CN1902456A - 板式热交换器 - Google Patents

Abstract

一种板式热交换器，其包括多个第一热交换器板(A)和多个第二热交换器板(B)。该板包括在每一对相邻的板(A)和板(B)之间的第一板间空间(1)，和在每一对相邻的板(B)和板(A)之间的第二板间空间(2)。第一板间空间和第二板间空间彼此间隔开并且以交替的顺序彼此紧靠地设置。该热交换器板具有第一孔口，其形成通向该第一板间空间的第一入口通道(6)。该板式热交换器包括对于每一第一板间空间的分隔空间(11)，该分隔空间(11)对于该第二板间空间(2)是封闭的。该分隔空间(11)经由入口喷口(13)与该入口通道连通，所述入口喷口形成节流部，并且该分隔空间经由出口喷口(14)与相应的第一板间空间连通，所述出口喷口形成节流部。

Description

板式热交换器

技术领域

本发明总体上涉及一种板式热交换器，尤其涉及形式为蒸发器的板式热交换器，即设计成用于各种应用场合的冷却剂回路中的冷却剂的蒸发的热交换器，该应用场合例如为空气调节、冷却系统、热泵系统等。

本发明尤其涉及一种包括板组件的板式热交换器，该板组件包括多个第一热交换器板和多个第二热交换器板，它们永久地彼此连接在一起并且彼此紧靠布置，以便在每一对相邻的第一热交换器板和第二热交换器板之间形成第一板间空间，并且在每一对相邻的第二热交换器板和第一热交换器板之间形成第二板间空间，其中，该第一板间空间和该第二板间空间彼此间隔开并且以交替的顺序在该板组件中彼此紧靠地设置，其中基本上每一热交换器板至少具有第一孔口和第二孔口，其中该第一孔口形成通向该第一板间空间的第一入口通道，并且该第二孔口形成离开该第一板间空间的第一出口通道，并且该板组件包括对于每一所述第一板间空间的分隔空间，该分隔空间对于该第二板间空间是封闭的。

背景技术

冷却剂供应到这种板式热交换器的该入口通道以便该冷却剂蒸发，该冷却剂通常以气态和液态共存。这样难以向该蒸发器的不同的板间空间提供最佳的冷却剂分配以便使得相等量的冷却剂供应到并流经每一板间空间。已知的是，冷却剂分配的问题通过在每一板间空间出提供对冷却剂的节流而至少部分地解决。以这样的方式，当冷却剂进入相应的板间空间时将产生冷却剂的压力降。

SE-C-502 984披露了一种本文开始所描述的板式热交换器，其具有冷却剂的入口通道。该入口通道经过热交换器板的加压模制部分，其对于第二板间空间完全的封闭，以便流体被冷却，并且具有延伸到每一第一板间空间的多个小开口。这些开口形成节流，这在进入相应板间空间的入口处提供了特定的冷却剂压力降。小的开口可设计作为穿过每一热交换器板的薄板的孔或作为设置成穿过加压模制部分的细小通道。

US-A-5971065披露了一种相似的板式热交换器，其在用于冷却剂入口通道与相应板间空间之间具有多个小开口。US-A-5971065所述的板式热交换器与上述SE-C-502 984中的技术方案的不同之处在于，对于冷却剂的共用空间穿过在入口通道与相应板间空间之间的加压模制部分而形成。该共用空间平行入口通道基本上延伸穿过整个板组件。多个小开口在入口通道与共用空间之间延伸，并且至少一个小孔在共用空间与冷却剂的每一板间空间之间延伸。

EP-B-1 203 193披露了另一种板式热交换器，其包括带有热交换器板的板组件，该板组件与密封装置一起限定了第一板间空间和第二板间空间。入口通道借助松垫圈从而对于第一板间空间部分地封闭。依据所披露的一实施例，入口通道借助小管与第一板间空间连通，该小管延伸穿过相应垫圈并且形成用于冷却剂流动节流的小开口。

借助上述的文献中所述的技术方案，难以获得足够的压力降以便实现冷却剂可接受地分配到不同的第一板间空间中。特别是，对于在气态时具有较高密度的冷却剂而言较大的压力降是所需的，该冷却剂例如为R410A。上述的文献中的技术方案的另一问题在于，它们难以应用于小尺寸的板式热交换器。在这种小尺寸的板式热交换器中，对于所述的技术方案而言在入口通道周围没有足够的空间。特别是，当具有细小通道的小模制厚度的热交换器板钎焊到板组件上时，设置成穿过加压模制部分的小通道往往容易被堵塞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的板式热交换器以便解决上述的问题。其目的尤其在于提供这样一种板式热交换器，该板式热交换器在进入相应板间空间的入口处对于冷却剂形成足够的压力降。

本发明的另一目的在于，提供一种以小尺寸制造的板式热交换器。

以上目的可借助由本文开始限定的板式热交换器来实现，该热交换器的特征在于，该分隔空间经由入口喷口与该第一入口通道连通，所述入口喷口形成流动面积明显减小的节流部，并且该分隔空间经由出口喷口与相应的第一板间空间连通，所述出口喷口形成流动面积明显减小的节流部。

在其通常形式中，本发明由此限定了彼此串联设置的两个节流部以及位于每一板间空间的节流部之间的分隔空间。借助这样的流动路径，当冷却剂进入相应的板间空间时可实现有效的总节流，以便确保足够的压力降从而实现冷却剂均匀分配到所有的第一板间空间内。原则上，该分隔空间可设置在板组件的大致任何的位置。然而，依据本发明的有利实施例，该分隔空间设置在入口通道附近。特别是，这些分隔空间可设置成围绕该入口通道。

依据本发明的另一实施例，该分隔空间借助热交换器板的加压模制而形成。以这样的方式，本发明的板组件和板式热交换器可简便且便宜地制成。

依据本发明的另一实施例，所述喷口中的至少一个由相应的孔形成，所述孔延伸穿过每一所述第二热交换器板。从制造方面来看，这样的形式为孔的喷口可以以简便的方式设置。这样的孔还具有以下优点，例如在板组件钎焊连接时，其可形成有效的节流并且同时确保喷口是打开的。

依据本发明的另一实施例，该入口喷口由相应的孔形成，该孔延伸穿过每一所述第二热交换器板。另外，有利的是，该出口喷口由相应的孔形成，该孔延伸穿过每一所述第二热交换器板。由此，该分隔空间设置在相应一对相邻的第二热交换器板和第一热交换器板之间，即，该分隔空间设置在第二板间空间的同一对热交换器板之间。

依据本发明的另一实施例，每一所述热交换器板包括中心延伸平面、在该中心延伸平面的一侧上的上板平面、和在该中心延伸平面的另一侧上的下板平面。这样，每一所述第二热交换器板包括上表面区域，其围绕该第一孔口延伸并界定该分隔空间，其中该上表面区域定位在该上板平面的水平面。

依据本发明的另一实施例，该出口喷口的孔延伸穿过该上表面区域。这样，有利的是，该热交换器包括端板，其设置成与所述第二热交换器板中的一个相邻，以便该端板封闭该第二热交换器板的出口喷口的孔。该实施例是特别有利的，这是因为所述分隔空间的最外侧借助单个大致平面的端板与周围环境密封隔开，该端板抵靠所述第二热交换器板。

依据本发明的另一实施例，每一所述第二热交换器板包括下表面区域，其围绕该第一孔口在该第一孔口与该上表面区域之间延伸，该下表面区域定位在该下板平面的水平面。这样，该入口喷口的孔延伸穿过该下表面区域。

依据本发明的另一实施例，每一所述第一热交换器板包括下表面区域，其围绕该第一孔口延伸并界定该分隔空间，该下表面区域定位在该下板平面的水平面。这样，所述第二热交换器板的该上表面区域定位成部分地面对所述第一热交换器板的该下表面区域，以便在这些表面区域之间形成该分隔空间。为了形成进入所述分隔空间中的通道，入口喷口定位成面对所述第一热交换器板的下表面区域。为了形成离开所述分隔空间的通道，对于该中心延伸平面而言，该出口喷口相对于所述第一热交换器板的下表面区域偏置。

依据本发明的另一实施例，每一所述第一热交换器板包括上表面区域，其围绕该第一孔口在该第一孔口与该下表面区域之间延伸，该上表面区域定位在该上板平面的水平面。另外，所述第二热交换器板的该下表面区域定位成部分地面对所述第一热交换器板的该上表面区域，以便在这些表面区域在板组件中彼此部分抵靠。

依据本发明的另一实施例，该第一板间空间形成用于冷却剂的第一通道，该第二板间空间形成用于一流体的第二通道，该流体适于由该冷却剂来冷却。该板式热交换器因此有利地适于用作蒸发器。

依据本发明的另一实施例，基本上每一所述热交换器板至少具有第三孔口和第四孔口，它们延伸穿过板组件，其中第三孔口形成通向该第二板间空间的第二入口通道，第四孔口形成离开该第二板间空间的第二出口通道。

依据本发明的另一实施例，所述热交换器板在板组件中借助钎焊彼此连接。

依据本发明的另一实施例，该分隔空间借助至少一个围绕入口通道延伸的环来定界。每一所述环设置在相邻的热交换器板的环槽中。

附图说明

参照对优选实施例的下列描述并结合附图，可以更好地理解本发明的各个实施例，在附图中：

图1示意地示出了依据本发明的实施例的板式热交换器的侧视图；

图2示意地示出了图1所示的板式热交换器的正视图；

图3示意地示出了沿图2的线III-III截取的截面图；

图4示意地示出了图1所示的板式热交换器的第一热交换器板的侧视图；

图5示意地示出了图1所示的板式热交换器的第二热交换器板的侧视图；

图6示意地示出了图4所示的第一热交换器板的顶视图；

图7示意地示出了图5所示的第二热交换器板的顶视图；和

图8示意地示出了本发明的另一实施例的与图3相似的截面图。

具体实施方式

图1-3示出了依据本发明的板式热交换器的一可行的实施例。该板式热交换器包括板组件P，该板组件由多个加压模制的热交换器板A、B形成，热交换器板A、B彼此紧靠地设置。在所示的该实施例中，热交换器板包括两个不同的板，称为第一热交换器板A，如图3、4、6所示，和第二热交换器板B，如图3、5、7所示。可以看出，板组件P包括数量大致相等的第一热交换器板A和第二热交换器板B。

参照图3清晰所示，热交换器板A、B以这样的方式彼此紧靠设置，即，使得第一板间空间1形成在每一对相邻的第一热交换器板A和第二热交换器板B之间，并且第二板间空间2形成在每一对相邻的第二热交换器板B和第一热交换器板A之间。这样，每隔一个的板间空间形成相应的第一板间空间1并且其余的板间空间形成相应的第二板间空间2，即，第一和第二板间空间1和2以交替顺序设置在板组件P中。另外，第一和第二板间空间1和2基本上完全地彼此分隔开。

依据本发明的板式热交换器可有利地适于用作冷却剂回路中的蒸发器，该冷却剂回路没有示出。在这种蒸发器应用中，第一板间空间1可形成用于冷却剂的第一通道，而第二板间空间2可形成用于被该冷却剂冷却的流体的第二通道。

板组件P还包括上密封板3和下密封板4，它们设置在板组件P的相应侧面上并形成板组件P的端板。在所示的实施例中，热交换器板A、B和密封板3、4永久地彼此连接。这种永久连接可有利地通过钎焊来实现。其它的可采用的连接技术包括焊接和胶粘。然而，本发明还可应用于其中板组件P由延伸穿过热交换器板A、B和密封板3、4的拉紧螺栓保持在一起的板式热交换器。

如图2、6、7清晰所示，基本上每一热交换器板A、B具有四个孔口5，即第一孔口5、第二孔口5、第三孔口5、第四孔口5。第一孔口5形成通向第一板间空间1的第一入口通道6，其延伸穿过基本上整个板组件P，即所有的热交换器板A、B和密封板3，但除了密封板4之外。第二孔口5形成离开第一板间空间1的第一出口通道7，其延伸穿过基本上整个板组件P，即所有的热交换器板A、B和密封板3，但除了密封板4之外。第三孔口5形成通向第二板间空间2的第二入口通道8，第四孔口5形成离开第二板间空间2的第二出口通道8。另外，两个通道8、9延伸穿过基本上整个板组件P，即所有的热交换器板A、B和密封板3，但除了密封板4之外。第四孔口5设置在大致矩形的热交换器板A、B的相应角部附近。在每一热交换器板A、B的中心区域中设置有工作传热区域10，其以本领域公知的方式设置有突脊和凹谷的波纹部。在所示的实施例中，波纹部以人字形图案延伸，其中第一热交换器板A的波纹部朝向一方向，第二热交换器板B的波纹部朝向相反方向。当然该传热区域10可具有其它类型的图案。

热交换器板A、B以这样的方式加压模制，即，分隔空间11形成在第一入口通道6周围。每一分隔空间11大致密封到第二板间空间2上。如图3清晰所示，每一分隔空间11设置相应成对的相邻的第二热交换器板B和第一热交换器板A之间，即，分隔空间11设置在第二板间空间2的同一对热交换器板B和A之间。

在此应当注意，本发明还可借助没有加压模制的热交换器板而实施，即，基本上平面的热交换器板。在这种变型中，分隔空间11由定位在热交换器板A、B之间的环31、32形成，参见图8。例如，内环31紧靠入口通道外侧，第二外环32稍微在第一内环的外侧，其中分隔空间11位于环31、32之间。本发明还包括这些方案的组合，即，分隔空间11可由一界定表面和一环来界定，该界定表面借助加压模制而设置。具有一个或多个环31、32的实施例还可与具有适当图案的波纹部的加压模制的中心传热区域10组合，参照附图。另外，每一热交换器板A、B可设置有一个或两个环槽以便接纳一个或两个环31和32，使得每一所述环31、32设置在环槽中与热交换器板A、B相邻。

每一所述分隔空间11与第一入口通道6连通，并且与第一板间空间1中的相应一个第一板间空间连通。每一分隔空间11经由入口喷口与第一入口通道6连通，该入口喷口形成流动面积明显减小的节流部。每一分隔空间11经由出口喷口与相应的第一板间空间1连通，该出口喷口形成流动面积明显减小的节流部。与第一入口通道6的流动面积相比并且与每一第一板间空间1的流动面积相比，两个喷口的流动面积明显减小。在所示的实施例中，入口喷口由延伸穿过每一第二热交换器板B的孔13形成。出口喷口以对应方式由孔14形成，该孔14延伸穿过每一第二热交换器板B。在所示的实施例中，冷却剂由此从第一入口通道6经由分隔空间11中的孔13并且从该位置处经由孔14进入第一板间空间1。由于孔13和14如此地彼此串联地布置，与仅采用一个节流部的情况相比，可提供较大的压力降，这是由于制成尺寸小的孔在实际情况中存在限制。过小的孔导致孔具有被堵塞的风险，例如在板组件钎焊连接的情况下。

所述的孔13和14可以按容易的方式制造成具有所需的流动面积，以便获得足够的节流并由此获得足够的压力降。孔13和14的直径可以随实际的应用场合而变化。例如，孔13和14的直径小于或等于9毫米，优选为小于或等于7毫米，或更优选为小于或等于5毫米。孔13和14的直径优选为大于或等于1毫米。

在分隔空间11如上所述地由一个或多个环31、32界定的情况下，这些环31、32可包括对应的孔13、14以便形成入口和/或出口喷口。

还可以以除了延伸穿过B板的相应孔之外的其它方式形成入口喷口和出口喷口。例如，作为替代实施例，参见图3，在相邻的第一热交换器板A和第二热交换器板B之间的小通道15设置成与第二热交换器板B的模制部分连接。在这种情况下，冷却剂将经由该通道15流入分隔空间11并流出分隔空间11以便经由孔14进入第一板间空间1。另外，孔14可按交替方式构造成在第一热交换器板A和第二热交换器板B之间的细小通道。然而，在后一种情况下，第二通道2将接收冷却剂，而第一通道1将接收冷却该冷却剂的流体。细小通道15可具有相当于孔13和14的以上限定的直径的截面直径或截面尺寸。

以下将参照图4-7来详细描述热交换器板的结构，即在所述实施例中的第一热交换器板A和第二热交换器板B。每一热交换器板A、B沿中心延伸平面16延伸。热交换器板A、B以这样的方式被加压模制，即它们从该中心延伸平面延伸到在中心延伸平面16的一侧上的上板平面17以及延伸到在中心延伸平面16的另一侧上的下板平面18。

每一热交换器板B包括上表面区域21，其围绕第一孔口5延伸。该上表面区域21处于上板平面17的水平面。每一热交换器板B还包括下表面区域22，其围绕第一孔口5和上表面区域21延伸。上表面区域21处于下板平面18的水平面。

每一热交换器板A包括下表面区域23，其围绕第一孔口5延伸。该下表面区域23处于下板平面18的水平面。每一热交换器板A还包括上表面区域24，其围绕第一孔口5延伸并且处于第一孔口5与下表面区域23之间。上表面区域24处于上板平面17的水平面。

第二热交换器板B的上表面区域21定位成部分地面对第一热交换器板A的下表面区域23，以便在这些表面区域21和23之间形成分隔空间11。另外，第二热交换器板B的下表面区域22部分地面对第一热交换器板A的上表面区域24。这样，这两个表面区域22和24在板组件P中以这样的方式彼此抵靠，即，除了经由孔13或细小通道15之外，使得分隔空间11对于第一入口通道6而言是封闭的。

入口喷口的孔13延伸穿过第二热交换器板B的下表面区域22，并且定位成面对热交换器板A的下表面区域23。出口喷口的孔14延伸穿过第二热交换器板B的上表面区域21，并且相对于中心延伸平面16而言该孔14偏离开第一热交换器板A的下表面区域23。该孔14相对于第一热交换器板A的位置如图6所示。由于孔14定位在上板平面17的水平面上，因此当板组件P已经安装时最上或最外的第二热交换器板B的孔14以简便的方式借助上密封板3来封闭。

因此分隔空间11由第二热交换器板B的上表面区域21和第一热交换器板A的下表面区域23来界定。该分隔空间借助在板组件P中彼此抵靠的下表面区域22和上表面区域24相对于入口通道6定界。

本发明不限于所述的实施例，而且可在后附的权利要求限定的范围内进行变化和变型。

Claims (24)

1.一种包括板组件(P)的板式热交换器，该板组件包括多个第一热交换器板(A)和多个第二热交换器板(B)，它们永久地彼此连接在一起并且以这样的方式彼此紧靠布置，即，以便在每一对相邻的第一热交换器板(A)和第二热交换器板(B)之间形成第一板间空间(1)，并且在每一对相邻的第二热交换器板(B)和第一热交换器板(A)之间形成第二板间空间(2)，其中，该第一板间空间(1)和该第二板间空间(2)彼此间隔开并且以交替的顺序在该板组件(P)中彼此紧靠地设置，

其中，基本上每一热交换器板(A、B)至少具有第一孔口(5)和第二孔口(5)，其中该第一孔口(5)形成通向该第一板间空间(1)的第一入口通道(6)，并且该第二孔口(5)形成离开该第一板间空间(1)的第一出口通道(7)，和

其中，该板组件包括对于每一所述第一板间空间(1)的分隔空间(11)，该分隔空间(11)对于该第二板间空间(2)是封闭的，

其特征在于，该分隔空间(11)经由入口喷口(13、15)与该第一入口通道(6)连通，所述入口喷口形成流动面积明显减小的节流部，并且该分隔空间(11)经由出口喷口(14)与相应的第一板间空间(1)连通，所述出口喷口形成流动面积明显减小的节流部。

2.如权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，该分隔空间设置在入口通道附近。

3.如权利要求1或2所述的板式热交换器，其特征在于，该分隔空间借助热交换器板(A、B)的加压模制而形成。

4.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述喷口中的至少一个由相应的孔(13、14)形成，所述孔延伸穿过每一所述第二热交换器板(B)。

5.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，该入口喷口由相应的孔(13)形成，该孔延伸穿过每一所述第二热交换器板(B)。

6.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，该出口喷口由相应的孔(14)形成，该孔延伸穿过每一所述第二热交换器板(B)。

7.如权利要求5和6所述的板式热交换器，其特征在于，该分隔空间(11)设置在相应一对相邻的第二热交换器板(B)和第一热交换器板(A)之间。

8.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述热交换器板(A、B)包括中心延伸平面(16)、在该中心延伸平面(16)的一侧上的上板平面(17)、和在该中心延伸平面(16)的另一侧上的下板平面(18)。

9.如权利要求8所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述第二热交换器板(B)包括上表面区域(21)，其围绕该第一孔口(5)延伸并界定该分隔空间(11)，其中该上表面区域(21)定位在该上板平面(17)的水平面。

10.如权利要求6和9所述的板式热交换器，其特征在于，该出口喷口的孔(14)延伸穿过该上表面区域(21)。

11.如权利要求10所述的板式热交换器，其特征在于，该热交换器包括端板(3)，其设置成与所述第二热交换器板(B)中的一个相邻，以便该端板封闭该第二热交换器板(B)的出口喷口的孔(14)。

12.如上述权利要求9-11中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述第二热交换器板(B)包括下表面区域(22)，其围绕该第一孔口(5)在该第一孔口与该上表面区域(21)之间延伸，该下表面区域(22)定位在该下板平面(18)的水平面。

13.如权利要求7和12所述的板式热交换器，其特征在于，该入口喷口的孔(13)延伸穿过该下表面区域(22)。

14.如上述权利要求8-13中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述第一热交换器板(A)包括下表面区域(23)，其围绕该第一孔口(5)延伸并界定该分隔空间(11)，该下表面区域(23)定位在该下板平面(18)的水平面。

15.如权利要求9和14所述的板式热交换器，其特征在于，所述第二热交换器板(B)的该上表面区域(21)定位成部分地面对所述第一热交换器板(A)的该下表面区域(23)，以便在这些表面区域(21、23)之间形成该分隔空间(11)。

16.如权利要求15所述的板式热交换器，其特征在于，该入口喷口定位成面对所述第一热交换器板(A)的下表面区域(23)。

17.如权利要求16所述的板式热交换器，其特征在于，对于该中心延伸平面(16)而言，该出口喷口相对于所述第一热交换器板(A)的下表面区域(23)偏置。

18.如上述权利要求14-17中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述第一热交换器板(A)包括上表面区域(24)，其围绕该第一孔口(5)在该第一孔口与该下表面区域(23)之间延伸，该上表面区域(24)定位在该上板平面(17)的水平面。

19.如权利要求12和18所述的板式热交换器，其特征在于，所述第二热交换器板(B)的该下表面区域(22)定位成部分地面对所述第一热交换器板(A)的该上表面区域(24)，以便在这些表面区域(22、24)在板组件(P)中彼此部分抵靠。

20.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，该第一板间空间(1)形成用于冷却剂的第一通道，该第二板间空间(2)形成用于一流体的第二通道，该流体适于由该冷却剂来冷却。

21.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，基本上每一所述热交换器板(A、B)至少具有第三孔口(5)和第四孔口(5)，它们延伸穿过板组件，其中第三孔口(5)形成通向该第二板间空间(2)的第二入口通道(8)，第四孔口(5)形成离开该第二板间空间(2)的第二出口通道(9)。

22.如上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、B)在板组件(P)中借助钎焊彼此连接。

23.如上述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，该分隔空间(11)借助至少一个围绕入口通道(6)延伸的环(31、32)来定界。

24.如权利要求23所述的板式热交换器，其特征在于，每一所述环(31、32)设置在相邻的热交换器板的环槽中。

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