用于生产具有多个通过焊料涂敷支撑物连接的换热器块的板式换热器的方法_2

文档序号:9932487阅读:来源:国知局
热器块的外表面的一侧或两侧上可以设置有焊料。在金 属板片的情况下,它们优选地设置有在两侧的连续的焊料层。如果将金属线装置用作支撑 物,则线优选地完全涂有焊料。如果,例如多个金属板片在换热器块的外表面之间以堆叠的 形式设置,则单独的支撑物也可以只在一侧设置有焊料。
[0024] 至少一个支撑物优选地涂有焊料层,其优选地通过不能剥离的方式涂敷到支撑物 上。焊料层可以例如通过包覆、喷涂或浸液形成。焊料层的厚度优选地在大约〇.7mm和大约 0.17mm之间。多层焊料也可以通过已知的多层焊料包覆的工艺一层一层地叠加涂敷。如果 换热器块的待连接的外表面上的不平坦能够变平,这会是特别有益的。然而,支撑物材料和 焊料材料的连接也可以通过粘合剂层形成。也可以例如以膜的形式在加热支撑物之前在支 撑物上松散地放置焊料层。特别优先将符合欧洲标准EN-AW 3003或EN-AW 5083的具有 AlSilOMg焊料包覆的焊料包覆金属板片作为支撑物使用。
[0025] 板式换热器的换热器块优选通过线栅/焊料连接互相连接。根据本发明的方法或 板式换热器的优选实施例设想提供至少一个第一支撑物和至少一个第二支撑物,所述第一 支撑物具有多个在第一平面上互相平行设置的第一涂敷焊料的线杆,所述第二支撑物同样 具有多个在第二平面上互相平行设置的多个第二涂敷焊料的线杆,第一支撑物和第二支撑 物通过以下方式互相相关地设置,即第一平面和第二平面互相平行设置并且第一线杆和第 二线杆互相成角度设置,第一和第二线杆优选地互相形成大约90度的夹角。线优选地具有 介于大约0.2mm到大约5mm范围的厚度。
[0026]存在多种不同的可能方法来加热支撑物以熔化焊料:支撑物或多个支撑物可以通 过以电阻加热的方式施加电压而被加热。作为另外一种选择,支撑物或多个支撑物的加热 也可以通过电感方法进行,例如用感应线圈。感应加热的工作原理例如是交流电流流过包 括一个或多个匝的工作线圈(感应器)。这种感应器形成围绕它的交变电磁场。如果至少一 个支撑物被引入这种交变电磁场中,则在其中感应出电压并且产生交流电。根据焦耳定律, 随后在电流通过其流动的支撑物的表面区域产生热量。焊料则通过在支撑物中的加热感应 而被熔化,并且可能同时加热焊料本身。
[0027] 一旦支撑物达到焊料的熔化温度,优选立即停止进一步产生热量,并且此后优选 地,直接将换热器块一个在另一个之上地放置或一个贴靠另一个地放置。应该避免将过多 的热量引入换热器块之间的连接中,以便不会熔化在换热器块内使用的焊料或在换热器块 中导致热应力。为支撑物或多个支撑物提供的支撑物焊料优选地具有比组件焊料更低的熔 点,换热器块内的组件通过组件焊料连接。这避免了在换热器块连接在一起期间由引入的 热量导致组件焊料的熔化。
[0028] 在加热支撑物并且熔化焊料之后,因为一个换热器块放置在另一个换热器块上, 换热器块可以一个在另一个之上地放置。上部换热器块的重力具有由在外表面之间的焊料 固定支撑物的效果。
[0029] 在侧面超过互相连接的换热器块的外表面的尺寸而突出的支撑物或多个支撑物 的部分,可以在换热器块已经连接在一起之后被切掉。此后优选地将集管和连接器短管附 接到换热器块,同时包括至少一个分别地连接到至少两个换热器块的公共集管。
[0030] 根据本发明的板式换热器在换热器块的换热通道中优选地具有用于将换热通道 分成许多通道的装置。这优选地是波纹板片,其可以具有本领域技术人员已知的不同的形 式。它们可用作增加换热通道之间的导热并且将流体均匀地分配到换热通道。此外,它们增 加换热器块的机械强度。
[0031] 与现有技术相比,根据本发明的板式换热器的情况下,在两个邻近的换热器块之 间的机械和热连接具有许多改进。由多个换热器块组成的整个板式换热器与根据现有技术 的板式换热器相比是更加刚性的和机械稳定的形式。此外,根据本发明的板式换热器在两 个邻近的换热器块之间具有更好的温度均衡。在本发明的范围内可提供包括两个或两个以 上(然而优选地是两个到五个)换热器块的板式换热器。因为与现有技术相比,在单独的换 热器块之间的连接的机械强度被增加,因此由比以前通常的数量更多的块组成的并且显得 可行的板式换热器也是可以实现的。
[0032] 根据本发明的板式换热器可特别有利地用于以下方法,即需要在邻近的换热器块 的外表面之间的特别强化的热接触的方法。即例如具有陡的温度梯度、在温度梯度上有大 的改变或参与换热的流体不均匀分配(分配不均)的情况。这些状态通常可以发生在某些两 相混合物或物质本身的蒸发过程的情况、通道设置不对称的情况、非指定运转状态、停工或 启动过程。
[0033]本发明将根据下图2-4表示的本发明实例性实施例进行更详细的解释,其中:
[0034]图2示出了通过金属线栅互相连接的两个换热器块的透视图;
[0035] 图3示出了通过两个焊料包覆板片互相连接的两个换热器块的透视图;
[0036] 图4示出了具有图2或3中的连接的换热器块的板式换热器。
[0037]图2示出了两个换热器块10a和10b。换热器块10a的结构比块10b显示的更详细。然 而,两者具有相同的结构。如同图1表示的块10-样,换热器块l〇a和10b具有多个平面的板 片4,在下文中也被称为隔离板片4,其互相平行地堆叠并且互相隔开一定距离地设置。设置 在隔离板片4上、分别与其外边缘齐平的是板金属带状物8,其在隔离板片4之间固定距离并 且在下文中也被称为侧杆8。该结构具有在隔离板片4之间形成许多换热通道1的效果,可用 于两种或更多种流体的间接换热。换热通道1从外面由侧杆8封闭。
[0038] 设置在换热通道1内的是波纹板片3,被称为翅片3。这在图3中无法看出,因为它们 位于换热器块l〇a和10b之内。因此参考图1,其示出了在换热器块10的侧视图中的翅片3。在 换热通道1的入口和出口 9处有翅片,被称为分配器翅片2,其提供遍及单独的换热通道1的 流动截面的流体的均匀分配。两个换热器块l〇a和10b分别在外面-在所示视图中-由盖板5 在向上和向下的方向上界定。盖板5通常具有比位于换热器块10a和10b中的隔离板片4更大 的材料厚度。铝合金,例如铝合金3003或5083,被用作换热器块10a和10b提到的组件的材 料。
[0039] 为了生产换热器块10a和10b,焊料包覆的隔离板片4、翅片3、分配器翅片2和侧杆8 首先一个在另一个之上地交替堆叠。然后,装置在钎焊炉中进行钎焊。一旦进行钎焊,提到 的所有组件便互相固定地连接,并且因此形成紧凑的立方形的换热器块l〇a和10b。两个换 热器块l〇a和10b互相分别地钎焊。两者的尺寸代表用于通常的钎焊炉内部的最大尺寸。对 于某些工厂和工艺,如果需要比可以提供的最大可能的钎焊炉尺寸的换热器块更大的换热 表面积,可以将根据本发明的两个或多个换热器块互相连接。
[0040] 图2和3示出了用于连接换热器块10a和10b的可替换的方法。首先参考图2。
[0041] 根据图2,在分别生产上述换热器块10a和10b之后,两个平面的线装置11和12设置 在待连接的换热器块l〇a和10b的盖板5之间。第一线装置11具有多个焊料涂敷的第一线杆 111,其在第一平面互相平行设置并且以并联回路与电压源13连接。第二线装置12同样具有 多个第二焊料涂敷的线杆121,其在第二平面互相平行设置并且同样以并联回路与电压源 13连接。线杆111和121涂有焊料,该焊料的熔化温度低于换热器块10a和10b的组件相互连 接所用的焊料。线杆优选地具有介于大约〇.2mm到大约5mm范围的直径。线杆之间的距离优 选地是大约5mm到大约50mm。
[0042] 通过电压源13将电压分别施加于线杆111和121,借此电流通过线杆111和121。由 于金属线的电阻,导致金属线111和121发热。加热的金属线111和121导致涂敷的焊料熔化。 一旦金属线111和121达到焊料的熔化温度,则中断与电压源13的连接,先前在空间上互相 隔开的线装置11和12放置在下部换热器块10a上,并且上部换热器块10b成直线地放置在下 部换热器块l〇a上。对于随后将公共集管附接到两个换热器块10a和10b来说,这是重要的。 由此线装置11和12固定在换热器块10a和10b的相对的外表面14a和14b之间。在焊料已经因 此冷却和硬化之后,两个换热器块l〇a和10b通过线装置11和12和硬化的焊料以材料结合和 摩擦的方式而连接。第一线杆111和第二线杆112互相形成大约90度的夹角,借此形成线栅。
[0043] 随后切掉超过外表面14a和14b的尺寸而突出的线杆111和112。借助于所示连接方 法,任何数目的换热器块l〇a和10b都可以互相连接形成任何尺寸的换热器块装置,且换热 表面积增加。焊料附接的金属线杆111和121与焊料一起在换热器块10a和10b的盖板5之间 形成热桥,借此在换热器块l〇a和10b的相对的盖板5之间形成热传导接触。通过热传导连接 在换热器块l〇a和10b之间形成在整个盖板表面积的范围延伸的导热接触。因此可以消除模
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