具有单块板设计的堆叠板式换热器的制造方法
【专利说明】具有单块板设计的堆叠板式换热器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求了 2012年10月31日提交的、题为“具有单块板设计的堆叠板式换热器(STACKED-PLATE HEAT EXCHANGER WITH SINGLE PLATE DESIGN) ” 的美国临时专利申请第61/720，465号的优先权以及权益。上述专利申请的内容在此明显以参见的方式纳入本申请的详细描述中。
技术领域
[0003]本发明涉及换热器，特别是堆叠板换热器。
【背景技术】
[0004]已知包括堆叠的间隔板对的板型换热器。该种换热器通常应用于实现流过由板对形成的流体通道的第一流体和流过间隔开的堆叠的板对的第二流体之间的热传递。
[0005]存在制造起来经济且在设计所得的换热器时具有一定灵活性来允许换热器为特定用途或顾客的需要而定制的这种类型的改善的换热器的持续需要。实现流体在换热器内通过的特定结构且适应集管/收集器或进口/出口歧管(或流体端口)的各种位置通常需要制造不同的换热器板来实现适于特定应用的换热器。当设计改变时，必须加工新的换热器板来适应该改变。需要多种板的设计来实现所需的流动模式、流体端口位置和/或空间/尺寸需求的换热器导致了成本高昂，在为了制造目的所需的不同板设计的数目、对应模具等的数量给定的情况下。由于日益增加的对空间和/或尺寸的需求压力和常变的顾客对特定换热器的尺寸、形状、流体通道数量和流体端口位置的需求，提供一种具有单个板设计的换热器是被高度需求的，该设计提供了关于制造成本经济的换热器最终总体设计的灵活性。
【发明内容】
[0006]根据本公开的示范实施例，提供有包含一种换热器，该换热器包括:多个堆叠的板对，每个板对包括第一和第二板，第一和第二板具有被周界边缘部所环绕的、细长中央平坦部，周界边缘部被密封地结合在一起；第一组流体通道，该第一组流体通道限定在所述第一和第二板的各细长中央平坦部之间；第一和第二凸台部，第一和第二凸台部在所述第一和第二板中的每个的对应端部处形成，且使所述多个堆叠的板对中的一个板对与相邻的板对间隔开，第一和第二凸台部限定对应的进口和出口开口，所述多个堆叠的板对中的所述第一和第二板中的每个的对应的进口和出口开口连通，以限定用于使第一流体流动经过所述第一组流体通道的对应的进口和出口歧管；所述第一和第二凸台部中的一个形成为伸出的凸台部，由此限定用于定位流体开口的第一位置和第二位置，所述流体开口是所述进口和出口歧管中的所述进口和出口开口中的一个；其中所述伸出的凸台部中的第一和第二位置沿着第一和第二板的长度彼此相邻，且其中所述第一和第二位置中的仅一个设有所述流体开口。
[0007]根据本公开的又一实施例，提供一种用于堆叠板式换热器的换热器板，它包括:细长的中央平坦部；周界边缘部，该周界边缘部围绕细长的中央平坦部；周界边缘部从中央平坦部分伸展到换热器板的外边缘，中央平坦部和周界边缘部处于不同的平面内；第一和第二凸台部，第一和第二凸台部形成在所述换热器板的对应各端处，第一和第二凸台部从中央平坦部向外延伸，且高出中央平坦部的平面；其中，所述第一和第二凸台部中的一个是细长凸台部，该细长凸台部具有用于定位流体开口的第一位置和第二位置，第一和第二位置位于同一平面内。
【附图说明】
[0008]本公开的优选实施例将结合所附图示以示例形式描述，其中:
[0009]图1是本公开的换热器的示例性实施例的立体图；
[0010]图2是图1所示换热器的换热器板的顶部立体图，该图显示了形成于板内的进口/出口开口的第一结构；
[0011]图2A是图1所示换热器的换热器板的顶部立体图，该图显示了形成于板内的进口/出口开口的第二结构；
[0012]图2B是图1所示的换热器底板或端板的顶部立体图；
[0013]图3是沿换热器的中心线剖取的、图1所示换热器中心线的代表性剖视图；
[0014]图4是图3所示换热器的流体流动示意图；
[0015]图5是根据本公开的换热器的又一示例性实施例的俯视图；
[0016]图6是包含由图5所示的换热器板构成的多个堆叠的板对的换热器的剖视图；以及
[0017]图7是用于图6所示的换热器的板对构成的流体通道的、湍流增强器的一部分的示例性实施例；
【具体实施方式】
[0018]现参照图1，示出根据本公开的换热器10的示例性实施例。换热器10由多个堆叠的板对12组成。每个板对12由以面对面的堆叠关系定位的第一板14和第二板16组成。每个板对12的第一板14和第二板16的结构基本彼此相同，其中，第二板16被上下颠倒地放置，且在某些情况下相对于第一板14转了 180度。
[0019]第一和第二板14、16分别具有中央细长的大致平坦部20和围绕每个板14、16的周界延伸的周界边缘部22。周界边缘部22从中央细长的大致平坦部20延伸到板14、16的外部边缘24。尽管在图1中将换热器10和第一和第二板14、16示出为弧形，可以理解到板14,16也能形成为如图5所示的纵向、大致矩形的板。
[0020]如图1所示，第一板14的中央大致平坦部20相对于周界边缘部22高出，而第二板(16)的中央大致平坦部20相对于周界边缘部22为下陷或者向下移位。尽管可以理解到中央大致平坦部20相对于对应的周界边缘部22是高出还是下陷主要取决于换热器10的具体取向。
[0021]第一和第二板14、16在以面对面方式堆叠时沿它们的周界边缘部22密封在一起，由此在每个板对12的第一和第二板14、16的间隔开的中央大致平坦部20之间限定第一流体通道18。由此，多个堆叠的板对12在换热器10内限定了第一组流体通道18。
[0022]浮凸部或凸台部26、28形成于第一和第二板14、16的相对两端处。凸台部26、28延伸到中央大致平坦部20的平面之外，以使得当板对12堆叠在一起时，相邻的板对12的相应的凸台部26、28彼此对准并匹配，由此使相邻的板对12间隔开，以在其间限定第二组流体通道30。凸台部26、28形成有对应的进口或出口开口 32，这些进口或出口开口与第一流体通道18连通，因此，当将板对12堆叠在一起时，堆叠的板对12的凸台部26、28的进口/出口开口 32连通，以限定用于引导第一流体流动经过换热器10的对应的进口和出口歧管34,36ο在图1和4所示的示例性实施例中，进口和出口集管34、36在换热器10的一端处彼此相邻，尽管如下将更详细所述那样，可在本公开的范围内设想其它构造。
[0023]第一和第二板14、16中的每个的凸台部26、28中的一个与凸台部26、28中的另一个相比形成“双”凸台部或细长凸台部。在如图1所示的实施例中，凸台部26示出为细长凸台部，而凸台部28示出为单个凸台部。然而，可以理解的是，凸台部28形成为细长凸台部的相反构造也可在本公开的范围内设想。
[0024]第一和第二板14、16中的每个板的细长凸台部26包含用于定位进口或出口开口32的第一位置40和第二位置42。第一和第二位置40、42沿换热器板14的长度彼此相邻，其中，用于定位进口 /出口开口 32的第一和第二位置40、42位于同一平面内。当进口 /出口开口 32形成在细长凸台部26的第一位置40时，第二位置42保持密封或关闭，如图2所示。同样，当进口 /出口开口 32形成在细长凸台部26的第二位置42时，第一位置40保持密封或关闭。于是，在使用时，第一和第二板14、16的细长凸台部26设有仅一个进口 /出口开口 32，无论它在第一位置40或第二位置42。在图2中示出进口 /出口开口 32形成在细长凸台部26的第一位置40的换热器板14、16，并且在图2Α中示出进口 /出口开口 32形成在细长凸台部26第二位置40的换热器板14、16。在图2Β中示出在任何进口 /出口开口形成在其内之前的换热器板14、16。这种形式的换热器板14、16能用作换热器10的底板或端板，其中进口和出口 38、39都位于换热器10的顶部，而底板或端板保持关闭。
[0025]进口和出口开口 32形成在对应的凸台部26、28内，因此，周界匹配表面46包围每个进口 /出口开口 32。当板对12堆叠在一起来形成换热器器10时，板对12中的一个板14、16的周界匹配表面46与相邻板对12的相邻的板14、16的对应的周界匹配表面46对准且匹配，这些表面46密封地结合到一起来形成进口 /出口集管34、36。
[0026]图1和4所示实施例，换热器10是双通换热器的形式，其中进口和出口集管34、36位于换热器10的同一端处。为了实现这种特定结构，换热器10包括由板对12构成的第一堆叠50和由板对12构成的第二堆叠52，第一堆叠和第二堆叠相对于彼此沿换热器10的长度偏置开一距离X。距离Χ(见图1)与细长凸台部26的第一和第二位置40、42的中心点之间的距离相同。第一流体进入进口歧管3