專利名稱：用于熱交換器集管的隔板及其安裝方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及熱交換器結構及其組裝方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種隔板以及在一種用于在熱交換器內產生至少兩個隔離的流體回路的方法。
背景技術：
用在不同場合的隔板用于阻攔流體和氣體流過諸如熱交換器集管之類的管形件，以及引導流體和氣體流過這些管形件。熱交換器主要包括多個在一對集管之間相互連接的管子。為了優(yōu)化換熱效率，通常在集管的某些部位設置一些隔板來控制流過管子的換熱流體(氣體或液體)的流動，這樣，通過適當?shù)厥沽黧w按規(guī)定路線流過各個管子，就可以在熱交換器中得到各個分開的且相互平行的流動區(qū)域。
現(xiàn)有技術曾建議過許多隔板的設計方案以及將這些隔板安裝在熱交換器集管中的方法。其中的一個例子是采用帽型隔板，先將這些隔板裝在集管內部通道中后再將它們釬焊定位。為了使隔板具有較高的強度并具有理想的流體密封性，特別是在熱交換器具有釬焊結構的情況下，就需要進行釬焊。但是，帽型隔板的困難在于會使釬劑會留在集管內，這樣就可能導致熱交換器內部受到腐蝕。另一個方法是使用一些分隔板，該隔板安插入形成在熱交換器集管壁上的周邊槽中?，F(xiàn)有技術中所已知的分隔板的例子在美國專利4825941，5125454，5348083，5743329和Re.35742中進行了描述。盡管這些槽可以很方便地將集管中的多余釬劑清除掉，但是這些槽也使得集管的壁厚減少很多，使得能夠承受多次反復的溫度壓力變化的能力降低。另外，現(xiàn)有技術的分隔板在釬焊到集管以前容易移位，這樣，在板和集管壁之間的間隙就會使各流動區(qū)域之間出現(xiàn)泄漏。
根據如上所述，如果可獲得經改進的隔板結構，那么要求防止或減少現(xiàn)有技術的缺陷是所希望的，這些缺陷主要包括焊劑污染，壁的強度降低以及可能發(fā)生的泄漏。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種熱交換器隔板以及一種將熱交換器構件的內部通道分成兩個分隔的在該通道中的流動區(qū)域的方法。該隔板包括具有平面部分的第一元件和第二元件，所述平面部分限定出所述第一元件和第二元件的邊緣。所述平面部分彼此相連，以便在所述第一元件和第二元件之間形成一連接區(qū)。連接區(qū)可變形，以使平面部分彼此折疊。然后將平面部分一起裝到熱交換器構件的壁的槽口中就可以將隔板裝在熱交換器中。安裝完以后，隔板仍然基本彼此平行，連接區(qū)優(yōu)選地接觸到槽口對面的壁的一部分。折疊隔板的方式足以使第一元件和第二元件偏壓槽口，從而在用釬焊等方法進行永久固定以前，使隔板可靠地保持在槽口中。
隔板的每一個元件優(yōu)選地具有一凸緣，凸緣大致垂直元件的平面部分突伸。凸緣的至少一部分設置成與連接區(qū)對置，使得元件的平面部分位于凸緣和連接區(qū)之間。當對連接區(qū)進行彎折以便安裝隔板時，第一元件的凸緣和第二元件的凸緣優(yōu)選沿相對于彼此的大致相反方向突伸，每一個凸緣緊靠壁的外表面，凸緣使槽口周圍的壁得到增強。隔板的每一個元件在其平面部分內優(yōu)選地具有一凸起部。由于隔板被折疊，以使第一元件和第二元件向槽口偏壓，所以當將隔板裝到熱交換器構件中時，壁的一部分接合于凸起部和每個元件的凸緣之間。這樣，隔板在用釬焊永久固定以前，就可以牢牢地保持在槽口中。
如上所述，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明形成的隔板在永久固定到集管上以前，就可以穩(wěn)固地保持在集管壁的槽口中。此外，凸緣可以補償因壁上開槽而導致的集管壁的強度損失。
根據下面的詳細描述將更加清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。


現(xiàn)在將通過結合附圖的例子來描述本發(fā)明，其中圖1和2分別是本發(fā)明的熱交換器隔板的剖視圖和平面圖；圖3和4分別是熱交換器集管的縱向剖視圖和徑向剖視圖，圖1和2所示的本發(fā)明的隔板裝在該集管中。
具體實施例方式
圖3的剖視圖示出的是包括一個集管12和一個隔板14的熱交換器單元10的一部分。根據各種熱交換器應用的需要，所示的隔板14將集管12的內部通道分成兩個流動區(qū)域。沿著集管12的下周邊示出了管的槽口18，將冷卻管(未示出)插到這些槽口中，并經釬焊定位，以便向由隔板14限定出的流動區(qū)域中的一個區(qū)域傳送流體。將第二集管按常規(guī)地組裝到各管的相對的另一端，從而得到完整的熱交換器單元10。所示的集管12為圓形截面的縫焊管。由于現(xiàn)有技術公知的原因，最好用鋁合金制成集管12和各管子，在鋁合金上包覆鋁-硅的低共熔釬焊合金，例如AA 4045，AA 4047和AA 4343鋁合金(AA是由鋁協(xié)會(AluminumAssociation)給出的標號)。這些富含硅的釬焊合金的熔點溫度低于鋁基合金，鋁基合金通常是AA 3003，它有公稱的化學性質，約含1.2重量百分比的錳，基本與鋁平衡。當組裝好集管12、隔板14和管子加熱到覆層的熔點以上，但低于鋁基合金的熔點溫度時，利用覆層即可得到足量的釬焊合金，以形成流體密封的釬焊接。本領域的技術人員很清楚，各種集管構形可以與本發(fā)明的集管構形有很大的差別，而且可以與圖3所示的很不相同。
將圖3所示的隔板14裝到在集管12的壁22上形成的槽口20中，該槽口對著管子槽口18。如圖4所示，槽口20最好延伸通過集管12的半個圓周。在安裝時，隔板14具有彎折的構形，其中兩個元件24被稱之為連接區(qū)26的部分相連接，該連接區(qū)如圖3所示地被彎折，以使隔板在通道16中的那部分基本呈V型。連接區(qū)26在相鄰的兩個管子槽口18之間與集管12的壁22接觸，并用釬焊部分28進行固定，以便形成流體密封接頭。與連接區(qū)26相對面的是一對凸緣30，每一個元件24上有一個凸緣。每一個凸緣30均與其元件24的平面區(qū)32基本垂直，該平面區(qū)基本限定出每個元件24在集管12的內部通道16中的那部分。凸緣30向兩個相反的方向伸出，接觸到在與槽口20相對的集管12的外表面。所示的凸緣30通過釬焊部分34連接到集管壁22上，這樣圍繞槽口20就提供了一顯著加強的壁22。最后，每一個元件24均具有一個突起的凸起部36，凸起部沿與其凸緣30相同的方向從其平面部分32上伸出。將所示出的由槽口20形成的壁22的周邊沿38卡在每一個元件24的凸緣30和凸起部36之間，這樣就能使隔板14在用釬焊永久地固定以前臨時固定在槽口20內。
圖1、2和3所示的隔板14基本上具有對稱的構形，連接區(qū)26是對稱軸。對于組裝如圖3和圖4所示的圓形集管12，圖1和2所示的隔板14的元件24就為圓形。每一個元件24的平面區(qū)32通常包括兩個半圓區(qū)40和42，其第一個半圓區(qū)40限定了元件24的半圓形邊緣44，而其第二個半圓區(qū)42的邊緣由凸緣30限定，它的徑向邊緣46將半圓形邊緣44與凸緣30相連。如圖4所示，第二個半圓區(qū)42的半徑大于第一個半圓形區(qū)40的半徑，其差別約等于集管壁22的壁厚。每一個元件24的凸起部36均在第二個半圓區(qū)42內，凸起部離第一個半圓形區(qū)40的距離小于第一個半圓形區(qū)40的半徑，這樣，當安裝隔板14時，該凸起部就處在壁22的內表面中。另外，每一個凸起部36離其相鄰凸緣30的距離稍小于第一個半圓形區(qū)40的半徑和第二個半圓區(qū)42的半徑之間的差別，從而形成與壁22的邊沿38的稍過盈配合。
從圖4可以看到，當將隔板14通過槽口20安裝時，各元件24結構特征的優(yōu)選空間布置可以使各個元件24的邊緣40接觸到該集管12的壁22，或是設置成緊挨地與該集管的壁相鄰。此外，平面區(qū)32上的凸起部36相對于凸緣30和邊緣40的布置可以使集管22圍繞槽口20的邊沿38保持在凸緣30和凸起部36之間。因為該隔板14是彎折的，所以元件24一定程度上彼此離開地并且緊靠著槽口20地偏置，這樣，在由釬焊部分28和34永久固定之前，就可以將隔板14更可靠地保持在槽口20中。所示出的徑向邊緣46與壁22的邊沿38的縱向部分接觸，或至少緊挨著壁22的邊沿38的縱向部分，而凸緣30周向地延伸出徑向邊緣46，從而使槽口20與釬焊部分34之間更佳地密封，另外還可以對集管12的外周提供一額外的夾持作用，使得釬焊之前更好地保持隔板14。
雖然用優(yōu)選實施例對本發(fā)明作了描述，顯然本領域的技術人員也可以采用其它形式。因此，本發(fā)明的范圍僅由下面的權利要求書限定。
權利要求
1.一種熱交換器隔板，該隔板包括具有平面部分的第一元件和第二元件，所述平面部分限定所述第一元件和第二元件的邊緣，所述平面部分彼此相連，以便在所述第一元件和第二元件之間形成一連接區(qū)，該連接區(qū)可變形，以使所述平面部分可折疊到彼此上，從而使得當連接區(qū)充分彎折時所述平面部分彼此大致平行。
2.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，所述連接區(qū)彎折成，以使所述平面部分不共面，并使所述平面部分限定出所述隔板的一V形區(qū)域。
3.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，所述連接區(qū)彎折成，以使所述隔板成V形。
4.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，該隔板還包括第一凸緣，該凸緣大致垂直于第一元件的平面部分突伸，第一凸緣的至少一部分設置成與連接區(qū)相對，使得第一元件的所述平面部分位于第一凸緣和連接區(qū)之間。
5.根據權利要求4所述的熱交換器隔板，其特征在于，該隔板還包括第二凸緣，該凸緣大致垂直于第二元件的平面部分突伸，第二凸緣的至少一部分設置成與連接區(qū)相對，使得第二元件的所述平面部分位于第二凸緣和連接區(qū)之間。
6.根據權利要求5所述的熱交換器隔板，其特征在于，所述連接區(qū)彎折成，以使第一和第二凸緣沿彼此相反的方向突伸。
7.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，該隔板在所述第一元件和第二元件中的至少一個的平面部分內還包括一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域設置成與連接區(qū)相對，從而使所述平面部分位于所述凸起區(qū)域和連接區(qū)之間。
8.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，所述隔板相對于連接區(qū)是對稱的。
9.根據權利要求1所述的熱交換器隔板，其特征在于，第一元件和第二元件中的每一個還包括由約半個平面部分形成的第一半圓區(qū)域，所述第一半圓區(qū)域限定一具有第一半徑的第一半圓邊緣，第一元件和第二元件的所述第一半圓邊緣在連接區(qū)彼此接觸；至少部分地由平面部分的其余部分形成的第二半圓區(qū)域，所述第二半圓區(qū)域限定一具有第二半徑的第二半圓邊緣，第二半徑大于第一半徑，第一元件和第二元件的所述第二半圓邊緣相對于所述連接區(qū)設置成彼此相對；將第一半圓邊緣和第二半圓邊緣相連的徑向邊緣。
10.根據權利要求9所述的熱交換器隔板，其特征在于，所述連接區(qū)彎折成，以使所述平面部分限定出所述隔板的一V形區(qū)域。
11.根據權利要求9所述的熱交換器隔板，其特征在于，第一元件和第二元件中的至少一個還包括一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二個半圓區(qū)域內從其平面部分突伸，該凸起區(qū)域離第一個半圓區(qū)域的距離小于第一半徑。
12.根據權利要求9所述的熱交換器隔板，該隔板還包括第一凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直于第一元件的平面部分突伸。
13.根據權利要求12所述的熱交換器隔板，其特征在于，第一元件還包括一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二半圓區(qū)域內從其所述平面部分突伸，該凸起區(qū)域離所述凸緣的距離小于所述第一半徑和所述第二半徑之間的差值。
14.根據權利要求12所述的熱交換器隔板，該隔板還包括第二凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直第二元件的平面部分突伸。
15.根據權利要求14所述的熱交換器隔板，其特征在于，該連接區(qū)彎折成，以使第一和第二凸緣沿相對于彼此的相反方向突伸。
16.根據權利要求9所述的熱交換器隔板，其特征在于，該隔板相對于連接區(qū)是對稱的。
17.一種熱交換器構件，其包括一具有外表面和內表面的壁，該內表面在壁內限定出一內部通道；一通過壁的槽口；一隔板，該隔板通過所述槽口容納在內部通道中，以使內部通道分成兩個隔離的流動區(qū)域，所述隔板包括第一元件和第二元件，第一元件和第二元件在內部通道中具有平面部分，所述平面部分限定出所述第一元件和第二元件的邊緣，所述邊緣緊靠壁的內表面，所述平面部分彼此相連，以便在所述第一元件和第二元件之間形成一連接區(qū)，連接區(qū)彎折成，以使平面部分折疊到彼此上，所述連接區(qū)接觸面對所述槽口的所述壁的部分。
18.根據權利要求17所述的熱交換器構件，其特征在于，該熱交換器構件還包括第一凸緣，該凸緣的伸出方向與第一元件的平面部分基本垂直，第一凸緣是內部通道的外側，并緊靠壁的外表面。
19.根據權利要求17所述的熱交換器構件，其特征在于，該熱交換器構件還包括一個第二凸緣，該凸緣大致垂直于第二元件的平面部分突伸，第二凸緣位于內部通道的外側，并緊靠壁的外表面，第一元件和第二元件沿彼此相反的方向伸出。
20.根據權利要求17所述的熱交換器構件，其特征在于，該熱交換器構件還包括位于第一元件和第二元件中的至少一個的平面部分內的凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域設置成與連接區(qū)相對，并與所述壁接觸。
21.根據權利要求17所述的熱交換器構件，其特征在于，隔板相對于連接區(qū)是對稱的。
22.根據權利要求17所述的熱交換器構件，其特征在于，第一元件和第二元件中的每一個還包括由約半個平面部分形成的第一半圓區(qū)域，第一半圓區(qū)域限定具有第一半徑的第一半圓邊緣，第一半徑約等于內部通道的半徑，第一元件和第二元件的第一半圓區(qū)域相互平行，并在連接區(qū)連接；至少部分地由平面部分的其余部分形成的第二個半圓區(qū)域，第二半圓區(qū)域限定具有第二半徑的第二半圓邊緣，第二半徑約等于壁的外半徑， 第一元件和第二元件的第二半圓區(qū)域彼此平行；和將第一半圓邊緣和第二半圓邊緣連接的徑向邊緣，徑向邊緣緊靠槽口。
23.根據權利要求22所述的熱交換器構件，該熱交換器構件還包括第一凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直于第一元件的平面部分突伸。
24.根據權利要求23所述的熱交換器構件，其特征在于，第一元件還包括凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二個半圓區(qū)域內從其平面部分突伸，所述壁的一部分與凸起區(qū)域和第一凸緣接合，并接合于凸起區(qū)域和第一凸緣之間。
25.根據權利要求23所述的熱交換器構件，其特征在于，該熱交換器構件還包括第二凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直于第二元件的平面部分突伸，第一元件和第二元件沿相對于彼此的相反方向突伸。
26.根據權利要求25所述的熱交換器構件，其特征在于，第一元件和第二元件中的每一個還包括一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二個半圓區(qū)域內從其平面部分突伸，所述壁接合于凸起區(qū)域與第一元件和第二元件的第一凸緣和第二凸緣之間。
27.根據權利要求22所述的熱交換器構件，其特征在于，隔板相對于連接區(qū)是對稱的。
28.一種將隔板安裝到熱交換器構件內部通道中的方法，該方法包括如下步驟提供一個隔板，該隔板包括具有平面部分的第一元件和第二元件，所述平面部分限定出所述第一元件和第二元件的邊緣，所述平面部分彼此相連，以便在所述第一元件和第二元件之間形成一連接區(qū)；在連接區(qū)彎折所述隔板，以使平面部分彼此不共面；以及隨后，經熱交換器構件壁上的一槽口將隔板安裝到熱交換器構件的內部通道中，使平面部分彼此大致平行，第一元件和第二元件的邊緣接觸壁的內表面，連接區(qū)接觸面對所述槽口的所述壁的一部分，隔板在內部通道中限定出兩個分開的流動區(qū)域。
29.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟在第一元件上形成一第一凸緣，該凸緣大致垂直于第一元件的平面部分突伸，在所述安裝步驟之后，第一凸緣位于內部通道的外側并緊靠所述壁的外表面。
30.根據權利要求29所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟在第一元件上形成一第二凸緣，該凸緣大致垂直于第二元件的平面部分突伸，其中在安裝步驟之后，第二凸緣位于內部通道的外側并緊靠所述壁的外表面，第一凸緣和第二凸緣沿相對于彼此的相反方向突伸。
31.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟在所述第一元件和第二元件中的至少一個的平面部分內形成一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域設置成與連接區(qū)相對，在安裝步驟之后，凸起區(qū)域位于內部通道內并與所述壁接觸。
32.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，該隔板成形為相對于連接區(qū)對稱。
33.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，第一元件和第二元件中的每一個形成為，使其包括由約半個平面部分形成的第一半圓區(qū)域，第一半圓區(qū)域限定出具有第一半徑的第一半圓邊緣，第一半徑約等于內部通道的半徑，第一元件和第二元件的第一半圓邊緣在連接區(qū)連接，在安裝步驟之后，第二個半圓區(qū)域彼此平行；至少部分地由平面部分的其余部分形成的第二個半圓區(qū)域，第二個半圓區(qū)域限定出具有第二半徑的第二半圓邊緣，第二半徑約等于壁的外半徑，在安裝步驟之后，第一元件和第二元件的第二個半圓區(qū)域彼此平行；和將第一半圓邊緣和第二半圓邊緣連接的徑向邊緣，在安裝步驟之后，徑向邊緣緊靠槽口。
34.根據權利要求33所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟在所述第一元件上形成一第一凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直于第一元件的平面部分突伸。
35.根據權利要求34所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟形成一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二個半圓區(qū)域內從其平面部分突伸，在安裝步驟之后，所述壁的一部分接合于凸起區(qū)域和第一凸緣之間。
36.根據權利要求33所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟形成一第二凸緣，該凸緣沿其第二半圓邊緣大致垂直于第二元件的平面部分突伸，在安裝步驟之后，第一凸緣和第二凸緣沿相對于彼此的相反方向突伸。
37.根據權利要求33所述的方法，其特征在于，第一元件和第二元件中的每一個形成為，使其還包括一凸起區(qū)域，該凸起區(qū)域在其第二個半圓區(qū)域內從其平面部分突伸，在安裝步驟之后，所述壁接合于凸起區(qū)域與第一元件和第二元件的第一凸緣和第二凸緣之間。
38.根據權利要求33所述的方法，其特征在于，隔板成形為相對于連接區(qū)對稱。
39.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，該方法還包括如下步驟將隔板釬焊在熱交換器構件的內部通道中。
40.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，所述熱交換器構件是熱交換器的集管。
全文摘要
一種熱交換器隔板和一種將熱交換器構件的內部通道分成兩個分隔的在該通道中的流動區(qū)域的方法。該隔板包括具有平面部分的第一元件和第二元件，平面部分限定出所述第一元件和第二元件的邊緣。平面部分彼此相連，以便在所述第一元件和第二元件之間形成一連接區(qū)。連接區(qū)可變形，以使平面部分彼此折疊。然后將平面部分一起裝到熱交換器構件的壁的槽口中就可以將隔板裝在熱交換器構件中。安裝完以后，隔板仍然基本彼此平行，連接區(qū)優(yōu)選地接觸到槽口對面的壁的一部分。折疊隔板的方式足以使第一元件和第二元件偏壓槽口，從而在用釬焊等方法進行永久固定以前，使隔板可靠地保持在槽口中。另外隔板的每一個元件優(yōu)選地具有一大致垂直元件的平面部分突伸的凸緣。當將隔板裝到熱交換器構件中時，壁的一部分接合于凸起部和每個元件的凸緣之間。這樣隔板在用釬焊永久固定以前就可以牢固地保持在槽口中。
文檔編號F28F9/02GK1434916SQ00819002
公開日2003年8月6日 申請日期2000年12月13日 優(yōu)先權日1999年12月16日
發(fā)明者J·L·因薩拉科, C·W·小菲利普斯 申請人:挪威海德羅公開有限公司