CN101346598A - 用于板式换热器的装置 - Google Patents

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CN101346598A CNA2006800487463A CN200680048746A CN101346598A CN 101346598 A CN101346598 A CN 101346598A CN A2006800487463 A CNA2006800487463 A CN A2006800487463A CN 200680048746 A CN200680048746 A CN 200680048746A CN 101346598 A CN101346598 A CN 101346598A
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Abstract

本发明涉及一种换热器，所述换热器包括一装置和板片叠层组，上述叠层组由许多相互同样的传热板(1)组成，叠层组中的每个第二传热板(1)在一与上述传热板(1)中的传热表面(9)平行的平面中旋转180°。许多接触点(16a－d)以这种方式位于第一口区域(12)的周围，以便至少一个接触点(16b，c)靠近两个接触点(分别是16a，c和16b，d)，上述各接触点(16a－d)原则上是在距上述口区域(12)的中心相同的径向距离处。本发明另外还涉及上述装置，所述装置包括许多突起，因而装置装配到上述传热板(1)内的图形中。本发明还涉及一种板式换热器(3)，所述板式换热器包括一个板片叠层组(2)和至少一个本发明的装置(25)。

Description

用于板式换热器的装置
发明领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于板式换热器的装置。此外，本发明涉及一种包括本发明的装置的板式换热器。
发明背景
日本专利说明书JP 2002-081883描述了一种换热器，所述换热器包括若干具有相同传热板的传热板。在随后的正文中，术语“传热板”与术语“板片”同义。各板片显示由若干凸脊和凹谷组成的图形，上述凸脊和凹谷横跨传热板对角式延伸。叠加形成板片叠层组要求将各板片这样放置在彼此之上，以便一个板片的若干凸脊和凹谷通过接触点连接到相邻板片的凸脊和凹谷上。各板片的相互方位是这样，即相邻的板片在它们于接触点处相互贴合时有凸脊和凹谷的范围的相互发散。相互邻近的板片通过上述接触点连接，以便形成永久连接的叠层组。
包括按照上述专利说明书JP 2005-081883成形的板片的换热器的问题是围绕口区域的接触点有卡扣(Snap)的趋势。术语“卡扣”意义是指在接触点处分开的两个相互邻近的板片之间的永久连接。尤其影响接触点分开的危险程度的一些因素是接触点在板片上的位置及其与另一些接触点的接近度。在按照专利说明书JP 2005-081883所述的实施例中各口区域的周围及在许多常规板片上，各接触点设置在每个口区域周围距口区域的中心不同的距离处。结果作用在口周围的各个接触点处的应力由于其中一部分接触点比另一些接触点位置更靠近某些接触点而不同。因此彼此靠近的接触点将应力分布在它们之中，其结果是各接触点较少受应力影响。这意味着位于口区域周围且不接近另一接触点的某些另外的接触点因此有比口区域周围的另一些接触点更大的分开的倾向。
用于形成口周围接触点的已知技术是压紧口周围区域中的许多凸出部(nib)。上述各凸出部位于距口的中心相同的径向距离处。这个实施例的缺点是各个凸出部需要大的表面，以便能将它们压紧在板片中。这意味着板片的传热表面由于专门压紧上述凸头部的表面而减少，结果通过上述板片传热减少。
发明提要
本发明的目的是消除或至少减少上述现有技术的缺点。这个目的按照本发明已通过一种用于具有权利要求1的特征特点的板式换热器的装置达到。
本发明的另一目的是装置吸收板片或板片包装经受的应力。
本发明的另一目的是装置的配置最终减少装置和板片叠层组之间不正确装配的危险。
本发明的另一目的是装置将密封板片叠层组中相邻板片上的许多凹谷，以便减少在运行期间介质在装置和板片之间的总量。
用按照权利要求1的特征部分所述的装置得到的优点是装置可以吸收来自板片包装的负载，因而与省去装置的换热器相比，改善了换热器的使用寿命和疲劳性能。
用按照权利要求1的特征部分所述装置得到的优点是装置的配置减少了在制造过程期间不正确装配的危险。这是由于装置中的许多突起装配到板片叠层组中装置贴紧的相邻板片中。
用按照权利要求11的特征部分所述的装置得到的优点是减少了在换热器的运行期间介质在装置和板片叠层组中最外面板片之间的量，因而减少了被动且对传热不起作用的介质量。结果是优化了在用于换热器的系统中的总能量使用。
装置的优选实施例另外还具有子权利要求2-8所指出的特点。
按照本发明所述的装置的实施例，装置是具有材料厚度比它邻近的板片叠层组中传热板厚的板片，这使板片能吸收板片包装中出现的负载，并因而防止各板片在板片包装中变形。
按照本发明所述的装置的实施例，装置是终端板片。
在本说明书中的表述“终端板片”意思是指紧贴着板片包装中第一板片和/或最后板片。这意味着表述如压力板、构架板、盖板、适配器板、加强板等，邻近板片包装中第一或最后的板片，在本说明书中与“终端板片”同义。
按照本发明所述装置的实施例，突起装配到相邻板片的图形内凹谷中，所述凹谷对角式从板片在一个长边处的一个口区域延伸到对应的另一个长边。因此减少了装置和板片包装之间不正确装配的危险，因为装置相对于上述板片叠层组不正确定位，由于装置和板片包装然后彼此相对滑动或松开而将立即检测出来。
装置包括第一表面和第二表面。第一表面面向远离板片叠层组中相邻板片的方向。第二表面面向板片叠层组中相邻的板片。装置具有一外周边，所述外周边与板片叠层组中板片的外周边相对应。这意味着在装置和板片叠层组中上述板片之间贴合时，装置原则上用相关的口部分盖住整个板片传热表面。
按照本发明所述的装置的实施例，第二表面具有第二突起，所述第二突起装配到相邻板片的图形中。实际上，装置具有第二突起使它能用于另一个凹谷，所述另一个凹谷与第一口区域连通，以便阻止介质的流动。第一口区域与许多介质可以在其中流动的凹谷连通。堵住它们能减少运动期间介质在装置和相邻的板片之间的量。
按照本发明所述装置的实施例，突起沿着装置的第二表面延伸，且形状是椭圆形和比突起位于其中的凹谷的宽度长。因此装置将被固定并防止相对于相邻的片材旋转。
按照本发明所述的装置的实施例，突起沿着装置的第二表面延伸，形状是椭圆形，并且比相应突起位于其中的相应凹谷的宽度长。实际上有至少两个突起不能用于将装置间接装配到相邻的板片上。不正确的装配从下述事实显而易见，即装置和板片彼此相对滑动并松开。
按照本发明所述装置的实施例，各突起装配到相邻的传热板的图形内的凹谷中，并防止介质在这些堵塞的凹谷中流动。如上所述，各突起有助于保证防止在插入突起处的凹谷中流动，因而减少了装置和板片叠层组之间的介质的量。
按照本发明所述装置的实施例，各突起将装置固定到相邻的传热板上，以便防止装置和传热板的相互旋转和相互滑动。有利的是，通过钎焊将各突起连接到凹谷上。另一些连接方法如焊接法、胶粘法、摩擦粘接法都是上述钎焊法的可能替代方法。
按照本发明所述装置的实施例，装置盖住相邻传热板的口区域和传热表面的至少其中之一。如上所述，装置和相邻的板片具有同样的周边。结果是装置原则上盖住板片叠层组中相邻板片上的整个板片表面，所述板片表面面向远离装置紧贴着的板片叠层组的方向。
本发明的另一个目的是创造一种换热器，所述换热器包括永久连接的板片叠层组，所述板片叠层组用叠加的若干板片制成，换热器具有至少一个末端板片永久连接到板片叠层组中第一或最后的板片上，以便换热器耐压和抗疲劳。
本发明的另一目的是创造一种换热器，所述换热器与传统的永久连接式换热器相比具有低制造成本，其中至少一个末端板片包括一横跨大部分末端板片的压紧的图形。
上述目的和其它目的按照本发明通过上述具有权利要求9所指出的特点的换热器达到。
用按照权利要求9特征部分所述的换热器得到的优点是，因为装置只包括少数另外平表面中的突起；所以换热器制造成本低。这是由于与传统的装置显示压制的图形并因此要求复杂的压制工具相比，本发明的制造过程不包括任何复杂的机器来完成装置中的突起。
附图简介
按照本发明所述装置的优选实施例下面参照所附示意图更详细地说明，所述附图仅示出为理解本发明所必需的部分。
图1示出具有一装置和板片叠层组的换热器。
图2示出传热板。
图3示出传热板上图形的一部分。
图4示出一种供在换热器上使用的装置。
发明的不同实施例的详细说明
图1示出一种换热器(3)，所述换热器(3)包括板片叠层组(2)和至少一个装置(25)。换热器(3)具有许多进口和出口，所述进口和出口具有用于介质的进出口凹槽(32-35)。板片叠层组(2)包括许多板片(1)，所述许多板片(1)通过已知的连接方法永久地相互连接。已知连接方法尤其是钎焊法、焊接法、胶粘法和粘接法。
图2示出按照本发明所述的板片(1)。板片(1)包括第一和第二长边(4和5)、第一和第二短边(6和7)、传热表面(8)，所述传热表面(8)具有图形(9)，所述图形(9)包括若干凸脊(10a-d)和凹谷(11a-e)。第一拐角部分(14)在第一短边(6)和第一长边(4)之间的连接部分处形成。第二拐角部分(15)位于第一短边(6)和第二长边(5)之间的连接部分处。第一口区域(12)位于第二拐角部分(14)中。第二口区域(13)在第二拐角部分(15)中形成。中心轴线(8)横跨板片(1)在两个长边(4和5)之间延伸，并垂直于所述两个长边(4和5)。中心轴线(18)将板片(1)分成两个相等的一半。两个一半在形状、图形和外形上相互成镜像。这意味着板片(1)包括在所有四个拐角部分、四个口区域等之中。因为板片(1)绕上述中心轴线(18)对称，所以本说明书只涉及上述与板片的一半有关的技术特点。
板片(1)用若干同样的板片(1)叠加成板片叠层组(2，见图1)。在上述板片叠层组(2)中的每个第二板片(1)都在与传热表面(8)平行的平面中旋转180°。每个板片(1)都包括上侧面和下侧面。板片叠层组(2)中的所有板片(1)都用它们各自面向同一方向的下侧相互放在彼此之上。这种叠加导致第一板片(1)的图形(9)的上侧紧贴着经过旋转的同样第二板片(1)的下侧上的图形(9)。
第一口区域(12)与许多凸脊(10a-d)和凹谷(11a-e)连通。在中心轴线(18)的各侧上板片(1)上的凸脊(10a-d)和凹谷(11a-e)在原则上全都相互平行。
接触点(16a-d)在其邻近第一口区域(12)的每个相应凸脊(10a-d)的末端部分上形成。上述接触点(16a-d)原则上位于距第一口区域的中心相同的径向距离处。接触点(16a-d)沿着围绕口区域(12)的圆弧(17)的范围设置。圆弧(17)的中心是在第一口区域(12)的面积内。
叠加上述板片叠层组(2，见图1)中两个相邻的板片(1)导致第一板片(1)上的第一接触点(16a)紧贴着放在上述第一板片(1)上的经过旋转的第二板片(1)上第一凹谷(11a)的下侧。第二、第三和第四接触点(16b-d)将相应地如在第一接触点(16a)和第一凹谷(11a)的情况中那样紧贴着同一板片(1)的第二凹谷(11b)的下侧。
第二凸脊(10b)通过第一连接部分(24)连接到第三凸脊(10c)上。第二凹谷(11b)邻近第二凸脊(10b)、第三凸脊(10c)、第一凸脊(10a)和第二口区域(13)。第二凸脊(10b)在上述第一连接部分(24)和第一口区域(12)之间延伸。结果是形成上述第二凹谷(11b)，所述第二凹谷(11b)不仅围绕部分第二口区域(13)运行，而且还邻近板片(1)的传热表面(8)。第二凹谷(11b)起初是沿着第二凸脊(10b)从第一口区域(12)运行到第一连接部分(24)。在那个连接部分(24)处，迫使凹谷(11b)改变方向，以便此后沿着第三凸脊(10c)运行到第二长边(5)。实际上第二凹谷(11b)绕部分第二口区域(13)运行导致在其下侧上形成围绕部分上述第二口区域(13)的细长区域。上述口区域(13)连接到第二、第三和第四接触点(16b-d)上。由于上述第一连接部分(24)的结果，各凸脊(10a-d)可以相互平行，且上述接触点可以位于凸脊(10a-d)上原则上距第一口区域(12)的中心相同的径向距离处。这使它可能在围绕第一口区域(12)的各个接触点(16a-d)处有不均匀的应力。
图3示出按照本发明所述的板片(1，见图2)中的部分图形(9)。为了便于理解起见，图3仅示出一个凸脊(10)和一个凹谷(11)，而按照本发明所述的板片(1)包括许多凸脊和凹谷。在图3中，凸脊(10)包括一个峰顶部分(21)和两个侧边部分(22a，b)。各个侧边部分(22a，b)连接到峰顶部分(21)上。凹谷(11)通过侧边部分(22a，b)连接到峰顶部分(21)上。峰顶部分(21)具有与凸脊(10)和凹谷(11)相同的范围。具有与凸脊(10)相同范围的拱弧形边缘部分(23a，b)在它的峰顶部分(21)的相应侧边上将相应的侧边部分(22a，b)连接到上述峰顶部分(21)上。具有与凸脊(10)相同范围的第一中心线(30)位于峰顶部分(21)中并沿着所述峰顶部分(21)。具有与凹谷(11)相同范围的第二中心线(31)位于凹谷(11)中并沿着凹谷(11)。
每个凸脊(10)沿着它的范围在宽度上改变，因此凸脊(10)的宽度越小，则峰顶部分(21)的宽度越小。拱弧形边缘部分(23a，b)的半径相应地改变，因此峰顶部分(21)的宽度越小，则半径越小。相应凹谷(11)的宽度沿着它的范围用与凸脊(10)及其峰顶部分(21)相同的方式改变。
每个凸脊(10)和凹谷(11)的中心线(30，31)在中心轴线(18，见图2)它们相应的侧边上相互平行。
实际上，凸脊(10)和凹谷(11)在宽度上并因此在每单位宽度体积上的改变，使它能将介质引导到板片(1)的各部分传热表面上，在常规板片中难以使介质对上述各部分传热表面起作用。实际上，每单位宽度的体积在难以使介质对其起作用的区域中增加使它能利用板片(1)上更大的表面来传热。
图4示出一种装置(25)。装置(25)对应地具有与叠加在板片叠层组(2)中同样板片(1)上的板片(1，见图1)相同的外周边。装置(25)包括第一表面(26)、第二表面(27，附图中未示出)和出入口凹槽(32-35)。第一突起(28)和第二突起(29)压紧在第一表面(26)上第二中心轴线(36)的相应侧边上。这个第二中心轴线(36)的位置与按照本发明所述的板片(1，见图2)的中心线(18)相对应。相应地突起(28，29)从第二表面(27，在附图中未示出)中伸出。
装置(25)放置在板片叠层组(2，见图1)中第一和/或最后板片(1)上。第二表面(27，在附图中未示出)中的突起(28，29)加工成一定形状，以便装配到相邻板片(1)上图形(9，见图2)中。在装置(25)和相邻的板片(1)之间贴合时，将第一突起(28)插在板片(1)内的第二凹谷(11b)中。第二突起(29)插入第五凹谷(11e)中。第二凹谷(11b)和第五凹谷(11e)与第一口区域(12)连通。
在按照本发明所述的板片叠层组(2)中，理想的情况是能减少介质在装置(25)和相邻的板片(1)之间运行期间聚集的量。在与第一口区域(12)连通的许多凹谷(11b，11e)中插入上述突起(28，29)防止介质在这些凹谷(11b，11e)中从上述口区域(12)流动到第二长边(5)。结果是优化了换热器(3)中的总传热，因为减少了对传热不起作用的介质。
本发明不限于所涉及的实施例，而是在下面权利要求书所述范围内可以进行改变和修改，如上面已经部分说明的。

Claims (9)

1.一种装置(25)，由于邻近板片叠层组(2)的传热板(1)，所述板片叠层组(2)具有若干用于换热器(3)的永久连接的传热板，上述传热板(1)包括第一长边(4)和对置的第二长边(5)、第一短边(6)和对置的第二短边(7)，显示凸脊(10)和凹谷(11)的图形(9)的传热表面(8)、第一和第二口区域(12和13)，上述第一口区域(12)位于在第一长边(4)和第一短边(6)之间会合处所形成的第一拐角部分(14)中，上述第二口区域(13)位于在第二长边(5)和第一短边(6)之间会合处所形成的第二拐角部分(15)中，及上述第一口区域(12)连接到许多凸脊(10a-d)和凹谷(11a-e)上，上述凸脊(10a-d)和凹谷(11a-e)原则上具有一从上述第一口区域(12)对角式朝向第二长边(5)的范围，其中许多接触点(16a-d)位于直接靠近第一口区域(12)中的上述凸脊(10a-d)上，上述接触点(16a-d)如此定位以便至少一个接触点(16b，c)靠近两个接触点(分别是16a，c和16b，d)，上述各接触点(16a-d)原则上位于距上述第一口区域(12)的中心相同的径向距离上，及其中上述传热板(1)是用若干传热板(1)制成的板片叠层组(2)中第一或最后传热板(1)，上述相邻的装置(25)覆盖传热板(1)上的上述口区域(12，13)的至少其中之一和一部分传热板(1)的传热表面(8)，
其特征在于，
装置(25)包括第一表面(26)和第二表面(27)，上述第一表面(26)面向远离相邻的传热板(1)方向，而上述第二表面(27)面向相邻的传热板(1)并在其中具有至少一个第一突起(28)，所述第一突起(28)加工成一定形状，以便装配到相邻传热板(1)的图形(9)内的凹谷(11a-e)中，上述凹谷(11a-e)对角式从板片(1)在一个长边(4)处的一个口区域(12)延伸到对面的另一个长边(5)。
2.按照权利要求1所述的装置(25)，其特征在于，装置(25)是具有材料厚度比板片叠层组(2)中它相邻的传热板(1)厚的板片。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，第二表面(27)包括第二突起(29)，所述第二突起(29)装配到相邻传热板(1)的图形(9)中。
4.按照权利要求3所述的装置(25)，其特征在于，突起(28，29)沿着装置(25)的第二表面(27)延伸，具有一椭圆形长度，并比突起(28，29)位于其中的凹谷(11a-e)的宽度长。
5.按照权利要求3所述的装置(25)，其特征在于，突起(28，29)沿着装置(25)的第二表面(27)延伸，并具有一椭圆形长度，并比相应突起(28，29)位于其中的相应凹谷(11a-e)的宽度长。
6.按照权利要求3所述的装置(25)，其特征在于，突起(28，29)装配到相邻传热板(1)的图形(9)内的凹谷(11a-e)中，并防止介质在上述闭锁的凹谷(11a-e)中流动。
7.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，突起(28，29)将装置(25)固定到相邻的传热板(1)上，以便防止装置(25)和传热板(1)相互枢转和相互滑动。
8.按照权利要求1所述的装置(25)，其特征在于，装置(25)覆盖传热表面(8)或相邻传热板(1)的口区域(12，13)的至少其中之一。
9.一种板式换热器(3)，包括板片叠层组(2)和至少一个按照权利要求1-8其中之一所述的装置(25)，上述板片叠层组(2)用许多同样的传热板(1)制成，而上述装置(25)邻近板片叠层组(2)中第一或最后传热板(1)，
其特征在于，
装置(25)包括第一表面(26)和第二表面(27)，上述第一表面(26)面向远离相邻传热板(1)的方向，而上述第二表面(27)面向相邻的传热板(1)并在其中具有至少一个第一突起(28)，所述第一突起(28)加工成一定形状以便装配到相邻的传热板(1)内的图形(9)中。
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