CN109737778A - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板式换热器，包括相互间隔层叠设置的若干个第一流通板和若干个第二流通板，各第一流通板和第二流通板之间形成有相互间隔设置的第一流通通道和第二流通通道，所述换热器还包括第一外接管、第二外接管、第三外接管、以及第四外接管，换热器中还形成有至少一个阻尼结构，第一外接管、第二外接管、第三外接管和第四外接管中的至少其中一个通过阻尼结构与第一流通通道或第二流通通道连通，阻尼结构的通流面积小于与所述阻尼结构相连通的外接管主体部分的通流面积。本发明提供的换热器，可以抑制由于流体的进口管段较长带来的制冷剂气、液分层现象，提高流体在板式换热器芯体内部各个制冷剂通道中的分配均匀度，从而提高板换的换热性能。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种换热器。

背景技术

板式换热器被定义为传热元件由流通板片组成的换热器，流通板片是其核心部件，常见的翅片类型有：人字形波纹、水平平直波纹、球形波纹、斜波纹和竖直波纹等。为了增强板式换热器的换热效果，人们对其流通板片结构进行了不断的研发和改进。

相比于传统的换热器，板式换热器的结构十分紧凑；多用铝合金材料制造，十分轻巧；同时由于流通板片的高导热性，使得板式换热器具有很高的效率。因此，板式换热器的适应性很强，可以用于各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热；通过流道的布置和组合能够适应逆流、错流、多股流和多程流等不同的换热工况；通过单元间串联、并联、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。

目前，板式换热器被广泛应用于空分设备、石油化工、制冷及低温领域、汽车和航空工业等领域。

随着对换热器使用要求的不断提高，板式换热器的换热性能也需要进一步增强。这就要求我们对板式换热器进行结构上的优化。

由于板式换热器的外接管路直接与板式换热器的内部流道连通，外部流体直接流入到板式换热器内部的分配流道中，当低温低压的气、液两相流体从外接管路进入到板式换热器的分配流道中时，在分配流道中，流体的气、液分层现象加剧，这样进入到各个板片间的流道中的流体有些气体多，有些液体多，进而降低其在各个流道中的分配均匀度，使得该板式换热器的换热性能降低。

因此如何提供一种可防止流体的气、液分层加剧，提高流体在各个流道中的分配均匀度的板式换热器是当下急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种换热器，能够有效的解决上述技术问题。

本发明提供一种换热器，包括相互间隔层叠设置的若干个第一流通板和若干个第二流通板，各第一流通板和第二流通板之间形成有相互间隔设置的第一流通通道和第二流通通道，所述第一流通板和第二流通板上分别包含有四个角孔，各角孔层叠形成四个分配通道，分别为第一分配通道、第二分配通道、第三分配通道和第四分配通道，四个所述分配通道中的任意两个为所述第一流通通道的一部分，另外两个为所述第二流通通道的一部分，还包括位于各所述第一流通板和第二流通板的层叠方向的外侧的第一边板，所述第一边板的一侧与所述第一流通板或者第二流通板相互固定，所述第一边板开设有与所述第一分配通道相对应连通的第一连通孔，所述换热器还包括与所述第一分配通道连通的第一外接管，所述第一外接管通过所述第一连通孔与所述第一流通通道连通，所述第一连通孔的通流面积小于与所述第一连通孔相连通的第一外接管主体部分的通流面积。

在板式换热器的第一边板中形成有第一连通孔，第一连通孔的内径小于与其连通的外接管的内径，可以抑制由于流体的进口管段较长带来的制冷剂气、液分层现象，可以提高制冷剂在板换芯体内部各个制冷剂通道中的分配均匀度，从而可以提高板换的换热性能。

附图说明

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图。

图2是图1所示换热器的局部爆炸示意图。

图3是图2所示安装板的结构示意图。

图4是图2所示边板的结构示意图。

图5是图1的剖视示意图。

图6是图5的局部放大示意图。

图7是本发明换热器的另一实施例的立体示意图。

图8是图7所示第一外接管的结构示意图。

图9是本发明换热器的又一实施例的局部爆炸示意图。

图10是图9所示边板和安装板结合示意图。

具体实施方式

发明提供了一种换热器，通过将板式换热器中设置有阻尼结构，可以抑制由于流体的进口管段较长带来的制冷剂气、液分层现象，提高制冷剂在板换芯体内部各个制冷剂通道中的分配均匀度，从而提高板换的换热性能。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行具体说明。

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图，如图1所示，在本实施例中，换热器包括相互间隔层叠设置的若干个第一流通板6和若干个第二流通板7，各第一流通板6和第二流通板7之间形成有相互间隔设置的第一流通通道和第二流通通道，第一流通通道和第二流通通道之间相互不连通。相互间隔层叠设置的若干个第一流通板6和若干个第二流通板7配合安装形成为换热芯体。进一步的，为了增加流体在第一流通通道和第二流通通道中的扰流性能，可以在第一流通通道和第二流通通道中设置有翅片，或者第一流通板6和第二流通板7采用形成有波纹状或者酒窝状的凹凸结构。

如图2所示，在第一流通板6和第二流通板7的四个角上分别设置有四个角孔，各第一流通板6和第二流通板7相互配合安装后，各角孔层叠形成四个分配通道，分别为第一分配通道、第二分配通道、第三分配通道和第四分配通道。其中第一分配通道和第二分配通道为第一流通通道的一部分，第三分配通道和第四分配通道为第二流通通道的一部分。当然，在其它实施方式中，也可以是第一分配通道和第三分配通道为第一流通通道的一部分，第二分配通道和第四分配通道为第二流通通道的一部分，或者其它的组合形式，可以根据实际需要和流通板结构来确定分配通道和流通通道的关系，这里不对其做限定。

如图所示，换热器还包括位于第一流通板6和第二流通板7的层叠方向的外侧的第一边板5和第二边板。第一边板5的一侧与第一流通板6或者第二流通板7通过焊接等方式相互固定，第一边板5的另一侧通过焊接等方式固定安装有安装板8。其中，第一边板5上设置有与第一流通通道或者第二流通通道上的第一分配通道相连通的阻尼结构。

在本实施例中，第一边板5上的阻尼结构为第一连通孔51。第一边板5上开设有与第一分配通道相对应的第一连通孔51和与第四分配通道相对应的第二连通孔52，并且第一连通孔51的直径小于第一分配通道的最小通流面积。第二边板上也开设有分别与第二分配通道和第四分配通道相对应的开口。这里应当指出，第二边板上的一个或者两个开口也可以开设在第一边板5上，在本实施例中，分别在第二边板和第一边板上开口，可以防止布局过于拥挤，有利于换热器的安装使用。

安装板8上开设有分别与第一连通孔51和第二连通孔52相对应的第一连接孔81和第二连接孔82。安装板8上的连接孔的数量不局限于两个，当第二边板上不开口设置时，安装板8上的连接孔的数量为4个。安装板8上还可以设置有若干个安装孔83，当然也可以为其它的结构(例如卡扣等)安装。

换热器还包括与第一流通通道连通的第一外接管1和第二外接管2，还包括与第二流通通道连通的第三外接管3和第四外接管4。在本实施例中，第一外接管1可以通过焊接等方式固定在安装板8上，此时，第一外接管1的一端的至少一部分伸入第一连接孔81中，伸入部分与第一连接孔81过盈配合，伸入部分的长度小于等于第一连接孔的长度。进一步的，第一外接管1上与伸入第一连接孔81的部分相连的部分上设置有环形的第一限位部13，第一限位部13与安装板8的安装面相接触。第一限位部13的外径大于第一连接孔的内径。这样，通过设置第一限位部13，一方面可以控制第一外接管1上伸入第一连接孔81部分的长度，方便安装，另一方面，增加了第一外接管1与安装板8之间的接触面积，提高了第一外接管1的安装稳定性。

第四外接管4可以通过焊接等方式固定在安装板8上，第二外接管2和第三外接管3可以通过焊接等方式固定在第二边板上。在本实施例中，第二外接管2、第三外接管3和第四外接管4的结构和安装方式与第一外接管1的结构和安装方式相同或者相近似，这里不再一一赘述。

如图5和图6所示，第一外接管1通过第一连接孔81和第一连通孔51与第一分配通道相连通，并且，第一连通孔51的内径R2小于第一连接孔81的内径R1，而且第一连通孔51的内径R2也小于第一外接管主体部分的内径R3。第一连通孔51的内径R2的值可以位于1.5mm～5.5mm之间，进一步的，第一连通孔51的内径R2的值也可以位于2mm～5mm之间，当第一连通孔51的内径R2处于上述区间时，换热器的换热性能能够得到显著的提高。第一连通孔可以是圆形，也可以是椭圆形、方形、三角形等各种形式中的其中一种或多种。

这里应当指出，第一外接管的主体部分为用于输送流体的部分，第一外接管主体部分不包括第一限位部13等具有其它功能部分，例如第一限位部。进一步的，第一连通孔51也可以是多个，但多个第一连通孔的内径之和小于第一连接孔81的内径R1。

当气液两相的流体从第一外接管1流入换热器时，由于第一外接管1较长，流体不仅会产生气液分层的现象，流体的速度也会降低，当第一连通孔51的内径R2小于第一外接管主体部分的内径R3时，由于存在第一连通孔51，流体在通过第一连通孔51时，一方面流体中的大气泡被内径较小的第一连通孔51打破，可以使气液再次混合均匀，另一方面，由于第一连通孔51的内径R2小于第一外接管主体部分的内径R3，在通过第一连通孔51时，可以增大流体的流速，提高流体的紊流程度，可以有效的防止流体在流入分配通道时流速进一步降低时导致的气液分层加剧，这样，可以有效的抑制气液分层现象，使流体的气液两相较均匀分配的流入各流通板之间的流通通道中从而提高换热器的换热性能。

图7是本发明换热器的另一实施例的立体示意图，图8是图7所示第一外接管的结构示意图。在本实施例中，换热器可以不设置安装板，第一外接管1、第二外接管2、第三外接管3和第四外接管4可以通过焊接等方式固定在第一边板5和第二边板(图中未示出)上，并且第一外接管1包括主体部分11、阻尼管部分12和限位部13，其中，阻尼管部分12的内径小于主体部分11的内径，限位部13的外径大于阻尼管部分12的外径。进一步的，阻尼管部分12的长度较小，远远小于主体部分11的长度。阻尼管部分12的内径与上述实施例中的第一连通孔51的内径R2的取值范围相同。

这样，当气液两相的流体从第一外接管1流入换热器时，由于第一外接管1的主体部分11较长，流体不仅会产生气液分层的现象，流体的速度也会降低，由于存在阻尼管部分12，流体在通过阻尼管部分12时，一方面流体中的大气泡被内径较小的阻尼管部分12打破，可以使气液再次混合均匀，另一方面，由于阻尼管部分12的内径小于主体部分11的内径，在通过阻尼管部分12时，可以增大流体的流速，提高流体的紊流程度，可以有效的防止流体在流入分配通道时流速进一步降低时导致的气液分层加剧，这样，可以有效的抑制气液分层现象，使流体的气液两相较均匀分配的流入各流通板之间的流通通道中从而提高换热器的换热性能。

本实施例的其它结构与图1至图6所示实施例相同或相近似，这里不再一一赘述。

图9是本发明换热器的又一实施例的局部爆炸示意图，图10是图9所示边板和安装板结合示意图。在本实施例中，在换热器上，第一边板5上的第一连通孔51与安装板8上的第一连接孔81的中心线不重合，这样，第一连通孔51的一部分被安装板8所阻隔，使第一连通孔51的一部分与第一连接孔81的一部分重合，重合部分形成为阻尼结构，重合部分的当量直径与图1至图6所示实施例中的第一连通孔51的内径R2的取值范围相同。

本实施例的其它部分与图1至图6所示实施例相同或相近似，这里不再一一赘述。

这里，将当量直径定义为将横截面为各种形状(包括圆)包括的流道的通流面积作为圆面积换算得到内径。

以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种换热器，包括相互间隔层叠设置的若干个第一流通板和若干个第二流通板，各第一流通板和第二流通板之间形成有相互间隔设置的第一流通通道和第二流通通道，所述第一流通板和第二流通板上分别包含有四个角孔，各角孔层叠形成四个分配通道，分别为第一分配通道、第二分配通道、第三分配通道和第四分配通道，四个所述分配通道中的任意两个为所述第一流通通道的一部分，另外两个为所述第二流通通道的一部分，其特征在于，还包括位于各所述第一流通板和第二流通板的层叠方向的外侧的第一边板，所述第一边板的一侧与所述第一流通板或者第二流通板相互固定，所述第一边板开设有与所述第一分配通道相对应连通的第一连通孔，所述换热器还包括与所述第一分配通道连通的第一外接管，所述第一外接管通过所述第一连通孔与所述第一流通通道连通，所述第一连通孔的通流面积小于与所述第一连通孔相连通的第一外接管主体部分的通流面积。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一边板的另一侧固定安装有安装板，所述安装板开设有与第一连通孔相对应连通的第一连接孔，所述第一连通孔为所述阻尼结构，所述第一连通孔的当量内径小于所述第一连接孔的当量内径。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第一连通孔的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形中的其中一种或多种，所述阻尼结构的当量内径的取值范围为1.5mm～5.5mm。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第一连通孔与所述第一分配通道相连通，所述第一外接管固定在所述安装板上，所述第一外接管的一端的至少一部分伸入所述第一连接孔中，伸入部分与所述第一连接孔过盈配合，伸入部分的长度小于等于所述第一连接孔的长度，所述第一连通孔的当量内径小于所述第一外接管主体部分的当量内径。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述第一连通孔包括多个小孔，多个所述小孔的当量内径之和小于所述第一外接管主体部分的当量内径。

6.根据权利要求4至5任一项所述的换热器，其特征在于，各所述外接管上还设置有一环形的限位部，所述限位部的内径大于所述外接管主体部分的内径，所述限位部与所述安装板的安装面相接触。