专利名称：使用用于保持钎焊板翅式交换器的通道敞开的垫块制造热交换器的方法
使用用于保持钎焊板翅式交换器的通道敞开的垫块制造热
交换器的方法 本发明涉及一种制造板式热交换器的方法以及基于这种制造方法制造的板式热 交换器。板式热交换器通常由一堆限定流体通道的板构成。为了提高流体之间的热交换，被称为翅片的波纹板可被夹置在形成热交换器的 板之间。所形成的通道在侧面通过侧向杆而被封闭。以这种方式被放置在一起之后，热 交换器然后被钎焊，以使得组件变得坚固并确保更好的热接触。板式热交换器可由铝或铝合金制成，以得到良好的导热性以及良好的机械稳定 性(tenue)。如同例如文献FR-A-2815895中描述的，现有技术中的热交换器能够从多种流体 交换热量，例如多于5种流体。经常使用的热交换翅片既具有增大热交换表面积和提高 交换器热效率的热学功能，又具有在钎焊期间维持热交换器的机械稳定性和防止通道弯 曲的机械功能。由此可知，机械稳定性是组件的决定性因素。尤其是，随后不再在热学 方面对翅片进行优化。因此，在实际中已知的是，用分隔板上的改善涂层来代替所述热交换翅片。在 一些情况中，减小翅片的密度也是有利的，或甚至将翅片完全移除，以避免所述翅片遮 盖板的改善的表面区域。因此，开发一种可在钎焊步骤期间维持所述交换器的机械稳定性的热交换器制 造方法是有利的。本发明的目的在于特别是为了板式热交换器的制造，提出一种制造所述交换 器的方法，该方法容易执行且在钎焊步骤期间维持所述交换器的良好机械稳定性。因此，本发明提出一种制造板式热交换器的方法，这种类型的板式热交换器包 括多个板，所述板与布置在所述板上的侧向杆一起限定用于流体流的路径，所述方法包 括至少下列相继步骤-提供一堆通过侧向杆分隔开的多个板，所述板中的至少两个通过侧向杆以间距 e被分隔开；-提供至少一个可移除的垫块(cale)，所述垫块包括两个第一端点(末端，顶端) 和两个第二端点，所述两个第一端点相隔大于或大致等于e的距离，所述两个第二端点相 隔小于或大致等于e的距离，将所述垫块的形状设计成允许所述垫块在以间距e隔开的两 个板之间围绕一纵向轴线转动，该纵向轴线位于连接所述端点的线的中间；-在以间距e隔开的所述板之间以这种方式引入所述可移除的垫块，S卩，使得该 垫片的厚度表现为等于所述两个第二端点之间的距离，从而所述第二端点不同时接触所 述板；-使所述可移除的垫块围绕所述纵向轴线转动，使得所述可移除垫块的所述第一 端点接触所述板；_钎焊所述热交换器；以及
-移除所述可移除的垫块。有利的是，在两个板之间引入至少一个可移除的垫块在所述热交换器的钎焊和/ 或操纵期间维持了充分的机械稳定性。结果是，在钎焊步骤之后，取出所有的可移除垫块，由此在流体流动路径中空出了空间。在预组装的板之间引入垫块提供了一种简单的方法在将板(所述板将构成交 换器)堆叠在一起时，不需要对垫块进行定位，因为垫块能够在后续的步骤中引入。垫 块在不损害由侧向杆分隔开的板的堆叠结构的情况下被引入，并且通过在所述板之间转 动垫块而容易地定位该垫块。根据本发明的方法也可包括一个或多个下列可选特征(单独地或以任何可能的 组合考虑)-在移除所述可移除垫块的步骤之前，所述方法包括一步骤，在该步骤中，围绕 纵向轴线转动所述可移除垫块，使得所述可移除垫块的端点不再同时接触板；-可移除垫块沿该垫块的所述纵向轴线具有基本不变的横截面，该横截面基本上 是多边形，所述多边形的两个顶点形成以大致等于e的距离间隔开的所述第一端点；-该多边形是菱形，该菱形的一个对角线的长度大致为e，另一对角线的长度小 于e;-该多边形是具有两条平行的主边和四条小线段的六边形，所述四条小线段成对 地连接从而每条小线段在主边的各端点处形成一顶点，所述这些顶点之间的距离大于或 大致等于e ；-可移除垫块沿该垫块的纵向轴线具有基本不变的横截面，并且该横截面基本上 为椭圆形状，该椭圆的长轴的两个端点形成相隔大致等于e的距离的所述端点；-一个步骤，在该步骤中，这样选择可移除的垫块，使得该垫块由熔点为900°C 或以上的一种或多种材料制成；通过阅读下列仅仅作为示例而给出的描述，将更清楚地理解本发明。出于本发明的目的，“可移除的垫块”指的是一种垫块，该垫块在钎焊交换器 的步骤之后能够被移除并且在不必修改结构的情况下在根据本发明的另一制造方法中重 复利用。根据本发明的制造方法可包括下列相继步骤a)组装所述板式热交换器，b)选择多个可移除的垫块，c)在所述预组装的热交换器的板之间引入至少一个可移除的垫块，优选数个可 移除的垫块，d)钎焊所述热交换器，e)从已钎焊的热交换器的板之间移除所述可移除垫块。组装步骤a)和钎焊步骤d)对于本领域技术人员是公知的。通过将交换器引入 被加热至适合执行钎焊的温度、例如600°C的炉内来完成钎焊。下列描述了根据本发明的垫块的作为非限制性示例的三个实施例。在第一实施例中，在步骤b)中，选择多个可移除的垫块，所述垫块的横截面沿其主轴线大致不变，且所述横截面是菱形的形状。 这里“菱形”指的是具有四条相等边的任何简单多边形。在此第一实施例中，将每个垫块选择成，使得其横截面的长对角线的长度大于 或等于热交换器的将要在其间引入所述垫块的板之间的距离，所述垫块的横截面的短对 角线的长度小于或等于所述热交换器的将要在其间引入所述垫块的板之间的距离。有利的是，这种垫块的选择允许以这种方式将该垫块放置在交换器的两个板之 间，即，使得所述垫块与板之间的接触面积小于或等于所述垫块的总表面积的15%，优 选小于或等于所述垫块的总表面积的5%。垫块与其间引入所述垫块的板之间的接触面积越小，在钎焊步骤期间所述垫块 被焊接至所述板上的风险就越小。在该第一实施例中，所选择的垫块被放置在预组装的热交换器的板之间。将垫块放置到位的这个步骤可包括两个子步骤。在第一子步骤中，可以这样的 取向将每个垫块引入两个板之间，即，使得所述垫块的横截面的长对角线位于与由所述 板限定的平面大致平行的一平面内。有利的是，因为将垫块选择成使得所述垫块的横截面的短对角线的长度小于或 等于热交换器的将要在其间引入所述垫块的板之间的距离，所以可毫不费力地将所述垫 块引入两个板之间。在第二子步骤中，一旦所述垫块被引入交换器的两个板之间，则所述垫块能够 围绕其主轴线枢转，从而所述垫块推靠在两个板上。在这个位置中，在钎焊步骤期间所述垫块有利地维持热交换器的良好的机械稳 定性。在这个第一实施例中，所述方法在钎焊步骤之后还包括一步骤，在该步骤中， 从已钎焊的热交换器的板之间移除所述可移除垫块。有利地，在钎焊步骤的过程中，所选择的垫块没有被焊接到板上，原因特别在 于所述垫块与板之间的接触面积较小。在这个第一实施例中，可通过使每个可移除的垫块围绕其主轴线枢转、使其取 向为使得其横截面的长对角线位于与所述板大致平行的平面内，来移除该可移除的垫 块。这有利地简化了移除垫块的步骤。在第二实施例中，可移除垫块的横截面是具有两条主边和四条短边的六边形的 形状，所述两条主边相互平行并形成较长的边，所述四条短边的长度小于所述长边的长 度。每条短边起始于一长边的一个端部，并且成对地相交以形成顶点形式的第一端点。 呈顶点形式的所述两个第一端点之间的距离大于或等于e，而形成所述两个第二端点的所 述两条主边之间的距离小于e。在第三实施例中，在步骤b)中，选择了沿其主轴线具有大致不变的横截面且所 述横截面呈椭圆形状的多个可移除的垫块。在这个第三实施例中，将每个垫块选择成，使得所述垫块的横截面的长轴的长 度大于或等于将要在其间引入所述垫块的交换器板之间的距离，并且所述垫块的横截面 的短轴的长度小于或等于将要在其间引入所述垫块的交换器板之间的距离。
选择这种垫块具有与所述第一实施例相似的优点。尤其是，一旦所述垫块定位 在板之间，则所述垫块的接触面积能够小于或等于该垫块的总表面积的15%，优选小于 或等于所述垫块的总表面积的5%。在根 据本发明的方法中选择的垫块优选由熔点高于钎焊温度、例如900°C或更 高、或者甚至1500°C或更高的一种或多种材料制成。所选择的垫块可例如由不锈钢制 成。根据本发明的方法也可包括一步骤，在该步骤中将所选择的垫块涂覆一产品， 该产品在钎焊阶段期间防止或限制钎焊。有利的是，这种产品的使用有助于移除垫块的步骤。本发明不局限于所述的实施例，并且应当非限制性地解释为包括任何等同的实 施方案。尤其是，本发明可应用于通过钎焊而组装的任何类型的板式热交换器。尤其 是，能够借助于具有与所述实施例的横截面相比不同的横截面——例如其他多边形横截 面——的垫块来实施根据本发明的方法。
权利要求
1.一种制造板式热交换器的方法，这种类型的板式热交换器包括多个板，所述板 与布置在所述板上的侧向杆一起限定用于流体流的路径，所述方法包括至少下列相继步 骤-提供一堆通过侧向杆分隔开的多个板，所述板中的至少两个通过侧向杆以间距e被 分隔开；-提供至少一个可移除的垫块，所述垫块包括两个第一端点和两个第二端点，所述两 个第一端点相隔大于或大致等于e的距离，所述两个第二端点相隔小于e的距离，所述垫 块成形为允许所述垫块在以间距e隔开的两个板之间围绕一纵向轴线转动，所述纵向轴线 位于连接所述端点的线的中间；-以这种方式将所述可移除的垫块引入以间距e隔开的所述板之间，即，使得该垫 片的厚度表现为等于所述两个第二端点之间的距离，从而所述第二端点不同时接触所述 板；-围绕所述纵向轴线转动所述可移除的垫块，使得所述可移除垫块的所述第一端点接 触所述板；-钎焊所述热交换器；以及-移除所述可移除的垫块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在移除所述可移除垫块的步骤之前，所 述方法包括一步骤，在该步骤中围绕所述纵向轴线转动所述可移除垫块，使得所述可移 除垫块的第一端点和第二端点都不同时接触所述板。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可移除的垫块沿所述垫块的所 述纵向轴线具有基本不变的横截面，并且该横截面基本上呈多边形的形状，所述多边形 的两个顶点形成相隔大致等于e的距离的所述第一端点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多边形是菱形，该菱形的一个对角 线在所述第一端点之间的长度大致为e，另一对角线在所述第二端点之间的长度小于e。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多边形是具有两条平行的主边和四 条小线段的六边形，所述四条小线段成对地连接，从而每条小线段在所述主边的各端点 处形成一顶点，所述顶点之间的距离等于或大于e。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可移除的垫块沿所述垫块的所 述纵向轴线具有基本不变的横截面，并且该横截面基本上为椭圆形状，所述椭圆的长轴 的两个端点形成相隔大致等于e的距离的所述第一端点。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括一步骤，在 该步骤中选择所述可移除垫块，使得该可移除垫块由熔点在900°C或以上的一种或多种材 料制成。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个第一端点相隔大 致等于e的距离。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，两个第一端点相隔大于e 的距离。
全文摘要
本发明涉及一种制造板式热交换器的方法，这种类型的板式热交换器包括多个板，所述板与布置在所述板上的侧向杆一起限定用于流体循环的线路，所述方法包括至少下列相继步骤提供至少一个可移除的垫块，该垫块包括相隔基本等于e的距离的两个端点，该垫块的形状设置成允许该垫块在以间距e隔开的两个板之间围绕一纵向轴线转动，该纵向轴线位于连接所述端点的线的中间；引入所述垫块；转动所述垫块；钎焊所述交换器；以及移除所述可移除的垫块。
文档编号F28D9/00GK102015182SQ200980115249
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月24日 优先权日2008年4月28日
发明者F·克雷萨克, J-P·特拉尼耶, M·瓦格纳, S·德绍特 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司