专利名称：一种板式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种换热器，更具体地涉及一种板式换热器。
背景技术：
板式换热器是近几十年来得到迅速发展和广泛应用的一种新型高效、紧凑型换热器，是由一系列具有一定波纹形状的板片叠装而成的，如图I所示。图I给出了常见的人字波纹板流道的一个截面形状，第一板片I与第二板片2之间形成第一流道4，第二板片2与第三板片3之间形成第二流道5以将冷热流体分开，即叠装的板片1、2、3形成两个流道4，5，使冷热流体分别在板片2两侧的流道4，5中流动，通过板片2进行热量交换。由于其板间流道是一个横截面形状多变、曲折的流道，它有效地使流体产生湍流，使对流换热得到加强，从而降低了流体的热阻。板片2用O. 5 I. 5mm的薄板制造，降低了壁面热阻；同时因流动状态为高度紊流，使污垢极薄，其相应的热阻也小。板式换热器具有一系列的优点① 总传热系数高；其总传热系数约为壳管式换热器的3 5倍。②重量轻，体积小，结构紧凑；其单位体积内的换热面积约为壳管式的3 5倍，占地面积仅为壳管式的1/5 1/6。③易于实现纯逆流，且末端温差可以很小，可以实现小温差传热。④大型化和小型化都很方便。⑤制造容易，选材多样等。但是，板式换热器也有一些固有的缺点，由于板间流道的平均间隙为2 8_，对于含有较大颗粒或纤维的换热介质，流道容易堵塞，为此出现了以特殊板片组成各种非对称流道，图2给出了非对称流道的示意图，其中，该板式换热器同样示出为由三个具有一定波纹形状的板片I'，2'，3'叠装而成，板片2'两侧的第二流道5'的横截面积与第一流道4'的横截面积的比可以达到2倍左右；分析各种非对称流道的结构，它们都仅适用于宽流道为高压流体的情况；对当冷热流体两端的压强差较大时(特别是窄流道的压力较大时)，不能发挥板式换热器的优越性。因一边存在相变或比热容较大，在经济流速的条件下，导致冷热流体的温升差距接近或超过I个数量级时(如水与空气的温升可到2个数量级)。另外板式换热器难于像管壳式换热器那样通过增加翅片，改变传热面积，也即，使两侧的传热面积不相等。这也是各工业行业大量使用的各种空冷器以及蒸发压缩制冷装置中空冷式冷凝器和蒸发器而没有很好使用板式换热器的原因之一。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可以应用于冷热流体的热容量相差较大时使用板式换热器进行换热时的解决方案。对于冷热流体的热容量相差较大时(如空冷电厂大量使用的空冷器是水蒸汽与空气的相变换热，其中水蒸汽是被冷凝的流体，空气是冷却流体)的换热器，本实用新型的技术方案是一种板式换热器，包括至少三块叠装的板片以形成至少两个流道，至少一个流道中设置有至少一层强化片。所述强化片为板片形式、穿孔板片形式或筛网形式。[0007]所述强化片与所述板片接触。所述强化片是平直的穿孔板片或筛网。所述强化片是人字波纹板、竖直波纹板或水平平直波纹板。所述强化片的形状与板片的形状完全相同或基本一致或完全不同。相邻的所述板片不接触。所述强化片与所述板片不接触。所述板式换热器是全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式换热器。本实用新型的换热器的强化片的形式可以是目前使用的各种普通板片和特殊板片。强化片的材料可以是金属或者其他任何合适材料。强化片上的孔洞数量、位置、以及大小可根据使用情况、加工及其他条件决定。强化片的整体外形可以是平直的，或与相邻板片基本一致或完全相同或完全不同。强化片的层数可以是一层或多层。强化片之间、强化片与相邻板片之间可以有紧密接触点，或没有紧密接触点。通过上述技术方案，本实用新型所提供的板式换热器在相同的换热量等工作条件下，加装强化片可以有针对性的提高对流换热系数小那一侧(如空气侧)的流通面积和实际换热面积，提高表面换热系数，从而提高板式换热器的总换热系数，使板式换热器在液-液、气-液、气-气换热(特别是气-液换热)时的效率得以提高，拓宽了板式换热器的应用范围。另一方面，通过在热容量较小那一侧(如空气侧)流道增加强化片可以增大该侧(如空气侧)流道的流通截面积，大幅提高了热容量较小侧(如空气侧)的总流量，也即提高了该侧的热容量，避免由于热容量较小侧(如空气侧)流速过高导致的功率的大幅上升。进一步地，在有相变侧加装强化片可以在增加有效换热面积的同时，大幅降低板片已冷凝或蒸发的液体薄膜厚度，进一步提高换热效率。
图I是普通板式换热器的流道示意图；图2是非对称板式换热器或不等截面板式换热器的流道示意图；图3是根据本实用新型的一个优选实施例构造的在换热器的一个流道中加装平直的筛网的流道示意图；图4是根据本实用新型的一个优选实施例构造的在换热器一个流道中加装一层平直的穿孔板片，另一流道中加装两层平直的穿孔板片和一层与板片I形状完全相同的另一穿孔板片64的流道示意图；图5是根据本实用新型的一个优选实施例构造的在换热器一个流道中加装两层与相邻板片形状基本一致的穿孔板片和一层平直的穿孔板片的流道示意图；图6是根据本实用新型的一个优选实施例构造的在换热器一个流道中加装四层与相邻板片形状基本一致的穿孔板片和一层平直的穿孔板片；图7是根据本实用新型的一个优选实施例构造的仅在换热器一个流道中加装一层与第一板片I形状完全相同的穿孔板片64'的流道示意图；图8是与图7类似的图，其中穿孔板片64a与相邻的板片不接触的流道示意图；图9是根据本实用新型的一个优选实施例构造的仅在换热器一个流道中加装两层与板片形状完全相同的穿孔板片的流道示意图，当所有板片的形状相同时，则两个流道的流通面积的比为I :3。
具体实施方式
以下结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的板式换热器的功能、特点。在本文中，筛网指的是由金属丝的编织、板的冲孔等制作而成的具有可穿透性的网状产品。在本文中，穿孔板片指的是板片上设有至少一个穿孔的板片。其中，板片的形状可以根据实际应用进行调整，穿孔的形状、数量、位置以及大小均可以根据使用情况、加工条件及其他条件进行调整。在本文中，相邻板片之间的接触方式包括两种如果相邻板片之间不设置强化片，则板片与板片可以具有直接的物理接触点，则相邻板片实现直接接触；如果相邻板片之间·设置有强化片，而且该强化片与该相邻板片均具有直接的物理接触点，则相邻板片通过该强化片实现间接接触。在以下实施例中，板式换热器可以是全焊接式、半焊接式或可拆卸式，由于该全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式换热器为本领域技术人员的公知技术，在此不再赘述。在以下实施例中，板式换热器包括叠装的至少三个板片(此后被称为第一板片I、第二板片2、第三板片3)，形成至少两个流道(此后被称为第一流道4、第二流道5)，至少一个所述流道中设置有至少一个强化片。当该强化片为板片形式时，被称为第四板片、第五板片……;当该强化片为穿孔板片形式时，被称为第一穿孔板片、第二穿孔板片……;当该强化片为筛网形式时，被称为第一筛网、第二筛网……。实施例I具体参考附图3可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的板片叠装而成的一种高效换热器。在图3中仅示出其三个板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I与第二板片2之间形成第一流道4，第二板片2与第三板片3之间形成第二流道5以将冷热流体分开,使该冷热流体分别在第二板片2两侧的流道4，5中流动，通过第二板片2进行热量交换。在第二流道5中设有一平直的筛网6形成强化片。在本实施例中，第二板片2与平直的筛网6、第三板片3与平直的筛网6具有紧密接触点7。通过该平直的筛网6，第二流道5中的湍流程度增大，从而提高换热系数。而且该筛网6主要发挥类似翅片的作用，增大换热面积，进一步提高总的换热效率。本领域的技术人员能够理解，本实施例中的筛网可以替换为穿孔板片。实施例2具体参考附图4可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的板片叠装而成的一种高效换热器。在图4中仅示出其三个板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I与第二板片2之间形成第一流道4，第二板片2与第三板片3之间形成第二流道5以将冷热流体分开,使其分别在第二板片2两侧的流道4，5中流动,通过第二板片2或第三板片3进行冷热流体的热量交换。[0039]根据本实施例构造的板式换热器包括作为强化片的第一穿孔板片61、第二穿孔板片62、第三穿孔板片63和第四板片64。在第一流道4中设有一平直的第一穿孔板片61。在本实施例中,第一板片I和第二板片2具有第一紧密接触点71，该第一穿孔板片61依次穿过所述第一紧密接触点71。在第二流道5中设有平直的第二、第三穿孔板片62、63，在该第二穿孔板片62和第三穿孔板片63之间设有第四板片64。在本实施例中，第四板片64的形状示出为与第一板片I相同，该第四板片64在第二流道5中与第二板片2、第三板片3叠装，使得第四板片64与第二板片2具有第二紧密接触点72，该第四板片65与第三板片3具有第三紧密接触点73，该第二穿孔板片62依次穿过所述第二紧密接触点72，该第三穿孔板片63依次穿过所述第三紧密接触点73。在本实施例中，该第四板片64可以不具有穿孔设计，该第二流道5被分成上部流道51和下部流道52，其中，上部流道51中的流体通过第二板片2进行冷热流体的热量交换，下部流道52中的流体通过第三板片3进行冷热流体的热量交换。当然，该第四板片64也可以是穿孔板片或筛网。通过第一穿孔板片61主要发挥类似翅片的作用，增大换热面积，提高该侧的换热系数。通过第二穿孔板62、第三穿孔板63和其间的第四板片64发挥类似翅片的作用，增大换热面积，提高该侧的换热系数；进一步地，该第二穿孔板62、第三穿孔板63和其间的第四板片64的装设使得第二板片2和第三板片3之间的距离增大，从而大幅提高第二流道5的有效流通面积。本领域的技术人员能够理解，本实施例中的穿孔板片可以替换为筛网。实施例3具体参考附图5可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的板片叠装而成的一种高效换热器。在图4中仅示出其三个板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I与第二板片2之间形成第一流道4，第二板片2与第三板片3之间形成第二流道5以将冷热流体分开,使其分别在第二板片2两侧的流道4，5中流动，通过第二板片2进行冷热流体的热量交换。根据本实施例构造的板式换热器包括作为强化片的第一、第二、第三穿孔板片61 、62 、63 ο在第二流道5中依次设有第一、第二、第三穿孔板片61'、62'、63'。其中，该第二穿孔板片62'示出为平直的穿孔板片；而第一穿孔板片61'、63'的形状与相邻的第二板片2的形状基本一致，所谓的基本一致是指穿孔板片的波纹形状、间距等与第二、第三板片2、3相同，仅波纹高度不同。即第一、第三穿孔板片61'、63'所具有的波形的波高分别低于第二板片2、第三板片3所具有的波形在相应位置的波高。在本实施例中,第二板片2和第三板片3具有紧密接触点7'，第一、第二、第三穿孔板片61' ,62' ,63'均穿过所述紧密接触点7'设置。通过第一、第二、第三穿孔板片61'、62'、63'，主要发挥类似翅片的作用，增大换热面积，以提高该侧换热系数。 本领域的技术人员能够理解，本实施例中的穿孔板片可以替换为筛网。 实施例4[0053]具体参考附图6可知，根据本实用新型的该优选实施例构造的板式换热器与实施例3类似，其区别仅在于穿孔板片的数目。在本实施例中，穿孔板片的数目示出为5块。实施例5具体参考附图7可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器与实施例2类似，其区别仅在于省略其中的平直的穿孔板片，仅保留作为强化片的第四板片64'。在本实施例中，该第四板片64'上可以不具有穿孔设计，该第二流道5被分成上部流道51'和下部流道52'，其中，上部流道51'中的流体通过第二板片2进行冷热流体的热量交换，下部流道52'中的流体通过第三板片3进行冷热流体的热量交换。在本实施例中，该第四板片64'上可以具有穿孔设计，第二流道5中的流体通过第二板片2进行冷热流体的热量交换。实施例6具体参考附图8可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器与实施例5类似，其中，第四板片64a可以不与第二板片2、第三板片3形成紧密接触点,从而使流道5的流通面积随意增加，以适当的增加流道5内流体的流量。此时扰流板片64a仅起强化湍流的作用。应该理解，此时的第四板片的形状可以与相邻板的形状完全相同或基本一致或完全不同。实施例7具体参考附图9可知，根据本实用新型的一个优选实施例构造的板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的板片叠装而成的一种高效换热器。在图4中仅示出其三个板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I与第二板片2之间形成第一流道4，第二板片2与第三板片3之间形成第二流道5以将冷热流体分开,使其分别在第二板片2两侧的流道4，5中流动，通过第二板片2进行冷热流体的热量交换。根据本实施例构造的板式换热器包括作为强化片的第一、第二穿孔板片61''、62''。在第二流道5中依次设有第一、第二穿孔板片61''、62''。其中，第一、第二穿孔板片61''、62''在第二流道5中与第二板片2、第三板片3叠装，使得第一穿孔板片61''与第二板片2具有第一紧密接触点71''，第一穿孔板片61''与第二穿孔板片62''具有第一紧密接触点72''，第二穿孔板片62''与第三板片3具有第三紧密接触点73''。当第一、第二穿孔板片61'' ,62''的形状与第一板片I、第二板片2完全相同时，第一流道4与第二流道5的流通面积的比为I :3。实施例8在实施例6的具体应用中，示出为某船用发电机空冷装置的实施方案，冷却水侧与普通板式换热器相同，被冷却空气加装了两层与板片1、2、3形状完全相同的穿孔板片61''、62''，采用单片有效传热面积为O. 18m2的人字波纹板片，其波纹高度为4. 5mm。流道型式为错流。用总传热面积(冷却水侧)约为6m2的此种板式换热器代替换热面积60m2铜管铜翅片的管翅式空冷器。在换热效果略优于铜管铜翅片的管翅式空冷器的条件下，体积和重量都仅为铜管铜翅片的管翅式空冷器的一半，这对于移动式设备而言，具有巨大的优越性。[0066]以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
权利要求1.一种板式换热器，包括至少三块叠装的板片以形成至少两个流道，其特征在于，至少一个流道中设置有至少一层强化片。
2.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片为板片形式、穿孔板片形式或筛网形式。
3.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片与所述板片接触。
4.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片是平直的穿孔板片或筛网。
5.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片是人字波纹板、竖直波纹板或水平平直波纹板。
6.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片的形状与板片的形状完全相同或基本一致或完全不同。
7.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，相邻的所述板片不接触。
8.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述强化片与所述板片不接触。
9.如权利要求I所述的板式换热器，其特征在于，所述板式换热器是全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式换热器。
专利摘要本实用新型提供一种板式换热器，该板式换热器包括至少三块叠装的板片以形成至少两个流道，至少一个流道中设置有至少一层强化片。所述强化片为板片形式、穿孔板片形式或筛网形式。本实用新型的板式换热器通过加装强化片可以有针对性的在保持板式换热器湍流强度不变甚至提高的基础上，提高对流换热系数较小侧的流通面积和实际换热面积，提高表面换热系数，从而提高板式换热器的总换热系数，使板式换热器在液液、气液、气气换热，特别是气液换热时的效率得以提高，拓宽了板式换热器的应用范围。
文档编号F28F3/02GK202734627SQ20122040223
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者覃新川 申请人:覃新川