CN105358929B - 板式换热器及用于构造板式换热器中的多个通路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板式换热器及用于构造板式换热器中的多个通路的方法。根据本发明的板式换热器(1)包括布置在板组(6)的外表面与换热器的外罩的壳(2)之间的至少一个挡板(7)，以用于将用于第二换热介质的多个通路布置至换热器，其中挡板(7)焊接到板组的附加平面结构上。

Description

板式换热器及用于构造板式换热器中的多个通路的方法

技术领域

本发明涉及一种根据下文提出的独立权利要求的前序部分的板式换热器和用于构造板式换热器中的多个通路的方法。

背景技术

板壳类型的焊接板式换热器是之前已知的，其由换热器板形成的板组和包绕其的壳构成，用作压力容器。换热器的芯常常由圆形换热器板构成的板组形成，在该处，板已经在其中的开口处和/或在板的周边处紧密地焊接在一起。换热器的主回路形成在在板中的开口之间，且副回路在包绕板组的壳的连接件之间，使得主侧的换热介质流入每隔一个的板空间中，且副侧的换热介质在每隔一个的板空间中。

换热器的性能可通过布置两种换热介质来穿过彼此若干次来改善。其中换热介质穿过彼此一次以上的换热器通常称为多通换热器。多个通路可例如通过将挡板插入换热器的壳侧和/或组侧来执行。这些挡板引导介质往返跨过板组若干次来实现多通效果。

在由圆形换热器板构成的换热器中，其中板组放置于圆柱形壳内，有问题的是，以一种方式将多个通路布置在壳内的副侧中，使得板组与壳之间不存在旁通流。旁通流降低板式换热器的效率。此外，换热器结构中的附加结构可削弱换热器的压力紧密性，且因此换热器的结构一般保持尽可能简单。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种板式换热器构造，其中多个通路可布置在板式换热器的壳侧中，使得可消除旁通流，且该多通构造不会影响换热器的压力紧密性。

本发明的另一个目的在于提供一种容易制造的板式换热器构造。

为了尤其实现上文提出的目的，根据本发明的板式换热器和用于构造板式换热器中的壳侧中的多个通路的方法的特征在于包含的独立权利要求中提出的内容。

其它从属权利要求提出了本发明的一些优选实施例。

在文本中提出的实施例和优点在适用于根据本发明的板式换热器和方法两者的适合部分中，即使这并未明确提到。

根据本发明的典型板式换热器包括：

板组，其由布置在彼此顶部上的圆形换热器板形成，且该板组包括沿换热器板的方向的端部和由换热器板的外缘限定的外表面，

包绕板组的外罩，该罩包括主要沿板组的端部的方向的端板和连接端板的壳；

用于第一和第二换热介质的入口和出口连接件，该连接件布置成穿过外罩，以及

至少一个挡板，其具有第一边缘和第二边缘，它们布置在板组与外罩的壳之间，以布置换热器的壳侧中的多个通路，其中挡板焊接到布置在板组的换热器板之间的附加平面结构上。

根据本发明的用于构造板式换热器的壳侧中的多个通路的典型方法包括：

形成板组，其中圆形换热板在彼此顶部上附接到一起，由此板组具有沿换热板的方向的端部，以及由换热板的外缘限定的外表面，

围绕板组布置外罩，该罩包括主要沿板组的端部的方向的端板，以及连接端板的壳，

布置入口和出口连接件来用于第一和第二换热介质穿过外罩，

将至少一个挡板布置在板组与外罩的壳之间，以及

将挡板焊接到布置于板组的换热板之间的附加平面结构上。

本发明基于多通板式换热器的新颖构造，其通过将挡板或多个板布置在板组与壳的内表面之间且通过将(多个)挡板焊接到布置在板组中的附加平面结构上来制成，使得仍可确保构造的压力紧密性。附加的平面结构可为薄的额外板或厚的中间端板，其布置在板组的换热板之间，使得附加平面结构的外缘与板组的外表面大致在相同平面中。本发明的结构消除了关于挡板的旁通流，因为本构造通过消除多通构造的弱连结点而确保了带有挡板的板组的紧凑结构。当挡板焊接到板组的(多个)附加平面结构上时，换热器的构造还更加支承，因为指向挡板的压力并未指向至板组。

根据优选实施例的典型多通板式换热器包括圆柱形板组和包绕其的圆柱形外罩。板组由若干板对构成。各个板对通常由至少在其外周处焊接在一起的两个圆形换热板形成。各个换热板具有用于第一换热介质流的至少两个开口。相邻的板对通过将两个相邻板对的开口焊接到彼此上来附接在一起。因此，第一换热介质可经由开口从板对流至另一个。第二换热介质布置成在板对之间的空间中的壳内流。用于第一以及用于第二换热介质的入口和出口连接件已经布置成穿过板式换热器的外罩。第一换热介质的入口和出口连接件已经结合板组的内部布置，即，板对的内部。因此，板式换热器的主回路形成在第一换热介质的入口与出口连接件之间。用于第二换热介质的入口和出口连接件已经结合壳的内侧布置，即，结合板组的外侧。换言之，板式换热器的副回路形成在第二换热介质的入口和出口连接件之间，在壳内，板对之间的空间中。通常，主回路和副回路彼此分开，即，在板组的内部流动的第一换热介质不可与壳中流动(即，板组外)的第二换热介质混合。因此，第一主侧换热介质在每隔一个的板空间中流动，且第二副侧换热介质在根据本发明的板式换热器的每隔一个的板空间中流动。

根据实施例，布置在板组的换热板之间的附加平面结构可为具有大约0.7到1.5mm的厚度的薄额外板。额外板通常为平板，且其具有与板组的换热板相同的形状。额外板可从开口的外周焊接到板组的换热板上。

根据另一个实施例，附加的平面结构可为中间端板，其具有5到20mm的典型厚度，更典型的是大约10到15mm，且最典型的是10mm，即，中间端板基本比板组的换热板更厚。根据实施例，板组包括布置在换热板的板组中的一个或更多个中间端板。中间端板的直径与板组的换热板基本相同。中间端板的外缘可包括允许容易结合中间端板安装挡板的一个或更多个凹槽。挡板的一部分可布置在凹槽中，且因此挡板可容易地焊接到该构造上。(多个)凹槽还有助于将换热板焊接到中间端板上。在中间端板的实施例的情况下，挡板的厚度典型的是2到5mm，更典型的是大约3mm。

根据实施例，板组包括布置至换热板的板组的一个或更多个附加平面结构。

挡板在换热板的方向上基本为平面，且它们沿板组的换热板的方向布置至板式换热器结构。具有内缘和外缘的挡板布置在板组构造中，使得挡板的内缘与板组构造接触。在优选实施例中，挡板尺寸确定使得它们可部分地布置在板组构造内，即，挡板的内缘可部分地布置在板组内或中间端板的边缘中的凹槽或多个凹槽内。挡板可从其内缘的区域焊接到附加平面结构(诸如薄额外板或中间端板)以用于确保紧密和支承结构，其中焊缝布置至附加板结构与挡板的连结点。附加平面结构还允许换热器中的通路的容易制造，即，将挡板焊接到板组构造上可容易地执行。

板式换热器的实施例包括壳与板组之间的挡板构造，该构造包括远离彼此一定距离布置的两个板，以及板之间的例如橡胶密封件的密封件。板焊接到额外板上，例如，该构造的板的内缘焊接到布置在板组的换热板之间的额外板上。密封件布置成压制外壳的内表面并压制挡板的板之间的板组的外表面，以防止旁通流。密封件尺寸确定为紧密配合在板之间。在换热器的横穿方向上的挡板的宽度尺寸确定使得挡板的外缘不会在任何点接触外罩的内表面。挡板的厚度典型地为1到3mm，在(多个)额外板布置到板组中的实施例中更典型地为大约2mm(。带有两个板和密封件的挡板构造布置在构造中，使得其覆盖板组的若干板空间，典型地2到5个板空间，更典型地三个板空间。

在实施例中，换热器的多个通路通过使用内管结构、附加平面结构和挡板来执行。板式换热器可包括两个内管结构，其优选布置在板组的相对侧上。换热介质在内管结构内流动。挡板的内缘焊接到附加的平面结构上，且挡板的外缘焊接到内管结构上，其中形成的构造很紧。沿板组的纵向方向的内管结构的长度可在板组的相对侧上不同。板式换热器的流动引导件可布置在内管结构之间，该流动引导件布置成从板组的一端沿板组的长度方向延伸至板组的另一端。挡板可布置成一定构造，使得挡板还沿换热板的方向部分地重叠流动引导件，其中旁通流可有效地消除。带有内管的挡板构造是完全焊接的结构。

根据本发明的典型换热器包括流动引导件，其布置在板组的相对侧上，且该流动引导件可布置成从板组的一端沿板组的长度方向延伸至板组的另一端。典型地，(多个)挡板具有对应于板组的外表面的形状的弯曲形状，且(多个)挡板沿换热板的方向至少从一个流动引导件延伸至另一个流动引导件。根据实施例，挡板具有弯曲形状，且其具有板组的总体直径的大约1/2到3/4的长度，即，挡板循环板组的总体直径的大约1/2到3/4。由于挡板循环板组的总体直径的大约3/4，则挡板还布置成沿换热板的方向部分地重叠流动引导件。在典型的实施例中，挡板成形使得其可部分地布置在流动引导件下方。通过使用此类构造，旁通流可有效地消除，因为流动引导件与挡板的端部之间的非密封点已经消除。典型地，板式换热器包括布置在板组的相对侧上的沿板组的长度的方向的两个流动引导件。挡板的第一端和第二端和流动引导件的边缘布置成紧密抵靠彼此，且它们可焊接到彼此上。挡板的长度取决于板组的尺寸。

附加的平面结构还使得有可能将多个通路布置到换热器的组侧，使得所需数目的附加平面结构布置在板组中，其中附加平面结构包括用于允许板组的流动通道中的流动的开口，或板未破坏而用于闭合流动通道(即，换热板的开口)。典型地，附加平面结构允许板组的一个流动通路中的流动，且闭合板组的另一个流动通道。

在典型的实施例中，沿换热板的方向延伸的一个、两个或更多个挡板布置在板组构造中。在实施例中，两个或更多个挡板布置在板组的相对侧上。挡板的数目取决于期望的构造和所需的换热效率，这通过多个通路实现。挡板的位置可自由选择，由此有可能改变由换热介质使用的板组的换热表面区域。

附图说明

在下文中，将参照所附示意图更详细描述本发明，在附图中，

图1示出了根据本发明的换热器，

图2示出了根据实施例的板式换热器的带有挡板的板组，

图3示出了根据实施例的带有布置在板组的换热板之间的额外板的挡板构造的截面，

图4示出了根据实施例的带有内管构造的挡板的详细截面，

图5示出了根据实施例的板式换热器的带有内管结构的板组，

图6示出了根据图5的板式换热器的板组的截面，

图7示出了图5的挡板构造的详细截面，以及

图8示出了根据实施例的带有流动引导件和挡板的板组。

具体实施方式

在图1到8中，相同的参考标号已经用于对应于彼此的部分，尽管标有相同参考标号的部分可在不同实例中不同。

图1呈现了根据本发明的从外侧看的换热器来作为实例。换热器1具有作用为压力容器的圆柱形外罩，其包括壳2和端板3a,3b。布置在换热器内的板组(附图中未示出)附接在端板之间。

在图1中，用于第一换热介质(即，组侧的流)的入口和出口连接件4a,4b已经布置成穿过换热器的端板，且用于第二换热介质(即，壳侧的流)的入口和出口连接件5a,5b已经布置成穿过换热器的壳2。连接件有利地焊接到换热器的外罩上。

图2示出了根据实施例的板式换热器的板组6，以及挡板7,7’，其焊接到板组6的相对侧上的板组构造上，以用于形成至板组的多个通路。流动引导件8已经布置在板组的相对侧上的挡板之间(附图中仅示出了一个流动引导件)。

图3呈现了带有额外板16,16'的挡板构造的截面，额外板16,16'布置在根据实施例的板组6的换热板10,11,10',11'之间。挡板构造7包括彼此远离一定距离布置的板7a和7b，以及板7a,7b之间的密封件9。板7a,7b焊接到布置在板组的换热板之间的额外板16,16'。板7a,7b与额外板16,16'之间的焊接接头12在板组的外表面中。密封件9布置成压制外壳2的内表面且压制形成挡板的板7a,7b之间的板组6的外表面。

图4呈现了根据实施例的带有内管构造13和额外板16的挡板7的截面。挡板7的内缘布置成与额外板16接触。内管结构13焊接到挡板7的外缘上。焊接接头15也在图4中示出。

图5至7示出了另一个实施例，其中多个通路通过使用内管结构13,13'、中间端板14,14'和挡板7布置在板式换热器中。

图5示出了板式换热器的板组6、布置在板组的相对侧上的内管结构13,13'，以及布置在板组的外表面上的内管之间的流动引导件8(附图中仅示出了一个流动引导件)。图6示出了根据图5的换热器的截面。用于构造内管结构内的多个通路的挡板7布置在板组6和内管13之间，使得挡板的内缘焊接到中间端板上，且挡板的外缘焊接到内管结构13,13'上。中间端板14,14'包括所需的开口，以用于形成换热器的组侧上的多个通路。

中间端板14包括如图7中所示的板的外缘中的凹槽或多个凹槽。挡板7的内缘17布置在该凹槽中，且因此焊接接头15可布置在中间端板的外表面上。内管结构13焊接到挡板7的外缘18上。

图8示出了实施例，其中已经消除了挡板的连结点和流动引导件的边缘的旁通流。挡板7,7'布置至板组构造，使得挡板7,7'也延伸至流动引导件8的长度的至少一部分，即，挡板可在流动引导件8下方继续(附图中仅示出了布置在板组的相对侧上的流动引导件中的一个)。根据实施例，挡板7,7'可循环板组的外表面的长度的大约1/2到3/4循环。

本发明的许多变型将鉴于以上详细的描述对于本领域的技术人员显现。此明显的变型在所附权利要求的整个预计范围内。

Claims (10)

1.一种板式换热器(1)，其包括：

板组(6)，其由布置在彼此顶部上的圆形换热板(10,11)形成，且该板组(6)包括沿所述换热板的方向的端部，以及由所述换热板的外缘限定的外表面，

外罩，其包绕所述板组(6)，所述外罩包括主要沿所述板组的所述端部的方向的端板(3a,3b)和连接所述端板的壳(2)，

入口和出口连接件(4a,4b,5a,5b)，其用于第一换热介质和第二换热介质，该连接件布置成穿过所述外罩，

其特征在于，所述板式换热器(1)还包括布置在所述板组(6)与所述外罩的所述壳(2)之间的至少一个挡板(7)，以用于将多个通路布置在所述换热器的壳侧中，其中所述挡板(7)焊接到布置在所述板组的所述换热板之间的附加平面结构(14,16)上，

其中，所述挡板(7)包括远离彼此一定距离布置的两个板(7a,7b)，以及所述板(7a,7b)之间的密封件(9)，其中所述板(7a,7b)焊接到所述附加平面结构(14,16)上，以及

其中，所述密封件(9)布置成压制所述壳(2)的内表面，且压制所述挡板(7)的所述板(7a,7b)之间的所述板组(6)的所述外表面。

2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述附加平面结构(14,16)包括：

额外板(16)，其具有0.7到1.5mm的厚度，或

中间端板(14)，其具有5到20mm的厚度，

且该附加平面结构布置在所述换热板之间，使得所述附加平面结构(14,16)的外缘与所述板组(6)的所述外表面在基本相同平面中。

3.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述挡板(7)的内缘部分地布置在所述板组(6)内，其中焊缝(12,15)布置至所述附加平面结构(14)和所述挡板(7)的连结点。

4.根据权利要求2所述的板式换热器，其特征在于，所述挡板(7)的内缘部分地布置在所述中间端板(14)的边缘中的凹槽内，其中焊缝(12,15)布置至所述附加平面结构(14)和所述挡板(7)的连结点。

5.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述板组(6)包括布置至所述换热板(10,11)之间的所述板组的一个或更多个附加平面结构(14,16)。

6.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，两个或更多个挡板(7)布置在所述板组(6)的相对侧上。

7.一种用于构造板式换热器的壳侧中的多个通路的方法，该方法包括：

形成板组(6)，其中成对的圆形换热板(10,11)已经在彼此顶部上附接在一起，由此所述板组具有沿所述换热板的方向的端部和由所述换热板的外缘限定的外表面，

围绕所述板组(6)布置外罩，所述外罩包括主要沿所述板组的所述端部的方向的端板(3a,3b)，以及连接所述端板的壳(2)，

将用于第一换热介质和第二换热介质的入口和出口连接件(4a,4b,5a,5b)布置成穿过所述外罩，

其特征在于，

将至少一个挡板(7)布置在所述板组(6)与所述外罩的所述壳(2)之间，以及

将所述挡板(7)焊接到布置在所述板组的所述换热板之间的附加平面结构(14,16)上，

其中，包括远离彼此一定距离布置的两个板(7a,7b)的所述挡板(7)焊接到所述附加平面结构(14,16)上，且密封件(9)布置在所述挡板的所述板(7a,7b)之间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述附加平面结构(14,16)，其包括：

额外板(16)，其具有0.7到1.5mm的厚度，或

中间端板(14)，其具有5到20mm的厚度，

该附加平面结构布置在所述换热板之间，使得所述附加平面结构(14,16)的外缘与所述板组的所述外表面在基本相同平面。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述挡板(7)的内缘部分地布置在所述板组内，其中焊缝(12,15)布置至所述附加平面结构的所述外表面和所述挡板(7)的连结点上。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述挡板(7)的内缘部分地布置在所述板组内或所述中间端板(14)的边缘中的凹槽内，其中焊缝(12,15)布置至所述附加平面结构的所述外表面和所述挡板(7)的连结点上。