相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器的制造方法

相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器的制造方法
【专利摘要】一种相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器，包括换热芯体，其特征在于，用增加换热板片及换热装置的方式，增加其中一种换热介质的流道数量，通过角孔垫板的作用，形成该种换热介质可以同时在多条相邻流道的换热装置中一起并联同向流动，而其他相互换热的换热介质仍在原交替换热的单层流道及换热装置中流动，在这样的换热芯体内，其中一种换热介质的流道数量多于其他换热介质的流道数量，使相互换热的换热介质形成多层流道对单层流道交替地相互间壁换热。
【专利说明】相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种换热器，尤其涉及一种相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器。
【背景技术】
[0002]盒形层叠换热器是指边缘为斜面的多个换热板片依序层叠，周边的密封方式依靠各换热板片边缘的斜面相互密封联接在一起，在盒形层叠换热器内部有可供换热介质流通的角孔以及进行间壁换热的换热装置，换热器中的角孔分布在各换热板片的两端，换热装置在各换热板片的中部。
[0003]目前盒形层叠换热器的换热方式为，在同一台换热器及换热芯体内，各换热介质的流道高度相同，或者流道高度不同，但参与换热的介质及其流道总是一层对一层地相互交替，逐层相邻地进行间壁换热。
[0004]上述这类盒形层叠换热器的不足之处在于；
[0005]在面对不同换热介质进行相互交替，逐层相邻换热的过程中，具有相同流道高度的换热方式显然不能很好地兼顾不同性质和状态的换热介质对各自流体阻力和压力降的要求。
[0006]假设相互换热的一种换热介质为气态，另一种换热介质为液态，如果以液态的换热介质为基础，设定各换热板片之间的板间距流道高度，显然对于气态的换热介质而言，在相互换热的过程中，必然会由于板间距流道高度相对较小，产生的阻力现象而引发较大的压力降，表现出气态的换热介质在该换热器的进、出口处产生较大的压差，不能满足工程换热的需要。为了缓解这种现象，目前往往采用增加换热板片的片数，增加流道数量来解决。但由于目前这类换热器的换热方式是一层对一层相互交替逐层相邻换热的，在增加某一换热介质的流道数量时，也会相应地增加其他换热介质的流道数量，这样一来就会由于所增加的换热板片数量较多而造成该换热器的成本随之大幅增加。
[0007]为了解决上述问题，具有不同板间距流道高度的换热器现有技术已在专利申请号为03811046.6中所公开，该种现有技术的优点是，在形成不同板间距流道高度的同时，没有额外地增加换热板片数量，依然保持换热芯体内的换热介质一层对一层相互交替，逐层相邻地进行换热。
[0008]已被公开专利号为03811046.6的现有技术其不足之处在于，在各换热板片组装后及钎焊中，每片第二种类型换热板片的第二个边缘段都不会与上、下各换热板片的各第一及第三边缘斜面相接触，亦不会与这些边缘斜面钎焊在一起，这样就会造成在整个换热芯体中，在每片第二种类型换热板片的边缘中，都会存在一段只有单个换热板片材料厚度的外层边缘保护，这样的边缘厚度分布将会造成整个换热器承压能力和抗疲劳能力较弱。

【发明内容】

[0009]本实用新型的目的是在满足不同性质的换热介质在互换热过程中，尤其是在气态与液态换热的过程中，满足气态介质在换热器内部产生的阻力降要求，并减少制造成本，提高换热器的承压能力和抗疲劳能力。
[0010]本实用新型的目的是采用以下方案实现的，一种相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器，包括换热芯体，该换热芯体由多个具有斜面边缘盒形且可以相互层叠在一起的换热板片组成，各换热板片在斜面边缘部位被相互密封联接在一起，在各换热板片两端有角孔，换热板片上的角孔是平面分布在换热板片的底板两端，各角孔及其周边延展面均与该换热板片的底板为同一平面，这样具有边缘斜面和平面角孔的换热板片层叠在一起，在平面角孔周边延展面上形成的换热介质角孔流通空间中有角孔垫板，该角孔垫板的高度为单个流道高度，在各换热板片组成的流道中有换热装置，换热装置的高度与角孔垫板的高度相同并与换热板片板间距流道高度相同，其特征在于，构成其中一种换热介质流道的换热板片及换热装置数量多于构成其他换热介质流道的换热板片及换热装置数量，用增加换热板片及换热装置的方式，增加其中一种换热介质的流道数量，通过角孔垫板的作用，形成该种换热介质可以同时在多条相邻流道的换热装置中一起并联同向流动，而其他相互换热的换热介质仍在原交替换热的单层流道及换热装置中流动，在这样的换热芯体内，其中一种换热介质的流道数量多于其他换热介质的流道数量，使相互换热的换热介质形成多层流道对单层流道交替地相互间壁换热。
[0011]构成换热芯体的各换热板片板间距流道高度相同，增加其中一种换热介质的流道数量，该种换热介质的流道数量多于其他换热介质的流道数量，使相互换热的换热介质不再是单层流道对单层流道交替地逐层相邻地间壁换热，而是形成多层流道对单层流道交替地相互间壁换热。
[0012]构成换热芯体的各换热板片板间距流道高度不同，其中一种换热介质其板间距流道高度小于其他换热介质的板间距流道高度，该种换热介质的流道数量多于其他换热介质的流道数量，使相互换热的换热介质不再是单层流道对单层流道交替地逐层相邻地间壁换热，而是形成多层流道对单层流道交替地相互间壁换热。
[0013]构成换热芯体的各换热板片板间距流道高度不同，其中一种换热介质其板间距流道高度大于其他换热介质的板间距流道高度，该种换热介质的流道数量多于其他换热介质的流道数量，使相互换热的换热介质不再是单层流道对单层流道交替地逐层相邻地间壁换热，而是形成多层流道对单层流道交替地相互间壁换热。
[0014]在上述换热芯体中，换热介质的流动形式为对角流、单侧同边流这两种方式中的一种，以及将上述两种不同的流动形式相互组合应用。
[0015]在平面角孔周边延展面上形成的换热介质角孔流通空间中有垫板形式，具体所应用的垫板形式有，分体相邻分布的梳形角孔垫板和封闭式角孔垫板，联体在一起的梳形角孔垫板和封闭式角孔垫板，分体相邻分布的具有换热介质均分形式的小开口式角孔垫板和封闭式角孔垫板，联体在一起具有换热介质均分形式的小开口式角孔垫板和封闭式角孔垫板，分体相邻分布的敞口式角孔垫板和封闭式角孔垫板，联体在一起的敞口式角孔垫板和封闭式角孔垫板，分体相邻分布的敞口式角孔垫板和封闭式角孔垫板加导流板，联体在一起的敞口式角孔垫板和封闭式角孔垫板加导流板这八种形式中的一种，以及将上述八种不同的垫板形式相互组合应用。
[0016]在上述换热芯体中，在各种换热板片之间的流道内有导流形式。[0017]在上述换热芯体中，在各种换热板片之间的流道内没有导流形式。
[0018]换热装置与换热板片之间紧密联接在一起，其换热装置为波纹形式、翅片形式、排列有序的凹凸泡形式、紊流板形式、栓钉形式、卷边形式这六种方式中的一种，以及将上述六种不同类型的换热装置相互组合应用。
[0019]在上述换热芯体中，在各换热板片周边用密封联接的边缘斜面之间，各换热板片层面之间，以及用紧密联接的各梳形垫板与角孔周边延展面之间，各换热板片与换热装置之间，其相互联接的形式是指采用钎焊、焊接、粘接、密封胶条这四种方式中的一种进行，以及将上述四种不同类型的联接形式相互组合应用。
[0020]本实用新型具有以下优点和积极效果:
[0021]1、仅增加了一种换热介质的流道数量和相应数量的换热板片，即满足了不同换热介质的换热需求，又相对节省了产品的成本。
[0022]2、由于各换热板片边缘的斜面是连续地紧贴在一起，使每层换热介质流道的外层密封保护形式一致，在使某一换热介质具有较多流道数量的过程中，并不会降低整个换热器及换热芯体的承压能力和抗疲劳能力。
[0023]3、由于新增的换热板片及换热装置和角孔垫板等均为原零件形式，并没有由此增加制造新换热板片及其零件的模具成本。
[0024]4、这样结构的换热器及换热芯体可以适于多种换热介质的相互换热，尤其适于气态与冷媒，液态与冷媒，气态与液态之间的换热形式。
[0025]5、由于采用角孔垫板的密封和组装形式，所以可以满足换热介质的对角流或单侧同边流的换热方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0026]以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0027]图1 2型换热板片与两倍的I型换热板片相互层叠示意图
[0028]图2图4的A-A剖面示意图
[0029]图3图4的B-B剖面示意图
[0030]图4 I型换热板片示意图
[0031]图5图7的C-C剖面示意图
[0032]图6图7的Bl-Bl剖面示意图
[0033]图7 2型换热板片示意图
[0034]图8 2η型换热板片与两倍的In型换热板片相互层叠示意图
[0035]图9图11的N-N剖面示意图
[0036]图10图11的Β2-Β2剖面示意图
[0037]图11 In型换热板片示意图
[0038]图12图14的M-M剖面示意图
[0039]图13图14的Β3-Β3剖面示意图
[0040]图14 2η型换热板片示意图
[0041]图15不同板材厚度不同板间距流道高度的换热板片层叠示意图
[0042]图16相同板材厚度相同板间距流道高度的换热板片层叠示意图【具体实施方式】
[0043]下面结合实施例及图示做进一步说明。
[0044]在图1的图示中，设定X为一种气态的换热介质，设定Y为一种冷媒蒸发的液态转向气态的换热介质。最高位置的第一个换热板片是I型换热板片，与其前排紧邻的2型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Xl从左上到右下对角流。依顺向下数第二个换热板片是2型换热板片，与其前排紧邻的I型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Yl从左下到右上对角流。依顺向下数第三个换热板片是I型换热板片，与其前排紧邻的I型换热板片之间形成了单个流道，换热介质X2从左上到右下对角流。依顺向下数第四个换热板片也是I型换热板片，与其前排紧邻的2型换热板片之间亦形成了单个流道，换热介质X3从左上到右下对角流，可以看出X2和X3是相邻并联同向流动的同一种换热介质。依顺向下数第五个换热板片是2型换热板片，与其前排紧邻的I型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Y2从左下到右上对角流。依顺向下数第六个换热板片是I型换热板片，与其前排紧邻的I型换热板片之间形成了单个流道，换热介质X4从左上到右下对角流。依顺向下数第七个换热板片是I型换热板片，与其前排紧邻的2型换热板片之间形成了单个流道，换热介质X5从左上到右下对角流，可以看出X4和X5是相邻并联同向流动的同一种换热介质。依顺向下数第八个换热板片是2型换热板片，与其前排紧邻的I型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Y3从左下到右上对角流。依顺向下数最后一个第九个换热板片是I型换热板片，在该I型换热板片之上有换热装置和角孔垫板，与并未画出的其他换热板片，或是较厚的前挡板之间亦存在一个流道，该流道是换热介质X6的单个流道，换热介质X6从左上到右下对角流。上述九个换热板片分别由六个I型换热板片与三个2型换热板片按序相互层叠在一起，构成了九个流体流道，其中有三个是换热介质Y的流道，有六个是换热介质X的流道，并在每两个2型换热板片之间，都会出现一个换热介质Y的流道和两个并联在一起的换热介质X的流道，表现出换热介质X的流道数量是换热介质Y的2倍。
[0045]图2表示为图4中的I型换热板片A-A处的剖视图，其中I表示换热板片剖面，3表示是封闭式角孔垫板剖面，4表示封闭式角孔垫板3中的通孔剖面以及I型换热板片上的一个平面角孔剖面，5表示一个平面角孔剖面，6表示梳形垫板剖面，梳形垫板6与封闭式角孔垫板3的厚度相同，并与图3中的换热装置7厚度相同，均等于H，并显示该换热板片I边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片I的板材厚度为h。
[0046]图3表示为图4中的I型换热板片B-B处的剖视图，其中I表示换热板片剖面，7表示高度为H的换热装置剖面，并显示该换热板片I边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片I的板材厚度为h。
[0047]图4表示的是I型换热板片，其中3表示是封闭式角孔垫板，4表示封闭式角孔垫板3中的通孔以及I型换热板片上右上角的一个平面角孔，5表示梳形垫板6中的一个通孔以及I型换热板片上左上角的一个平面角孔，7表示换热装置，由于梳形垫板6没有导流板，可以认为该换热装置7是一种横排的锯齿形翅片，3c表示具有小孔的封闭式角孔垫板，8表示封闭式角孔垫板3c中的通孔以及I型换热板片上左下角的一个平面角孔，5c表示梳形垫板6c中的一个通孔以及I型换热板片上右下角的一个平面角孔，换热介质X为从左上到右下的对角流形式，在图4中，分体相邻分布的梳形角孔垫板6和封闭式角孔垫板3，以及分体相邻分布的梳形角孔垫板6c和封闭式角孔垫板3c，均可以分别联体在一起形成梳形角孔及封闭式角孔联体垫板。
[0048]图5表示为图7中的2型换热板片A-A处的剖视图，其中2表示换热板片剖面，5d表示为一个封闭大通孔的剖面以及一个大口径平面角孔剖面，Se表示为一个开口的小通孔剖面以及一个小口径平面角孔剖面，10表示与Se相连的过道截面，9表示为大小孔联体垫板剖面，在图5中，大小孔联体垫板9的高度为H，与图2中的梳形垫板6及封闭式角孔垫板3的厚度相同，并与图3、6中的换热装置7、7e厚度相同，均等于H，并显示该换热板片2边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片2的板材厚度为h。
[0049]图6表示为图7中的2型换热板片Bl-Bl处的剖视图，其中2表示换热板片剖面，7e表示高度为H的换热装置剖面，并显示该换热板片2边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a,该换热板片2的板材厚度为h。
[0050]图7表示的是2型换热板片，其中3e表示是封闭式角孔垫板，4e表示梳形垫板6e中的一个通孔以及2型换热板片上右上角的一个平面角孔，5e表示封闭式角孔垫板3e中的通孔以及2型换热板片左上角的一个平面角孔，7e表示换热装置，由于梳形垫板6e没有导流板，可以认为该换热装置7e是一种横排的锯齿形翅片，同时亦可认为7e与图4中的换热装置7在翅片规格上有所不同，表示不同换热介质所选择的不同规格的锯齿形翅片，9表示为大小孔联体垫板，Se表示在大小孔联体垫板9上一个开口的小通孔以及2型换热板片左下角的一个平面角孔，10表示与Se相连的过道，可以起到均分液相冷媒的作用，5d表示为大小孔联体垫板9上一个封闭的大通孔以及2型换热板片右下角的一个平面角孔，换热介质Y为从左下到右上的对角流形式，在图7中，分体相邻分布的梳形角孔垫板6e和封闭式角孔垫板3e，可以联体在一起形成梳形角孔及封闭式角孔综合垫板。
[0051]在图8的图示中，设定W为一种气态的换热介质，设定V为一种冷媒蒸发的液态转向气态的换热介质。最高位置的第一个换热板片是nl型换热板片，与其前排紧邻的2n型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Wl从上向下同边流。依顺向下数第二个换热板片是2n型换热板片，与其前排紧邻的In型换热板片之间形成了单个流道，换热介质Vl从下向上同边流。依顺向下数第三个换热板片是In型换热板片，与其前排紧邻的In型换热板片之间形成了单个流道，换热介质W2从上向下同边流。依顺向下数第四个换热板片也是In型换热板片，与其前排紧邻的2n型换热板片之间亦形成了单个流道，换热介质W3从上向下同边流。可以看出W2和W3是相邻并联同向流动的同一种换热介质。依顺向下数第五个换热板片是2n型换热板片，与其前排紧邻的In型换热板片之间形成了单个流道,换热介质V2从下向上同边流。依顺向下数第六个换热板片是In型换热板片,与其前排紧邻的In型换热板片之间形成了单个流道，换热介质W4从上向下同边流。依顺向下数第七个换热板片是In型换热板片，与其前排紧邻的2n型换热板片之间形成了单个流道，换热介质W5从上向下同边流，可以看出W4和W5是相邻并联同向流动的同一种换热介质。依顺向下数第八个换热板片是2n型换热板片，与其前排紧邻的In型换热板片之间形成了单个流道，换热介质V3从下向上同边流。依顺向下数最后一个第九个换热板片是In型换热板片，在该In型换热板片之上有换热装置和角孔垫板，与并未画出的其他换热板片，或是较厚的前挡板之间亦存在一个流道，该流道是换热介质W6的单个流道,换热介质w6从上向下同边流。上述九个换热板片分别由六个In型换热板片与三个2n型换热板片按序相互层叠在一起，构成了九个流体流道，其中有三个是换热介质V的流道，有六个是换热介质W的流道，并在每两个2η型换热板片之间，都会出现一个换热介质V的流道和两个并联在一起的换热介质W的流道，表现出换热介质W的流道数量是换热介质V的2倍。
[0052]图9表示为图11中的In型换热板片N-N处的剖视图，其中In表示换热板片剖面，12表示是联体角孔垫板，4η表示联体角孔垫板12中的通孔剖面以及In型换热板片上的一个平面角孔剖面，5η表示一个平面角孔剖面，联体角孔垫板12的厚度为Η1，从图9中可以看出放置在平面角孔5η周边区域上的导流板11的厚度亦为Η1，并与图10中的换热装置7η厚度相同，a显示为该换热板片In边缘斜面与底板延长线之间的夹角，该换热板片In的板材厚度为hi。
[0053]图10表示为图11中的In型换热板片B2-B2处的剖视图，其中In表示换热板片剖面，7n表示高度为Hl的换热装置剖面，并显示该换热板片In边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片In的板材厚度为hi。
[0054]图11表示的是In型换热板片，其中12表示是联体角孔垫板，在该垫板12的右边有一个大口径的通孔4n，该通孔4n与换热板片In右上角的平面角孔4n相配合，该通孔4n周边的区域是为了阻止该In型换热板片上的换热介质流入该通孔。在该垫板12的左边有一个敞口，该敞口与换热板片In左上角的平面角孔5n相配合，该敞口的目的是为了使该In型换热板片上的换热介质流入该角孔5n中。11表示是角孔5n的导流板，7n表示换热装置，13表示是另一种联体角孔垫板，在该垫板13的右边有一个小口径的通孔Sn，该通孔Sn与换热板片In右下角的平面角孔相配合，该通孔Sn周边的区域是为了阻止该In型换热板片上的换热介质流入该通孔。在该垫板13的左边有一个敞口，该敞口与换热板片In左下角的平面角孔5m相配合，该敞口的目的是为了使该In型换热板片上的换热介质流入该角孔5m中。Iln表示是角孔5m的导流板，W表示单侧同边流的换热介质从上向下流动。
[0055]图12表示为图14中的2n型换热板片M-M处的剖视图，其中2n表示换热板片剖面，13b表示是换热板片2n下部的联体角孔垫板，5k表示联体角孔垫板13b中的大口径通孔剖面以及2n型换热板片上的一个平面角孔剖面，Sb表示为一个开口的小通孔剖面以及一个小口径平面角孔剖面，IOb表示与8e相连的过道截面，在图12中，联体角孔垫板13b的高度为H2，与图13中的换热装置7b厚度相同，均等于H2，并显示该换热板片2n边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片2n的板材厚度为h2。
[0056]图13表示为图14中的2n型换热板片B3-B3处的剖视图，其中2n表示换热板片剖面，7b表示高度为H2的换热装置剖面，并显示该换热板片2n边缘斜面与底板延长线之间的夹角为a，该换热板片2n的板材厚度为h2。
[0057]图14表示的是2n型换热板片，其中12b表示是联体角孔垫板，在该垫板12b的左边有一个大口径的通孔5b，该通孔5b与换热板片2n左上角的平面角孔相配合，该通孔5b周边的区域是为了阻止该2n型换热板片上的换热介质流入该通孔。在该垫板12b的右边有一个敞口，该敞口与换热板片2n左上角的平面角孔4b相配合，该敞口的目的是为了使该2n型换热板片上的换热介质流入该角孔4b中。Ilb表示是角孔4b的导流板，7b表示换热装置，13b表示是另一种联体角孔垫板，在该垫板13b的右边有一个小口径的开口通孔Sb，该通孔8b与换热板片2n右下角的平面角孔相配合，IOb表示与Sb相连的过道，可以起到均分液相冷媒的作用，5k表不为垫板13b左边一个封闭的大口径通孔以及2n型换热板片左下角的一个平面角孔，V表示单侧同边流的换热介质从下向上流动。
[0058]图15是图10和图13中B2-B2与B3-B3两个剖视图中的换热板片In和换热板片2η的剖面按图8的次序相互层叠在一起，由于换热板片In与换热板片2η的板材厚度不同，换热板片In的板材厚度hi厚于换热板片2n的板材厚度h2，且换热装置7n、7b的高度也不相同，换热板片In上的换热装置7n的高度Hl高于换热板片2n上的换热装置7b的高度H2，所以图15表示的是一个不同板材厚度hi >h2，不同换热装置高度及不同板间距流道高度Hl >H2的换热芯体，并且表现出换热芯体内的换热介质相互交替地间壁换热，构成换热芯体的各换热板片板间距流道高度不同，其中一种换热介质其板间距流道高度大于其他换热介质的板间距流道高度，该种换热介质W的流道数量是其他换热介质V流道数量的两倍。
[0059]图16是图3和图6中B-B与Bl-Bl两个剖视图中的换热板片I和换热板片2的剖面按图1的次序相互层叠在一起，由于换热板片I和换热板片2的板材厚度相同均为h，且换热装置7、7e的高度及流道高度相同，均为H，所以图16表示的是一个相同板材厚度h，相同板间距流道高度H的换热芯体，并且表现出换热芯体内的换热介质相互交替地间壁换热，构成换热芯体的各换热板片板间距流道高度相同，其中一种换热介质X的流道数量是其他换热介质Y流道数量的两倍。
【权利要求】
1.一种相互换热的介质之一具有多流道的盒形层叠换热器，包括换热芯体，该换热芯体由多个具有斜面边缘盒形且可以相互层叠在一起的换热板片组成，各换热板片在斜面边缘部位被相互密封联接在一起，在各换热板片两端有角孔，换热板片上的角孔是平面分布在换热板片的底板两端，各角孔及其周边延展面均与该换热板片的底板为同一平面，这样具有边缘斜面和平面角孔的换热板片层叠在一起，在平面角孔周边延展面上形成的换热介质角孔流通空间中有角孔垫板，该角孔垫板的高度为单个流道高度，在各换热板片组成的流道中有换热装置，换热装置的高度与角孔垫板的高度相同并与换热板片板间距流道高度相同，其特征在于，构成其中一种换热介质流道的换热板片及换热装置数量多于构成其他换热介质流道的换热板片及换热装置数量。
【文档编号】F28D9/00GK203772080SQ201320597413
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】缪志先 申请人:缪志先