CN100541107C - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板式热交换器，其包括具有多个热交换通道的热交换器体。所述热交换器体上安装有集流管，所述集流管延伸过所述热交换器体的一侧的至少一部分，且使所述热交换通道的各部分之间流体连通。并且所述集流管还具有流体连通管路，所述流体连通管路设置为基本垂直于所述集流管延伸过所述热交换器体的那一侧。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种板式热交换器，其包括具有多个热交换通道的热交换器体，所述热交换器体上安装有集流管，所述集流管延伸过所述热交换器体的一侧的至少一部分，且使所述热交换通道的部分之间流体连通，并且所述集流管还具有流体连通件，所述流体连通件设置为基本垂直于所述热交换器体的所述集流管延伸过的那一侧。

背景技术

板式热交换器的热交换器体包括多层热交换通道，在各层中，这些热交换通道都通过隔板彼此限定。封闭条和盖板形成热交换器体的外框架。在一层内还可设置更多隔条，从而将用于不同的料流的热交换通道彼此分开。

热交换器体最初由松散部件构成，然后在焊接炉中焊接在一起。这样，所有的部件以密封方式彼此连接在一起。然后，带有流体连通件的多个集流管被焊接在热交换通道的入口孔和出口孔上。传统上使用半圆柱形壳体作为集流管。流体连通件由与集流管的半圆柱形壳体上的入口孔和出口孔相对布置的管接头形成。用于供给流体流和排出流体流的管路连接到这些管接头上。

利用合理的隔条设置，板式热交换器可用于大量的流体流同时进行热交换。对于每一流体流，对应的集流管必须被安装到热交换器通道的相应入口孔和出口孔上，并设置有管道。这种情况下，板式热交换器的管道布置非常复杂，从而增加制造费用。

发明内容

本发明的目的是改进上述板式热交换器。

根据本发明的板式热交换器，包括：具有多个热交换通道的热交换器体，所述热交换通道具有入口孔和出口孔，所述热交换器体上安装有集流管，所述集流管延伸过所述热交换器体的一侧的至少一部分，且所述集流管具有流体连通件用于从热交换通道的一部分处供给或移去流体，所述流体连通件所在的平面基本垂直于所述热交换通道的对应入口孔或出口孔所在的平面；以及位于所述集流管中的装置，其用来引导通过所述流体连通件所供给或排出的流体流。

根据本发明的板式热交换器包括具有多个热交换通道的热交换器体。所述热交换通道可以被分成特定的组，其中一组热交换通道用于在一种情况下引导特定的流体流。在每一种情况下，所述集流管安装在通入一组热交换通道的入口孔和出口孔上，以使得在这些通道之间实现流体连通。

所述集流管有时也可设计成其它形式的集流器，其包覆热交换器体一侧的一部分，并与该侧形成一封闭空间，一组热交换通道的入口孔或出口孔通向该封闭空间。根据本发明，所述集流管具有流体连通件，其布置成基本垂直于所述热交换器体所述集流管延伸过的一侧。

流体连通件，即所述集流管的、连接到用于供给或排出相应流体流的管路上的孔，被设置在这样的平面上，该平面基本垂直于通向热交换通道的相应入口孔或出口孔所在的平面。也就是说，所述流体连通件没有处在与所述入口孔或出口孔正相对的位置。

利用根据本发明对集流管尤其是流体连通件的设计，有可能将所有的流体连通件设置在热交换器体的两个相反面上。甚至有可能将板式热交换器中的所有流体连通件都设置在热交换器体的同一侧上。因此，用于供给和排出彼此进行热交换的料流的管路不再必须以复杂方式绕整个热交换器体而引导。因此，与管道布置相关的费用明显降低。

根据本发明的集流管不但用于将供给的流体流分配给热交换通道或用于汇集由热交换通道流出的流体，而且用于供给和排出相应的流体流。

根据本发明，通过在所述集流管内设置用于经过流体连通件引导供给或排出流体的流动的装置，来实现这种双重功能。例如，可以在所述集流管中设置导向板，其可将所述集流管中的空间又分为流动区和分配区，其中，所述流动区优选用于供给和排出流体，在所述分配区中使流体平静，并尽可能均匀地将流体分配到所述热交换通道中。

优选地，所述集流管具有半圆形截面，尤其是半圆柱形壳体被证明适合于作集流管。在形式为半壳体的所述集流管设计中，流体连通件位于两个半圆形基面的其中一个内。由于强度原因，另一基面最好不垂直于所述半圆柱形壳体，而是例如倾斜于所述半圆柱形壳体。

目前所用的热交换器中，供给和排出流体流通过焊接到所述半壳体上的管接头进行，所述半壳体必须在该点设置一相应的孔，尽管所述半壳体的强度会因此明显降低。与此相比，根据本发明的流体连通件并不处在所述集流管的半圆柱形壳体上，而是位于所述半圆形基面的其中一个上。由于壁厚保持相同，所以根据本发明的集流管比上述现有技术中的集流管具有更高的强度。相反地，在预先确定所需要强度的情况下，根据本发明可以选择较小的壁厚，因此成本也可降低。

本发明的一个主要优点是可以较好地简化管道布置，尤其当板式热交换器具有多个热交换器体时特别有效。由于生产原因，例如由于焊接炉尺寸的限制，热交换器体的尺寸受到限制。如果需要加热或冷却更多流体，就必须并排安置两个或更多的热交换器体。如前所述，在这种并排设置中，每个热交换器体设置有相应的集流管和焊接到这些集流管上的管接头。对于每一流体流，设置有与相应的管接头相连的收集管路。因此，这种板式热交换器的管道布置变得十分复杂。

与之相比，根据本发明，热交换器体没有经过管接头和收集管路而与流动侧连接，而是，热交换器体的所述集流管的流体连通件直接与一相邻热交换器体的集流管的流体连通件相连接。优选地，流体连通件延伸过所述集流管的整个截面，并且保持着所述截面不变，连接到相邻集流管上。这形成了延伸过整个热交换器体的连续的集流管。

一个有利方面是，在具有不止一个热交换器体的板式热交换器中，所述热交换器体彼此相邻布置，但彼此之间留有间隙，并在热交换器体之间保持该间隙。热交换器体彼此相连，通常彼此焊接在一起，优选安装一个分隔件。所述分隔件通常可以是例如相应形状的板或条。

所述分隔件以下面这样的方式安置在所述集流管的区域内会更有利，即所述集流管面向所述热交换器体的一侧由间隙区域中的分隔件完全包覆。在这种情况下，所述集流管中的空间由所述集流管本身限定，例如由半管状壳体、所述热交换器体的侧壁以及部分的分隔件限定。

很容易理解，在并排设置多个热交换器体的情况下，根据本发明的集流管不但用于将供给的流体流分配给热交换通道或用于汇集由热交换通道流出的流体，而且用于供给和排出相应的流体流。

下面结合附图所示的示例性实施例更详细说明本发明。

附图说明

图1和图2分别示出一种带两个集流管的热交换器体的侧视图。

图3和图4示出根据本发明的焊接有管道的热交换器体。

图5示出两个相邻布置的热交换器体，它们形成根据本发明的板式热交换器。

图6示出一个根据本发明的板式热交换器。

图7示出一个根据图6所示的板式热交换器的侧视图。

具体实施方式

图1和图2示出一可由现有技术得到的板式热交换器。该板式热交换器包括具有多个热交换通道的热交换器体1，为清楚起见，图中未示出这些热交换通道。一组热交换通道的入口孔和出口孔分别位于热交换器体1的侧壁3上的区域2处和热交换器体1的底面5上的区域4处。半圆柱形集流管6和7被焊接到具有入口孔和出口孔的区域2和4上。

集流管6和7被设计成具有基面8、9、10和11的半圆柱形壳体。在集流管6和7内设置有导向板23和24，它们将集流管6和7中的空间又分为流动区25和分配区26。导向板23和24具有多个孔，因此在流动区25和分配区26之间有可能进行气体和液体的交换。

根据本发明的板式热交换器的管道布置的连接示于图3和4中。半圆柱形集流管6和7的基面8和9，即集流管6和7的侧壁，用作通过热交换通道而供给和排出流体的流体连通件。集流管6和7的另两个基面10和11关闭。在基面8和9上安装有管路12和13。管路12和13以密封方式连接到集流管6和7，因此，例如入流的流体流经管路12，并通过敞开的基面8进入集流管6，并在集流管6中分配给相应的热交换通道。在热交换结束后，流体以同样方式再次经集流管7和管路13排出。

两个管路12和13位于热交换器体1的相同一侧，因此，很容易实现热交换器的连接和更多的管道布置。

图5示出根据本发明的板式热交换器的制造中的中间阶段。图中的热交换器体1a和1b与图1和2所示的热交换器体1的结构相同。

热交换器体1a和1b首先与它们各自的集流管6a、6b、7a和7b一起进行密封性测试和耐压强度测试。测试成功后，热交换器体1a的集流管6a和7a的所有基面8a、9a、10a、和11a，与热交换器体1b的集流管6b和7b的所有基面8b、9b分开。这种分开在集流管6a、6b、7a和7b的两个相对的面上进行，如图5中与半圆柱形集流管6a、6b、7a和7b的轴线相倾斜的虚线20所示。热交换器体1a的基面8a和9a沿与半圆柱形集流管6a和7a的轴线相垂直的方向切断。

然后，热交换器体1a和1b通过板16在它们的下端焊接在一起。该U形板16被以下面的方式固定到热交换器体1a和1b上，即U形板16的基座与热交换器体1a和1b的底面5a和5b相连，以得到连续的平面。在集流管6a和6b的区域中，两个热交换器体1a和1b同样地连接到U形板27。U形板27的基座位于图面内，并从热交换器体1a和1b的上边缘21a和21b延伸到集流管6a和6b的下边缘22a和22b，在所述下边缘22a和22b处半圆柱形集流管壳体与热交换器体1a和1b相接合。

图6和7示出一制造好的板式热交换器。在两种情况下，形式为块状的合适的中间件17和18插入到热交换器体1a和1b的集流管6a、6b与集流管7a、7b之间，并被焊接到集流管6a、6b、7a、7b和U形板16上。管路12和13被焊接到集流管6a、7a的基面8a、9a上。两个管路12和13位于热交换器体1a的相同一侧。因此，很容易实现热交换器的连接和更多的管道布置。

在操作过程中，例如，经管路12供给流体，使流体流入集流管6a中被导向板23分开的流动区域25内，并经块状连接件18流入集流管6b的流动区域25内。两个集流管6a、6b的导向板23具有多个孔，流体流过这些孔进入静流分配区26。在集流管6a、6b的静流分配区26中，流体被分配到热交换器体1a和1b相应的热交换通道中。

同样地，完成热交换后，流体再次经带有中间连接件17的集流管7a、7b和管路13排出。同样地，集流管7a、7b被导向板24分为静流区26和流动区25。在该情况下，静流区26基本用作收集和混合由热交换通道中出来的流体，流动区25用作将流体排出到管路13中。

Claims (4)

1.一种板式热交换器，其包括：具有多个热交换通道的热交换器体，所述热交换通道具有入口孔和出口孔，所述热交换器体上安装有集流管，所述集流管延伸过所述热交换器体的一侧的至少一部分，且所述集流管具有流体连通件用于从热交换通道的一部分处供给或移去流体，所述流体连通件所在的平面基本垂直于所述热交换通道的对应入口孔或出口孔所在的平面；以及位于所述集流管(6，7)中的装置(23，24)，其用来引导通过所述流体连通件所供给或排出的流体流。

2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，所述集流管(6，7)具有半圆形的截面。

3.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其特征在于，所述板式热交换器具有多个热交换器体(1a，1b)和一个集流管(6a，6b；7a，7b)，在所述集流管(6a，6b；7a，7b)中，各个所述热交换器体(1a，1b)的热交换通道之间进行流体连通。

4.根据权利要求3所述的板式热交换器，其特征在于，所述热交换器体(1a，1b)彼此相邻布置，但彼此之间留有间隙，并且所述热交换器体(1a，1b)之间的间隙利用板(16，27)或条封闭，以使得所述集流管(6a，6b；7a，7b)面对所述热交换器体(1a，1b)的一侧由热交换器体(1a，1b)的侧面完全覆盖和/或由所述板(16，27)或条完全覆盖。

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