CN101646915A - 板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种板式热交换器(100)包括若干热交换器板(1)，其被互相并排布置并以钎焊连接的方式互相连接而形成板堆栈(2)，其中热交换器板基本上用含铬的不锈钢制造，其中板式热交换器(100)包括延伸通过至少一些热交换器板(1)的若干端口通道，及其中板式热交换器(100)还包括覆盖板堆栈(2)的每一端的端板(3、5)且具有联结端口通道的端口孔，其中，至少一个端板(3、5)有至少一个设有盖(9、12)的端口孔，且其中该盖包括用于增加强度的装置(9、12)及将至少一个端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板封闭的装置(14、15)。

Description

板式热交换器
【技术领域】
本发明涉及板式热交换器，并且尤其涉及一种板式热交换器的框板(frame plate)及压板(pressure plate)的配置。
【背景技术】
为了改进板式热交换器及其设计的一个方法是减小热交换器板的厚度以节省材料和成本。然而，减小厚度降低了热交换器板的强度。在一些板式热交换器也采用过一些不同的热交换器板，如钎焊板式热交换器包括全部互相层层堆叠的前板、通道板或热交换器板、密封板及压板。这有需要减少热交换器中不同热交换器板的数目，简化设计并且也为了节约成本。
EP-A2-0 866 300描述一种油冷器，其包括热交换器板堆栈、框板及压板。这些热交换器板被相互并排布置并形成用于油的第一板空间及用于冷却介质的第二板空间。该框板及每一热交换器板设有四个端口孔(porthole)，其建立四个端口通道(port channel)延伸穿过框板及热交换器板。该压板采用靠近端口通道的变形加固。
EP-A1-11 241 427描述一种板式热交换器，其包括基本上偶数的热交换器板，该板式热交换器还包括框板及压板，其中压板是通过框板及热交换器板中的端口孔形成的端口通道附近的变形加强。
US-A1-2007/0023175描述一种堆叠的板式热交换器，其包括许多堆叠的板、排在堆叠板之间的金属湍流板、基板、盖板及排在最上面的堆叠板与盖板之间的中间金属板。该盖板设有冲压的(stamped)变形指向并延伸入端口通道，并作为盖板的加强部。
【发明内容】
本发明的第一目的是弥补上述的问题。更准确而言，其目的是为了提供一种被设计用于承受施加的压力且具有减少不同板的需要数量的设计简单的板式热交换器。
该目的通过初始限定的板式热交换器实现，其特征在于，至少一个端板具有至少一个设有盖的端口孔，并且其中所述盖包括用于增加强度的装置和用于紧靠于相邻设置的热交换器板封闭所述至少一个端板的装置。
根据本发明的另一方面，包括在板式热交换器里的加强装置是成型为从端板表面的纵向偏移的所述端板的表面。
根据本发明的又另一方面，包括在板式热交换器里的加强装置是成型为形成扣体或穹顶的端口孔盖的曲面，所述扣体或穹顶离开相邻热交换器板延伸。
根据本发明的还另一方面，包括在板式热交换器里的紧靠于相邻设置的热交换器板封闭所述至少一个端板的装置被成型为形成环形压入区域(depressed area)的端口孔盖的压入区域，所述环形压入区域紧靠于相邻设置的热交换器板封闭。
根据本发明的又另一方面，包括在板式热交换器里的紧靠于相邻设置的热交换器板封闭所述至少一个端板的装置被成型为形成端口孔盖的环形压入区域，且所述环形压入区域以钎焊连接到相邻设置的热交换器板。
根据本发明的还另一方面，板式热交换器里的所述端板之一的两个端口孔设有盖，所述盖具有用于增加强度的装置和用于将一个端板紧靠于相邻设置的热交换器板封闭的装置。
根据本发明的又另一方面，板式热交换器里的两个端板的都设有覆盖所述端板的至少一个端口孔的盖，并且其中每个盖包括用于增加强度的装置和用于将所述端板紧靠于相邻设置的热交换器板封闭的装置。
根据本发明的还另一方面，所述盖、用于增加所述盖的强度的装置和用于将所述至少一个端板紧靠于所述板式热交换器中的相邻设置的热交换器板封闭的装置是所述端板的集成部分。
本发明的更多方面被限定在附属权利要求中。
【附图说明】
下面，将参考附图进一步阐明本发明，其中：
图1揭示根据本发明的一种板式热交换器的前透视图；
图2揭示根据本发明的一种板式热交换器的后透视图；
图3揭示如图1中所示根据本发明的一种板式热交换器的局部前透视图；
图4揭示根据本发明的一种设有连接管的板式热交换器的剖视示意图；及
图5揭示一种热交换器板的局部透视图。
【具体实施方式】
图1至图4揭示了根据本发明的一种板式热交换器的不同视图。该板式热交换器100包括若干热交换器板1，其被互相并排布置而形成板封装或板堆栈2。每个热交换器板1包括在一定程度上本身已知的用于增强热交换的波纹(corrugation)或者图案(pattern)。在图5中显示了热交换器板1的一个例子。图案包括峰和谷，它们在相邻的板上局部地互相抵靠而构成接触点，这些接触点在钎焊或者焊接板式热交换器100时用一种已知的方式将板相互连接。在一个包括若干相互堆叠的板的板堆栈2中的相邻的板1之间以一种已知方式形成流通道。相邻的流通道容纳不同的介质，通过板的热交换面在该介质之间进行温度交换。该热交换器板1包括四个端口孔6-7及10-11，以形成相应数目的端口通道16、18延伸通过板封装2且与形成在热交换器板1之间的流通道连接。应注意的是，除了所示实施方案中揭示的四个，板封装2还可以包括其他数目的端口通道。
板封装2包括第一外热交换器板或框板3及第二外热交换器板或压板5，其他热交换器板1被布置在这些外热交换器板3、5之间。
在所揭示的实施方案中，框板3和压板5都已经设有对准端口通道16、18的端口孔及连接到两个端口孔上的连接管。在一些应用中框板3和压板5之中只有一个设有端口孔及连接到那里的连接管8、13。然而，在所示实施方案中，框板3及压板5都设有端口孔6-7及10-11及连接到那里的连接管8、13。也有可能非偶数的连接管8、13能连接到框板3或压板5的端口孔上，或其任何其他的组合。
热交换器板1、框板3及压板5以一种与共同的主扩展平面基本平行延伸的方式排列。
热交换器板1、3及5基本上用含铬的不锈钢制造。热交换器板1以钎焊互相连接。该钎焊采用基于铜、镍、铁或银及其他可能含氟的任何可能的焊剂的硬钎焊材料进行。在热交换器板1之间的每一间隙中安置有一个该钎焊材料的薄箔或膏。据此，板封装2能够被压缩。
板封装2可被放在一个封闭的空间中(未揭示)，如真空炉，在真空一样的压力条件下或者在一种含有基本惰性的气体或还原性气体的气体中，而且需要的钎焊温度可能高达以铜做焊料的约1100℃和以镍做焊料的约1200℃。
在图1中，一种板式热交换器100被示出包括在框板3上边设有四个端口孔6、7的板式热交换器100，其中，框板3下边连接到热交换器板1的堆叠2上。端口孔7设有连接部分8，且端口孔6被扣形或穹顶形盖9覆盖。
在图2中，从后面显示了板式热交换器100，可看见压板5。其中压板5的一侧被连接在热交换器板1的堆叠的另一面，压板5的另一侧(可见)设有四个端口孔10、11。端口孔11设有连接部分13，而端口孔10被穹顶形的盖12覆盖。
在图3中，显示了板式热交换器100的局部放大图，其中可看见设在框板1上的连接管8及穹顶形盖9。连接到后压板5的端口孔11之一的连接管13是部分可见的。穹顶形盖9被一个压入框板3的环形压纹14包围或者将其周周成型为该环形压纹14。这更好地显示在图4中。该环形压纹14用作将框板3紧靠于相相邻设置布的热交换器板1封闭，或更明确地说是紧靠于其端口孔的边绝缘17封闭。
在图4中，显示了图1的板式热交换器100沿A-A线并且朝向B方向看到的截面图。框板3显示有一个穹顶形盖9，在每一边设有包围该穹顶的压纹14，且两边都覆盖端口孔6，还有一个连接管8连接到端口孔7。连接管8是以热交换器板1的端口孔形式形成端口通道16的进口或出口，其中端口通道16连接流通道，流通道以一种已知方式成型在板堆栈2中的相邻热交换器板1之间，并容纳第一流体。框板3被连接到板堆栈2最上面的热交换器板1。压纹14紧靠于最上排的热交换器板1的端口孔6的边缘(edges)或者凸缘(flange)17封闭。该热交换器板1将在后面进一步讨论。
图4的连接管13如前面已讨论的也能被连接到端口孔10，而端口孔11可以设有穹顶形盖12。同样地，连接部分8及穹顶形盖9可以被安排地不同，或者在图4中所示的所有端口孔能被设有穹顶形盖或者连接管、或其他结合。通常，板式热交换器100具有连接到可能的端口孔的四个连接管，而且这些连接部分可以被配置到任何可能的端口孔，以最好地配合板式热交换器100的应用。
所示压板5设有覆盖端口孔10的穹顶形盖12、及连接到端口孔11的连接管13。连接管13以热交换器板1的端口孔形成端口通道18的进口或出口，其中端口通道18与流通道相连接，流通道以已知的方式形成在板堆栈2的相邻的热交换器板1之间并容纳有第二流体。压板5以钎焊连接到板堆栈2的最低热交换器板1。浮凸(embossing)15紧靠于该最低排热交换器板1的端口孔11的边缘或凸缘19封闭。连接管13连接到压板5的端口孔11的边缘或凸缘。
在图5中显示了用于根据本发明的板式热交换器100中的热交换器板1的局部视图。热交换器板1如前述地包括位于热交换器板1的每一端中的两个端口孔21、22及布置其间的热传递面20。热传递面20是如前述般的配置成加强热传递的波纹或者图案。为能在热交换器板1之间形成分离的流通道，在热交换器板1每一端中的这两个相邻的端口孔21、22需要互相封闭。这通过与布置于不同平面的端口孔21、22结合的前述封闭装置14、15实现。热交换器板1中的端口孔的这种布置众所周知。斜区域或过渡面23连接这些端口孔21、22被布置于其中的不同平面。如果图5的热交换器板1被布置作为图4中板式热交换器100的最顶排定位的热交换器板，框板3的浮凸14紧靠于端口孔22的边缘或凸缘17封闭，而端口孔21直接紧靠于框板3封闭。因此形成了两个不同的流通道，第一流通道容纳第一介质且被连接到端口通道16及第二流通道容纳第二介质并被连接到端口通道18。
在描述中术语“盖”已用于描述被盖住的端口孔6及10，而应该理解，该“盖”不是可移动的盖，而是框板或压板的集成部分，分别地，用如深冲(deep-drawing)或任何其他类似的材料成型工艺已经被成型。框板及压板的成型，分别地，如前所述，作为框板及压板的承受压力部分的加强部分，分别地，还作为紧靠于相邻设置热交换器板的封闭部分。盖9的内部或中部是如前述的穹顶形，而且是如椭圆穹顶的特殊形状。这样的相对薄的金属材料的塑造或成型增加产品的强度和坚硬度。这是必要的，因为金属材料原始的或本身的一些强度在板式热交换器在焊接或者钎焊过程中暴露的热暴露期间会失去。
由于本发明可以在框板或压板之一上实施，或者取决于连接部分位于哪里而同时在两者上实施，其因板式热交换器的具体应用而变化，术语“端板”被用作同时涵盖框板和压板的普通的术语。
虽然所描述的实施方案只在它们的每一个上包括两个真正的端口孔及两个所谓的端口孔，在以上的框板和压板二者的描述中，已经描述成它们的每一个都包括四个端口孔，其中所谓的端口孔实际上是根据本发明的框板及压板的成形区域(shaped areas)，并且其中所述成形区域的位置对应到相邻端口通道的实质延伸处。
本发明不限于前述及图示的实施方案，而可以在所附的权利要求限定的本发明的范围内以任何方式进行补充和修改。

Claims (10)

1.一种板式热交换器(100)包括若干热交换器板(1)，其被互相并排布置并以钎焊连接的方式互相连接而形成板堆栈(2)，其中热交换器板(1)基本上用含铬的不锈钢制造，其中板式热交换器(100)包括延伸通过至少一些热交换器板(1)的若干端口通道(16、18)，并且其中板式热交换器(100)还包括覆盖板堆栈(2)每一端的端板(3、5)，并具有联结端口通道(16、18)的端口孔(6、7、10、11)，其特征在于：至少一个端板(3、5)具有至少一个设有盖(9、12)的端口孔(6、7、10、11)，而且所述盖包括用于增加盖(9、12)的强度的装置(9、12)及用于将至少一个端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置(14、15)，其中用于增加强度的装置(9、12)与用于封闭的装置(14、15)是由盖(9、12)的表面偏移而形成。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器(100)，其中用于增加强度的装置(9、12)与用于封闭的装置(14、15)的表面偏移是关于所述端板表面的纵向朝着基本相反的方向延伸形成。
3.根据权利要求1所述的板式热交换器(100)，其中所述增强装置(9、12)是成型为所述端板的表面，所述端板的表面偏移于所述端板表面的纵向。
4.根据权利要求3所述的板式热交换器(100)，其中所述增强装置(9、12)被成型为形成扣体或穹顶的端口孔盖的曲面，所述扣体或穹顶远离所述相邻的热交换器板(1)延伸。
5.根据前述任一项权利要求所述的板式热交换器(100)，其中用于将所述至少一个端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置(14、15)被成型为形成环形压入区域的端口孔盖的压入区域，所述环形压入区域紧靠于所述相邻设置的热交换器板(1)封闭。
6.根据权利要求5所述的板式热交换器(100)，其中用于将所述至少一个端板(3、5)紧靠于所述相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置(14、15)被成型为端口孔盖(9、12)的环形压入区域，且其中所述环形压入区域以钎焊接连到所述相邻设置的热交换器板(1)。
7.根据前述任一项权利要求所述的板式热交换器(100)，其中所述板式热交换器中的一个端板(3、5)的两个端口孔设有盖，所述盖具有用于增加强度的装置，以及将所述一个端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置。
8.根据前述任一项权利要求所述的板式热交换器(100)，其中所述板式热交换器中的两个端板(3、5)都设有覆盖端板(3、5)的至少一个端口孔的盖(9、12)，且其中每一盖包括用于增加强度的装置以及用于将端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置。
9.根据前述任一项权利要求所述的板式热交换器(100)，其中所述盖、用于增加所述盖的强度的装置(9、12)以及用于将所述至少一个端板(3、5)紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置(14、15)是端板(3、5)的集成部分。
10.根据权利要求7所述的板式热交换器(100)，其中用于增加所述盖的强度的装置(9、12)以及用于紧靠于相邻设置的热交换器板(1)封闭的装置(14、15)是以深冲或任何其他相应的成型工艺成型。
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