qiáng)件示出了從設(shè)置在最下面的嵌套碟形板 12，和安裝板13之間的底部64延伸出的舌狀部66，但應(yīng)當(dāng)理解的是， 具有加強(qiáng)肋和外圍凸緣的類似舌狀部也能夠被結(jié)合到圖1-8中所示的 任一加強(qiáng)件中，以便在安裝板13經(jīng)受到高應(yīng)力集中的區(qū)域中提供額外 的強(qiáng)度。當(dāng)被結(jié)合到圖1-8所示的實(shí)施方案中時(shí)，舌狀部可以從底部 凸緣32， 42或52的一部分上延伸出。
盡管已經(jīng)參照特定優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本發(fā)明并不限于這些精確的實(shí)施方案，在不脫離這里所
述本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行變化或修改。例如，如圖5所描述的， 如果不需要在間隙46的區(qū)域內(nèi)使熱交換器10加強(qiáng)，可以使間隙46 形成得更大一些。事實(shí)上，加強(qiáng)件40可以被制成設(shè)置在僅位于高應(yīng)力 區(qū)域的嵌套碟形板12的周圍的小的、單獨(dú)的部分，而不必使加強(qiáng)件 40圍繞碟形板12的整個(gè)堆垛。另外，除了使用軋制成型和彎曲技術(shù) 來形成加強(qiáng)件之外，還可以通過沖壓形成加強(qiáng)件30， 40?？梢圆捎萌?何合適的材料形成加強(qiáng)件；但是，可以在大多數(shù)(如果不是全部)如 上所述的實(shí)施方案中采用一側(cè)包覆的釬焊板(one-side clad braze sheet )o
權(quán)利要求
1.一種用于碟形板熱交換器的加強(qiáng)件，該熱交換器具有安裝板和多個(gè)安裝在所述安裝板上的嵌套的碟形板，所述碟形板具有傾斜的交疊外圍壁，安裝板延伸越過所述嵌套的碟形板的壁的外圍，該加強(qiáng)件包括適于連接到安裝板上的底部凸緣，其延伸越過所述嵌套碟形板的壁的外圍；以及連接到底部凸緣上的外圍凸緣，該外圍凸緣適于與附連在安裝板上的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣具有與延伸越 過所述嵌套的碟形板的壁的外圍的安裝板的至少一部分對(duì)應(yīng)的外圍結(jié) 構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣具有形成在其 內(nèi)的安裝孔，該安裝孔對(duì)應(yīng)于形成在安裝板中的安裝孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣和外圍凸緣完 全包圍與安裝板連接的所述至少一個(gè)碟形板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣和外圍凸緣圍 繞與安裝板相連的所述至少一個(gè)碟形板的僅僅一部分延伸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)件，其中，外圍凸緣僅接觸所述至 少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁的一部分，所迷傾斜外圍壁的該部分為高 應(yīng)力區(qū)域。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣具有從其上延 伸的舌狀部，該舌狀部被構(gòu)造成與延伸越過所述嵌套碟形板的壁的外 圍的安裝板的高應(yīng)力區(qū)域交疊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加強(qiáng)件，其中，所述舌狀部包括一對(duì)從 舌狀部的表面向上突出的加強(qiáng)肋。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加強(qiáng)件，其中，所述外圍凸緣跟隨舌狀 部的至少一部分的外圍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)件，其中，所述外圍凸緣形成為 倒V形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)件，其中，底部凸緣和外圍凸緣 由一側(cè)包覆的釬焊板制成.
12. —種碟形板熱交換器，包括 安裝板；多個(gè)安裝在安裝板上的嵌套的碟形板，所述碟形板具有傾斜的交 疊外圍壁，所述安裝板延伸越過所述嵌套碟形板的壁的外圍；加強(qiáng)件，其具有連接到安裝板上的底部凸緣，該底部凸緣延伸越 過所述嵌套的碟形板的壁的外圍；以及所述加強(qiáng)件還具有連接到底部凸緣上的外圍凸緣，所述外圍凸緣 連接成與附連到安裝板上的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地 接合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碟形板熱交換器，其中，底部凸緣具 有與延伸越過所述嵌套的碟形板的壁的外圍的安裝板的至少一部分對(duì) 應(yīng)的外圍結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碟形板熱交換器，其中，外圍凸緣接 觸所述至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁的一部分，所述傾斜外圍壁的該 部分為高應(yīng)力區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碟形板熱交換器，其中，加強(qiáng)件完全 包圍與安裝板相連的所述至少一個(gè)碟形板。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碟形板熱交換器，其中，加強(qiáng)件圍繞 與安裝板相連的所述至少一個(gè)碟形板的僅僅一部分延伸。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所迷的碟形板熱交換器，其中，加強(qiáng)件具有 從底部凸緣向外延伸的舌狀部，該舌狀部被構(gòu)造成與圍繞所述多個(gè)嵌 套的碟形板的安裝板的高應(yīng)力區(qū)域交疊。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的碟形板熱交換器，其中，加強(qiáng)件以節(jié) 段的形式形成，所述節(jié)段圍繞在經(jīng)受高應(yīng)力區(qū)域中的與安裝板相連的 所述至少一個(gè)碟形板設(shè)置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的碟形板熱交換器，其中，所述舌狀部 包括一對(duì)從舌狀部的表面向上突出的加強(qiáng)肋。
20. —種用于碟形板熱交換器的加強(qiáng)件，該熱交換器具有安裝板 和多個(gè)安裝在該安裝板上的嵌套的碟形板，所述碟形板具有傾斜的交 疊外圍壁，安裝板延伸越過所述嵌套碟形板的壁的外圍，該加強(qiáng)件包 括大致平面的底部，其適于設(shè)置在所述安裝板和所述多個(gè)嵌套碟形 板之間；與底部的至少一部分的外圍相連的外圍凸緣，該外圍凸緣適于與 所述多個(gè)嵌套碟形板中的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁的至少一部分 平行交疊地接觸；以及從底部向外延伸出的舌狀部，該舌狀部被構(gòu)造成與延伸越過所述 嵌套碟形板的壁的外圍的安裝板的高應(yīng)力區(qū)域交疊。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)件，其中，所述舌狀部包括一對(duì) 從其表面向上突出的加強(qiáng)肋。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的加強(qiáng)件，其中，所述外圍凸緣沿著舌 狀部的至少一部分的外圍從底部延伸。
全文摘要
一種用于熱交換器的加強(qiáng)件，該熱交換器具有帶有傾斜的交疊外圍壁的嵌套的碟形板，其中，所述嵌套碟形板中的至少一個(gè)與安裝板相連，安裝板延伸越過嵌套的碟形板的壁的外圍。該加強(qiáng)件具有連接在安裝板上的底部凸緣，該底部凸緣延伸越過嵌套的碟形板的壁的外圍。該加強(qiáng)件還具有外圍凸緣，該外圍凸緣設(shè)置成與附連在安裝板上的至少一個(gè)碟形板的傾斜外圍壁平行交疊地接合。
文檔編號(hào)F28D9/00GK101317069SQ200680044246
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者P·布拉杜, T·陳, 榮曉陽 申請(qǐng)人:達(dá)納加拿大公司