用于热交换器的板及热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在第一介质和第二介质之间进行热交换的热交换器的板。所述板构造有用于第一介质的输入孔口和输出孔口以及用于第二介质的输入孔口和输出孔口。所述板还构造有用于第一介质的第一热传递表面和相对的用于第二介质的第二热传递表面。
[0002]本发明还涉及一种用于在第一介质和第二介质之间进行热交换的热交换器。所述热交换器包括上述板的堆叠件。
[0003]最后，本发明涉及一种空气冷却器，所述空气冷却器包括上述热交换器，所述热交换器则包括上述板的堆叠件。
【背景技术】
[0004]热交换器应用在许多不同的领域中，例如食品加工工业、用于加热和制冷系统中的建造、汽轮机、锅炉以及许多其它领域。改进热交换器的热交换性能的尝试总是令人感兴趣的，即使是小的改进也被高度关注。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于改善用于热交换的介质的引导的用于热交换器的板和热交换器，以便由此改善所述介质中的一者的冷却并且因此改善热交换性能。
[0006]上述及其它目标通过下述板得以实现:其中，所述板的第一热传递表面构造有至少一个障碍物，所述至少一个障碍物形成当第一介质在用于所述第一介质的输入孔口和输出孔口之间通过时用于所述第一介质的流动的引导件的一部分，并且其中所述板构造有分别用于第一介质和第二介质的输入孔口和输出孔口，并且构造有形成用于第一介质的流动的引导件的一部分的所述障碍物，所述障碍物彼此相对地定位在所述板的第一热传递表面上，使得它们允许形成用于第一介质的大体U形或正弦曲线形的流通管路，该流通管路将允许第一介质在所述第一介质在用于所述第一介质的输入孔口和输出孔口之间通过期间围绕用于第二介质的所述输入孔口或者所述输入孔口和输出孔口流动通过。
[0007]因此，在第一介质是冷却介质并且第二介质是待冷却介质的情况下，所述板构造成使得第一介质能够改善直接在用于所述第二介质的输入孔口处的第二介质的冷却并改善与之的热交换。借助于形成用于第一介质的流动的引导件的至少一个障碍物，所述板还构造成使得第一介质能够与第二介质延长地接触，以便冷却所述第二介质。最后，所述板可以构造成使得第一介质还能够冷却在用于所述第二介质的输出孔口处的第二介质。通过将板构造成使得用于第二介质的孔口位于第一介质的流动的中间(其能够通过形成用于所述第一介质的引导件的一部分的至少一个障碍物的位置来进行控制)，实现了第二介质的最佳冷却，以便降低板中的热张力。这样，所述板将可以在用于热气体的热交换器中使用。
[0008]通过将板构造成在板的第一热传递表面上具有围绕用于第二介质的输入孔口和输出孔口的凹坑，第一介质(特别是在逆流类型的热交换器中)将能够进一步改善对在用于第二介质的孔口处的第二介质的冷却，所述凹坑定位成彼此之间的距离在孔口的圆周的彼此面对的那些部分上以及在所述孔口的圆周的与用于第一介质的输入孔口和输出孔口背离的那些部分上比在所述孔口的圆周的彼此背离的那些部分上大。这得以实现是因为:由于凹坑，第一介质的流动在用于第二介质的输出孔口的圆周的与用于第一介质的输入孔口面对的那些部分处将经受更大的阻力，并且第一介质的比其他部分更大的部分将由此被迫使进一步围绕用于第二介质的所述孔口流动，以便冷却所述第二介质的所述孔口以及冷却流动通过所述孔口的第二介质。在用于第二介质的输入孔口处，第一介质的流动将经受更小的阻力，并且第一介质的比其他部分更大的部分将由此明显快得多地到达用于第二介质的所述输入孔口的圆周，以便在所述第一介质到达其输出孔口之前冷却流动通过所述输入孔口的第二介质以及冷却用于第二介质的所述输入孔口。
[0009]引导第二介质以便冷却第二介质的最佳引导还将由下述结构所带来:板在所述板的第二热传递表面上构造有围绕用于第二介质的输入孔口和输出孔口的凹坑，所述凹坑定位成彼此之间的距离在所述孔口的圆周的彼此背离的那些部分上以及在所述孔口的圆周的与用于第一介质的输入孔口和输出孔口至少部分地面对的那些部分上比在所述圆周的彼此面对的那些部分上大。由于凹坑，第二介质的流动将在孔口的圆周的彼此面对的那些部分处经受更大的阻力，由此迫使来自用于第二介质的输入孔口的第二介质的流动的更大部分初始沿着远离用于第二介质的输出孔口的方向流动并且散布在第二热传递表面上以便暴露于第一介质进行冷却。
[0010]引导第二介质以便冷却的第二介质的最佳引导还将由下述结构所实现:所述板的第二热传递表面构造有至少一个升高部分，所述至少一个升高部分形成在第二介质在用于所述第二介质的输入孔口和输出孔口之间通过期间用于第二介质的流动的限制部的一部分。通过将升高部分定位在板的第二热传递表面的中央部分中以使得在第二介质在用于第二介质的输入孔口和输出孔口之间通过期间、在所述第二介质的流动到达所述升高部分时能够限制并偏转第二介质的所述流动的至少一部分，能够使第二介质的流动的主要部分流动至第二热传递表面的侧部，由此延长流动距离并且因此延长第二介质沿着第二热传递表面在用于第二介质的输入孔口和输出孔口之间流动所花费的时间。
[0011]上述和其它目标还通过热交换器实现，其中，所述板堆叠成使得两个毗邻板的用于第一介质的第一热传递表面彼此面对并且两个毗邻板的用于第二介质的第二热传递表面彼此面对，由此借助于在两个毗邻板的第一热传递表面上的所述至少一个障碍物限定位于用于第一介质的所述第一热传递表面之间的用于第一介质的大体U形或正弦曲线形的流通管路以及限定位于用于第二介质的第二热传递表面之间的用于第二介质的流通管路;并且使得在其第一或第二热传递表面彼此面对的两个毗邻板中的一个上的外周凸缘围绕限定在所述热传递表面之间的流通管路。
[0012]如限定的那样，提供了一种热交换器，所述热交换器的热交换性能通过用于引导第一和第二介质以便最佳冷却第二介质的最佳引导得以改善。
[0013]如限定的那样，所述热交换器可以用于提供例如一种改进的空气冷却器，S卩，一种介质是空气，另一种介质是液体。
【附图说明】
[0014]下面将参照附图进一步描述本发明，其中:
[0015]图1是根据本发明的板的第一实施例的平面图；
[0016]图2是根据本发明的板的第一实施例的透视图；
[0017]图3是根据本发明的板的第一实施例从相对一侧观察的透视图；
[0018]图4是根据图2的板的一部分的放大透视图；
[0019]图5是根据本发明的板的第二实施例的平面图；
[0020]图6是根据本发明的板的第二实施例的透视图；
[0021 ]图7是根据本发明的板的第二实施例从相对一侧观察的透视图；
[0022]图8是根据图6的板的一部分的放大透视图；
[0023]图9a和9b分别是根据本发明的板的第二实施例的类似于图5的非常示意性的平面图(但是出于阐述目的而移除了大部分凹坑)和中心贯穿图9a所示的板的纵向截面图；和
[0024]图1Oa-1Oc是类似于图9b的示意性截面图，示出了根据本发明的两个或三个板放在一起时的部分。
【具体实施方式】
[0025]如已经所述的那样，本发明涉及一种用于在第一介质和第二介质之间进行热交换的热交换器的板。板I为了其预期目的可以具有任何期望的形状。该板可以是矩形的，其具有相对的长侧部Ia和Ib以及两个相对的短侧部Ic和ld，如附图中所示出的那样。可替代地，板I可以具有正方形形状，其具有四个相等的长侧部，或可以具有任何其它适当的四边形、三角形、多边形、圆形、菱形、椭圆形或用于预期应用和用途的其它形状。多个板I可以被组装以形成堆叠件，该堆叠件然后被用在根据本发明的热交换器中。
[0026]涉及的用于热交换的第一介质和第二介质可以是相同的，例如气/气(诸如空气)或液/液(诸如水)。涉及的第一介质和第二介质也可以是两种不同的介质，例如气/液或两种不同的气体或液体。
[0027 ]如图1-8和9a所示，根据本发明的板I构造有用于第一介质的至少一个输入孔口 2a和至少一个输出孔口 2b以及用于第二介质的至少一个输入孔口 3a和至少一个输出孔口 3b。用于第一介质和第二介质的输入孔口和输出孔口 2a、2b、3a、3b如在图1-8和9a中示出的那样为圆形，但是它们为了预期应用和用途当然可以具有任何其它适合的形状。用于第二介质的输入孔口和输出孔口 3a、3b的直径与用于第一介质的输入孔口和输出孔口 2a、2b的大体等同的直径相同或者比用于第一介质的输入孔口和输出孔口 2a、2b的大体等同的直径大很多。如图1-8和9a所示，根据这些图所示出的，板I为矩形的，用于第一介质的输入孔口和输出孔口 2a、2b位于板的相对端部处，例如，位于板的两个相对的短侧部lc、ld处。用于第二介质的输入孔口和输出孔口 3a、3b也位于板I的相对端部处，毗邻或靠近用于第一介质的输入孔口和输出孔口 2a、2b。因此，当第一介质和第二介质在它们相应的输入孔口和输出孔口之间流动时，它们的流动方向将像基本上所见的那样沿着板I的纵向方向，由此增加了介质在它们相应的流通管路X和Y(其限定在热交换器中的板堆叠件之间)中的驻留时间，并因此改善热交换器的热交换性能。如果包括若干这样的板I的热交换器为逆流类型的，则用于第二介质的输入孔口 3a定位成靠近用于第一介质的输出孔口 2b，而用于第二介质的输出孔口3b则定位成靠近用于第一介质的输入孔口 2a。另一方