专利名称：焊接板式热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接板式热交换器，具体地，是一种通过形成接合部分、该接合部分通 过模压(mold pressing)以及然后通过在结合部分上实施缝焊(seamwelding)、C02焊、或 钨极惰性气体焊(TIG)而接合到热传递板，从而形成的焊接板式热交换器，由此简化了制 造工艺，降低了制造成本，并提高了制造工艺的生产率。
背景技术：
大致上，热交换器用于从一种流体(或气体)到另一种流体传递热量，而无需两种 流体直接彼此接触。因为热交换器可在不混合流体的情况下从一种流体到另一种传递热 量，其被用作间接地加热或冷却流体。热交换器的效率与尺寸成正比地增加，而热交换器的价格亦与尺寸成正比地增 加。因此，在低成本下获得较大的热交换性能是至关重要的。在各种类型的热交换器中，壳 管式热交换器(shell and tube heat exchanger)相较其尺寸仅提供非常少量的热交换。 相应地，当前正开发具有高热交换性能的板式热交换器(plate heat exchanger)。板式热交换器因高性能热传递板而具有高热传递性能。具体地，板式热交换器的 热交换能力是壳管式热交换器的3至5倍。另外，板式热交换器可减少所需的安装空间量， 因其具有相对较小的体积。板式热交换器还具有诸多优点，例如相对便宜的制造成本、易于 运输和安装、以及其对不同系统操作条件易于调整的特性。在附图中，图1是示意性地显示出常规焊接板式热交换器的结构图。参考图1， 通过彼此相抵平接(butting)对应的上部和下部热交换板11和12，然后通过彼此堆叠 (stacking)多个该热交换板11和12，从而形成常规的板式热交换器10。常规的板式热交换器10还具有在对应热交换板11和12的相对端上所提供的支 撑板13。支撑板设置于两个热交换板11和12之间，该两个热交换板11和12在彼此相对 的某个位置被焊接，从而限定一个空间，流体通过该空间可在对应热交换板11和12之间流 动。因为额外的板在焊接之前设置于两个热交换板之间，板式热交换器的成本将会增 加。并且，热交换器的加工工艺被复杂化，这降低了生产率。另外，如果在焊接工艺过程中发生焊接缺陷，而支撑板设置于热交换板之间，该支 撑板不能在两个热交换板之间被合适地固定，从而不能保持气密状态。其结果是，这将导致 流体泄漏，使流体进入热交换器内。在该发明的背景技术中所披露的信息仅是为了加强对本发明背景的理解，而不应 被视作这样一种承认或任何形式的启示，即该信息形成了对本领域普通技术人员而言已知 的现有技术。
发明内容
本发明的多个方面提供了一种焊接板热交换器。通过形成多个边缘，并通过模压，以及通过缝焊、C02焊、或TIG焊而接合该边缘，以接合热传递板，从而制造该焊接板式热 交换器，而不需要在热交换板之间设置和接合支撑板，由此简化了制造工艺，降低了制造成 本，并提高了制造工艺的生产率。在本发明的一个方面，该焊接板式热交换器包括至少两个彼此堆叠的热传递板。 各该热传递板可包括内部热传递表面，在该表面上形成由突出部和凹陷部组成的浮雕样 式，以限定流体流动通道；左边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于该内部热传递表 面上方；右边缘，其相对该左边缘设置，并从该内部热传递表面弯曲，从而比该内部热传递 表面较低；以及第一和第二纵向边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于与该右边缘相 等的水平。该左和右边缘以及该第一和第二纵向边缘通过模压弯曲。每个热交换板的各该 左和右边缘以及第一和第二纵向边缘可具有焊接部分，该焊接部分接合到该热交换板邻接 一个的该边缘中的对应一个。该焊接由缝焊、C02焊和钨极惰性气体焊所组成组中的一种形成。该焊接板式热交换器进一步包括分别连接到该堆叠热传递板中该第一和第二纵 向边缘的第一和第二防渗漏增强板。在本发明的另一个方面，该焊接板式热交换器包括至少两个彼此堆叠的热传递 板。各该热传递板可包括内部热传递表面，在该表面上形成由突出部和凹陷部组成的浮 雕样式，以限定流体流动通道；左边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于该内部热传 递表面上方；右边缘，其相对该左边缘设置，并从该内部热传递表面弯曲，从而比该内部热 传递表面较低；第一纵向边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于与该右边缘相等的水 平；以及第二纵向边缘，其相对该第一纵向边缘形成。该左和右边缘以及该第一和第二纵向 边缘通过模压弯曲。每个热交换板的各该左和右边缘以及第一纵向边缘具有焊接部分，该 焊接部分接合到该热交换板邻接一个的该左和右边缘以及该第一纵向边缘中的对应一个。 第二纵向边缘可由折叠该热传递板的中央区域而形成。该焊接由缝焊、C02焊和钨极惰性气体焊所组成组中的一种形成。接板式热交换器进一步包括分别连接到该堆叠热传递板中该第一和第二纵向边 缘的第一和第二防渗漏增强板。根据本发明的上述示例性实施方式，通过形成多个边缘，并通过模压，以及通过缝 焊、0)2焊、或TIG焊而接合该边缘，以接合热传递板，从而制造焊接板式热交换器，由此简化 了制造工艺，降低了制造成本，并提高了制造工艺的生产率。根据本发明示例性实施方式的焊接板式热交换器也可防止流体泄漏，该泄漏可能 由原来各支撑板的插设而导致，或者由在支撑板和热传递板之间的焊接缺陷而导致。本发明的方法和装置所具有的其它特征及优点将通过附图和以下对本发明更具 体的描述而变得更加明显，附图和说明书相结合，用于解释本发明的某些原则。
图1是示意性地显示出常规焊接板式热交换器的结构图；图2A是根据本发明一个示例性实施方式，显示出板式热交换器结构的前视图；图2B是显示出图2A中板式热交换器内部结构的横截面示意图；图3是显示出图2A中板式热交换器的热辐射板堆栈的立体图4是显示出图2A中板式热交换器外部形状的立体图；图5是显示出根据本发明另一个示例性实施方式，板式热交换器热辐射板结构的 平面图；以及图6是显示出通过堆叠多个图5中所示热辐射板而制成的板式热交换器的内部机 构的立体图。
具体实施例方式以下将通过附图和描述中所说明的示例，对本发明的多个实施方式进行详细说 明。虽然该发明结合示例性实施方式进行描述，但应当理解，该说明不用作将发明限制于这 些示例性实施方式。相反地，本发明不仅意在涵盖该示例性实施方式，还涵盖多种变型、修 正、等同方式或其它实施方式，其均包含在由后附权利要求所限定的本发明的精神和范围 内。本发明的焊接板式热交换器提供了一种热交换器，其中将被彼此堆叠的上部和下 部热传递板的边缘通过模压被弯曲，并且该弯曲部分通过缝焊相接合，从而在上部和下部 热传递板之间限定流体流动通道，该上部和下部热传递板彼此堆叠。在常规的板式热交换器中，通过在彼此堆叠的上部和下部热传递板之间设置附加 的支撑板而确保流体流动通道。但是，该常规的板式热交换板通过复杂的方法制备，包括在 热传递板之间设置支撑板，以及然后将支撑板与热传递板相焊接。另外，流体可通过支撑板 和热传递板之间的间隙而泄漏出去。本发明的板式热交换器可克服前述因设置于热传递板之间的支撑板而导致的问 题。本发明可通过在弯曲热传递板边缘后实施缝焊或其它焊接方式，而简化板式热交换器 的制造工艺。现根据附图，对本发明焊接板式热交换器的示例性实施方式进行更充分描述。实施例一附图中，图2A是根据本发明一个示例性实施方式，显示出板式热交换器结构的前 视图；图2B是显示出图2A中板式热交换器内部结构的横截面示意图；图3是显示出图2A 中板式热交换器的热辐射板堆栈的立体图；图4是显示出图2A中板式热交换器外部形状的 立体图。根据该实施方式的焊接板式热交换器100通过彼此堆叠多个热交换板A而形成。 各热交换板A包括内部热传递表面110、左边缘120、右边缘130、以及第一和第二纵向边缘 140和150。左和右边缘120和130以及第一和第二纵向边缘140和150通过模压，分别从 内部热传递表面110弯曲。一个热交换板中各左和右边缘120和130以及第一和第二纵向 边缘140和150通过焊接接合到邻接热交换板的对应边缘。由突出部(图未示)和凹陷部(图未示)组成的浮雕样式在内部热传递表面110 上形成流体流动通道。形成内部热传递表面110周缘部分的左边缘120，形成为位于内部热传递表面110 上方。相对左边缘120设置的右边缘130形成为比内部热传递表面110较低。另外，第一 和第二纵向边缘140和150均形成为它们与右边缘130位于相同的水平。在上述制造的热交换板A中，上部热交换板A1以相反的方向堆叠在部热交换板A2上，从而上部和下部热交换板A1和A2彼此对称。参考常规的板式热交换器，通过在两个热传递板之间设置支撑板13 (参见图1)， 确保在两个热传递板之间具有空隙，然后利用co2焊将支撑板与热传递板相接合。该实施方式中的焊接板式热交换器100由利用模压制备热传递板而制成，而无需 上述常规的设于两个热传递板之间的支撑板。由此，通过在热交换板周缘形成弯曲边缘，然 后焊接彼此堆叠的上部和下部热传递板，从而制成焊接板式热交换器100。通过利用模压弯曲由左和右边缘120和130以及第一和第二纵向边缘140和150 所限定的周缘制备热传递板A，然后彼此放置成左和右边缘120和130以Z形(zigzag)样 式彼此交替，以在两个相邻热传递板之间形成对称结构。然后，该弯曲边缘通过缝焊、0)2焊 或钨极惰性气体(TIG)焊相接合。因为当热传递板A的边缘被模压后利用焊接相接合，板式热交换器的加工工艺相 对于具有间设有支撑板的焊接板式热交换器的常规工艺而言被简化。其结果是，该方面可 提高板式热交换器的生产率，并因制造成本的降低而使该产品具有更便宜的价格。当通过焊接而使多个热传递板A彼此堆叠后，一对增强板160和170连接到热传 递板A堆栈的第一和第二纵向边缘140和150。增强板160和170用于通过形成热传递板 A堆栈的外部罩而防止泄露。作为用于形成本发明焊接板式热交换器外部罩的一种手段，类 似于增强板160和170的板(图未示)可连接到热传递板堆栈的顶部和底部表面。在本实施方式的板式热交换器100中，流体通过入口 B和C进入板式热交换器 100，入口 B和C分别在左和右边缘120和130外部，连接到热传递板A。另外，流体通过出 口 D和E流出板式热交换器100，出口 D和E连接到板式热交换器100的顶部表面。以下将描述在上述板式热交换器100内部流体流动的路径。第一流体进入第一流 体入口 B，通过热传递板A之间的空隙流动，并且通过热交换冷却后，通过第一流提出口 E 流出。第二流体进入第二流体入口，穿过热传递板A之间的空隙流动，并且通过热交换冷却 后，通过第二流体出口 D流出。在该实施方式中，通过缝焊、C02焊和TIG焊焊接热传递板A。缝焊是一种线性焊接 工艺，其通过利用圆盘电极而应用焊接电流和压力，从而持续地进行点焊(spot welding) 0 该焊接通常使用于要求气密或水密的区域。C02焊是一种利用C02替代惰性气体(例如Ar或He)的电弧焊(arcwelding)。C02 焊具有较高焊接速度，并且不昂贵，还可防止气孔的形成。TIG焊是在非消耗钨焊接电极和基本金属(base metal)之间利用电弧热，焊接基 本金属并同时在焊接区域提供惰性气体的焊接工艺。在一些情况下，TIG焊可由电弧热熔 化基本金属，而不使用填充剂金属。TIG焊确保了在焊接区域的卓越机械性能，几乎不造成 焊接区域内的转换，并有利于对焊接热输出的控制。因此，TIG焊可有利地使用于焊接薄的 板材。考虑到热传递板A的几何性质，该实施方式中的焊接板式热交换器100可较优选 地利用缝焊进行焊接，其通常用于需要气密或水密的区域。实施例二图5是显示出根据本发明另一个示例性实施方式，板式热交换器热辐射板结构的 平面图，以及图6是显示出通过堆叠多个图5中所示热辐射板而制成的板式热交换器的内
6部机构的立体图。该实施方式中的板式热交换器200具有类似于第一实施方式中板式热交换器100 的外部形状，因此将根据其与第一实施方式的不同之处进行描述。参考附图，在该实施方式中的板式热交换器中，各热传递板210包括内部热传递 表面211、左边缘212、右边缘213、以及第一和第二纵向边缘214和215。由突出部(图未示)和凹陷部(图未示)组成的两侧对称的浮雕样式在内部热传 递表面211A上形成流体流动通道。通过将内部热传递表面211的中央区域211a折叠成两 部分而制备热传递板210。其后，多个热传递板210相互堆叠，从而形成板式热交换器。类似于第一实施方式中的热传递板，左边缘212从内部热传递表面211弯曲为位 于内部热传递表面211上方。右边缘213从内部热传递表面211弯曲为低于内部热传递表 面211。第一纵向边缘214从内部热传递表面211弯曲为与右边缘213处于同一水平。相反地，在该实施方式的热传递板中，与第一纵向边缘214相对形成的第二纵向 边缘215，是通过将内部热传递表面211的中央区域211a折叠成两部分而形成的区域。因 为第二纵向边缘215通过折叠形成，因此它的制备无需焊接工艺，由此简化了制造工艺并 进一步缩短了制造时间。通过模压分别弯曲左和右边缘212和213以及第一纵向边缘214。当热交换板彼 此堆叠时，一个热交换板的各左和右边缘212和213以及第一纵向边缘214通过焊接接合 到邻接热交换板边缘212、213及214中的对应一个。焊接工艺包括缝焊、C02焊和TIG焊。缝焊较优选地用于焊接该实施方式中的板式 热交换器。与本发明的第一实施方式类似，当多个热交换板通过焊接彼此堆叠后，一对增强 板(图未示)可连接到热传递板堆栈的第一和第二纵向边缘214和215。施方式中板式热交换器200的其它部件大体上与第一实施方式中的板式热交换 器100相同，因此略去对相同部件的具体描述。根据上述示例性的实施方式，通过形成多个边缘，并通过模压，以及通过缝焊、C02 焊、或TIG焊而接合该边缘，以接合热传递板，从而制造焊接板式热交换器。这简化了制造 工艺，降低了制造成本，并提高了制造工艺的生产率。根据本发明示例性实施方式的焊接板式热交换器也可防止流体泄漏，该泄漏可能 由原来各支撑板的插设而导致，或者由在支撑板和热传递板之间的焊接缺陷而导致。为说明和描述的目的，展示了本发明具体示例性实施方式上述说明。它们并非穷 尽性的，也不用于将本发明限制于披露的具体形式，并且明显地，根据上述教导，多种修正 和变型都是可能的。选取和描述该示例性实施方式是为了解释本发明的某些原则及其实施 应用，以使本领域的普通技术人员能够实现和运用本发明的不同示例性实施方式以及其多 种修正和变型。本发明的范围由后附权利要求及其等同方式所限定。
权利要求
1.一种焊接板式热交换器，包括至少两个彼此堆叠的热传递板，其特征在于，各热传递 板包括内部热传递表面，在该表面上形成由突出部和凹陷部组成的浮雕样式，以限定流体流 动通道；左边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于该内部热传递表面上方； 右边缘，其相对该左边缘设置，并从该内部热传递表面弯曲，从而比该内部热传递表面 较低；以及第一和第二纵向边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于与该右边缘相等的水平， 所述的左和右边缘以及该第一和第二纵向边缘通过模压弯曲，以及 其中该每个热交换板的各该左和右边缘以及第一和第二纵向边缘具有焊接部分，该焊 接部分接合到该热交换板邻接一个的该边缘中的对应一个。
2.如权利要求1所述的焊接板式热交换器，其特征在于，所述的该焊接由缝焊、CO2焊 和钨极惰性气体焊组成的组合中的一种形成。
3.如权利要求1所述的焊接板式热交换器，其特征在于，还包括分别连接到该堆叠热 传递板中该第一和第二纵向边缘的第一和第二防渗漏增强板。
4.一种焊接板式热交换器，包括至少两个彼此堆叠的热传递板，其特征在于，各热传递 板包括内部热传递表面，在该表面上形成由突出部和凹陷部组成的浮雕样式，以限定流体流 动通道；左边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于该内部热传递表面上方； 右边缘，其相对该左边缘设置，并从该内部热传递表面弯曲，从而比该内部热传递表面 较低；第一纵向边缘，其从该内部热传递表面弯曲，从而位于与该右边缘相等的水平；以及 第二纵向边缘，其相对该第一纵向边缘形成； 所述的该左和右边缘以及该第一和第二纵向边缘通过模压弯曲； 所述的该每个热交换板的各该左和右边缘以及第一纵向边缘具有焊接部分，该焊接部 分接合到该热交换板邻接一个的该左和右边缘以及该第一纵向边缘中的对应一个，且 所述的该第二纵向边缘由折叠该热传递板的中央区域而形成。
5.如权利要求4所述的焊接板式热交换器，其特征在于，所述的该焊接由缝焊、0)2焊 和钨极惰性气体焊组成的组合中的一种形成。
6.如权利要求4所述的焊接板式热交换器，其特征在于，还包括分别连接到该堆叠热 传递板中该第一和第二纵向边缘的第一和第二防渗漏增强板。
全文摘要
一种焊接板式热交换器，通过形成接合部分、该接合部分通过模压以及然后通过在结合部分上实施缝焊、CO2焊、或钨极惰性气体焊而接合到热传递板，从而形成该焊接板式热交换器。这简化了制造工艺，降低了制造成本，并提高了制造工艺的生产率。各该热传递板包括内部热传递表面，在该表面上形成由突出部和凹陷部组成的浮雕样式，以限定流体流动通道；从该内部热传递表面弯曲的左边缘；相对该左边缘设置的右边缘；以及从该内部热传递表面弯曲的第一和第二纵向边缘。该左和右边缘以及该第一和第二纵向边缘通过模压弯曲，并焊接到邻接热交换板的对应边缘。
文档编号F28F3/08GK101995178SQ20091016821
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月14日 优先权日2009年8月14日
发明者丁钟允, 安成国, 强容泰, 赵亨锡 申请人:赵亨锡