CN1381705A - 热交换器 - Google Patents

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CN1381705A
CN1381705A CN02105592A CN02105592A CN1381705A CN 1381705 A CN1381705 A CN 1381705A CN 02105592 A CN02105592 A CN 02105592A CN 02105592 A CN02105592 A CN 02105592A CN 1381705 A CN1381705 A CN 1381705A
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fluid
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heat exchanger
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CN02105592A
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细川俊之
秀野晃
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-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
    • F28D9/0025Heat-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 being formed by zig-zag bend plates

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Abstract

一种热交换器,其包括:波纹板;底板;盖板;将所述波纹板、所述底板以及所述盖板布置成将所述波纹板插入在其之间而确定的多个流道A和多个流道B;以及所述的流道A和流道B交替相邻地布置在波纹板的两侧,通过经多个流道A供给流体A和经多个流道B供给流体B,使得流体A和流体B之间通过波纹板进行热交换,其中,该流道中的至少一个端部通过如下方式气密地密封起来,即在该波纹板的该端部处加工形成局部切口,和/或折叠该波纹板的该端部的一部分,弯折该波纹板的相对的端部以使其分别形成人字形屋顶的形状,使波纹板的该端部的至少一部分彼此接触,并钎焊接触部分,从而气密地密封上述流道A和上述流道B中之一的开口,以允许仅有一种上述流体在波纹板的每一个端部处流进/流出。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器,该热交换器易于制造和防止流体泄漏,并且流体压力损失较低。
背景技术
参看图10和图11A到11C对传统热交换器的一个实例进行说明。图11A到11C图示出了一个热交换器的多个主要元件,这些元件被各自分隔开来。图11A所示的是与波纹板51的一个表面相连的底板52。图11B所示的是波纹板51。图11C所示的与波纹板的另一表面相连的盖板54。
在图10中,图示出了由图11A到11C中所示的连接元件所制造的热交换器。首先参看图11A到11C进行描述。通过将底板52连接到波纹板51的一个表面形成多个流道53。通过将盖板54的主体部分55连接到波纹板51的另一个表面形成多个流道56。底板52和盖板54的套壳部分57连接在一起,在底板52的上部和在盖板的主体部分55的下部分别形成有流体A和B的出口58、59。
现在参见图10,位于由底板52和盖板54包围着的热交换器的下端的开口为流体A的入口61,入口61上设有空心体(未示出),该空心体沿着与用于供应流体A的各个流道53、56的长度方向相同的方向延伸。在上端的开口为流体B的入口62,入口62上设有空心体(未示出),该空心体沿着与用于供应流体B的各个流道53、56的长度方向相同的方向延伸。流道53的上端部分和流道56的下端部分采用密封材料60阻塞并气密地密封。
在这种传统的热交换器中,经各个圆柱体和各个入口61、62,向各个流道53、56供给流体A和流体B,并经各个流道53、56的出口58、59排出,就可以通过波纹板使得流体A和流体B之间进行热交换。
在传统的热交换器中,波纹板的位于流体入口附近的端部采用密封材料或类似材料阻塞并气密地密封。不过,由于波纹板的壁较薄,且待气密地密封的面积比较大,因此密封工作非常费时费力,且易于出现密封缺陷,因此流体会从流道A泄漏到流道B中,或者从流道B泄漏到流道A中。
作为一种改善气密性的手段,可以想象到采用挤压波纹板的端部的方法来进行密封。不过,仅仅通过挤压操作是不可能期望获得完全的气密性。如图10所示,波纹板51和底板52之间以及波纹板51和盖板54之间的接头处还是需要采用粘合剂或密封材料进行气密性密封。但是,这种密封操作也费时费力,并且易于出现密封缺陷,由此流体可能会象在波纹板的端部一样泄漏。
此外,通过空心体供给的流体冲击堵在波纹板的端部的塞子,在该位置,流动面积在入口处减小,接着流体流动的方向在其内部转一个直角。结果,在流体的流动其内产生过渡的紊流,并且导致压力损失的增加,由此使得风机的尺寸增大并导致电费陡然增加。
顺便提一句,在整个热交换器内的流体压力损失ΔP是用流体出口处面积的增加而产生的压力增加量ΔPout减去由于热交换器的入口处面积减小以及流动方向的改变所产生的压力损失的总和ΔPin和流体流过流道时的压力损失ΔPcore所获得的值。由于上面的ΔPcore和ΔPout是由特定的结构所决定的,因此压力损失ΔP下降的多少主要依赖于ΔPin降低的程度。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的热交换器的第一实施例包括:波纹板;底板;盖板;将所述波纹板、所述底板以及所述盖板布置成将所述波纹板插入在其之间而确定的多个流道A和多个流道B;以及所述的流道A和流道B交替相邻地布置在波纹板的两侧,通过经多个流道A供给流体A和经多个流道B供给流体B,使得流体A和流体B之间通过波纹板进行热交换,其中,该流道中的至少一个端部通过如下方式气密地密封起来,即在该波纹板的该端部处加工形成局部切口,和/或折叠该波纹板的该端部的一部分,弯折该波纹板的相对的端部以使其分别形成人字形屋顶的形状,使波纹板的该端部的至少一部分彼此接触,并钎焊接触部分,从而气密地密封上述流道A和上述流道B中之一的开口,以允许仅有一种上述流体在波纹板的每一个端部处流进/流出。
附图说明
图1是本发明的热交换器的第一实施例的透视图;
图2A-图2C是说明图,其表示出了一种将本发明热交换器中的波纹板端部气密地密封起来的方法;
图3是说明图,其表示出另一种将本发明热交换器中的波纹板端部气密地密封起来的方法;
图4是本发明热交换器的第二实施例的透视图;
图5A-图5C是说明图,其表示出又一种将本发明的一种热交换器实施例中的波纹板端部气密地密封起来的方法;
图6A-图6D是说明图,其表示出另一种将本发明热交换器中的波纹板端部气密地密封起来的方法;
图7A-图7C是本发明的实例1-3,图7D和图7E是局部平面视图,分别表示出了对比性实例1和2的流道A的上端部分;
图8是一检测热交换器的气密性方法的说明性视图;
图9是一检测热交换器内压力损失的说明性视图;
图10是一传统热交换器的透视图;
图11A-图11C所示的传统热交换器的主要元件的视图;以及
图12是以表格1的方式显示出本发明实例和对比实例之间进行比较的结果的附图。
具体实施方式
现在参照附图,将会对本发明的实施例进行详细的说明。具有相同功能的相同部件都采用相同的附图标记进行标示,并且不在表示本发明的实施例的所有附图中再次进行解释。
本发明的一个目的是为了提供一种热交换器,该热交换器易于制造,且能防止流体泄漏,且流体压力损失较低。
本发明的热交换器包括:波纹板;连接在所述波纹板的一个表面上的底板;连接在所述波纹板的另一个表面上的盖板;由所述波纹板、所述底板以及所述盖板沿所述波纹板的纵向确定的两种流体流道,所述两种流体流道包括由所述波纹板的一个表面与所述底板确定的多个流道A和由所述波纹板的另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此分隔开地形成;
用于形成该流道A的所述波纹板的上端部分和下端部分中的一个,其通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封,和用于形成该流道B的所述波纹板的上端部分和下端部分中的另一个,其通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封;
设于波纹板的一末端部分上的所述流体B的入口,该末端部分为流道A的气密密封侧,以及设于波纹板的另一末端部分上的所述流体A的入口,该末端部分为流道B的气密密封侧;以及
所述流体A和所述流体B的出口分别设置于流体A和流体B的所述入口的相反侧面,
其中,通过从如此构成的所述入口向所述出口分别地将流体A供应到多个所述流道A中并将流体B供应到多个所述流道B中,使得热量经波纹板在流体A和流体B之间进行交换。
此外,在本发明的热交换器中,所述盖板和/或所述底板通过如下方式与所述波纹板的端部进行气密地密封,即通过在波纹板的端部进行切割以留下能够在所述盖板或所述底板上进行钎焊的边缘并对所述边缘进行钎焊。在本发明的热交换器中,通过一种覆层波纹板中的钎焊材料将所述波纹板到钎焊所述底板和/或所述盖板上,并且所述流道A与所述流道B完全地分隔开。
而且,在本发明的热交换器中,所述波纹板包括一种覆层板,该板包括一芯材和一形成于所述芯材的一个侧边或两个侧边上的钎焊材料。
(第一实施例)
现在参看图1中所示的透视图对本发明的热交换器的第一实施例进行说明。在芯材两表面上形成有钎焊材料的覆层板用作波纹板材料。通过将底板2连接在波纹板1的一个表面上形成多个流道3(A)。通过将盖板4的主体部5连接到该波纹板1的另一表面上形成多个流道6(B)。底板2和盖板4的套壳部分7相连接,并且流体A的出口8形成于底板2的上部,流体B的出口9形成于盖板的主体部5的下部。
由底板2和盖板4包围的位于下端部分的开口是流体A的入口28,并且入口28设置有空心体(未示出),用于供应流体A的该空心体沿与的各个流道3、6的长度方向相同的方向延伸。上端的开口为流体B的入口29,并且入口29上设有空心体(未示出),用于供应流体B的该空心体沿与各个流道3、6的长度方向相同的方向延伸。
在流道3(A)上端部分和流道6(B)的下端部分,波纹板的端部10被弯折成其末端部分彼此接触并加工成人字形屋顶形状。在人字形屋顶的末端11处的微小的间隙通过填充钎焊材料进行钎焊和气密地密封。流道6(B)的下端部分,尽管没有在图1中示出,通过与流道3的上端部分所采用的方法相同的方法进行钎焊和气密地密封。波纹板1与底板2,以及波纹板1与盖板4采用粘合剂或密封材料连接在一起,使得流道3(A)和流道6(B)之间不会出现流体泄漏。
在该实施例中,采用覆层材料作为波纹板的原因是为了通过钎焊将流道3(A)和流道6(B)气密地密封。在波纹板的端部10处,使末端彼此朝对方弯折并靠近,并在其间的微小间隙之间填充钎焊材料,以便进行钎焊和气密地密封。其原因是为了有助于在波纹板的端部10处实现密封并且减轻在流体入口28、29的周围的紊流程度。波纹板与底板,以及波纹板与盖板采用粘合剂或密封材料进行连接,使得流道3(A)和流道6(B)之间不会产生流体泄漏。换句话说,在该实施例中,波纹板的端部被钎焊在一起,并且波纹板与底板、以及波纹板与盖板是采用粘合剂或密封材料连接的。
现在参见图2A到2C对气密地密封波纹板端部10的末端11的方法进行说明。沿着波纹板的端部10上的每个折痕加工成一段预定长度的切口13,从而形成带14、带15以及带16。彼此相对的带14和带16从切口13的端部开始弯折,使得各个带的末端11彼此靠近并采用一种预定的金属模具(未示出)形成一种人字形屋顶的形状。带14和带16的彼此靠近的末端11采用钎焊材料进行钎焊和气密地密封。
在形成图2C中所示的人字形屋顶的带14和带16之间的角度α17不小于30度并且不大于120度。其原因是,当其小于30度时倾斜度比较陡因而屋顶部分变得比较高,这会在设计选择方面导致限制增加。当角度超过120度时,就不能充分地获得减弱紊流的作用。
在图3中,带14和带16在靠近相应末端11的附近进行弯折,且弯折末端的表面形成彼此接触。该实例所示的是这样的情况,即被弯曲并形成彼此接触的末端的表面被加工成平行于流道,这相对于流体具有较低的阻力。就象在该实施例中一样,在接触部分27处形成面结合会增加气密性。
而且,本发明的热交换器包括:波纹板;与所述波纹板的其中一个表面相连的底板;与所述波纹板的另一个表面相连的盖板;
由所述波纹板、所述底板、以及所述盖板沿所述波纹板的纵向方向确定的两种流体流道A和B,所述两种流道包括由所述波纹板的所述一个表面和所述底板确定的多个流道A和由所述波纹板的另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此分隔开地形成;
形成该流道A或B的所述波纹板的上端部分和下端部分,其通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封;
设置在形成所述流道A或所述流道B的所述底板或所述盖板上的入口,该流道的上端部分和下端部分被气密地密封,并且出口设置在所述入口的相反一侧;
设置在所述流道A或所述流道B的一端的入口,该流道上端部分和下端部分没有气密地密封,并且出口设置在所述入口的相反的一侧,
其中,通过从如此结构的所述入口向所述出口分别将流体A供给到所述多个流道A中和将流体B供给到多个流道B中,热量经过波纹板在流体A和流体B之间进行交换。
(第二实施例)
现在参看透视图4对本发明热交器的第二实施例进行说明。参照图2A至2C和图3结合热交换器的第一实施例进行描述的波纹板的端部形状可以用于该实施例。
在本发明的热交换器的第二实施例中,流体A的出口8和入口18设置在底板2上,以便通过流道3(A)供应流体A,而流体B是从位于流道6(B)的下端部分的入口29向位于上端的出口9供给的。在该热交换器中,一种在芯材的一个表面上形成有钎焊材料的覆层板被用作波纹板材料。
构成流道3(A)的波纹板1的两个端部10在其末端处弯折,使其彼此接触形成人字形屋顶形状。在人字形顶部的末端处的微小间隙通过填充钎焊材料进行钎焊和气密地密封。在这种情况下,钎焊材料填充在人字形顶部的内侧。
在该热交换器内,在构成流道3(A)的波纹板的两个端部处的密封工作能够很容易地进行,此外,能期望获得良好的精加工且能降低流体6(B)的压力损失。波纹板1和底板2采用粘合剂或密封材料进行连接,从而在流道3(A)和流道6(B)之间不会出现流体泄漏。由于盖板的装接不会对流道3(A)和流道6(B)之间的流体泄漏产生直接的影响,因此,可以采用任何方式的装接方式。
而且,本发明的热交换器包括:波纹板;与该波纹板的一个表面相连的底板;与该波纹板的另一个表面相连的盖板;
由所述波纹板、所述底板以及所述盖板沿着所述波纹板的纵向方向确定的两种流体流道A和B,其包括由所述波纹板的所述一个表面和底板确定的多个流道A和由所述波纹板的另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此隔离开地形成;
形成流道A的所述波纹板的上端部分或下端部分中的一端和形成流道B的所述波纹板的上端部分或下端部分中的另一端,其分别通过设置两个相应的倾斜表面进行气密地密封;
设置在波纹板的一个端部上的所述流体B的出口,该端部为流道A的气密地密封侧,并且设置在波纹板的另一端部上的所述流体A的出口,该端部为流道B的气密地密封侧;
设置在形成所述流道A和所述流道B的所述底板或所述盖板上的所述流体A的入口或所述流体B的入口,
其中,通过从如此结构的所述入口分别向所述出口将流体A供给到多个所述流道A和将流体B供给到多个流道B,热量经过波纹板在流体A和流体B之间进行交换。
(第三实施例)
参照图1结合热交换器的第一实施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第三实施例。就波纹板的端部而言,结合参照图2A至2C和图3的第一实施例进行描述的形状也可以采用。
在该实施例的热交换器中,采用了一种在其两面上形成有钎焊材料的覆层板作为波纹板材料。波纹板1与底板2、以及波纹板1与盖板4采用形成于该波纹板内的钎焊材料通过钎焊连接在一起。换句话说,将在加热时处于熔融状态的钎焊材料填充在形成于波纹板1与底板2之间和波纹板1与盖板4之间的微小间隙内,随后经过冷却后凝固,使得该间隙被气密地密封。换句话说,在该实施例中,可以同时在波纹板的端部和在波纹板与底板之间以及在波纹板和盖板之间进行钎焊。按照此实施例,可以提高气密性。
(第四实施例)
参照图4结合热交换器的第二实施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第四实施例。就波纹板的端部而言,结合参照图2A至2C和图3的第一实施例进行描述的形状也可以采用。
该热交换器采用一种在其一个表面上形成有钎焊材料的覆层板作为波纹板材料。波纹板1和底板2采用形成于该波纹板中的钎焊材料通过钎焊连接在一起。换句话说,将在加热时处于熔融状态的钎焊材料填充在波纹板1和底板2之间的微小间隙内,随后经过冷却后凝固,使得该间隙被气密地密封。由于盖板的装接不会对流道3(A)和流道6(B)之间的流体泄漏产生直接的影响,因此,可以采用任何方式的安装方式。按照此实施例,可以提高气密性。
根据第三实施例和第四实施例,就没有必要如采用粘合剂或密封材料那样花费太多的时间和精力。由于覆层板是采用钎焊材料通过钎焊方法连接起来的,因此流道3(A)和流道6(B)能够完全分隔开,且流道3(A)和流道6(B)之间的流体泄漏能够得到完全的避免。
(第五实施例)
参照图1结合热交换器的第一实施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第五实施例。在该实施例中,采用了其端部加工成屋顶形状的波纹板,并且其末端经过加工成彼此靠近。
现在参照图5A至5C对本发明的该实施例进行描述。该热交换器采用一种在其两表面上形成有钎焊材料的覆层板作为波纹板材料。第一步,首先自波纹板的端部边缘在一侧沿位于由较短的侧边30和较长的侧边31确定的拐角处的折痕,加工成切口33。
接着,将较长的相面对的侧边31折叠成屋顶形状,使其末端靠近,并且同时将较短的侧边30弯折并将其辗平到折叠后的较长的相对侧边31上,就象该侧边30将弯折的较长相对的侧边31包折起来一样。
优选的是,如图5C所示,将侧边30辗平,以使得较长侧边31和较短侧边30的端面对齐并彼此重叠,并使得较长侧边31的末端的弯折接触表面形成为垂直向上的。
通过按照上述方法进行定形,由较短侧边30和较长侧边31形成的波纹板35的端部可以大致形成T形。波纹板1和底板2之间以及在波纹板1和盖板4之间形成的微小间隙可以采用粘合剂或密封材料进行气密地密封,或者采用形成于波纹板中的钎焊材料通过钎焊进行连接。(第六实施例)
参照图4结合热交换器的第二实施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第六实施例。结合参照图5A至5C的第五实施例进行描述的形状可以作为一种将波纹板的端部加工成屋顶形状以使得末端靠近的方法而采用。
就结合图1进行描述的第五实施例和第六实施例而言,在形成大致呈T形的末端部上没有切口形成,而是连续的。因此在沿着切口进行钎焊后不存在留下孔口的可能性,由此确保气密性。由于在处理过程中采用特定的金属模具,因此,与需要采用粘合剂或密封材料的情况相比,加工过程得到显著地简化。
(第七实施例)
结合第一实施施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第七实施例。在该实施例中,波纹板具有形成为屋顶形状的端部,并且末端靠近并进行处理。
现在参照图6A到图6D对本发明的实施例进行说明。该热交换器采用一种在芯材的两个表面上形成有钎焊材料的覆层板作为波纹板材料。第一步,首先自波纹板的端部的上部边缘在一侧在较短侧边40上加工成切口43。切口形成于较短侧边40上,以便在靠近较长侧边41的两边留有宽度不小于几毫米的边缘44。换句话说,加工成切口43以便留出用于将波纹板的端部焊接到盖板或底板上的边缘44。边缘44可以为任何宽度,例如,大约为1毫米,只要它能用于钎焊即可。
下一步,将较短侧边40上的切口向外扩张,接着使得扩张后的边缘44分别与相邻的边缘接触,从而该边缘44的末端的端面彼此对齐和覆盖。边缘44末端的弯折后的接触表面最好加工成垂直向上。
在使边缘接触之后,相面对的较长侧边41的末端靠近成屋顶形状,同时将较短侧边42弯折并将其辗平到折叠后的相面对的较长侧边41上,就象其将弯折后的相面对的较长侧边41包折起来一样。如图6D所示,较短侧边被辗平成,使得较长侧边41和较短侧边42的端面彼此对齐并覆盖。较长侧边41的末端的弯折接触表面最好被加工成垂直向上。
通过按照上述方法进行定形,由较短侧边40和较长侧边41形成的波纹板45的端部45可以加工成大致呈T形。在波纹板1和底板2之间以及在波纹板1和盖板4之间形成的微小的间隙可以采用粘合剂或密封材料进行气密地密封,或者可以采用波纹板中的钎焊材料通过钎焊方式进行连接。(第八实施例)
参照图4结合热交换器的第二实施例进行描述的形状可以用于本发明的热交换器的第八实施例。结合参照图6A至6D的第七实施例进行描述的形状可以作为一种将波纹板的端部加工成屋顶形状以使得末端靠近的方法而采用。
就结合图进行描述的第七实施例和第八实施例而言,在形成大致呈T形的端部上没有切口形成,而是连续的。因此在沿着切口进行钎焊后不存在留下孔口的可能性,由此确保气密性。由于在处理过程中要采用特定的金属模具,因此,与需要采用粘合剂或密封材料的情况相比,加工过程得到显著地简化。
而且,在本发明的热交换器的其他实施例中,流道A和流道B沿着上述波纹板的横向方向交替布置,并且通过设置两个相应的倾斜表面而进行气密地密封的端部形状使得在入口附近产生的流体紊流的程度得到减弱。
通过设置两个相应的倾斜表面而得到密封的前述端部进一步通过钎焊方式得到气密地密封。该波纹板由覆层材料制成,该覆层材料包括芯材和形成于该芯材两面上的钎焊材料,并且该波纹板与底板,以及该波纹板与盖板分别采用波纹板上的钎焊材料通过钎焊进行连接。
通过钎焊连接在一起的波纹板与底板以及波纹板与盖板通过粘合剂或密封材料进一步连接。通过设置两个相应的倾斜表面进行气密地密封的端部上设有作为用于钎焊的边缘的垂直表面,并且通过钎焊该垂直表面而气密地密封。
正如至此所描述的那样,本发明将会通过将本发明应用到经波纹板进行热交换的所给定的热交换器上而产生作用。[实例](实例1)
本发明将参照实例进行说明。所制造的是一种具有图1所示结构的热交换器。由厚度为0.5mm的覆层板制成的波纹板1被使用,其中波纹板1包括位于芯材两个表面上的钎焊材料,钎焊材料为JIS4045合金,芯材为JIS3003合金。
将要成为流道3(A)的上端部分的端部10和将要成为流道6(B)的下端部分的端部预先通过结合附图2A至2C所描述的方法进行加工处理以彼此靠近形成人字形屋顶形状,并在随后的热加工处理过程中,通过将钎焊材料填充到其末端处的微小间隙中进行钎焊而连接在一起。波纹板1与底板2,以及波纹板1与盖板5的主体部分分别通过粘合剂进行连接。(实例2)
所制造的是一种结构和图1所示的结构一样的一种热交换器,不同的是波纹板1与底板2以及波纹板1与盖板5的主体部分是通过钎焊材料进行钎焊在一起的。(实例3)
该热交换器是采用和实例2中所采用方法一样的方法制造的,其结构和图1所示的结构一样,不同的是波纹板的端部是采用图6A至6D中所示的方法而连续形成的T形形状,且没有任何切口。(第一对比实例)
由厚度为0.5mm的JIS3003合金板制成的一种波纹板被用作波纹板1。将要成为流道3(A)的上端部分的端部10和将要成为流道6(B)的下端部分的端部预先通过结合附图2A至2C所描述的方法进行加工处理以彼此靠近形成人字形屋顶形状,并通过将密封材料23填充到其末端处的微小间隙中进行气密地密封。波纹板1与底板2,以及波纹板1与盖板5的主体部分分别通过粘合剂进行连接。制造了一种和图1所示的结构一样而没有上述要点的一种热交换器。(第二对比实例)
采用和第一对比实例中所采用方法一样的方法制造了一种结构和图1所示的结构一样的一种热交换器,不同的是,流道3(A)的上端部分和流道6(B)的下端部分是通过填充橡胶材料26和密封材料23进行气密地密封的,而没有采用如第一对比实例的相同方法进行加工处理以形成人字形屋顶的形状。
在图7A中,所示的是一个表示第一实施例中流道A的上端部分的平面示意图。以同样的方式,图7B所示的是第二实施例的,图7C所示的是第三实施例的,图7D所示的是第一对比实例,而图7E所示的是第二对比实例的。
在本发明的第一、第二以及第三实例中,形成人字形屋顶形状的波纹板端部10的末端11通过钎焊材料25连接并气密地密封起来。在本发明的第二和第三实例中,波纹板1与底板,以及波纹板1与盖板4分别采用钎焊进行连接。特别是在例3中,没有在端部加工形成切口,并且整体形成屋顶形状的大致呈T形的部分是以连续方式加工形成的。
另一方面,在第一对比实例中,形成人字形屋顶形状的波纹板端部10的末端11采用密封材料23进行气密地密封。在第二对比实例中,上端部分没有形成屋顶状,但是是采用密封材料23或密封材料23与橡胶材料26进行气密地密封的。
在本发明的第一到第三实例和第一和第二对比实例中制造的各个热交换器都对其波纹板的气密地密封端部进行了密封性检测。具有良好密封性的热交换器进行压力损失检测。测量密封性的方法将会参照图8进行说明。第一步,热交换器的流体A的入口被气密地密封,并且软管18以水密封状态安装到流体A的出口。
接着,将该热交换器浸入水中,并且通过软管18将高压空气吹进流道3(A)中。观察在流体A出口8的附近是否有气泡19从波纹板的气密地密封端部10处产生。对流道6(B)也进行相同的检测。
对200个热交换器中的每个进行检测,并评估如下:当在热交换器中产生气泡的数目为零时评定为密封性优秀(◎);当气泡数目不大于5时评定为密封性良好(○);当气泡的数目为六个或更多时评定为密封性差(×)。该结果作为图12列在表1中。如图9所示,通过在流体A的入口和出口处安装空气通道20、21可以检测压力损失,通过风机向安装在入口处的空气通道21吹风,并通过微压差计22检测空气通道20、21之间的空气压差。以如下方式进行结果评估:压差低于50Pa时称为良好(○),而数值不低于50Pa时则称为不好(×)。该检测结果作为图12列于表1中。生产率也标记在表1中。正如表1所清楚的表示的那样,在本发明第一至三种(No.1-3)物品中,波纹板的每个端部都在其末端彼此近以减小密封面积后通过钎焊方式进行气密地密封。因此,密封工作较易进行且发现流体泄漏较少。特别是本发明的第三实例具有优良的密封性,其在波纹板的末端处没有切口,并形成一连续的T形。由于波纹板的端部形成人字形屋顶形状,流体紊流的程度得到减弱且压力损失降低。在波纹板的末端以及波纹板和底板同时采用钎焊连接的实例2和实例3具有出众的密封性和生产率。与此进行对比,在第一对比实例中,波纹板的末端是人字形的,但是波纹板的端部通过密封材料进行气密地密封。因此,密封工作费时费力,且气密性低。第二对比实例中的波纹板的端部不是人字形且通过密封材料进行气密地密封,该对比实例由于在流体入口附近产生流体的极度紊流,因此气密性低压力损失增加。如至此所说明的那样,本发明涉及一种热交换器,其中流体A和流体B在流道3(A)和流道6(B)中流动,流道3(A)和流道6(B)分别由波纹板形成,该波纹板用于在流体A和流体B之间进行热交换。在本发明中,当在波纹板的端部处气密地密封流道3(A)和流道6(B)时,通过使得波纹板的端部形成人字形屋顶形状,以使末端靠近以便进行钎焊,并因此使得密封工作容易进行且能获得好的密封效果。此外流体在流体入口附近的紊流程度可以得到减弱,并因此减小流体的压力损失,由此实现风机的最小化并节省电费。因此,从工业上而言能产生出众效果。

Claims (17)

1.一种热交换器,其包括:
波纹板;
底板;
盖板;
由所述波纹板、所述底板以及所述盖板确定的多个流道A和多个流道B,所述波纹板、所述底板以及所述盖板设置成将所述波纹板插入其间;和
多个所述流道A和多个所述流道B交替地并相邻地布置在该波纹板的两侧,通过经多个流道A供给流体A和经多个流道B供给流体B,以使热量在流体A和流体B之间通过波纹板交换;
其中,上述多个流道的端部中的至少一个通过如下方式被气密地密封,即在该波纹板的该端部处加工形成局部切口,和/或折叠该波纹板的该端部的一部分,弯折该波纹板的相对的端部以使其分别形成人字形屋顶的形状,使波纹板的该端部的至少一部分彼此接触,并焊接接触部分,从而气密地密封上述流道A和上述流道B中之一的开口,以允许仅有一种上述流体在波纹板的每一个端部处流进/流出。
2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,通过在该波纹板的该端部制出切口以便留出能焊接到所述盖板或所述底板上的边缘,并通过焊接所述边缘,将所述盖板和/或所述底板与所述波纹板的端部气密地密封起来。
3.如权利要求1或2所述的热交换器,其特征在于,通过覆层波纹板中的焊接材料将所述波纹板焊接到所述底板和/或所述盖板上,并且所述流道A与所述流道B完全分隔开。
4.如权利要求3所述的热交换器,其特征在于,所述波纹板包括覆层板,该覆层板包括芯材和形成于所述芯材的一个表面或两个面上的焊接材料。
5.一种热交换器,其包括:
波纹板;
连接在所述波纹板的一个表面上的底板;
连接在所述波纹板的另一个表面上的盖板;
由所述波纹板、所述底板以及所述盖板沿所述波纹板的纵向方向确定的两种流体流道;所述两种流体流道包括由所述波纹板的上述一个表面与所述底板确定的多个流道A和由所述波纹板的上述另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此分隔开地形成;
形成该流道A的所述波纹板的上端部分和下端部分中的一个,其通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封,和形成该流道B的所述波纹板的上端部分和下端部分中的另一个,其通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封;
设置于该波纹板的一个端部上的用于所述流体B的入口,该端部为流道A的气密密封侧,和设置于该波纹板的另一个端部上的用于所述流体A的入口,该端部为流道B的气密密封侧;和
分别设置于流体A和流体B的所述入口的相反侧的用于所述流体A和所述流体B的出口,
其中,通过从所述入口向所述出口分别将流体A供应到多个所述流道A中和将流体B供应到多个所述流道B中,以使热量经波纹板在流体A和流体B之间交换。
6.如权利要求5所述的热交换器,其特征在于,所述流道A和所述流道B沿所述波纹板的横向方向交替设置,并且通过设置所述两个相应的倾斜表面进行气密地密封的所述端部的形状使得在所述入口附近产生的流体紊流的程度减弱。
7.一种热交换器,其包括:
波纹板;
连接在所述波纹板的一个表面上的底板;
连接在所述波纹板的另一个表面上的盖板;
由所述波纹板、所述底板以及所述盖板沿所述波纹板的纵向方向确定的两种流体流道;所述两种流道包括由所述波纹板的上述一个表面与所述底板确定的多个流道A和由所述波纹板的上述另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此分隔开地形成;
形成该流道A或B的所述波纹板的上端部分和下端部分,该部分通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封;
设置在形成所述流道A或所述流道B的所述底板或所述盖板上的入口,其上端部分和下端部分被气密地密封,和设置在所述入口的相反侧的出口;和
设置在所述流道A或所述流道B的一端上的入口,其上端部分和下端部分没有被气密地密封,和设置在所述入口的相反侧的出口,
其中,通过从如此结构的所述入口向所述出口分别将流体A供给到多个所述流道A中和将流体B供给到多个流道B中,热量经过波纹板在流体A和流体B之间交换。
8.如权利要求7所述的热交换器,其特征在于,所述流体A和所述流体B的流动方向相反。
9.一种热交换器,其包括:
波纹板;
连接在所述波纹板的一个表面上的底板;
连接在所述波纹板的另一个表面上的盖板;
由所述波纹板、所述底板以及所述盖板沿所述波纹板的纵向方向确定的两种流体流道;所述两种流体流道包括由所述波纹板的上述一个表面与所述底板确定的多个流道A和由所述波纹板的上述另一个表面和所述盖板确定的多个流道B,所述的多个流道A和所述的多个流道B彼此分隔开地形成;
形成流道A的所述波纹板的上端部分或下端部分中的一个和形成流道B的所述波纹板的上端部分或下端部分的另一个分别通过设置两个相应的倾斜表面被气密地密封;
设置在该波纹板的一个端部上的用于所述流体B的出口,该端部为流道A的气密密封侧,和设置在该波纹板的另一端部上的用于所述流体A的出口,该端部为流道B的气密密封侧;和
设置在形成所述流道A和所述流道B的所述底板或所述盖板上的用于所述流体A的入口或所述流体B的入口,
其中,通过从如此结构的所述入口向所述出口分别将流体A供给到多个所述流道A中和将流体B供给到多个流道B,热量经过波纹板在流体A和流体B之间交换。
10.如权利要求5-9中的任何一项所述的热交换器,其特征在于,带有所述两个相应倾斜表面的该端部通过焊接被气密地密封。
11.如权利要求10所述的热交换器,其特征在于,通过设置所述两个相应倾斜表面被气密地密封的所述端部设置有作为用于焊接的边缘的垂直表面,并且通过焊接所述垂直表面以使其气密地密封。
12.如权利要求5-9中的任何一项所述的热交换器,其特征在于,所述波纹板由覆层材料形成,该覆层材料包括芯材和形成于所述芯材两个表面上的焊接材料,并且所述波纹板与所述底板,以及/或所述波纹板与所述盖板分别采用所述波纹板上的焊接材料通过焊接进行连接。
13.如权利要求12所述的热交换器,其特征在于,被焊接并连接在一起的上述波纹板与上述底板以及上述波纹板与上述盖板通过粘合剂或密封材料进一步连接。
14.如权利要求5-9中的任何一项所述的热交换器,其特征在于,通过在该波纹板的该端部处加工形成切口,以在所述盖板或所述底板上留下能够进行焊接的边缘并焊接所述边缘,从而将所述盖板和/或所述底板与所述波纹板的端部气密地密封起来。
15.如权利要求14所述的热交换器,其特征在于,所述波纹板包括覆层板,该覆层板包括芯材和形成于所述芯材的一个表面或两个表面上的焊接材料。
16.如权利要求15所述的热交换器,其特征在于,所述波纹板包括用于焊接的边缘。
17.如权利要求16所述的热交换器,其特征在于,被焊接并连接在一起的上述波纹板与上述底板以及上述波纹板与上述盖板通过粘合剂或密封材料进一步连接。
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