TW201816351A - 盤組件型板式熱交換器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示了一種盤組件型板式熱交換器，殼體內的熱介質通過熱交換組件及傳熱板的熱交換領域並且和其它通道的被加熱介質進行充分的熱交換而得以大幅提高熱交換效率。為此，本發明揭示了一種盤組件型板式熱交換器，其中，在具備內腔的殼體設有加熱介質的流入口與流出口及被加熱介質的流入口與流出口，把具加熱或被加熱用傳熱流路的傳熱板疊積成多段，在該傳熱板的外側面結合增強板而形成一體化的第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件，把所述熱交換組件進行了模組化的組件包投入殼體的內腔讓加熱介質與被加熱介質互相進行熱交換，在所述第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件的一側面或兩側面突出地形成了組件導件。

Description

盤組件型板式熱交換器
本發明揭示了一種盤組件型(disk bundle type)板式熱交換器，更詳細地說，該盤組件型板式熱交換器讓殼體內的熱介質通過熱交換組件及傳熱板的熱交換領域並且和其它通道(channel)的被加熱介質進行充分的熱交換而得以大幅提高熱交換效率。
一般來說，板式熱交換器讓加熱介質及被加熱介質各自沿著薄金屬板構成的傳熱板之間的傳熱流路流動並且互相進行熱交換。
如第1圖所示，該板式熱交換器被製作成一體型，亦即，以數個到數十個傳熱板疊積成多段的狀態讓接觸面憑藉溶劑熔接(融接)成一體。然而，不良發生率較高並且發生不良時廢棄的原材料損失較大，板式熱交換器的規格、容量等越趨向中型及大型，其製作及生產越難、不良發生率越高，其損失變得更大。
與此相關的現有先前技術可以舉例(專利文獻0001)韓國專利申請第10-1999-0024440號(1999.06.26.)“盤式熱交換器”，由於相關的具體說明已被公知，因此下面省略其說明。然而，所述先前技術(專利文獻0001)主要包括一體型傳熱板塊及分離型傳熱板件結合體，前者的一體型傳熱板塊由多個傳熱板以銲接方式固定而可以預期會發生前面所提到的問題。後者的分離型傳熱板件結合體則在傳熱板之間插入墊圈而將導致工作壓力與溫度下降，尤其是洩漏的可能性較大。而且，產品的製作繁雜而使得生產效率下降並提高了生產成本，使用高溫熱介質(被加熱介質)會導致墊圈壽命急劇縮短。
本申請人在先前揭示了(專利文獻0002)韓國註冊專利第10-1078554號(2011.10.25.由本申請件的同一發明人所發明)“周邊獲得增強的盤型熱交換器”及(專利文獻0003)韓國專利申請第10-2015-0130775號(2015.09.16.由本申請件的同一發明人所發明)“盤組件型包(package)式熱交換器”。然而，如第1圖所示，所述先前技術(專利文獻0003)中熱介質會透過本體外殼1的內側組件導件3與組件包2傳熱板的邊緣面之間存在的間隙G及皺紋部4洩露並脫離傳熱板內側的熱交換領域後在沒有和其它通道(傳熱流路)的被加熱流體進行熱交換的狀態下直接流出。因此，異物(渣滓)將積累在所述間隙而導致腐蝕或損傷而變脆弱，在所述傳熱板的邊緣出現熱交換領域的死角區並且導致熱交換效率下降。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻0001: 韓國專利申請第10-1999-0024440號
專利文獻0002: 韓國註冊專利第10-1078554號
專利文獻0003: 韓國專利申請第10-2015-0130775號
本發明的目的是提供一種盤組件型板式熱交換器，在殼體的內腔投入疊積了傳熱板的組件包(bundle package)，憑藉著形成於該組件包側面的組件導件分割成上腔(chamber)及下腔，上腔的熱介質不洩漏到組件包的側面地經由傳熱板內的熱交換領域(傳熱流路)完整地進行了熱交換後流出到下腔。
本發明的另一個目的是提供一種盤組件型板式熱交換器，能夠憑藉著所述組件包側面的組件導件(bundle guide)進入殼體內部的一定位置後簡便地組裝或者相反地引出。
本發明的再一個目的是提供一種盤組件型板式熱交換器，其在殼體的內腔憑藉著設於熱交換組件的上部或下部的遮蔽部形成殼路徑(shell pass)而得以延長熱介質留在殼體內的時間並提高效率。
本發明的盤組件型板式熱交換器可達到所述目的，該盤組件型板式熱交換器在具備內腔的殼體設有加熱介質的流入口與流出口及被加熱介質的流入口與流出口，把具加熱或被加熱用傳熱流路的傳熱板疊積成多段，在該傳熱板的外側面結合增強板而形成一體化的第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件，把所述熱交換組件進行了模組化的組件包投入殼體的內腔讓加熱介質與被加熱介質互相進行熱交換，在所述第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件的一側面或兩側面突出地形成了組件導件。
根據本發明，所述組件導件沿著殼體的內面進行滑行接觸地被投入所述腔，流入流入側的上腔的加熱介質通過傳熱流路和被加熱介質進行熱交換後朝流出側的下腔流動。
根據本發明，所述第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件憑藉著形成於所述傳熱板的邊緣的皺紋部使得周緣面具備蜂窩形態的結構，所述組件導件包括在傳熱板的側面以縱向較長地延伸的擴展皺紋部。
根據本發明，所述組件導件在傳熱板與增強板的側面以扇狀形態擴展形成。
根據本發明，所述第一熱交換組件乃至第二熱交換組件、...、第n熱交換組件在所述增強板上選擇性地形成上遮蔽部或下遮蔽部，構成了讓加熱介質以“Z”字形在上腔及下腔交替流動的殼路徑(Shell pass)。
根據本發明，所述殼體在內面設有引導組件導件的導軌。
本發明在熱交換組件的側面一體地形成組件導件並且把殼體內部分割成上腔及下腔，消除了因為熱介質洩漏到組件導件與殼體側面的間隙而發生熱交換死角區的危險，還能防止因為熱介質駐留在所述間隙而發生的熱停滯現象，從而得以提高熱交換效率。
本發明憑藉著所述組件包的側面組件導件順利地進入殼體的內側後輕易地組裝在一定位置或者相反地輕易引出而得以提高製作性及生產效率。
本發明憑藉選擇性地形成於所述增強板的上部或下部的遮蔽部形成以“Z”字形在上腔及下腔交替流動的殼路徑，從而延長了所述熱介質通過各熱交換組件的熱交換領域(傳熱流路)的熱交換時間，進而進一步提高了熱交換效率。
下面結合圖式詳細說明本發明的實施例。所述圖式的本發明盤組件型板式熱交換器在具備內腔11的殼體10設有加熱介質的流入口14與流出口15及被加熱介質的流入口16與流出口17，把具加熱或被加熱用傳熱流路24的傳熱板22疊積成多段，該傳熱板22的外側面結合增強板30後形成一體化的第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n，把所述熱交換組件進行了模組化的組件包20投入殼體10的內腔11讓加熱介質與被加熱介質互相進行熱交換，所述第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n的一側面或兩側面突出地形成了組件導件28。
具備所述特徵的本發明的盤組件型板式熱交換器包括殼體10、以各熱交換組件為單位進行了模組化的組裝式組件包20、防漏機構40等，所述殼體10在內腔11收容組裝式組件包20。
所述殼體10呈中空缸形態，上部設有加熱介質流入口14而下部則設有加熱介質流出口15，側面則設有連通觀察孔(porthole)的被加熱介質流入口16及被加熱介質流出口17。所述殼體10在一側或兩側的開口部形成突緣讓盲法蘭12及鉸鏈13結合而能夠開閉。
所述組件包20包括一個或複數個盤熱交換組件，選擇性地配置第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、第三熱交換組件20-3、...、第n熱交換組件20-n的個數。這樣的話，可以根據板式熱交換器的規格、處理容量等選擇性地適用其數量並且容易進行設計變更及增減。
所述第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n把複數個傳熱板22疊積成多段形成各通道(channel)，把接觸面予以銅銲(brazing)接合後實現一體化。優選地，在最少2個到最多30個的範圍內配備所述傳熱板22，配備5~20個則最佳。而且，所述傳熱板22的外側面則以貼緊了增強板30的狀態進行銅銲接合實現一體化。而且，所述傳熱板22在上部與下部邊緣設有觀察孔25而在作為熱交換領域的前面則形成了傳熱流路24，周圍則形成皺紋部26。所述傳熱流路24包括加熱介質流動的加熱用傳熱流路和被加熱介質流動的被加熱用傳熱流路，例如，通過所述腔的加熱介質和通過觀察孔的被加熱介質沿著各通道的傳熱流路流動並且互相進行熱交換。
所述第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n在一側面或兩側面形成了組件導件28。
根據本發明，所述組件導件28沿著殼體10的內面進行滑行接觸地被投入所述腔11，流入流入側的上腔11-1的加熱介質通過傳熱流路24和被加熱介質進行熱交換後朝流出側的下腔11-2流動。
也就是說，所述熱交換組由於組件導件28沿著殼體的內側面進行滑行接觸而順利地被投入一定位置，腔11被上下分割而形成流入側的上腔11-1與流出側的下腔11-2。憑此，通過所述流入口14流入上腔11-1的加熱介質完整地經過加熱用傳熱流路後朝下腔11-2流動而得以進行充分的熱交換，還能大幅提高熱交換效率。
根據本發明，所述第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n憑藉著形成於所述傳熱板22的邊緣的皺紋部26使得周緣面具備蜂窩形態的結構，所述組件導件28包括在傳熱板22的側面以縱向較長地延伸的擴展皺紋部27。也就是說，邊緣以梯子形態反復折曲地形成以使得構成所述傳熱板22的外側邊緣的皺紋部26具備蜂窩(Honey comb)結構。上下疊起所述傳熱板的話就會如圖所示地形成六角形的蜂窩結構而得以堅固地加強熱交換組件的邊緣並且得到良好的強度及耐久性。
所述組件導件28由於具備蜂窩結構的皺紋部27如第2圖所示地形成了上下較長地延伸的形態的擴展皺紋部27而得以憑藉所述擴展皺紋部27使得傳熱板的內側熱交換領域和外側的腔完全隔離。憑此，所述上腔及下腔的加熱介質完整地流入傳熱板內部並且經過熱交換領域充分地進行熱交換。
另一方面，前面[先前技術]中提到的所述(專利文獻0002)韓國註冊專利第10-1078554(2011.10.25.，由本申請件的同一申請人(發明人)所發明)號的“加強了周圍的盤型熱交換器”詳細說明瞭所述傳熱板22及皺紋部26。根據該專利，沿著所述傳熱板的外側邊緣部形成波形皺紋部地予以增強，讓所述皺紋部(凹入部及突出部)相互進行銅銲接合，優選地，在所述皺紋部方面，把傳熱板上下疊積並且以同一形狀地疊積後把相鄰的其它傳熱板的皺紋部(凹入部及突出部)予以接合後構成4重接合結構。
根據本發明，所述組件導件28在傳熱板22與增強板30的側面以扇狀形態擴展形成。所述組件導件28在熱交換組件的側面以扇狀形態突出形成而使得所述組及組件包形成均衡感並且穩定地組裝在殼內部，引導通過了上部加熱介質流入口的加熱介質沿著加熱用傳熱流路朝下流動而得以大幅提高熱交換效率。而且，所述組件導件28沿著殼體的內面進行滑行接觸而順利地進入腔或者相反地從腔裡出來，所述傳熱板與組件導件之間具有一定的機械公差。
根據本發明，所述第一熱交換組件20-1乃至第二熱交換組件20-2、...、第n熱交換組件20-n在所述增強板30選擇性地形成上遮蔽部34或下遮蔽部36，構成了讓加熱介質以“Z”字形在上腔11-1及下腔11-2交替流動的殼路徑。也就是說，所述增強板30在一側或兩側形成組件導件28，該組件導件之間的區段則形成上遮蔽部34或下遮蔽部36。所述殼路徑讓腔的熱介質被上遮蔽部34遮蔽而朝下流動或者被下遮蔽部36遮蔽而朝上流動地通過相應的熱交換組件。更具體地說，如第3圖所示，通過流入口流入上腔11-1的熱介質經過最前面的第n熱交換組件20-n進行第一次熱交換，經由下腔11-2再投入另一個熱交換組件後再次進行熱交換，如前所述地反複進行熱交換直到到達相反側的第一熱交換組件20-1為止，從而得以在有限的殼體的內腔內部延長熱交換時間並且提高熱交換效率。
根據本發明，所述殼體10在內面設有引導組件導件28的導軌18。也就是說，所述導軌18在殼體10內側面的兩側呈上下對稱地配備而使得所述熱交換組件能夠根據組件導件的引導輕易地投入腔並且在一定位置組裝。因此，所述導軌18如圖所示地朝殼體10中心呈輻射狀地安裝並且沿著殼體的長度方向較長地延伸而插入增強板30的組件導件28或熱交換組件的邊緣上所形成的導槽38後進行滑行接觸。
接著，在鄰接所述第一熱交換組件20-1的第二熱交換組件20-2和另一個第n熱交換組件40-n之間設有防漏機構40以便維持觀察孔25的水密。所述防漏機構40被夾入第一熱交換組件20-1乃至第n熱交換組件20-n之間並且包括：設有連通觀察孔25的環孔43的連接板42、插入所述環孔43的O形環44、被夾入所述O形環的內側的隔離環46。
把連接板42緊靠在所述第一熱交換組件20-1的側面增強板30並且把O形環44與隔離環46插入環孔43地固定O形環，在該狀態下讓第二熱交換組件40-2貼緊並進行組裝。按照前述方法反復組裝所述第三熱交換組件20-3、...、第n熱交換組件20-n，把符合所需數量的第n熱交換組件全部插入所述殼體的內腔後關閉盲法蘭利用緊固件鎖緊即可予以加壓並固定。此時，在所述殼體的內側面或盲法蘭與第n熱交換組件之間也插入連接板42、O形環44及隔離環46以防止接觸部位的洩漏。
在此，所述隔離環46呈“⊥”形態並且內側的套管被夾入環孔43後緊密地組裝。為此，所述隔離環56的厚度和連接板42相同或較薄地形成而穩定地支持O形環的內面，其截面形成“⊥”形態並且以“오”字形態支援O形環，和所述O形環之間的接觸面以凹入曲線形成。而且，所述增強板30與連接板42的接觸面上形成了互相夾入地組裝的突起47及槽部48，因此如前所述地組裝熱交換組件時所述突起47插入槽部48而使得連接板42與增強板30的結合部位固定地組裝，從而進一步提高精密度。
1‧‧‧外殼
10‧‧‧殼體
10‧‧‧殼體
11‧‧‧腔
11-1‧‧‧上腔
11-2‧‧‧下腔
12‧‧‧盲法蘭
13‧‧‧鉸鏈
14‧‧‧加熱介質流入口
15‧‧‧加熱介質流出口
16‧‧‧被加熱介質流入口
17‧‧‧被加熱介質流出口
18‧‧‧導軌
2、20‧‧‧組件包(bundle package)
20-1至20-n‧‧‧熱交換組件
22‧‧‧傳熱板
24‧‧‧傳熱流路
25‧‧‧觀察孔
4、26‧‧‧皺紋部
27‧‧‧擴展皺紋部
3、28‧‧‧組件導件
30‧‧‧增強板
32‧‧‧通孔
34‧‧‧上遮蔽部
36‧‧‧下遮蔽部
38‧‧‧導槽
40‧‧‧防漏機構
42‧‧‧連接板
43‧‧‧環孔
44‧‧‧O形環
46‧‧‧隔離環
47‧‧‧ 突起
48‧‧‧槽部
50‧‧‧支架
G‧‧‧間隙
第1圖是示出現有先前技術的盤組件型板式熱交換器的內部的剖視圖。
第2圖是本發明優選實施例的盤組件型板式熱交換器的分解立體圖。
第3圖是示出所述盤組件型板式熱交換器的內部的剖視圖。
第4圖是示出所述第3圖的“A”-“A”線剖面的側視圖。
第5圖是示出所述第3圖的“B”-“B”線剖面的側視圖。
第6圖是示出所述第3圖的“C”-“C”線剖面的側視圖。

Claims (6)

  1. 一種盤組件型板式熱交換器，其中，具內腔的殼體設有加熱介質的流入口與流出口及被加熱介質的流入口與流出口，把具加熱或被加熱用傳熱流路的傳熱板疊積成多段，在該傳熱板的外側面結合增強板而形成一體化的第一熱交換組件、第二熱交換組、...、第n熱交換組件，把該複數個熱交換組件進行了模組化的組件包投入該殼體的該內腔讓該加熱介質與該被加熱介質互相進行熱交換，在該第一熱交換組件、該第二熱交換組件、...、該第n熱交換組件的一側面或兩側面突出地形成了組件導件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述盤組件型板式熱交換器，其中， 該組件導件沿著該殼體的內面進行滑行接觸地被投入該內腔，流入流入側的上腔的該加熱介質通過傳熱流路和該被加熱介質進行熱交換後朝流出側的下腔流動。
  3. 如申請專利範圍第1項所述盤組件型板式熱交換器，其中， 該第一熱交換組件乃至該第二熱交換組件、...、該第n熱交換組件憑藉著形成於該傳熱板的邊緣的皺紋部使得周緣面具備蜂窩形態的結構，該組件導件包括在該傳熱板的側面以縱向較長地延伸的擴展皺紋部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述盤組件型板式熱交換器，其中， 該組件導件在該傳熱板與該增強板的側面以扇狀形態擴展形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述盤組件型板式熱交換器，其中， 該第一熱交換組件乃至該第二熱交換組件、...、該第n熱交換組件在該增強板選擇性地形成上遮蔽部或下遮蔽部，構成了讓該加熱介質以“Z”字形在該上腔及該下腔交替流動的殼路徑(Shell pass)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述盤組件型板式熱交換器，其中， 該殼體在內面設有引導該組件導件的導軌。
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