CN204757769U - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器，换热芯体包括层叠设置的多个第一流通板、第二流通板和至少一个第三流通板，第一流通板和第二流通板之间形成有相互间隔的第一流通通道和第二流通通道，所述第三流通板与第一流通板或者第二流通板之间形成有相互间隔的第一流通通道和第二流通通道，流通板上的各第一孔口层叠形成为第一通道，第一通道与第一外接管连通；在第一通道中还设置有分配管。本实用新型提供的换热器，可以有效抑制制冷剂气、液分层现象，提高流体在流通通道中的分配均匀度，从而提高板换的换热性能。

Description

一种换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，特别涉及一种换热器。

背景技术

板式换热器被定义为传热元件由流通板片组成的换热器，流通板片是其核心部件，常见的翅片类型有：人字形波纹、水平平直波纹、球形波纹、斜波纹和竖直波纹等。为了增强板式换热器的换热效果，人们对其流通板片结构进行了不断的研发和改进。

相比于传统的换热器，板式换热器的结构十分紧凑；多用铝合金材料制造，十分轻巧；同时由于流通板片的高导热性，使得板式换热器具有很高的效率。因此，板式换热器的适应性很强，可以用于各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热；通过流道的布置和组合能够适应逆流、错流、多股流和多程流等不同的换热工况；通过单元间串联、并联、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。

目前，板式换热器被广泛应用于空分设备、石油化工、制冷及低温领域、汽车和航空工业等领域。

随着对换热器使用要求的不断提高，板式换热器的换热性能也需要进一步增强。这就要求我们对板式换热器进行结构上的优化，以得到加工合格率更高、生产成本更低、换热性能更强的板式换热器。

由于板式换热器的外接管路直接与板式换热器的内部流道连通，外部流体直接流入到板式换热器内部的分配流道中，当低温低压的气、液两相流体从外接管路进入到板式换热器的分配流道中时，流体的流速会降低，流动状态也会随之发生改变。在分配流道中，流体的气、液分层现象加剧，这样进入到各个板片间的流道中的流体有些气体多，有些液体多，进而降低其在各个流道中的分配均匀度，使得该板式换热器的换热性能降低。

因此如何提供一种防止流体的气、液分层加剧，提高流体在各个流道中的分配均匀度的板式换热器是当下急需解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种换热器，能够有效的解决上述技术问题。

本实用新型提供一种换热器，包括第一外接管(1)、第二外接管(2)、第三外接管(3)、第四外接管(4)和换热芯体，其特征在于，所述换热芯体包括层叠设置的多个第一流通板(6)和多个第二流通板(7)，所述第一流通板(6)和第二流通板(7)形成相互间隔的第一流通通道或第二流通通道，所述第一流通通道和第二流通通道相互间隔设置；所述第一流通板(6)包括第一孔口(61)，所述第二流通板(7)包括第一孔口(71)，各所述第一孔口(61，71)层叠形成一第一通道，所述第一通道与所述第一外接管(1)连通，所述第一通道与所述第一流通通道或者第二流通通道连通；

所述第一通道内还设置有一分配管(13)，所述分配管(13)上设置有多个分配孔(14)，所述分配管(13)一端与所述第一外接管(1)连通，另一端被封口，所述第一外接管(1)通过所述分配孔(14)与所述第一通道连通；

所述分配孔(14)的孔径在朝向所述第一外接管(1)的方向递增。

所述第一通道与所述第一流通通道连通，所述第二外接管(2)通过所述第一流通通道、所述第一通道与所述分配管、第一外接管(1)连通；在流通板层叠方向上，所述第一外接管(1)和第二外接管(2)分别设置在换热器的相对两侧，并且所述换热器的换热区域的长度L与换热器的厚度D之间满足：1≤L/D≤5。

所述换热芯体还包括至少一个第三流通板(8)，所述第三流通板(8)与其层叠方向相邻的第一流通板(6)或者第二流通板(7)形成第一流通通道和或第二流通通道，所述第三流通板(8)包括第一孔口(81)，各所述第一流通板(6)、第二流通板(7)、第三流通板(8)的第一孔口在层叠方向位于相对应位置，各第一流通板(6)、各第二流通板(7)、第三流通板(8)的第一孔口(61，71，81)层叠形成第一通道。

所述第三流通板(8)为一个或二个以上，最靠近所述分配管的被封口一端的端口的第三流通板(8)与分配管(13)被封口一端的端口之间的垂直距离为H，所述第一通道的长度为l，H和L满足：0.2≤H/l≤0.5。

所述第一流通板(6)的第一孔口(61)的面积为S1，所述第二流通板(7)的第二孔口(71)的面积为S2，所述第三流通板(8)的第一孔口(81)的面积为S3，其中S1与S2的值大致相同，并且S3＜MIN(S1,S2)；所述分配管(13)与所述第三流通板(8)的第一孔口(81)相配合，所述分配管(13)穿过所述第三流通板(8)的第一孔口(81)，第一孔口81的周边对分配管13起一定的限位作用；所述分配管(13)与所述第三流通板(8)的第一孔口(81)间隙配合。

所述第一外接管(1)和分配管(13)为一体结构，所述第一外接管(1)包括外部接管段(11)、装配部(12)和所述分配管(13)，所述分配管(13)的一端部还设置有封口结构15。

所述装配部(12)的外径大于所述外部接管段(11)的外径和所述分配管(13)的外径。

所述第一流通板(6)、第二流通板(7)、第三流通板(8)上分别设置有第一缺口(65)、第二缺口(75)、第三缺口(85)，各所述第一缺口(65)大致位于一直线，各所述第二缺口(75)也大致位于一直线，各所述第一缺口(65)所组成直线位于各所述第二缺口(75)所组成直线的左侧或者右侧，所述第三缺口(85)不位于各所述第一缺口(65)形成的直线，也不位于各所述第二缺口(75)形成的直线。

所述分配孔(14)的孔径在朝向所述第一外接管(1)的方向递增。

所述换热器为蒸发器，所述第一流通通道用于制冷剂的流通，所述第一外接管(1)与所述第一流通通道连通，所述第一外接管(1)为制冷剂的进口。

实用新型通过在板式换热器中设置有分配管，可以抑制制冷剂在分配通道中的气、液分层现象，提高制冷剂在板换芯体内部各个制冷剂通道中的分配均匀度，从而提高板换的换热性能。

附图说明

图1是本实用新型换热器的一实施例的立体示意图。

图2是图1所示换热器的第一流通板示意图。

图3是图1所示换热器的第二流通板示意图。

图4是图1所示换热器的第三流通板示意图。

图5是图1所示换热器的第一外接管和分配管的结构示意图。

图6是图1所示换热器的局部爆炸示意图。

图7是图1所示换热器的剖视示意图。

具体实施方式

实用新型提供了一种换热器，通过在板式换热器中设置有分配管，可以抑制制冷剂在分配通道中的气、液分层现象，提高制冷剂在板换芯体内部各个制冷剂通道中的分配均匀度，从而提高板换的换热性能。

在本发明中，将流通板中第一孔口的中心与第二孔口的中心之间的距离定义为流通板中换热区域的长度L，将流通板中第一孔口的中心与第四孔口的中心之间的距离定义为流通板中换热区域的宽度W，将流通板层叠方向上的两边板之间的距离定义为换热器的厚度D。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

图1是本实用新型换热器的一实施例的立体示意图，如图1所示，在本实施例中，换热器包括相互间隔层叠设置的若干个第一流通板6、若干个第二流通板7和至少一个第三流通板8，第一流通板6和第二流通板7形成有相互间隔设置的第一流通通道和第二流通通道，第三流通板8与第一流通板6或者第二流通板7之间也形成有第一流通通道和或第二流通通道，第一流通通道和第二流通通道之间相互不连通。相互间隔层叠设置的若干个第一流通板6、若干个第二流通板7和至少一个第三流通板8相互配合安装形成为换热芯体。

图2至图4示出了叠装形成换热芯体时的各板片的结构示意图，在如图所示位置叠装形成换热芯体。

如图所示，第一流通板6包括板平面以及包围板平面的翻边结构，在板平面的四个角上分别设置有四个孔口：第一孔口61、第二孔口62、第三孔口63和第四孔口64，在翻边结构上设置有第一缺口65。进一步的，为了增加流体在第一流通通道和第二流通通道中的扰流性能，可以在第一流通板6的板平面上设置有翅片，或者在第一流通板6上还设置有凸出于板平面一定高度的凹凸结构，该凹凸结构可以是人字形波纹状，也可以是酒窝状结构。

第二流通板7包括板平面以及包围板平面的翻边结构，在板平面的四个角上分别设置有四个孔口：第一孔口71、第二孔口72、第三孔口73和第四孔口74，在翻边结构上设置有第二缺口75。在换热芯上，各第一缺口65大致位于一直线上，各第二缺口75也大致位于一直线上，各第一缺口65位于各第二缺口75的左侧或者右侧，第一缺口65和第二缺口75呈相互错开设置，这样可以从换热器外部即可分辨出第一流通板6和第二流通板7的安装位置，也方便流通板的安装，防止流通板安装错误。

进一步的，为了增加流体在第一流通通道和第二流通通道中的扰流性能，可以在第二流通板7的板平面上设置有翅片，或者在第二流通板7上还设置有凸出于板平面一定高度的凹凸结构，该凹凸结构可以是人字形波纹状，也可以是酒窝状结构。

第一流通板6上的第一孔口61、第二孔口62、第三孔口63和第四孔口64分别与第二流通板7上的第一孔口71、第二孔口72、第三孔口73和第四孔口74相对应设置。

这里应当说明，第一流通板6和第二流通板7可以为同一形状结构的流通板，叠装时，第一流通板6相对于第二流通板7转动180°进行叠装。

第三流通板8也包括板平面以及包围板平面的翻边结构，在板平面的四个角上分别设置有四个孔口：第一孔口81、第二孔口82、第三83和第四孔口84，在翻边结构上设置有第三缺口85。

其中，第一流通板6上的第一孔口61的面积为S1,第二流通板7上的第一孔口71的面积为S2，第三流通板8上的第一孔口81的面积为S3，其中S1与S2的值大致相同，S3小于S1和S2中的最小值，即S3＜MIN(S1,S2)。

在换热芯体上，第三缺口85不与各第一缺口65位于第一缺口65所形成的直线，也不与各第二缺口75位于第二缺口75所形成的直线，第三缺口85分别与第一缺口65和第二缺口75呈相互错开设置，这样可以从换热器外部即可分辨出第三流通板8的安装位置，也方便流通板的安装，防止流通板安装错误。

进一步的，为了增加流体在第一流通通道和第二流通通道中的扰流性能，可以在第三流通板8的板平面上设置有翅片，或者在第三流通板8上还设置有凸出于板平面一定高度的凹凸结构，该凹凸结构可以是人字形波纹状，也可以是酒窝状结构。

各第一流通板6、第二流通板7和第三流通板8相互配合安装形成为换热芯体，各孔口层叠形成四个分配通道，分别为各第一孔口(61，71，81)层叠形成的第一通道、各第二孔口(62，72，82)层叠形成的第二通道、各第三孔口(63，73，83)层叠形成的第三通道和各第四孔口(64，74，84)层叠形成的第四通道。其中第一通道和第二通道通过第一流通通道相互连通，第三通道和第四通道通过第二流通通道相互连通。当然，在其它实施方式中，也可以是第一通道和第三通道相互连通，第二通道和第四通道相互连通，或者其它的组合形式，可以根据实际需要和流通板结构来确定分配通道和流通通道的关系，这里不对其做限定。

换热器还包括与第一通道连通的第一外接管1、与第二通道连通的第二外接管2、与第三通道连通的第三外接管3和与第四通道连通的第四外接管4、位于换热器外层的边板5以及设置在第一通道内的分配管13。第一外接管1、第二外接管2、第三外接管3和第四外接管4可以通过焊接等方式固定在边板5上。

进一步的，在流通板层叠方向上，第一外接管1和第二外接管2分别设置在换热器的相对两侧，并且换热器换热区域的长度L与换热器的厚度D之间满足：1≤L/D≤5。

这样，在相同的换热性能下，如果L/D的值较小，即换热器的厚度较大时，由于第一通道较长，此时制冷剂容易在第一通道内可能发生气液分离现象，从而造成制冷剂分配不均，换热器的换热性能较差。而本实施例通过设置具有阻尼作用的分配管13，可以有效的降低制冷剂发生气液分离现象，从而相对提高换热器的换热性能。

如图5所示，第一外接管1和分配管13可以为一体结构，第一外接管1包括外部接管段11、装配部12和分配管13，其中分配管13上设置有一定数量的分配孔14，在分配管13的端部还设置有封口结构15。由于设置有封口结构15，从第一外接管1流向分配管13的制冷剂从各个分配孔14流向第一通道。装配部12的外径大于外部接管段11外径和分配管13的外径，第一外接管1通过装配部12与边板5焊接固定。并且装配部12也用于确定分配管13在换热芯体内的位置，具有定位作用。

进一步的，分配孔14的孔径在朝向第一外接管1的方向可以呈递增设置，有助于进一步的提高制冷剂在第一通道内的均匀分布，进一步提高换热器的换热性能。

如图6和图7所示，分配管13与第三流通板8的第一孔口81相配合，分配管13穿过第三流通板8上的第一孔口81，第一孔口81的周边对分配管13起一定的支撑作用，并且分配管13的外径略小于第一孔口81的内径，两者为间隙配合。此时，分配管13和第一孔口81相配合将第一通道分隔为两部分，制冷剂通过分配管13流入第一通道内，由于第一通道被分隔成两部分，制冷剂无法顺畅的在这两部分之间相互流通，也就是将第一通道分隔成了流通通道长度相对较短的两部分，能够有效的抑制制冷剂在第一通道中产生气液分层现象，而通过设置分配管13可以有效的抑制制冷剂在外部管路中产生气液分成现象，也能够使制冷剂在第一通道中均匀分配，提高制冷剂在各第一流通通道中的分配均匀度，从而提高换热器的换热性能；同时，第一孔口81还能够具有固定分配管13的作用，防止分配管13在第一流通通道中发生偏移。

进一步的，第三流通板8的数量可以是一个或多个，可根据换热器芯体的大小来确定。在换热芯体上，最靠近分配管的封口结构15的第三流通板8与封口结构15之间的垂直距离为H，第一通道的长度为l，此时，H和l满足：0.2≤H/l≤0.5，此时，能够有效抑制制冷剂在第一通道产生气液分层现象，能够提高制冷剂的分配均匀度，换热器的换热效果优越。

以上所述，仅是本实用新型的具体实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，包括第一外接管(1)、第二外接管(2)、第三外接管(3)、第四外接管(4)和换热芯体，其特征在于，所述换热芯体包括层叠设置的多个第一流通板(6)和多个第二流通板(7)，所述第一流通板(6)和第二流通板(7)形成相互间隔的第一流通通道或第二流通通道，所述第一流通通道和第二流通通道相互间隔设置；所述第一流通板(6)包括第一孔口(61)，所述第二流通板(7)包括第一孔口(71)，各所述第一孔口(61，71)层叠形成一第一通道，所述第一通道与所述第一外接管(1)连通，所述第一通道与所述第一流通通道或者第二流通通道连通；

所述第一通道内还设置有一分配管(13)，所述分配管(13)上设置有多个分配孔(14)，所述分配管(13)一端与所述第一外接管(1)连通，另一端被封口，所述第一外接管(1)通过所述分配孔(14)与所述第一通道连通；

所述分配孔(14)的孔径在朝向所述第一外接管(1)的方向递增。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一通道与所述第一流通通道连通，所述第二外接管(2)通过所述第一流通通道、所述第一通道与所述分配管、第一外接管(1)连通；在流通板层叠方向上，所述第一外接管(1)和第二外接管(2)分别设置在换热器的相对两侧，并且所述换热器的换热区域的长度L与换热器的厚度D之间满足：1≤L/D≤5。

3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，所述换热芯体还包括至少一个第三流通板(8)，所述第三流通板(8)与其层叠方向相邻的第一流通板(6)或者第二流通板(7)形成第一流通通道和或第二流通通道，所述第三流通板(8)包括第一孔口(81)，各所述第一流通板(6)、第二流通板(7)、第三流通板(8)的第一孔口在层叠方向位于相对应位置，各第一流通板(6)、各第二流通板(7)、第三流通板(8)的第一孔口(61，71，81)层叠形成第一通道。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述第三流通板(8)为一个或二个以上，最靠近所述分配管的被封口一端的端口的第三流通板(8)与分配管(13)被封口一端的端口之间的垂直距离为H，所述第一通道的长度为l，H和L满足：0.2≤H/l≤0.5。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述第一流通板(6)的第一孔口(61)的面积为S1，所述第二流通板(7)的第二孔口(71)的面积为S2，所述第三流通板(8)的第一孔口(81)的面积为S3，其中S1与S2的值大致相同，并且S3＜MIN(S1,S2)；所述分配管(13)与所述第三流通板(8)的第一孔口(81)相配合，所述分配管(13)穿过所述第三流通板(8)的第一孔口(81)，第一孔口81的周边对分配管13起一定的限位作用；所述分配管(13)与所述第三流通板(8)的第一孔口(81)间隙配合。

6.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，所述第一外接管(1)和分配管(13)为一体结构，所述第一外接管(1)包括外部接管段(11)、装配部(12)和所述分配管(13)，所述分配管(13)的一端部还设置有封口结构15。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述装配部(12)的外径大于所述外部接管段(11)的外径和所述分配管(13)的外径。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述第一流通板(6)、第二流通板(7)、第三流通板(8)上分别设置有第一缺口(65)、第二缺口(75)、第三缺口(85)，各所述第一缺口(65)大致位于一直线，各所述第二缺口(75)也大致位于一直线，各所述第一缺口(65)所组成直线位于各所述第二缺口(75)所组成直线的左侧或者右侧，所述第三缺口(85)不位于各所述第一缺口(65)形成的直线，也不位于各所述第二缺口(75)形成的直线。

9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述分配孔(14)的孔径在朝向所述第一外接管(1)的方向递增。

10.根据权利要求1或2或9所述的换热器，其特征在于，所述换热器为蒸发器，所述第一流通通道用于制冷剂的流通，所述第一外接管(1)与所述第一流通通道连通，所述第一外接管(1)为制冷剂的进口。