專利名稱：板式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板式換熱器，其包括一組換熱板，該板設(shè)有穿透的入口孔，這些入口孔形成一通過換熱板組的入口通道，并在換熱板之間配置有密封裝置，這些密封裝置在每隔一個(gè)板的板間隙處與換熱板一起形成一個(gè)用于一種流體的第一流道，在每一余下的板間隙處形成一個(gè)用于一種加熱流體的第二流道，其中，入口通道通過至少一個(gè)入口通路與每一第一流道連通，且通過所述密封件與每一第二流道相隔離開，這些密封件位于相應(yīng)的入口孔周圍的一第一密封區(qū)內(nèi)。
可拆開的以及永久性連接的普通板式換熱器一般都制造出帶有等尺寸的用于相應(yīng)換熱介質(zhì)的進(jìn)口與出口。對(duì)于單相換熱等尺寸的入口與出口在流速與壓力降方面是可以滿足要求的，因?yàn)樵趽Q熱過程中介質(zhì)所要經(jīng)受的溫度變化不會(huì)引起介質(zhì)的比容發(fā)生很大變化。
在兩相換熱過程中，如在濃縮或汽化過程中，介質(zhì)則是以液相供入而以氣相排出，與液相相比氣相發(fā)生了很大的比容變化，在出口處的流速與壓降比在進(jìn)口處的要大得多。當(dāng)在兩相換熱條件下使用時(shí)，等尺寸的入口與出口在板式換熱器的不同兩個(gè)導(dǎo)管中將會(huì)導(dǎo)致不平衡發(fā)生。
為避免這一問題瑞典專利申請(qǐng)8,702,608-4提出了上面述及的一種板式換熱器。通過這一參考文獻(xiàn)，人們已經(jīng)知道有一種在兩個(gè)相鄶?shù)膿Q熱板之間的相應(yīng)進(jìn)口處設(shè)置一節(jié)流裝置以獲得均布的進(jìn)入流體的板式換熱器。節(jié)流裝置可以包括一個(gè)環(huán)或一個(gè)墊圈，其設(shè)有一個(gè)通孔并且被置放在每一對(duì)相鄰的換熱板之間。節(jié)流裝置也可以包括一個(gè)管，管上有多個(gè)孔并設(shè)置在板式換熱器入口孔內(nèi)。作為一種可供選擇的方案，也曾提出節(jié)流裝置也可由換熱板自身形成，從而把兩相鄰的換熱板的孔的邊緣折疊成支承面，邊緣與邊緣相互相對(duì)，但留有一小段距離以形成開口。
以上所述節(jié)流裝置還沒有證明能令人滿意地工作。由板式換熱器的生產(chǎn)已引出了各種問題。使用單獨(dú)的環(huán)或墊圈已被證明是很昂貴的，而且在其組裝時(shí)很難把這些環(huán)或墊圈置放到正確的位置上。管狀的節(jié)流裝置必須與板式換熱器所包含的換熱板的數(shù)目相適應(yīng)，而且還必須相對(duì)于換熱板之間的入口通道正確地放置。這就導(dǎo)致這種管沒有能在板式換熱器的成批生產(chǎn)中得到應(yīng)用。所提出的孔的邊緣的折疊尚未證明是可行的，這是由于換熱板是由薄板制造的而且很難獲得一個(gè)界限分明的對(duì)板間隙開口。
本發(fā)明的目的在于避免過去已知的板式換熱器的上述缺點(diǎn)，并獲得前面述及的那種限制進(jìn)入流體的板式換熱器，這種板式換熱器具有界限非常分明的開口，而且該板式換熱器的換熱板可以在板式換熱器的生產(chǎn)及組裝成本比較低的情況下實(shí)現(xiàn)所述的限制。
采用本發(fā)明將可達(dá)到這些目的，本發(fā)明的主要特征在于形成所述第一流道的換熱板在一個(gè)與相應(yīng)的入口孔相連的第二密封區(qū)內(nèi)有一基本緊密的相互相向的平面貼靠連接，且所述入口通道由至少一個(gè)在第一密封區(qū)及板式換熱器的入口孔之間的換熱板形成。
采用本發(fā)明則不需要另外的零件，且以板的形式整體結(jié)合的限制裝置則可以根據(jù)限制的需要來改變其形狀。本發(fā)明的一個(gè)必不可少的優(yōu)點(diǎn)是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的換熱板可以作除汽化之外的目的使用，例如通過開出更大一些直徑的孔即可獲得普通板式換熱器，不用任何限制裝置。因?yàn)榭梢愿倪M(jìn)現(xiàn)有沖壓工具，通過對(duì)板進(jìn)行簡單開孔，即可將已知種類的換熱板的主要部分用于普通單相換熱或汽化換熱。沒有必要為沖壓用于汽化的換熱板而制作任何附加的沖壓工具，因此與已知技術(shù)相比制造這種板的附加費(fèi)用是很低的。
下面將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。附圖中

圖1是一板式換熱器的透視圖；圖2是一普通板式換熱器沿圖1中的A-A線截取的剖視圖；圖3是按照本發(fā)明一第一實(shí)施例的板式換熱器沿圖1中的A-A線截取的部分剖視圖；圖4是按照本發(fā)明一第二實(shí)施例的板式換熱器沿圖1中的A-A線截取的部分剖視圖；圖5是表示圖4中所示的板式換熱器的一部分換熱板；圖6是表示本發(fā)明板式換熱器又一實(shí)施例中的一部分換熱板；和圖7為沿圖6中的B-B線截取的剖視圖。
圖1所示的是一板式板熱器1，其包括一組換熱板2及外蓋板3和4，外蓋板3和4分別布置在板組的上側(cè)及下側(cè)。板式換熱器1具有一第一和一第二入口5和6以及一第一和一第二出口7和8，用于兩種換熱介質(zhì)。
圖2為圖1所示板式換熱器的剖面圖，其表示出包括有第二入口管6及第一出口管7的換熱器的那部分。
板式換熱器1包括10個(gè)換熱板2，這些換熱板2是在上部外蓋板4和下部外蓋板3之間一個(gè)疊在另一個(gè)之上布置的。換熱器的換熱板2的數(shù)目是可以根據(jù)所期望的容量加以改變的。
換熱板2上設(shè)有通孔9和10。各孔9和10相互成直線對(duì)齊放置，從而各孔9形成一穿過板組的進(jìn)口通道11，而各孔10形成一穿過板組的出口通道12。兩個(gè)通道都以蓋板3為底部界面。入口通道11向上與入口管6連通，而出口通道12與出口管7連通。
板式換熱器1按傳統(tǒng)方式在換熱板2之間設(shè)置有密封裝置，這些密封裝置與相應(yīng)的換熱板一起在每隔一個(gè)板的板間隙處形成一個(gè)用于一種流體的第一流道13，并在余下的板間隙處形成一個(gè)用于一種加熱流體的第二流道。
換熱板2最好設(shè)有呈平行脊14形狀的波紋形式，這些平行脊14布置成在兩塊相鄰換熱板2中相互交接。
第一流道13通過至少在兩個(gè)相互相向的連接換熱板的孔9之間的入口通道15與進(jìn)口通道11連通。
板式換熱器最好包括矩形的換熱板2，但其它形狀也可以考慮，例如圓形換熱板。
板式換熱器為兩種換熱介質(zhì)中的每一種設(shè)置有一個(gè)入口通道11及一個(gè)出口通道12，入口及出口通道位于換熱板2的端部。當(dāng)然，一板式換熱器可以有幾個(gè)入口或出口通道，通道的形狀及位置也可自由選擇。
板式換熱器可以是可拆的也可以是通過釬焊、膠合或焊接方式永久性連接的。在借助釬焊連接的過程中一適當(dāng)數(shù)目的換熱板被一個(gè)接一個(gè)地碼放起來，并在相鄰的換熱板之間設(shè)置呈薄圓片形狀的釬料，然后整個(gè)板組被放到烘爐中加熱直到釬料熔化為止。
在可拆板式加熱器的組裝過程中，適當(dāng)數(shù)量的板被一個(gè)接一個(gè)地碼放起來，并且在相鄰的換熱板之間置放橡膠墊片或類似的密封件以密封起來，然后整個(gè)板組用螺栓(未示出)或類似連接件來夾緊。
圖3是本發(fā)明的一第一實(shí)施例，換熱板2上設(shè)有液體用的入口通道11與圖2所示的結(jié)構(gòu)相比有一收縮段。因而孔9具有一較小的直徑，而且孔9周圍的板材料已形成了可使換熱板2沿著孔9的邊緣相互相向地緊密地貼合。
換熱板2具有一第一外部密封區(qū)17和一第二內(nèi)部密封區(qū)16，它們把相應(yīng)的第二及第一流道封閉起來。第二密封區(qū)16在入口孔9的周圍以及入口通道沿縱向的全程上延伸。當(dāng)然，第二密封區(qū)16也可以沿著入口通道布置。本發(fā)明最基本的是換熱板2在第二密封區(qū)16具有一相互相向的平面連接。
為使第一流道13及入口通道11連通，用各換熱板2上的通孔18形成相應(yīng)的入口通道15?？?8的數(shù)目及尺寸可根據(jù)對(duì)入口通道所期望的限制簡單地加以改變?？?8可以在相鄰的兩塊換熱板中的一塊或兩塊上設(shè)置。孔18在孔9附近的分布可根據(jù)所期望的流動(dòng)特性加以改變，但沿板式換熱器在不同的板間隙處的分布也可能改變。
通過本發(fā)明可以隨意地選擇孔18的適當(dāng)?shù)某叽绮⑶耀@得一界限分明的入口通道，以限制進(jìn)入的介質(zhì)。本發(fā)明最為基本的是入口通道15是由第一密封區(qū)17及換熱板2的入口孔9之間的至少一塊換熱板來限制的。
由于板式換熱器的換熱板2形成為使所述限制裝置與換熱板構(gòu)成為一體，對(duì)于板式換熱器的制造與安裝費(fèi)用是較低的。
圖4及圖5是本發(fā)明的一第二實(shí)施例，這里換熱板2同樣設(shè)有使流體用的入口管道11與圖2所示相比有一收縮段。在孔9周圍設(shè)有一個(gè)基本上平直的環(huán)形第二密封區(qū)16及一第一密封區(qū)17，在此區(qū)域換熱板2相互相向地緊密貼靠對(duì)接。
在第二密封區(qū)16里面形成有多個(gè)凸臺(tái)19，及在其外面形成有多個(gè)凸臺(tái)20。凸臺(tái)19及20從換熱板20的一下端部平面延伸到上端部平面。一塊板的凸臺(tái)19及20與另一塊板的凸臺(tái)19及20貼靠對(duì)接。相互對(duì)接的凸臺(tái)形成一連接機(jī)構(gòu)，將兩塊換熱板的孔部沿入口管道11固定住。
在凸臺(tái)19及20之間至少有一通道21與換熱板2之間的第一流道13連通。通道21穿過第二密封區(qū)16中的板的一凸臺(tái)形成。該凸臺(tái)形成可使通道21通向凸臺(tái)19，但也可在相鄰設(shè)置的兩凸臺(tái)19之間連通。自然，一個(gè)這樣的通道21也可以在圖3中的那種換熱板上形成，那種換熱板沒有這種凸臺(tái)19。
通道21的底部位于換熱板2的下端部平面及上端部平面之間。通道21的尺寸可通過改變其底部的位置或改變其寬度簡單地適應(yīng)于所期望的入口通道15的限制。
通道21可布置在相鄰的兩個(gè)換熱板2中的一個(gè)或兩個(gè)上。通道21的數(shù)目及分布可以采用前面與圖3有關(guān)的描述中相同的方法進(jìn)行配置。
在圖5中還有一條虛線22，沿著它可切割或沖壓出換熱板的孔9以獲得普通的換熱板。
在圖6及圖7中表示出本發(fā)明的又一實(shí)施例，這是準(zhǔn)備用作一個(gè)部分可拆板式換熱器，其包括沿第二密封區(qū)16的焊接點(diǎn)以及相鄰兩對(duì)焊接的換熱板之間的橡膠墊圈23。橡膠墊圈23位于一環(huán)繞孔9的墊圈槽24中，相應(yīng)于上述的第一密封區(qū)。
入口通道15通過由孔18及凸臺(tái)19之間的通道25的結(jié)合而成。焊接的一對(duì)換熱板沿著位于板緣的一密封區(qū)26還有一焊接連接。同樣這些換熱板可以沿線22切割或沖壓出孔而獲得普通換熱板。
權(quán)利要求
1.一種板式換熱器，其包括一組換熱板(2)，它設(shè)有形成穿過板組的入口通道(11)的入口孔(9)，且在換熱板(2)之間設(shè)有密封裝置，該密封裝置與換熱板(2)一起在每隔一個(gè)板的板間隙處限定出一個(gè)用于一種流體的第一流道(13)，而在每一其余的板間隙處限定出一個(gè)用于一種加熱流體的第二流道，其中入口通道(11)通過至少一個(gè)入口通道(15)與每一第一流道(13)連通，而通過所述密封裝置與每一第二流道相隔離，該密封裝置位于相應(yīng)入口孔(9)周圍的第一密封區(qū)(17，24)，其特征在于，形成所述第一流道(13)的換熱板(2)在與其相應(yīng)入口孔(9)相連的一第二密封區(qū)(16)中具有一基本上相互相向地緊密的平面貼靠連接，而所述入口通道(15)由在第一密封區(qū)(17，24)及換熱板(2)的入口孔(9)之間的至少一個(gè)所述換熱板(2)形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式換熱器，其特征在于，所述入口通道(15)由穿過兩塊相互相向地貼靠連接的換熱板(2)中的至少一塊的一個(gè)或多個(gè)孔(18)所形成，該換熱板(2)形成所述第一流道(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板式換熱器，其特征在于，所述入口通道(15)由穿過形成所述第一流道(13)的相互相向地貼靠連接的兩塊換熱板(2)的第二密封區(qū)(16)的一個(gè)或幾個(gè)通道(21)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一個(gè)所述的一種板式換熱器，其特征在于，第二密封區(qū)(16)在入口通道(11)的整個(gè)長度上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一個(gè)所述的一種板式換熱器，其特征在于，第二密封區(qū)(16)沿著入口通道(11)的長度延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一個(gè)所述的板式換熱器，其特征在于，在縱向方向上橫跨入口通道(11)的長度的第二密封區(qū)(16)位于第一密封區(qū)(17，24)的內(nèi)部。
全文摘要
一種板式換熱器，其包括一組換熱板(2)，換熱板上設(shè)有形成一個(gè)入口通道(11)的入口孔(9)，并設(shè)有與這些板一起作用的密封裝置，以在交錯(cuò)的板間隙中形成第一流道(13)及第二流道。一第一密封區(qū)(17，23)位于相應(yīng)的入口孔(9)的周圍。當(dāng)由所述第一密封區(qū)將第二流道隔離開時(shí)，入口通道(11)通過至少一個(gè)入口通道(15)與每一個(gè)第一流道(13)連通。形成所述第一流道(13)的板在與相應(yīng)入口孔(9)相連通的第二密封區(qū)(16)處有一個(gè)比較緊密的相互相向的表面貼靠連接，所述入口通道(15)由第一密封區(qū)(17，23)及換熱板(2)的入口孔(9)之間的至少一塊所述換熱板(2)形成。
文檔編號(hào)F28D9/02GK1127548SQ94192808
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1994年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月17日
發(fā)明者J·安德遜, J·-O·堡格奎斯特, I·克里維莫 申請(qǐng)人:艾爾費(fèi)-拉瓦爾熱能公司