CN101595361B - 板式换热器 - Google Patents

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Abstract

一种板式换热器，其包括多个旁靠彼此而设置的第一换热板片和第二换热板片(1，2)，从而形成具有周围边侧、用于第一介质的第一板片空隙以及用于第二介质的第二板片空隙的板片组合件(3)。第一换热板片(1)与第二换热板片(2)共同形成一对换热板片，其围成第一板片空隙。该板片组合件包括多个上述板片对。各换热板片具有两个孔口，这些孔口形成延伸穿过板片组合件并与第一板片空隙连通的端口。第二板片空隙经由封闭边侧开口。每个第一换热板片包括与第二换热板片的弯曲部分(22)配合以确保这两个换热板片相对于彼此位于确定位置的第一弯曲部分(21)。第一换热板片的各孔口与第二换热板片的相应孔口配合，从而确保每对换热板片相对于邻接换热板片对位于确定位置。

Description

板式换热器
【技术领域】
本发明涉及一种板式换热器，其包括根据权利要求1前序部分的多个换热板片。此类板式换热器可用于各种领域，例如用于从燃烧气体获取热能的燃烧装置的燃烧气体通道。
【背景技术】
在上述类板式换热器中，其向外开口至周围边侧且不具有任何沿各换热板片的边缘向下弯曲的凸缘，在安装连接板片组合件(plate package)时难以对换热板片进行导向。因此，当安装板片组合件以及在换热板片彼此接合期间(例如随后对板片组合件进行铜焊期间)难以为各换热板片提供相对于其它换热板片的正确定位。当今技术对换热板片进行导向和定位需要使用各种外部导向元件。
US-A-5,918,664公开了最初限定种类的板式换热器，其包括多个换热板片。每个换热板片平行于主延伸面而延伸。换热板片旁靠彼此而设置，以便它们形成具有周围边侧、用于第一介质的第一板片空隙以及用于第二介质的第二板片空隙的板片组合件。
每个第二换热板片由所述换热板片的第一个形成，而剩余的换热板片由第二换热板片形成，从而上述第一换热板片与上述第二换热板片共同形成一对换热板片，其围成上述第一板片空隙，且该板片组合件包括多个上述换热板片对。各换热板片具有至少两个孔口，这些孔口形成延伸穿过板片组合件并与第一板片空隙连通的端口。以第二板片空隙经由周围边侧开口的方式来构造换热板片。
US-A-5,967,227公开了另一种板式换热器，其包括各自平行于主延伸平面而延伸的多个换热板片。换热板片以交替顺序旁靠彼此而设置，从而形成板片组合件。换热板片形成用于第一介质的第一板片空隙以及用于第二介质的第二板片空隙。第一板片空隙和第二板片空隙依靠周围的垫圈进行密封。每个换热板片具有两个孔口，这些孔口形成延伸穿过板片组合件并与第一板片空隙连通的端口，以及两个孔口，这些孔口形成延伸穿过板片组合件并与第一板片空隙连通的端口。每个换热板片包括各转角中的弯曲部分，该弯曲部分与板片组合件中邻接换热板片的相应弯曲部分配合。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述问题，并在安装和接合板片组合件时方便对换热板片进行导向和定位。
该目的由最初限定种类的板式换热器实现，其特征在于，以与上述第二换热板片的相对孔口配合的方式来构造上述第一换热板片的各孔口，从而确保每对换热板片相对于邻接换热板片对处于确定位置。
当将第一换热板片抵靠第二换热板片时，依靠两个上述弯曲部分相互配合，可以确保将两个换热板片导向正确位置，且在板片组合件和板式换热器的整个安装和接合期间保持该位置。当两个换热板片已附着于彼此时，两个弯曲部分可以防止这些换热板片在平行于延伸面的平面上相对于彼此移位(displace)或转动。此外，基于孔口被设计来与板片组合件中邻接板片对的相应孔口配合的事实，方便了不同板片对相对于彼此的正确定位。从而孔口就有助于将换热板片对导向相对于彼此的确定位置，并在整个制造过程中保持换热板片对的确定位置。
根据本发明的实施方式，每个第一换热板片和第二换热板片具有相对于延伸面在压制方向上延伸的模压成型(compression-moulded)图案，其中第一弯曲部分相对于第一换热板片的延伸面在第一方向上延伸，且第二弯曲部分相对于第二换热板片的延伸面在第二方向上延伸，且其中第二方向在与压制方向相同但与第一方向相反的方向上延伸。由于弯曲部分相对于延伸面、以及相对于热交换图案和模压成型板片的端口区域在不同方向上延伸，因此，在板片的图案和端口区域主模压成型之后的成形操作中可以有益地制造弯曲部分。然后，第一方向和第二方向可以横向或基本横向地延伸至延伸面。此外，每个第二换热板片可以相对于成品板片组合件中的每个第一换热板片旋转180°。这样，第一弯曲部分和第二弯曲部分将在成品板片组合件中以相同方向延伸，这使得在第一弯曲部分与第二弯曲部分之间提供适当形状吻合以及适当形状锁定、进而在每对换热板片中的第一换热板片与第二换热板片之间提供适当形状吻合以及适当形状锁定成为可能。
根据本发明的又一实施方式，每个换热板片沿着纵向中心线延伸，该纵向中心线延伸通过弯曲部分。此外，板片组合件中的每个第二换热板片可以绕着换热板片的中心线旋转180°。
根据本发明的又一实施方式，第一换热板片和第二换热板片在板片组合件内永久性地彼此接合。可通过铜焊、胶粘或焊接来实现上述永久性接合的板片组合件。
根据本发明的又一实施方式，每个第一换热板片包括两个第一弯曲部分，而每个第二换热板片包括两个第二弯曲部分。每个换热板片的两个上述弯曲部分足以确保上述的换热板片相对于彼此的定位。
根据本发明的又一实施方式，两个第一弯曲部分沿着第一换热板片的各自边缘相对于彼此进行设置，而两个第二弯曲部分沿着第二换热板片的各自边缘相对于彼此进行设置。
根据本发明的又一实施方式，各孔口包括周围端口区域，其中每个换热板片的第一孔口周围的端口区域相对于延伸面位于第一水平面，而每个换热板片的所述第二孔口周围的端口区域相对于延伸面位于另一水平面。有利地，可以以与邻接第二对换热板片的第二孔口周围的端口区域接合的方式来构造第一对换热板片的第一孔口周围的端口区域。然后可以以与邻接第二对换热板片的第一孔口周围的端口区域接合的方式来构造第一对换热板片的第二孔口周围的端口区域。如此，这些孔口可以有助于将换热器板片对导向相对于彼此的确定位置，并在整个制造过程中保持换热器板片对的确定位置。
【附图说明】
现在通过非限制性实施方案的描述和参照附图更详细地说明本发明。
图1示出了根据本发明的实施方案的板式换热器的分解透视图。  
图2示出了图1中的板式换热器的俯视图。
图3示出了板式换热器沿图2中的线III-III的剖面。
图4示出了板式换热器沿图2中的线IV-IV的剖面。
图5更详尽地示出了板式换热器的边缘区域V的一部分。
图6示出了根据本发明的板式换热器的板片组合件的简化分解透视图。
【具体实施方式】
参照图1至图5，公开了板式换热器的实施方案。该板式换热器包括多个换热板片1，2。换热板片1，2由第一换热板片1和第二换热板片2组成。在板式换热器中，所有换热板片1，2具有换热功能。每个换热板片1，2平行于主延伸面p而延伸，参见图3。可将延伸面p看作是延伸穿过各换热板片1，2的基础面并与之平行，各平面换热板片1，2已通过本身已知的方式从上述延伸面得以模压成型，从而获得包括皱折的热交换图案和端口区域图案的模压成型图案。
换热板片1，2旁靠彼此而设置，从而这些换热板片形成具有边侧4的板片组合件3，上述边侧在板片组合件3周围延伸。换热板片1，2在板片组合件3中形成用于第一介质的第一板片空隙5以及用于第二介质的第二板片空隙6，参见图3。同样以每个第二换热板片为第一换热板片1而剩余的换热板片为第二换热板片2的方式将换热板片1，2设置在板片组合件3内。具体地从图1和图3可见，换热板片1和邻接的第二换热板片2形成板片组合件3中的一对换热板片，从而，该对换热板片围成第一板片空隙5。如图可见，所公开实施方案中的板片组合件3包括三对上述换热板片1，2。在此应注意，根据板式换热器的具体应用，板式换热器自然可以包括更少或更多的上述换热板片对1，2。
在所公开的实施方案中，各换热板片1，2具有两个孔口8，9，这些孔口形成延伸穿过板片组合件3并与第一板片空隙5连通的端口。孔口8，9的其中一个因此形成用于第一介质进入第一板片空隙5的入口，而另一孔口9形成用于第一介质排出第一板片空隙5的出口。
以第二板片空隙6经由周围边侧4开口的方式来构造换热板片1，2。因此，第二介质可以经由板式换热器的边侧4自由地流入第二板片空隙6，并经由边侧4流出。根据如何相对于第二介质的流动布置板式换热器，可以确定第二介质经由板式换热器的流动方向。
各孔口8，9包括周围端口区域10，11。各换热板片1，2的第一孔口8周围的端口区域10相对于延伸面p位于第一水平面p′，且各换热板片1，2的第二孔口9周围的第二端口区域11相对于延伸面p位于第二水平面p″，参见图3。在所公开的实施方式中，端口区域10，11均位于延伸面p的相同侧上，其中水平面p′被定位为比水平面p″更远离延伸面p。
板式换热器还包括不具有任何热交换功能的框架板13和压力板14。在所公开的实施方式中压力板14不具有孔口，而框架板13具有分别与孔口8和9同轴的孔口。连接管15和16连接于框架板13，以容许与各个上述端口连通。
每个第一换热板片1包括两个第一弯曲部分21，且每个第二换热板片2包括两个第二弯曲部分22。第一弯曲部分21被布置以与每个上述换热板片对1，2的第二弯曲部分22配合，从而保证每对中的换热板片1和2相对于彼此位于确定位置，并在板式换热器的整个制造过程中保持该位置。
在所公开的实施方式中，第一弯曲部分21相对于第一换热板片1的延伸面p在第一方向上延伸，且更明确地讲是远离延伸面p而延伸。第二弯曲部分22相对于第二换热板片2的延伸面p在第二方向上延伸，即，远离延伸面p而延伸。相对于延伸面p，第二方向与第一方向相反。在图1至图5所公开的实施方案中，第一方向与上述压制方向相反。从而，第二弯曲部分22与换热板片1，2的模压成型图案和端口区域10，11在相同方向或基本相同的方向上延伸。第一方向和第二方向横向或基本横向地延伸至延伸面p。因此，除了在相反方向上延伸的弯曲部分21，22以外，板片组合件3中的所有换热板片1，2是相同的。
当安装板式换热器时，每个第二换热板片2相对于每个第一换热板片1旋转180°。在第二换热板片2进行该旋转之后，为此第一弯曲部分21和第二弯曲部分22将在成品板片组合件3中以相同方向延伸，具体参见图5。各换热板片1，2沿着平行于延伸面p的纵向中心线x延伸。在板片组合件中的第二换热板片2围绕各自的中心线x旋转180°。图6以简化方式示意性地公开了具有两对换热板片1，2的板片组合件3，其中第二换热板片2已围绕中心线x旋转了180°。为此，弯曲部分21，22在板片组合件3中以相同方向延伸。
从图1、图2和图6可见，每个第一换热板片1的第一部分21沿着第一换热板片1的各自边缘23相对于彼此而设置。更确切地说，每个第一弯曲部分21相对于纵向中心线x同心设置，从而中心线x中心地延伸穿过第一弯曲部分21。同样，每个第二换热板片2的第二部分22沿着第二换热板片2的各自边缘相对于彼此而设置。更确切地说，每个第二弯曲部分22相对于纵向中心线x同心设置，从而中心线x中心地延伸穿过第二弯曲部分22。
在图1至图5所公开的实施方式中，各换热板片具有两个相对的短缘23和两个相对的长缘24。如图可见，第一部分和第二部分21，22被设置在两个短缘23上。作为各换热板片的两个弯曲部分的替代方案或作为各换热板片的四个弯曲部分的补充方案，沿着长缘24设置弯曲部分自然也是可能的。
在所公开的实施方式中，各换热板片1，2具有边缘区域25，该边缘区域邻接短缘23和长缘24并在换热板片1，2的模压成型图案和端口区域10，11周围延伸。边缘区域25基本上为平面且平行于延伸面p。在所公开的实施方式中，延伸面p也位于边缘区域25。如图3所示，第一换热板片1的边缘区域25在每对换热板片1，2中邻接第二换热板片2的边缘区域25。
因此，板式换热器包括上述换热板片对21，22。这些板片对在板片组合件中被布置为旁靠彼此。因此，以与上述邻接板片对的第二换热板片2的相对孔口8，9配合的方式来构造上述板片对的第一换热板片1的各孔口8，9，从而确保每对换热板片1，2相对于邻接换热板片对1，2处于确定位置。更具体而言，以与邻接的第二对换热板片1，2的第二孔口9周围的端口区域11接合的方式来构造第一对换热板片1，2的第一孔口8周围的端口区域10。然后以与邻接第二对换热板片的第一孔口8周围的端口区域10接合的方式来构造第一对换热板片的第二孔口9周围的端口区域11。
依靠弯曲部分21，22以及端口区域10，11实现了换热板片1，2的导向，因此，可以利用板片组合件3的所有部分(即，至少所有的换热板片1，2以及还可能是框架板片13，压力板14和连接管15，16)之间合适的铜焊材料将这些部分安装和布置在它们的最终位置，随后，将板片组合件3放置在加热炉中并以本身已知的方式对其进行铜焊。也可以想像，在第一步骤中将两个换热板片1，2铜焊成为上述板片对、并在第二步骤中铜焊如此形成的板片对。也可使用除铜焊以外的其它接合方法，例如焊接或胶粘。
根据另一可替代实施方案，弯曲部分21和22可以在远离延伸面p的相同方向上延伸。当安装板片组合件3时，其中每个第二换热板片旋转180°，每对板片中的换热板片1，2的弯曲部分21，22将在相反的方向上朝着彼此延伸。为了实现锁位，弯曲部分21，22随后可以从中心线x移位，从而这些弯曲部分贴近中心线x。此实施方案所具有的优点是可以使所有换热板片1，2完全相同。如果沿着每个边缘23，24存在弯曲部分，则有可能改进锁位。
本发明并不限于所公开的实施方案，但在下列权利要求的范围内可以对本发明进行变化和修改。

Claims (13)

1.一种板式换热器，其包括多个换热板片(1，2)，各换热板片平行于主延伸面(p)延伸并旁靠彼此而设置，从而这些换热板片形成具有周围边侧(4)、用于第一介质的第一板片空隙(5)以及用于第二介质的第二板片空隙(6)的板片组合件(3)，
其中所述换热板片包括第一换热板片(1)和第二换热板片(2)，上述第一换热板片(1)与上述第二换热板片(2)布置成使得它们共同形成一对换热板片(1，2)，其围成上述第一板片空隙(5)，且板片组合件(3)包括多对换热板片(1，2)，
其中上述各换热板片具有至少两个孔口(8，9)，这些孔口形成延伸穿过板片组合件(3)并与第一板片空隙(5)连通的端口，
其中以第二板片空隙(6)经由周围边侧(4)开口的方式来构造换热板片(1，2)，
其中每个上述第一换热板片(1)至少包括第一弯曲部分(21)，而每个上述第二换热板片(2)至少包括第二弯曲部分(22)，其中在每对换热板片(1，2)中，第一弯曲部分(21)被布置以与第二弯曲部分(22)配合，从而确保每对板片中的两个换热板片(1，2)相对于彼此位于确定位置，
其特征在于，以与上述第二换热板片(2)的相对孔口(8，9)配合的方式来构造上述第一换热板片(1)的各孔口(8，9)，从而确保每对换热板片(1，2)相对于邻接的多对换热板片(1，2)位于确定位置。
2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，每个第一换热板片和第二换热板片(1，2)具有相对于主延伸面(p)在压制方向上延伸的模压成型图案，且第一弯曲部分(21)相对于第一换热板片(1)的主延伸面(p)在第一方向上延伸，而第二弯曲部分(22)相对于第二换热板片(2)的主延伸面(p)在第二方向上延伸，其中第二方向与压制方向相同但与第一方向相反。
3.根据权利要求2所述的板式换热器，其特征在于，第一方向和第二方向能够横向地延伸至主延伸面(p)。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的板式换热器，其特征在于，每个第二换热板片(2)相对于成品板片组合件(3)中的每个第一换热板片(1)旋转180°。
5.根据权利要求4所述的板式换热器，其特征在于，第一弯曲部分(21)和第二弯曲部分(22)在成品板片组合件(3)中以相同方向延伸。
6.根据前述权利要求1-3任一项所述的板式换热器，其特征在于，每个换热板片(1，2)沿着延伸穿过弯曲部分(21，22)的纵向中心线(x)延伸。
7.根据权利要求6所述的板式换热器，其特征在于，成品板片组合件(3)中的每个第二换热板片(2)绕着换热板片的中心线(x)旋转180°。
8.根据前述权利要求1-3任一项所述的板式换热器，其特征在于，第一换热板片和第二换热板片在板片组合件中永久性地彼此接合。
9.根据前述权利要求1-3任一项所述的板式换热器，其特征在于，每个第一换热板片(1)包括两个第一弯曲部分(21)，且每个第二换热板片(2)包括两个第二弯曲部分22。
10.根据权利要求9所述的板式换热器，其特征在于，两个第一弯曲部分(21)沿着第一换热板片(1)的各自边缘相对于彼此而设置，且两个第二弯曲部分(22)沿着第二换热板片(2)的各自边缘相对于彼此而设置。
11.根据前述权利要求1-3任一项所述的板式换热器，其特征在于，各孔口(8，9)包括周围端口区域(10，11)，其中各换热板片(1，2)的第一孔口(8)周围的端口区域(10)相对于主延伸面(p)位于第一水平面(p′)处，且各换热板片(1，2)的第二孔口(9)周围的端口区域(11)相对于主延伸面(p)位于第二水平面(p″)处。
12.根据权利要求11所述的板式换热器，其特征在于，以与邻接的第二对换热板片(1，2)的第二孔口(9)周围的端口区域(11)接合的方式来构造第一对换热板片(1，2)的第一孔口(8)周围的端口区域(10)。
13.根据权利要求12所述的板式换热器，其特征在于，以与邻接的第二对换热板片(1，2)的第一孔口(8)周围的端口区域(10)接合的方式来构造第一对换热板片(1，2)的第二孔口(9)周围的端口区域(11)。
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