CN111664731A - 一种长流程板式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长流程板式换热器，包括上端板(3)、下端板(4)以及整齐层压的系列换热板(2)，每片换热板(2)上设有四个角孔，同一角孔上下贯通形成通道，四个通道两两一组匹配给两换热流体，并与所匹配的换热流层对应连通；对应于同一换热流体的两通道分别作为分配通道(20)和换流通道(31)，其中，分配通道(20)被隔成下层的进流腔(20b)和上层的出流腔(20a)，相应地，与分配通道(20)连通的换热流层被分成一次换热流层(7、8)和二次换热流层(9、10)，一次换热流层(7、8)和二次换热流层(9、10)通过换流通道(31)转向连通。本发明实现了同一换热流体在同一角孔内流进、流出，外型上简化了板式换热器的结构。

Description

一种长流程板式换热器

技术领域

本发明涉及一种板式换热器，更具体的是一种外形简洁的长流程板式换热器。

背景技术

发动机领域中，常采用板式换热器形式的油冷却器，比如潍柴汽车发动机机油冷却，在两个交错且相互隔离的流道内利用冷却水吸收机油携带的热量，将第二流体发动机箱机油制冷。发动机油冷却器作为发动机部件的一部分，一般都要求小型化、轻量化、高可靠性，满足换热有效、安装方便的要求；而普通的钎焊板式换热器4个接管(分别负责两换热介质在换热器的进出)，分布在四个角上，无效空间大，对发动机的布管产生了干涉。

简化板式换热器的外形，减小换热器占据的无效空间，弱化乃至消除板式换热器对其周围元器件空间结构布置的干涉，将有助于板式换热器在集成更复杂的设备中的应用。

公开号CN107388843A公开了一种冷凝器用换热器，包括第一换热片和第二换热片，多块第一换热片和多块第二换热片依次叠加，第一换热片包括第一均流区、第一冷凝区和第一集流区，第一均流区上设有第一入口，第一集流区上设有第一出口；第二换热片包括第二均流区、第二冷凝区和第二集流区，第二均流区上设有第二入口，第二集流区上设有第二出口；所述第一换热片和第二换热片相互叠加时，第一入口与第二入口叠加，第一出口和第二出口叠加。

上述专利申请文献中所描述的板式换热器属于冷凝器，用于气体的冷凝，该换热器只需要设置2个接管，用于液体冷媒的流进流出。而气体不是通过接管进入换热器本体的，而是通过换热器侧面的层间隙进入换热器，在冷凝区与液体冷媒换热后变成冷凝液，冷凝液沿着换热板仍从换热器侧面的层间隙滴落。外形上，该换热器相比传统4个接管的换热器节省了两个接管，节省了空间。但该冷凝器采用了开放式的气体换热层，更适用于气液换热且无法有效收集冷凝液，限制了该换热器的推广应用。

基于上述情况，开发一种外型简洁、换热媒介适用性强的板式换热器，尤其可作为发动机油冷却器组装到发动机中，具有重要研究意义。

发明内容

本发明的目的是要提供一种长流程板式换热器，通过两个特殊设计的接管组件来代替传统两个媒介的四个接管，整个换热器外形更加简洁，以实现换热器安装空间的节省。

本申请的换热器仍然用于两个换热媒介的换热，各换热媒介通过各自的接管组件来实现在同一分配通道内同进同出。从换热原理看，本申请减小了媒介的流量而延长了流程，可视为一种长流程的板式换热器。

本发明的技术方案为：一种长流程板式换热器，主要包括上端板、下端板以及整齐层压在所述上、下端板之间的系列换热板，相邻所述换热板之间形成换热流层，两换热流体对应流过的所述换热流层上下交错布置；每片换热板上设有四个角孔，系列换热板上同一角孔上下贯通形成通道，四个所述通道两两一组匹配给两换热流体，并与各自所匹配的换热流体的换热流层对应连通。对应于同一换热流体的两所述通道分别作为分配通道和换流通道，其中，所述分配通道被隔成下层的进流腔和上层的出流腔，相应地，与所述分配通道连通的换热流层被分成与所述进流腔直接连通的一次换热流层以及与所述出流腔直接连通的二次换热流层，而所述一次换热流层和所述二次换热流层再通过换流通道连通。

进一步地，所述上端板对应着两个所述分配通道开设两个孔，两个接管组件通过所述孔与所述分配通道对应贯通，各所述接管组件通过进流流道与所述进流腔连通实现换热流体的输进、通过出流流道与所述出流腔连通实现换热流体的输出。

本发明接管组件的一种实现方式，所述接管组件包括进流接管和出流接管：所述进流接管连通所述进流腔，进流接管的管内通道即构成所述进流流道；所述出流接管连通所述出流腔，出流接管的管内通道即构成所述出流流道。

进一步地，所述进流接管和出流接管为内外同轴设置的直管，在内的所述进流接管穿过所述出流腔延伸至进流腔；所述出流接管与所述进流接管之间的环形间隙作为所述出流流道，所述出流接管与上端板的所述孔对接，让所述出流流道轴向连通所述出流腔。

较合理的设置是，所述出流接管与上端板的所述孔采用密封连接结构，以确保所述出流腔与所述出流流道对接处的密封。

本发明出流腔与出流流道密封连接的一种实现方式：上端板的所述孔固定插接一法兰盘，所述出流接管的管口成型为与所述法兰盘匹配的法兰结构，所述出流接管与所述法兰盘法兰连接，并在配合面设置密封圈。

本发明进流腔和出流腔的一种实现方式：所述分配通道内设置分隔装置，所述分隔装置通过封堵所述角孔以隔出进流腔和出流腔。

本发明分隔装置的一种实现方式：分隔装置为一分隔板，所述分隔板被层压在相邻两角孔形成的分流孔内，以所述分流孔所连通的换热流层为界，整个换热流层被隔成一次换热流层和二次换热流层。

进一步地，进流接管穿过分隔装置(分隔板)到达所述进流腔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过接管组件实现换热流体在同一角孔内流进、流出，节省了了两个接管，外型上简化了板式换热器的结构，更利于其在发动机中集成安装。

换热流体的流通方式也区别于传统板式换热器，本发明通过分隔装置将整个换热流层分成一次换热流层和二次换热流层，二者再通过换热器内部的换流通道连通，流程上表现为前后串联、但流向相逆，以此表现为流程增长了一倍。

附图说明

图1为本发明实施例长流程板式换热器(未设置两个接管组件22)的外形图；

图2为图1的AA剖视图；

图3为图1的BB剖视图；

图4为接管组件22的轴向剖视图；

图5为接管组件22的俯视图；

图6为分隔板30的轴向剖视图；

图7为分隔板30的俯视图；

图中：1角孔、2换热板、3上端板、4下端板、7(换热流体的)一次换热流层、8(另一换热流体的)一次换热流层、9(换热流体的)二次换热流层、10(另一换热流体的)二次换热流层、19进流孔、20分配通道、20a出流腔、20b进流腔、21出流孔、22接管组件、23进流接管、24出流接管、27密封圈、28螺栓、29法兰盘、30分隔板、A出流通道、B进流流道、C分流孔。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例的板式换热器，包括上端板3、下端板4以及整齐层压在上、下端板之间的系列换热板2，相邻换热板2之间形成换热流层，相邻换热流层互不干涉，两换热流体对应流过的换热流层上下交错设置，即服务于同一换热流体的所有换热流层为间隔设置。再来，每片换热板2包括翻边、换热区和四个角孔1，通过翻边结构让换热板层层定位密封钎焊。

系列换热板上位置相同的角孔1视为同一角孔，上下相邻的角孔1凹凸设置，相邻角孔1凹凸相抵或相对敞开以形成与同层换热流层连通的分流孔C。同一角孔1轴向贯通形成通道，四个角孔1共形成四个通道，四个通道两两一组分别服务于两换热流体，属于同一组的两通道分别通过各自周围的分流孔C与换热流层对应连通，从而使两换热流体的流程互不干涉。

各换热流体的两通道一个作为分配通道20、另一个作为换流通道31，其中，换流通道31的上下端分别被上端板3和下端板4封堵，分配通道20被一分隔板30隔成上下相对独立的两部分，分隔板30的厚度设计为刚好或略略大于分流孔C的轴向宽度，将分隔板30层压在接近中间层位置的相邻两换热板2的分流孔C内，封堵分流孔C，并将分配通道20隔成下层的进流腔20b和上层的出流腔20a，相应地，整个换热流层也被隔成一次换热流层(7、8)和二次换热流层(9、10)，其中进流腔20b与一次换热流层直接连通，回流腔20a与二次换热流层直接连通，而一次换热流层和二次换热流层再通过换流通道31连通。应当理解的是，上述一次换热流层和二次换热流层仍然是两换热介质交替地流过的。

基于上述描述，分配通道20是要实现同一换热流体的流进和流出的，因此，与分配通道贯通的接管结构必然也要满足换热流体的输入和输出。如图4、5所示，上端板3对应着两换热流体的分配通道20分别开设接管安装孔，两接管组件22通过孔向下贯通分配通道20。各接管组件22包括两个接管组件22，接管组件22包括内外同轴设置的进流接管23和出流接管24，接管组件22上设置进流孔19与进流接管23连通、出流孔21与出流接管24连通。进流接管23向下穿过分隔板30而连通进流腔20b，进流接管23的管内通道即构成换热流体流进换热器的进流流道B；出流接管24与进流接管23之间的环形间隙则与出流腔20a连通，前述环形间隙即构成换热流体流出换热器的出流流道A。

进流接管23和分隔板30上的穿孔31采用过盈配合以构成接触面的密封，避免进流腔20b和出流腔20a的相互泄漏。另外，出流接管24与上端板3上的所述接管安装孔固定插接法兰盘29，出流接管24的管口成型为与前述法兰盘29匹配的法兰结构，从而让出流接管24与法兰盘29法兰连接，并在法兰配合面设置密封圈27，通过前述密封连接结构，确保了出流腔20a与出流流道A连接处的密封性，让换热流体的流出顺畅。

本实施例的板式换热器的换热原理如下：

两换热流体分别从对应的接管组件的进流孔输入，经进流接管23(的进流通道B)进入进流腔20b，然后经分流孔C分流进入一次换热流层进行第一次换热，再汇聚到换流通道31重新混合后再分流进入二次换热流层进行第二次换热，一次换热流层和二次换热流层的流动方向相反，换热结束后汇入出流腔20a，最终经出流接管24(的出流通道A)从出流孔21排出。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种长流程板式换热器，主要包括上端板(3)、下端板(4)以及整齐层压在所述上、下端板之间的系列换热板(2)，相邻所述换热板(2)之间形成换热流层，两换热流体对应流过的所述换热流层上下交错布置；每片换热板(2)上设有四个角孔，系列换热板上同一角孔上下贯通形成通道，四个所述通道两两一组匹配给两换热流体，并与各自所匹配的换热流体的换热流层对应连通；

其特征在于：对应于同一换热流体的两所述通道分别作为分配通道(20)和换流通道(31)，其中，所述分配通道(20)被隔成下层的进流腔(20b)和上层的出流腔(20a)，相应地，与所述分配通道(20)连通的换热流层被分成与所述进流腔(20b)直接连通的一次换热流层(7、8)以及与所述出流腔(20a)直接连通的二次换热流层(9、10)，而所述一次换热流层和所述二次换热流层再通过换流通道(31)连通。

2.根据权利要求1所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述上端板(3)对应着两个所述分配通道(20)开设两个孔，两个接管组件(22)通过所述孔与所述分配通道(20)对应贯通，各所述接管组件(22)通过进流流道(B)与所述进流腔(20b)连通实现换热流体的输进、通过出流流道(A)与所述出流腔(20a)连通实现换热流体的输出。

3.根据权利要求2所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述接管组件(22)包括进流接管(23)和出流接管(24)：所述进流接管(23)连通所述进流腔(20b)，进流接管(23)的管内通道即构成所述进流流道(B)；所述出流接管(24)连通所述出流腔(20a)，出流接管(24)的管内通道即构成所述出流流道(A)。

4.根据权利要求3所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述进流接管(23)和出流接管(24)为内外同轴设置的直管，在内的所述进流接管(23)穿过所述出流腔(20a)延伸至进流腔(20b)；所述出流接管(24)与所述进流接管(23)之间的环形间隙作为所述出流流道(A)，所述出流接管(24)与上端板(3)的所述孔对接，让所述出流流道(A)轴向连通所述出流腔(20a)。

5.根据权利要求4所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述出流接管(24)与上端板(3)的所述孔采用密封连接结构，以确保所述出流腔(20a)与所述出流流道(A)对接处的密封。

6.根据权利要求5所述的长流程板式换热器，其特征在于：上端板(3)的所述孔固定插接一法兰盘(29)，所述出流接管(24)的管口成型为与所述法兰盘(29)匹配的法兰结构，所述出流接管(24)与所述法兰盘(29)法兰连接，并在配合面设置密封圈(27)。

7.根据权利要求1所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述分配通道(20)内设置分隔装置，所述分隔装置通过封堵所述角孔以隔出进流腔(20b)和出流腔(20a)。

8.根据权利要求7所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述分隔装置为一分隔板(30)，所述分隔板(30)被层压在相邻两角孔形成的分流孔内，以所述分流孔所连通的换热流层为界，整个换热流层被隔成一次换热流层(7、8)和二次换热流层(9、10)。

9.根据权利要求3所述的长流程板式换热器，其特征在于：所述分配通道(20)内设置分隔装置，所述分隔装置通过封堵所述角孔以隔出进流腔(20b)和出流腔(20a)，所述进流接管(23)穿过所述分隔装置到达所述进流腔(20b)。

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