CN205014870U - 叠板式热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叠板式热交换器(1)，该叠板式热交换器(1)包括数个主板(4)，这些主板在堆叠方向(5)上互相堆叠并形成叠层(6)，其中主板(4)在叠层(6)中互相堆叠，使得在叠层(6)中形成用于第一流体(2)的与堆叠方向(5)平行走向的第一共用入口管道(13)，与堆叠方向(5)平行走向的第一共用出口管道，以及数个与堆叠方向(5)垂直走向的第一主连接管道(14)，该第一主连接管道将第一入口管道(13)与第一出口管道流体化连接，用于第二流体(3)的与堆叠方向(5)平行走向的第二共用入口管道(15)，与堆叠方向(5)平行走向的第二共用出口管道，以及数个与堆叠方向(5)垂直走向的第二主连接管道(16)，该第二主连接管道将第二入口管道(15)与第二出口管道流体化连接。当提供至少一块附加板(17)时可产生一种不同流动情况下的简化应用，该附加板安装在堆叠方向(5)上两块主板(4)之间，使得在叠层(6)中产生附加连接管道(25)，该附加连接管道与堆叠方向(5)上紧邻的主连接管道(14,16)之一直接流体化连接。

Description

叠板式热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种用于第一流体和第二流体之间的热传递的叠板式热交换器。

背景技术

US7,007,749B2基本上介绍所述叠板式热交换器。叠板式热交换器具有数个主板，该主板在堆叠方向上互相堆叠并因此形成叠层。主板分别具有用于第一流体的两个开口和用于第二流体的两个开口，其中两个开口分别由圆顶封闭。主板在叠层中互相堆叠，使得在叠层中形成用于第一流体的与堆叠方向平行走向的第一共用入口管道，与堆叠方向平行走向的第一共用出口管道，以及数个与堆叠方向垂直走向的第一主连接管道，该第一主连接管道将第一共用入口管道与第一共用出口管道流体化连接，用于第二流体的与堆叠方向平行走向的第二共用入口管道，与堆叠方向平行走向的第二共用出口管道，以及数个与堆叠方向垂直走向的第二主连接管道，该第二主连接管道将第二共用入口管道与第二共用出口管道流体化连接。

为能够尽可能经济的生产所述叠板式热交换器，基本上可将主板生产为相同的不可变零件并且使其构造，使得主板能够分别关于平行于堆叠方向走向的纵向中心轴线旋转180°互相堆叠，以在叠层内形成用于第一流体和第二流体的两条流体通道。具有相同的主板，之后也将产生用于第一和第二流体的相同的流体通道。

但是，在所述叠板式热交换器的特定应用情况下，一种流体的散热能力与另一种流体的吸热能力可有显著差异。这样的差异可由，比如两种流体内不同的容积流量和/或不同的导热系数导致。所以存在能够将所述叠板式热交换器适用于不同流体和贯流情形下的需要，以提高热传递的效率。

WO2013/120817A2同样介绍所述叠板式热交换器，但是，WO2013/120817A2中使用了两种不同类型的主板，这两种主板互相区别于边缘上不同高度的外围和不同高度的圆顶。之后，在叠层内不同的高度导致用于第一连接管道和第二连接管道的堆叠方向，使得有较优高度的连接管道具有较优的横截面，该横截面能被从中流过。在此，通过这些连接管道的容积流量能相应的增加或这些连接管道里的流体停留的时间能相应的增加，借此可相应的提高流体的散热或对应的吸热。为能使已知的叠板式热交换器适用于其他流动情形，两种不同的主板需关于主板外围的高度和关于主板圆顶的高度相应的改变。

DE19757803A1,DE102005034305A1,DE102011090159A1,GB1084276A,US2007/0221366A1,US2013/0292101A1andJP2004-293880A中也介绍了更传统的叠板式热交换器，该叠板式热交换器中用于第一流体的第一连接管道在堆叠方向上与用于第二流体的第二连接管道相间布置，用于第一流体的第一连接管道形成于互相堆叠的板内。

实用新型内容

本实用新型关心的问题是为在介绍中提到的叠板式热交换器的类型指示改良的或至少是不同的实施方式，该实施方式尤其区别于其能以相对较小的努力适用于不同的流动情形和/或流体配对。

本实用新型基于所述总体思路，即为所述叠板式热交换器配备至少一块附加板，该附加板在所述堆叠方向上安装于两块相邻主板之间。所述附加主板在这里构造，使得在所述叠层上产生辅助连接管道(附加连接管道)，该辅助连接管道(附加连接管道)在所述堆叠方向上仅与紧邻地连接管道之一流体化连接。通过此方法，将所述附加板区域的能被从中流过的附加连接管道的横截面附加至能被从中流过的各个所述主连接管道的横截面，使得此区域内所述两种流体之间的热传递能得到提高。一方面，值得注意的是借助于所述附加板，由所使用的附加板数目起作用，可增加在各个所述流体通道部分的热传递能力。此外，也可将至少一块所述附加板联系至其他的所述流体通道，也使得这里取决于所使用的所述附加板数目部分的热传递能力得到增加。所以，基本上任意的全体数目的期望关系可在第一连接管道(即与所述第一流体通道相联系的主连接管道和附加连接管道的总数)和第二连接管道(即与所述第二流体通道相联系的主连接管道和附加连接管道的总数)之间实现。另一方面，值得注意的是为实现所述可能构造的多元化，基本上仅必需两种不同类型的板，即一方面是所述主板，另一方面是所述附加板。因此，在这里提出的所述叠板式热交换器的一代变体可以以特别经济的方式实现。

在优选的实施方式中，可提供各个所述附加板在与所述主板对齐的所述堆叠方向上具有用于所述第一流体的两个开口和用于所述第二流体的两个开口，其中两个所述开口分别由圆顶封闭。在这里，安装在所述堆叠方向上的各个所述附加板的圆顶高于所述主板的圆顶，和/或相对于与所述主板的圆顶相关的各个所述入口管道或出口管道的纵向中心轴线径向向外或径向向内偏移布置。通过所述提议的构造和/或所述附加板的圆顶的布置，依靠所述附加板形成于所述叠层的所述附加连接管道就其贯流平行连接至对应的相邻所述主连接管道。

在另一实施方式中，各个所述附加连接管道在所述堆叠方向上可与所述主连接管道等高。在此，可特别简单地创造所述一代变体，因为通过使用附加板可实质上使所述主连接管道能被从中流过的所述横截面加倍，该主连接管道与由此形成的所述附加连接管道流体化连接。

根据有利的实施方式，可将各个所述附加板安装在所述叠层上，使得所述主板和对应的所述附加板在所述堆叠方向上限制所述附加连接管道，并且安装所述主板以便独立于主板未被所述圆顶封闭的开口区域，以让所述附加连接管道通过这些开口与相邻的所述主连接管道流体化连接。这样就在所述叠层中创造内部旁路，通过该内部旁路各个所述流体可附加的流动，即平行于相连的所述主连接管道。

在另一实施方式中，各个所述附加板的圆顶与相邻的所述主板之一的圆顶相咬合。因此，各个所述附加板的圆顶就整合至各个入口管道或对应的出口管道的形成中。这样可简化所述叠层的形成。

根据更有利的发展，各个所述附加板的圆顶可是各个所述主板的圆顶的两倍高。在此，实现在各个所述附加连接管道中，平行于所述堆叠方向测量的所述高度与相邻的所述主连接管道一样高。

根据另一实施方式，在所述叠层上可安装各个所述附加板，安装所述附加板以便所述附加板独立于未被它的圆顶封闭的开口区域，以让所述附加连接管道通过这些开口与相邻的所述主连接管道流体化连接。在这种构建类型中，在所述叠层内也实现内部旁路，该叠层使所述附加连接管道的平行贯流和相邻的所述主连接管道的平行贯流能够通过。

根据另一进一步的发展，各各个所述附加板的圆顶相对于径向地位于相邻的所述主板的圆顶外部的对应的所述入口管道或出口管道的纵向中心轴线与相邻的所述主板接触。在所述生产过程中，这种构建类型相对于尺寸的变化更具耐性。

在另一进一步的发展中，在所述堆叠方向上的各个所述附加板的圆顶可与所述主板的圆顶高度相等。在此，随着所述附加板的圆顶接触所述主板的圆顶，实现在所述堆叠方向上测量的所述附加连接管道的高度与相邻的所述主连接管道的高度相等。

现在有一种实施方式特别有利，在这种实施方式中相同地构造所有所述主板。因此，所述主板形成不可变零件，该不可变零件由于部件的数目更多，减少了所述部件的成本。便利地，构造所述相同的主板使得这些相同的主板可互相堆叠，使得主板在所述堆叠方向上的相邻的主板平行于所述堆叠方向彼此相对旋转180°。

正如所提到的，在这里提出的所述叠板式热交换器基本上可使用一块所述附加板。但是，同样也可同时使用数个所述附加板。目前为止，使用两个或更多附加板，根据有利的实施方式，相同地构造这些附加板，即同样作为不可变零件。在这里，不可变零件的使用也导致了部件数目的增加和部件价格的降低。

根据另一有利的实施方式，所述主板和各个所述附加板可分别具有外围，其中在所述堆叠方向上的相邻的板(即两块主板或一块主板和一块附加板)的外围互相咬合并且由此紧密地封闭所述连接管道，即所述主连接管道和各个所述附加连接管道。依靠这些外围可省掉附加外罩，该外罩内必须嵌入所述叠层。因此，依靠所述外围创造不需外罩的叠板式热交换器。便利地，所述主板的外围和各个所述附加板的外围在高度和斜度上相同，以简化互相的咬合。

需理解的是，上述的和在下面将进一步解释的特征不仅能用于各个已指示的结合，也能在不离开本实用新型的范围时用于其他结合或是自身使用。

本实用新型的优选示例性实施方式在附图中示出并且在以下的说明中更详细的解释，其中相同的参考数目指的是相同或相似或功能相同的部件。

附图说明

以下示出的，在各个图例中示意，

图1叠板式热交换器的截面图，

图2图1的放大图II，

图3和图1一样的截面图，但是是不同的实施方式，

图4图3的放大图IV，

图5和图1一样的截面图，但是是进一步的实施方式。

具体实施方式

根据图1至5，适合于第一流体2(在图中分别由虚线箭头指示)和第二流体3(在图中由实线箭头指示)之间的热传递的叠板式热交换器1包括数个主板4。主板4在堆叠方向5上互相堆叠，使得主板形成叠层6。主板4分别具有用于第一流体2的两个开口7,8和用于第二流体3的两个开口9,10。在这里的每一例中，开口7,8,9,10中的两个(与第一流体2相联系的开口8和与第二流体3相联系的开口10)在这里对应地由用于开口8的圆顶11或对应地用于开口10的圆顶12封闭。主板4在叠层6中互相堆叠，使得在叠层6中形成用于第一流体2的与堆叠方向5平行走向的第一共用入口管道13和与堆叠方向5平行走向的第一共用出口管道，其中第一共用出口管道在这里示出的截面图中不可见。此外，在叠层6中形成数个第一主连接管道14，该第一主连接管道将第一共用入口管道13与所述第一共用出口管道流体化连接，并且在这里该第一主连接管道走向与堆叠方向5垂直。在类似的方式中，主板4形成用于第二流体3的与堆叠方向5平行走向的第二共用入口管道15和与堆叠方向5平行走向的第二共用出口管道，由于经选择的截面，该第二共用出口管道在图中不可见。此外，主板4形成于堆叠方向5垂直走向的第二主连接管道16，该第二主连接管道使第二共用入口管道15与所述第二共用出口管道流体化接触。在此，在互相流体化独立的叠层6中形成两条流动通道，即用于第一流体2的第一流动通道和用于第二流体3的第二流动通道。

另外，在这里提出的叠板式热交换器1由至少一块附加板17加以区分，该至少一块附加板17在堆叠方向5上安装在两块相邻的主板4之间。附加板17具有用于第一流体2的两个开口18,19和用于第二流体3的两个开口20,21。在这里，叠层6中各个附加板17的四个开口18,19,20,21全都对齐于主板4的四个开口7,8,9,10轴向(即在堆叠方向5上)布置。此外，各个附加板17的开口18,19,20,21中的两个装备有对应地用于开口19的圆顶22或对应地用于开口21的圆顶23，该圆顶22或圆顶23对应地封闭开口19或对应地封闭开口21。

在图1,2和5示出的实施方式中，各个附加板17的圆顶23在堆叠方向5上更高，即其特定的尺寸大于主板4的圆顶11,12。在图3和4示出的实施方式中，各个附加板17的圆顶22相对于与主板4的圆顶11,12相关的各个入口管道13或各个入口管道15或各个出口管道的纵向中心轴线24径向向外偏移布置，该出口管道在这里未示出。在此，各个附加板17因此可嵌在两个相邻的主板4之间，使得在叠层6中产生附加连接管道25，该附加连接管道在堆叠方向5上与紧邻的主连接管道14或16之一流体化连接。在图1和2示出的实施方式中，各个附加连接管道25与第一主连接管道流体化连接。在图3和4示出的实施方式中，各个附加连接管道25与第二主连接管道16之一流体化连接。

尽管在独立的实施方式中实现具有图1和2中较高圆顶23的实施方式和图3和4中具有径向偏移的圆顶22的实施方式，基本上也可想到混合的实施方式，在该混合实施方式中，根据图1和2的较高圆顶23和也根据图3和4径向偏移的圆顶22均可使用。

在这里示出的实施方式是优选的，在该优选的实施方式中各个附加连接管道25在堆叠方向5上与主连接管道14,16高度相等。

在这里，图1和2示出一种实施方式，在该实施方式中在叠层6内仅使用一块所述附加板17。在图3和4示出的实施方式中在叠层6中只提供两块所述附加板17，仅作为例子，该两块附加板17因此创造两条附加连接管道25，在图3和4的例子中这两条附加连接管道25分别与第二流体3相联系。又相比之下，仅作为例子，图5示出一种实施方式，在该实施方式中使用三块所述附加板17，其中在图5的例子中，这三块附加板17与第二流体3相联系。又相比之下，图1和2示出的实施方式中，各个附加板与第一流体2相联系。在图3和4示出的实施方式中，相比之下各个附加板17同样与第二流体3相联系。就结构而言，图5示出的实施方式与图1和2示出的实施方式基本一致，因此就结构细节而言可参考图1和2的例子中的信息。

在图1和2示出的实施方式中，在叠层6中安装各个附加板17，使得主板4和对应的附加板17限制附加连接管道25(即在图1和2中主板4直接位于该附加连接管道25上方)，并且安装主板以便独立于此主板4未被圆顶11,12封闭的该主板4的开口7,9区域。在这里形成的各个主板4的独立边缘由图2中的26指定。现在，各个附加连接管道25可通过由边缘26封闭的此开口7与相邻的主连接管道14流体化相通。在此，在叠层6内创造内部旁路。此外，附加连接管道25和与之流体化连接的主连接管道14平行的流体化连接，使得这两条连接管道14,25被各个流体平行流过，在这里被第一流体2平行流过。

为实现此构建类型，根据图1和2，各个附加板17的圆顶23相邻的主板4之一的圆顶12相咬合。此咬合区域在图2中由圆环封闭并由27指定。使得附加板17的圆顶23可轴向，即平行于堆叠方向5与主板4的圆顶12咬合，因此这些圆顶以互补的方式成形。使得平行于堆叠方向5测量的相邻的主板4之间的距离和附加板17和各个相邻的主板4之间的距离相等，平行于堆叠方向5的附加板17的各个圆顶23是相联系的各个主板4的圆顶12的两倍高。

根据图2和3示出的实施方式，在叠层6中安装两块所述附加板17。在下面也由附加板17’指定的顶部附加板17在这里安装在叠层6中，安装顶部附加板17以便顶部附加板17独立于未被附加板17’的圆顶22封闭的开口20区域。封闭对应的开口20的附加板17’的边缘在这里在图3中由28指定。在下面也由17”指定的底部附加板17安装(如图1和2示出的实施方式中的附加板17)在叠层中，在这里也安装主板4，该主板4和底部附加板17”一起限制(底部)附加连接管道25，以便独立于未被此主板4的圆顶11,12封闭的开口7,9区域。相联系的开口边缘也由26指定。

在图3和4的例子中，附加板17的圆顶22相对于各个出口管道13或各个径向位于相邻的主板4的圆顶11,12外部15的纵向中心轴线24与相邻的主板4接触。所以，根据图4接触范围29(在该接触范围29中各个附加板17的圆顶22接触各个相邻的主板4)相对于接触范围30径向向外偏移布置，在该接触范围30中相邻的主板4的圆顶11接触各个附加板17(在这里指顶部附加板17’)或较远的主板4，因此在这里与底部附加板17”接触。这些顶部和底部附加板的接触区域17’和17”在图4中分别由圆环标记并由31指定。

如图3和4可见，附加板17的圆顶22在堆叠方向5上可与主板4的圆顶11或对应地主板4的圆顶12高度相等。

优选地，在这里示出的实施方式中，可提供相同地构造所有主板4，即都为不可变零件。堆叠方向5上相邻的主板4在这里关于与堆叠方向5平行走向的叠层6的纵轴彼此相对旋转180°，借此可形成独立的流动通道。在如图3至5提出的数个附加板17范围内，它们便利地相同，即均构造为不可变零件。

根据图1,3,5，主板4正如各个附加板17一样分别配备有外围32。外围32互相咬合并可由此紧密地封闭主连接管道14和16以及各个附加连接管道25。所以，在这里示出的叠板式热交换器1没有使用附加外罩，使得该叠板式热交换器1以不显外罩的方式构造。

如图1和5可见，叠层6在终端相对于堆叠方向5可具有至少一块终板33，以在此端流体化密封叠层6。之后安装用于第一和第二流体2,3的填充和卸载连接在与此终板33相对的叠层6的一端。主板4、各个附加板17和终板33(如适用则提出)优选金属片状的零件，该金属片状的零件具有对应的外围32和固有的圆顶11,12,22和23。

Claims (12)

1.一种用于第一流体(2)和第二流体(3)之间的热传递的叠板式热交换器，包括：-具有数个主板(4)，所述主板在堆叠方向(5)互相堆叠并形成叠层(6)，并且所述主板分别具有用于所述第一流体(2)的两个开口(7,8)和用于所述第二流体(3)的两个开口(9,10)，-其中所述主板(4)在所述叠层(6)中互相堆叠，使得在所述叠层(6)中形成用于所述第一流体(2)的与所述堆叠方向(5)平行走向的第一共用入口管道(13)，与所述堆叠方向(5)平行走向的第一共用出口管道，以及数个与所述堆叠方向(5)垂直走向的第一主连接管道(14)，该第一主连接管道将所述第一共用入口管道(13)与所述第一共用出口管道流体化连接，用于所述第二流体(3)的与所述堆叠方向(5)平行走向的第二共用入口管道(15)，与所述堆叠方向(5)平行走向的第二共用出口管道，以及数个与所述堆叠方向(5)垂直走向的第二主连接管道(16)，该第二主连接管道将所述第二共用入口管道(15)与所述第二共用出口管道流体化连接；其特征在于，提供至少一块附加板(17)，所述至少一块附加板(17)位于两块相邻的主板(4)之间，以在所述叠层(6)中产生附加连接管道(25)，该附加连接管道与所述堆叠方向(5)上紧邻的主连接管道(14,16)之一流体化连接。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，-就各个所述主板(4)来说，所述两个开口(8,10)分别由圆顶(11,12)封闭，-在所述堆叠方向(5)上与所述主板(4)对齐的所述各个附加板(17)具有用于所述第一流体(2)的两个开口(18,19)和用于所述第二流体(3)的两个开口(20,21)，其中两个开口(19,21)分别由圆顶(22,23)封闭，-在所述堆叠方向(5)上的各个所述附加板(17)的圆顶(22,23)高于所述主板(4)的圆顶(11,12)，和/或相对于与所述主板(4)的圆顶(11,12)相关的各个所述入口管道(13,15)或出口管道的纵向中心轴线(24)径向偏移布置。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，各个所述附加连接管道(25)在所述堆叠方向(5)上与所述主连接管道(14，16)高度相等。

4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于,在所述叠层(6)上安装至少一个所述附加板(17)以让所述主板(4)和对应的所述附加板(17)在所述堆叠方向(5)上限制所述附加连接管道(25)，并且安装所述主板以便独立于主板(4)未被所述圆顶(11,12)封闭的开口(7,9)区域，以让所述附加连接管道(25)通过这些开口(7，9)与相邻的所述主连接管道(4)流体化连接。

5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，各个所述附加板(17)的圆顶(23)与相邻的所述主板(4)之一的圆顶(12)相咬合。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，各个所述附加板(17)的圆顶(23)是各个所述主板(4)的圆顶(12)的两倍高。

7.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，在所述叠层(6)上安装至少一个所述附加板(17)，安装所述附加板以便所述附加板独立于未被它的圆顶(22)封闭的开口(20)区域，以让所述附加连接管道(25)通过此开口(20)与相邻的所述主连接管道(14,16)流体化连接。

8.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，各个所述附加板(17)的圆顶(22)相对于径向地位于相邻的所述主板(4)的圆顶(11,12)外部的对应的所述入口管道(13,15)或出口管道的纵向中心轴线(24)与相邻的所述主板(4)接触。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，在所述堆叠方向(5)上的各个所述附加板(17)的圆顶(22)与所述主板(4)的圆顶(11,12)高度相等。

10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，相同地构造所有所述主板(4)，其中所述堆叠方向(5)上的相邻的主板(4)平行于所述堆叠方向(5)彼此相对旋转180°。

11.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，相同地构造所有所述附加板(17)。

12.根据权利要求1至11中一项所述的热交换器，其特征在于，所述主板(4)和各个所述附加板(17)分别具有外围(32)，其中所述外围(32)互相咬合并且紧密地封闭所述主连接管道(14,16)和各个所述附加连接管道(25)。