专利名称：板型换热器的制作方法
-技术领域-本发明涉及板型换热器，特别涉及一些降低流体压力损失的对策。
-背景技术-至今，在空气调节装置、冷冻装置以及冷藏装置等中，使用着各种各样的换热器。例如，在由日本冷冻协会编辑的《新版·第四版冷冻空调便览(应用篇)》一书中的第82页所叙述的那样，在这些换热器中，板型换热器以传热系数大、体积小而闻名。
如
图10所示，板型换热器是通过在两个框架(f1)，(f2)之间叠放多块传热板(p)，(p)，…而构成的。
每一块传热板(p)由金属制平板构成。一块传热板(p)的周缘部和相邻的另一块传热板(p)的周缘部接合，该接合部分是通过焊接而接合在一起的。于是，多块传热板(p)构成为一体。在各传热板(p)之间交替地重复地形成第1种流体的流路(a1)和第2种流体的流路(b1)。
在传热板(p)的四个角上设置了分别构成第1种流体的流路(a1)的流体入口及第2种流体的流路(b1)的流体入口的开口(a)，(b)，(c)，(d)，且在这些开口(a)，(b)，(c)，(d)的周围设置了密封部(e)，由此，形成了仅与第1种流体的流路(a1)连通的第1个流入空间(a2)及第1个流出空间(a3)，和仅与第2种流体的流路(b1)连通的第2个流入空间(b2)及第2个流出空间(b3)。于是，第1种流体沿图10中的实线箭头所示的方向流过流路(a1)，同时第2种流体沿虚线箭头所示的方向流过流路(b1)，第1种流体和第2种流体靠传热板(p)互相进行热交换。
-解决课题-然而，现有的板型换热器里所使用的是纵向长度比横向长度长出很多的，即纵长的传热板(p)。换句话说，使用的是纵向长度对横向长度之比，即纵横比很大的传热板(p)。
但是，由纵横比很大的传热板(p)所形成的流路(a1)，(b1)，其流路长度很长。这正是在现有的板型换热器中，流路(a1)，(b1)中的流体压力损失大的原因。
特别是在使用热交换时伴有相变的流体，例如，使用氟里昂系制冷剂作流体的时候，流路内的压力损失将比水等单相流体的大。因为和单相流相比，二相流在每一单位流量上的压力损失大。因此，就需要很大的驱动力来驱使制冷剂在流路中流动。
还有以下问题因为制冷剂随着压力的下降其温度也会下降，所以若压力损失大，则换热器内流通方向上的温度变化就大，热交换效率便会下降。
有些装有板型换热器的装置，例如空气调节装置，对流路内的压力损失的限制是非常严格的。到目前为止，在这样的场合下，是靠增加传热板块数，减少流过每一条流路的制冷剂流量来降低压力损失的。但若利用该方法，则需要很多块传热板，结果会导致空气调节装置的成本上升。
本发明是为解决上述问题而想出来的。其目的在于廉价地提供流体压力损失小的板型换热器。
-发明概要-为达到上述目的，本发明使传热板的纵横比减小，在不减小传热面积的情况下将流路长度缩短。
-解决方案-具体而言，本发明所涉及的板型换热器，为一种第1条流路(A)或者第2条流路(B)形成在多块层叠在一起的传热板(P1，P2；P3，P4)之间，在该第1条流路(A)及第2条流路(B)中，分别让第1种流体和第2种流体沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流通，而让该第1种流体和第2种流体通过该传热板(P1，P2；P3，P4)进行热交换的板型换热器，所形成的上述各传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向长度(L)皆在其横向长度(W)的2倍以下。
上述各传热板(P1，P2；P3，P4)也可以是其纵向长度(L)在其横向长度(W)的1倍以上2倍以下。
在形成在各传热板(P1，P2；P3，P4)上的、至少一条流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)的周围，形成有在该各流路(A，B)中，能均匀地引导来自该流入口(21a，21b，23a，23b)的各种流体的、由多根肋条(51～58)构成的偏流抑制肋条(50a，50b，60a，60b)，这样做是可以的。
在上述各传热板(P1，P2；P3，P4)上，第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)被设在该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向(Y)的两端，同时第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)也被设在该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向(Y)的两端，至少在上述传热板(P1，P2；P3，P4)的该各流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)及流出口(22a，22b，24a，24b)之间形成能打乱各流体的流动而促进热交换的主传热促进面(20a，20b)，该主传热促进面(20a，20b)的纵向长度在横向长度的2倍以下，这样做是可以的。
上述第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)、第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)，也可以分别形成在传热板(P1，P2；P3，P4)的四个角的对角位置上。
上述第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)、第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)分别形成在传热板(P1，P2；P3，P4)的四个角的对角位置上，且在上述各传热板(P1，P2；P3，P4)上设有密封部(12a～15b)，它覆盖该各流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)及流出口(22a，22b，24a，24b)的周围，并向该传热板(P1，P2；P3，P4)的表面或者背面的任何一方突出着，且通过和相邻的一传热板(P1，P2；P3，P4)接触，便能阻止第1种流体流向第2条流路(B)，阻止第2种流体流向第1条流路(A)；主传热促进面(20a，20b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向中央部，能打乱沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流动的各流体的流动，以促进热交换；辅助传热促进面(30a，30b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)上的密封部(12a～15b)和上述主传热促进面(20a，20b)以外的地方，能打乱从上述流入口(21a，21b，23a，23b)朝着该主传热促进面(20a，20b)扩散开来的流体的流动，或者从该主传热促进面(20a，20b)朝着上述流出口(22a，22b，24a，24b)聚集起来的流体的流动，以促进热交换；这样做是可以的。
上述第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)、第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)，分别形成在传热板(P1，P2；P3，P4)的四个角的对角位置上，且上述各传热板(P1，P2；P3，P4)上设有密封部(12a～15b)，它覆盖该各流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)及流出口(22a，22b，24a，24b)的周围，向该传热板(P1，P2；P3，P4)的表面或者背面的任何一方突出着，且通过和相邻的一传热板(P1，P2；P3，P4)接触，便能阻止第1种流体流向第2条流路(B)，阻止第2种流体流向第1条流路(A)；主传热促进面(20a，20b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向中央部，能打乱沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流动的各流体的流动，以促进热交换；辅助传热促进面(30a，30b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)上的密封部(12a～15b)和上述主传热促进面(20a，20b)以外的地方，能打乱从上述流入口(21a，21b，23a，23b)朝着该主传热促进面(20a，20b)扩散开来的流体的流动，或者从该主传热促进面(20a，20b)朝着上述流出口(22a，22b，24a，24b)聚集起来的流体的流动，以促进热交换；多根肋条(51～58)，它形成在上述各流入口(21a，21b，23a，23b)的周围，能将来自该各流入口(21a，21b，23a，23b)的各种流体均匀地引向所定方向。这样做是可以的。
也可以将上述多根肋条(51～58)配置成位于中央的肋条(53～56)间的间隔比位于两端侧的肋条(51，52，57，58)间的间隔窄，且间隔不等。
也可以使上述多根肋条(51～58)中的位于中央的肋条(53～56)的宽度形成得比位于两端的肋条(51，52，57，58)的宽。
也可以使上述多根肋条(51～58)，从流入口(21a，21b，23a，23b)到流路(A、B)的下流侧排列成近似放射状，可使位于两端的肋条(51，52，57，58)的长度形成得比位于中央的肋条(53～56)的长。
也可以使上述多根肋条(51～58)，从流入口(21a，21b，23a，23b)到流路(A、B)的下流侧排列成近似放射状，可使位于两端的肋条(51，52，57，58)的长度形成得比位于中央的肋条(53～56)的短。
也可以使在第1条流路(A)中流的第1种流体及在第2条流路(B)中流的第2种流体这两种流体中，至少有一种是热交换时伴有相变的流体。
-作用-若使纵横比小，则各流路(A，B)的流路宽度变宽，流路长度变短。结果，在不使传热面积减小的情况下，便把流路长度给缩短了。因此，即使不增加传热板的块数，也能在维持好热交换量的同时，使各种流体的压力损失下降。
还有，通过将纵横比设在1～2之间，则由横向长度(W)的增大而引起的偏流能够被抑制住，且能得到流体压力损失小的适宜的纵横比。
还有，可通过多根肋条(51～58)来抑制偏流，故流体在流路(A，B)中能均匀地流动。
还有，第1条流路(A)中的第1种流体和第2条流路(B)中的第2种流体，分别在各流路(A，B)中沿传热板(P1，P2；P3，P4)的对角线流动。因此，即使纵横比很小，在流路(A、B)中的流动也是比较均匀的。
还有，流动在主传热促进面(20a，20b)和辅助传热促进面(30a，30b)上被打乱，而使热交换更加激烈。需要说明的是，虽然流体的流动一旦被打乱，压力损失便有增大的倾向，但通过使主传热促进面(20a，20b)的纵向长度为横向长度的2倍以下，便能将流体在主传热促进面(20a，20b)上的压力损失降低。因此，在压力损失不会增大的情况下促进了热交换。
还有，将多根肋条(51～58)布置得间隔不等，则在流体本来易流动的中央部，因肋条(53～56)间的间隔小，流体的流动被抑制；而在流体本来不易流动的两端部，因肋条(51，52，57，58)间的间隔大，流体的流动被促进了。结果，流体在整个流路中能均匀地流动，也就很彻底地防止了偏流。
还有，在热交换时伴有相变的流体在流动的时候，因这样的流体具有压力损失较大的性质，所以流路内的压力损失变小的作用便发挥得更加明显了。
-效果-因此，依据本发明，既可不使传热面积减小，又可使流路长度变短。结果，即使不增加传热板的块数，也能使流体的压力损失下降，也就能廉价地构成压力损失小的换热器了。
还有，通过将纵横比设在1～2之间，便可得到最适用于抑制流体发生偏流，降低压力损失的传热板。
还有，因为能通过多根肋条抑制流体的偏流了，故由于纵横比小而引起的偏流的增大就能够得到抑制。
还有，因各流体沿传热板的对角线流动，故各种流体在各流路内的流动就会比较均匀。还有，各流体在主传热促进面和辅助传热促进面上的流动被打乱了，所以可促进热交换。需要指出的是，通过形成一纵向长度为横向长度的2倍以下的主传热促进面，便能在将压力损失抑制得很低的情况下，让热交换量增加。
还有，通过将偏流抑制肋条排列得间隔不等，则在流体本来易流动的中央部，因肋条间的间隔小，流体的流动被抑制；而在流体本来不易流动的两端部，因肋条间的间隔大，流体的流动被促进了。结果，流体在整个流路中能均匀地流动，也就很彻底地防止了偏流。
还有，在使用热交换时伴有相变的流体时，流路内的压力损失变小的上述效果可发挥得更加显著。
附图的简单说明图1是板型换热器的分解立体图。
图2是实施例1所涉及的第1种传热板的正视图。
图3是实施例1所涉及的第2种传热板的正视图。
图4是以纵横比的倒数为参数，对本发明和现有例的一些性能进行比较的曲线图。
图5是实施例2所涉及的第1种传热板的正视图。
图6是实施例2所涉及的第2种传热板的正视图。
图7是表示偏流抑制肋条的结构的传热板的局部放大正视图。
图8是其他实施例所涉及的板型换热器的分解立体图。
图9是图示制冷剂质量流速和蒸发热传热系数之间的关系的曲线图。
图10是现有的板型换热器的分解立体图。
实施本发明的最佳实施例以下，参考附图，对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)-板型换热器(1)的结构-如图1的分解立体图所示，本实施例所涉及的板型换热器(1)，是通过在两个框架(2)，(3)之间，交替地叠放两种传热板(P1)，(P2)，再通过焊接将它们接合成一体而构成的。在这些传热板(P1)，(P2)之间，交替地重复形成流过第1种流体的第1条流路(A)和流过第2种流体的第2条流路(B)。需要说明的是，图1中，以后要叙述的形成传热促进面(20a)，(20b)的波浪状及密封部(12a)，(12b)等(参见图2和图3)的图示被省略了。
图1中，在位于最跟前的第1个框架(2)的左下部分、右上部分、左上部分以及右下部分这四个角上，分别连接着作为第1种流体的流入管的第1条流入管(4)、作为第1种流体的流出管的第1条流出管(5)、作为第2种流体的流入管的第2条流入管(6)以及作为第2种流体的流出管的第2条流出管(7)。
在第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)上，对应于第1条流入管(4)、第1条流出管(5)、第2条流入管(6)及第2条流出管(7)的位置上，分别形成有第1个开口(21)、第2个开口(22)、第3个开口(23)及第4个开口(24)。第1个开口(21)、第2个开口(22)、第3个开口(23)及第4个开口(24)分别为各第1条流路(A)的流入口、各第1条流路(A)的流出口、各第2条流路(B)的流入口及各第2条流路(B)的流出口。于是，通过交替地叠放很多第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)便形成了由第1个开口(21)划分的第1个流入空间(8)、由第2个开口(22)划分的第1个流出空间(9)、由第3个开口(23)划分的第2个流入空间(10)以及由第4个开口(24)划分的第2个流出空间(11)。
如图2及图3所示，传热板(P1)，(P2)都是由金属制(例如，不锈钢、铝等)且近似于矩形的平板构成的。利用冲压加工，在它们的表面上形成传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)。为在叠放传热板(P1)，(P2)时，让它们的周缘部互相重叠以形成板型换热器(1)的侧面，而将这两种传热板(P1)，(P2)的整个周缘部弯成扩口状。换句话说，板型换热器(1)的侧面是通过使被弯曲的周缘部重叠而构成的。
图2示出了第1种传热板(P1)的表面，图3示出了第2种传热板(P2)的表面。这两种传热板(P1)，(P2)的周缘部从背面弯向表面。叠放第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)时，让一种的表面与另一种的背面相对。在第1种传热板(P1)的表面和第2种传热板(P2)的背面之间形成流过第1种流体的第1条流路(A)；同时，在第1种传热板(P1)的背面和第2种传热板(P2)的表面之间形成流过第2种流体的第2条流路(B)。
-传热板(P1)，(P2)的纵横比-本发明的特征为，每一种传热板(P1)，(P2)的纵横比都被设在2以下。本实施例特将纵横比设在1.5。换句话说，如图2及图3所示，所形成的传热板(P1)，(P2)的纵向(Y方向)长度为横向(X方向)长度的1.5倍。
在现有的板型换热器中，纵横比大于2。而在本实施例的板型换热器(1)中，使传热板的横向长度比现有的长，使传热板的纵向长度比现有的短，且在保证传热面积基本一定的前提下来缩小纵横比的。这样做，可在第1条流路(A)及第2条流路(B)中，在不减小传热面积的情况下，增加了流路的宽度，缩短了流路的长度。换句话说，为降低流路内的压力损失，一方面使流路横断面积增大，另一方面使流路长度缩短。
下面，边比较纵横比为4.7的现有板型换热器(现有例)和本发明所涉及的板型换热器的性能，边说明本发明的纵横比的设定原理。
图4出示了在以传热板的纵横比的倒数为参数，流路内压力损失相等的情况下，本发明中的流速、传热系数以及所需传热板块数和现有例相比后的计算结果，即流速比、传热系数比以及所需传热板块数比。
由图4可以看出，纵横比越小(纵横比的倒数越大)，流速比和传热系数比越大；并且纵横比越小，即越接近横长形状，所需传热板块数就越少。
换句话说，可以看出当纵横比的倒数从大约0.2(现有例)开始逐渐增大，到增大到0.5时，流速比和传热系数比急剧上升；而当超过0.5时，其上升程度则变得非常缓慢。
当纵横比的倒数从0.2开始逐渐增大时，上述流速比和传热系数比急剧上升，与此相对，所需传热板块数则急剧减少；当超过0.5时，则变化不大，且当超过1时，所需块数几乎不再减少了。
本发明正是以上述事实为出发点，将纵横比的倒数设在流速比和所需块数几乎不再发生变化的0.5以上。换句话说，将纵横比设在2以下。
还有，由于将纵横比缩小，则流路的宽度变宽，所以流体便较易发生偏流。因此，为抑制流体发生偏流并有效地减小压力损失，最好是将纵横比设在1以上2以下。
具体而言，纵横比为2(纵横比的倒数为0.5)时，所需块数比为0.85，即所需块数约可减少15％。上述实施例的板型换热器(1)中的纵横比为1.5，所需块数比为0.80，即所需块数约可减少20％。于是，在本发明中，通过将纵横比设在2以下，那么和现有例相比，所需传热板的块数便可减少15％以上。
-传热板(P1)，(P2)的详细结构-如图2及图3所示，为圆形开口的第1个开口(21a)，(21b)、第2个开口(22a)，(22b)、第3个开口(23a)，(23b)及第4个开口(24a)，(24b)分别形成在第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)的左下部分、右上部分、左上部分及右下部分这四个角上。
在每一个开口(21a)，(21b)～(24a)，(24b)的周围设有平坦的密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)，它们覆盖着这些开口(21a)，(21b)～(24a)，(24b)的周围，且向传热板(P1)，(P2)的表面侧或者背面侧突出着。
具体而言，如图2所示，在第1种传热板(P1)上，第1个开口(21a)周围的密封部(12a)及第2个开口(21a)周围的密封部(13a)从表面侧向背面侧突出着；第3个开口(23a)周围的密封部(14a)及第4个开口(24a)周围的密封部(15a)则从背面侧向表面侧突出着。
与此相对，在第2种传热板(P2)中，第1个开口(21b)及第2个开口(22b)周围的密封部(12b)，(13b)，从背面侧向表面侧突出着；第3个开口(23b)及第4个开口(24b)周围的密封部(14b)，(15b)，则从表面侧向背面侧突出着。
于是，通过让第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)的密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)接触并将它们接合在一起，既可阻止第2种流体流向第1条流路(A)，又可阻止第1种流体流向第2条流路(B)。而且，第1个流入空间(8)及第1个流出空间(9)和第1条流路(A)连通；第2个流入空间(10)及第2个流出空间(11)和第2条流路(B)连通。于是，第1种流体流过第1条流路(A)，第2种流体流过第2条流路(B)。
在传热板(P1)，(P2)的其他部分上形成有传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)。更详细地说，在传热板(P1)，(P2)的纵向中央部形成有主传热促进面(20a)，(20b)，而在传热板(P1)，(P2)的上下方向的两端部形成有辅助传热促进面(30a)，(30b)。辅助传热促进面(30a)，(30b)形成在除密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)和主传热促进面(20a)，(20b)以外的地方。
传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)是一打乱各种流体的流动，以促进热交换的部分。所形成的传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)，呈凸起部和凹陷部沿传热板(P1)，(P2)的纵向交替重复着的波浪状。这些传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)由从左往右看该图时，凸起部和凹陷部的延长方向，分别向上倾斜的上方倾斜部(26)和向下倾斜的下方倾斜部(27)构成，呈人字形。
主传热促进面(20a)，(20b)形成在传热板(P1)，(P2)的纵向中央部，能打乱各种流体在传热板(P1)，(P2)的纵向上的流动，以促进热交换；另一方面，辅助传热促进面(30a)，(30b)能打乱从流入口(21a)，(21b)，(23a)，(23b)朝着主传热促进面(20a)，(20b)扩散开来的流体的流动或从主传热促进面(20a)，(20b)朝着流出口(22a)，(22b)，(24a)，(24b)聚集起来的流体的流动，以促进热交换。
在第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)上，传热促进面(20a)，(20b)，(30a)，(30b)的凸起部和凹陷部的延长方向互不相同。也就是说，如图2所示，在第1种传热板(P1)的左侧形成有上方倾斜部(26)；在第1种传热板(P1)的右侧形成有下方倾斜部(27)。与此相对，如图3所示，在第2种传热板(P2)的左侧，形成有下方倾斜部(27)；而在第2种传热板(P2)的右侧，形成有上方倾斜部(26)。
于是，将第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)接合在一起，则传热板(P1)，(P2)上的凸起部和凹陷部被接合起来，而在各种传热板(P1)，(P2)间形成弯弯曲曲的锯齿形流路(A)，(B)。
-热交换动作-其次，对板型换热器(1)中的第1种流体和第2种流体间的热交换动作进行说明。这里，第1种流体和第2种流体使用的是热交换时有相变的氟里昂系制冷剂、例如R407C。
如图1中的实线箭头所示，低温的气液二态的第1种制冷剂从第1条流入管(4)流入，经第1个流入空间(8)而流入第1条流路(A)，(A)，…中；高温的气态的第2种制冷剂从第2条流入管(6)流入，经第2个流入空间(10)而流入第2条流路(B)，(B)，…中。
在第1条流路(A)中流动的第1种制冷剂和在第2条流路(B)中流动的第2种制冷剂通过传热板(P1)，(P2)而互相进行热交换，第1种制冷剂蒸发，第2种制冷剂凝结。然后，由于蒸发而变为气态的第1种制冷剂流经第1流出空间(9)而从第1条流出管(5)流出；由于凝结而变为液态的第2种制冷剂，流经第2流出空间(11)而从第2条流出管(7)流出。
-本实施例的效果-根据本实施例所涉及的板型换热器(1)，因传热板(P1)，(P2)的纵横比很小，所以第1条流路(A)和第2条流路(B)的流路横断面积都很大，且流路长度都很短。结果，流路(A)，(B)内的各种制冷剂的压力损失就小。这样，不需增加传热板块数，便能使各种制冷剂的压力损失降低。
就这样，压力损失降低后，驱使各种制冷剂进行循环的驱动力也就变小了，因此，装置的工作效率被提高了。
还有，因压力损失小，各种制冷剂在流路(A)，(B)内的温度变化也就小了。因为可抑制热交换效率的下降。
由上述可知，可将该板型换热器(1)安装到对压力损失要求很严的空气调节装置等上。因此，也就可将该板型换热器(1)安装到利用低容量泵来让制冷剂循环的装置等上，这是至今难以实现的事情。例如，在中间阶段，以制冷剂为介质进行热传递的空调系统中，本发明的效果会发挥得更好。就这样，若利用该板型换热器(1)，则可安装它的空气调节装置的范围就能够被扩大。
(实施例2)实施例2所涉及的板型换热器，是一备有抑制流路(A)，(B)内的制冷剂发生偏流的偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)的装置。
实施例2所涉及的板型换热器，是分别用图5所示的第1种传热板(P3)和图6所示的第2种传热板(P4)，来代替实施例1的板型换热器(1)中的第1种传热板(P1)和第2种传热板(P2)而构成的。因传热板(P3)，(P4)以外的部分皆与实施例1相同，所以这里仅对传热板(P3)，(P4)进行说明，其他部分就省略不提了。
-传热板的结构-如图5及图6所示，和实施例1一样，为圆形开口的第1个开口(21a)，(21b)、第2个开口(22a)，(22b)、第3个开口(23a)，(23b)及第4个开口(24a)，(24b)，分别形成在第1种传热板(P3)和第2种传热板(P4)的左下部分、右上部分、左上部分及右下部分这四个角上。
在每一个开口(21a)，(21b)～(24a)，(24b)的周围，设有突向表面侧或者背面侧的平坦的密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)，和由形成在该密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)附近的多根肋条(51)～(58)而构成的偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)。
在传热板(P3)，(P4)的纵向(图中，Y方向)中央部，形成有由多个波浪形突起列而构成的主传热促进面(20a)，(20b)；在上下方向的两端部形成有辅助传热促进面(30a)，(30b)。辅助传热促进面(30a)，(30b)形成在主传热促进面(20a)，(20b)和密封部(12a)，(12b)～(15a)，(15b)以外的地方。
下面，对密封部、传热促进面以及偏流抑制肋条的具体结构进行说明。
-密封部的结构-如图5所示，在第1种传热板(P3)中，第1个开口(21a)周围的密封部(12a)及第2个开口(22a)周围的密封部(13a)，从表面侧向背面侧突出着；而第3个开口(23a)周围的密封部(14a)及第4个开口(24a)周围的密封部(15a)，则从背面侧向表面侧突出着。与此相对，如图6所示，在第2种传热板(P4)中，第1个开口(21b)及第2个开口(22b)周围的密封部(12b)，(13b)，从背面侧向表面侧突出着；而第3个开口(23b)及第4个开口(24b)周围的密封部(14b)，(15b)，则从表面侧向背面侧突出着。于是，通过把突出的部分彼此接合在一起，便可阻止第2种流体流向形成在第1种传热板(P3)的表面和第2种传热板(P4)的背面间的第1条流路(A)，因而在第1条流路(A)中流通的仅是第1种流体；同时，还可阻止第1种流体流向形成在第1种传热板(P3)的背面和第2种传热板(P4)的表面间的第2条流路(B)，因而在第2条流路(B)中流通的仅是第2种流体。
-传热促进面的结构-和实施例1一样，所形成的主传热促进面(20a)，(20b)呈由上方倾斜部(26)和下方倾斜部(27)所形成的人字形。
同时，第1种传热板(P3)的辅助传热促进面(30a)，仅由从左往右看该图时，向上倾斜的上方倾斜部构成；而第2种传热板(P4)的辅助传热促进面(30b)，仅由从左往右看该图时，向下倾斜的下方倾斜部构成。
本发明的特征为，形成纵向长度和横向长度比大约为1的主传热促进面(20a)，(20b)。换句话说，形成的是纵向长度和横向长度大约相等的主传热促进面(20a)，(20b)，从而做到使传热板的纵向长度在横向长度的2倍以下。
-偏流抑制肋条的结构-其次，对偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)的结构进行说明。
如图5所示，由从背面侧向表面侧突出的8根肋条(51)～(58)构成的第1偏流抑制肋条(50a)分别形成在第1种传热板(P3)的密封部(12a)处的第1个开口(21a)的上方，和密封部(13a)处的第2个开口(22a)的下方；同时，由从表面侧向背面侧突出的8根肋条(51)～(58)构成的第2偏流抑制肋条(60a)，分别形成在密封部(14a)处的第3个开口(23a)的下方，和密封部(15a)处的第4个开口(24a)的上方。
因上述各个偏流抑制肋条(50a)，(50b)互相对称，所以这里，仅说明设在第1个开口(21a)周围的第1偏流抑制肋条(50a)的结构。
如图7所示，第1偏流抑制肋条(50a)是由为覆盖第1个开口(21a)的上方而从左侧依序设置着的第1根肋条(51)、第2根肋条(52)、第3根肋条(53)、第4根肋条(54)，第5根肋条(55)、第6根肋条(56)、第7根肋条(57)以及第8根肋条(58)构成的。为将经第1个开口(21a)流入第1条流路(A)的第1种流体顺利且均匀地引向主传热促进面(20a)，多根肋条(51)～(58)被布置成以第1个开口(21a)为中心的近似放射状。具体而言，每一根肋条(51)～(58)倾斜于垂直轴，这样它们和垂直方向所成的倾角α，沿顺时针方向按第1根肋条(51)到第8根肋条(58)的顺序逐渐增大。
所形成的每一根肋条(51)～(58)，其长度方向从第1个开口(21a)的中心开始呈近似放射状地延伸。还有，每一根肋条(51)～(58)的长度，随它们所在的配置位置处的第1个开口(21a)和主传热促进面(20a)间距离的不同而不同。例如，被设置在第1个开口(21a)和传热促进面(20a)间的距离较长的位置上的第1根肋条(51)、第8根肋条(58)形成得就较长，而被设置在上述距离较短的位置上的第4根肋条(54)，则形成得最短。具体而言，第1根肋条(51)到第4根肋条(54)的肋条长度是逐渐变短的，而第4根肋条(54)到第8根肋条(58)的肋条长度是逐渐变长的。
第一根肋长(51)～(58)的宽度情况如下第1根肋条(51)到第4根肋条(54)的肋条宽度是逐渐变宽的，而第4根肋条(54)到第8根肋条(58)的肋条宽度是逐渐变窄的。即位于肋条(51)～(58)的中央部的第4根肋条(54)的宽度最宽，位于其端部的第1根肋条(51)和第8根肋条(58)的宽度最窄。换句话说，在靠近连接第1个开口(21a)和第2个开口(22a)而形成的假想线M的中央部，肋条的宽度宽；而在偏离该假想线M的两端部，肋条的宽度窄。
在考虑了二相流的流动特性的基础上，而将每根肋条(51)～(58)间的间隔设定得不一样。也就是说，为将以二相状态流入的制冷剂，均匀地引向传热促进面(20a)，而以不等的间隔配置着多根肋条(51)～(58)。具体而言，在从第1个开口(21a)流入的制冷剂比较容易流通的地方，如中央部，肋条间的间隔很窄；而在制冷剂不易流通的地方，如两端部，肋条间的间隔则很宽。这样，多根肋条(51)～(58)能将较多的制冷剂引向难以流通的地方，同时能抑制制冷剂过多地流入易流通的地方，结果是抑制了偏流。值得注意的是，因第7根肋条(57)和第8根肋条(58)间的空间是制冷剂最难流通的地方，所以此两者间的间隔最大。
第2种传热板(P4)上的偏流抑制肋条(50b)，(60b)的突出方向与上述第1种传热板(P3)上的偏流抑制肋条(50a)，(60a)的相反，其他结构相同。
-热交换动作-和实施例1一样，如图1中实线箭头方向所示，从第1条流入管(4)流入的低温、气液二态的第1种制冷剂，经第1个流入空间(8)而流入第1条流路(A，A，…)中。此时，第1种制冷剂通过偏流抑制肋条(50a)，(50b)而被均匀地引向传热促进面(20a)，(20b)。同时，从第2条流入管(6)流入的高温、气态的第2种制冷剂，经第2个流入空间(10)而流入第2条流路(B，B，…)中。此时，第2种流体通过偏流抑制肋条(60a)，(60b)而被均匀地引向传热促进面(20a)，(20b)。
在第1条流路(A)中流动的第1种制冷剂和在第2条流路(B)中流动的第2种制冷剂通过传热板(P3)，(P4)而互相进行热交换，第1种制冷剂蒸发，第2种制冷剂凝结。然后，由于蒸发而变为气态的第1种制冷剂，经第1流出空间(9)，从第1条流出管(5)流出；同时，由于凝结而变为液态的第2种制冷剂，经第2流出空间(11)，从第2条流出管(7)流出。
-实施例2的效果-将传热板(P3)，(P4)的纵横比缩小后，我们就担心热交换能力会由于流路(A)，(B)内的制冷剂发生偏流而下降。然而，在实施例2中，设置了偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)，故能充分地抑制制冷剂在流路(A)，(B)内发生偏流。因此，可将纵横比缩小得更小。也就可以进一步降低制冷剂的压力损失。
特别是，以气液二相状态流入的制冷剂等，会由于气相和液相比重等的不同而较易在流路内发生偏流，但因根据本实施例，能有效地抑制偏流，所以以气流二态液入的流体等也能很好地进行热交换。
还有，因将构成偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)的多根肋条(51)～(58)布置成位于中央的肋条(53)～(56)间的间隔，比位于两端的肋条(51)，(52)，(57)，(58)间的间隔窄，且互不相等，所以流体的流路在中央部变窄，在端部变宽。结果，可抑制过多的流体在中央部流通；可促进流体在端部流通。因而对流体的偏流的抑制就很彻底了。
需要说明的是，图9是一个用来比较在设置了偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)的上述实施例，和没设置偏流抑制肋条的板型换热器这两种情况下，蒸发热传递率随制冷剂质量流速的变化情况的图。由图9可以看出，若利用设置了偏流抑制肋条(50a)，(50b)，(60a)，(60b)的本实施例，则和没设置偏流抑制肋条的板型换热器相比，能将蒸发热传递率提高10％左右。
(其它实施例)上述实施例，是一个第1种流体以及第2种流体沿传热板(P1)，(P2)，(P3)，(P4)的对角线流动的例子，各种流体的流通形态并不仅限于此。例如，如图8所示，也可以让第1个开口(21)和第3个开口(23)分别作第1种流体的流入口和流出口，而让第2个开口(22)和第4个开口(24)分别作第2种流体的流入口和流出口。也就是说，所形成的各种流体的流入口和流出口互相平行，也是可以的。若采用上述做法，则仅将一种传热板依次将上下方向逆向地叠放在一起，便能构成板型换热器。结果，只要一种冲压传热板的冲压模具就足够了，因而可降低换热器的制造成本。
另外，第1种流体及第2种流体并不限于R407C，也可使用其他制冷剂。还有，第1种流体及第2种流体，也可以是热交换时无相变的流体，例如，水、防冻液(brine)等。
传热板(P1)～(P4)的纵横比并非一定要为1.5，只要在2以下就可以了。
-产业利用的可能性-综上所述，本发明中的换热器，可被应用到空气调节装置、冷冻装置以及冷藏装置等中。
权利要求
1．板型热交换器，其第1条流路(A)或者第2条流路(B)形成于被层叠的多块传热板(P1，P2；P3，P4)之间，第1种流体和第2种流体分别沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流通在第1条流路(A)及第2条流路(B)中，而使该第1种流体和第2种流体通过该传热板(P1，P2；P3，P4)进行热交换，其特征是上述各传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向长度(L)皆为其横向长度(W)的2倍以下。
2．根据权利要求1所述的板型换热器，其特征是上述各传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向长度(L)皆为其横向长度(W)的1倍以上2倍以下。
3．根据权利要求1或者2所述的板型换热器，其特征是在形成在各传热板(P1，P2；P3，P4)上的、至少一条流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)的周围形成有偏流抑制肋条(50a，50b，60a，60b)、该偏流抑制肋条(50a，50b，60a，60b)由在该各流路(A，B)中能均匀地引导来自该流入口(21a，21b，23a，23b)的各种流体的多根肋条(51～58)构成。
4．根据权利要求1或者2所述的板型换热器，其特征是第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)、第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)分别形成在传热板(P1，P2；P3，P4)的四个角的对角位置上；上述各传热板(P1，P2；P3，P4)上设有密封部(12a～15b)，它覆盖该各流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)及流出口(22a，22b，24a，24b)的周围，向该传热板(P1，P2；P3，P4)的表面侧或者背面侧突出着，且通过和相邻的一方传热板(P1，P2；P3，P4)接触，便能阻止第1种流体流向第2条流路(B)及阻止第2种流体流向第1条流路(A)；主传热促进面(20a，20b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向中央部，能打乱沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流动的各流体的流动，以促进热交换；辅助传热促进面(30a，30b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)上的密封部(12a～15b)和上述主传热促进面(20a，20b)以外的地方，能打乱从上述流入口(21a，21b，23a，23b)朝着该主传热促进面(20a，20b)扩散开来的流体的流动或者从该主传热促进面(20a，20b)朝着上述流出口(22a，22b，24a，24b)聚集起来的流体的流动，以促进热交换。
5．根据权利要求1或者2所述的板型换热器，其特征是第1条流路(A)的流入口(21a，21b)及流出口(22a，22b)、第2条流路(B)的流入口(23a，23b)及流出口(24a，24b)分别形成在传热板(P1，P2；P3，P4)的四个角的对角位置上；上述各传热板(P1，P2；P3，P4)上，设有密封部(12a～15b)，它覆盖该各流路(A，B)的流入口(21a，21b，23a，23b)及流出口(22a，22b，24a，24b)的周围，向传热板(P1，P2；P3，P4)的表面侧或者背面侧突出着，且通过和相邻的一方传热板(P1，P2；P3，P4)接触，以便能阻止第1种流体流向第2条流路(B)及阻止第2种流体流向第1条流路(A)；主传热促进面(20a，20b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向中央部，能打乱沿该传热板(P1，P2；P3，P4)的纵向流动的各流体的流动，以促进热交换；辅助传热促进面(30a，30b)，它形成在上述传热板(P1，P2；P3，P4)上的密封部(12a～15b)和上述主传热促进面(20a，20b)以外的地方，能打乱从上述流入口(21a，21b，23a，23b)朝着该主传热促进面(20a，20b)扩散开来的流体的流动或者从该主传热促进面(20a，20b)朝着上述流出口(22a，22b，24a，24b)聚集起来的流体的流动，以促进热交换；多根肋条(51～58)，它形成在上述各流入口(21a，21b，23a，23b)的周围，能将来自该各流入口(21a，21b，23a，23b)的各种流体均匀地引向所定方向。
6．根据权利要求3所述的板型换热器，其特征是多根肋条(51～58)被配置成位于中央的肋条(53～56)间的间隔比位于两端的肋条(51，52，57，58)间的间隔窄，且间隔不等。
7．根据权利要求1所述的板型换热器，其特征是在第1条流路(A)中流动的第1种流体及在第2条流路(B)中流动的第2种流体这两种流体的至少有一种是热交换时伴有相变的流体。
全文摘要
板型热交换器,通过叠放纵横比(=纵向长度(Y)/横向长度(X))为1.5的传热板(P3)而构成。传热板(P3)为近似矩形的平板,在它的表面上,形成有波浪状的传热促进面(20a),(30a)。在左下部分、右上部分、左上部分以及右下部分这四个角上,分别形成有:为第1条流路的流入口的第1个开口(21a)、为第1条流路的流出口的第2个开口(22a)、为第2条流路的流入口的第3个开口(23a)、为第2条流路的流出口的第4个开口(24a )。在每一个开口(21a )～(24a )的周围设有向表面侧或者背面侧突出的密封部(12a)～(15a)。对密封部(12a)～(15a)设置了多根抑制制冷剂在流路中发生偏流的肋条(51)～(57)。
文档编号F28D9/00GK1287610SQ99801795
公开日2001年3月14日 申请日期1999年2月19日 优先权日1998年2月27日
发明者吉田香, 蛭子毅, 大久保英作, 山田胜彦 申请人:大金工业株式会社