板式传热器装置、板式传热器、用于制造板式传热器装置的方法以及板式传热器的应用与流程

文档序号:33049244发布日期:2023-01-24 23:02阅读:24来源:国知局

1.本发明涉及一种板式传热器装置、一种板式传热器、一种用于制造板式传热器装置的方法以及板式传热器的应用。


背景技术:

2.由ep 2 233 873 a1 已知一种用于板式传热器的板式传热器装置,该板式传热器装置具有:基体,该基体则具有基体主延伸平面;至少绝大部分地将所述基体包围的壁单元;以及由所述基体和壁单元形成的接纳区域,该接纳区域被设置用于接纳流态的热载体和/或所述板式传热器的另一板式传热器装置。在此,所述壁单元具有至少一个直接布置在所述基体上的接纳壁区段和直接与所述接纳壁区段毗连的支撑壁区段,其中所述接纳壁区段和支撑壁区段沿着离开基体指向的方向延伸。


技术实现要素:

3.本发明涉及一种用于板式传热器的板式传热器装置,该板式传热器装置具有:基体,该基体则具有基体主延伸平面;至少绝大部分地将所述基体包围的壁单元;以及由所述基体和壁单元形成的接纳区域,该接纳区域被设置用于接纳流态的热载体和/或所述板式传热器的另一板式传热器装置,其中所述壁单元具有至少一个直接布置在基体上的接纳壁区段以及尤其直接或经由阶梯与接纳壁区段毗连的支撑壁区段,其中所述接纳壁区段和支撑壁区段沿着背离基体指向的方向延伸。
4.在此建议,所述接纳壁区段的两个点的、平行于基体主延伸平面地走向的最大的内间距小于所述支撑壁区段的两个点的、平行于基体主延伸平面地走向的另一最大的内间距。尤其所述板式传热器装置被设置用于:尤其在分开地导引热载体时实现与热载体和另一热载体之间的热传递。所述板式传热器装置尤其被设置用于:借助于所述板式传热器装置、另一板式传热器装置和可选地附加的板式传热器装置的堆叠来逐层地构建,其中尤其不同的热载体在所述板式传热器的不同的层中得到导引。尤其所述板式传热器装置的所有元件和/或单元的至少大都数、尤其是所有元件和/或单元彼此一件式地构成。“一件式地”尤其应该是指整体地成形。优选这一个整体由一个单个的坯件、一块料和/或一个铸件制成。优选所述板式传热器装置通过成型、特别优选地借助于深冲由单个的板片制成。优选所述板片由尤其耐热的不锈钢制成、例如由或en 1.4845制成、作为替代方案由铜、黄铜、铝或本领域的技术人员认为有意义的其他金属或合金制成。
5.优选所述基体被设置用于将热载体彼此分开。尤其所述热载体相对于基体主延伸平面在基体的不同侧面上被导引。所述基体尤其扁平地构成。尤其所述基体沿着垂直于基体主延伸平面的方向具有这样的材料厚度,该材料厚度比所述基体的沿着平行于基体主延伸平面的方向的最大的横向延伸度小了至少五倍、优选十倍以上、特别优选二十倍以上。结构单元的“主延伸平面”尤其应该是指以下平面,所述平面平行于最小的假想的长方体的最
大侧面并且尤其穿过所述长方体的中点来伸展,其中所述长方体刚好还完全包围所述结构单元。所述基体例如被构造为基板或基盘。所述基体的在与主延伸平面平行的平面中的外轮廓在最简单的情况下是矩形的或圆形的。作为替代方案,所述基体的在与基体主延伸平面平行的平面中的外轮廓与通过应用来预先给定的形状相匹配、例如与可供使用的结构空间相匹配并且例如半环形地、三角形地、梯形地、圆弧形地或类似地构成。所述基体能够结构化地或非结构化地构成。所述非结构化的基体尤其具有平坦的、至少基本上与基体主延伸平面平行的表面。“基本上平行”在这里尤其应该是指一个方向相对于参考方向尤其在一个平面中的定向,其中该方向相对于所述参考方向具有尤其小于8
°
、有利地小于5
°
且特别有利地小于2
°
的偏差。所述结构化的基体优选具有多个结构元件,所述结构元件伸入到接纳区域中或者关于接纳空间相对于表面缩进地布置。所述结构元件尤其被设置用于将热载体导引穿过接纳区域、尤其在扩大表面的轨道上导引热载体。所述结构元件的垂直于基体主延伸平面的最大延伸度优选大于基体的材料厚度。所述结构元件例如布置在螺旋形的轨道上、布置在同心轨道上、布置在鱼刺模式中或布置在足已由现有技术已知的其它模式上。
[0006]“绝大部分地包围”本体尤其应该是指除了在至少一个平面中的材料留空部之外完全包围,其中所述材料留空部尤其专门被设置用于将热载体放入到接纳区域中或从接纳区域中排出。所述壁单元尤其在基体主延伸平面中包围基体。所述壁单元尤其沿着横向于基体主延伸平面的方向伸出超过基体,以便形成所述接纳区域。所述接纳区域尤其具有流体接纳区域,该流体接纳区域被设置用于接纳热载体。所述接纳区域尤其具有支撑部分区域,该支撑部分区域被设置用于接纳另一板式传热器装置。所述流体接纳部分区域尤其由接纳壁区段和基体的内壁来形成。所述支撑部分区域尤其由支撑壁区段来形成。优选所述支撑壁区段尤其通过接纳壁区段与基体隔开地布置。所述支撑壁区段尤其被设置用于:在所述另一板式传热器装置布置在接纳区域中时支撑该另一板式传热器装置并且/或者尤其确保该另一板式传热器装置的基体与所述板式传热器装置的基体的限定的间距。尤其所述支撑部分区域被设置用于接纳另一板式传热器装置的接纳壁区段。此外,如果同名的构件没有明确地被分配给其他装置、例如另一板式传热器装置,则这些构件是所述板式传热器装置的一部分。尤其在所述另一板式传热器装置布置在支撑部分区域中时,所述流体接纳部分区域由所述另一板式传热器装置的基体沿着垂直于基体主延伸平面的方向限定。优选所述壁单元和基体尤其至少除了制造公差之外具有相同的材料厚度。
[0007]
优选所述接纳壁区段和/或支撑区段沿着以下方向延伸,所述方向与基体主延伸平面相交成背离接纳区域的锐角或直角。特别优选的是,这个角度至少大于30
°
、优选大于45
°
、特别优选大于60
°
。所述支撑壁区段和接纳壁区段能够至少基本上彼此平行地布置或者相对于彼此以处于接纳区域之外的钝角布置。特别优选的是,这个角度至少大于120
°
、优选大于135
°
、特别优选大于150
°
。优选所述接纳壁区段的具有最大的内间距的点和所述支撑壁区段的具有另一最大的内间距的点处于横向于、尤其是至少基本上垂直于基体主延伸平面延伸的平面中。表述“基本上垂直”在这里尤其应该限定一个方向相对于参考方向的定向,其中该方向和所述参考方向尤其在一个投影平面中观察围成一个90
°
的角度并且所述角度具有尤其小于8
°
、有利地小于5
°
且特别有利地小于2
°
的最大偏差。优选所述支撑壁区段的具有另一最大的内间距的点处于与基体主延伸平面至少基本上平行地伸展的支撑平面中。优选所述接纳壁区段的具有最大的内间距的点处于与基体主延伸平面至少基本上平
行地伸展的并且尤其是与支撑平面不同的接纳平面中。优选所述具有另一最大的内间距的支撑平面和所述具有最大的内间距的接纳平面至少基本上彼此平行。优选所述接纳壁区段的具有最大的内间距的点尤其至少关于垂直于基体主延伸平面的方向与所述支撑壁区段的具有另一最大的内间距的点隔开地布置。所述壁单元的面向接纳区域的内壁的、从接纳壁区段的具有最大的内间距的点到支撑壁区段的具有另一最大的内间距的点的走向尤其能够连续地或跳跃式地构成。尤其所述壁单元能够至少一个壁区段一个壁区段地或者越过整个壁单元具有棱台形的、圆柱形的、圆锥形的和/或阶梯形的走向、尤其是从基体开始经过接纳壁区段一直伸展到支撑壁区段并且包围该支撑壁区段。
[0008]
通过所述按本发明的设计方案,能够提供一种板式传热器装置,所述板式传热器装置能够有利地容易地且成本低廉地制造。此外,能够以有利的低开销将多个板式传热器装置堆叠并且尤其以有利的短的焊缝长度连接成一个板式传热器。尤其所述板式传热器装置、尤其是基体的设计和/或造型能够有利地容易且成本低廉地与不同的应用情况相匹配。
[0009]
此外建议,所述壁单元的、在接纳壁区段与支撑壁区段之间的过渡壁区段阶梯状地构成。所述过渡壁区段和接纳壁区段尤其围成处于接纳区域之外的钝角或直角。尤其这个角度小于165
°
、优选小于135
°
、特别优选小于105
°
。优选所述过渡壁区段和支撑壁区段围成处于接纳区域之内的钝角或直角。这个角度尤其小于165
°
、优选小于135
°
、特别优选小于105
°
。尤其所述过渡壁区段至少基本上垂直于支撑壁区段和/或接纳壁区段来延伸。特别优选的是,所述过渡壁区段构成阶梯,该阶梯尤其被设置用于布置另一板式传热器装置的基体和/或另一板式传热器装置的壁单元。优选所述过渡壁区段在一个平行于基体主延伸平面的平面中完全包围接纳区域。作为替代方案,所述壁单元具有多个彼此隔开的过渡壁区段,它们布置在一个平行于基体主延伸平面的平面内,例如关于接纳区域布置在壁单元的彼此对置的壁内侧上。通过所述板式传热器装置的按本发明的设计方案,能够有利地容易地调整流体接纳部分区域的高度。尤其是能够使热载体的、在通过接纳区域、特别是流体接纳部分区域时的压力损失有利地容易地与应用情况相匹配。通过所述板式传热器装置的按本发明的设计方案,能够实现所述另一板式传热器装置的、在所述板式传热器装置上的有利地大面积的并且尤其不仅仅是点状的支承。
[0010]
此外建议,所述接纳壁区段至少基本上垂直于基体主延伸平面来伸展。尤其所述接纳壁区段的垂直于基体主延伸平面的最大延伸度预先给定了所述流体接纳部分区域的垂直于基体主延伸平面的最大延伸度。优选在所有与主延伸平面平行的、与接纳壁区段相交的平面的至少大多数平面中的、每两个点之间的局部最大的内间距至少基本上与所述接纳壁区段的(整体)最大的内间距一样大。尤其所述接纳壁区段的最大的内间距小于基体的最大延伸度、包括接纳壁区段的在基体主延伸平面中的材料厚度。通过所述板式传热器装置的按本发明的设计方案,能够有利地容易地调整所述流体接纳部分区域的高度。尤其能够使热载体的、在通过接纳区域、特别是流体接纳部分区域时的压力损失有利地容易地与应用情况相匹配。
[0011]
此外建议,所述板式传热器装置具有至少一条流体通道,所述流体通道穿过支撑壁区段或接纳壁区段。优选所述板式传热器装置作为流体通道而包括至少一个处于接纳壁区段中的接纳流体入口,所述接纳流体入口用于将热载体放入到接纳区域中、尤其是放入到流体接纳部分区域中。优选所述板式传热器装置作为流体通道而包括至少一个处于接纳
壁区段中的接纳流体出口,所述接纳流体出口用于将热载体从接纳区域中、尤其从流体接纳部分区域中排出。特别优选的是,所述基体无开口地构成。尤其所述基体尤其至少相对于热载体流体密封地构成。所述热载体和/或所述另一热载体例如是氧气混合物、尤其是空气、液态的或气态的燃料、废气、水、含水的溶液、热油等。优选所述板式传热器装置作为流体通道而包括至少一个处于支撑壁区段中的支撑流体入口,所述支撑流体入口用于使另一热载体穿流到接纳区域中、尤其是穿流到支撑部分区域中。所述支撑流体入口尤其被设置用于:将另一热载体穿过壁单元导引至可布置在接纳区域中的另一板式传热器装置、尤其是导引至另一板式传热器装置的布置在该另一板式传热器装置的接纳壁区段中的接纳流体入口。优选所述板式传热器装置作为流体通道而包括至少一个处于在支撑壁区段中的支撑流体出口,所述支撑流体出口用于使另一热载体从接纳区域、尤其从支撑部分区域进行穿流。所述支撑流体出口尤其被设置用于:将另一热载体穿过壁单元从可布置在接纳区域中的另一板式传热器装置中、尤其从另一板式传热器装置的布置在该另一板式传热器装置的接纳壁区段中的接纳流体出口中导引出去。通过所述按本发明的设计方案,所述基体能够有利地容易地、尤其无穿孔地被保持住。尤其能够省去将不同的板式传热器装置的基体单独地焊接在彼此上面的做法,以便避免所述热载体和所述另一热载体的混合。
[0012]
此外建议,所述壁单元的材料厚度、尤其是已经提到的材料厚度等于或大于所述最大的内间距的差值的一半。尤其所述支撑壁区段的最大的另一内间距大于基体的最大的延伸度、包括壁单元在基体主延伸平面中的材料厚度。尤其在另一板式传热器装置布置在接纳区域中时,所述另一板式传热器装置的接纳壁区段和所述支撑壁区段彼此隔开地布置或者点状接触。通过所述按本发明的设计方案,彼此相邻布置的板式传热器装置的支撑壁区段的外表面能够有利地齐平地布置。尤其所述板式传热器装置、尤其是所述支撑壁区段能够用角焊缝来连接。
[0013]
此外建议,所述壁单元的材料厚度、尤其是已经提到的材料厚度小于所述最大的内间距的差值的一半。尤其所述支撑壁区段的最大的另一内间距小于基体的最大的延伸度、包括壁单元在基体主延伸平面中的材料厚度。在另一板式传热器装置布置(所述布置尤其通过所述板式传热器装置的压紧所引起)在接纳区域中时,尤其所述另一板式传热器装置的接纳壁区段和所述支撑壁区段彼此相邻地布置并且尤其借助于摩擦锁合来彼此固定。通过所述按本发明的设计方案,在制造所述板式传热器装置时能够实现有利地大的制造公差。尤其能够放弃成本高昂的和/或时间密集的旋进制造方法,以便在制造公差之内制造板式传热器装置。
[0014]
此外建议,所述板式传热器装置具有尤其是单个的主焊接面,该主焊接面布置在支撑壁区段上。所述主焊接面至少绝大部分地在一个与基体主延伸平面平行的平面中包围接纳区域。所述主焊接面尤其布置在支撑壁区段的外侧面和/或外棱边上。根据所述支撑壁区段中的流体通道的一种设计方案,所述流体通道将主焊接面分成至少两个分面。优选所述基体无焊接面或钎焊面。尤其在所述支撑壁区段和另一板式传热器装置的接纳壁区段相接触的设计方案中,所述主焊接面尤其为了焊透而布置在支撑壁区段的外表面上,以便将支撑壁区段和另一板式传热器装置的接纳壁区段材料锁合地相互连接起来。例如,在所述支撑壁区段和另一板式传热器装置的接纳壁区段彼此隔开的设计方案中,所述主焊接面尤其为了生成角焊缝而布置在支撑壁区段的外棱边上,以便将支撑壁区段和另一板式传热器
装置的支撑壁区段材料锁合地相互连接起来。尤其所述板式传热器装置包括至少一个、尤其恰好一个辅助焊接面,该辅助焊接面被设置用于与附加的板式传热器装置的主焊接面焊接在一起。该辅助焊接面尤其布置在壁单元中、尤其布置在支撑壁区段的外棱边上并且/或者布置在接纳壁区段的外表面上。通过所述板式传热器装置的按本发明的设计方案,能够将用于将两个板式传热器装置相互连接起来的焊缝的必要总长度有利地保持得较短。
[0015]
此外,提出一种用于制造按本发明的板式传热器装置的方法。优选在所述方法的至少一个方法步骤中提供尤其由可焊接的材料制成的板片。优选分切所述板片,使得板片的总表面的面积至少基本上完全对应于板式传热器装置的总表面的面积。“基本上相应于”尤其应该是指除了大于0.75的乘法因子之外、优选除了大于0.85的因子之外、特别优选除了大于0.9的因子之外相同,其中所述因子尤其小于或者等于1。所述板片尤其包括用来形成基体的中心区域和用来形成壁单元的边缘区域。在至少一个方法步骤中,所述流体通道被插入、特别优选被冲制到板片、尤其是边缘区域中。所述流体通道的冲制和板片的分切能够在一个唯一的冲制过程中实施或者能够在多个单个步骤中实施。在至少一个方法步骤中、尤其是在冲制流体通道之后,所述板片被成型、尤其是被深冲。尤其在成型过程中,所述边缘区域相对于中心区域重新定向,以便形成壁单元和基体。所述支撑壁区段、过渡壁区段和/或接纳壁区段能够在一个共同的成型过程中、尤其是深冲过程中或在多个单个步骤中形成。通过所述按本发明的设计方案,已经能够提出一种方法,所述方法能够有利地容易地和/或有利地成本低廉地实施。此外,用所述方法制造的板式传热器装置能够有利地灵活地与应用相匹配。
[0016]
此外,提出一种板式传热器,其具有至少一个按本发明的板式传热器装置、尤其是多个按本发明的板式传热器装置和至少一个封闭单元,所述封闭单元沿着背离基体的方向限定接纳区域。优选所述板式传热器装置在其各自的基体和各自的壁单元的相对布置方面尤其除了制造公差之外结构相同地构成。优选所述尤其分别紧挨着彼此相邻地布置的板式传热器装置在其相应的流体通道的定位方面不同。优选所述板式传热器装置沿着至少基本上垂直于基体主延伸平面的堆叠方向彼此相邻地布置。尤其所述板式传热器装置之一的相应的基体和同一个板式传热器装置的接纳壁区段布置在板式传热器装置中的另一个板式传热器装置的接纳区域中。尤其每两个直接彼此相邻地布置的板式传热器装置借助于尤其单个的、至少绝大部分地环绕的焊缝彼此材料锁合地连接。所述板式传热器装置沿着堆叠方向尤其包括第一板式传热器装置、第一板式传热器装置和最后一个板式传热器装置。所述第一板式传热器装置的流体密封的基体尤其同时用作沿着堆叠方向的封闭件。这个(这些)板式传热器装置的基体可选具有背离接纳区域的平坦的搁置面,以便放置板式传热器。所述封闭单元尤其被设置用于封闭最后一个板式传热器装置的接纳区域、尤其是流体接纳部分区域。所述封闭单元优选布置在接纳区域中、尤其是布置在支撑部分区域中。所述封闭单元优选由单个的、尤其是连续的且无穿孔的板片、特别是通过成型、优选通过深冲来制造。所述封闭单元尤其包括基体和带有接纳壁区段的壁单元。优选所述封闭单元的基体的尺寸至少基本上相应于这个(这些)板式传热器装置的基体的尺寸。优选所述封闭单元的壁单元在接纳壁区段之后终止并且尤其不包括任何支撑壁区段并且尤其不包括任何流体通道。通过所述按本发明的设计方案,能够提供一种有利地成本低廉的、有利地可容易装配的和/或有利地高效的板式传热器,所述板式传热器尤其在相应的材料选择的情况下也能够
用于高温应用情况。
[0017]
此外,提出按本发明的板式传热器在燃料电池系统、尤其是高温燃料电池系统中的应用。所述燃料电池系统例如被构造为固体氧化物燃料电池系统、熔融碳酸盐燃料电池系统、碱性燃料电池系统、聚合物电解质燃料电池系统、直接甲醇燃料电池系统、磷酸盐燃料电池系统等等。所述燃料电池系统优选包括一个带有一个或多个燃料电池的燃料电池单元。所述燃料电池系统尤其包括用于使燃料电池单元与燃料电池系统的周围环境隔热的隔离壳体。所述燃料电池单元尤其布置在隔离壳体的内部。所述隔离壳体尤其被设置用于在隔离壳体的内部区域的至少一部分之内维持燃料电池单元的运行温度、尤其是大于200℃、优选大于350℃、特别优选大于500℃的温度。所述燃料电池系统可选包括其他组件,所述组件尤其由于其所规定的运行温度而布置在隔离壳体的内部,例如是补燃器或重整器。所述板式传热器优选布置在隔离壳体的内部。例如,所述板式传热器将热从燃料电池单元的废气传递到燃料电池系统的对于燃料电池单元的燃料输送装置和/或氧输送装置上。所述板式热交换器尤其被设置用于在具有大于200℃、优选大于350℃、特别优选大于500℃的环境温度和/或热载体温度的高温环境中持久使用。在高温环境中的持久使用尤其能够包括该板式热交换器的数个小时、数天、数月或数年的不中断的使用,这尤其与所述板式热交换器是否在运行中无关。通过所述按本发明的设计方案,能够给所述燃料电池系统配备有利地成本低廉的、有利地高效的并且可有利地与可用的结构空间相匹配的板式传热器。尤其能够将所述接纳燃料电池单元和板式传热器的隔离壳体有利地保持紧凑。
[0018]
所述按本发明的板式传热器装置、按本发明的板式传热器、按本发明的方法和/或按本发明的应用在这此不应该局限于上面所描述的应用情况和实施方式。尤其所述按本发明的板式传热器装置、按本发明的板式传热器、按本发明的方法和/或按本发明的应用为了履行在这点上所描述的功能性而能够具有与在这点上所提到的数量有差别的数量的各个元件、构件和单元以及方法步骤。此外,对于在本公开文件中所说明的数值范围来说,处于所提及的极限内的数值也应该视为得到公开并且能任意使用。
附图说明
[0019]
其它优点由以下附图说明得出。在附图中示出了本发明的四种实施例。附图、说明书和权利要求以组合形式包含大量的特征。本领域的技术人员也会适宜地单个地考虑这些特征并且将其概括为其他有意义的组合。其中:图1示出了按本发明的板式传热器装置的示意图,图2示出了按本发明的板式传热器的示意图,图3示出了所述按本发明的板式传热器的部分剖面的示意图,图4示出了在按本发明的用于制造按本发明的板式传热器装置的方法的范围内的中间产品的示意图,图5示出了在所述按本发明的用于制造另一按本发明的板式传热器装置的方法的范围内的中间产品的示意图,图6示出了在所述按本发明的用于制造按本发明的板式传热器装置的封闭元件的方法的范围内的中间产品的示意图,图7示出了所述按本发明的板式传热器的示意性的横截面,
图8示出了燃料电池系统连同所述按本发明的板式传热器的按本发明的应用的示意性的电路图,图9示出了按本发明的板式传热器装置的另一种设计方案的示意图,图10示出了所述按本发明的板式传热器装置的另一种设计方案的示意性的横截面,图11a示出了用于实现逆流原理的、流经所述按本发明的板式传热器装置的热载体流的示意图,图11b示出了用于实现顺流原理的、流经按本发明的板式传热器装置的一种作为替代方案的设计方案的热载体流的示意图,并且图11c示出了用于实现叉流原理的、流经按本发明的板式传热器装置的另一种作为替代方案的设计方案的热载体流的示意图。
具体实施方式
[0020]
图1示出了一种用于在图2和3中示出的板式传热器12a的板式传热器装置10a。所述板式传热器装置10a包括基体14a。所述基体14a具有基体主延伸平面15a。所述板式传热器装置10a包括至少绝大部分将基体14a包围的壁单元16a。所述壁单元16a尤其与基体14a一体地构成。尤其所述板式传热器装置10a是由单个板片60a制成的单个的深冲构件(参见图4)。所述板式传热器装置10a包括接纳区域18a。所述接纳区域18a由基体14a和壁单元16a来形成。尤其所述基体14a的面向接纳区域18a的表面沿着至少基本上垂直于基体主延伸平面15a的方向限定接纳区域18a。尤其所述壁单元16a的面向接纳区域18a的内壁在与基体主延伸平面15a平行的平面中限定接纳区域18a。所述接纳区域18a被设置用于接纳流态的热载体和/或板式传热器12a的另一板式传热器装置20a(尤其参见图3)。尤其所述壁单元16a沿着基体14a限定接纳区域18a所沿用的方向相反的方向形成接纳区域18a的开口。
[0021]
所述壁单元16a包括至少一个接纳壁区段22a。所述接纳壁区段22a直接布置在基体14a上。所述接纳壁区段22a尤其被设置用于接纳热载体。所述壁单元16a包括至少一个支撑壁区段24a。所述支撑壁区段24a尤其经由阶梯与接纳壁区段22a毗连。所述支撑壁区段24a尤其被设置用于接纳另一板式传热器装置20a (参见图3)。所述接纳壁区段22a的两个点的、平行于基体主延伸平面15a地走向的最大的内间距26a小于所述支撑壁区段24a的两个点的、平行于基体主延伸平面15a地走向的最大的另一内间距28a。
[0022]
所述壁单元16a的区段和所述基体14a分别包括三种尤其是相互垂直的最大延伸度,这些延伸度在下文中被称为长度、宽度和材料厚度,其中所述长度大于或等于所述宽度并且所述宽度大于或等于所述材料厚度。尤其所述接纳壁区段22a和/或支撑壁区段24a的长度分别在一个与基体主延伸平面15a至少基本上平行的平面内伸展。所述接纳壁区段22a、尤其是所述接纳壁区段22a的宽度和/或材料厚度36a与所述支撑壁区段24a、尤其是所述支撑壁区段24a的宽度和/或材料厚度沿着背离基体14a、尤其是背离基体主延伸平面15a指向的方向延伸。所述壁单元16a包括过渡壁区段30a。所述过渡壁区段30a布置在接纳壁区段22a与支撑壁区段24a之间。所述过渡壁区段30a阶梯状地构成。所述接纳壁区段22a、尤其是所述接纳壁区段22a的宽度至少基本上垂直于基体主延伸平面15a来伸展。所述过渡壁区段30a、尤其是所述过渡壁区段30a的宽度尤其至少基本上垂直于所述接纳壁区段22a、尤其
垂直于所述接纳壁区段22a的宽度来伸展并且/或者垂直于所述支撑壁区段24a、尤其垂直于所述支撑壁区段24a的宽度来伸展。所述过渡壁区段30a、尤其是所述过渡壁区段30a的宽度尤其至少基本上平行于基体主延伸平面15a来伸展。所述接纳壁区段22a、尤其是所述接纳壁区段22a的宽度和所述支撑壁区段24a、尤其是所述支撑壁区段24a的宽度优选至少基本上彼此平行地伸展。
[0023]
所述接纳壁区段22a的材料厚度36a优选至少基本上平行于基体主延伸平面15a来伸展。所述壁单元16a的材料厚度、尤其是所述接纳壁区段22a的材料厚度36a等于或大于最大的内间距26a、28a的差值的一半48a。特别优选的是,所述支撑壁区段24a、接纳壁区段22a、过渡壁区段30a和/或基体14a尤其至少除了制造公差之外具有相同的用于其各自的材料厚度的数值。
[0024]
图2和3示出了所述板式传热器12a。所述板式传热器12a至少包括板式传热器装置10a。所述板式传热器12a尤其包括另一板式传热器装置20a。所述另一板式传热器装置20a至少基本上与所述板式传热器装置10a结构相同地构成。尤其所述另一板式传热器装置20a包括与所述板式传热器装置10a相同的构件。为了进行区分,给与所述板式传热器装置10a不同的装置的构件的附图标记加上撇号(’),以便将其与所述板式传热器装置10a的同名构件加以区别。所述另一板式传热器装置20a优选包括基体14a’和壁单元16a’。所述另一板式传热器装置20a的壁单元16a’尤其与所述板式传热器装置10a相类似地包括接纳壁区段22a’和支撑壁区段24a’。所述另一板式传热器装置20a布置在所述板式传热器装置10a上。尤其所述另一板式传热器装置20a的接纳壁区段22a’布置在所述板式传热器装置20a的接纳区域18a中。尤其所述另一板式传热器装置20a的基体14a’和/或接纳壁区段22a’布置在所述板式传热器装置10a的接纳壁区段22a和/或过渡壁区段30a的、背离该板式传热器装置10a的基体14a的端部上。尤其所述板式传热器装置10a的支撑壁区段24a在平行于基体主延伸平面15a的平面中至少绝大部分地包围另一板式传热器装置20a的接纳壁区段22a’。
[0025]
所述板式传热器装置10a包括至少一条流体通道32a、34a,所述流体通道穿过接纳壁区段22a(参见图4)。所述板式传热器装置10a包括至少一条流体通道54a、56a,所述流体通道穿过支撑壁区段24a(参见图4)。所述流体通道32a、34a、54a、56a优选在接纳壁区段22a或支撑壁区段24a的整个宽度范围内延伸。作为替代方案,所述流体通道32a、34a、54a、56a小于接纳壁区段22a或支撑壁区段24a的宽度。优选所述流体通道32a、34a、54a、56a布置在板式传热器装置10a的不同侧面上。优选所述另一板式传热器装置20a包括至少一条流体通道32a’、34a’、54a’、56a’(参见图5)。尤其所述板式传热器装置10a和另一板式传热器装置20a的区别在于它们各自的流体通道32a、34a、54a、56a、32a’、34a’、54a’、56a’的定位。尤其所述板式传热器装置10a的支撑壁区段24a中的至少一条流体通道54a、56a与所述另一板式传热器装置20a的接纳壁区段22a’的流体通道32a’、34a’重叠地、尤其是重合地布置。
[0026]
优选所述板式传热器12a包括多个附加的板式传热器装置,为了一目了然起见这里并未给所有附加的板式传热器装置配设附图标记。尤其所述板式传热器装置10a、20a沿着堆叠方向彼此相邻地布置。优选所述附加的板式传热器装置沿着堆叠方向交替地、尤其是除了制造公差之外与板式传热器装置10a结构相同地构成或者与另一板式传热器装置20a结构相同地构成。所述板式传热器12a包括至少一个封闭单元42a。所述封闭单元42a对于背离最后一个板式传热器装置11a的基体14a
’’
的方向限定板式传热器12a的沿着堆叠方
向的最后一个板式传热器装置11a的接纳区域18a
’’

[0027]
图4示出了一种用于制造板式传热器装置10a的方法40a的中间产品。尤其在至少一个方法步骤中提供板片60a。优选将所述流体通道32a、34a、54a、56a冲孔到板片60a中。优选使所述板片60a成型、尤其是对其进行深冲,以便形成壁单元16a和基体14a。所述板片60a尤其包括中心区域,所述中心区域尤其通过板片60a在成型轮廓52a处的成型来形成基体14a。尤其所述板片60a包括将中心区域包围的、形成壁单元16a的边缘区域。所述边缘区域尤其包括内边缘,该内边缘形成接纳壁区段22a。所述边缘区域尤其包括外边缘,该外边缘形成支撑壁区段24a。所述外边缘和内边缘优选同心地布置在板片60a上。尤其所述支撑壁区段24a通过板片60a在另一成型轮廓50a处的成型而形成。所述成型轮廓52a和另一成型轮廓50a优选同心地布置。尤其所述接纳壁区段22a的流体通道54a、56a布置在成型轮廓52a与另一成型轮廓50a之间的内边缘上,所述流体通道54a、56a被设置用于使流体流58a沿着基体14a穿流。尤其所述支撑壁区段24a的流体通道32a、34a布置在另一成型轮廓50a与板片60a的板片边缘之间的外边缘上,所述流体通道32a、34a被设置用于使流体流58a’穿流至另一板式传热器装置20a。
[0028]
图5示出了所述用于制造另一板式传热器装置20a的方法40a的中间产品。在至少一个方法步骤中提供板片60a’,该板片尤其与所述用于制造板式传热器装置10a的板片60a同样大。尤其所述另一板式传热器装置20a的接纳壁区段22a’的流体通道54a’、56a’在板片60a’的内边缘之内的位置中被冲制,该位置相应于在图4的板式传热器装置10a的板片60a的外边缘上的流体通道32a、34a的位置。尤其所述另一板式传热器装置20a的支撑壁区段24a’的流体通道32a’、34a’在板片60a’的外边缘之内的位置中被冲制,该位置相应于在图4的板式传热器装置10a的板片60a的内边缘上的流体通道54a、56a的位置。
[0029]
图6示出了所述用于制造封闭单元42a的方法40a的中间产品。尤其在至少一个方法步骤中提供板片60a
’’’
,该板片尤其小于所述用于制造板式传热器装置10a的板片60a。优选所述板片60a
’’’
、尤其仅仅沿着成型轮廓50a
’’’
成型,其将中心区域与边缘区域分开。尤其所述封闭单元42a的壁单元16a
’’’
不包括支撑壁区段。作为替代方案,所述封闭单元42a被构造为实心板。
[0030]
图7示出了所述板式传热器12a的横截面。尤其所述板式传热器装置10a、20a的支撑壁区段24a、24a’齐平地彼此相邻地布置。所述板式传热器装置10a包括主焊接面38a,其布置在支撑壁区段24a上。尤其所述主焊接面38a布置在支撑壁区段24a的外边缘上。特别优选的是,所述板式传热器装置10a、20a、尤其是所述支撑壁区段24a、24a’借助角焊缝来相互连接。
[0031]
图8示出了所述板式传热器12a的在燃料电池系统46a中的应用44a。所述燃料电池系统46a尤其包括燃料电池单元62a。所述燃料电池系统46a尤其包括用于给燃料电池单元62a供应燃料的燃料输送装置72a。优选所述燃料电池系统46a包括至少一个用于给燃料电池单元62a供应氧的氧输送装置70a。尤其所述燃料电池系统46a包括至少一条排气管路68a,其用于将废气从燃料电池单元62a中导出。所述燃料电池系统46a可选包括用于对燃料、氧和/或废气进行预处理和/或后处理的其他组件、例如重整器67a和/或补燃器66a。
[0032]
所述燃料电池系统46a尤其被构造为高温燃料电池系统。例如,所述燃料电池单元62a包括至少一个固体氧化物燃料单池、尤其是多个固体氧化物燃料单池。所述燃料电池系
统46a尤其包括隔离壳体64a,以便维持燃料电池单元62a的运行温度、尤其是大于500℃的温度。至少所述燃料电池单元62a和可选所述补燃器66a和/或重整器67a处于隔离壳体64a中。尤其所述板式传热器12a布置在隔离壳体64a中。所述板式传热器12a尤其用于将热从废气传递到燃料和/或氧上。
[0033]
在图9至11c中示出了本发明的其他实施例。以下说明和所述附图基本上限于实施例之间的区别,其中关于相同地表示的构件、尤其是关于具有相同的附图标记的构件原则上也能够参照其他实施例、尤其是图1至8的附图和/或说明。为了区分这些实施例,在图1至8中的实施例的附图标记的后面加了字母a。在图9至11c的实施例中,字母a被字母b至d所取代。
[0034]
图9示出一种用于板式传热器12b的板式传热器装置10b(参照图10)。所述板式传热器装置10b包括基体14b。所述基体14b具有基体主延伸平面15b。所述板式传热器装置10b包括至少绝大部分地将基体14b包围的壁单元16b。所述板式传热器装置10b包括接纳区域18b。所述接纳区域18b由基体14b和壁单元16b来形成,所述接纳区域18b被设置用于接纳流态的热载体和/或板式传热器12b的另一板式传热器装置20b。所述壁单元16b包括至少一个接纳壁区段22b。所述接纳壁区段22b直接布置在基体14b上。所述壁单元16b包括至少一个支撑壁区段24b。所述支撑壁区段24b尤其经由阶梯与接纳壁区段22b毗连。所述接纳壁区段22b的两个点的、平行于基体主延伸平面15b地走向的最大的内间距26b小于所述支撑壁区段24b的两个点的、平行于基体主延伸平面15b地走向的最大的另一内间距28b。所述壁单元16b的材料厚度36b、尤其是所述接纳壁区段22b的材料厚度36b小于所述最大的内间距26b、28b的差值的一半48b。
[0035]
图10示出了所述板式传热器12b的横截面。所述板式传热器装置10b、另一板式传热器装置20b和/或附加的板式传热器装置沿着堆叠装置彼此压紧。尤其所述另一板式传热器装置20b的接纳壁区段22b’布置在板式传热器装置10b的支撑壁区段24b上并且尤其借助于摩擦锁合来固定。所述板式传热器装置10b包括主焊接面38b,该主焊接面38b布置在支撑壁区段24b上。尤其所述主焊接面38b布置在支撑壁区段24b的外表面上。特别优选的是,所述板式传热器装置10b、20b、尤其是所述板式传热器装置10b的支撑壁区段24b和另一板式传热器装置20a的接纳壁区段22b’借助于焊透(durschwei
ß
en)来彼此连接。
[0036]
关于所述板式传热器装置10b、20b和/或板式传热器12b的其他特征,可以参照图1至8及其说明。
[0037]
图11示出了不同地设计的按本发明的板式传热器装置10a、20a;10c、20c;10d、20d的比较,所述板式传热器装置的区别尤其仅仅在于其各自的流体通道54a、56a、54a’、56a’;54c、56c、54c’、56c’;54d、56d、54d’、56d’的定位。
[0038]
图11a示出了所述板式传热器装置10a和另一板式传热器装置20a,它们尤其实现了用于热载体的逆流原理。
[0039]
图11b示出了板式传热器装置10c和另一板式传热器装置20c,它们尤其实现了用于热载体的顺流原理。关于所述板式传热器装置10c、20c的其他特征,可以参照图1至10及其说明。
[0040]
图11c示出了板式传热器装置10d和另一板式传热器装置20d,它们尤其实现了用于热载体的叉流原理。关于所述板式传热器装置10d、20d的其他特征,可以参照图1至10及
其说明。
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