CN105190217B - 具有接合的框架的热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种板和框架型热交换器,该热交换器由多个热交换板和框架构件形成,多个热交换板和框架构件交替地堆叠在一起以形成流体通道构件。框架构件由多段材料形成,多段材料被形成或弯曲成所希望的构造,以提供围绕板的周界的第一不透流体的密封和围绕形成于热交换器板中的相应流体开口的第二不透流体的密封,以实现通过热交换器的所希望的流动构造。在某些实施例中,框架构件由两个匹配的框架部分形成,两个匹配的框架部分以自对准和自固定关系连结在一起以于组装。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求保护在2013年3月15日提交的、名称为“HEAT EXCHANGER WITHJOINTED FRAME(具有接合的框架的热交换器)”的美国临时专利申请第61/793,865号的权益。上述专利申请的内容通过引用到本申请的详细描述内而明确地并入到本文中。
技术领域
本发明大体而言涉及热交换器,特别是包括间隔开的平板堆叠的热交换器。
背景技术
条和板或者板和框架热交换器最常在工业中用于原型应用或少量生产和高模型混合应用。对于这些类型的应用,希望保持生产和制造成本最小,特别地同时允许设计灵活性而没有对于昂贵工具的对应的再投资。传统的条和板或板与框架型热交换器允许设计灵活性并且通常需要最少的工具成本,对于给定应用,这是合乎需要的。然而,条和板和框架型热交换器常常构建/制造起来是费力的,并且可能需要许多条或框架部件,这在材料成本方面相对昂贵并且可能组装起来相对复杂。
持续地需要降低与这种类型的板型热交换器的设计和制造相关联的成本以及减少其制造常常需要的劳动强度和组装复杂性。
因此,不断地需要维持或提高板型热交换器设计的灵活性,同时降低或避免工具成本,减少部件总数和相关联的材料成本,并且提供更简单并且更牢固的组装方法。
发明内容
根据本公开的第一示例实施例,提供一种热交换器,包括:多个堆叠的热交换器板;多个框架构件,其间设于所述热交换器板中的每一个之间,框架构件与所述板中的每一个间隔开,框架构件和多个堆叠热交换器板一起在它们之间限定流体通道;形成于所述热交换器板中的每一个中的对应的成对的开口,在相邻板中的对应的成对的开口对准,以限定相应入口歧管和出口歧管,以使第一流体和第二流体通过所述热交换器中的所述流体通道中的对应的通道流动;其中所述框架构件中的每一个包括:第一密封构件,其适于对应于热交换器板的至少一部分的周界;第二密封构件,其适于绕形成于热交换器板中的对应的成对的开口形成流体边界;至少两个自由端,其形成至少一个接头,以使得所述框架构件提供围绕这些板的整个周界的第一不透流体的密封和围绕这些板中形成的所述对应的成对开口之一的第二不透流体的密封。
根据本公开的另一示例实施例,提供一种制造热交换器的方法,包括以下步骤:提供多个热交换板,在热交换板中形成有流体开口;提供多个框架构件,框架构件由具有两个自由端的至少一段材料形成;将所述至少一段材料弯曲成一定构造,以提供第一密封构件和第二密封构件,第一密封构件跟随热交换板的周界,第二密封构件形成绕所述板中的所述流体开口中的至少一个的边界,所述自由端中的每一个形成接头的至少一部分,以形成密封框架构件;形成所述热交换器板和所述密封框架构件的交替堆叠,以形成第一组和第二组流体通道构件。
附图说明
现将参考附图仅以举例说明的方式描述本公开,在附图中:
图1是根据本公开的示例性实施例的热交换器的一部分的立体分解图;
图2是图1所示的热交换器的框架构件的一部分的顶部立体图;
图3是处于分解状态的图2的框架构件的俯视图;
图4是处于分解状态的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图,其示出了替代机械连接;
图5是图4所示的实施例的机械连接的详细视图;
图6是图3所示的实施例的机械连接的详细视图;
图7是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图;
图8是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图;
图8A是图8所示的框架构件的变型的俯视图;
图9是根据本公开的另一示例实施例的互锁连接的详细视图;
图9A是图9所示的互锁连接的变型的详细视图;
图10是根据本公开的另一示例实施例的互锁连接的详细视图;
图11是根据本公开的另一示例实施例的热交换器的一部分的详细截面图。
图12是根据本公开的另一示例实施例的热交换器板的顶部立体图;
图12A是图12所示的热交换器板的一变型的顶部立体图;
图13是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图;
图14是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件;
图15是图14所示的框架构件的变型的俯视图;
图16是图14和图15所示的实施例的框架构件各部件之间的互锁连接的详细视图;
图17是用于形成双程或U形流动流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图;以及
图18是用于形成多程流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图;
图19是用于形成交叉流动热交换器的流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图,其中相应的入口歧管和出口歧管被布置成相对于彼此成90度;
图20是用于形成具有外侧流体端口的热交换器的根据本公开的另一示例性实施例的第一框架构件的俯视图;以及
图21是与图20所示的第一框架构件结合以形成具有外侧流体端口的热交换器的第二框架构件的俯视图。
具体实施方式
现参考图1,示出了根据本公开的示例性实施例的热交换器100的一部分。热交换器100包括流体通道构件10,流体通道构件10用作构建块,以使得多个流体通道构件10堆叠在彼此之上,以形成用于加热/冷却通过那里流动的两种不同流体的热交换器。应了解封闭流体通道构件10堆叠的合适端板(未图示)和用于通过热交换器100流动的各种流体的适当入口和出口连接部(未图示)将也根据本领域已知的原理设置。虽然图1所示的示例实施例示出了流体通道构件10具有布置在大体上矩形板12、14的相应端部处的入口/出口开口以形成并流式热交换器,应了解各种其它形式的热交换器也设想到在本公开的范围内,如在下文中结合其它示例实施例进一步详细地描述。
如图所示,流体通道构件10包括一对第一板12和第二板14,第一板12和第二板14彼此间隔开并且由框架构件16连接在一起以在它们之间形成流体通路18。根据热交换器100的特定设计和应用,湍流器或其它传热增进装置(未图示)可以定位于板12、14之间的流体通路18内。板12、14基本上彼此相同并且应了解由于流体通道构件10堆叠在彼此之上以形成热交换器100,一个流体通道构件10的第一(或上)板12变成相邻的流体通道构件10的第二(或下)板14。
第一板12和第二板14大体上为矩形并且由任何合适材料、诸如铝或不锈钢制成。铝板优选地由预先包覆的铝钎焊薄板制成。不锈钢板可以由包有填充金属、诸如铜的不锈钢薄板形成;或者板可以被预先涂布有另一合适填充金属;或者填充金属可以被提供为与每个板表面接触的垫片。板12、14也大体上是平坦的并且各设有四个开口20、22、24、26,其中一个开口定位于板12、14的相应角部中的每一个角部处。开口20、22、24、26用作相应入口/出口端口,以将流体引入和排放到其对应的的流体通路18内。当多个流体通道构件10布置在彼此顶上时,开口20、22、24、26与相邻流体通道构件10中的对应的开口20、22、24、26对准,以形成用于使两种单独流体通过热交换器10流动的相应成对的入口/出口歧管(未图示),如本领域中已知的那样。
框架构件16包括第一或外周缘密封构件32和第二或歧管密封构件34。第一密封构件32大体上绕板12、14的纵向边缘和端边缘35、37跟随板12、14的周界或周边,第一密封构件32使第一板12和第二板14以间隔开的关系在它们的周界处连结在一起,从而在第一板12与第二板14之间形成防漏的流体通路18。因此,第一密封构件32绕流体通道构件10的整个周界提供不透流体的密封,板12、14和框架构件16通过钎焊或任何其它合适方法连结在一起,以在板12、14与框架构件16之间形成密封的流体通路。
第二密封构件34绕形成于板12、14中的对应的开口20、22、24、26中的二个形成流体屏障或流体边界。在图1所示的示例实施例中,一个框架构件16(即,在图1中示出的最上框架构件16)具有绕对角相对的开口20、24形成的第二密封构件34,而另一框架构件16(即,在图1中示出的最下框架构件16)具有绕对角相对的相对那对开口22、26形成的第二密封构件34。因此,在图示的示例实施例中,流体可以经由开口20、22进出形成于板12、14之间的流体通路18,同时由于歧管密封构件34的定位而防止流经热交换器的第二流体进入流体通路18,第二流体替代地允许经由开口24、26进/出相邻流体通路18。因此,应了解热交换器100包括一系列交替的流体流动通路18(1)、18(2),以用于第一热交换器流体通过第一组流体流动通路18(1)流动和第二热交换流体通过第二组流体流动通路18(2)流动,通过穿过热交换器100的流体流动通路18(1)、18(2)的交替布置,使第一热交换器流体和第二热交换流体成传热关系。应了解到尽管第二或歧管密封构件34被示出定位成对应于并流单程(singlepass,单道)热交换器在板12、14的对角相对的角部(拐角)处的流体开口,根据穿过流体通道构件10和热交换器100的所希望的流体流动路径,其它构造也是可能的。
框架构件16通常包括匹配的第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)。在本示例实施例中,第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)大体上彼此相同,其中第二框架部分16(2)相对于第一部分16(1)旋转180度,或反之亦然,如在图2和图3中更清楚地示出。第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)中的每一个具有呈第二密封构件34形式的一端40,而框架部分16(1)、16(2)的其余部分跟随板12、14的周界,即,沿着其余纵向边缘35、端边缘37并且围绕板12、14的角部并且沿着相对的纵向边缘35,之后止于第二端42处。如图所示,第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)中的每一个的第一密封构件32跟随板12、14的周界的大约一半,使得当框架部分16(1)、16(2)定位成其匹配关系时,提供跟随板12、14的周界的闭合框架构件16。
为了确保当部件被钎焊或以其它方式连结在一起时第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)彼此适当对准以形成绕板12、14的整个周界的牢固的第一密封32和绕流体通道构件10内的歧管区域的牢固的第二密封34,第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)设有对应的的互锁特征,以确保框架部分16(1)、16(2)牢固地定位成其匹配关系。如图2和图3所示,第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)设有机械连接部。更具体而言,第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)分别具有形成第二或歧管密封构件34的第一端40,第一端40止于自由端处,自由端用作呈燕尾形突出部形式的阳型互锁构件46。对应的的第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)的第一密封构件32的对应的内侧边缘设有阴型互锁构件48,阴型互锁构件48呈对应于另一框架部分16(1)、16(2)的第一端40的端部处存在的燕尾形突出部的凹部形式。因此,当两个框架部分16(1)、16(2)定位在一起以形成框架构件16时,阳型互锁构件46装于阴型互锁构件48内,从而对准两个框架部分16(1)、16(2)并且将两个框架部分16(1)、16(2)牢固地定位成其匹配关系,从而形成接头。因此,框架部分16(1)、16(2)是自对准的并且自固定的。
框架部分16(1)、16(2)的第二端42通常设有钝端边缘或自由端,其简单地向上抵靠于第一密封构件32的对应端边缘50,其中第一密封构件32终止并且过渡到第二或歧管密封构件34中,从而形成对接接头。然而,若需要,应了解第二端42也可以设有类似互锁特征。然而,倘若框架部分16(1)、16(2)的自由第一端40或第二端42之一设有互锁特征以在它们之间形成机械连接,第一框架部分和第二框架部分16(1)、16(2)应自对准并且自固定以于热交换器100的组装/制造。
本领域技术人员应了解在上文所描述或下面的部分中描述的互锁、相交或重叠的框架接头中的任一个中,这些接头中的几何形状和空隙被选择为足以促进熔融钎焊填充金属的毛细作用流动,使得在钎焊组装期间,机械接头牢固地并且气密地结合。即,各框架端部或框架部结合到彼此,并且整个框架也结合到匹配的热交换器板12、14,以形成牢固的并且防漏的流体通路18。
现参考图4,图4示出了根据本公开的框架构件116的另一示例实施例,其中对应的或相似特征将利用100系数增加的相似附图标记来标注。在此实施例中,框架构件116包括类似于框架部分16(1)、16(2)的第一框架部分和第二框架部分116(1)、116(2),除了提供用于以匹配的关系将两个框架构件116(1)、116(2)互锁在一起的机械连接件或接头的位置和形式之外。更具体而言,框架部分116(1)、116(2)中的每一个的第一端140止于自由钝端边缘141,以抵靠对应的框架部分116(1)、116(2)的对应内表面形成对接接头,而第二端142止于自由端,该自由端形成有呈倒圆锯条或“拼图块”突出部形式的阳型互锁构件146。
呈对应于倒圆锯条或“拼图块”的阳型互锁构件146的凹部形式的对应阴型互锁构件148形成于匹配的框架部分116(1)、116(2)的对应的端边缘150中,其中第一密封构件132在框架部分116(1)、116(2)的第一端140处过渡到第二密封构件134内。当第一框架部分116(1)和第二框架部分116(2)定位在一起以形成框架构件116时,阳型互锁构件146装配于阴型互锁构件148内,从而在两个框架部分116(1)、116(2)形成的第一密封构件132内形成机械连接或接头,机械连接因此将两个框架部分116(1)、116(2)对准并且牢固地定位成其匹配关系。因此,框架部分116(1)、116(2)是自对准的和自固定的。
如在图1至图4的实施例中所示,自对准或自固定的器件或特征可以设置于第一密封构件132内或者与密封构件132对齐,如在图4中主要关于框架构件116所示,或者自对准或自固定的器件可以设置在两个匹配框架部分之间的垂直接合部处,如在图2和图3的实施例中主要关于框架构件16所示。在图5和图6中示出了锯条和燕尾状互锁构件的详细视图。
在图7中示出了框架构件216的另一实施例,其中同样以200的系数增加的相似附图标记用来指示框架构件的相似特征。
如图所示,框架216包括两个大体上相同的框架部分216(1)、216(2),其中一个框架部分216(1)、216(2)相对于另一个框架部分216(1)、216(2)旋转180度。框架部分216(1)、216(2)分别包括第一密封构件232,第一密封构件232绕对应的的板12、14的周界的一部分延伸并且具有呈第二或歧管密封构件234形式的一端240。第二或歧管密封构件234从第一密封构件232朝向框架构件216的内部区域延伸或过渡,以形成边界或流体屏障,边界或流体屏障将绕形成于对应的的板12、14中的流体开口之一定位。第一密封构件232沿着板12、14的纵向边缘35之一、端边缘37和相对纵向边缘35的一部分延伸,以在两个框架部分216(1)、216(2)定位成其匹配关系并且定位于板12、14之间时提供绕板12、14的周边的完整密封或边界以形成流体通道构件10。
在该示例实施例中,并非如上文关于图2至图6所描述具有呈锯条或燕尾形连接部形式的互锁特征的机械连接件,图7所示的实施例包含有台阶状匹配连接部或重叠接头256(参看在图7中以虚线圈出的区域),其中第一框架部分和第二框架部分216(1)、216(2)在第一密封构件232的一部分与第二密封构件234之间的过渡区处会合。如图所示,框架部分216(1)、216(2)分别具有形成第二或歧管密封构件234的第一端240,第一端240止于钝端边缘或自由端241处,当框架部分216(1)、216(2)定位在一起从而形成垂直的对接接头时,钝端边缘或自由端241邻抵于对应框架部分216(1)、216(2)的第一密封构件232的一部分的内边缘或表面。第一框架部分和第二框架部分216(1)、216(2)也分别在第一密封部分232过渡到第二密封构件234内的位置附近设有沿着第一密封构件232的纵向边缘部分的外表面或边缘形成的凹陷或凹进区域258。凹陷或凹进区域258适于在两个框架部分216(1)、216(2)定位在一起成为其匹配关系从而形成重叠接头时接纳另一框架部分216(1)、216(2)的对应的自由端或端部段242,以使得两个框架部分216(1)、216(2)围绕流体通道构件10的周界形成大体上齐平或均匀的边缘。虽然自由端242的无限制的端边缘可能并未完全与凹陷区域258的对应的端部邻抵,但发现在自由端242与凹陷区域258之间的总体重叠,以在两个框架部分216(1)、216(2)之间提供充分的接合。因此,同样,框架部分216(1)、216(2)在它们定位成其配合布置时自对准和自固定。
在图8中示出了框架构件316的另一示例实施例,其中,框架部分316(1)、316(2)被布置成其匹配关系,其中框架部分316(1)、316(2)之一的自由端342绕另一匹配的框架部分316(1)、316(2)的角部包裹,从而形成重叠的接头。虽然这种特定布置并未提供围绕框架316的外周界的齐平或均匀的边缘,但带有非均匀边缘的重叠接头可以适合于特定应用。如图所示,第一框架部分316(1)和第二框架部分316(2)分别包括第一密封构件332,第一密封构件332跟随板12、14的纵向边缘35和端边缘37,第一框架部分316(1)和第二框架部分316(2)具有形成第二密封构件334的第一端340,第一端340止于自由端或钝端边缘341处,自由端或钝端边缘341邻抵于同一框架部分316(1)、316(2)的第一密封构件332的对应的端边缘部分37的内边缘或表面。框架部分316(1)、316(2)的第二端342一般设有自由或钝端边缘,如上文所描述那样自由或钝端边缘同样地绕匹配的框架部分316(1)、316(2)的角部包裹。
图8A示出了图8所示的实施例的变型,其中并非具有带非均匀的外边缘的重叠接头(如在图8中圈出的区域356中所示),与图7所示的台阶状连接部相似的台阶状连接部包含到该重叠接头内,以形成框架构件316的大体上齐平或均匀的外周界边缘。在本实施例中,台阶状连接部包含到框架构件316的端边缘37区域内,而不是如图7所示的实施例的情况包含到第一密封构件的纵向边缘35部分内。在此实施例中,第一密封构件332的端边缘37部分设有凹陷或凹进区域358,凹陷或凹进区域358适于在两个框架部分316(1)、316(2)定位在一起成其匹配关系时接纳对应的框架部分316(1)、316(2)的对应的自由端或端部段342。因此,图8A中所示的实施例提供一种变型:两个框架部分316(1)、316(2)形成绕板12、14周界的齐平或均匀的边缘。
各种其它形式的互锁或自对准连接部设想到在如图所示的本公开的范围内,如图9、图9A和图10所示。为了易于参考,现将参考框架构件16和框架部分16(1)、16(2),但应了解各种其它形式的互锁或自对准连接部可以包含到上文所描述的框架构件16、116、216、316和框架部分16(1)、16(2)、116(1)、116(2)、216(1)、216(2)、316(1)、316(2)中的任一个内。
在图9中示出了在匹配的框架部分16(1)、16(2)之间的重叠连接部或接头,其中一个框架部分16(1)的内侧边缘或内边缘设有阳型突出部46,而对应的框架部分16(2)的外边缘设有对应的阴型配合部件或凹部48,以在框架部分16(1)布置成其匹配关系时接纳阳型突出部。应了解这种类型的连接可以包含到图7或图8A所示的台阶连接部256内或者包含到图8所示的重叠连接部356内。图9A示出了图9所示的重叠连接部的变型,其中带有阳型配合部件46和阴型配合部件48的重叠连接部包含到台阶连接部256内,以在第一框架部分16(1)和第二框架部分16(2)定位成其匹配关系时实现绕框架构件16的外部的齐平或均匀边缘。
图10示出了互锁或自对准连接部的另一形式:一个框架部分16(2)弯曲或箍缩以在框架部分16(2)的外边缘内形成袋状结构47,以接纳对应的框架部分16(1)的对应的弯曲或钩形端部49。为了维持绕框架构件16的周边的齐平或均匀的边缘,在形成了袋状结构47之后继续的框架的部分相对于形成袋状结构47之前的框架的部分以对应于形成框架16材料宽度的距离凹陷或回退。这确保了框架部分16(1)、16(2)在互锁或机械连接部处的重叠形成绕框架构件16外部的齐平或大体上边缘。同样,这个互锁或自对准连接部可以例如包含到例如台阶状连接部256内或者图7和图8所示的重叠连接部356内。
虽然框架构件16、116、216、316全都被示出由具有大体上正方形截面的各材料段形成,应了解框架构件16、116、216、316也可以由具有矩形、圆形或椭圆形截面形状的材料段形成。各材料段可以是任何合适形式的材料,诸如能弯曲或形成为所希望构造的线材或杆或条段。尽管并非至关重要的,在使用圆形或椭圆形材料段、诸如这种圆形或椭圆形线材或杆来形成框架构件16、116、216、316的情形下,框架构件可以在组装之前或组装之后优选地在其上表面和下表面上被压平。倘若在框架构件16、116、216、316与板12、14的对应表面之间提供充分接触以实现所希望的密封,用来形成框架16、116、216、316的线材或杆状材料的具体截面形状可以根据热交换器100的特定设计和/或应用而不同。例如,某些直径的线材和/或杆材料,或者具有特定纵横比的线材和/或杆可能具有与材料能弯曲到实现框架构件16、116、216、316的特定构造所需的半径的能力相关联的制造局限性。在流体通道构件10必须适当地设定大小以容纳湍流器或其它传热增进装置的情况下,具有实现板12、14的所希望的间隔所需的高度的材料的线材或杆可能导致难以实现用来形成框架构件的线材或杆的截面积设计成使得线材或杆精确弯曲以实现所希望的构造。因此,在可能需要尖锐弯曲半径来实现框架构件的情形下,定位于其边缘上的高、薄矩形条或厚材料带可能是优选的,如图16所示。因此,应了解正方形截面形状仅是为了说明目的而示出,并且布置于其边缘上的矩形、圆形或椭圆形线材或杆材料或者任何其它合适形状的材料可以用于形成框架构件16、116、216、316。
现参考图13,示出了根据本公开的框架构件416的另一示例实施例。在此实施例中,框架构件416包括第一框架部分416(1),第一框架部分416(1)形成大体上对应于热交换板12、14的外周边或外周界的整个第一密封构件432。第一框架部分416(1)由弯曲成所希望构造的框架材料段形成,第一框架部分416(1)具有呈钩状端部形式的第一自由端441和第二自由端442,第一自由端441和第二自由端442靠在一起以形成对接接头。
第二框架部分416(2)形成呈流体屏障或边界形式的第二密封构件434,第二密封构件434将环绕或包围板12、14中的流体开口20、22、24、26之一。第二框架部分416(2)定位于由第一框架部分416(1)在其对角相对的角部处限定的内部区域中,第二框架部分416(2)的相应端部451接纳于在第一框架部分416(1)的内表面或边缘中形成的对应的袋状结构447内,这类似于上文关于图10所示的实施例所描述的互连。虽然框架构件416的本示例实施例被示出适于具有位于板的对角相对角部处的对应的入口和出口开口/歧管的单层并流式热交换器,但应了解包括单件式第一密封构件和形成第二密封构件的单独第二框架部分的框架构件可以被修改用于不同构造的热交换器。
现参考图14,示出了根据本公开的框架构件516的另一示例实施例。框架构件516与框架构件16、116、216、316的类似之处在于其也包括第一框架部分516(1)和第二框架部分516(2),第一框架部分516(1)和第二框架部分516(2)大体上彼此相同,其中第二框架部分516(2)相对于第一部分516(1)旋转180度,或反之亦然。第一框架部分516(1)和第二框架516(2)中的每一个具有呈第二密封构件534形式的一端540,而其余框架部分516(1)、516(2)大体上跟随板12、14的周界,即,沿着其余的纵向边缘35、端边缘37并且围绕板12、14的角部并且沿着相对的纵向边缘35的一部分,之后止于第二端542处。并非在框架部分516(1)、516(2)的第一端540的端边缘541之间的接合部处、在第一框架部分516(1)与第二框架部分516(2)之间提供更复杂的燕尾或锯条状机械连接部,对应的框架部分516(1)、516(2)的第一密封构件532的端边缘37部分的对应的内表面或匹配边缘设有凹部或袋状结构547,以在两个框架部分成其匹配关系时接纳对应的框架部分516(1)、516(2)的钝端边缘541。通过将框架部分516(1)、516(2)的第一端540的端边缘541接纳于在第一密封构件532的对应部分中形成的对应的凹部或袋状结构547内,使第一框架部分516(1)与第二框架部分516(2)成其自对准和自固定匹配关系。这种特定实施例适合于不需要绕框架构件516的齐平或均匀的外边缘的应用。
现参考图15,示出了图14所示的框架构件516的变型。在此实施例中,并非使形成于框架部分516(1)、516(2)的外边缘中的袋状结构547导致框架构件516的非均匀的外边缘,用于接纳对应的框架部分516(1)、516(2)的第一端540的端边缘541的凹部或袋状结构547沿着板12、14的端边缘37形成于第一密封构件532的对应的部分的内边缘或表面上。更具体而言,通过将形成框架部分516(1)、516(2)的材料箍缩或弯曲成具有相当小或紧的弯曲半径而形成两个略间隔开的突起549以在这两个突起之间形成凹部或袋状结构547。这种变型在使第一框架部分516(1)和第二框架部分516(2)成其匹配关系时允许绕所形成的框架构件516的周边或周界的齐平或均匀的外边缘。
虽然所有上文所描述的实施例主要涉及适合于形成单程式热交换器的流体通道构件10的框架构件,其中流体通过定位于板12、14的一个角部处的入口开口进入流体流动通路18并且在对角相对的角部处离开流体流动通路18,流体通道构件10适应U形流动或双程式热交换器应用的变型也设想到在本公开的范围内。
现参考图17,其示出了根据本公开的另一示例实施例的框架构件616,其适于与对应的热交换器板12、14一起形成可堆叠的流体通道构件10以形成U形流动或双程式热交换器。在此实施例中,框架构件616为整体结构,其包括带有两个自由端641的框架材料段,将该框架材料段弯曲或形成为所希望的构造。因此,框架构件616具有呈第二或歧管密封构件634形式的第一端640(1)和第二端640(2)。第一端640(1)和第二端640(2)形成绕形成于对应的板12、14中的两个相邻开口(即,开口20、22或24、26)的流体边界或屏障,并且止于端边缘或自由端641处,端边缘或自由端641与第一密封构件632的对应部分的内边缘或表面一起形成重叠或搭接的接头。框架构件616的其余部分大体上跟随或对应于板12、14的周界,以绕板12、14的边缘形成第一密封构件632。
流动分离区域656一体地形成于框架构件616内,以适应穿过形成热交换器的流体通道构件10的U形或双程流体路径。通过使框架材料沿着与第二或歧管密封构件640相对的端边缘35弯曲而形成流动分离区域656,从而形成突伸到框架构件616的内部区域内的窄细长流体屏障。流动分离区域656造成使进入流体通道构件10的流体从入口开口(例如,开口20)沿着由流体通道构件10形成的流体通路18的长度在第一方向上流动,之后绕流动分离区域656的端部657转向或反向并且沿着流体通道构件10的长度在第二方向上流经板12、14的第二半流到出口开口。通过第二或歧管密封构件634防止通过热交换器流动的第二流体进入流体流动通路18,并且替代地进入到由相邻的流体通道构件10形成的流体流动通路。应了解在相邻的流体通道构件中的框架构件616相对于彼此旋转180度,以形成用于使两种不同流体流经热交换器100的交替的流体流动通路18(1)、18(2)。
现参考图18,示出了根据本公开的另一示例实施例的框架构件716,其适于在与对应的热交换器板12、14组合成堆叠交替关系以形成热交换器100时形成多程(multi-pass,多道)流体通道构件10。在此实施例中,框架构件716包括第一框架部分716(1)和第二框架部分716(2),第一框架部分716(1)和第二框架部分716(2)各由具有两个自由端的材料段形成,这个材料段弯曲成所希望的构造。第一框架部分716(1)和第二框架部分716(2)大体上彼此相同,其中第二框架部分716(2)相对于第一部分716(1)旋转180度,或反之亦然。第一框架部分716(1)和第二框架部分716(2)中的每一个具有呈第二密封构件734形式的第一端740,而框架部分716(1)、716(2)的其余部分大体上跟随热交换板12、14的周界,即,沿板的端边缘37之一的一部分、沿着纵向边缘35之一、和端边缘35中的另一个的一部分,之后止于呈自由端形式的第二端742处。
每个框架部分716(1)、716(2)的第一端740或第二密封构件734绕形成于对应的板12、14中的对应一对开口的流体开口之一(即,开口20、22或者24、26之一)形成流体边界或屏障,框架部分716(1)、716(2)的第一端740止于呈自由端形式的端边缘741处,端边缘741与第一密封构件732的对应的部分的内边缘或表面一起形成重叠或搭接的接头。
至少一个流动分离区域756一体地形成于每个框架部分716(1)、716(2)内,以形成穿过热交换板12、14和框架构件716形成的流体流动通道10的多程流体流动通路。通过如下方式来形成流动分离区域756:沿着第一端740与第二端742中间、但更靠近第二端742的第一密封构件732的纵向边缘在形成框架部分716(1)、716(2)的材料中形成窄的细长小直径弯部,如在图18的示例实施例中所示。因此,流动分离区域756在大体上垂直于通过流体通道构件10的主要总流动方向(例如从入口开口22到对角相对的出口开口24)的方向上、伸入到由框架构件716定界的流体通道构件10的内部区域内。
当使第一框架部分716(1)和第二框架部分716(2)在一起成其匹配关系以形成框架构件716时,在一个框架部分716(1)、716(2)的第二端742处的自由端邻抵于框架部分716(1)、716(2)中的另一个的第一端740或第二密封构件734的对应的部分,从而绕对应的板12、14的整个周界形成第一密封构件734。来自每个框架部分716(1)、716(2)的流动分离区域756以彼此间隔开的关系从框架构件716的各相对纵向侧部伸入由第一密封构件734定界的区域。因此,流动分离区域756在流体通道构件10内形成的流体流动通路18内有效地形成挡板,从而造成流体从入口开口(例如入口开口22)通过流体流动通路18、绕流动分离区域756的相应端部757产生一系列回转或发夹形转弯,之后通过对应的出口开口(例如出口开口24)离开流体通道构件10。通过第二或歧管密封构件734防止通过热交换器流动的第二流体进入流体流动通路18,并且替代地进入由相邻流体通道构件10形成的流体流动通路18内,并且在本示例实施例中,在与第一流体通过热交换器100流动的大致相反的方向上流动。在本实施例中,应了解在相邻流体通道构件10中的组合的框架构件716(即,布置成其匹配关系的框架部分716(1)、716(2))相对于彼此旋转180度,以形成用于使两种不同流体通过热交换器100流动的交替的流体流动通路18(1)、18(2)。
虽然图18示出的实施例示出了框架部分716(1)、716(2)各形成有一个流动分离区域756,但应了解每个框架部分716(1)、716(2)可以形成有为了实现穿过流体通道构件10的所希望的流动路径所需数量的流动分离区域756。因此,图8所示的实施例意图是说明性的并且不限制本发明。
现参考图19,示出了根据本公开的另一示例实施例的框架构件816,其适于与对应的热交换器板12、14一起形成可堆叠的流体通道构件10以形成U形流动或双程交叉流动式热交换器,其中对应的成对的入口歧管和出口歧管被布置成相对于彼此成90度,如附图所示。在此实施例中,框架816是整体结构,其包括具有两个自由端841的框架材料段,框架材料段弯曲或形成为所希望的构造。因此,框架构件816具有呈第二或歧管密封构件834形式的一对第一端840(1)、840(2)。该对第一端840(1)、840(2)分别绕形成于对应的热交换板12、14中的相邻开口(即,开口20、22或者24、26)形成流体边界或屏障。第一端840(1)、840(2)中的每一个止于端边缘或自由端841处,并且与第一密封构件832的对应的部分的内边缘或表面形成重叠或搭接的接头,从而绕对应的流体开口提供完整密封。框架构件816的其余部分大体上跟随或对应于板12、14的周界,以在框架构件816被夹在对应的热交换板12、14之间时绕板12、14的边缘形成第一密封构件832。
为了形成穿过流体通道构件10的所希望的双程或U形流动流体通路,框架构件816也包括流动分离区域856,流动分离区域856一体地形成于框架构件816内,以适应穿过形成热交换器的流体通道构件10的U形或双程流体路径。通过使框架材料弯曲以在两个相邻流体开口之间形成窄的细长流体屏障而形成流动分离区域856,流体屏障突出到框架构件816的内部区域内。流动分离区域856造成进入流体通道构件10的流体从入口开口(例如,开口20)沿着由流体通道构件10形成的流体通路18的长度在第一方向上流动,之后绕流动分离区域856的端部857转弯或者反向并且沿着流体通道构件10的长度在第二相反方向上在板12、14的第二半上流到出口开口22。通过第二或歧管密封构件834防止通过热交换器流动的第二流体进入流体流动通路18,并且替代地进入由相邻流体通道构件10形成的流体流动通路。
应了解为了通过热交换器形成交叉流动型式,其中通过热交换器流动的第一流体在大体上垂直于通过热交换器流动的第二流体方向的方向上流动,在相邻流体通道构件10中的框架构件816相对于彼此颠倒或翻转并且旋转90度,以形成用于使两种不同流体通过热交换器100流动的交替的交叉流动流体流动通路。还应了解与框架构件816一起形成流体通道构件10的热交换器板12、14将并不具有大体上矩形形状,因为成对的歧管之一(即,图19所示的流体开口24、26)位于大体上流体流动通路外侧。
现参考图20和图21,示出了结合对应的热交换板12、14用来形成具有外侧流体端口的堆叠板式热交换器100的框架构件916A、916B的另一示例实施例。
在本实施例中,热交换器100包括流体通道构件10的堆叠,流体通道构件10的堆叠包括一对第一板12和第二板14,第一板12和第二板14彼此间隔开,并且通过两种不同的框架构件916A、916B连接在一起,以在它们之间形成流体通路18(1)、18(2)的交替堆叠。如在先前描述的实施例中,湍流器或其它传热增进装置(未图示)可以根据热交换器100的特定设计和应用定位于板12、14之间的框架构件916A、916B中的任一个限定的内部区域中的流动通路18(1)、18(2)内。
将与框架构件916A、916B形成流体通道构件10的板12、14大体上是平板,其具有修改的矩形形状,其具有用于容纳入口/出口开口以使流体之一流经热交换器的外侧区域。因此,板12、14分别设有四个开口20、22、24、26,其中开口中的三个22、24、26定位于板12、14的三个相应角部处,其中第四流体开口20位于板的外侧区域中。如在先前所描述的实施例中,开口20、22、24、26用作对应的入口/出口端口,以使流体进入和排放到其对应的流体通路18内。当多个流体通道构件10被布置于彼此顶上时,开口20、22、24、26与相邻流体通道构件10中的对应的开口20、22、24、26对准,以形成相应成对的入口/出口歧管(未图示)以使两种单独流体通过如本领域中已知那样流经热交换器100,其中成对歧管中的一对歧管中的一个歧管位于热交换器的外侧区域中。
为了针对两种不同流体形成穿过热交换器的交替的流体流动通路18(1)、18(2),需要两种不同的框架构件916A、916B。框架构件916A包括彼此不同的匹配的第一框架部分916A(1)和第二框架部分916A(2)。第一框架部分916A(1)和第二框架部分916A(2)中的每一个具有呈第二密封构件934的一部分形式的第一端940,而框架部分916A(1)、916A(2)的其余部分沿着形成第一密封构件932的一部分的板的、其余的纵向边缘部分35和端边缘部分37中的每一个的至少一部分跟随对应的热交换器板12、14的周界,之后每个框架部分916A(1)、916A(2)止于第二自由端942处。
框架部分916A(1)、916A(2)的第一端940中的每一个绕对应的流体开口形成流体边界,之后止于端边缘或自由端941处,并且与同一框架部分916A(1)、916A(2)的第一密封构件932的对应部分的内边缘或表面形成重叠或搭接的接头,以提供绕行对应的流体开口的完整密封。当使框架部分916A(1)、916A(2)成其匹配关系从而形成框架构件916并且完成第一密封构件932时,框架部分916A(1)、916A(2)中的每一个的第二端942的每一个抵接对应的框架部分916A(1)、916A(2)的第一端940的对应的部分从而形成对应的对接接头。因此,通过将框架构件916A布置于一对对应的板之间而形成用于形成热交换器的第一系列流体通道构件10A,第一系列流体通道构件10A允许第一流体通过开口22、26中的一个进入由框架构件916A所界定的流体通路,并且通过开口22、26中的另一个离开,同时通过第二密封构件934防止通过热交换器流动的第二流体进入由框架构件916A界定的流体通路,第二密封构件934绕在板中形成的其余两个流体开口形成。
框架构件916B(参看图21)还包括彼此不同并且不同于框架部分916A(1)、916A(2)的、匹配的第一框架部分916B(1)和第二框架部分916B(2)。框架部分916B(1)、916B(2)分别具有呈第二密封构件934的一部分形式的第一端940,而框架部分916B(1)、916B(2)的其余部分跟随对应的热交换器板12、14的周界的一部分,之后止于第二自由端942处。框架部分916B(1)、916B(2)的第一端940中的每一个绕相对的一对对应的流体开口(即,开口22、26)形成流体边界,第一端940止于端边缘或自由端941处,端边缘或自由端941与同一框架部分916B(1)、916B(2)的第一密封构件932的对应部分的内边缘或表面形成重叠或搭接的接头,以提供绕对应的流体开口(即,开口22、26)的完整密封。当使框架部分916B(1)、916B(2)处于其匹配关系从而形成框架构件916B并且完成第一密封构件932时,框架部分916B(1),916B(2)中的每一个的第二端942中的每一个邻抵于对应的框架部分916B(1),916B(2)的第一端940的对应部分,从而形成对应的对接或重叠接头。因此,通过将框架构件916B布置在一对对应的热交换板之间而形成用于形成热交换器的第二系列的流体通道构件10B,第二系列的流体通道构件10B允许第二热交换流体通过开口20、24之一进入由框架构件916B界定的流体通路,并且通过开口20、24中的另一个离开,同时借助绕在板中形成的其余两个流体开口(即,流体开口22、26)形成的第二密封构件934来防止流经热交换器的第一流体进入由框架构件916B界定的流体通路。
因此,应了解形成有框架构件916A,916B的热交换器包括第一系列流体通道构件10A和第二系列流体通道构件10B的交替堆叠,即,热交换板、框架构件916A、热交换板、框架构件916B等的交替堆叠。
如在先前所描述的实施例中,框架构件916A,916B也由弯曲或形成为所希望的构造的材料段形成,使得用于框架构件916A,916B中的每一个的框架部分成匹配关系,以完成第一密封构件934,并且由此当所有部件钎焊或以其它方式连结在一起时提供绕热交换板的周界的完整的不透流体的密封。
虽然热交换器100被描述为由间设有框架构件16的大体上平的板12、14的交替堆叠形成,板12、14的变型也设想到在本公开的范围内。
现参考图11,示出了用来形成流体通道构件10的板12、14的替代实施例。如图所示,板12、14可以形成有绕板12、14的周边的小唇缘或边缘13,板12、14由此采用小碟形凹板构造。通过绕板12、14的周边形成小唇缘13,框架构件16能安放于碟形边缘内,以确保框架构件16绕板12、14的周界适当定位。
现参考图12,示出了可以用于形成热交换器100的板12、14的另一示例实施例。在此实施例中,并非将板12、14形成为具有绕板12、14的整个周边的唇缘或边缘的“碟状凹板”,板12、14可以替代地形成有定位或固定凸片15,定位或固定凸片15定位于绕板12、14的周界的特定位置处。固定凸片15提供内边缘,当堆叠于板12、14的顶上时,框架构件16能抵靠于该内边缘上。在某些实施例中,一旦框架构件16定位于板12、14的顶上时,固定凸片15也可以折叠在框架构件16的上边缘上,以在形成流体通道构件10时确保框架构件16固定地位于板上。例如,参考图7所示的示例实施例,具有对应于框架重叠位置256的少至两个固定凸片15的板12、14可足以将重叠的框架构件216(1)、216(2)保持和锁定到与板12、14之一相关联的对应的接合的框架构件216(1)、216(2),以形成包括板12、14以及定位于板上的框架构件216在内的“锁定”子组件。这种“锁定”子组件然后可以堆叠在一起,以在钎焊炉中连结,以形成热交换器100。在图12A中示出了热交换板12、14的示例,热交换板12、14具有仅在对应于框架重叠位置(即,台阶连接部256)的板的角部处的两个固定凸片15。
制造包括板12、14和框架构件16、116、216、316、416、516、616的热交换器100的方法始于多个平坦的传热板12、14,多个平坦的传热板12、14被冲压或切割成所希望的形状和大小,在板中形成有合适的流体开口20、22、24、26。流体开口20、22、24、26也可以冲压或切割到板12、14中。根据热交换器100的特定应用或设计,下一步骤在于通过形成弯曲成所希望框架形状的材料段、诸如线材、杆或条段而提供多个框架构件16。在使用线材料段的情况下,线进给机或CNC形成的线材可以用于制造单独匹配的框架部分16(1)、16(2)的重复型式,其中将线材料弯曲成所希望的形式并且在某些情形下,在线材料中形成互锁构件,以在单独的框架部分16(1)、16(2)之间提供机械连接。在其它情形下,作为使用线进给机的替代,可以通过使线材料自由形式绕心轴或夹具弯曲而形成框架构件。使用线进给还是CNC机制造框架部分16(1)、16(2)可以取决于包含到框架部分16(1)、16(2)内的互锁连接的类型。例如,重叠或台阶状的连接部356、256更有利地是自由形式而不是燕尾或锯条状连接。
在使用具有正方形截面形状的材料的情形下,形成的线材框架部分然后可以经受弯曲后的压平操作,诸如压印或拍击以压平由于正方形线材料弯曲所造成的材料中的任何变形,因为正方形线材料倾向于在框架16中形成的角部区域处在竖直方向上变形。压平操作也可以用于确保框架构件在其相应接头处锁定或固定在一起。当使用圆形或椭圆形线框架材料来形成框架构件16时,可能并不需要弯曲后压平操作,因为当弯曲形成角部时圆形或椭圆形线材料并不倾向于在竖直方向上像正方形线框架材料中那样多地变形。然而,若需要,圆形或椭圆形线材料、杆或条可以经受弯曲后压平操作,特别是在需要将框架构件额外锁定或固定在一起的情况下。
在由两个匹配框架部分16(1)、16(2)形成框架构件16的实施例中,一旦形成多个单独框架部分16(1)、16(2),通过燕尾或锯条形突出部的互连,或者通过重叠或台阶连接部,框架部分16(1)、16(2)在一起定位成其匹配关系,以形成框架构件16。然后,通过将板12、14和框架构件16布置成其交替的堆叠关系而形成流体通道构件10,其中,在第一组流体流动通路18(1)中的框架构件16相对于在第二组流体流动通路18(2)中的框架构件16旋转180度。优选地,每个流体通道10将在框架构件16的边界内包含合适的传热增进装置,诸如湍流器或翅片(未图示),如本领域中已知那样。一旦形成流体通道构件10的堆叠,则添加了用来密封堆叠中最外部的流体通道构件10的端板,整个组件通过钎焊连结在一起,以形成热交换器100。
应意识到尽管框架构件16、116、216、316、416、516可以通机械手段诸如所描述的互锁构件连结在一起,若需要,可以使用额外的助件、诸如平头焊接以例如固定对接接头。平头焊接也可以用于固定在单件式框架构件616中存在的对接接头。
在使用诸如图11和图12所示那些的碟形凹板或带凸片板的情形下,形成包括一个板12、14和一个框架构件16、116、216、316、416、516(即,如图11所示)的各种子组件,各种子组件然后堆叠在彼此之上,并且通过钎焊而连结在一起以形成热交换器100,其具有合适的端板(未图示)和流体入口/出口连接部,如本领域已知那样。
虽然描述并且在附图中示出了具有连结的线框架的热交换器的各种示例性实施例,应了解所描述的示例性实施例的某些调适和修改可以被认为在本公开的范围内。因此,上文讨论的实施例被认为是说明性的而不是限制性的。
Claims (30)
1.一种热交换器,包括:
多个堆叠的热交换器板;
多个框架构件,所述多个框架构件间设于所述热交换器板中的每个之间,所述框架构件与所述热交换器板中的每个间隔开,所述框架构件和所述热交换器板一起在它们之间限定流体通道;
形成于所述热交换器板中的每个内的对应的成对的开口与在相邻的热交换器板中的对应的成对的开口对准,以限定相应的入口歧管和出口歧管,以使第一流体和第二流体通过所述热交换器中的所述流体通道中的对应的流体通道流动;
其中,所述框架构件中的每一个包括:
第一密封构件,所述第一密封构件适于对应于所述热交换器板的至少一部分的周界;
第二密封构件,所述第二密封构件适于绕在所述热交换器板内形成的所述对应的成对的开口形成流体边界;
至少两个自由端,所述至少两个自由端形成至少一个接头,以使得所述框架构件提供围绕所述热交换器板的整个周界的第一不透流体的密封和围绕在所述热交换器板内形成的所述对应的成对开口之一的第二不透流体的密封。
2.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每个框架构件包括:
第一框架部分;以及
第二框架部分,所述第二框架部分布置成与所述第一框架部分成匹配关系,以形成所述第一密封构件和所述第二密封构件。
3.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每个框架构件是整体结构,在一个流体通道中的所述框架构件颠倒并且相对于相邻的流体通道构件中的所述框架构件旋转90度;并且每个整体框架构件包括定位于一对对应的开口中的开口之间并且伸入到所述框架构件的内部区域内的流动分离区域,从而形成双程流体通路。
4.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述第一框架部分和第二框架彼此相同,所述第一框架部分和第二框架部分中的一个相对于所述第一框架部分和第二框架部分中的另一个旋转180度,以形成所述框架构件。
5.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述第一框架部分和第二框架彼此不同。
6.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述第一框架部分和第二框架部分中的每一个包括所述第一密封构件的一部分和呈所述第二密封构件的一部分的形式的第一端。
7.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每个框架构件是整体结构,并且在形成所述热交换器的热交换器板和框架构件的交替堆叠中,相邻的框架构件被布置成相对于彼此布置成180度。
8.根据权利要求2所述的热交换器,其特征在于,所述第一框架部分和第二框架部分中的每一个包括阳型互锁构件和阴型互锁构件,在一个框架部分上的所述阳型互锁构件接纳于在位于另一框架部分上的对应的的阴型互锁构件中,从而形成所述至少一个接头。
9.根据权利要求8所述的热交换器,其特征在于,所述阳型互锁构件和阴型互锁构件选自以下的替代构件之一:台阶状连接部,其中所述阴型互锁构件是框架部分的端部段,而所述阴型互锁构件是形成于所述第一密封构件中的台阶状凹部;燕尾形连接部,其中所述阳型互锁构件是燕尾形突出部,而所述阴型互锁构件是适于接纳所述燕尾形突出部的凹部;锯条形突出部,所述阳型互锁构件和阴型互锁构件呈对应的锯条部件的形式;以及袋状连接部,其中所述阳型互锁构件是框架部分的端部段,而所述阴型互锁构件是形成于所述第一密封构件中的袋状凹部。
10.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件包括线材的一段材料;其中将所述一段材料弯曲成形成所述框架构件的构造。
11.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件是CNC制成的线材框架构件,所述线材框架构件为弯曲以形成所述框架构件的下列材料之一:正方形线材框架材料或圆形线材框架材料。
12.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每个框架构件还包括:
流动分离区域,所述流动分离区域一体地形成于所述框架构件内,并且从所述框架构件的周界向内延伸,并且突出到所述流体通道的内部区域内,所述流动分离区域限定通过所述流体通道的流动路径。
13.根据权利要求12所述的热交换器,其特征在于,所述流动分离区域被布置成在形成于所述热交换器板的一端处的相邻开口之间、从所述热交换器板的周界向内延伸,从而形成通过所述流体通道的U形流动路径。
14.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每个框架构件包括大体上彼此相同的一对匹配的第一框架部分和第二框架部分,其中所述第一框架部分和第二框架部分中的一个相对于所述第一框架部分和第二框架部分中的另一个旋转180度以形成所述框架构件,其中所述框架部分中的每一个还包括伸入到所述流体通道的内部区域中的流动分离区域,所述流动分离区域大体上垂直于通过所述流体通道的主要流体流动方向延伸,所述流动分离区域在相反方向上延伸并且在纵向彼此间隔开,从而在对应的成对的入口开口与出口开口之间形成多程流体流动通路。
15.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述热交换器板是碟型热交换器板,具有绕所述热交换器板中的每一个的周界形成的唇缘。
16.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述热交换器板具有绕所述热交换器板中的每一个的周界以隔开的间隔形成的固定凸片,所述固定凸片适于接合定位于所述热交换器板中的对应的热交换器板上的所述框架构件。
17.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件具有限定大体上均匀边缘的外周界。
18.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件具有限定非均匀边缘的外周界。
19.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件包括杆的一段材料;其中将所述一段材料弯曲成形成所述框架构件的构造。
20.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件包括条的一段材料;其中将所述一段材料弯曲成形成所述框架构件的构造。
21.根据权利要求1所述的热交换器,其特征在于,所述框架构件是CNC制成的线材框架构件,所述线材框架构件为弯曲以形成所述框架构件的下列材料之一:矩形线材或椭圆形线材框架材料。
22.一种制造热交换器的方法,包括以下步骤:
提供多个热交换板,所述多个热交换板具有形成于其内的流体开口;
提供多个框架构件,所述框架构件由具有两个自由端的至少一段材料形成;
将所述至少一段材料弯曲成一构造以提供:
第一密封构件,所述第一密封构件跟随所述热交换板的周界;以及
第二密封构件,所述第二密封构件形成绕所述热交换器板中的所述流体开口中的至少一个的边界;
所述自由端中的每一个形成接头的至少一部分,以形成密封框架构件;
形成所述热交换器板和所述密封框架构件的交替堆叠,以形成第一组和第二组流体通道构件。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于还包括以下步骤:
在弯曲之后压平匹配的所述多个框架构件。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,在弯曲之后压平匹配的所述多个框架构件的步骤包括压印操作或拍击操作,所述压平步骤提供压平以及额外地将所述框架构件锁定或固定在一起。
25.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述框架构件包括第一框架部分和第二框架部分,所述方法还包括以下步骤:
使所述第一框架部分和第二框架部分成匹配关系以形成所述密封框架构件,所述第一框架构件和所述框架构件中的每一个的所述自由端中的每一个形成接头的一部分,所述接头形成下列之一:对接接头、垂直接头或者重叠接头。
26.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述热交换器板包括绕其周界以隔开的间隔形成的固定凸片,所述方法还包括以下步骤:
将所述密封框架构件与所述热交换器板之一定位成堆叠关系;
绕所述密封框架构件的上边缘折叠所述固定凸片以形成子组件;
提供多个所述子组件,并且将所述子组件布置成堆叠,以形成所述热交换器。
27.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,在所述流体通道构件之一中的所述框架构件相对于相邻的流体通道构件中的所述框架构件旋转180度。
28.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述热交换器板是下列之一:冲压板或切割板;且其中所述至少一段材料是线材。
29.根据权利要求22所述的方法,其特征在于还包括以下步骤:在钎焊炉中钎焊所述热交换器板的交替堆叠并且利用合适填料材料密封框架构件。
30.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述热交换器板是下列之一:冲压板或切割板;且其中所述至少一段材料是杆或条材料。
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Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10852076B2 (en) * | 2015-12-22 | 2020-12-01 | Dana Canada Corporation | Segmented conformal heat exchanger |
US9939204B2 (en) * | 2016-05-26 | 2018-04-10 | Fujikura Ltd. | Heat spreading module |
GB2552801B (en) * | 2016-08-10 | 2021-04-07 | Hs Marston Aerospace Ltd | Heat exchanger device |
CN106403670A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 洛阳瑞昌石油化工设备有限公司 | 一种非焊接式纯逆流板式换热器 |
GB2574021B (en) * | 2018-05-22 | 2023-03-01 | Trp Sealing Systems Ltd | Gasket for a plate heat exchanger |
DE202020105759U1 (de) * | 2020-10-07 | 2022-01-11 | Akg Verwaltungsgesellschaft Mbh | Wärmeaustauscher |
US12044488B2 (en) | 2021-10-01 | 2024-07-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Interlocking dovetail geometry joint |
WO2024089125A1 (en) | 2022-10-28 | 2024-05-02 | Alfa Laval Corporate Ab | Plate stack of substantially flat plates |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1526350A2 (de) * | 2003-10-21 | 2005-04-27 | Modine Manufacturing Company | Plattenwärmetauscher |
US7404434B2 (en) * | 2004-08-16 | 2008-07-29 | Dana Canada Corporation | Stacked plate heat exchangers and heat exchanger plates |
JP2009052873A (ja) * | 2007-03-14 | 2009-03-12 | Techno Frontier:Kk | 全熱交換器及びその製法 |
Family Cites Families (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1502524A (en) | 1919-10-25 | 1924-07-22 | Jr Joseph W Price | Piston-rod packing |
US1986465A (en) | 1933-12-20 | 1935-01-01 | Westinghouse Air Brake Co | Gasket construction |
US2379671A (en) * | 1942-12-31 | 1945-07-03 | Walker Wallace Inc | Heat exchanger |
US2782010A (en) * | 1948-12-18 | 1957-02-19 | Modine Mfg Co | Heat exchanger |
US3042382A (en) * | 1957-10-31 | 1962-07-03 | Parsons C A & Co Ltd | Plate type heat exchangers |
US3017161A (en) * | 1959-01-12 | 1962-01-16 | Modine Mfg Co | Heat exchanger |
FR1345815A (fr) * | 1962-12-01 | 1963-12-13 | Parsons C A & Co Ltd | échangeur de chaleur |
US3334399A (en) * | 1962-12-31 | 1967-08-08 | Stewart Warner Corp | Brazed laminated construction and method of fabrication thereof |
US3175832A (en) | 1963-04-26 | 1965-03-30 | Parker Hannifin Corp | Sealing gasket |
US3245693A (en) | 1964-06-05 | 1966-04-12 | David G Way | Sealing rings |
US3375570A (en) * | 1965-03-15 | 1968-04-02 | Mcdonnell Aircraft Corp | Fluxless brazing of aluminum heat exchangers |
US3583711A (en) | 1968-10-25 | 1971-06-08 | American Air Filter Co | Collapsible sealing gasket |
US3738670A (en) | 1971-09-27 | 1973-06-12 | Parker Hannifin Corp | Sectional gasket |
US4380856A (en) | 1980-02-25 | 1983-04-26 | Parker-Hannifin Corporation | Segmented seal |
US4403652A (en) * | 1981-04-01 | 1983-09-13 | Crepaco, Inc. | Plate heat exchanger |
EP0136481A3 (en) * | 1983-10-03 | 1986-02-26 | Rockwell International Corporation | Stacked plate/fin-type heat exchanger |
SE456771B (sv) * | 1984-01-24 | 1988-10-31 | Reheat Ab | Packningsspaar och packning hos plattelement till plattvaermevaexlare |
JPS6113178U (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-25 | 株式会社 土屋製作所 | ハウジングレス熱交換器 |
US4580793A (en) | 1984-07-26 | 1986-04-08 | Bronson & Bratton | Split rotary seal ring and method for making same |
GB8422193D0 (en) | 1984-09-03 | 1984-10-10 | Klinger Ltd Richard | Gaskets |
US4893673A (en) * | 1984-10-31 | 1990-01-16 | Rockwell International Corporation | Entry port inserts for internally manifolded stacked, finned-plate heat exchanger |
FR2584806B1 (fr) * | 1985-07-11 | 1989-03-24 | Chausson Usines Sa | Echangeur de chaleur a plaques maintenues separees les unes des autres par des barrettes |
US4705102A (en) * | 1985-12-13 | 1987-11-10 | Fuji Electric Company, Ltd. | Boiling refrigerant-type cooling system |
US4815534A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-28 | Itt Standard, Itt Corporation | Plate type heat exchanger |
DD272693A1 (de) | 1988-05-30 | 1989-10-18 | Kyffhaeuserhuette Maschf | Dichtung fuer eine waermeuebertragungsplatte |
US5020809A (en) | 1990-02-09 | 1991-06-04 | Eg&G Sealol, Inc. | High-speed easy-maintenance split seal |
US5161808A (en) | 1991-02-12 | 1992-11-10 | Great Gasket Concepts, Inc. | Collapsible sealing gasket |
US5149108A (en) | 1991-02-15 | 1992-09-22 | Great Gasket Concepts, Inc. | Multi-piece gasket joint |
AU660458B2 (en) | 1991-05-17 | 1995-06-29 | Tokyo Gasket Co. Ltd. | Split-type gasket |
US5149109A (en) | 1991-09-18 | 1992-09-22 | Parker-Hannifin Corporation | Interlocking segmented seal |
US5618047A (en) | 1995-03-14 | 1997-04-08 | Dana Corporation | Molded gasket with a multiple component reinforcing element |
GB9512267D0 (en) | 1995-06-16 | 1995-08-16 | Management Consultancy Service | Improved split seal |
JPH0979784A (ja) | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Tokyo Radiator Seizo Kk | 積層型熱交換器及びその製造方法 |
US6308960B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-10-30 | United Gasket Corporation | V-lock segmented speaker gasket |
US6516874B2 (en) | 2001-06-29 | 2003-02-11 | Delaware Capital Formation, Inc. | All welded plate heat exchanger |
SE519567C2 (sv) | 2001-07-09 | 2003-03-11 | Alfa Laval Corp Ab | Plattvärmeväxlare samt därtill hörande gavelplatta med inbördes förskjutbara segment |
WO2003056264A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Dana Canada Corporation | Heat exchanger with internal slotted manifold |
US6989134B2 (en) | 2002-11-27 | 2006-01-24 | Velocys Inc. | Microchannel apparatus, methods of making microchannel apparatus, and processes of conducting unit operations |
US7011482B2 (en) | 2003-04-21 | 2006-03-14 | L.L. Culmat, L.P. | Molded washer |
JP4533795B2 (ja) | 2005-05-06 | 2010-09-01 | 三菱重工業株式会社 | プレートフィン式熱交換器 |
US7578131B2 (en) | 2005-06-30 | 2009-08-25 | United Technologies Corporation | Augmentor spray bar mounting |
FR2910607B1 (fr) * | 2006-12-21 | 2009-02-06 | Alfa Laval Vicard Soc Par Acti | Echangeur thermique a plaques |
-
2014
- 2014-03-14 US US14/211,004 patent/US10458725B2/en active Active
- 2014-03-14 DE DE112014001360.9T patent/DE112014001360T5/de active Pending
- 2014-03-14 WO PCT/CA2014/050247 patent/WO2014139001A1/en active Application Filing
- 2014-03-14 CA CA2900123A patent/CA2900123A1/en not_active Abandoned
- 2014-03-14 CN CN201480014251.3A patent/CN105190217B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1526350A2 (de) * | 2003-10-21 | 2005-04-27 | Modine Manufacturing Company | Plattenwärmetauscher |
US7404434B2 (en) * | 2004-08-16 | 2008-07-29 | Dana Canada Corporation | Stacked plate heat exchangers and heat exchanger plates |
JP2009052873A (ja) * | 2007-03-14 | 2009-03-12 | Techno Frontier:Kk | 全熱交換器及びその製法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014139001A1 (en) | 2014-09-18 |
US10458725B2 (en) | 2019-10-29 |
DE112014001360T5 (de) | 2015-12-17 |
CN105190217A (zh) | 2015-12-23 |
CA2900123A1 (en) | 2014-09-18 |
US20140262175A1 (en) | 2014-09-18 |
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---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |