CN106855370A - 一种板式换热器单元及连接结构 - Google Patents

一种板式换热器单元及连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种板式换热器单元及连接结构，其特征在于：包括芯体及外框，芯体容置于外框内，其中：所述芯体包括若干板片，各板片在其厚度方向上叠置；所述正方形金属板的中央呈阵列设置有凹点及凸点；各板片上的凸点与相邻板片上对应的凸点相接触；相邻板片的过渡板之间设置有角封块，角封块为块状构件，角封块填充相邻板片的过渡板之间的空间，角封块与过渡板之间固定连接；所述外框包括至少两个侧板和若干边框，两个侧板分别设置于所述芯体的两侧；所述边框设于侧板的外围，各边框在侧板的周向上间隔布置；所述芯体与外框之间固定连接。相邻两个板式换热器单元之间通过夹具固定连接。

Description

一种板式换热器单元及连接结构
技术领域
本发明涉及换热器，尤其涉及一种板式换热器单元及连接结构。
背景技术
现在雾霾遮天蔽日，肆意神州，人民想要降霾的愿望无比强烈，雾霾也成为中国环境改善的拦路虎之一，要治理必先从源头治理。
采暖锅炉、火力发电厂等燃烧了大量的燃煤，产生的高温气体内含有大量的烟尘和有害气体排到大气环境中，并带走了大量宝贵的热量，很多大型的锅炉燃煤厂也有相关的尾气处理措施，但是设备体积巨大，占地面积大，整套系统设备昂贵，成本回收遥遥无期，对于小型的燃煤锅炉厂更是购置不起。我们知道与热打交道最好的对手就是换热器，同样尾气的处理系统离不开核心元器件换热器，制作一款满足苛刻烟气工矿，而且保证换热器的高效换热性能起到充分回收余热的作用，还能保证换热器的低成本和可靠性成为我们换热器厂家一直想要达到的目标。
烟尾气冷却器常用高温列管式换热器，主要用于液体介质和烟气换热，存在如下缺点：1.结构庞大，成本昂贵，极大地阻碍了高温热管换热器工业化应用进程；2.过渡段的衔接不合理，导致部分热管处于不工作和非正常工作状态；3.管表面容易结灰影响换热效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板式换热器单元及连接结构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种板式换热器单元，其创新在于：包括芯体及外框，芯体容置于外框内，其中：
所述芯体包括若干板片，各板片在其厚度方向上叠置；
所述板片的主体为一正方形金属板， 正方形金属板的两个表面分别定义为正面和反面，正方形金属板的四条侧边沿顺时针方向或逆时针方向依次定义为第一侧边、第二侧边、第三侧边及第四侧边；
所述第一侧边及第三侧边的边缘朝向正方形金属板的正面一侧设有第一翻折条；第二侧边及第四侧边的边缘朝向正方形金属板的反面一侧设有第二翻折条；
各相邻第一翻折条及第二翻折条的交界处具有一过渡板，该过渡板与正方形金属板位于同一平面上；
所述正方形金属板的中央呈阵列设置有凹点及凸点，凹点与凸点分别在正方形金属板的两个表面上凸出，所述阵列的行数与列数相同，且行数和列数均为偶数，凹点及凸点在阵列的纵向及横向上间隔交替布置，相邻凹点及凸点之间的间距相等，凹点的底部与正方形金属板之间的距离等于凸点的顶部与正方形金属板之间的距离；
所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离不大于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离；
各板片上的凸点与相邻板片上对应的凸点相接触；
各板片的第一翻折条与相邻板片的第二翻折条相对布置并固定；
相邻板片的过渡板之间设置有角封块，角封块为块状构件，角封块填充相邻板片的过渡板之间的空间，角封块与过渡板之间固定连接；
所述外框包括至少两个侧板和若干边框，其中：
两个侧板分别设置于所述芯体的两侧，且平行于所述板片布置；
所述边框为矩形框，边框设于侧板的外围，各边框在侧板的周向上间隔布置，边框的边沿伸出相应侧板的外侧表面，所述外侧表面指的是侧板与芯体相背的那一侧表面；
所述芯体与外框之间固定连接。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述第一翻折条平行于正方形金属板布置。
2、上述方案中，所述第一翻折条与第一侧边/第三侧边之间设有第一过渡斜面。
3、上述方案中，所述第二翻折条平行于正方形金属板布置。
4、上述方案中，所述第二翻折条与第二侧边/第四侧边之间设有第二过渡斜面。
5、上述方案中，所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离不大于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离；
当所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离小于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离时，在板片叠置时，相邻板片的第一翻折条/第二翻折条的边缘之间存在间隙，该间隙可通过焊接填料、钎料或粘接剂进行填充；
当所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离等于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离时，在板片叠置时，相邻板片的第一翻折条/第二翻折条的边缘之间恰好衔接上，不存在间隙，可直接由焊接、粘接或钎接连接两片板片第一翻折条与第二翻折条的衔接处。
6、上述方案中，各板片的第一翻折条与第二翻折条之间、角封块与过渡板之间通过可直接由焊接、粘接和钎接连接，第一翻折条与第二翻折条之间、角封块与过渡板之间可密封也可不密封，密封效果更佳。
7、上述方案中，各板片的结构均相同。
8、上述方案中，所述边框为矩形框。
9、上述方案中，所述侧板的主体为一正方形板状构件，正方形板状构件的四条侧边均向外延伸出安装侧翼，所述边框设于安装侧翼上。
10、上述方案中，沿侧板的周向，相邻边框之间填充有角封条。
11、上述方案中，相邻两个所述板式换热器单元之间通过夹具连接，所述夹具的主体为一凹槽形构件，凹槽形构件的至少一个侧壁上开设有定位孔，定位孔在凹槽形构件的长度方向上间隔布置；
至少两个板式换热器单元拼接，相邻两个板式换热器单元对应的边框的边沿抵靠在一起并嵌设于凹槽性构件的凹槽内，通过穿设在定位孔中的螺丝将两个边框压紧，螺丝的轴向垂直于相邻两个边框之间的抵靠面。
12、上述方案中，芯体及外框的选材范围很广，没有特殊的材料要求，普通槽钢、标准螺栓，材料成本低廉。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明单元可根据产品换热量要求串联，板片上的凹点及凸点起扰流作用，提高了换热效率；
2、本发明单元结构简单，阻力小，无须前处理净化，清洗简单；
3、本发明单元体积小换热面积大 ，可用工况多且适合应用于工况恶劣的地方，不局限冷却水和烟气换热，还可用于进炉空气和烟气换热；
4、本发明各板片在组装时，可翻转也可旋转板片，使得第一翻折条与第二翻折条相对，板片上的凸点即与相邻板片上的凸点相对，凹点即与相邻板片上的凹点相对，安装便捷；
5、本发明单元的气流在芯体中相邻层中的流通方向相互垂直形成错流，提高换热效率；
6、本发明单元可选材范围广，采用连接形式丰富，生产设备要求较低；
7、本发明的板式换热器单元拼接形式多样，可采用卧式，立式，满足不同的空间需求；
8、本发明单元板片可进行表面涂层，形成复合结构，以适应不同介质；
9、本发明对于装配要求没有严格要求，只要外框的边框对上即可，边框受力均匀，更有利于边框之间的密封；
10、本发明安装拆卸简单，操作空间要求小，对边框没有破坏。
附图说明
图1为本发明实施例整体结构立体示意图；
图2为本发明实施例芯体立体示意图；
图3为图2的A处放大图；
图4为本发明实施例四片板片叠置状态的局部放大图（图中可见角封块、过渡板、第一翻折条、第二翻折条及正方形金属板）；
图5为本发明实施例多片板片叠置的侧视图；
图6为图5的B处放大图；
图7为本发明实施例多片板片叠置的侧面示意图；
图8为图7的C处放大图；
图9为本发明实施例单片板片主视图；
图10为本发明实施例单片板片侧视图；
图11为本发明实施例单片板片立体图；
图12为图11中D处放大图；
图13为图11中E处放大图；
图14和图15为本发明第一翻折条/第二翻折条另外两种结构侧视图；
图16为本发明实施例两个板式换热器单元拼接在一起的立体示意图；
图17为图16中夹具的立体图。
以上附图中：1、板片；11、第一翻折条；12、第二翻折条；13、过渡板；14、凸点；15、凹点；d：第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离；2、角封块；31、侧板；32、边框；33、角封条；4、夹具；41、定位孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：
参见附图1~图17所示，一种板式换热器单元，包括芯体及外框，芯体容置于外框内，其中：
包括若干板片1，各板片1在其厚度方向上叠置。
所述板片1的主体为一正方形金属板，正方形金属板的两个表面分别定义为正面和反面，正方形金属板的四条侧边沿顺时针方向或逆时针方向依次定义为第一侧边、第二侧边、第三侧边及第四侧边。
所述第一侧边及第三侧边的边缘朝向正方形金属板的正面一侧设有第一翻折条11；第二侧边及第四侧边的边缘朝向正方形金属板的反面一侧设有第二翻折条12。
各相邻第一翻折条11及第二翻折条12的交界处具有一过渡板13，该过渡板13与正方形金属板位于同一平面上。
所述正方形金属板的中央呈阵列设置有凹点15及凸点14，凹点15与凸点14分别在正方形金属板的两个表面上凸出，所述阵列的行数与列数相同，且行数和列数均为偶数，凹点15及凸点14在阵列的纵向及横向上间隔交替布置，相邻凹点15及凸点14之间的间距相等，凹点15的底部与正方形金属板之间的距离等于凸点14的顶部与正方形金属板之间的距离。
所述第一翻折条11/第二翻折条12的边缘与正方形金属板之间的距离等于凹点15底部/凸点14顶部与正方形金属板之间的距离。
各板片1上的凸点14与相邻板片1上对应的凸点14相接触。
各板片1的第一翻折条11与相邻板片1的第二翻折条12相对布置并焊接、粘接或钎接固定。
相邻板片1的过渡板13之间设置有角封块2，角封块2为块状构件，角封块填充相邻板片1的过渡板13之间的空间，角封块2与过渡板13之间通过焊接、粘接或钎接固定。
参见图1所示，所述外框包括两个侧板31和四个边框32，其中：
两个侧板31分别设置于所述芯体的两侧，且平行于所述板片1布置；
所述边框32为矩形框，边框32设于侧板31的外围，各边框32在侧板31的周向上间隔布置，边框32的边沿伸出相应侧板31的外侧表面，所述外侧表面指的是侧板31与芯体相背的那一侧表面；
所述芯体与外框之间固定连接。
所述边框32为矩形框。
所述侧板31的主体为一正方形板状构件，正方形板状构件的四条侧边均向外延伸出安装侧翼，所述边框32设于安装侧翼上。
沿侧板31的周向，相邻边框32之间填充有角封条33。
所述第一翻折条11平行于正方形金属板布置。
所述第一翻折条11与第一侧边/第三侧边之间设有第一过渡斜面。
所述第二翻折条12平行于正方形金属板布置。
所述第二翻折条12与第二侧边/第四侧边之间设有第二过渡斜面。
所述第一翻折条11及第二翻折条12通过冲压形成。
参见图13所示，所述第一翻折条11/第二翻折条12与正方形金属板之间可以不通过过渡斜面过渡，第一翻折条11第二翻折条12不平行于正方形金属板。
参见图14所示，所述第一翻折条11/第二翻折条12与正方形金属板之间的过渡面垂直于第一翻折条11/第二翻折条12以及正方形金属板。
参见图16和图17所示，相邻两个所述板式换热器单元之间通过夹具4连接，所述夹具4的主体为一凹槽形构件，凹槽形构件的至少一个侧壁上开设有定位孔41，定位孔41在凹槽形构件的长度方向上间隔布置；
至少两个板式换热器单元拼接，相邻两个板式换热器单元对应的边框32的边沿抵靠在一起并嵌设于凹槽性构件的凹槽内，通过穿设在定位孔41中的螺丝将两个边框32压紧，螺丝的轴向垂直于相邻两个边框32之间的抵靠面。
实际应用中，也可以不使用夹具4，直接在边框32上开设定位孔41，通过螺栓穿设于定位孔41中，以此连接固定相邻两个板式换热器单元。
所述侧板31上凸设有加强筋，夹具4上对应于加强筋开设有避让凹槽。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板式换热器单元，其特征在于：包括芯体及外框，芯体容置于外框内，其中：
所述芯体包括若干板片，各板片在其厚度方向上叠置；
所述板片的主体为一正方形金属板， 正方形金属板的两个表面分别定义为正面和反面，正方形金属板的四条侧边沿顺时针方向或逆时针方向依次定义为第一侧边、第二侧边、第三侧边及第四侧边；
所述第一侧边及第三侧边的边缘朝向正方形金属板的正面一侧设有第一翻折条；第二侧边及第四侧边的边缘朝向正方形金属板的反面一侧设有第二翻折条；
各相邻第一翻折条及第二翻折条的交界处具有一过渡板，该过渡板与正方形金属板位于同一平面上；
所述正方形金属板的中央呈阵列设置有凹点及凸点，凹点与凸点分别在正方形金属板的两个表面上凸出，所述阵列的行数与列数相同，且行数和列数均为偶数，凹点及凸点在阵列的纵向及横向上间隔交替布置，相邻凹点及凸点之间的间距相等，凹点的底部与正方形金属板之间的距离等于凸点的顶部与正方形金属板之间的距离；
所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离不大于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离；
各板片上的凸点与相邻板片上对应的凸点相接触；
各板片的第一翻折条与相邻板片的第二翻折条相对布置并固定；
相邻板片的过渡板之间设置有角封块，角封块为块状构件，角封块填充相邻板片的过渡板之间的空间，角封块与过渡板之间固定连接；
所述外框包括至少两个侧板和若干边框，其中：
两个侧板分别设置于所述芯体的两侧，且平行于所述板片布置；
所述边框为矩形框，边框设于侧板的外围，各边框在侧板的周向上间隔布置，边框的边沿伸出相应侧板的外侧表面，所述外侧表面指的是侧板与芯体相背的那一侧表面；
所述芯体与外框之间固定连接。
2.根据权利要求1所述的板式换热器单元，其特征在于：所述第一翻折条平行于正方形金属板布置。
3.根据权利要求2所述的板式换热器单元，其特征在于：所述第一翻折条与第一侧边/第三侧边之间设有第一过渡斜面。
4.根据权利要求1所述的板式换热器单元，其特征在于：所述第二翻折条平行于正方形金属板布置。
5.根据权利要求4所述的板式换热器单元，其特征在于：所述第二翻折条与第二侧边/第四侧边之间设有第二过渡斜面。
6.根据权利要求1所述的板式换热器单元，其特征在于：所述第一翻折条/第二翻折条的边缘与正方形金属板之间的距离等于凹点底部/凸点顶部与正方形金属板之间的距离。
7.根据权利要求1所述的板式换热器单元，其特征在于：所述边框为矩形框。
8.根据权利要求1所述的板式换热器单元，其特征在于：所述侧板的主体为一正方形板状构件，正方形板状构件的四条侧边均向外延伸出安装侧翼，所述边框设于安装侧翼上。
9.根据权利要求8所述的板式换热器单元，其特征在于：沿侧板的周向，相邻边框之间填充有角封条。
10.一种用于权利要求1所述的板式换热器单元的连接结构，其特征在于：相邻两个所述板式换热器单元之间通过夹具连接，所述夹具的主体为一凹槽形构件，凹槽形构件的至少一个侧壁上开设有定位孔，定位孔在凹槽形构件的长度方向上间隔布置；
至少两个板式换热器单元拼接，相邻两个板式换热器单元对应的边框的边沿抵靠在一起并嵌设于凹槽性构件的凹槽内，通过穿设在定位孔中的螺丝将两个边框压紧，螺丝的轴向垂直于相邻两个边框之间的抵靠面。
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