專利名稱：程數(shù)集成式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱設(shè)備，尤其涉及一種程數(shù)集成式換熱器。
背景技術(shù)：
在板翅式換熱器中，有時(shí)某些流體它的流量很小但溫度變動(dòng)很大，如熱流體要從 常溫的40°C進(jìn)口溫度被冷卻到_172°C，或冷流體要求從_182°C的進(jìn)口溫度被復(fù)熱到30°C 等不同溫度變化等級(jí)的需求。此類(lèi)換熱器很自然的被設(shè)計(jì)制作成又細(xì)又長(zhǎng)的外形尺寸。當(dāng) 此類(lèi)換熱器被安裝在車(chē)輛上或地下山洞中時(shí)，由于安裝高度尺寸受到嚴(yán)格限制，因此不得 已把換熱器的長(zhǎng)度尺寸分段實(shí)現(xiàn)，即把一臺(tái)長(zhǎng)換熱器分成幾臺(tái)短換熱器來(lái)完成換熱任務(wù)。 當(dāng)高度空間尺寸要求嚴(yán)格時(shí)，有時(shí)把一臺(tái)換熱器分成三臺(tái)甚至五臺(tái)換熱器，用并聯(lián)加串聯(lián) 的方式來(lái)完成一臺(tái)長(zhǎng)換熱器的換熱任務(wù)，如圖1所示的車(chē)載液化器中的換熱器，就是此類(lèi) 換熱器的典型應(yīng)用例子。本來(lái)用一臺(tái)換熱器即可把熱流體由40°C冷卻到-172°C，冷流體 由-182°C復(fù)熱到30°C，但由于安裝空間的限制，只好把一臺(tái)換熱器改成三臺(tái)。如圖1所示， 在第I臺(tái)換熱器中，熱流體被冷卻到-30°C，在第II臺(tái)換熱器中，熱流體從_30°C進(jìn)一步被 冷卻到-100°C，在第III臺(tái)換熱器中，熱流體才被冷卻到-172°C。同樣冷流體的復(fù)熱也是 被分成三段才完成。由于這樣分段后，每臺(tái)換熱器的熱負(fù)荷降低，而其他幾何參數(shù)不變，因 此每臺(tái)換熱器的長(zhǎng)度基本上按熱負(fù)荷降低的比例而降低。但由于每臺(tái)換熱還要增加流體的 導(dǎo)流部分，因此三臺(tái)換熱器的外形總長(zhǎng)度要大于一臺(tái)換熱器的總長(zhǎng)度。其次，有時(shí)一臺(tái)換熱 器的長(zhǎng)度尺寸，超過(guò)了制造設(shè)備許可的限度，或材料的長(zhǎng)度尺寸滿足不了產(chǎn)品的需求，在這 種情況下，也要把一臺(tái)換熱器制作成二臺(tái)或二臺(tái)以上。在圖1所示的應(yīng)用例子中，由于一臺(tái)換熱器變成了三臺(tái)，換熱器的封頭數(shù)量增加 了三倍，換熱器之間的連接管路又是多出來(lái)的，又要設(shè)置三臺(tái)換熱器的支座，三臺(tái)換熱器芯 體的總體積增大等等因素，使本來(lái)要求安裝空間位置十分緊湊的設(shè)備，不得不增加安裝空 間，以滿足三臺(tái)換熱器安裝空間的需求，從而導(dǎo)致了整臺(tái)設(shè)備的體積增大、重量增加、跑冷 損失增大、能耗增加及整臺(tái)設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)下降。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，將一臺(tái)長(zhǎng)換熱器、兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的短換熱器的熱交換 過(guò)程集成在一臺(tái)換熱器中，以簡(jiǎn)化換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和外形、減小安裝空間并提高整臺(tái)換熱 器的性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，一種程數(shù)集成式換熱器，包括 殼體和在殼體中間隔設(shè)置的熱層和冷層，熱層和冷層均包括隔離片、導(dǎo)流片和至少兩個(gè)換 熱翅片，隔離片設(shè)置在相鄰的兩個(gè)換熱翅片之間，導(dǎo)流片設(shè)置在換熱翅片的端部且與相鄰 的兩個(gè)換熱翅片相連通，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)流片分別位于換熱翅片的兩端。本實(shí)用新型在熱層和冷層中增設(shè)隔離片，隔離片將相鄰的兩個(gè)換熱翅片隔離開(kāi)， 冷/熱流體至少兩次流經(jīng)換熱翅片，把本來(lái)是一程的換熱器改造為至少為兩程的程數(shù)集成換熱器，可代替一臺(tái)長(zhǎng)換熱器、兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的短換熱器，并保持換熱器的封頭數(shù)量不 變、對(duì)外連接管路不變，大大簡(jiǎn)化了換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和外形，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝空間小，材料消 耗、制造成本和運(yùn)行能耗降低，整體技術(shù)性能指標(biāo)明顯提高。

圖1為現(xiàn)有車(chē)載液化器中的換熱器流程圖；圖2為本實(shí)用新型程數(shù)集成式換熱器的冷層結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型程數(shù)集成式換熱器的熱層結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型程數(shù)集成式換熱器包括殼體和在殼體中間隔設(shè)置的熱層和冷層，冷層 和熱層的結(jié)構(gòu)分別如圖2和圖3所示。參見(jiàn)圖2，冷層具有分別位于下端部和上端部的冷流 體入口 12和冷流體出口 11，封條21、22設(shè)置在冷層的外圍，用于在冷層和殼體之間起到密 封作用。參見(jiàn)圖3，熱層具有分別位于上端側(cè)部和下端側(cè)部的熱流體入口 13和熱流體出口 14，封條23、24設(shè)置在熱層的外圍，用于在熱層和殼體之間起到密封作用。這些結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有 換熱器的結(jié)構(gòu)相同，因此不再作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖2，冷層包括并排設(shè)置的三個(gè)換熱翅片31、32和33，隔離片51、52分別設(shè)置 在相鄰的兩個(gè)換熱翅片31、32之間和換熱翅片32、33之間，隔離片51、52將相鄰的兩個(gè)換 熱翅片隔離開(kāi)。導(dǎo)流片41、42分別設(shè)置在換熱翅片的下端部和上端部，導(dǎo)流片41將相鄰的 兩個(gè)換熱翅片31、32相連通，把換熱翅片32中的流體引導(dǎo)入換熱翅片31中；同樣，導(dǎo)流片 42將相鄰的兩個(gè)換熱翅片32、33相連通，把換熱翅片33中的流體引導(dǎo)入換熱翅片32中。 冷流體從換熱器下端面的冷流體入口 12進(jìn)入，在封條22和隔離片52的限制作用下在換熱 翅片33中流動(dòng)，完成-182°C到-110°C的換熱過(guò)程；然后冷流體通過(guò)導(dǎo)流片42進(jìn)入換熱翅 片32，在隔離片51、52的限制作用下，在換熱翅片32中完成-110°C到_40°C的換熱過(guò)程；之 后，冷流體通過(guò)導(dǎo)流片41進(jìn)入換熱翅片31中，在隔離片51和封條21的限制作用下在換熱 翅片31中流動(dòng)，完成-40°C到30°C的換熱過(guò)程；最后冷流體從冷流體出口 11流出換熱器。 冷流體在冷層中在封條21、22圍成的有限范圍內(nèi)，通過(guò)三次流經(jīng)換熱翅片而完成整個(gè)換熱 過(guò)程，其具體流動(dòng)線路如圖中箭頭所示。參見(jiàn)圖3，熱層具有與冷層基本相同的結(jié)構(gòu)，也包括并排設(shè)置的三個(gè)換熱翅片34、 35和36，隔離片53、54分別設(shè)置在相鄰的兩個(gè)換熱翅片34、35之間和換熱翅片35、36之間， 隔離片53、54將相鄰的兩個(gè)換熱翅片隔離開(kāi)。導(dǎo)流片44、45分別設(shè)置在換熱翅片的下端部 和上端部，導(dǎo)流片44將相鄰的兩個(gè)換熱翅片34、35相連通，把換熱翅片34中的流體引導(dǎo)入 換熱翅片35中；同樣，導(dǎo)流片45將相鄰的兩個(gè)換熱翅片35、36相連通，把換熱翅片35中的 流體引導(dǎo)入換熱翅片36中。由于熱層的熱流體入口 13和熱流體出口 14均設(shè)置在換熱器的 側(cè)面上，所以分別在熱流體入口 13和熱流體出口 14處設(shè)置導(dǎo)流片43、46，導(dǎo)流片43將流體 引導(dǎo)入換熱翅片34中，導(dǎo)流片46將換熱翅片36中的流體引導(dǎo)出。熱流體由換熱器的左側(cè) 面上端頂部的熱流體入口 13進(jìn)入熱層，通過(guò)導(dǎo)流片43進(jìn)入換熱器，在封條23和隔離片53 的限制下，熱流體只能進(jìn)入換熱翅片34，完成40°C到_30°C的換熱過(guò)程；然后通過(guò)導(dǎo)流片44進(jìn)入換熱翅片35，在隔離片53和54的限制下在換熱翅片35中流動(dòng)，完成_30°C到-100°C 的換熱過(guò)程；之后，通過(guò)導(dǎo)流片45進(jìn)入換熱翅片36，在換熱翅片36中完成-100°C到-172°C 的換熱過(guò)程；最后通過(guò)導(dǎo)流片46轉(zhuǎn)彎流出換熱器。熱流體在熱層中在封條23、24圍成的有 限范圍內(nèi)，通過(guò)三次流經(jīng)換熱翅片而完成整個(gè)換熱過(guò)程，其具體流動(dòng)線路如圖中箭頭所示。在本實(shí)用新型中，換熱翅片、導(dǎo)流片以及封條的結(jié)構(gòu)和常用的規(guī)格結(jié)構(gòu)一樣，沒(méi)有 特殊要求，僅按設(shè)計(jì)要求選擇各自的規(guī)格即可。而隔離片是本實(shí)用新型的關(guān)鍵部件，其具 有兩種用途，其一是起到和封條一樣的作用，隔離和限制流體的流向；其二是流體程與程之 間的熱量?jī)?nèi)耗隔離。對(duì)任何流體來(lái)講，程與程之間的溫度是有差別的，如在冷流體出口 11 處，溫度已經(jīng)達(dá)到30°C 了，但在隔離片51的右側(cè)溫度還是-110°c，隔離片51的兩側(cè)溫差有 140°C，當(dāng)然要產(chǎn)生熱量的熱傳導(dǎo)，從而產(chǎn)生熱量的內(nèi)耗。為了減少熱量的熱傳導(dǎo)，隔離片優(yōu) 選采用不良導(dǎo)體制造，還可通過(guò)隔離片的形狀設(shè)計(jì)來(lái)盡量減少熱傳導(dǎo)的截面積。本實(shí)用新型為程數(shù)集成式換熱器，其具體程數(shù)可以是兩程或兩程以上，可以通過(guò) 改變冷層和熱層中的換熱翅片的數(shù)量來(lái)改變換熱器的程數(shù)，如二程的程數(shù)集成式換熱器的 冷層和熱層包括兩個(gè)換熱翅片，三程的程數(shù)集成式換熱器的冷層和熱層包括三個(gè)換熱翅片 (如上述實(shí)施例所示)，當(dāng)冷層和熱層中的換熱翅片數(shù)量改變時(shí)，與其相配套使用的導(dǎo)流片 和隔離片在數(shù)量上也作相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)用新型把原來(lái)全部是一程的換熱器(不管是一臺(tái)的長(zhǎng)換熱器還是三臺(tái)的短 換熱器全部是一程的換熱器)，改成一臺(tái)多程的程數(shù)集成式換熱器，以用來(lái)替代一臺(tái)長(zhǎng)換熱 器、二臺(tái)或二臺(tái)以上的短換熱器，如用一臺(tái)三程的程數(shù)集成式換熱器替代三臺(tái)短換熱器。本 實(shí)用新型與使用一臺(tái)長(zhǎng)換熱器相比較，換熱器的封頭數(shù)量不變，對(duì)外連接管路不變，僅僅是 把一臺(tái)細(xì)長(zhǎng)換熱器或多臺(tái)短換熱器變成一臺(tái)短而寬的換熱器，而厚度尺寸不變，可以滿足 換熱器被安裝在車(chē)輛上或地下山洞中時(shí)對(duì)空間高度尺寸的特殊要求。程數(shù)集成式換熱器 大大簡(jiǎn)化了整臺(tái)設(shè)備換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與外形，大幅度提高設(shè)備的體積緊湊性，可以降低換 熱系統(tǒng)的安裝空間，降低材料消耗、制造成本和運(yùn)行能耗，還可以明顯提高整體技術(shù)性能指 標(biāo)。
權(quán)利要求程數(shù)集成式換熱器，包括殼體和在所述殼體中間隔設(shè)置的熱層和冷層，其特征在于，所述熱層和冷層均包括隔離片、導(dǎo)流片和至少兩個(gè)換熱翅片，所述隔離片設(shè)置在相鄰的兩個(gè)換熱翅片之間，所述導(dǎo)流片設(shè)置在換熱翅片的端部且與相鄰的兩個(gè)換熱翅片相連通，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)流片分別位于換熱翅片的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程數(shù)集成式換熱器，其特征在于，所述熱層和冷層均包括三 個(gè)換熱翅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的程數(shù)集成式換熱器，其特征在于，所述隔離片采用不良導(dǎo)體 制造。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種程數(shù)集成式換熱器，包括殼體和在殼體中間隔設(shè)置的熱層和冷層，熱層和冷層均包括隔離片、導(dǎo)流片和至少兩個(gè)換熱翅片，隔離片設(shè)置在相鄰的兩個(gè)換熱翅片之間，導(dǎo)流片設(shè)置在換熱翅片的端部且與相鄰的兩個(gè)換熱翅片相連通，相鄰的兩個(gè)導(dǎo)流片分別位于換熱翅片的兩端。本實(shí)用新型把本來(lái)是一程的換熱器改造為至少為兩程的程數(shù)集成換熱器，可代替一臺(tái)長(zhǎng)換熱器、兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的短換熱器，并保持換熱器的封頭數(shù)量不變、對(duì)外連接管路不變，大大簡(jiǎn)化了換熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和外形，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝空間小，材料消耗、制造成本、運(yùn)行能耗降低，整體技術(shù)性能指標(biāo)明顯提高。
文檔編號(hào)F28F3/08GK201748830SQ201020279018
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者章有虎 申請(qǐng)人:杭州中泰過(guò)程設(shè)備有限公司