專利名稱：包括厚散熱片的板式熱交換器及這種熱交換器的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板式熱交換器，尤其是涉及一種釬焊的板式熱交換器。
背景技術(shù)：
這種熱交換器例如用來再加熱或蒸發(fā)(汽化)氧或富氧流體，尤其是在空氣分離設(shè)備中使用。富氧流體定義為當(dāng)流體處于至少等于20巴(bar)的壓力下時，具有O2分子數(shù)占分子總數(shù)大于20％，而在更低的流體壓力下大于50％，尤其是大于60％的流體。
這種熱交換器可以用于蒸餾氣體，空氣或碳?xì)浠衔?烴)，更具體地說還在復(fù)式常壓蒸餾塔(蒸餾柱)中使用。
一個蒸發(fā)器-冷凝器的主體由一組很多垂直的矩形板組成，所有的板都相同。插在這些板之間的，一方面是周邊的熔接棒，而另一方面是波紋形的隔離片或散熱片，亦即具有垂直主定向(取向)的熱交換波紋和具有一水平主定向的分配波紋。
本發(fā)明打算應(yīng)用的另一些交換器是例如泵設(shè)備的主熱交換器或任何其它的板式熱交換器，所述熱交換在壓力之下蒸發(fā)氧。
一般，波紋形隔離片是用通常厚度在0.15和0.60mm之間的薄板，經(jīng)過彎曲、切割或在壓機中沖壓或是用其它合適的工具得到的。
氧蒸發(fā)器是這樣一個場所，在那里一些比氧重的燃料如碳?xì)浠衔?，尤其是大氣中少量存在的C2H2易于濃縮。在這類蒸發(fā)器中可能偶而會發(fā)生液體氧中的燃燒?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這些燃燒可能具有產(chǎn)生至少局部爆炸的效果。在這類事故中，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，薄的散熱片，尤其是鋁制的散熱片很容易因燃燒而損壞，而隔離板不易損壞。發(fā)現(xiàn)隔離板因此能防止火蔓延。
這些問題也可以在交換線路的蒸發(fā)回路中自己顯現(xiàn)出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是生產(chǎn)能抗可能的著火現(xiàn)象的板式熱交換器，尤其是打算供處理富氧流體用的板式熱交換器，在所述交換器中，制造成本沒有明顯增加，而在壓降和熱交換方面的性能也沒有明顯減低。
為此，按照本發(fā)明所述的熱交換器包括多個疊置的具有基本均勻厚度的隔離板，在它們之間限定至少一個第一通道；和至少一個安置在這至少一個第一通道中的散熱片，所述散熱片的最小厚度大于限定所述通道的每個隔離板的厚度的0.8倍。
按照本發(fā)明的另一些特征，這些特征單獨地或以任何技術(shù)上合理的組合采用-所述散熱片的最小厚度與限定所述通道的每個隔離板的厚度之比值大于1，優(yōu)選的最大于1.5，更優(yōu)選的是大于2；及-每個所述隔離板的厚度是在0.6mm和2mm之間；-所述板是扁平的并且是矩形的。
散熱片可以通過擠壓法或用厚平板經(jīng)機加工法生產(chǎn)。
借助于本發(fā)明，板式熱交換器具有明顯更好的機械強度，同時把限制其在流體壓力下使用的界限大大向后推。
該交換器還可以包括一個在至少一個第二通道中的散熱片，此散熱片的最小厚度小于所述限定第二通道的每個隔離板厚度的0.8倍。
本發(fā)明還針對一種復(fù)式常壓蒸餾塔的蒸發(fā)器-冷凝器，所述蒸發(fā)器-冷凝器包括一個如上所述的熱交換器，所述第一通道是用于氧蒸發(fā)的通道。


現(xiàn)在將參照

本發(fā)明的示例性實施例，其中-圖1是按照本發(fā)明的板式熱交換器的局部放大圖，圖中只示出兩塊隔離板和一個安置在限定在所述兩隔離板之間的通道中的散熱片；及-圖2是按照本發(fā)明實施例一種可供選擇形式的板式熱交換器類似的視圖。
具體實施例方式
圖1示出兩個平行的隔離板11，這兩個隔離板11具有大致均勻的、相同的厚度e，并且是同樣的板，在它們之間限定一個流體通道33。安置在33通道中的是一種具有常規(guī)方波總體形狀的散熱片或波紋帶35。這種散熱片35限定波紋的主總方向Y-Y，各波紋在垂直于方向Y-Y的方向X-X上相互持續(xù)(連續(xù))。
方向X-X和Y-Y限定隔離板11的若干板面，為便于說明起見，假定所述各板面是水平的，如圖1所示。各隔離板11本身沿著垂直軸Z-Z間隔開。
波紋形散熱片35包括許多大致成矩形的波紋支腿37，每個支腿37都包含在一個垂直于方向X-X的垂直平面中。各波紋支腿37沿著它們上邊緣通過大致矩形的扁平和水平的波紋頂部(波頂)39和沿著它們的下邊緣通過也是大致矩形的扁平和水平的波紋底部(波谷)41交替地連接。
波紋頂部39和波紋底部41限定用于通過釬焊連接到熱交換器的扁平的隔離板或片11上的區(qū)域(面積)。
正如將要理解的，該板式熱交換器包括多個這樣的隔離板11，這些隔離板11從一塊板疊放到下一塊板上(相互疊置)，并且有一般大致恒定的厚度e。這些板在它們之間限定一系列通道33，每個通道33中安置一個散熱片35。
所示出的流體通道33中的散熱片35具有一個最小厚度e′，在圖1所示的實例中，所述散熱片厚度e′對整個散熱片35都是均勻的(一致的)。
通常，各隔離板的厚度e是在0.6mm和2mm之間。
最小厚度e′選定成大于隔離板11厚度e的0.8倍，也就是說，在厚度e為1mm的情況下，它大于0.8mm。
作為一種優(yōu)選的情況，將規(guī)定厚度e′為這樣一個值，以使散熱片35的最小厚度e′與隔離板11厚度e的比值大于1，更優(yōu)選的是大于1.5，還更優(yōu)選的是大于2。
在圖1所給出的例子中，散熱片基本上通過彎曲一種厚平板來生產(chǎn)，在所涉及的技術(shù)領(lǐng)域中，如果一種板的厚度大于約1mm，尤其是在1和2mm之間，則可以把它定義為厚板。
在圖2所示的示例性實施例中，散熱片45的最小厚度e′具有一個滿足上述參照圖1所設(shè)定的條件的值，但與上相反的是，散熱片45不具有恒定的厚度，并具有在波紋的頂部39和底部41每一側(cè)上形成的水平伸出部分47。這些伸出部分47使得能增加散熱片45和隔離板11之間的接觸面積，并因此增加了用于釬焊的面積，并使得能改善散熱片45的機械完整性。
這種散熱片45基本上是通過擠壓或是用厚平板經(jīng)機加工生產(chǎn)。
在附圖所示的兩個示例性實施例中，可以預(yù)料交換器部分地含有其最小厚度滿足所述條件的散熱片，和部分地含有其厚度小于隔離板11厚度e的0.8倍的散熱片，后一種散熱片例如由薄板用常規(guī)的彎曲方法生產(chǎn)。結(jié)果，這類交換器可以在流體具有顯著不同壓力的情況下工作，厚散熱片對應(yīng)于高壓下的流體，而由薄板制成的散熱片對應(yīng)較低壓力下的流體。
權(quán)利要求
1.一種板式熱交換器，它包括多個疊置的具有基本均勻厚度(e)的隔離板(11)，在這些隔離板之間限定至少一個第一通道(33)；和至少一個安置在所述至少一個第一通道(33)中的散熱片(35；45)，其特征在于所述散熱片的最小厚度(e′)大于限定所述通道(33)的每個隔離板(11)厚度(e)的0.8倍。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于所述散熱片(35；45)的最小厚度(e′)與限定所述通道(33)的每個隔離板(11)的厚度(e)的比值大于1，優(yōu)選的是大于1.5，更優(yōu)選的是大于2。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于每個所述隔離板(11)的厚度(e)是在0.6mm和2mm之間。
4.按照權(quán)利要求1-3其中之一所述的熱交換器，其特征在于所述隔離板(11)是扁平的和矩形的。
5.按照權(quán)利要求1-4其中之一所述的熱交換器，其特征在于所述散熱片(45)是通過擠壓生產(chǎn)的。
6.按照權(quán)利要求1-4其中之一所述的熱交換器，其特征在于所述散熱片(45)是用厚平板通過機加工生產(chǎn)的。
7.按照權(quán)利要求1-6其中之一所述的熱交換器，其特征在于它包括至少一個第二通道和至少一個安置在所述至少一個第二通道中的散熱片，此散熱片的最小厚度小于每個隔離板厚度的0.8倍。
8.一種空氣分離設(shè)備，它包括至少一個塔和至少一個蒸發(fā)器-冷凝器，所述蒸發(fā)器-冷凝器是一種按照權(quán)利要求1-7其中之一所述的熱交換器。
9.按照權(quán)利要求8所述的空氣分離設(shè)備，其特征是它包括兩個通過按照權(quán)利要求1-7其中之一所述的熱交換器相互熱連接的塔。
10.按照權(quán)利要求1-7中任何一項所述的板式熱交換器用來再加熱和/或蒸發(fā)氧或富氧流體—尤其是具有氧分子數(shù)占分子總數(shù)大于60％的富氧流體的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括厚散熱片的板式熱交換器及這種熱交換器的用途。該板式熱交換器包括多個疊置的具有基本均勻厚度的隔離板(11)，在這些隔離板之間限定至少一個通道(33)；和至少一個安置在所述至少一個通道(33)中的散熱片(35)。所述散熱片的最小厚度(e′)大于限定所述通道(33)的每個隔離板(11)的厚度(e)0.8倍。它應(yīng)用于空氣分離設(shè)備中的蒸發(fā)器和交換線路。
文檔編號F28F3/06GK1488914SQ03156728
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者J-Y·勒曼, J-Y 勒曼 申請人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會的有限公司, 液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具