具有增強裝置的板式熱交換器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種釬焊板式熱交換器，其包括多個熱交換器板，所述多個熱交換器板堆疊成堆，并設置有由脊部和槽構成的擠壓圖案，所述擠壓圖案適于通過在形成板間流動通道時相鄰板的脊部和槽之間的交叉點使成堆的所述熱交換器板互相保持一定距離，所述流動通道與端口開口選擇性地流體連通，由此在與流經至少一個相鄰板間流動通道的流體進行熱交換時，交換熱量的流體能夠通過所述板間流動通道從一個端口開口流向另一個端口開口，所述板式熱交換器還包括端板，該端板設置有位于相鄰端口開口之間的至少一個增強槽。
【背景技術】
[0002]在釬焊熱交換器領域中，越來越需要能夠在不為熱交換器的端板提供連接的情況下將流體管道與熱交換器連接。作為替代，通常被稱為“水封”的裝置被擠壓在端板上，其中在水封和端板之間設置有墊片以密封。
[0003]如上所述，水封擠壓在端板上。壓力會使墊片變形，并抵消來自熱交換流體壓力的力。來自壓力的力是壓力和端口面積的函數:較大端口開口會導致較大的力，較高壓力也會導致較大的力。
[0004]為了將水封擠壓在端板上，可以在端板上設置“耳朵”，耳朵設置為可以使用螺絲等將水封壓向端板。
[0005]還能夠將雙頭螺栓與端板連接，并利用該螺栓將水封固定至端板。
[0006]雙頭螺栓可以通過多種方式固定至端板，例如熔焊或釬焊。但是，如果在熱交換器自身釬焊之后再將雙頭螺栓固定至端板則是有利的，因為雙頭螺栓會從端板的一般平面伸出，從而導致熱交換器的包裝效率比所需效率低。
[0007]將雙頭螺栓固定至端板的一個固有缺點是端板不夠結實。特別是已經證明，端板和相鄰熱交換器板之間的連接是一個弱點，因為通過雙頭螺栓作用在端板上的力易于使端板從其相鄰的熱交換器板分開。
[0008]在現有技術中，已經進行了許多嘗試以提高端板的強度。EP0347961公開了提高強度設計的一個例子。端板上設置有在端口開口之間延伸的向上的脊部。該脊部有助于在熱交換器的寬度上傳遞力，但是不會將任何力傳遞至相鄰的熱交換器板。
[0009]SE529769公開了為端口開口之間的區域提供更大強度的另一種嘗試。通過設置從相鄰的端板向外延伸的細長脊部，端口開口之間的區域得以加強。該技術效果與EP0347961公開的脊部的效果相同。
[0010]本發明的目的是提供一種熱交換器，該熱交換器的端板和相鄰熱交換器板之間的強度改善，因此允許水封和端板之間存在更高的壓力。
【發明內容】
[0011]根據本發明，上述問題及其他問題通過至少一個增強槽解決，或至少減輕，所述增強槽為擠壓在端板中的槽，其中所述至少一個增強槽朝著相鄰的熱交換器板擠壓，其中在與端板相鄰的熱交換器板中設置有增強圖案，該增強圖案適于接收端板的至少一個增強槽。
[0012]為確保增強槽和增強圖案被釬焊在一起，熱交換器板增強圖案的尺寸可以設置為使得端板的至少一個增強槽將在釬焊操作過程中被釬焊到相鄰的熱交換器板的增強圖案上，其中熱交換器板所成的堆和端板被釬焊以形成熱交換器。
[0013]為了能夠使用現有技術中的熱交換器板，端板的至少一個增強槽可以適于和相鄰熱交換器板的脊部和槽配合。
[0014]為了獲得大的力傳遞區域，端板的至少一個增強槽可以與相鄰熱交換器板的脊部和槽平行并同步。
[0015]為了在增強槽和增強圖案平行并同步的情況下提供板間流動通道，端板的至少一個增強槽可以具有類似于截圓錐的截面，由此在熱交換器板的脊部及槽和端板的增強圖案之間形成流動通道。
[0016]為了充分挖掘本發明的熱交換器的益處，該熱交換器可以包括固定至端板的連接構件。
【附圖說明】
[0017]下面參考附圖對本發明進行描述，其中:
[0018]圖1是根據本發明一種實施方式的熱交換器中包括的熱交換器板和端板的爆炸立體視圖；
[0019]圖2是圖1所示熱交換器的裝配狀態的立體視圖；
[0020]圖3a和3b分別是根據本發明一種實施方式的熱交換器中包括的熱交換器板的剖視圖和平面圖，圖3a所示的剖視圖是沿著圖3b中的線L-L截取的；
[0021]圖4a和4b分別是根據本發明一種實施方式的熱交換器中包括的端板的剖視圖和平面圖，圖4a所示的剖視圖是沿著圖4b中的線L2-L2截取的；
[0022]圖5是本發明一種示例性實施方式的爆炸立體視圖；以及
[0023]圖6a和6b分別是本發明另一種實施方式的平面圖和剖視圖。
【具體實施方式】
[0024]參考圖1，根據本發明的熱交換器100包括端板110，以及多個熱交換器板120，130，140，150(取決于所需的熱交換性能，熱交換器板的數量可以在較寬范圍內變化)。與端板110相比，起始板160位于熱交換器100的相反側上。
[0025]所有的板上都設置有由脊部R和槽G構成的擠壓圖案，所述擠壓圖案適于通過在形成板間流動通道時相鄰板的脊部和槽的交叉使板彼此保持一定距離。此外，除了起始板160之外的所有板都設置有允許與板間流動通道選擇性連通的端口開口 A，B，C和D。該選擇性連通是通過在不同基準面上提供圍繞端口開口的區域實現的；如果圍繞兩個相鄰板上的端口開口的區域的基準面使得所述區域互相接觸，則不會與由這一對特定板限定的板間流動通道連通;反之亦然，如果圍繞相鄰板的端口開口的區域不互相接觸，則在端口開口和由這兩個板限定的板間流動通道之間存在連通。
[0026]此外，熱交換器100的端板110設置有增強槽111，增強槽111分別設置在端口開口A和B，C和D之間。增強槽111是端板110中的凹陷，增強槽的深度可以為槽G深度的大約30%到槽G深度的大約70%。經試驗證明，一種有益的實施方式包括深度為槽G深度大約50%的增強槽。
[0027]至少相鄰的熱交換器板120設置有增強圖案121，增強圖案121的形狀對應于端板110的增強槽111的形狀。但是，在相鄰的熱交換器板120中，增強圖案121設置在由脊部R和槽G構成的擠壓圖案中，因此在增強槽111與增強圖案121配合的地方，脊部R的高度有限。稍后參考圖3和4對增強槽111與增強圖案121之間的配合進行描述。
[0028]起始板160根據熱交換器板120-150的圖案設置有由脊部R和槽G構成的擠壓圖案，但是未設置有任何端口開口。
[0029]此外，還顯示了連接構件200，210。這些連接構件優選在板式熱交換器自身制造好之后固定至端板110。稍后對此進行描述。
[0030]在圖2中，顯示的熱交換器100處于裝配狀態。優選地，通過將起始板160，熱交換器板150-120和端板110堆疊成堆來制造熱交換器100，其中釬焊材料至少放置在相鄰板的脊部R和槽G之間的接觸點上。釬焊材料可以是任何合適的材料，但是優選地，釬焊材料是金屬或合金，該金屬或合金的熔點低于制造熱交換器板所用材料(通常為不銹鋼)的熔點。在將板和釬焊材料堆疊成堆之后，將堆疊物放置在熔爐中并釬焊，從而形成熱交換器。可以在連續隧道爐或分批釬焊爐中進行釬焊。
[0031 ]圖2還顯示了圍繞端口開口的區域之間的配合。在端板110的端口開口 A中，可以看到圍繞相鄰熱交換器板120的相應端口開口的區域是如何與端板110接觸，從而密封端口開口 A，使其不與由端板110和熱交換器板120之間的配合所形成的流動通道流體連通。相反，在端板110的端口開口 B中，可以看到圍繞相鄰熱交換器板的相應端口開口的區域是如何不與端板110的相應區域接觸的。因此，在端口開口 B與由端板110和相鄰板之間的配合形成的流動通道之間存在流體連通。該圖案重復，由此在端口 A和熱交換器板120及130之間的板間通道之間，以及熱交換器140和150之間的板間通道之間存在連通，而在端口開口 B和端板110與熱交換器板120之間的板間隙之間，熱交換器板130和140的板間隙之間，熱交換器板之間的板間隙之間，以及熱交換器板150和起始板160之間的板間隙之間存在連通。
[0032 ] 同樣，板間隙與端口開口 C和D之間存在選擇性連通。端口開口 A和C互相連通，端口開口 B和D互相連通。
[0033]增強部分111，11 Ib設置在端口開口 A和B之間，以及端口開口 C和D之間。在增強部分111，11 Ib之間固定有連接構件200,210ο在所示實施方式中，連接構件包括細長的中心部分201，在中心部分201中設置有螺紋開口 202。基部203比中心部分201的直徑大，并設計為固定至端板110。可以通過-舉例來說-焊接，點焊，膠合，常見焊接方法或任何其他合適的方法將基部203固定至端板110。還可以在熱交換器釬焊過程中實現連接構件200，201的固定，但是至少在分批釬焊的情況下，如果連接構件從熱交換器突出，則熔爐中熱交換器的包裝會受到干擾。
[0034]在附圖所示的實施方式中，設置有兩個增強槽111和111b，在這些增強槽lll，lllb之間設置有連接構件200，210。在其他實施方式中，可能只有一個增強槽，連接構件可以設置在該槽內。
[0035]如上所述，增強槽111和Illb與相鄰板配合。在圖3A中，以平面圖顯示了熱交換器板120。如圖所示，增強圖案121分別設置在端口開口A和B，以及C和D之間。顯示的截面線L-L穿過端口開口 A，B以及增強圖案121。
[0036]在圖3B中，顯示了沿圖3A中的線L-L獲取的截面。從圖3B中左側開始，顯示了裙邊
S。該裙邊S—直