CN110073163A - 板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种板式热交换器，其包括形成第一板间隙(1)、第二板间隙(2)和第三板间隙(3)的热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')。板在顶部平面(6)与底部平面(7)之间延伸。第一入口端口(11)和第一出口端口(12)与第一板间隙连通。第二入口端口(21)和第二出口端口(22)与第二板间隙连通。第三入口端口(31)和第三出口端口(32)与第三板间隙连通。第二端口和第三端口的端口孔由外部平坦区域(15)包绕，外部平坦区域(15)由内部平坦区域(17)包绕。外部平坦区域位于顶部平面和底部平面中的一个处。包围第二板间隙的板的第二端口的内部平坦区域位于离彼此一定距离处。包围第三板间隙的板的第二端口的内部平坦区域彼此邻接。

Description

板式热交换器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序的板式热交换器。此类板式热交换器在US 6,164,371中公开。
背景技术
用于三种介质的此类现有技术的板式热交换器可具有六个端口，其中端口中的四个将对一个板间隙开放，对随后的两个板间隙闭合，对随后的一个板间隙开放，对随后的两个板间隙闭合等等。US-6,164,371中公开的板式热交换器由于在这四个端口周围薄弱而为不利的，且因此易于坍塌。借助于与相邻端口孔(portholes)相比带有更小直径的端口孔，每隔两个板间隙在这四个端口处闭合。带有较小直径的端口孔的外部平坦区域延伸较长的距离到端口中。除了减少端口的自由流动区域之外，该解决方案导致热交换器板在这四个端口孔区域中变弱。
发明内容
本发明的目标在于克服上文论述的问题，且提供一种具有用于三种不同介质的板间隙的改进的板式热交换器。
该目标由最初限定的板式热交换器来实现，其特征在于，包围第二板间隙的热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域位于离彼此一定距离处，且包围第三板间隙的热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域彼此邻接且位于顶部平面和底部平面中的一个处。
由于所有热交换器板的所有端口的端口孔的外部平坦区域位于顶部平面和底部平面中的一个处的特征，所有热交换器板的外部平坦区域将邻接板组中的相邻热交换器板的另一外部平坦区域。该结构确保板式热交换器的端口处的高强度。
由于包围第二板间隙的热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域位于离彼此且离顶部平面(6)和底部平面(7)一定距离处(例如在底部平面与顶部平面之间)的特征，第二入口端口和第二出口端口可与第二板间隙连通。
由于包围第三板间隙的热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域彼此邻接且位于顶部平面和底部平面中的一个处的特征，对于包围第三板间隙的所有热交换器板，包围第三板间隙的热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域将彼此邻接。
根据本发明的实施例，包围第三板间隙的热交换器板的第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域位于离彼此且离顶部平面(6)和底部平面(7)一定距离处，例如在底部平面与顶部平面之间，其中包围第二板间隙的热交换器板的第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域彼此邻接且位于顶部平面和底部平面中的一个处。因此，包围第三板间隙的板的第三入口端口和第三出口端口可以以与包围第三板间隙的热交换器板的第二入口部分和第二出口部分相同的方式构造。
根据本发明的另外的实施例，热交换器板的第一入口端口和第一出口端口的端口孔的外部平坦区域邻接热交换器区域的波纹(corrugation)。因此，不存在包绕第一入口端口和第一出口端口的端口孔的外部平坦区域的内部平坦区域。
根据本发明的另外的实施例，对于板组的所有热交换器板而言，第二入口端口的端口孔中的每一个具有相等的直径。
根据本发明的另外的实施例，对于板组的所有热交换器板而言，第二出口端口的端口孔中的每一个具有相等的直径。
根据本发明的另外的实施例，对于板组的所有热交换器板而言，第三入口端口的端口孔中的每一个具有相等的直径。
根据本发明的另外的实施例，对于板组的所有热交换器板而言，第三出口端口的端口孔中的每一个具有相等的直径。
根据本发明的另外的实施例，第二入口端口的端口孔的直径等于第三入口端口的端口孔的直径。
根据本发明的另外的实施例，第二出口端口的端口孔的直径等于第三出口端口的端口孔的直径。
根据本发明的另外的实施例，热交换器板包括按交替顺序设在板组中的第一热交换器板和第二热交换器板。
根据本发明的另外的实施例，第二板间隙中的每一个设在第二热交换器板中的一个与第一热交换器板中的一个之间，且第三板间隙中的每一个设在第二热交换器板中的一个与第一热交换器板中的一个之间。
根据本发明的另外的实施例，邻接第三板间隙的第一热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域位于底部平面处。
根据本发明的另外的实施例，邻接第三板间隙的第二热交换器板的第二入口端口和第二出口端口的端口孔的内部平坦区域位于顶部平面处。
根据本发明的另外的实施例，邻接第二板间隙的第一热交换器板的第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域位于顶部平面处。
根据本发明的另外的实施例，邻接第二板间隙的第二热交换器板的第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域位于底部平面处。
根据本发明的另外的实施例，第一板间隙中的每一个设在第一热交换器板中的一个与第二热交换器板中的一个之间。
根据本发明的另外的实施例，第一热交换器板包括第一端板，其邻接第一板间隙中最外面的一个，且第二热交换器板包括第二端板，其邻接第一板间隙中另一最外面的一个。
根据本发明的另外的实施例，第一端板的第二入口端口和第二出口端口以及第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域位于顶部平面处。第一端板的内部平坦区域可因此邻接板式热交换器的框架板。
根据本发明的另外的实施例，第二端板的第二入口端口和第二出口端口以及第三入口端口和第三出口端口的端口孔的内部平坦区域位于底部平面处。第二端板的内部平坦区域可因此邻接板式热交换器的压力板。
附图说明
现在通过各种实施例的描述且参照附于此的附图来更接近地解释本发明。
图1公开根据本发明的实施例的板式热交换器的前视图。
图2公开图1中的板式热交换器的侧视图。
图3公开沿着图1中的线III-III的截面图。
图4公开沿着图1中的线IV-IV的截面图。
图5公开图1中的板式热交换器的第一热交换器板。
图6公开图1中的板式热交换器的第二热交换器板。
具体实施方式
图1至图4公开包括热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''的板组的板式热交换器。热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''堆叠于彼此上，以形成用于初级(primary)介质的第一板间隙1、用于第一次级(secondary)介质的第二板间隙2，以及用于第二次级介质的第三板间隙3。
初级介质可为加热或冷却的介质，例如热水或冷水。第一次级介质可为待蒸发或冷凝的第一制冷剂。第二次级介质可为待蒸发或冷凝的第二制冷剂。
如可在图3和图4中看到的，板间隙1-3按以下顺序布置：第一板间隙1、第二板间隙2、第一板间隙1、第三板间隙3、第一板间隙1、第二板间隙2、第一板间隙1、第三板间隙3、第一板间隙1、第二板间隙2、第一板间隙1、第三板间隙3和第一板间隙1。在公开的实施例中，板式热交换器包括13个板间隙1-3。这仅为示例，且应注意的是，板式热交换器可包括更小或更大数量的板间隙1-3。
每个热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''与延伸平面p平行地延伸，且包括带有波纹5的热交换器区域4，见图5和图6。波纹5在顶部平面6与底部平面7之间延伸，见图3和图4。顶部平面6和底部平面7平行于彼此且平行于延伸平面p。延伸平面p形成中心平面，其在顶部平面6与底部平面7之间的中间延伸。
波纹5由脊部和谷部形成。在公开的实施例中，脊部和谷部的波纹5延伸至纵向中心轴线x，且与纵向中心轴线x形成倾斜角。如可在图5和图6中看到的，波纹5形成箭头图案。其它种类的波纹5是可能的。
板式热交换器和板组还包括在热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''的一侧上的框架板8以及在热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''的另一侧上的压力板9。如可在图3和图4中看到的，框架板8和压力板9也与热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''的延伸平面p平行地延伸。
如可在图1中看到的，板式热交换器和板组包括六个端口11，12，21，22，31，32。端口11，12，21，22，31，32延伸穿过热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''且穿过框架板8。
端口11，12，21，22，31和32包括第一入口端口11和第一出口端口12、第二入口端口21和第二出口端口22，以及第三入口端口31和第三出口端口32。
第一入口端口11和第一出口端口12与第一板间隙1连通，且容许初级介质往来于第一板间隙1的供应和排放。第一入口端口11和第一出口端口12对第二板间隙2和第三板间隙3闭合。
第二入口端口21和第二出口端口22与第二板间隙2连通，且容许第一次级介质往来于第二板间隙2的供应和排放。第二入口端口21和第二出口端口22对第一板间隙1和第三板间隙3闭合。
第三入口端口31和第三出口端口32与第三板间隙3连通，且容许第二次级介质往来于第三板间隙3的供应和排放。第三入口端口31和第三出口端口32对第一板间隙1和第二板间隙2闭合。
在公开的实施例中，第二入口21和第二出口22位于图1中的左边，且第三入口31和第三出口32位于图1中的右边。然而，第一次级介质和第二次级介质的流可备选地对角延伸，使得第二入口21和第三出口32位于左边，且第二出口22和第三入口31位于图1中的右边。
端口11，12，21，22，31和32中的每一个由穿过热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''中的每一个的端口孔14形成，见图5和图6。每个端口孔14由外部平坦区域15包绕。外部平坦区域15形成或限定端口孔14的端口孔边缘16。外部平坦区域15为环形的，且与延伸平面p平行地延伸。
第二入口端口21和第二出口端口22以及第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的外部平坦区域15由内部平坦区域17包绕，见图5和图6。内部平坦区域17为环形的，且与延伸平面p平行地延伸。
第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的外部平坦区域15邻接热交换器区域4的波纹5，见图5和图6。因此，在第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的外部平坦区域15周围不存在环形内部平坦区域。
热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''中的每一个包括在热交换器区域4周围延伸的边缘法兰18。边缘法兰18关于延伸平面p形成倾斜角。
热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''包括第一热交换器板A，A'，A''(见图5)以及第二热交换器板B，B'，B''(见图6)。第一热交换器板A，A'，A''和第二热交换器板B，B'，B''按交替顺序设在板组中。
如可在图5和图6中看到的，脊部和谷部的波纹5形成在第一热交换器板A，A'，A''上沿着第一方向的箭头和在第二热交换器板B，B'，B''上沿着第二方向的箭头，第二方向与第一方向相反。
在板组中，第一热交换器板A，A'，A''和第二热交换器板B，B'，B''的边缘法兰18沿相同方向延伸。可能地，第一热交换器板A，A'，A''的边缘法兰18可从顶部平面6延伸，且第二热交换器板B，B'，B''的边缘法兰18可从底部平面7延伸。
从框架板8或从端口11，12，21，22，31，32的开放端看，第一板间隙1中的每一个设在第一热交换器板A，A'，A''中的一个与第二热交换器板B，B'，B''中的一个之间。从框架板8或从端口11，12，21，22，31，32的开放端看，第二板间隙2中的每一个设在第二热交换器板B，B'，B''中的一个与第一热交换器板A，A'，A''中的一个之间。从框架板8或从端口11，12，21，22，31，32的开放端看，第三板间隙3中的每一个设在第二热交换器板B，B'，B''中的一个与第一热交换器板A，A'，A''中的一个之间。
对于板组的所有热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''而言，第二入口端口21的端口孔14中的每一个具有相等的直径d。对于板组的所有热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''而言，第三入口端口31的端口孔14中的每一个具有相等的直径d。第二入口端口21的端口孔14的直径可等于第三入口端口31的端口孔14的直径。
对于板组的所有热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''而言，第二出口端口22的端口孔14中的每一个具有相等的直径d。对于板组的所有热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''而言，第三出口端口32的端口孔14中的每一个具有相等的直径d。第二出口端口22的端口孔14的直径可等于第三出口端口32的端口孔14的直径d。
热交换器板A，A'，A''，B，B'，B''的端口11，12，21，22，31，32的端口孔的外部平坦区域15位于顶部平面6和底部平面7中的一个处且与其平行。
更具体地，第一热交换器板A，A'，A''的第二入口端口21、第二出口端口22、第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的外部平坦区域15位于底部平面7处。第一热交换器板A，A'，A''的第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的外部平坦区域15位于顶部平面6处。
以对应的方式，第二热交换器板B，B'，B''的第二入口端口21、第二出口端口22、第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的外部平坦区域15位于顶部平面6处。第二热交换器板B，B'，B''的第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的外部平坦区域15位于底部平面7处。
包围相应的第二板间隙2的热交换器板B，A的第二入口端口21和第二出口端口22的端口孔14的内部平坦区域17位于离彼此一定距离处，且在公开的实施例中，位于底部平面7与顶部平面6之间。
包围相应的第三板间隙3的热交换器板B'，A'的第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的内部平坦区域17位于离彼此一定距离处，且在公开的实施例中，位于底部平面7与顶部平面6之间。
邻接相应的第三板间隙3的第一热交换器板A'的第二入口端口21和第二出口端口22的端口孔14的内部平坦区域17位于顶部平面6处。
邻接相应的第三板间隙3的第二热交换器板B'的第二入口端口21和第二出口端口22的端口孔14的内部平坦区域17位于底部平面7处。
以对应的方式，邻接相应的第二板间隙2的第一热交换器板A的第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的内部平坦区域17位于顶部平面6处。
邻接相应的第二板间隙2的第二热交换器板B的第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14的内部平坦区域17位于底部平面7处。
第一热交换器板A，A'，A''包括第一端板A''，其邻接框架板8和第一板间隙1中最外面的一个。第二热交换器板B，B'，B''包括第二端板B''，其邻接压力板9和第一板间隙1中另一最外面的一个。第一端板A''相对于第一热交换器板A，A'来修改，因为第二入口端口和第二出口端口的端口孔14的内部平坦区域17位于顶部平面7处。第二端板B''相对于第二热交换器板B，B'来修改，因为第三入口端口31和第二入口端口32的端口孔14的内部平坦区域17位于底部平面7处。
根据备选实施例，第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的外部平坦区域15可以以与第二入口端口21和第二出口端口22以及第三入口端口31和第三出口端口32的端口孔14相同的方式由内部平坦区域17包绕。第一入口端口11和第一出口端口12的端口孔14的内部平坦区域17则位于顶部平面6与底部平面7之间，以容许用于第一介质的在第一入口端口11和第一出口端口12与第一板间隙1之间的连通。
本发明不限于上文公开的实施例，而可在以下权利要求书的范围内变化和修改。

Claims (15)

1.一种板式热交换器，其包括热交换器板的板组，所述热交换器板堆叠于彼此上，以形成
用于初级介质的第一板间隙(1)，
用于第一次级介质的第二板间隙(2)，以及
用于第二次级介质的第三板间隙(3)，
其中所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')中的每一个与延伸平面(p)平行地延伸，且包括带有波纹(5)的热交换器区域(4)，所述波纹(5)在顶部平面(6)与底部平面(7)之间延伸，所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)平行于彼此且平行于所述延伸平面(p)，
其中所述板组包括六个端口(11，12，21，22，31，32)，其延伸穿过所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')且包括
第一入口端口(11)和第一出口端口(12)，其用于所述初级介质往来于所述第一板间隙(1)的供应和排放，
第二入口端口(21)和第二出口端口(22)，其用于所述第一次级介质往来于所述第二板间隙(2)的供应和排放，以及
第三入口端口(31)和第三出口端口(32)，其用于所述第二次级介质往来于所述第三板间隙(3)的供应和排放，
其中所述端口(11，12，21，22，31，32)中的每一个由穿过所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')中的每一个的端口孔(14)形成，
其中每个端口孔(14)由形成端口孔边缘(16)的外部平坦区域(15)包绕，
其中所述第二入口端口(21)和所述第二出口端口(22)以及所述第三入口端口(31)和所述第三出口端口(32)的外部平坦区域(15)由内部平坦区域(17)包绕，且
其中所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')的端口(11，12，21，22，31，32)的端口孔(14)的外部平坦区域(15)位于所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)中的一个处，
其特征在于
包围所述第二板间隙(2)的所述热交换器板(B，A)的第二入口端口(21)和第二出口端口(22)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于离彼此且离所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)一定距离处，且包围所述第三板间隙(3)的所述热交换器板(B'，A')的第二入口端口(21)和第二出口端口(22)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)彼此邻接且位于所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)中的一个处。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，包围所述第三板间隙(3)的所述热交换器板(B'，A')的第三入口端口(31)和第三出口端口(32)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于离彼此且离所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)一定距离处，且其中包围所述第二板间隙(2)的所述热交换器板(B，A)的第三入口端口(31)和第三出口端口(32)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)彼此邻接且位于所述顶部平面(6)和所述底部平面(7)中的一个处。
3.根据权利要求1和权利要求2中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')的第一入口端口(11)和第一出口端口(12)的端口孔(14)的外部平坦区域(15)邻接所述热交换器区域(4)的波纹(5)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，对于所述板组的所有热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')而言，所述第二入口端口(21)的端口孔(14)中的每一个具有相等的直径(d)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，对于所述板组的所有热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')而言，所述第二出口端口(22)的端口孔(14)中的每一个具有相等的直径(d)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，对于所述板组的所有热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')而言，所述第三入口端口(31)的端口孔(14)中的每一个具有相等的直径(d)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，对于所述板组的所有热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')而言，所述第三出口端口(32)的端口孔(14)中的每一个具有相等的直径(d)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述热交换器板(A，A'，A''，B，B'，B'')包括按交替顺序设在所述板组中的第一热交换器板(A，A'，A'')和第二热交换器板(B，B'，B'')。
9.根据权利要求8所述的板式热交换器，其特征在于，所述第二板间隙(2)中的每一个设在所述第二热交换器板(B)中的一个与所述第一热交换器板(A)中的一个之间，且所述第三板间隙(3)中的每一个设在所述第二热交换器板(B')中的一个与所述第一热交换器板(A')中的一个之间。
10.根据权利要求8和权利要求9中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，邻接所述第三板间隙(3)的所述第一热交换器板(A')的第二入口端口(21)和第二出口端口(22)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于所述顶部平面(6)处。
11.根据权利要求8至权利要求10中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，邻接所述第三板间隙(3)的所述第二热交换器板(B')的第二入口端口(21)和第二出口端口(22)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于所述底部平面(7)处。
12.根据权利要求8至权利要求11中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，邻接所述第二板间隙(2)的所述第一热交换器板(A)的第三入口端口(31)和第三出口端口(32)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于所述顶部平面(6)处。
13.根据权利要求8至权利要求12中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，邻接所述第二板间隙(2)的所述第二热交换器板(B)的第三入口端口(31)和第三出口端口(32)的端口孔(14)的内部平坦区域(17)位于所述底部平面(7)处。
14.根据权利要求8至权利要求13中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述第一板间隙(1)中的每一个设在所述第一热交换器板(A，A'，A'')中的一个与所述第二热交换器板(B，B'，B'')中的一个之间。
15.根据权利要求8至权利要求14中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述第一热交换器板(A，A'，A'')包括第一端板(A'')，其邻接所述第一板间隙(1)中最外面的一个，且所述第二热交换器板(B，B'，B'')包括第二端板(B'')，其邻接所述第一板间隙(1)中另一最外面的一个。
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