CN103930745A - 板换热器及板换热器的制造方法 - Google Patents

板换热器及板换热器的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种板壳式板换热器,其包括完全环绕板组(2)的内壳体(9)以及位于该板组的端部方向上的内端部板(11a、11b)。该内壳体(9)布置为通过其内表面与隔板(8a、8b)的外边缘接触,并且该内壳体(9)布置成通过其外表面支撑自身靠着换热器的外罩壳的壳体(3)的内表面,所述隔板(8a、8b)布置在所述板组的表面上。所述内端部板(11a、11b)通过其外表面被支撑靠着外罩壳的端部板(4a、4b)的内表面。

Description

板换热器及板换热器的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及根据随附的独立权利要求的前序部分所述的板换热器及其制造方法。技术背景
[0002] 板壳式焊接的板换热器在早先就是公知的,其由多个换热板形成的板组以及环绕该板组的壳体构成,该壳体充当压力容器。换热器的芯部通常由圆形换热板构成的板组形成,其中这些板已经在其中的开口处和/或者在这些板的周边处被紧密地焊接在一起。换热器的初级回路在这些板中的开口之间形成,并且次级回路在环绕板组的壳体的连接部之间形成,从而使初级侧流介质在每隔一个的板空间中流动,并且次级侧流介质在每隔一个的板空间中流动。在这种类型的换热器中,组侧的流连接部通常放置在换热器的端部中,而壳体侧的流连接部放置在壳体中。由于在换热板中存在多个小的开口,因此组侧的流模式并未尽可能地达到最佳,这是因为流的大部分要力图穿过换热板的中间部分。板壳式换热器的缺点还在于,在壳体侧上需要分离的流引导件,其用来防止在板组和壳体之间产生旁通流。已经发现,构造完全密封的流引导件是一项困难的任务。为了获得充分的密封性,流引导件要由挠性材料制造,例如橡胶或对应材料。板壳式板换热器例如描述于专利公开WO2008/046952 中。
[0003] 所谓的Raucell式焊接的板换热器在早先也是公知的。Raucell式换热器的结构性缺点是,特别是在高压下执行时,缺少例如由压力容器用钢制造的固体壳体结构。因为板组的多个堆叠的板通过其外边缘而被焊接在一起,所以该结构构成板换热器的外壳体,该壳体同时充当压力容器。因此,Raucell式板换热器最适用于低压。在纵向方向上已经部分地分开的多个管已经作为板组的连接部而被焊接到板组的侧面。这些分开的管充当换热器的旁通歧管。由于用于换热介质的旁通歧管的尺寸小,因此换热板的换热表面在这种类型的换热器中尚未得到完全利用。Raucell式板换热器例如描述于专利公开WO 89/00671中。
[0004] 专利公开W02012/089927展示了焊接的板换热器,其中所有换热介质都从板组的外周边被引导到焊接的圆形板组,并且沿着流通道经由外周边而被移除,该流通道的横截面具有圆环截面的形状,该流通道在板组的外表面、外壳体的内表面、布置在板组的外表面上的径向隔板以及换热器的端部之间形成。该申请中展示的结构作为压力容器是有利的,但是根据交叉流原理会发生换热,因而不可能获得所谓的交叉温度(C1OSStemperatures),其对于逆流式换热器是可能获得的。该申请所示构造的优点是完全焊接的结构,因而不需要橡胶密封的流引导件。然而,如果需要降低换热器的腐蚀风险,则根据该申请的结构的成本将明显升高,这是因为换热器的外壳体由此必须由与换热板相同的材料制造。
发明内容
[0005] 本发明的目的是展示一种用于板换热器的结构,其缓减或甚至消除了现有技术中出现的上述问题。
[0006] 本发明的目的是展示一种结构简单的板换热器,其中换热表面能够比早先公知的板换热器中的换热表面得到更高效的利用。本发明的另一个目的是降低板换热器的制造成本。
[0007] 本发明的目的是提供一种板换热器,其高度耐压。
[0008] 根据本发明的板换热器及制造板换热器的方法的特征被展示在所附的独立权利要求中。
[0009] 其它的从属权利要求展示了本发明的一些优选实施方式。
[0010] 即使其并未始终被明确提及,在本文中提及的实施方式及优点在适合的部分中也可应用于根据本发明的板换热器和方法两者。
[0011] 根据本发明的典型板换热器包括:
-板组,所述板组由布置在彼此之上的换热板形成,
-外罩壳,所述外罩壳环绕所述板组,所述罩壳包括主要位于所述板组的端部方向上的端部板以及连接所述端部板的壳体,所述壳体至少大部分布置为在离所述板组的外表面的一距离处,所述板组的该外表面由所述板组的换热板的外边缘限定,
-入口连接部和出口连接部,所述入口连接部和出口连接部至少用于第一换热介质和第二换热介质,
-隔板,所述隔板位于所述板组的纵向方向上,布置在所述板组的外表面上,基本垂直于所述板组,所述隔板包括内边缘和外边缘,并且所述隔板布置为通过其内边缘与所述板组的外表面接触,以及
-从所述入口连接部到所述板组的流通道以及从所述板组到所述出口连接部的流通道,所述流通道至少用于第一换热介质和第二换热介质,并且在所述隔板之间形成,
并且所述换热器进一步包括内壳体和内端部板,所述内壳体环绕所述板组,布置为通过其内表面与所述隔板的外边缘接触,并且所述内壳体通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的壳体的内表面,所述内端部板通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的端部板的内表面。
[0012] 根据本发明的用于制造板换热器的典型方法包括:
-形成板组,其中多个换热板已经位于彼此之上地附接在一起,
-在所述板组周围布置外罩壳,所述罩壳包括主要位于所述板组的端部方向上的端部板以及连接所述端部板的壳体,所述壳体至少大部分布置在离所述板组的外表面的一距离处,所述板组的该外表面由所述板组的换热板的外边缘限定,
-布置入口连接部和出口连接部,所述入口连接部和出口连接部至少用于第一换热介质和第二换热介质,
-在所述板组的纵向方向将多个隔板布置在所述板组的外表面上,基本垂直于所述板组,所述隔板包括内边缘和外边缘,并且所述隔板布置为通过其内边缘与所述板组的外表面接触,以及
-在所述隔板之间形成从所述入口连接部到所述板组的流通道,并且形成从所述板组到所述出口连接部的流通道,所述流通道至少用于第一换热介质和第二换热介质,并且所述方法进一步包括: -在所述板组周围布置内壳体,所述内壳体布置为通过其内表面与所述隔板的外边缘接触,并且所述内壳体通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的壳体的内表面,以及布置内端部板靠着所述外罩壳的端部板的内表面。
[0013] 在根据本发明的换热器中,环绕所述板组的所述壳体布置为与所述板组的外表面相距一距离,因而用于换热介质的流通道能够借助于布置在所述板组的外表面上的隔板而形成在所述壳体和所述板组之间的空间中,从所述入口连接部到所述板组和从所述板组到所述出口连接部,从而从所述板组的外表面将换热介质引导到所述板组内。当分离的内壳体已经被布置在所述换热器的外罩壳的壳体内侧从而充当压力容器时,根据本发明的换热器的结构已经被制造为高度耐压,所述内壳体压靠所述外壳体的内表面,并且由此具有与所述外壳体的内表面相同的形状。在根据本发明的换热器的结构中,所述板组由此被内部壳体和外部壳体两个壳体环绕。被称为内壳体的所述内部壳体附接在所述隔板上,所述隔板布置在所述板组的外表面上,并且基本垂直于所述板组。所述内壳体由此通过其内表面而附接到所述隔板,并且所述内壳体通过其外表面被支撑靠着被称为所述外罩壳的壳体的最外壳体的内表面。所述内壳体布置为完全环绕所述板组。
[0014] 在根据本发明的结构中,所述内壳体支撑由所述板组和所述隔板形成的结构。分离的内壳体能够进一步由与形成所述板组的换热板的相同材料制造,从而能够在根据本发明的结构中避免混合结构的焊接缝,例如,不需要将不锈钢(换热板、隔板、内壳体和内端部板)和碳钢(换热器的外罩壳)接合在一起。在本发明的优选实施方式中,所述内壳体、所述内端部板、所述隔板和所述板组的换热板已由相同的材料制造,该材料不同于所述外罩壳的材料。在根据本发明的换热器中,所述内壳体有利地由如下材料制造,该材料由于所述换热器的内部压力而充分地移动,并且因此所述内壳体根据所述外壳体的内表面而改变形状以充当压力容器。在本发明的优选实施方式中,所述内壳体尚未固定到所述外罩壳的壳体。
[0015] 根据本发明的换热器还具有位于所述板组的端部板的方向上的内端部板,所述内端部板紧固地附接到所述内壳体,并且所述内端部板通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的端部板的内表面。所述内端部板布置为紧密地靠着所述外罩壳的端部板。
[0016] 根据本发明的用于换热器的换热介质的所述流通道在所述板组的外表面、所述内壳体的内表面、所述内端部板以及附接到所述板组的隔板之间形成。布置在所述板组的外表面上的隔板从所述换热器的第一内端部板在所述板组的纵向方向上延伸到第二内端部板。因此,用于换热介质的所述流通道形成为是整个板组的长度,并且因此由所述换热板形成的板组的整个换热表面面积能够得到有效利用。所述隔板通过其内边缘而被紧密地附接到所述板组,通过其外边缘而被紧密地附接到所述内壳体的内表面,并且通过其端部而被紧密地附接到所述内端部板,上述附接例如为焊接。
[0017] 在根据本发明的换热器中,所述隔板也充当换热表面。在本发明的实施方式中,所述隔板充当特别高效的换热表面,其中在一个隔板的第一侧上具有生热换热介质的流通道,而在第二侧上具有受热换热介质的流通道。
[0018] 所述隔板的高度,即在所述换热器的内壳体的内表面和所述板组的外表面之间的距离,可以例如为5-200 mm,或10-150 mm,或20-100 mm。所述换热板的直径典型地为大约200-1400 mm。
[0019] 在本发明的一个实施方式中,所述隔板大部分为直的。在本发明的一个实施方式中,所述隔板相对于其所附接的一个表面或多个表面大致以直角布置,例如,以85-95度或89-91度的角度。在本发明的一个实施方式中,所述隔板相对于所述板组的外表面或该外表面的切面大致以直角布置。在本发明的一个实施方式中,所述隔板相对于所述内壳体的内表面或该内表面的切面大致以直角布置。在本发明的一个实施方式中,所述隔板相对于所述内端部板的内表面大致以直角布置。
[0020] 根据本发明的换热器不具有例如在板壳式换热器中存在的分离的壳体和组侧,而是将初级侧和次级侧作为该换热器的基础结构。根据本发明的换热器包括从所述入口连接部到所述板组的至少用于第一换热介质和第二换热介质的流通道以及从所述板组到所述出口连接部的流通道,由此所述换热介质从所述流通道被供给到所述板组中,并且经过所述板组的外表面而从所述板组被移除到所述流通道内。初级侧换热介质和次级侧换热介质两者按照与板壳式换热器中的壳体侧流相同的方式从其外周边被供给到所述板组内。
[0021] 在根据本发明的换热器的一个实施方式中,所述换热器具有用于第一换热介质和第二换热介质的入口连接部和出口连接部,所述换热介质经由其入口连接部而被引导到由所述换热器的内壳体、所述板组的外表面以及所述隔板定界的流通道。经由这些流通道,所述第一换热介质和第二换热介质的流能够穿过所述板组而有利地在所述板组的整个长度上被引导,从而所述第一换热介质在所述板组的每隔一个的板空间中流动,以及所述第二换热介质在每隔一个的板空间中流动,之后,所述第一换热介质和第二换热介质的流穿过其出口连接部而被导出所述换热器。所述板空间在所述换热板的边缘处被封闭,从而意欲用于所述第二换热介质的板空间在用于所述第一换热介质的流通道中被封闭。另一方面,意欲用于所述第一换热介质的板空间在用于所述第二换热介质的流通道中被封闭。
[0022] 根据本发明的换热器的优点还在于换热器的热灵活性,这是因为在所述初级侧和次级侧两者上的所述换热表面的长度能够通过在所述板组和所述内壳体之间在所述换热板的方向上在换热器的结构中布置预期数量的分割板而自由选择,换热介质能够借助于这些分割板被引导穿行所述板组数次。所述分割板对于其形状为有利地布置在形成所述板组的所述换热板之间的板,并且所述分割板在所述板组外侧延伸,从而所述分割板通过其外边缘与所述内壳体的内表面接触。因此,所述分割板能够通过其外边缘被附接到所述内壳体的内表面,并且所述分割板的端部能够附接到所述隔板。所述分割板通过其外边缘被附接到所述内壳体的内表面,并且通过其端部被附接到所述隔板,上述附接典型地为焊接。可替代地,所述分割板可以是分离形状的板状件,其能够通过其内边缘而被紧密地附接到所述板组的外表面,例如被焊接到所述板组的外表面。另外,在此情况下,所述分割板通过其外边缘被附接到所述内壳体的内表面,并且所述分割板的端部被附接到布置在所述板组的外表面上的隔板。
[0023] 当在所述换热板之间布置分割板时,Btt邻的换热板通过其外周边而被典型地焊接到布置在所述换热板之间的分割板。在一些情况下,所述分割板能够以与换热板相同的方式使用,由此所述分割板由带槽的板形成。然而,有利的是使用光滑板。
[0024] 由于结构中存在分离的内壳体,因此在根据本发明的换热器中布置多个分割板是可能的,这是因为所述分割板由此能够附接到所述内壳体,所述内壳体有利地由与所述分割板的相同材料制造。因此,避免了将所述分割板附接到所述外壳体来充当压力容器。
[0025] 在根据本发明的一个实施方式的换热器中,位于所述换热板的方向上的至少一个分割板已经布置在形成所述流通道的所述隔板之间。所述流通道中的分割板的数量能够根据换热器的目的和预期换热属性自由选择。所述流通道中的分割板的数量在所述换热器的不同流通道中可以是不同的。一些流通道可以包括一个或数个分割板,并且一些流通道不包括分割板。在根据本发明的换热器中,所述换热器的初级侧和次级侧的换热表面的长度,即,在其入口连接部和出口连接部之间流穿行所述板组的次数,因此可以借助于分割板而自由调整。
[0026] 对于由所述分割板形成的足够数量的流程,根据本发明的交叉流换热器能够被制造为以与逆流换热器同样的方式起作用,由此换热介质的出口温度可以是交叉的,即,对于根据本发明的换热器,待加热的流介质的出口温度能够高于加热流介质的出口温度。
[0027] 在本发明的优选实施方式中,四个隔板已经布置在所述板组的外表面上,所述隔板基本垂直于所述板组的表面,所述隔板因此在所述换热器中形成四个分离的流通道。用于所述第一换热介质的入口连接部和出口连接部布置为与一个流通道接触,并且用于所述第二换热介质的入口连接部和出口连接部布置为与第二流通道接触,由此两个所述流通道均未包括用于换热介质的连接部。多个分割板布置在所述流通道中,用于形成进入到所述流通道内的多个流程,从而可能的是将换热介质从所述入口连接部引导到所述流通道内,并且穿过所述出口连接部将其从由所述隔板形成的相同流通道移除。包括入口连接部和出口连接部的所述流通道包括至少一个分割板。
[0028] 在本发明的一个实施方式中,偶数个分割板已经布置在由所述隔板定界并且包括用于换热介质的入口连接部和出口连接部的所述流通道中,以便流通道有可能引导流通过相同流通道进出。所述换热介质从所述流通道穿过所述板组行进到所述板组的相反侧上的流通道,在该相反侧上的流通道中已经布置了奇数个分割板,并且所述换热介质从此处进一步穿过所述板组回到包括出口连接部的所述流通道。所述换热介质可以借助于布置在所述流通道中的所述分割板而布置为穿行所述板组数次,因而能够增大换热表面表面积。
[0029] 在根据本发明的换热器中,用于第一换热介质和第二换热介质的入口连接部和出口连接部布置为穿过所述外罩壳和内壳体和/或与所述流通道接触的内端部板。
[0030] 在根据本发明的换热器中,位于所述初级侧和次级侧上的所述连接部可以要么放置在所述壳体上,要么放置在所述换热器的端部中。在根据本发明的换热器中,所述入口连接部和出口连接部的位置也能够几乎自由地选择。在根据本发明的一个实施方式的换热器中,一个或更多个入口连接部或出口连接部布置为穿过所述端部板。所述连接部可以放置为穿过所述壳体,穿过一个端部的端部板或者穿过两个端部的端部板,或者放置为使得一些连接部穿过所述端部板且一些连接部穿过所述壳体。因此,换热器的结构能够在任意时刻根据需要进行选择。布置在所述换热器的端部中的多个连接部有利地布置在端部结构中,从而使所述连接部在连接到所述流通道时开口。
[0031] 在根据本发明的换热器的优选实施方式中,所述内壳体和所述内端部板由与形成所述板组的换热板的相同材料制造。另外,所述隔板和所述分割板有利地由相同的材料制造。在一个优选实施方式中,所述换热板、隔板、内壳体和内端部板由不锈钢、钛基钢或镍基钢制造。构成所述换热器的外罩壳的所述端部板和所述外壳体能够由高强度压力容器用钢制造,所述内壳体和所述内端部板被支撑靠着所述端部板和所述外壳体。
[0032] 根据本发明的换热器的所述内壳体典型地由大约0.5-1.5 _厚的板制造。充当压力容器的所述外罩壳的厚度除了其它因素之外取决于所述换热器的直径和压力分级。所述外罩壳的壳体的厚度典型地在5-200 mm的范围内。
[0033] 根据本发明的换热器非常适合用在困难环境下,这是因为与换热介质取得接触的所有表面都能够由薄板材料制造,并且充当压力容器的分离的更厚的外壳体能够布置在其周围。所述板组和所述内壳体能够例如由能够承受大约400巴压力的0.7 mm的钢板制造,由此在所述换热器中的不同换热介质之间的内部压力差可以在大约200巴内变化。
[0034] 根据本发明的换热器的板组通过将多个带有轮廓的换热板位于彼此之上地附接在一起而构成,从而所述第一换热介质在每隔一个的板空间中流动,并且所述第二换热介质在每隔一个的板空间中流动。所述换热板典型地在其外边缘上的预期点处被焊接在一起。所述换热板的轮廓的高度至少部分地确定了所述换热板之间的距离,即,在所述换热板之间形成的流路线的尺寸。所述换热器的效果可以例如通过按照预期选择所述换热板的材料、厚度、表面面积、轮廓形状和高度来加以影响。所述板之间的脊角(ridge angle)可以自由选择,由此可以在设计尺寸时对不同物质的粘度和密度加以考虑。通过选择正确的脊角,在设计尺寸阶段还可以对板表面上的不同物质的污染属性和清洁能力加以考虑。
[0035] 圆形板组有利地已经被安装在根据本发明的换热器的壳体内侧,其例如为板壳式板换热器。然而,根据本发明的换热器的换热板并不像板壳式换热器的典型换热板中那样具有小开口,而是所述换热板的全部表面都是实心的,由此与具有开口的模式相比,能够增大换热表面。在所述换热板之间的流环境得到了改善,并且该流被均匀地分割在多个板空间中,这是因为并未形成由小开口造成的边缘区域,并且初级侧和次级侧上的流环境可以布置为相同的。
[0036] 在本发明的优选实施方式中,所述板组、所述内壳体和所述外罩壳的壳体具有圆柱形形状。因此,借助于所述隔板而在所述内壳体和所述板组的外表面之间在换热器中形成的所述流通道具有圆环截面的横截面形状。
[0037] 根据本发明的优选实施方式的换热器的结构完全被焊接,其中在该该结构中不使用橡胶密封的流引导件,即,该结构为非密封的。完全焊接的结构意味着所述换热器的不同部件通过焊接附接到彼此。所述板组通过将多个换热板焊接到彼此而构成,所述隔板被焊接到所述板组的外表面,所述内壳体和内端部板被焊接到该结构,另外,所述分割板被焊接到该结构。如果该结构被制造为不可以开口,则所述外罩壳的壳体和所述端部板典型地被焊接在一起。在根据本发明的开口的换热器中,所述外罩壳包括借助于螺栓或类似物以可拆卸方式附接的多个部件。
[0038] 正如上文已经提到的,根据本发明的换热器的流通道以及入口连接部和出口连接部的位置以及将要布置在流通道中的分割板的数量可以自由选择,由此换热器能够被构建为适合其目的。所述隔板的布置能够用来影响正在被形成的流通道的尺寸,所述流通道能够被构建为在初级侧和次级侧上是相同的,或者可替代地,在一侧上的流通道可以被构建为更大。所述板组的整个外周边有利地被用作换热介质的流通道。
[0039] 根据本发明的板换热器在结构上是简单的。该换热器的结构可以容易地被调整,这是因为适用于不同目的的换热器可以通过改变隔板、分割板和连接部的放置和数量而容易地从由内壳体和板组形成的基础结构开始进行构建。根据本发明的换热器还可以容易地构建为用多于两种的换热介质起作用。根据本发明的换热器可以用在液体/液体、液体/气体以及气体/气体应用中。
[0040] 根据本发明的用于制造板换热器的典型方法包括:
-形成板组,其中多个换热板已经位于彼此之上地附接在一起,
-在所述板组的纵向方向上将多个隔板布置在所述板组的外表面上,基本垂直于所述板组,从而使所述隔板的内边缘附接到所述板组的外表面,
-在所述板组以及布置在其表面上的所述隔板周围布置内壳体,所述内壳体附接到所述隔板的外边缘,因此所述内壳体至少大部分位于离所述板组的外表面的一距离处,
-将多个内端部板布置到该结构,所述内端部板位于所述板组的端部的方向上,并且所述内端部板附接到所述内壳体,
-在所述内壳体的周围布置所述换热器的外罩壳,所述外罩壳包括主要位于所述板组的端部的方向上的多个端部板以及连接所述端部板的壳体,所述内壳体的外表面布置靠着所述壳体的内表面,并且所述内端部板布置为紧靠所述外罩壳的端部板,并且
-布置至少用于第一换热介质和第二换热介质的入口连接部和出口连接部穿过所述外罩壳和所述内壳体和/或内端部板。
[0041 ] 位于所述换热板的方向上的多个分割板能够在组装所述换热器的过程中被布置在流通道中,所述流通道在所述板组的外表面、所述内壳体的内表面以及布置在所述板组的外表面上的所述隔板之间形成。所述分割板有利地在组装所述板组的过程中布置在构成所述板组的所述换热板之间。所述内壳体因此还附接到所述分割板的外边缘。
附图说明
[0042] 在下文中将参考所附的示意图更为具体地描述本发明,在这些附图中 图1显示了从外侧观察的根据本发明的换热器,
图2显示了根据本发明的板换热器的板组以及布置在板组的外表面上的隔板和分割
板,
图3显示了根据本发明的换热器的部分开口的内壳体以及布置在其中的板组,
图4显示了根据本发明的换热器的横截面,
图5显示了根据本发明的另一个换热器的示意性横截面,其中入口和出口连接部布置在换热器的端部中,以及
图6显示了从外侧观察的根据图5的换热器。
具体实施方式
[0043] 在显示在图1-6中的根据本发明的换热器中,即使以相同附图标记表示的部件在不同实例中是不同的,同样的附图标记也用于彼此对应的部件。
[0044] 图1以实例显示了从外侧观察的根据本发明的换热器。换热器I具有充当压力容器的柱形外罩壳,其包括壳体3和端部板4a、4b。布置在换热器内侧的板组(未不于该图中)布置在端部板4a、4b之间。充当换热器的外罩壳的壳体3和端部板4a、4b能够通过焊接而组装并接合在一起,由此该结构不能是开口的,如图1所示。在图1中,用于第一换热介质和第二换热介质的入口连接部5a、6a和出口连接部5b、6b已经布置为穿过换热器的壳体3。在该图中使用箭头来表示换热介质流。入口和出口连接部5a、5b、6a、6b能够被布置在换热器的壳体、一个端部和/或更多端部中。连接部有利地被焊接到换热器的外罩壳。根据本发明的换热器基本具有至少四个连接部:两个入口连接部和两个出口连接部。然而,也可以布置更多个连接部,由此使换热器能够用于多于两种的换热介质。
[0045] 图2显示了根据本发明的换热器的板组2,隔板8a、8b、8c、8d已经附接到板组2的外表面上,从而在板组的纵向方向上形成用于换热介质的流通道。隔板8a、8b、8c、8d布置成基本垂直地靠着板组的外表面,并且其从板组的一个端部延伸到另一个端部。隔板通过其内边缘被附接到板组的外表面。在图2的实例中,四个隔板8a、8b、8c、8d已经被布置在板组2的外表面上,由此当内壳体附接到隔板的外边缘时,在这些隔板之间在完成的换热器中形成四个流通道。
[0046] 图2还显示了位于换热板的方向上且布置在板组的外表面上的分割板7a、7b、7c、7d、7e,其将由隔板8a、8b、8c、8d形成的流通道在板组2的纵向方向上分割为分离的部段,由此换热器的板组可以被制造为是多级驱动的(mult1-driven)。分割板7a、7b、7c、7d、7e有利地布置在换热板之间,由此分割板保留在板组2外侧并且具有圆环截面形状的那些部分充当在流通道中形成的流程的分隔壁。可替代地,分割板7a、7b、7c、7d、7e可以由分离的条制造,这些条在其内边缘处附接到板组的外表面。分割板7a、7b、7c、7d、7e通过其外边缘附接到内壳体,并且通过其端部附接到隔板8a、8b、8c、8d。
[0047] 板组2已经由圆轮廓的板形成,这些板堆叠在彼此之上并在其外周边处附接在一起,从而使第一换热介质在每隔一个的板空间中流动,并且第二换热介质在每隔一个的板空间中流动。换热介质通过由隔板8a、8b、8c、8d定界的流通道而被引导到板组2,并且被导出板组2。换热板的轮廓的高度至少部分地确定了换热板之间的距离,即,在换热板之间形成的流路线的尺寸。在相对的换热板的凸出部分(bulge)之间的脊角可以自由选择。
[0048] 图3显示了根据本发明的换热器的部分开口的内壳体9,板组2已经被布置在该内壳体9内侧。换热器的内壳体9环绕由叠置的换热板构成的圆形板组2。内端部板11a、Ilb位于板组端部的方向上,并且其附接到内壳体9。换热器的内壳体9布置为与板组2的外表面相距一距离,并且完全环绕板组2,由此在板组的外表面的整个面积上在板组2和内壳体9之间基本留出空间。具有板组2的长度的隔板8a、8b、8c、8d已经被布置在板组2和内壳体9之间,这些隔板通过其内边缘而附接到(有利地,焊接到)板组的外表面,通过其外边缘而附接到(有利地,焊接到)内壳体的内表面,并且通过其端部而附接到(有利地,焊接至IJ)内端部板lla、llb。隔板的高度(即,内壳体9和板组2之间的距离)可以例如为5-200mmD
[0049] 流通道10a、10b、IOc在由隔板8a、8b、8c、8d、板组2的外表面以及内壳体9定界的空间中形成,换热介质可以经由这些流通道流入的板组内,并相应地流出板组。换热介质的入口连接部5a、6a和出口连接部5b、6b已经与流通道10a、10b、IOc连接。分割板7a已经被布置在两个隔板之间,这些分割板将隔板之间的流通道在板组的纵向方向上分割为数个部段。因此,换热介质的入口连接部5a和出口连接部5b能够位于同一流通道IOa中。
[0050] 通过每一个流通道10a、10b、10c,叠置的换热板之间的每隔一个的板空间是开口的,从而流能够从流通道传输到这些板空间,反之亦然,并且每隔一个的板空间是封闭的,从而阻止了流进入到这些板空间的通路。通向第一换热介质的流的板空间因此相对于第二换热介质是封闭的,并且相应地,第二换热介质的开口的板空间相对于第一换热介质是封闭的。因此,第一和第二换热介质穿过换热器的板组而被引导穿过每隔一个的板空间,从而这些换热介质的流不会混合在一起。
[0051] 充当流引导件的隔板8a、8b、8c、8d的位置能够自由选择,由此有可能改变换热介质所使用的板组的换热表面面积。分割板7a、7b、7c、7d、7e的位置也能够自由选择,从而换热介质的流可以形成为以预期方式从入口连接部5a、6a行进到出口连接部5b、6b。
[0052] 图4显示了根据本发明的换热器的横截面。在该图中可以看到在板组2和内壳体9之间形成的用于一种换热介质的流通道10a、10b。流通道借助于附接到板组2外表面的隔板8a、8b形成。用于第二换热介质的流通道在该图所示的隔板8a、8b之间留出。入口连接部5a和出口连接部5b布置为穿过外壳体3和内壳体9,以便与流通道IOa连接。分割板7a.7b.7c布置在流通道10a、10b中,换热介质借助于这些分割板可以形成为穿行板组2数次。位于板组端部的方向上的内端部板lla、llb布置为紧靠外罩壳的端部板4a、4b。
[0053] 从换热器的入口连接板5a到出口连接部5b的一种换热介质的流以箭头示于图4中。换热介质从入口连接部5a流动到流通道IOa内,并且进一步穿过板组2而流动到流通道IOb内,流从此处穿过板组2而被引导回流通道IOa内。借助于分割板7b,流能够再次被弓丨导到板组的相反侧,随后流经由流通道IOa而被引导到出口连接部5b。
[0054] 图5以示意性的横截面显示了根据本发明的换热器,在该换热器中,连接部5a、5b、6a、6b被布置为穿过换热器的外端部板4a、4b和内端部板11a、lib。该图利用箭头显示了第一换热介质的流路线,其从入口连接部5a经由流通道IOa穿过板组2流动到位于板组的相反侧上的流通道10b,并且进一步穿过板组而流回到流通道10a,并且第二次穿过板组2流动到流通道IOb并经由流通道IOa而流回到出口连接部5b。分割板7a、7b、7c将流通道10a、IOb分割为数个部段,这些部段可以使流数次穿过板组。流通道IOa和IOb位于板组的相反侧上。第二换热介质的流通道(未示于图中)以对应方式布置,这些流通道与入口和出口连接部6a、6b接触。
[0055] 图6显示了从外侧观察的图5中的换热器。外壳体3布置在图5中的结构周围。
[0056] 本发明并不旨在被限制为上文展示的示例性实施方式,而是旨在在由随后所界定的权利要求书限定的创造性思想之内宽泛地应用本发明。

Claims (17)

1.一种板换热器(I),其包括: -板组(2),所述板组(2)由布置在彼此之上的换热板形成, -外罩壳,所述外罩壳环绕所述板组(2),所述罩壳包括主要位于所述板组的端部方向上的端部板(4a、4b)以及连接所述端部板的壳体(3),所述壳体至少大部分布置在离所述板组的外表面的一距离处,所述板组的该外表面由所述板组的换热板的外边缘限定, -入口和出口连接部(5a、5b、6a、6b),至少用于第一换热介质和第二换热介质, -隔板(8a、8b、8c、8d),所述隔板(8a、8b、8c、8d)位于所述板组的纵向方向上,布置在所述板组(2)的外表面上,基本垂直于所述板组,所述隔板包括内边缘和外边缘,并且所述隔板布置为通过其内边缘而与所述板组(2)的外表面接触,以及 -从所述入口连接部(5a、6a)到所述板组(2)的流通道(10a、10b、IOc)以及从所述板组(2)到所述出口连接部(5b、6b)的流通道(10a、10b、10c),所述流通道(10a、I Ob、10c)至少用于第一换热介质和第二换热介质,在所述隔板(8a、8b、8c、8d)之间形成, 其特征在于,所述换热器(I)进一步包括: -内壳体(9),所述内壳体(9)环绕所述板组(2),布置为通过其内表面与所述隔板(8a、8b、8c、8d)的外边缘接触,并且所述内壳体(9 )通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的壳体(3)的内表面,以及 内端部板(11a、Ilb),所述内端部板(I la、I lb)通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的端部板(4a、4b)的内表面。
2.根据权利要求1所述的换热器,其特征在于,所述隔板(8a、8b、8c、8d)从所述换热器的第一内端部板(Ila)在所述板组(2)的纵向方向上延伸到第二内端部板(lib)。
3.根据权利要求1或2所述的换热器,其特征在于,所述隔板(8a、8b、8c、8d)通过其内边缘而被紧密地附接到所述板组(2),通过其外边缘而被紧密地附接到所述内壳体(9)的内表面,并且通过其端部而被紧密地附接到所述内端部板(lla、llb),所述附接例如为焊接。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的换热器,其特征在于,位于所述换热板的方向上的至少一个分割板(7a、7b、7c、7d、7e)已经被布置在所述隔板(8a、8b、8c、8d)之间,所述分割板布置在形成所述板组的所述换热板之间,并且所述分割板在所述板组的外侧延伸,从而所述分割板通过其外边缘而与所述内壳体(9 )的内表面接触,并且所述分割板的端部附接到所述隔板(8a、8b、8c、8d)。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的换热器,其特征在于,所述换热器包括四个隔板(8a、8b、8c、8d),所述隔板在所述换热器中形成四个分离的流通道,并且所述第一换热介质的入口和出口连接部(5a、5b)布置为与一个流通道(IOa)接触,并且所述第二换热介质的入口和出口连接部(6a、6b)布置为与第二流通道接触,因而两个所述流通道(10b、10c)均未包括用于换热介质的连接部。
6.根据权利要求5所述的换热器,其特征在于,包括用于换热介质的入口连接部和出口连接部的所述流通道(IOa)布置有偶数个分割板(7a、7b、7d、7e),并且位于所述板组的相反侧上的所述流通道(IOb )包括奇数个分割板(7c )。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的换热器,其特征在于,一个或更多个入口或出口连接部(5a、5b、6a、6b)布置为穿过所述外罩壳的端部板(4a、4b)并且穿过与其接触的所述内端部板(1la、1lb)。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述内壳体(9)和所述内端部板(IlaUlb)由与形成所述板组的换热板的相同材料制造,该材料不同于所述外罩壳的材料。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述换热板、所述隔板、所述内壳体和所述内端部板由不锈钢、钛基钢或镍基钢制造。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述内壳体由0.5-1.5 mm厚的板制造,并且所述外罩壳的壳体的厚度为5-200 mm。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述板组(2)通过将带有轮廓的换热板位于彼此之上地附接在一起而形成,从而所述第一换热介质在每隔一个的板空间中流动,并且所述第二换热介质在每隔一个的板空间中流动。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述板组(2)、所述内壳体(9)和所述外罩壳的壳体(3)具有圆柱形形状。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的板换热器,其特征在于,所述换热器(I)的结构完全被焊接。
14.一种用于制造板换热器(1)的方法,所述方法包括: -形成板组(2 ),其中换热板已经被位于彼此之上地附接在一起, -在所述板组(2)周围布置外罩壳,所述罩壳包括主要位于所述板组的端部方向上的端部板(4a、4b)以及连接所述端部板的壳体(3),所述壳体至少大部分布置在离所述板组的外表面的一距离处,所述板组的该外表面由所述板组的换热板的外边缘限定, -布置至少用于第一换热介质和第二换热介质的入口和出口连接部(5a、5b、6a、6b), -在所述板组的纵向方向上布置隔板(8a、8b、8c、8d)位于所述板组(2)的外表面上,所述隔板基本垂直于所述板组,所述隔板包括内边缘和外边缘,并且所述隔板布置为通过其内边缘而与所述板组(2)的外表面接触,以及 -在所述隔板(8a、8b、8c、8d)之间形成从所述入口连接部(5a、6a)到所述板组(2)的流通道(10a、10b、10c)和从所述板组(2)到所述出口连接部(5b、6b)的流通道(10a、10b、10c),所述流通道(10a、10b、10c)至少用于第一换热介质和第二换热介质, 其特征在于: -在所述板组(2)周围布置内壳体(9),所述内壳体布置为通过其内表面与所述隔板(8a、8b、8c、8d)的外边缘接触,并且所述内壳体(9 )通过其外表面被支撑靠着所述外罩壳的壳体(3)的内表面,以及 -布置内端部板(lla、llb)靠着所述外罩壳的端部板(4a、4b)的内表面。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于, -将所述隔板(8a、8b、8c、8d)通过其内边缘而紧密地附接到所述板组(2),通过其外边缘而紧密地附接到所述内壳体(9)的内表面,并且通过其端部而紧密地附接到所述内端部板(I la、I Ib ),所述附接例如通过焊接。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于, -在所述换热板的方向上将至少一个分割板(7a、7b、7c、7d、7e)布置在所述隔板(8a、8b.8c.8d)之间,所述分割板布置在形成所述板组的所述换热板之间,并且所述分割板在所述板组的外侧延伸,从而所述分割板通过其外边缘而与所述内壳体(9 )的内表面接触,并且所述分割板的端部附接到所述隔板(8a、8b、8c、8d)。
17.根据权利要求14至16中的任意一项所述的方法,其特征在于, -布置一个或更多个入口或出口连接部(5a、5b、6a、6b)穿过所述外罩壳的端部板(4a、4b)并且穿过与其接触的所述内端部板(lla、llb)。
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