專利名稱：板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有若干相互重疊隔板的板式熱交換器，隔板交替地分隔 用于一第一或第二介質(zhì)的一個(gè)第一和一個(gè)第二流量室，其中至少一個(gè)流量室設(shè) 置有至少一個(gè)較佳地由金屬片制成的紊流發(fā)生器，該發(fā)生器包括一具有許多并 列帶狀行的平板，該帶狀行前后交替地凸起和下凹，凸起和下凹通過橋接部分 彼lt鏈在一起，每一行的凸起和下凹相對(duì)于每一緊鄰的行錯(cuò)位設(shè)置，每一行具 有至少一個(gè)用于介質(zhì)流通到緊鄰行的過渡區(qū)，這樣，每一行的下凹與至少一緊 鄰的行的緊鄰?fù)蛊鸫嬖诹黧w^^。
背景技術(shù)：
板式熱交換器，特別是油/水熱交換器，由若干相互重疊的平板組成，每 次一個(gè)第一和一個(gè)第二介質(zhì)的交換，例如油和水，構(gòu)成流動(dòng)層。平板豎起的 邊緣圍繞著每個(gè)熱交換器層，同時(shí)伸出至鵬出了下一個(gè)平板的邊緣，因lt爐種 制造方法育嫩適用于與外界緊密焊接連接。平板中的繞流然后通過主要為長方 形制成的平板位于角區(qū)的出口 。
公知的是，，為了改善熱交換器的熱交換性，熱交換單元由具有內(nèi)部紊流發(fā) 生器的熱交換器構(gòu)成。大體上，介質(zhì)紊流發(fā)生器促使流出熱交換單元的介質(zhì)以 一種紊流的方式和方法流動(dòng)，從而提高熱交換器的熱交換性能。
在一種公知的油/7jC熱交換器中，紊流金屬片位于構(gòu)成的單層之間，在生 產(chǎn)工藝中與上層和下層相鄰的板焊接。該紊流金屬片具有以下重要的作用
增大表面從而更好的傳遞熱能；
、ma介質(zhì)產(chǎn)生紊流，用于更^ ^交換；
延長流動(dòng)路線；
支撐薄壁板以 ^氣壓力；
支撐薄壁板以,焊接過程中的^ 。
該紊流金屬片因此構(gòu)成了熱交換器的核心元件并根本上決定了熱交換率、 兩種介質(zhì)的流阻和機(jī)械耐壓性。在設(shè)計(jì)一種油/水熱交換器時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)者提出了以下要求
從油系統(tǒng)傳遞到冷卻齊啲傳熱率為最大；
油一側(cè)(61seitig)的壓差較少；
少量的，當(dāng)調(diào)整的冷卻劑側(cè)(kiihlmittelseitig)的壓差； 小的構(gòu)##積；
最少的材料費(fèi)用； 簡單的結(jié)構(gòu)；以及
足夠的耐壓性以抵抗增大的壓力過程。
當(dāng)然，在實(shí)踐中相對(duì)于幾乎所有其它的需求，高的傳熱效率是主要的要求。 由此無法設(shè)計(jì)這樣一種紊流金屬片結(jié)構(gòu)，其具有高的紊流功能以及由此帶來的 良好傳熱，但也有高的壓差。縱然在增加了制造術(shù)只(板片數(shù)量，板片表面積) 的同時(shí)增加熱交換率，可是卻總是要最小化制造體積及制造費(fèi)用。在選擇紊流 金屬片時(shí)一個(gè)基本方面是還要看它的可制造性。通常是采用穿孔鋁金屬片，其 艦一軋制或沖壓過織型。
專利EP1241426B1公開了一種具有軒平行隔板的板式熱交換器，其中隔 板交替地分隔用于一第一和第二介質(zhì)的流量室。在一個(gè)該兩種介質(zhì)的流量室中， 設(shè)有一紊流發(fā)生器，該紊流發(fā)生器包括一具有某種結(jié)構(gòu)的金屬板，該金屬板并 排設(shè)置的行具有交替的凸起和下凹。鄰近的行彼此錯(cuò)位布置，因此介質(zhì)會(huì),流 過行與行之間。該凸起和下凹經(jīng)傾斜的橋帶彼JJ:傻接，在紊流發(fā)生器的橋帶之 間呈現(xiàn)一個(gè)基本上梯形的橫截面。為了得到理想的散熱效率，紊流發(fā)生器的凸 起和下凹的區(qū)域平放在相鄰的隔板上并與其保持接觸是必不可少的。但是紊流 發(fā)生器還必需精確的酉己合各自的使用場合而制造。不利的是，為了不同間隔距 離隔板的熱交換器，必須分別制造出紊流發(fā)生器。此外，研究表明，利用這種 公知的紊流發(fā)生器，并不能保證得至依每種可能的情形中都理想的散熱效率。
專利DE29824920U1公開了一種用^M質(zhì)之間熱交換的換熱器，由一 個(gè)置于另一個(gè)之上的型材元件組成，該一個(gè)置于另一個(gè)之上的型材元件，每次 與熱交換器的縱向交替一個(gè)角度，并且該型材元件具有平坦的表面，沒有設(shè)置 附加的結(jié)構(gòu)。該型材元件可以具有鋸齒形或梯形、折疊形或波浪形的剖面。具 有這樣的型材元件仍不能保證得到理想的散熱材料
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，避免上述的不利方面，用可能最簡單的方法提高板式 熱交換器的熱交換率，同時(shí)盡可能保持很低的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，通過以下方法達(dá)到該目的，每行的橋接部分基本上相互平行 排列，并且相對(duì)于隔板同向傾斜地形成， 一隔板與該橋接部分之間總夾一銳角。
當(dāng)該角在大約40。到90。之間時(shí)，育,收至U特別好的效果，特別是在大約50。 到80。之間，最好是在大約60。到70。之間。
當(dāng)至少一行的凸起和/或下凹部分基本上是平坦的，特別是基本上平行于 相鄰的隔板時(shí)，對(duì)于一個(gè)決速的散熱來說有很多優(yōu)勢。
由于每一行的 部分基本上相互平行，并且相對(duì)于隔板同向傾斜地形成， 介質(zhì)沿隔板方向轉(zhuǎn)向，使得介質(zhì)更均勻的混合并隨之帶來更好的熱傳遞。利用 橋接部分同方向的傾斜，在間隔開的行之間產(chǎn)生大孔口截面，這減少了壓力損 失并實(shí)現(xiàn)了均勻的連續(xù)流動(dòng)。
紊流發(fā)生器的制造分兩個(gè)步驟
首先，執(zhí)行一種通用的方法，即一種成本低且過程穩(wěn)定的車L棍軋制禾驕。 在一第二步驟中，紊流發(fā)生器的高度，以及由于橋接部分的同向傾斜而形成的 凸起部分的水平偏移，禾擁一種平整工具在隔板的間隔上被調(diào)節(jié)，同時(shí)生成各 行中的孔口。
一種特別有利的情況是，紊流發(fā)生器的高度在不同的^吏用場合是可調(diào)節(jié)的。 隨之而來的是壓力損失、傳熱效率、構(gòu)件高度等參變量的最佳適配于不同的熱 交換器應(yīng)用成為可能。
本發(fā)明根據(jù)下面的附圖進(jìn)一步說明，其中


圖1 一種本發(fā)明fe^熱交換器的縱剖面圖2熱交換器的剖面詳圖n;以及
圖3 1流發(fā)生器的斜4見圖。
具體實(shí)施例方式
板式熱交換器1由堆垛2構(gòu)成，該堆±朵2是由一深沖壓制的(tiefgezDgenen) 槽形金屬板3組成，槽形金屬板3由相互分開且平行排列的隔板10構(gòu)成。隔板 10上用于第一介質(zhì)的一第一流量室12和用于第二介質(zhì)的一第二流量室14被交 替升壓。該第一介質(zhì)例如能夠使油冷卻，該第二介質(zhì)大約利用水構(gòu)成的冷卻介質(zhì)形成。
在實(shí)施中，不僅第一流量室12中布置板形紊流發(fā)生器16，而且第二流量室 14中也布置板形紊流發(fā)生器16。 W^流發(fā)生器16具有軒相鄰排列的帶形 行18、 20，帶形行18、 20具有凸起22和下凹24。該凸起22和下凹24 fflil橋 接部分26、 28連接在一起。兩個(gè)彼lt瞎緊的相鄰行彼此錯(cuò)位地構(gòu)成，即一行18 中的凸起22和下凹24相對(duì)于每一緊鄰的行18、 20偏差地形成。每行18具有 利用每面?zhèn)缺?6、 28形成的，位于行18、 20之間的一過渡區(qū)30、 32，這樣， 每行18、 20的下凹24就與相鄰的行20、 18的凸起22形成流動(dòng)聯(lián)系。
每行18、 20的職部分26、 28基本上相互平行排列且同向傾斜，在職 部分26、 28與相鄰的隔板10之間形成一角a，該角a在實(shí)施例中約為60°到70° 之間。為了能夠在紊流發(fā)生器16與隔板10之間實(shí)現(xiàn)一良好的熱傳遞，凸起22 和下凹24構(gòu)成基本上平坦的，特別是平行于隔板10。紊流發(fā)生器16因此在凸 起22和下凹24的區(qū)域內(nèi)與相鄰的隔板10焊接。
M,部分26、 28的同向傾斜面，產(chǎn)生了位于分開的行18、 20之間的 大的過渡區(qū)30、 32，這樣，保證了壓力損失更小且均勻的連續(xù)流動(dòng)。
此外，,部分26、 28呈銳角a的斜度，導(dǎo)致介質(zhì)沒在隔板10方向偏轉(zhuǎn)， 這帶來更均勻的混合以及伴隨的更女 ^傳遞。
紊流發(fā)生器16的制造可以分為兩個(gè)步驟。在第一步驟中，執(zhí)行一種通用的、 成本低且禾旨穩(wěn)定的軋輥壓印程序。在第二步驟中，通過iOT—種平整工具， 完成凸起22相對(duì)于下凹24的一個(gè)不同的高度H和一個(gè)確定的水平偏移。在這 些步驟中過渡區(qū)30、 32被形成。在所述的第二制造步驟期間，紊流發(fā)生器的高 度H在不同的使用場合是可調(diào)節(jié)的。由此，壓頭損失、傳熱率和構(gòu)件高度等參 變量可最佳:W^不同的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1、一種板式熱交換器，其具有若干相互重疊的隔板(10)，隔板交替地隔開用于一第一或第二介質(zhì)的一個(gè)第一和一個(gè)第二流量室(12，14)，其中至少一個(gè)流量室(12，14)設(shè)置有至少一個(gè)特別是金屬片制成的紊流發(fā)生器(16)，該發(fā)生器包括一具有若干并列帶狀行(18，20)的平板，帶狀行(18，20)包括前后交替排列的凸起(22)和下凹(24)，凸起(22)和下凹(24)通過橋接部分(26，28)相互連接，每一行(18，20)的凸起(22)和下凹(24)相對(duì)于每一緊鄰的行(20，18)錯(cuò)位設(shè)置，并且每一行(18，20)具有至少一個(gè)的用于介質(zhì)流通到緊鄰行(20，18)的過渡區(qū)(30，32)，這樣，每一行(18，20)的下凹(24)與緊鄰的至少一緊鄰的行(20，18)的凸起(22)存在流體聯(lián)系，其特征在于，每一行(18，20)的橋接部分(26，28)基本上相互平行排列，并且相對(duì)于隔板(10)同向傾斜地形成，一隔板(10)與該橋接部分(26，28)之間總夾一銳角(α)。
2、 如權(quán)利要求1 0M的板式熱交換器，其特征在于該角(a)在大約40° 到90。之間，特別是在大約50°到80°之間，最好是在大約60。到70。之間。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的板式熱交換器，其特征在于至少一行(18， 20)的所述凸起(22)和/或下凹(24)基本上是平坦的，特別是構(gòu)造成基本 上平行于相鄰的隔板(10)。
4、 用于制造如權(quán)利要求1—3所述IK熱交換器的一種紊流發(fā)生器(16) 的制造方法，其中，凸起(22)和下凹(24)通過一軋輥車L制禾OT進(jìn)行制造， 其特征在于紊流發(fā)生器(16)的高度(H)，以及由于職部分(26， 28)的 同向傾斜而形成的凸起(22)相對(duì)于下凹(24)的水平偏移，借助一種平整工 具適合于隔板(10)之間距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板式熱交換器，其具有若干相互重疊的隔板(10)，隔板交替地隔開用于一第一或第二介質(zhì)的一個(gè)第一和一個(gè)第二流量室(12，14)，其中至少一個(gè)流量室(12，14)設(shè)置有至少一個(gè)特別由金屬片制成的紊流發(fā)生器(16)，該發(fā)生器包括一具有若干并列帶狀行(18，20)的平板，帶狀行(18，20)包括前后交替排列的凸起(22)和下凹(24)，凸起(22)和下凹(24)通過橋接部分(26，28)相互連接，每一行(18，20)的凸起(22)和下凹(24)相對(duì)于每一緊鄰的行(20，18)錯(cuò)位設(shè)置，并且每一行(18，20)具有至少一個(gè)用于介質(zhì)流通到緊鄰行(20，18)的過渡區(qū)(30，32)，這樣，每一行(18，20)的下凹(24)與緊鄰的至少一緊鄰的行(20，18)的凸起(22)存在流體聯(lián)系，為了用盡可能簡單的方法實(shí)現(xiàn)高傳熱率，每一行(18，20)的橋接部分(26，28)基本上相互平行排列，并且相對(duì)于隔板(10)同向傾斜地形成，一隔板(10)與該橋接部分(26，28)之間總夾一銳角(α)。
文檔編號(hào)F28D9/00GK101469957SQ20081019081
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者J·霍夫, K·奧塔浩 申請人:Ktm酷樂有限公司