用於板式散熱器的板元件的製作方法

2023-09-24 03:42:45 1

專利名稱：用於板式散熱器的板元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於板式散熱器的板元件，還涉及一種板式散熱器，它 包括多個相同的板元件。
背景技術：
在現有技術中以下板式散熱器是已公知的在這種板式散熱器上重疊布 置著總體上相同的、交替布置的板元件，同時還形成了兩個獨立的腔室系統， 其中，第一傳熱介質在一個腔室系統中穿流，第二介質在另一個腔室系統中 穿流。但一般來說，它在以下方面存在問題，即如何優化腔室內的介質流道， 從而在確定了結構大小和板數量的情況下使兩種介質間的熱交換儘可能達到 最優。DE 199 39 264 Al描述了一種疊置結構的板片式熱交換器。在這種熱交 換器中，多個相同的板元件相互疊置，並沿呈錐形的外邊緣相互釺接。這些 板元件在其底部區域內分別具有四個基本上為圓形的開口，其中，這些圓形 開口中的兩個分別具有凸出的邊緣。每個凸出的邊緣與外邊緣之間相隔一定 距離。在板元件疊置的情況下，在外邊緣和開口的凸出部分之間出現很大體 積的流體，其中，傳熱介質的流動速度特別低。這樣， 一方面在確定的尺寸 下，熱交換器的效率受到不利的影響；另一方面，在這些介質幾乎停滯的區 域，被介質攜帶的顆粒會出現沉積，並凝集成大規模的沉積物。而例如在熱 交換器是汽車發動機的油冷器的情況下，這種較大的沉積物的自行脫落會對 整個系統帶來損害。發明內容本發明的目的是提供一種用於板式散熱器的板元件，通過它可以製造出 效率得到改善並且防止出現沉積的板式散熱器。對於前面所述的板元件，這個目的由根據本發明的、具有下述特徵的板 元件實現。通過造型，特別是通過在側壁和第二開口邊緣之間的底座面，很容易地 實現，在板式散熱器中流體較少的區域存在著特別少的傳熱介質。特別是在 板式散熱器的外邊緣和介質開口之間不利於介質流動的區域使介質減少或消 除，從而使介質主要存在於開口之間以及它的主要流動區域中。總的來說， 這樣即使在板式散熱器中的介質量較小的情況下，也能夠達到同樣的換熱器 效率。通過這種方式使板式散熱器在整體上更為輕型化、小型化。為了使板式散熱器的製造變得簡單，在優選的實施形式中，板元件可與 第二個、結構相同的板元件相連，其中，在這種連接布置中，板元件的底座 面與第二板元件之間為平面接觸。由於第二元件的結構相同，從而使板式散 熱器的製造尤為經濟。此外，優選的是，板元件至少在平面狀的接觸區域與第二板元件釺焊連 接。在現有技術中已公知的是，由於邊緣在原則上為單維結構，所以釺接為 線條狀，而與此不同的是，在根據本發明的板元件中，板式散熱器的相鄰板 元件之間能在以更大的平面接觸中釺接，從而具有特別大的強度，能長時間 地保持不出現裂紋或洩漏。在根據本發明的板元件的優選實施形式中，至少一個開口具有一個沿縱 向延伸的、與圓形不同的形狀。在這裡，以簡單的方式可以實現，介質在特 別寬的區域內穿過由根據本發明的板元件組成的板式散熱器。特別是在上述 平面接觸或平面釺接的情況下，板元件和形狀與圓形不同的開口之間的連接 得到了保證。在優選的實施形式中，根據本發明的板元件具有凹凸輪廓，這種凹凸輪 廓布置在流路中，用於影響介質的流動。通過這種凹凸輪廓，可以改善介質 流在板元件上分布，從而優化熱交換器效率。為了簡化製造，凹凸輪廓優選地通過對板元件底部進行壓制或變形而形成。在這裡，凹凸輪廓特別優選為波浪形，其中，在板元件的凹凸輪廓和固 定在第一板元件上的、結構相同的第二板元件的凹凸輪廓之間，存在著多個 凹凸輪廓的接觸點。這樣，通過凹凸輪廓可以實現對介質流的有目的地引導。為了簡化製造，板元件整體上可由一個具有不變厚度的金屬板製成。可 以通過已知的方法將具有不變厚度的金屬板製成板元件，例如通過深拉伸、 模鍛或其它方法。金屬板的材料優選為鋁合金，以便能夠從整體上實現板式 散熱器的輕型化。根據本發明的板式散熱器包括多個相同的、根據權力要求1到8中任一 項所述的板元件。這樣，根據本發明的板元件在成形上的優點就與板式散熱 器低成本的批量製造結合起來。其它的優點和特徵由下面所述的實施例得出。


下面通過附圖對根據本發明的板元件和板式散熱器的實施例進行說明。圖1中是根據本發明的板元件的仰視立體圖，其中，呈錐形環繞一周的 邊緣指向圖示平面內部；圖2中是圖l所示的板元件的俯視立體圖，其中，環繞一周的邊緣從圖 示平面指向外面；圖3是圖1所示的板元件的局部放大圖；圖4是穿過四個按交替變換的方向疊置的、如圖1所示的板元件的橫斷 面圖，它們共同形成板式散熱器的一部分；圖5是如圖1所示的板元件的橫斷面的局部視圖；圖6是如圖1所示的板元件的一個變型的視圖，其中設有一個單獨的湍 流襯層來代替壓制而成的凹凸輪廓。
具體實施方式
如圖1所示的板元件包括底部1，所述底部帶有兩個按介質的流動方向相對布置的第一類型開口2、 3，它們兩個都具有處於底部l之內的邊緣2a、 3a。兩個第一開口 2、 3分別為長形，其中，開口 2、 3的縱向直徑比橫向直 徑的約1.5倍還多。介質的流動垂直於開口2、 3的縱向。在這個視圖中，板 元件的形狀為矩形，它的各角被明顯倒圓。兩個第一開口 2、 3布置在矩形的 同一縱向側的角部區域。在相對的另一個縱向側設有第二類型的開口4、 5，它們在形狀和開口尺 寸上與第一開口 2、 3相同。第二開口 4、 5的邊緣4a、 5a並不與底部1處於 同一高度，而是位於一個與底部l所處的底面平行的平面內。板元件上分別 與開口4、 5對應的底座面6、 7同樣也處於這個平面內，所述底座面與底部 1平行，但是沿著板元件的垂直軸線錯開。垂直軸線在圖6中是垂直圖示平 面的。在這裡，開口4、 5由底座面6、 7中的簡單穿孔形成。但它們也可帶 有凸緣或具有其它與底座面中的簡單開口不同的形式。底座面6、 7分別部分地被底部1的倒圓的邊緣6a、 7a所包圍，並且在 底座面6、 7的高度上局部地被環繞板元件一周的側壁8的、被倒圓的根部 8b所包圍。側壁8完整地環繞板元件一周，並在同一平面內具有完整的外邊 緣8a。此外，這個側壁8並不是垂直於底部1，而是略微向外傾斜，因此在 整體上它的布置呈錐形。這樣，多個結構相同的板元件就可以相互插入而疊 置，其中，外邊緣8a分別緊貼在下一個板元件的側壁8的一定高度處，並在 這個位置上與之釺接(見圖4)。底座面6、 7分別從側壁8的根部8b延伸到第二開口 4、 5的邊緣4a、 5a處。在底座面6、 7區域中的根部8b與在底部1中的根部不處於同一高度， 因此在根部8b處存在著臺階8c。在圖4所示的疊置圖中可以看到，底座面6、 7從與隨後的、旋轉180。布置的板元件的底部1的平面接觸中可以形成平面 釺接，這種釺接特別牢固，並可防止在運行過程中出現洩漏。如圖4所示，通過多個板元件的交替布置和密封釺接形成了板式散熱器 的一部分，它包括腔室的第一系統A和第二系統B。在這裡，第一傳熱介質例如水和/或乙二醇，垂直於圖4中的圖示平面，分別從一個板開口穿過第一 系統A到達另一個開口，而第二傳熱介質例如發動機油，垂直於圖4中的圖 示平面，分別從一個板開口穿過第二系統B到達另一個開口。根據發明的板元件可通過常用的成型加工方法製造，在這裡，毛坯是一 種單一的、具有不變厚度的鋁合金板。此外，按照圖1到圖5優選的板元件在底部1上具有凹凸輪廓9。這種 凹凸輪廓基本上包括多個之字形或波浪形的凹部，它們分別形成連續的通道， 並從下面壓入到板元件的底部1中。每個之字形的通道橫穿過假想的介質流 路，所述流路分別從板元件的短側通向對面的板元件的另一短側。此外，該 通道在定位方面使得相同的板元件在疊置時， 一個板元件的通道與另一個板 元件的通道之間的交叉的數量儘可能變大。在交叉位置是相鄰的通道的接觸 點，這通過相應地確定壓入深度的大小而得到保證。板在接觸點優選地相互 釺接。總體上通過這種方式，使穿流的介質有目的地出現折流和湍流，從而優 化熱交換器的能力。.在如圖6所示的變型中，板元件除了凹凸輪廓9之外，與圖1到圖5所 示的實施例相同，在這裡，凹凸輪廓9由在圖6中用陰影線畫出的、在板元 件上的湍流襯層10代替。這種湍流襯層IO用於改善熱交換器效率，在現有 技術中是已公知的，只是在布置方式上與根據本發明的板元件相配合。所有圖紙都是按一定比例的，因此在必要時可以採用它們的比例關係。
權利要求
1.用於板式散熱器的板元件，包括一個至少部分環繞板元件的、基本上處於一個平面內的外邊緣(8a)，其中，外邊緣(8a)形成環繞一周的側壁(8)的上端；一個處於底面之中的底部(1)，至少一個作為底部的穿孔並用於介質穿流的第一開口(2、3)，和至少一個第二開口(4、5)，其中，第二開口的開口邊緣(4a、5a)位於一個與底面平行的平面內，這個平面與底面在垂直方向上錯開，其特徵在於，第二邊緣至少局部地包圍與底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少從第二開口(4、5)延伸到側壁(8)，並沿與底面垂直的方向與底部錯開。
2. 根據權利要求1所述的板元件，其特徵在於，板元件與第二個、結構 相同的板元件相連，其中，在這種連接布置中，板元件的底座面與第二板元 件之間為平面接觸。
3. 根據權利要求2所述的板元件，其特徵在於，板元件與第二板元件至 少在平面接觸區域平面釺接。
4. 根據前面的權利要求中任一項所述的板元件，其特徵在於，至少一個 開口具有一個沿縱向延伸的、非圓形的形狀。
5. 根據前面的權利要求中任一項所述的板元件，其特徵在於，板元件具 有凹凸輪廓，這種凹凸輪廓布置在流路中，用於影響介質的流動。
6. 根據權利要求6所述的板元件，其特徵在於，凹凸輪廓通過對板元件 底部進行壓制而形成。
7. 根據權利要求6所述的板元件，其特徵在於，凹凸輪廓由湍流襯層形成。
8. 根據權利要求5到7中任一項所述的板元件，其特徵在於，凹凸輪廓為波浪形，其中，在板元件的凹凸輪廓和固定在第一板元件上的、結構相同 的第二板元件的凹凸輪廓之間，存在著多個凹凸輪廓的接觸點。
9. 根據前面的權利要求中任一項所述的板元件，其特徵在於，板元件整 體上由一個具有不變厚度的金屬板製成。
10. 板式散熱器，包括多個相同的、根據權力要求1到8中任一項所述 的板元件。
全文摘要
本發明涉及一種用於板式散熱器的板元件，包括一個至少部分環繞板元件的、基本上處於一個平面內的外邊緣(8a)，該外邊緣(8a)形成環繞一周的側壁(8)的上端；一個處於底面之中的底部(1)，其具有多個用於介質穿流的第一開口(2、3)，至少一個開口作為底部的穿孔；和至少一個第二開口(4、5)，其中，第二開口的開口邊緣(4a、5a)位於一個與底部平行的平面內，這個平面與底部在垂直方向上錯開。按照本發明，該板元件的第二邊緣至少局部地包圍與底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少從第二開口(4、5)延伸到側壁(8)，並沿與底面垂直的方向與底部錯開。
文檔編號F28D9/00GK101228408SQ200680026654
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月7日 優先權日2005年7月22日
發明者延斯·裡希特 申請人:貝洱兩合公司