CN102395853B - 板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改善流体的流动性而大幅提高热交换效率的板式热交换器。所公开的本发明板式热交换器包括上下方向层叠的复数热交换元件,各热交换元件由上板与下板互相结合而成,上述各热交换元件在其内部具备有第一流体流动的第一流动通道,在上述热交换元件之间形成有第二流体流动的第二流动通道,上述各热交换元件在其两端具备有隔离的流入路径及流出路径,上述上板在上述流入路径及流出路径的上部具备有突出的上凸缘,上述下板在上述流入路径及流出路径的下部具备有突出的下凸缘,在上述上板的底面有复数上流动槽沿着斜线方向延伸,在上述下板的上表面则有复数下流动槽沿着斜线方向延伸,上述上板与下板以上述上流动槽及下流动槽互相交叉的方式结合而构成第一流动通道,在上述上板的流入路径及流出路径周边、上述下板的流入路径及流出路径周边具备有把流体的流向导引成2个以上的结构。

Description

板式热交换器
技术领域
本发明涉及一种板式热交换器,尤其是一种改善流体的流动性而大幅提高热交换效率的板式热交换器。
背景技术
热交换器是一种从较高温流体通过传热墙把热传递到较低温流体的装置,热交换器主要适用于车辆内部空调系统、变速器油冷却器等。该热交换器为了因应安装空间的狭窄化而需要实现紧凑型尺寸,因此使得板式热交换器获得了广泛应用。
该板式热交换器包括多个热交换元件,该多个热交换元件以相邻板之间形成流动通道的方式相向层叠。流动通道区分为相异介质通过的2个以上的流动通道。因此,相异的热交换介质在通过各流动通道时通过各热交换元件进行热交换。而且,各板在其端部侧具备有流入路径及流出路径,各板的流入路径及流出路径互相疏通。在最上侧板的流入端口及流出端口上,流入盖(Cap)及流出盖(Cap)通过硬钎焊(brazing)等工序固定。
另外,现有板式热交换器的热交换元件如图8所示地由一双板1、2互相结合而成。各板1、2互相相对的部分以复数槽1a、2a沿着斜线方向延伸地进行浮雕(embossing),一双板1、2互相结合而使得槽1a、2a形成流动通道。而且,各板1、2的端部各自形成有构成流入路径及流出路径的贯通孔1b、2b。各贯通孔1b、2b的周边各自形成有凹陷部1c、2c。
因此,流动通道里的流体沿着各板1、2的槽1a、2a流动而使得流体的流向限定在一侧的斜线方向,流体很容易在贯通孔1b、2b周边的凹陷部1c、2c停滞,大幅降低流体的流动性,流动性的降低则导致热交换效率的下降。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题,本发明的目的是提供一种改善流体的流动性而大幅提高热交换效率的板式热交换器。
技术方案
为了达到上述目的,本发明包括上下方向层叠的复数热交换元件,各热交换元件由上板与下板互相结合而成,上述各热交换元件在其内部具备有第一流体流动的第一流动通道,在上述热交换元件之间形成有第二流体流动的第二流动通道;上述各热交换元件在其两端具备有隔离的流入路径及流出路径,上述上板在上述流入路径及流出路径的上部具备有突出的上凸缘,上述下板在上述流入路径及流出路径的下部具备有突出的下凸缘;在上述上板的底面有复数上流动槽沿着斜线方向延伸,在上述下板的上表面有复数下流动槽沿着斜线方向延伸,上述上板与下板以上述上流动槽与下流动槽互相交叉的方式结合而构成第一流动通道;在上述上板的流入路径与流出路径周边、上述下板的流入路径与流出路径周边具备有把流体的流向导引成2个以上的结构。
上述上流动槽延伸到上述上板的上凸缘周边,上述上板的上凸缘周边形成有上辅助槽,上述上辅助槽以和上述上流动槽交叉的方式形成。
上述下流动槽延伸到上述下板的下凸缘周边,上述下板的下凸缘周边形成有下辅助槽, 上述下辅助槽以和上述下流动槽交叉的方式形成。
上述上板的上表面形成有一个以上的上隔离突起,上述下板的底面形成有一个以上的下隔离突起。
上述上隔离突起及下隔离突起互相接触,上述上隔离突起及下隔离突起的各接触面形成有贯通孔,使得热交换单元们的第一流动通道互相疏通。
有益效果
前述本发明结构在上板的上凸缘周边及/或下板的下凸缘周边把流体的流向导引成2个以上,不仅防止各热交换元件的流入路径及流出路径周边出现流体停滞现象,还能诱使流体在各板的整体长度均匀地流动。因此,凭借流体流动性的改善而得以大幅提高其热交换效率。
附图说明
图1是本发明一实施例的板式热交换器的立体图。
图2是本发明一实施例的板式热交换器的长度方向截面的剖视图。
图3是本发明的热交换元件的上板与下板处于分离状态的分解立体图。
图4是图3所示箭头A部的放大立体图。
图5是图4所示箭头C方向上的仰视图。
图6是图3所示箭头B部的放大立体图。
图7是图6所示箭头D方向上的仰视图。
图8是现有技术的板式热交换器的热交换元件图形。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的较佳实施例。
图1到图7图示了本发明一实施例的板式热交换器。
如图1所示,本发明板式热交换器包括复数热交换元件10(heat exchange element),复数热交换元件10在上下方向层叠。
如图2所示,各热交换元件10的内部具备了让油、冷媒之类的第一流体通过的第一流动通道18,各热交换元件10由上板11与下板12结合而成。上板11与下板12由铝等导热性优异的金属材质构成,上板与下板11、12的边缘11a、12a可以通过硬钎焊等互相粘结。
如图2所示,上板11与下板12的互相相对的面上各自形成有复数流动槽11b、12b。亦即,上板11的底面形成有复数上流动槽11b,下板12的上表面形成有复数下流动槽12b,上板11的上流动槽11b与下板12的下流动槽12b在平面上沿着斜线方向延伸。尤其是,以上板11的上流动槽11b与下板12的下流动槽12b互相交叉的方式让上板11与下板12互相层叠结合,凭借前述上流动槽11b及下流动槽12b的交叉层叠形成第一流动通道18,通过前述第一流动通道18使得第一流体(例如,油)按照之字形流动,不仅因此增加第一流体的通过量,还能增大第一流体的接触面积而提高热交换效率。
另外,复数流动槽11b、12b可以通过上板与下板11、12的铸造工序或冲印(Stamping)等冲压(Press)工序形成。各流动槽11b、12b的相反侧各自形成有隆起部13a、14a,在复数隆起部13a、14a之间分别形成有复数凹谷部13b、14b。凭借前述流动槽11b、12b在上板与下板11、12形成波形结构13、14。
如图2所示,各热交换元件10的一端具备有流入路径43,另一端具备有流出路径44。各热交换元件10的流入路径43及流出路径44与第一流动通道18疏通,复数热交换元件10以其流入路径43及流出路径44互相疏通的方式层叠。
另外,上板11具备有在流入路径43及流出路径44的上部朝上突出的上凸缘23,下板12具备有在流入路径43及流出路径44的下部朝下突出的下凸缘24。而且,上凸缘23及下凸缘24互相插入结合。在下侧热交换元件10的上凸缘23,其上侧热交换元件10的下凸缘24插入结合,或者,在上侧热交换元件10的下凸缘24,其下侧热交换元件10的上凸缘23插入结合,从而得以确保其密封性。而且,相邻的上凸缘23及下凸缘24可以通过硬钎焊等方式密封结合。因此,热交换元件10的流入路径43及流出路径44对于第二流动通道28是密封的。
而且,在最上侧热交换元件10,其流入路径43侧的上凸缘23结合有流入配件25(Fitting),流出路径44侧的上凸缘23则结合有流出配件26。流入配件25具有开口25a,该开口25a连接流入管。流出配件26具有开口26a,该开口26a连接流出管。
另外,上流动槽11b延伸到上板11的上凸缘23周边,下流动槽12b延伸到下板12的下凸缘24周边。而且,热交换元件10以上板11的上流动槽11b及下板12的下流动槽12b互相交叉的结构形成而形成了交叉结构的第一流动通道18。因此,第一流体从流入路径43流入第一流动通道18内时,第一流体沿着上板11的上流动槽11b及下板12的下流动槽12b以“之”字方向流动后通过流出路径44流出。
尤其是,在流入路径43及流出路径44周边流动的第一流体沿着交叉的上流动槽11b及下流动槽12b个别地流动,因此可能使第一流体在各热交换元件10的流入路径43及流出路径44周边停滞。因此,本发明在流入路径43及流出路径44的周边把第一流体导引成2个以上的流向(亦即,辐射型),不仅防止第一流体的流动停滞,还能提高第一流体的流动性。
尤其是如图3到图7所示,上板11在上凸缘23的周边形成一个以上的上辅助槽63,下板12在下凸缘24的周边形成一个以上的下辅助槽64。
如图4与图5所示,上辅助槽63通过浮雕等方式以对于上板11的上流动槽11b按照一定角度交叉的方式形成。
另外,如图4及图5所示,上板11的上流动槽11b位于波形结构13的隆起部13a的背面,使得隆起部13a与上流动槽11b形成于同一方向,因此上辅助槽63对于隆起部13a也按照一定角地交叉。因此,在上板11的上凸缘23周边,第一流体不仅具有沿着上流动槽11b流动的主要流向(箭头K方向),还具有沿着一个以上的上辅助槽63流动的一个以上的辅助流向(箭头U方向)。因此,在上板11的上凸缘23周边由第一流体沿着主要流向及一个以上的辅助流向交叉流动而使得第一流体在上板11的整体长度上具有更顺畅、更均匀的流动性。
如图6与图7所示,下辅助槽64通过浮雕等方式以对于下板12的下流动槽12b按照一定角度交叉的方式形成。
另外,如图6与图7所示,下板12的下流动槽12b位于波形结构14的隆起部14a背面,使得隆起部14a与下流动槽12b形成于同一方向,因此下辅助槽64对于隆起部14a也按照一定角度交叉。因此,在下板12的下凸缘24周边,第一流体不仅具有沿着下流动槽12b流动的主要流向(箭头J方向),还具有沿着一个以上的下辅助槽64流动的一个以上的辅助流向(箭头W方向)。在因此,下板12的下凸缘24周边由第一流体沿着主要流向及一个以上的辅助流向交叉流动而使得第一流体在下板12的整体长度上具有更顺畅、更均匀的流动性。
如前所述,本发明在上板11的上凸缘23周边形成有一个以上的上辅助槽63,在下板12的下凸缘24周边也形成一个以上的下辅助槽64,从而在热交换元件10的流入路径43及流出路径44周边把第一流体导引成2个以上的流向,不仅防止第一流体的流动停滞,还能引导第一流体在各板11、12的整体长度均匀地流动。亦即,能够凭借第一流体的流动性改善而提高其热交换效率。
而且,相邻层叠的热交换元件10之间形成有让冷却水之类的第二流体通过的第二流动通道28,该第二流动通道28是由复数热交换元件10互相按照一定间距隔离后形成的。
为此,在各热交换元件10的上表面及底面,即在上板11的上表面及下板12的底面有复数上隔离突起及下隔离突起21、22各自个别地突出。尤其是,复数上隔离突起21在上板11的隆起部13a的上表面按照一定间距互相隔离地形成,复数下隔离突起22在下板12的隆起部14a的底面按照一定间距互相隔离地形成。因此,上侧热交换元件10的下隔离突起22与其下侧热交换元件10的上隔离突起21接触,按照前述方式在上下方向复数隔离突起21、22互相接触而增大热交换元件10之间的隔离间距,从而大幅增大第二流动通道28的截面积。互相接触的隔离突起21、22可以通过硬钎焊等进行粘结。上隔离突起及下隔离突起21、22的位置可以和上流动槽11b及下流动槽12b互相交叉的地点对应,可更加稳定地实现其层叠结构。
各隔离突起21、22可具备有梯形截面、椭圆或圆之类的具有曲率的截面、矩形截面之某一截面结构。而且,相邻的上隔离突起21的上表面21a及下隔离突起22的底面22a互相气密地接触,因此上板与下板11、12可以更容易地粘结。
而且,如图2所示,在上隔离突起21与下隔离突起22的接触面21a、22a,即上隔离突起21的上表面21a及下隔离突起22的底面22a各自形成有贯通孔21c、22c,互相接触的隔离突起21、22的贯通孔21c、22c则互相疏通而使得各热交换元件10的第一流动通道18通过贯通孔21c、22c互相疏通。因此,一侧热交换元件10里的第一流体(例如,油等)通过贯通孔21c、22c自由地流动到相邻的另一侧热交换元件10的第一流动通道18内,第一流体可以在整体热交换元件10内部混合而大幅提高其热交换效率。
而且,上板11与下板12在各边缘11a、12a的一侧具备有定位用组装槽与组装用突起11c、12c。因此,上板11与下板12容易定位而得以快速地进行初步结合,并且进一步地可以非常准确牢靠地结合上板与下板11、12。

Claims (6)

1.一种板式热交换器,其特征在于:
包括上下方向层叠的复数热交换元件,各热交换元件由上板与下板互相结合而成,所述各热交换元件在其内部具备有第一流体流动的第一流动通道,在所述热交换元件之间形成有第二流体流动的第二流动通道;
所述各热交换元件在其两端具备有隔离的流入路径及流出路径,所述上板在所述流入路径及流出路径的上部具备有突出的上凸缘,所述下板在所述流入路径及流出路径的下部具备有突出的下凸缘;
在所述上板的底面有复数上流动槽沿着斜线方向延伸,在所述下板的上表面则有复数下流动槽沿着斜线方向延伸,以所述上流动槽与下流动槽互相交叉的方式让所述上板与下板结合,从而使得各热交换元件在其内部构成第一流动通道;
所述上流动槽延伸到所述上板的上凸缘周边,所述上板的上凸缘周边形成有一个以上的上辅助槽,并且所述下流动槽延伸到所述下板的下凸缘周边,所述下板的下凸缘周边形成有一个以上的下辅助槽,从而在所述上板的流入路径与流出路径周边、所述下板的流入路径与流出路径周边把第一流体导引成2个以上的流向,其中所述一个以上的上辅助槽以和所述上流动槽以交叉的方式形成,且所述一个以上的下辅助槽以和所述下流动槽以交叉的方式形成。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于:
在所述上板的流入路径及流出路径周边,所述第一流体具备有沿着所述上板的上流动槽流动的主要流向、和所述主要流向交叉的一个以上的辅助流向。
3.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于:
在所述下板的流入路径及流出路径周边,所述第一流体具备有沿着所述下板的下流动槽流动的主要流向、和所述主要流向交叉的一个以上的辅助流向。
4.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于:
所述上板的上表面形成有一个以上的上隔离突起,所述下板的底面形成有一个以上的下隔离突起。
5.根据权利要求4所述的板式热交换器,其特征在于:
所述上隔离突起与下隔离突起互相接触,所述上隔离突起与下隔离突起的各接触面形成有贯通孔,使得热交换元件们的第一流动通道互相疏通。
6.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于:
所述上板与下板在各边缘的一侧具备有定位用组装槽及组装用突起。
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