专利名称：加强的热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钎焊热交换器(brazed heat exchanger)，该热交换器包括多个热交换器板，该多个热交换器板设置有具有突脊(ridge)和凹槽(groove)的压制结构 (pressed pattern)，该具有突脊和凹槽的压制结构设置为在相邻的板之间形成用于使介质交换热量的流动通道，所述板还设置有开口(port opening)和由裙部(skirt)形成的周缘，所述开口与所述流动通道连通，所述裙部与相邻的板的裙部互相重叠。
背景技术：
在大量的热交换应用中使用钎焊热交换器。与其他类型的热交换器相比，钎焊热交换器成本合算而且结构紧凑。钎焊热交换器包括多个热交换器板，该多个热交换器板设置具有突脊和凹槽的结构(pattern)，该具有突脊和凹槽的结构设置为当多个板相互堆叠时在相邻的板之间形成用于使介质交换热量的流动通道。开口设置为提供与流动通道的可选择的流体连通。通常，所述板设置有裙部，该裙部沿稍微偏离垂直方向的角度围绕所述板的周边延伸。两个相邻的板的裙部将相互重叠，并形成围绕所述板延伸的钎焊边缘，该边缘密封由所述板形成的流动通道。在所述板相互堆叠并将钎焊材料设置在所述板的表面上之后，将整个热交换器放置在炉中以完全钎焊在一起。相邻的板的所述压制结构将提供钎焊在一起的接触点。为了使钎焊热交换器承受高压，到目前为止，需要使用刚性板将热交换器包围，以使钎焊热交换器不会弯曲或者不会向上或者向下移动。上述刚性板主要加强了围绕开口的区域，因为施加在开口孔(port hole)上的压力产生的力必须从开口的底部传递到开口的顶部，所以围绕开口的区域特别容易由于高压而损坏。没有所述刚性板，全部的力必须通过形成在板的压制结构的突脊和凹槽之间的钎焊点传递。出于明显的原因，在开口区域中，上述点的密度很低。但是，设置有刚性板的热交换器容易围绕边缘(即由重叠的裙部提供的密封处) 破裂。本发明的目的是增加钎焊热交换器的边缘的强度。同样，加工技术的已知问题是热交换器的叠层(stack)在钎焊操作过程中的“收缩(shrink) ”。收缩是在钎焊过程中钎焊材料熔化的结果，因此留有使堆叠的热交换器板相互间变得更紧密的空间。在开口附近的收缩最为严重。
发明内容
根据本发明，通过在裙部的至少一部分的外侧延伸的加强部以解决或者减轻上述和其他问题，所述加强部包括金属板带(ribbon of metal sheet)。在本发明的一种实施方式中，所述加强部设置有压制结构，该压制结构包括上表面和下表面。该上表面和下表面可以设置为第一热交换器板的加强部的上表面与堆叠在该第一热交换器板顶部的热交换器板的加强部的下表面接触。
在本发明的另一种实施方式中，所述上表面和所述下表面可以设置为使得相邻的板的所述上表面和下表面对齐。所述加强部可以在所述热交换器板所在的平面内延伸。为了获得足够牢固的热交换器，所述加强部可以沿着热交换器板的整个周部延伸。所述加强部分可以被压制为使得该加强部的至少一部分沿使得所述金属板带和所述裙部形成V形的方向延伸。
以下，将参考附图描述本发明，其中图1是根据本发明的第一种实施方式的设置有边缘加强的热交换器板的立体示意图；图2是根据本发明的第二种实施方式的设置有边缘加强的热交换器板的局部剖视的立体示意图；图3是显示本发明的第三种实施方式的局部剖视的立体示意图；图4是显示根据图1的热交换器板制造的热交换器的立体示意图。
具体实施例方式在图1中，显示了根据本发明的第一种实施方式的热交换器板100。热交换器板 100基本上在同一平面(general plane)内延伸，并且该热交换器板100设置有具有突脊 IlOa和凹槽IlOb的压制结构。此外，热交换器板100设置有开口 120a-120d(只显示了开口端120a和120b)；相邻的开口设置在不同的高度(height)上；在图示中，开口 120b设置在与突脊IlOa相同的高度上，而开口 120a设置在凹槽IlOb的高度。裙部130设置在相对于平面P基本垂直的方向上。裙部130围绕设置有突脊IlOa 和凹槽120b的区域以及开口 120a-120d ；相邻的板的裙部130适于相互重叠，从而获得所述板之间的密封。在所述裙部的与所述压制结构和所述开口相对的端部设置有加强部140。 该加强部沿平行于同一平面P的向外的方向延伸。第一种实施方式的加强部140设置有压制结构，该压制结构包括上区域145和下区域150。在本发明的第一个方面中，第一板100的上区域145设置为与相邻的上板100的下区域150相接触，而第一板的加强部140的下区域150设置为与相邻的下板的加强部140 的上区域145相接触。为了制造根据第一种实施方式的板式热交换器(plate heat exchanger)，热交换器板100相互间堆叠以形成热交换器板的叠层。将钎焊材料设置在所述板之间。所述钎焊材料可以是任意合适的钎焊材料，例如混合有液体抑制剂(liquid cbpressant)(如硅 (silica)、硼或者硅和硼的混合物)的铜、锡、铅、银或者不锈钢。如果使用不锈钢的热交换器板，则尤其适用不锈钢钎焊材料。在一些情况中，可能将相同的热交换器板形成整个热交换器板的叠层。在这种情况中，每隔一个(every other)热交换器板相对于其相邻的板旋转180度。这种旋转导致相邻的板的开口区域120a、120b相互作用，使得从一个开口看去每隔一个流动通道向开口开放，其他每隔一个流动通道向开口关闭。这种制造方法是钎焊热交换器领域的技术人员公知的。根据第一个方面，第一板的加强部140的上区域145设置为与相邻的上板的加强部140的下区域150相接触。除了加强的效果，这还带来了显著减少热交换器板叠层(特别是在开口 120a-120d附近)在钎焊过程中收缩的有益效果。图4中显示了由根据第一个方面的热交换器板100制造的热交换器。根据第二个方面，第一板的加 强部140的上区域145设置为与和该第一板相邻的板的上区域145对齐；然后相邻的板的加强部140将沿着上区域145和下区域150之间的区域相互接触。所述第二个方面的有益之处在于，相邻的加强结构(reinforcement pattern) 的连接变为更牢固的相互连接，但是与第一个方面相比，在收缩上的积极效果较小。以下参考图3将更全面地描述第二个方面。如图2中所示，本发明的第二种实施方式包括多个热交换器板200，该多个热交换器板200设置有具有突脊210和凹槽220的压制结构，该具有突脊210和凹槽220的压制结构设置为在形成用于使介质交换热量的流动通道的情况下，使热交换器板相互间保持一定距离。热交换器板还设置有开口 230(图2中仅部分地显示了一个开口)。为了密封所述流动通道，沿着热交换器板的边缘设置裙部240，该裙部240设置为使得第一热交换器板的裙部的上侧将与堆叠在第一板上的第二热交换器板的裙部的下侧相接触。在裙部240的外侧上设置有加强带(ribbon) 250。该加强带被压制为使得外表面 260延伸，从而使该外表面260相对于裙部240形成截去顶部的(truncated) V形。优选地，一个热交换器板的外表面260和相邻的板的外表面260的配合方式与相邻的板的裙部的配合方式相同。因此，可以使裙部240和外表面260都不设置为垂直于热交换器板200的平面P ； 如果出现这种情况，则不可能使热交换器板相互堆叠。替代地，裙部与平面P之间以及外表面和平面P之间必须有一定角度。因此，相邻的板的外表面260将以与相邻的板的裙部相互接触相同的方式相互接触。除了增加边缘的强度外，这将提供防止泄露的额外的保障措施；如果相邻的板的裙部 240之间的连接发生泄露，仍然具有通过外表面260提供密封的可能性。图3中显示了根据第三种实施方式的热交换器300 (等同于上述的第二个方面)。 热交换器包括多个热交换器板310，所有的热交换器板310都设置有突脊320和凹槽330、 开口(未示出)和裙部335，突脊320和凹槽330形成用于使介质交换热量的流动通道。裙部335围绕热交换器板，并且通过相邻的板300的裙部335之间的接触为所述流动通道提供密封。而且，根据第三种实施方式的热交换器板300包括加强部340，该加强部340与根据第一种实施方式的热交换器板的加强区域140的相似之处在于，加强部340包括压制的突脊350和凹槽360。但是第三种实施方式的突脊和凹槽与第一种实施方式的突脊和凹槽的区别在于，第三种实施方式的一个热交换器板的突脊350和凹槽360被定位为和相邻的板的突脊350和凹槽360沿同一直线排列。因此，第三种实施方式的热交换器板的突脊和凹槽将相互间不接触。替代地，相邻热交换器板的加强部340之间的接触发生在连接所述突脊和凹槽的壁370之间。 图4中，显示了包括根据第一种实施的热交换器板的热交换器HE。此处，清楚地显示了相邻的板的加强部140的上区域145和下区域150之间的相互作用。本发明的另一种实施方式中，加强部仅仅围绕开口区域(port area)延伸，S卩，不是沿着热交换器板的长边延伸。这种实施方式加强了开口，并且可以减少热交换器板叠层的收缩，但是，对侧边的强度提供了很小的增加；如上所述，围绕开口的区域特别容易损坏。本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围下可能有多种变形；例如由附加的权利要求所限定的变形。
权利要求
1.一种钎焊热交换器(HE，200，300)，该钎焊热交换器(HE，200，300)包括多个热交换器板(100，210，310)，该多个热交换器板(100，210，310)设置有具有突脊和凹槽的压制结构，该具有突脊和凹槽的压制结构设置为使得在相邻的板之间形成用于使介质交换热量的流动通道，所述热交换器板还设置有开口和周缘，所述开口与所述流动通道可选择地连通， 并且所述周缘由相邻的热交换器板(100，200，300)的裙部(130，240，335)相互重叠而形成，其特征在于，加强部(140，250，340)在所述裙部(130，240，330)的外侧延伸，所述加强部(140，250，340)包括金属板带。
2.根据权利要求1所述的钎焊热交换器，其中，所述加强部设置有压制结构，该压制结构包括上表面和下表面。
3.根据权利要求2所述的钎焊热交换器，其中，所述上表面和所述下表面设置为使得第一热交换器板的加强部的上表面与堆叠在该第一热交换器板的顶部上的热交换器板的加强部的下表面接触。
4.根据权利要求2所述的钎焊热交换器，其中，所述上表面和所述下表面设置为使得相邻的热交换器板的所述上表面和所述下表面对齐。
5.根据上述任意一项权利要求所述的钎焊热交换器，其中，所述加强部在所述钎焊热交换器板所在的平面内延伸。
6.根据上述任意一项权利要求所述的钎焊热交换器，其中，所述加强部沿所述热交换器板的整个周部延伸。
7.根据权利要求1所述的钎焊热交换器，其中，在所述裙部外侧延伸的所述金属板带被压制为使得该金属板带的至少一部分沿使得所述金属板带和所述裙部形成截去顶部的V 形的方向延伸。
全文摘要
一种钎焊热交换器，该钎焊热交换器包括多个热交换器板(100，200，300)，该多个热交换器板(100，200，300)设置有具有突脊(110a)和凹槽(110b)的压制结构。该具有突脊(110a)和凹槽(110b)的压制结构设置为使得在相邻的板(100，200，300)之间形成用于使介质交换热量的流动通道。所述板(100，200，300)还设置有开口(120a-120d)和周缘，所述开口(120a-120d)与所述流动通道可选择地连通，并且所述周缘由相邻的板(100，200，300)的裙部(130，240，335)相互重叠而形成。加强部(140，250，340)在所述裙部(130，240，335)的外侧延伸，并且所述加强部(140，250，340)包括金属板带。
文档编号F28D9/00GK102245992SQ200980149919
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月11日 优先权日2008年12月17日
发明者S·安德森, S·霍贝格, T·达尔贝里 申请人:舒瑞普国际股份公司