具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器制造技术

一种具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器，盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片层叠在一起构成的，换热板片周边斜面的斜面角a与换热板片的材料厚度t以及与多个换热板片层叠形成各层间的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内的各板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度小于组装后及钎焊前的板间距h。

Cascade Box Heat Exchanger with Special Cushion Plate Thickness

【技术实现步骤摘要】
具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器
本专利技术涉及一种换热器，尤其涉及一种具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器。
技术介绍
盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sina＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端。在此仅以采用真空钎焊工艺制造铝盒形层叠换热器为例。由于各铝盒形层叠换热器在真空钎焊炉内不得不采用垛放形式，造成底层的铝盒形层叠换热器在钎焊过程中将承受过多的重力压迫。并由于钎焊温度较高，在如此高的钎焊温度下，被加热到钎料融化温度的整个铝质盒形层叠换热器强度很低，在电加热的冲击下，以及在垛放的铝盒形层叠换热器自然重力压迫下，包括在钎焊夹具的约束和压迫下，尤其会使底层垛放的铝盒形层叠换热器在高温钎焊过程中极易发生歪斜和变形，亦会降低产品的抗爆破压力数值和抗疲劳能力，甚至会造成钎焊后铝换热板片周边斜面可能会有局部外漏现象。为此不得不在采用真空钎焊工艺制造铝盒形层叠换热器的各铝换热板片上逐层添加有铝垫板，尤其在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中逐层添加有铝垫板。在同一片换热板片上的铝垫板厚度相同，铝垫板的材质与换热板片芯板母材的材质相近，均为铝质高熔点材质。在同一个铝盒形层叠换热器的各换热板片上，逐层放置的铝垫板位置对称且相同。这样就会在铝真空钎焊过程中，垛放的铝制盒形层叠换热器在重力压迫下，以及在钎焊夹具的约束和压迫下，以各换热板片上逐层叠放的铝垫板抵抗所有重力的压迫，并在钎焊夹具约束的作用下，可以避免铝盒形层叠换热器发生歪斜和变形。但是，在实际的钎焊过程中，所添加垫板的实际厚度却应该小于钎焊前由多个换热板片层叠组装形成各平行板间距的数值，即垫板的实际厚度小于上述正弦三角函数关系式sina＝[t/(h+t)]中板间距h的数值。这是因为未钎焊前的铝换热板片是在高熔点芯板母材的正反两面均轧制有一层相对低熔点的铝钎料制成的，单面铝钎料厚度一般约是铝换热板片板材总厚度的10％。铝换热板片钎焊前的板材厚度t实际上包括了芯板母材的厚度和芯板正反两面轧制钎料的总厚度。即上述那个正弦三角函数sina＝[t/(h+t)]中的板材厚度t只是铝换热板片组装后及钎焊之前的板材厚度，该正弦三角函数公式中的板间距h也应该仅是指各铝换热板片平行组装压紧，其斜面相互贴紧稳定后及钎焊之前的板间距。而在实际钎焊过程中，这些轧制在铝芯板母材正反两面低熔点的钎料会发生融化、流布。如此将会发现，钎焊过程中各铝换热板片的厚度t将会由于低熔点钎料的融化和流布而变薄了。由于钎焊过程并不会使换热板片周边的斜面角度a发生变化，或者说在钎焊过程中，换热板片周边斜面角度a的变化可以忽略不计，鉴于上述正弦三角函数公式sina＝[t/(h+t)]中三个数值之间的函数关系，当板材厚度t的数值在钎焊过程中变小时，板间距h的数值必然也会随之变小。即由于钎料融化流布，造成钎焊中及钎焊后的板材厚度小于钎焊前的板材厚度t，在斜面角a不变化的前提下，将会自然导致钎焊后的板间距亦小于钎焊前的板间距h数值。根据铝盒形层叠换热器在钎焊后其板间距会变小的实际存在，如果在铝换热板片上放置有铝垫板，在钎焊前组装换热板片和垫板时，当各换热板片层叠平行压紧并通过各自的斜面相互贴紧稳定时，所产生的板间距h应该大于其垫板的实际厚度。即在各换热板片上逐层添加的垫板，应具有特殊适宜的厚度，该垫板的厚度应明确地小于各换热板片平行组装压紧时及钎焊前的板间距h。如此这般才能保障产品在钎焊过程中以及在钎焊后，各换热板片正反两面的钎料融化流布并在重力下自然发生下沉，导致各换热板片与具有特殊理想厚度的垫板最终相互贴紧抵触的同时，在各周边斜面上的钎料亦融化流布后，随着各换热板片自然下沉的过程，各斜面依然持续地相互贴紧。钎焊后展现出所添加的各垫板与其上下换热板片相互贴紧钎焊密封的同时，其各斜面之间亦相互贴紧钎焊密封。其实这种所谓具有理想厚度的垫板并不会当然地存在。假如垫板厚度等于钎焊前的板间距h，或者随意选择的垫板厚度虽小于钎焊前的板间距h，但明显大于理想垫板厚度，则会由于各换热板片在钎料融化和流布之后自然下沉，当下沉到各换热板片与垫板相互抵触之后，由于垫板较厚，如此换热板片将不再下沉。此时，垫板与换热板片之间应该已经紧密贴合了，但可能会造成换热板片周边各斜面之间的间隙仍较大，如果该斜面间隙大于钎料的填充性，则会发生某斜面之间局部脱焊外漏的可能。再假如随意地确定垫板厚度，使得垫板厚度明显小于理想垫板厚度，则会由于各换热板片周边斜面之间的钎料全部融化流布后，其高熔点的芯板母材已经稳定地紧密贴合，从而阻止了换热板片芯板继续下沉，于是将会造成换热板片与明显较薄的垫板并未贴紧且留有间隙，当各换热板片与垫板之间的间隙大于钎料的填充性，则可能会在各角孔之间发生串腔这类可以使产品报废的现象，以及仍会在钎焊中及钎焊后发生产品歪斜变形的现象。在此可以深刻地理解，垫板的理想厚度数值不仅仅是为了抵抗重压以及为了避免铝盒形层叠换热器在铝真空钎焊过程中发生歪斜和变形，更加重要的是，一旦添加了垫板，该垫板的厚度不仅会影响到换热板片周边斜面的钎焊质量和可靠性，同时还会影响到垫板与其上下换热板片之间的钎焊质量和可靠性。在类似盒形层叠换热器中具有垫板的现有技术已在专利号为2013104395763、2016213977419、2017209670864这三项专利中公开，这三项已公开的专利均表述了类似本说明书所说的垫板存在形式。但是，在这三项专利中并没有涉及论述到垫板的厚度与钎焊前板间距h之间是否存在特殊的关系，更没有说明垫板厚度应小于各换热板片钎焊前的板间距h，且具有特殊适宜的厚度。为了进一步了解带有垫板的盒形层叠换热器其
技术介绍
，有必要对上述已经公开的三项专利做细致的分析。已知，专利技术专利2013104395763权利要求1的最后一句话：“梳形垫板的高度与角孔周边延展面形成的换热介质角孔流通空间高度相同”，同时，在该权利要求1中亦说明“换热装置的高度与其对应的流体通道高度相同”，由此结合该说明书“
技术实现思路
”第八自然段中表述的“放置在该角孔流通空间中的梳形垫板高度等于单个流体通道高度”。综合理解为：梳形垫板的高度与角孔流通空间高度相同，亦等于单个流体通道高度。而在盒形层叠换热器中，所谓的单个流体通道高度就等于板间距。最重要的是该专利2013104395763在此所说的板间距应该仅是特指钎焊前组装时形成的板间距。因为在该说明书“
技术实现思路
”第八自然段中表述的“放置在该角孔流通空间中的梳形垫板高度等于单个流体通道高度”，明确地说了“放置”的含义，而“放置”梳形垫板应该是组装阶段某个必须的动作，因为该梳形垫板在钎焊以后是不可能被“放置”进去的，只有在钎焊前的组装时才会存在“放置”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器，盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度不等于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的上述正弦三角函数计算公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值。

【技术特征摘要】
1.一种具有特殊垫板厚度的盒形层叠换热器，盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sina＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度不等于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的上述正弦三角函数计算公式sina＝[t/(h+t)]中的板间距h数值。2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际厚度小于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的板间距h数值。3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际理想厚度将会使得该盒形层叠换热器在钎焊后，在各换热板片周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在各换热板片上...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪志先，
申请(专利权)人：刘启春，
类型：发明
国别省市：北京,11