1.热交换器(hex)应用中的凹窝板由于热交换流体的低速度通常具有低的比热交换率。
背景技术：
2.一种已知的解决方案是增大凹窝尺寸以增大局部速度并且改变流体中的流动方向。
技术实现要素：
3.技术问题
4.然而，凹窝尺寸的增加直接导致用于热交换的表面减小并且导致通道中的压降增大。因此，必须找到一种解决方案来增大热交换率，同时使在具有加快的速率的流体中的压降增加最小并且从热交换器的表面带走。
5.问题的解决方案
6.上述问题由权利要求1的主题解决。
7.本发明可以被视为热交换器的板或具有至少一个板的热交换器，该板优选地是矩形的并且包括主凹窝，主凹窝之间形成有副凹窝，所述副凹窝更扁平和/或就在平面图中观察到的所述副凹窝的尺寸而言更小。
8.该板因此具有主凹窝、凹陷、隆起和/或突出部或凸起部，这些主凹窝、凹陷、隆起和/或突出部或凸起部优选地成排地布置、优选地相对于优选矩形板的边缘倾斜地延伸。根据本发明，副凹窝形成在主凹窝之间，所述副凹窝可以替代性地被指定为上述主凹窝。因此，在凹窝以最小间距以一个接一个的方式排列的方向上可以观察到这些排。这些排可以以相对于边缘的任何角度延伸，并且可以垂直于一个边缘并且因此平行于其他边缘延伸。
9.由于副凹窝，本发明导致凹窝热交换器、特别是冷却器板的热交换率增大，同时用于热交换的有效表面并未减小。事实上，热交换的表面在没有改变材料的使用的情况下增大。此外，副凹窝周围的流体的速度增大，这导致热交换率增大。本发明进一步导致了不仅在水平平面中的流动方向而且在垂直于水平平面的流动方向的改变，从而导致在凹窝热交换器板之间的通道中的温度层的混合。
10.在其他权利要求中描述优选的进一步的改进方案。
11.副凹窝的深度设定为最大为通道高度的0.5倍和/或主凹窝深度的0.5倍。主凹窝的深度可以设定为最大对应于通道高度。
12.主凹窝与副凹窝之间的在x方向(第一对角线方向)上的距离可以在1.9mm与2.5mm之间变化，并且主凹窝与副凹窝之间的在y方向(第二对角线方向)上的距离在1.9mm与2.5mm之间。
13.在每种情况下，一个副凹窝可以形成在两个主凹窝之间。优选地至少一个副凹窝、优选地恰好一个副凹窝在每种情况下在整个板上形成在两个主凹窝之间，或者若干、优选
地四个并且优选地以90度间隔开的副凹窝形成在每个主凹窝附近。
14.至少一些、优选地所有副凹窝都可以布置在由主凹窝形成的行或列上。
15.主凹窝优选地成排地布置，这些排优选地相对于优选的矩形板的边缘倾斜地延伸。所述排在上面被指定为对角线；然而，所述排不必对应于矩形板的对角线，而是可以与对角线成角度地延伸。所述排可以在彼此成角度地延伸的两个方向上形成，其中，该角度可以等于或不等于90度。对于所有上面提及的实施方式，有利性能可以在初始的测试和模拟中确定。
16.因此，板在主凹窝和/或副凹窝的区域中的板材厚度可以小于在凹窝之间的板材厚度。
17.在平面图中，主凹窝和/或副凹窝可以是圆形的、椭圆形的或卵形的。椭圆形或卵形的主凹窝的主轴线可以平行于板边缘延伸，特别是平行于矩形板的较长边缘延伸。椭圆形或卵形的副凹窝的主轴线可以与矩形板的板边缘成角度地延伸。若干椭圆形或卵形的副凹窝的主轴线可以彼此平行并且与若干其他副凹窝的主轴线成角度地延伸。
附图说明
18.可以通过附图观察本发明的进一步细节。
19.图1示出了具有凹窝的常规热交换器的板的平面图。
20.图2示出了与图1的板类似的板，该板另外地包括根据本发明的副凹窝。
21.图3是示出了与具有图1的板的热交换器相比具有图2的板的热交换器的性能提高的图表。
22.图4和图5示出了与图1和图2的板类似的板，图4和图5包括板的尺寸。
23.图6示出了图8中的板，其包括凹窝的一个细节和优选尺寸。
24.图7示出了进一步的实验结果，该进一步的实验结果表明新型板的性能提高在6.2％与10.2％之间，尽管形成了副凹窝，板的尺寸和所使用的材料量均未改变。
具体实施方式
25.如在图1中能够观察到的，热交换器的板100包括许多凹窝，这些凹窝在该情况下在平面图中是卵形凹窝102，所述卵形凹窝102布置在相对于板边缘倾斜地延伸、与形成板形状的矩形的对角线不完全对应的行上。特别地，可以观察到两组排，一组排从左下延伸到右上，并且另一组排从右下延伸到左上，并且这两组排在所示出的情况下以小于90度的角度相交。
26.在根据按照图2的本发明的热交换器的板10中，主凹窝12的布置基本上对应于图1所示的(仅存在的)凹窝102的布置。
27.根据本发明，在每种情况下在每两个主凹窝12之间形成有一个副凹窝14，该副凹窝14在这种情况下在平面图中较小并且在平面图中不可见地较扁平。特别地，在每种情况下在两个主凹窝12之间形成恰好一个副凹窝14，并且因此在每个主凹窝附近形成四个副凹窝。同样优选地，副凹窝位于由主凹窝形成的那些行或列上。在所示的情况下，当从顶部观察时，主凹窝12是卵形的，其中，主凹窝12的长轴平行于矩形板10的较长边缘延伸，并且在从顶部观察时，副凹窝是圆形的。
28.如在示出了图1和图2的板在两面加热壁中的性能对比的图3中所展示的，显示了性能根据冷却剂流量从2.0％提高至几乎5％。
29.图4示出了仅包括单一类型的凹窝102的另一板100。
30.相反，根据按照图5的本发明的板10设置有主凹窝12和副凹窝14两者。与图1、图2和图4的板不同，主凹窝12和副凹窝14在该实施方式中也以相交的排布置，所述相交的排在这种情况下也不对应于矩形板的对角线。然而，在本实施方式中，相交的排以相对于彼此90度的角度布置。此外，在这种情况下，主凹窝12和副凹窝14两者在平面中是圆形的。图4和图5的板通常为60mm与100mm之间宽并且80mm与140mm之间长。根据示例性实施方式，板各自为64mm宽和102mm长。
31.在图6的细节图中可以更清楚地观察到主凹窝12和副凹窝14的形状和排列。特别地，四个副凹窝14在此以90度的恒定间隔围绕一个主凹窝12布置。图6的板的主凹窝可以具有4.1mm的直径和1.2mm的深度。图6中所示的板上可以存在67个这种类型的凹窝。副凹窝可以具有1.9mm的直径和0.6mm的深度，并且在图9中所示的板上可以形成140个这种类型的凹窝。
32.如通过图7中明显的，根据冷却剂流量，性能提高在6.2％与10.2％之间。
33.工业实用性
34.热交换器(hex)应用中的凹窝板由于热交换流体的低速度通常具有低比热交换率。
技术特征：
1.一种热交换器，所述热交换器具有至少一个板(10)，所述板(10)具有主凹窝(12)，所述主凹窝(12)之间形成有副凹窝(14)，所述副凹窝(14)更扁平和/或就在平面图中观察到的所述副凹窝的尺寸而言更小。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述副凹窝(14)的深度为通道高度的至多0.5倍和/或所述主凹窝(12)的深度的至多0.5倍。3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述主凹窝(12)与所述副凹窝(14)之间的在至少一个方向上的距离为1.9mm至2.5mm。4.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器，其特征在于，在每种情况下一个副凹窝(14)形成在两个主凹窝(12)之间。5.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器，其特征在于，所述主凹窝(12)成排地布置，并且所述副凹窝(14)布置在这些排上。6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述排相对于至少一个板边缘倾斜地形成。7.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器，其特征在于，所述板(10)在所述主凹窝(12)和/或所述副凹窝(14)的区域中的板材厚度小于在所述凹窝之间的板材厚度。8.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器，其特征在于，所述主凹窝(12)和/或所述副凹窝(14)在平面图中是圆形、椭圆形或卵形的。9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，椭圆形或卵形的主凹窝(12)的主轴线平行于板边缘，特别是矩形板(10)的较长边缘。10.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器，其特征在于，椭圆形或卵形的副凹窝(14)的主轴线与矩形板(10)的边缘成角度地延伸。
技术总结
一种热交换器，该热交换器具有至少一个板(10)，该板(10)包括主凹窝(12)，主凹窝(12)之间形成有副凹窝(14)，所述副凹窝(14)更扁平和/或就在平面图中观察到的所述副凹窝的尺寸而言更小。由于所述副凹窝(14)，本发明导致凹窝热交换器、特别是冷却器板的热交换率增大，同时用于热交换的有效表面并未减小。同时用于热交换的有效表面并未减小。同时用于热交换的有效表面并未减小。
技术研发人员：格罗
受保护的技术使用者：翰昂汽车零部件有限公司
技术研发日：2021.02.01
技术公布日：2022/6/7
再多了解一些
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