CN116857996A - 板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 - Google Patents
板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116857996A CN116857996A CN202210309209.0A CN202210309209A CN116857996A CN 116857996 A CN116857996 A CN 116857996A CN 202210309209 A CN202210309209 A CN 202210309209A CN 116857996 A CN116857996 A CN 116857996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- flange
- heat exchanger
- side wall
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 10
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 10
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
- F28F3/086—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning having one or more openings therein forming tubular heat-exchange passages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本申请提供一种板式换热器、用于板式换热器的分配器以及用于板式换热器的板片,本申请提供的板式换热器包括第一板片和第二板片;第一板片包括第一环壁部,第二板片包括第二环壁部,板式换热器还具有第一孔道和第一板间通道;第一环壁部包括第一凸缘和第一侧壁;第一凸缘连接于第一侧壁沿所述层叠方向上靠近第二板片的一端,且第一凸缘相对于第一侧壁弯折设置;第一凸缘与第二环壁至少部分区域密封焊接;板式换热器还具有设于第一侧壁的分配孔,分配孔与第一侧壁靠近所述第二板片的末端以及远离所述第二板片的末端均具有间距,且分配孔连通第一孔道和第一板间通道。本申请有利于降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度要求。
Description
技术领域
本申请涉及换热技术领域,具体地,涉及板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片。
背景技术
板式换热器通常包括多张层叠在一起的板片,相邻的两张板片之间形成供流体流动的板间通道,制冷剂和载冷剂可以分别在板片正反两侧流动以通过板片实现间壁换热。随着对板式换热器使用性能的要求不断提高,可在板片靠近流体入口一侧增加流体分配结构以提高流体的分配性能,从而提高板式换热器的换热效果,该流体分配结构可以是独立的分配器或者与板片一体加工成型。
相关技术中的一些板式换热器,其在部分板片对应制冷剂进口角孔位置处设置有一圈大致沿着板片层叠方向上延伸的翻边结构,板片的翻边结构依次搭接在一起并焊接固定以限定出制冷剂的入口角孔通道,板片的翻边结构在对应制冷剂板间通道处设置了一处分配小孔从而实现通过分配小孔连通制冷剂的入口通道和板间通道。但这种板式换热器其板片之间一方面需要增加翻边实现与其他板片的焊接,另一方面需要板片的翻边结构不能与其他板片的分配小孔相干涉,从而板式换热器的加工精度和装配精度要求较高,相关技术需要改进。
发明内容
本申请有利于降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度要求。
第一方面,本申请的实施方式中提供了一种板式换热器,包括层叠设置的多张板片,所述多张板片包括相邻的第一板片和第二板片;所述第一板片包括第一环壁部,所述第二板片包括第二环壁部,所述板式换热器还具有贯穿所述第一环壁部和所述第二环壁部的第一孔道;
所述板片还具有主换热区,所述第一板片的主换热区位于所述第一环壁部远离所述第一孔道的一侧,所述第二板片的主换热区位于所述第二环壁部远离所述第一孔道的一侧;所述板式换热器还具有第一板间通道,所述第一板间通道的至少部分位于所述第一板片的主换热区和所述第二板片的主换热区之间;
所述第一环壁部包括第一凸缘和第一侧壁;所述第一凸缘连接于所述第一侧壁沿所述层叠方向上靠近所述第二板片的一端,且所述第一凸缘相对于所述第一侧壁弯折设置,所述第一凸缘与所述第二环壁部至少部分区域密封焊接;
所述板式换热器还具有设于所述第一侧壁的分配孔,所述分配孔与所述第一侧壁靠近所述第二板片的末端以及远离所述第二板片的末端均具有间距,且所述分配孔连通所述第一孔道和所述第一板间通道。
在本申请中,由于分配孔设置在第一板片的第一侧壁,而起到与其他板片焊接的第一凸缘相对于第一侧壁弯折设置;这样,当多个板片层叠时,分配孔不容易受到其他板结构的干涉,相应的,有利于降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度的要求。
第二方面,本申请的实施方式中还提供了一种用于板式换热器的分配器,所述分配器包括第一凸缘和第一侧壁;所述分配器还具有配合腔,所述第一侧壁周向围绕所述配合腔;
所述分配器具有贯穿所述第一凸缘的开孔以及贯穿所述第一侧壁的分配孔;所述第一凸缘连接于所述第一侧壁沿所述开孔的轴向方向上的其中一个末端,且第一凸缘自第一侧壁向靠近开孔的轴心线的方向延伸;所述分配孔与所述第一侧壁沿所述开孔的轴向方向上的两个末端之间均具有间距,且所述配合腔与所述开孔连通,所述配合腔与所述分配孔连通。
在本申请中,由于分配器的分配孔设置在第一侧壁,而第一凸缘连接于第一侧壁沿开孔的轴向方向上的其中一个末端,且第一凸缘自第一侧壁向靠近开孔的轴心线的方向延伸;从而当分配器安装于板式换热器后,第一凸缘有利于实现与板式换热器的零部件进行焊接,且当多个板片和多个分配器相配合时,本申请提供的分配器的分配孔不容易受到其他板结构的干涉影响,相应的,本申请提供的分配器能够降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度的要求。
第三方面,本申请的实施方式还提供了一种用于板式换热器的板片,所述板片包括第一环壁部,所述板片具有第一角孔,所述第一环壁部设置于所述第一角孔的外围,所述第一环壁部包括第一凸缘和第一侧壁;
所述第一侧壁具有第一端和第二端,所述第一端和所述第二端在沿所述第一角孔的轴向方向上分别位于所述第一侧壁的不同侧;所述第一凸缘自所述第一端向靠近所述第一角孔的轴心线的方向延伸,所述第一凸缘相对第一侧壁弯折设置;
所述板片还具有贯穿所述第一侧壁的分配孔;所述分配孔位于所述第一端和所述第二端之间。
在本申请中,由于板片的分配孔设置在第一侧壁,而第一凸缘自第一端向靠近第一角孔的轴心线的方向延伸,所述第一凸缘相对第一侧壁弯折设置;从而当本申请提供的板片与板式换热器的其他零部件组装时,板片的第一凸缘有利于实现与板式换热器的其他零部件进行焊接,且当多个板片层叠时,分配孔不容易受到其他板结构的干涉影响,相应的,本申请的板片能够降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度的要求。
附图说明
图1为本申请一种实施方式中的板式换热器的结构示意图;
图2为图1中板式换热器的爆炸结构示意图;
图3为图1中板式换热器的一种剖切结构示意图;
图4为本申请一种实施方式中的部分板片爆炸结构示意图;
图5为本申请一种实施方式中的第一板片的第一换热面的结构示意图;
图6为本申请一种实施方式中的第一板片的第二换热面的结构示意图;
图7为本申请一种实施方式中的板式换热器的部分结构的剖切结构示意图;
图8为本申请一种实施方式中的第一板片的部分区域放大结构示意图;
图9为本申请一种实施方式中两张板片的组装结构剖面示意图;
图10为本申请另一种实施方式中两张板片的组装结构剖面示意图;
图11为本申请一种实施方式中的分配器的结构示意图;
图12为本申请另一种实施方式中的板式换热器的部分结构的剖切结构示意图;
图13为本申请又一种实施方式中两张板片的组装结构剖面示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参考图1至图13所示,本申请提供了一种板式换热器100,其包括若干外接管10、第一边板20、有多张板片组成的换热芯体30以及第二边板40。第一边板20和第二边板40 分别设置在换热芯体30厚度方向上的不同侧,换热芯体30对应的多张板片以层叠的方式固定在一起。
参考图1,板式换热器100具有长度方向L、宽度方向W以及高度方向H,多张板片的层叠方向P与板式换热器100的高度方向H共向。每张板片的两侧通常流动不同类的换热介质,其中一种为制冷剂,另一种为载冷剂。板式换热器100具有若干孔道和若干板间通道,孔道通常沿着板片的层叠方向P延伸,而板间通道通常位于相邻的两张板片之间,由两张板片之间的间隙形成。在板式换热器100内,孔道和板间通道都是制冷剂流道50或载冷剂流道60的一部分。但制冷剂流道50和载冷剂流道60在板式换热器100内部不连通,这样,两种换热介质能够通过间隔开的板结构实现间壁换热。
在本申请的一些实施方式中,换热芯体30对应的多张板片包括至少一组相邻的第一板片11和第二板片12。一些实施方式中,第一板片11和第二板片12的数量均可以为多张。在图4中,定义板片朝向外侧的一面,亦即所能看到的一面为第一换热面1,朝向内侧的一面亦即所不能看到的一面为第二换热面2。每张板片具有若干角孔和布置在角孔外围的主换热区70。多张板片的角孔在沿板片层叠方向上排布以形成若干孔道的至少一部分。
对于多张板片,其可以通过单副模具成型,即每张板片均为形状和结构完全相同的板片,多张板片装配时,与一张板片相邻的另一张板片可以旋转180度后进行装配,当然,多张板片也可以通过两副甚至更多副模具成型,即多张板片可以为不同形状或结构,例如,一张板片其主换热区70为平板结构,另一张板片其主换热区70设置点波型凸起结构,这两种板片也可以装配在一起并且交替层叠设置,只要板片满足本申请所描述的板片结构以及板片装配的对应关系即可。一些实施方式中,相邻的板片之间还可以加入翅片板以增加流体换热面积,提高换热性能。
多张板片沿图4中的P方向叠装形成换热芯体30,第一板片11的第一换热面1与第二板片12的第二换热面2相对,在第一板片11和第二板片12的数量均为多张时,第一板片11的第二换热面2可以与另一张第二板片12的第一换热面1相对。每张板片还包括翻边 71,当多个板片装配后,多个板片的翻边71能够以焊接如钎焊的方式密封,从而有利于将流体保持在板片之间构成的流道内。每张板片通常设置有若干角孔,多张板片对应位置的角孔在板式换热器100的高度方向H上同轴或偏心设置以形成孔道的至少一部分。在本申请的实施方式中,以每张板片为四个角孔进行示意,四个角孔分布在板片的四个角部位置。第一板片11设有第一角孔41、第三角孔43、第五角孔45和第六角孔46,第二板片12设有第二角孔42、第四角孔44、第七角孔47和第八角孔48。
对第一板片11而言,第一角孔41可以作为制冷剂进出第一板片11的第一换热面1的流体进口,第五角孔45可以作为制冷剂进出第一板片11的第一换热面1的流体出口。第三角孔43作为载冷剂进出第一板片11的第二换热面2的流体进口,第六角孔46作为载冷剂进出第一板片11的第二换热面2的流体出口。相对应的,对第二板片12而言,第二角孔42和第七角孔47分别可以作为制冷剂进出第二板片12的第二换热面2的流体进口和出口,第四角孔44和第八角孔48分别可以作为载冷剂进出第二板片12的第一换热面1的流体进口和出口。在第一板片11中,第一角孔41和第五角孔45沿着第一板片11的长边布置。相应的,第二板片12的第二角孔42和第七角孔47沿着第二板片12的长度方向布置,这种角孔的布置方式可以称为单边流。当然,在其他实施方式中,第一板片11的第一角孔41 和第五角孔45、第二板片12的第二角孔42和第七角孔47都可以对角布置,这种角孔的布置方式可以称为对角流。
参考图3、图5、图6、图7以及图9所示,板式换热器100具有沿板片层叠方向延伸的第一孔道21,第一角孔41和第二角孔42均为第一孔道21的一部分,第一板片11包括第一环壁部31,第二板片12包括第二环壁部32,该两个环向壁均位于第一孔道21的外围。也就是说,第一孔道21可以贯穿第一环壁部31和第二环壁部32而设置。该两个环壁部中至少有一个环壁部设置有用于流体分配和流通的分配孔25,该第一孔道21可以作为制冷剂的入口通道,第一板片11的主换热区70位于第一环壁部31远离第一孔道21的一侧,第二板片12的主换热区70位于第二环壁部32远离第一孔道21的一侧。板式换热器100还具有第一板间通道51,第一板间通道51的至少部分位于第一板片11的主换热区70和第二板片12的主换热区70之间。
制冷剂经过外接管10进入第一孔道21,然后可以通过分配孔25对应进入第一板间通道51,经过换热后从板换换热器另一侧的孔道中流出。图4中用虚线示意了制冷剂的大致流动路径,制冷剂从第一孔道21进入后,再经第一板片11的分配孔25流入第一板间通道 51中,经过换热后从第板式换热器100的另一侧孔道流出第一板片11。
参考图4至图10的示意,第一角孔41和第三角孔43沿着第一板片11的宽度方向布置,相应的,第二角孔42和第四角孔44沿着第二板片12的宽度方向布置。第一角孔41 的孔径小于第三角孔43的孔径,第一角孔41和第二角孔42孔径可以相同。相对较小的第一角孔41有利于提高制冷剂的压降,进而提高对制冷剂等气液两相流体的分配效果。板式换热器100还包括第二孔道22,第三角孔43和第四角孔44为第二孔道22的一部分。第二孔道22在层叠方向上贯穿第一板片11以在第一板片11处形成第三角孔43,第二孔道22 在层叠方向上贯穿第二板片12以在第二板片12处形成第四角孔44。第一角孔41和第三角孔43沿着第一板片11的宽度方向布置,第二角孔42和第四角孔44沿着第二板片12的宽度方向布置。第三角孔43周侧的板结构与第四角孔44周侧的板结构焊接密封,从而第三角孔43和第四角孔44均与第一板间通道51相隔断。进一步的,板式换热器100还可以包括第三孔道23、第四孔道24。第一孔道21与第三孔道23相连通,第二孔道22和第四孔道24相连通。
对第一板片11而言,第一环壁部31包括第一凸缘311和第一侧壁312。第一侧壁312具有第一端301和第二端302,第一端301和第二端302分别位于第一侧壁312在沿层叠方向上的不同侧,第二端302比第一端301远离第二板片12。第一凸缘311自第一端301向靠近第一孔道21的轴心线A的方向延伸,第一凸缘311与第二环壁32至少部分区域密封焊接。
第一凸缘311和第一侧壁312为不在同一延伸方向上延伸的板结构,第一凸缘311相对于第一侧壁312弯折设置。第一凸缘311自第一侧壁312在垂直于板片层叠方向上延伸,从而第一侧壁312比第一凸缘311更远离第一孔道21的轴心线A,第一侧壁312自第一凸缘311向远离第二板片12的方向延伸,且第一侧壁312的延伸方向与层叠方向之间具有锐角的夹角。
第二环壁32包括第二凸缘321和第二侧壁322,同样的,第二凸缘321和第二侧壁322 也为不在同一延伸方向上延伸的板结构,第一凸缘321相对于第一侧壁322弯折设置。第二侧壁322比第二凸缘321更远离第一孔道21。第二侧壁322自第二凸缘321远离第一孔道21的轴心线A的一侧向靠近或者远离第一板片11的方向延伸。且第二侧壁322的延伸方向与层叠方向之间具有锐角的夹角。
第二凸缘321与第一凸缘311之间密封焊接。在沿远离第一孔道21的轴心线A的径向方向上,该两个凸缘之间的密封区域的宽度为L1,且2mm≤L1≤10mm。第一凸缘311和第二凸缘321之间的焊接面积的大小是影响密封性的重要参数,如果该两个凸缘之间的密封区域的宽度过小,则可能会影响焊接质量而造成泄漏,且对局部区域板片之间的连接强度也具有较大的影响。如果该两个凸缘之间的密封区域的宽度过大,则当制冷剂流经该两个凸缘周围时,会损失更多的换热面积,此外,相对较大的空间也容易使得气液两相的制冷剂发生分离而造成分配效果和换热性能的恶化。
板式换热器100还具有设于第一侧壁312的分配孔25,分配孔25位于第一端301和第二端302之间,分配孔25与第一侧壁312的第一端301和第二端302之间均具有间距,也即分配孔25设置在第一侧壁312的中间位置而非两端,从而分配孔25不容易影响与第一侧壁312的第一端301相连接的第一凸缘311与其他板结构之间的的焊接强度。第一环壁部31整体强度较高,不容易出现局部变形而影响分配性能和连接强度。且分配孔25连通第一孔道21和第一板间通道51。分配孔25的孔径尺寸是小于第一板片11的第一角孔41 的孔径尺寸,这样可以保证一定范围内的制冷剂的压降,使得制冷剂的分配均匀性提高。在一些实施方式中,分配孔25的直径为0.7mm~1.7mm。将分配孔25的孔径进行合理设置,使得其在兼顾分配性能的同时,也降低了分配孔25被焊料堵塞的风险。
板式换热器100的各板片之间可以通过铜箔作为连接焊料,铜箔在焊接过程中会融化而使得各个零部件之间实现密封和固定。当然板式换热器100的各板片之间也可以不通过铜箔作为连接焊料,在实现时,可以将板片设置成双金属的结构形态,即板片是通过将不锈钢材质与铜材质进行结合,将作为焊料功能的铜材覆设在不锈钢的表面,这样,在高温焊接过程中,铜会融化进而起到将不同板片的不锈钢材质部分焊接到一起的作用。这种双金属的板材加工方式例如可以采用离心铸造法,将固体不锈钢和液体铜金属在离心条件下复合成型,通过冶金一离心铸造一热处理等工艺,不锈钢材料和铜材料通过结合位置处逐渐变化的过渡层而结合为一个整体,可以大大提高耐磨性能和连接强度。
在本申请的一种实施方式中,结合图4至图10所示,在第一板片11中,第一环壁部31和位于第一板片11的主换热区70的板结构为同一金属毛坯件至少通过冲压后形成。在第二板片12中,第二环壁32和位于第二板片12的主换热区70的板结构也为同一金属毛坯件至少通过冲压后形成。在实际中,板片的加工通常包括前冲压后打孔的步骤,当然,也有一些板片在开好角孔的金属毛坯件直接通过冲压后而形成。第一板片11和第二板片12 通过一体加工的板结构可以减少零部件数量,且将分配孔25的相关结构直接设置在板片上,可以简化装配,降低对独立分配器120的定位难度。
第二侧壁322自第二凸缘321远离第一孔道21的轴心线A的一侧向远离第一板片11的方向延伸。第一凸缘311和第二凸缘321的形状和尺寸可以均相同。
参考图3和图8所示,分配孔25比第一孔道21的轴心线A更靠近第二孔道22。将板式换热器100沿长度方向上相对的两个外边沿中邻近第一孔道21的外边沿记为第一侧沿 72,分配孔25比第一孔道21的轴心线A更靠近第一侧沿72。
定义穿过分配孔25的中心且与第一孔道21的轴心线A相垂直的直线为第一直线N1,定义与第一孔道21的轴心线A垂直且沿板片的宽度方向延伸的直线为第二直线N2。在垂直于层叠方向P的平面上,第一直线N1的投影相对于第二直线N2的投影倾斜的角度β为 20°~70°。例如在本申请的一些实施方式中角度β可以为30°。
对于进入第一板片11的第一换热面1的制冷剂而言,大部分的制冷剂会在经分配孔25 离开第一角孔41后直接进入板片中部的主换热区70进行流动,而为了不浪费板片的角孔周围的换热空间,以第一板片11的第一换热面1为例,制冷剂从分配孔25出来后,可以引导制冷剂使其绕过第三角孔43与板片边沿之间的狭窄转弯区域,而为了达到此效果,通过将第一直线N1相对于第二直线N2倾斜的角度控制在20°至70°之间,制冷剂可以以相对较低的流动压降在这种狭窄的转弯区域处进行流动,从而有利于扩大板片参与换热的换热面积,提高板式换热器100的换热效果。
此外,参考图9和图10中所示意的第一板片11和第二板片12对应的两种不同的配合方式,在图9中,下方板片为第一板片11,上方板片为第二板片12,第一板片11和第二板片12的翻边71都自上而下延伸设置,在这种情况下,分配孔25的位置相对靠下,即分配孔25设于下方第一板片11的第一侧壁312处,第一板片11的第一凸缘311与上方第二板片12的第二凸缘321进行焊接密封。
在图10中,下方板片为第二板片12,上方板片为第一板片11,第一板片11和第二板片12的翻边71也都是自上而下延伸设置,在这种情况下,与图9的方式相比,分配孔25 的位置相对靠上,但两张板片之间的相对位置仍然相似,在实际中,分配孔25的位置可以结合具体情况进行上下板片位置的调整。由于本申请中相比于用于与其他板片焊接的第一凸缘,由于分配孔25设置在第一侧壁312的第一端301和第二端302之间,而第一凸缘311 自第一侧壁312的第一端301向靠近第一孔道21的轴心线的方向延伸。这样,分配孔25 不容易受到相邻板片焊接位置处的板结构的干涉影响,相应的,有利于降低对板式换热器整体的加工精度和装配精度的要求。此外,分配孔25不与第一凸缘311相连接,而是设置在第一端301和第二端302之间,也使得起到焊接作用的第一凸缘311附近的板结构的强度较好,板片不容易变形,从而使得相邻板片之间的密封效果较好,板式换热器的整体可靠性也较好。
除了上述实施方式外,在本申请的其他实施方式中,参考图11至图13板式换热器100 也可以包括独立的分配器120,第一板片11包括第一板主体110和分配器120,分配器120 至少通过对板材冲压而形成。在垂直于层叠方向的平面,分配器120的投影外轮廓所围合的面积小于第一板主体110的投影外轮廓所围合的面积。
参考图11所示,本申请的一些实施方式中提供一种具体的分配器120的结构,分配器 120包括第一凸缘311和第一侧壁312。分配器120还具有配合腔121,第一侧壁312周向围绕配合腔121。进一步的,分配器120还包括第三凸缘331,第一凸缘311和第三凸缘331 分别设置在第一侧壁312沿层叠方向的不同侧。第三凸缘331自第二端302向远离第一孔道21的方向延伸,第三凸缘331与第一板主体110焊接固定在一起。第一板片11的主换热区70设于第一板主体110。
分配器120具有贯穿第一凸缘311的开孔122以及贯穿第一侧壁312的分配孔25。第一侧壁312具有第一端301和第二端302,第一端301和第二端302在沿开孔122的轴向方向上分别位于第一侧壁312的不同侧。第一凸缘311自第一端301向靠近开孔122的轴心线A的方向延伸。分配孔25位于第一端301和第二端302之间,且配合腔121与开孔122 连通,配合腔121与分配孔25连通。
分配器120与第一板主体110是分体结构,也即分配器120和第一板主体110分开加工,最后焊接在一起,这样做的好处在于,在实际中,板式换热器100的规格和换热性能的要求是多种多样的,在不同的场景需求下,分配器120的设计参数例如分配孔25的大小,分配孔25的位置的设计等也会随之而改变,如果将分配器120作为板片的一部分和板片其他部分进行一体加工,则不可避免的会面临需要多种不同结构和不同形态的板片,大大增加了板片加工模具设计的难度以及成本。在本申请中,由于分配器120可以独立加工,在面对不同需求的应用场景时,可以在相同板片结构的基础上,仅加工替换不同的分配器120 即可,分配器120耗费板材较少,且大都通过冲压加工成型,工艺简单且方便。可以大大节省板式换热器100加工和组装的成本。
参考图12和图13所示,第二侧壁322自第二凸缘321远离第一孔道21的轴心线A的一侧向靠近第一板片11的方向延伸。第一板主体110包括第四凸缘341,第三凸缘331焊接固定于第四凸缘341靠近第二板片12的一侧。在沿远离第一孔道21的轴心线A的径向方向上,第三凸缘331的尺寸小于等于第四凸缘341的尺寸,位于第三凸缘331和第四凸缘341之间的密封区域的宽度为L2,且2mm≤L2≤10mm。
在沿远离第一孔道21轴心线A的径向方向上,第二凸缘321的尺寸大于第一凸缘311 的尺寸,第二凸缘321的尺寸大于第四凸缘341的尺寸。
第二凸缘321与第四凸缘341之间的间距记为第一间距R1。分配孔25的中心与第四凸缘341之间的间距记为第二间距R2,第二间距R2与第一间距R1的比值为T,且1/4≤T≤3/4。在本申请的实施例中,可以将比值T的值设置为1/2,可以为从分配孔25流出的制冷剂预留合适范围的流动空间。
在本申请的一些实施方式中,板式换热器100的板片材料基本上为不锈钢,对本领域常见的不锈钢类型的板式换热器100而言,不锈钢材质的板片其整体呈细长形态,也即板式换热器100的板片具有长度方向和宽度方向,板片的宽度方向的尺寸和长度方向的尺寸之比X满足0.2≤X≤0.5,其相对于铝材质的板式换热器100,宽长比更小,角孔的孔径更大,角孔的孔径在板片宽度方向上的占比通常会接近1/3,甚至更大。从而对不锈钢板式换热器100而言,气液两相的流体在相对较大的角孔处更容易出现气液分离,分配不均的问题,从而,需要通过分配孔25改善制冷剂的分配效果,提高不锈钢类型的板式换热器100的换热性能。在本申请的一些实施方式中,分配孔25的尺寸小于第一开孔122的尺寸,分配孔25 的直径为0.7mm~1.7mm。
进一步的,在本申请的一些实施方式中,在板片的主换热区70,板片还设有若干人字波凸起,相邻的两张板片的人字波凸起配合形成了复杂的流道结构,当流体在板片的主换热区70流动时,流体的流动形态既存在沿着相邻的人字波槽道的槽向流动形式,也存在翻越过人字波槽道上下方向的流动形式,从而换热器可以获得较好的换热性能。当然,在各板片的主换热区70,板片也可以设置一些点状凸起,人字波和点波形态的换热凸起均为常见的板片强化换热的手段,本申请对此不再过多赘述。
以上对本发明所提供板式换热器、分配器和用于板式换热器的板片进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种板式换热器,其特征在于,包括层叠设置的多张板片,所述多张板片包括相邻第一板片(11)和第二板片(12);所述第一板片(11)包括第一环壁部(31),所述第二板片(12)包括第二环壁部(32),所述板式换热器还具有贯穿所述第一环壁部(31)和所述第二环壁部(32)的第一孔道(21);
所述板片还具有主换热区(70),所述第一板片(11)的主换热区(70)位于所述第一环壁部(31)远离所述第一孔道(21)的一侧,所述第二板片(12)的主换热区(70)位于所述第二环壁部(32)远离所述第一孔道(21)的一侧;所述板式换热器还具有第一板间通道(51),所述第一板间通道(51)的至少部分位于所述第一板片(11)的主换热区(70)和所述第二板片(12)的主换热区(70)之间;
所述第一环壁部(31)包括第一凸缘(311)和第一侧壁(312);所述第一凸缘(311)连接于所述第一侧壁(312)沿所述层叠方向上靠近所述第二板片(12)的一端,且所述第一凸缘(311)相对于所述第一侧壁(312)弯折设置,所述第一凸缘(311)与所述第二环壁部(32)至少部分区域密封焊接;
所述板式换热器还具有设于所述第一侧壁(312)的分配孔(25),所述分配孔(25)与所述第一侧壁(312)靠近所述第二板片(12)的末端以及远离所述第二板片(12)的末端均具有间距,且所述分配孔(25)连通所述第一孔道(21)和所述第一板间通道(51)。
2.根据权利要求1所述的板式换热器,其特征在于,所述第一凸缘(311)自所述第一侧壁(312)在垂直于所述层叠方向上延伸;所述第一侧壁(312)比所述第一凸缘(311)更远离所述第一孔道(21)的轴心线,所述第一侧壁(312)自所述第一凸缘(311)向远离所述第二板片(12)的方向延伸;
所述第二环壁包括第二凸缘(321)和第二侧壁(322),所述第二侧壁(322)比所述第二凸缘(321)更远离所述第一孔道(21);所述第二侧壁(322)自所述第二凸缘(321)远离所述第一孔道(21)的轴心线的一侧向靠近或者远离所述第一板片(11)的方向延伸;
所述第二凸缘(321)与所述第一凸缘(311)之间密封焊接;在沿远离所述第一孔道(21)的轴心线的径向方向上,该两个凸缘之间的密封区域的宽度为L1,且2mm≤L1≤10mm。
3.根据权利要求2所述的板式换热器,其特征在于,在所述第一板片(11)中,所述第一环壁部(31)和位于所述第一板片(11)的主换热区(70)的板结构为一体件;
在所述第二板片(12)中,所述第二环壁部(32)和位于所述第二板片(12)的主换热区(70)的板结构也为一体件;
所述第二侧壁(322)自所述第二凸缘(321)远离所述第一孔道(21)的轴心线的一侧向远离所述第一板片(11)的方向延伸;所述第一凸缘(311)和所述第二凸缘(321)的形状和尺寸均相同。
4.根据权利要求2所述的板式换热器,其特征在于,所述第一板片(11)包括第一板主体(110)和分配器(120),所述第一板主体(110)和分配器(120)焊接在一起;在垂直于所述层叠方向的平面,所述分配器(120)的投影外轮廓所围合的面积小于所述第一板主体(110)的投影外轮廓所围合的面积;
所述分配器(120)包括所述第一环壁部(31)和第三凸缘(331),所述第一凸缘(311)和所述第三凸缘(331)分别设置在所述第一侧壁(312)沿所述层叠方向的不同侧;所述第三凸缘(331)自所述第一侧壁(312)向远离所述第一孔道(21)的轴心线的方向延伸,所述第三凸缘(331)与所述第一板主体(110)焊接固定在一起;
所述第一板片(11)的主换热区(70)设于所述第一板主体(110)。
5.根据权利要求4所述的板式换热器,其特征在于,所述第二侧壁(322)自所述第二凸缘(321)远离所述第一孔道(21)的轴心线的一侧向靠近所述第一板片(11)的方向延伸;
所述第一板主体(110)包括第四凸缘(341),所述第三凸缘(331)焊接固定于所述第四凸缘(341)靠近所述第二板片(12)的一侧;在沿远离所述第一孔道(21)的轴心线的径向方向上,所述第三凸缘(331)的尺寸小于等于所述第四凸缘(341)的尺寸,位于所述第三凸缘(331)和所述第四凸缘(341)之间的密封区域的宽度为L2,且2mm≤L2≤10mm;
在沿远离所述第一孔道(21)轴心线的径向方向上,所述第二凸缘(321)的尺寸大于所述第一凸缘(311)的尺寸,所述第二凸缘(321)的尺寸大于所述第四凸缘(341)的尺寸。
6.根据权利要求5所述的板式换热器,其特征在于,所述第二凸缘(321)与所述第四凸缘(341)之间的间距记为第一间距;所述分配孔(25)的中心与所述第四凸缘(341)之间的间距记为第二间距,所述第二间距与所述第一间距的比值为T,且1/4≤T≤3/4。
7.根据权利要求2所述的板式换热器,其特征在于,所述第一孔道(21)贯穿所述第一凸缘(311)以在所述第一板片(11)处形成第一角孔(41),所述第一孔道(21)贯穿所述第二凸缘(321)以在所述第二板片(12)处形成第二角孔(42);
所述板式换热器还包括第二孔道(22),所述第二孔道(22)在所述层叠方向上贯穿所述第一板片(11)以在所述第一板片(11)处形成第三角孔(43),所述第二孔道(22)在所述层叠方向上贯穿所述第二板片(12)以在所述第二板片(12)处形成第四角孔(44);
所述第一角孔(41)和所述第三角孔(43)沿着所述第一板片(11)的宽度方向布置,所述第二角孔(42)和所述第四角孔(44)沿着所述第二板片(12)的宽度方向布置;所述第三角孔(43)周侧的板结构与所述第四角孔(44)周侧的板结构焊接密封,从而所述第三角孔(43)和所述第四角孔(44)均与所述第一板间通道(51)相隔断;
所述板片具有长度方向和宽度方向,所述板片的宽度方向的尺寸和长度方向的尺寸之比为X,且0.2≤X≤0.5;所述分配孔(25)的尺寸小于所述第一角孔(41)的尺寸,所述分配孔(25)的直径为0.7mm~1.7mm。
8.根据权利要求7所述的板式换热器,其特征在于,所述分配孔(25)比所述第一孔道(21)的轴心线更靠近所述第二孔道(22);将所述板式换热器沿长度方向上相对的两个外边沿中邻近所述第一孔道(21)的外边沿记为第一侧沿(72),所述分配孔(25)比所述第一孔道(21)的轴心线更靠近所述第一侧沿(72);
定义穿过所述分配孔(25)的中心且与所述第一孔道(21)的轴心线相垂直的直线为第一直线,定义与所述第一孔道(21)的轴心线垂直且沿所述板片的宽度方向延伸的直线为第二直线;在垂直于所述层叠方向的平面上,所述第一直线的投影相对于所述第二直线的投影倾斜的角度为20°~70°。
9.一种用于板式换热器的分配器,其特征在于,所述分配器包括第一凸缘(311)和第一侧壁(312);所述分配器还具有配合腔(121),所述第一侧壁(312)周向围绕所述配合腔(121);
所述分配器具有贯穿所述第一凸缘(311)的开孔(122)以及贯穿所述第一侧壁(312)的分配孔(25);所述第一凸缘(311)连接于所述第一侧壁(312)沿所述开孔(122)的轴向方向上的其中一个末端,且所述第一凸缘(311)自所述第一侧壁(312)向靠近所述开孔(122)的轴心线的方向延伸;所述分配孔(25)与所述第一侧壁(312)沿所述开孔(122)的轴向方向上的两个末端之间均具有间距,且所述配合腔(121)与所述开孔(122)连通,所述配合腔(121)与所述分配孔(25)连通。
10.一种用于板式换热器的板片,其特征在于,所述板片包括第一环壁部(31),所述板片具有第一角孔(41),所述第一环壁部(31)设置于所述第一角孔(41)的外围,所述第一环壁部(31)包括第一凸缘(311)和第一侧壁(312);
所述第一侧壁(312)具有第一端(301)和第二端(302),所述第一端(301)和所述第二端(302)在沿所述第一角孔(41)的轴向方向上分别位于所述第一侧壁(312)的不同侧;所述第一凸缘(311)自所述第一端(301)向靠近所述第一角孔(41)的轴心线的方向延伸,所述述第一凸缘(311)相对第一侧壁(312)弯折设置;
所述板片还具有贯穿所述第一侧壁(312)的分配孔(25);所述分配孔(25)位于所述第一端(301)和所述第二端(302)之间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210309209.0A CN116857996A (zh) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210309209.0A CN116857996A (zh) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116857996A true CN116857996A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88223893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210309209.0A Pending CN116857996A (zh) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116857996A (zh) |
-
2022
- 2022-03-28 CN CN202210309209.0A patent/CN116857996A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2002506196A (ja) | 3回路プレート熱交換器 | |
EP0828981B1 (en) | Plate heat exchanger with undulating passageway | |
US20120031598A1 (en) | Plate heat exchanger | |
EP1356248B1 (en) | Layered heat exchangers | |
EP2929273B1 (en) | Plate heat exchanger | |
EP1405022B1 (en) | Heat transfer plate, plate pack and plate heat exchanger | |
US7121331B2 (en) | Heat exchanger | |
US5373895A (en) | Heat exchanger | |
WO2020258886A1 (zh) | 板片、板片组件及热交换器 | |
CN116857996A (zh) | 板式换热器、分配器以及用于板式换热器的板片 | |
CN116659275A (zh) | 板式换热器 | |
JP2001289589A (ja) | 熱交換器の配管接続構造 | |
JP4714375B2 (ja) | 積層型熱交換器 | |
CN116558332A (zh) | 板式换热器和用于板式换热器的分配器 | |
JP5887352B2 (ja) | 側方流体供給を伴う熱交換器 | |
CN112414184A (zh) | 板式换热器 | |
JP7247717B2 (ja) | 熱交換器 | |
JP3040215B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
CN112304131A (zh) | 板式换热器 | |
CN212721042U (zh) | 板式换热器 | |
EP3872434B1 (en) | A plate assembly | |
CN116086219B (zh) | 一种带分配孔结构的板式换热器 | |
CN212673912U (zh) | 一种换热器 | |
JP4164145B2 (ja) | 熱交換器、及びこれを用いたカー・エアコン | |
JP7467927B2 (ja) | 熱交換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |