專利名稱：用于干燥氣態(tài)介質(zhì)的板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氣態(tài)介質(zhì)，例如空氣作為過程介質(zhì)用于多種多樣的生產(chǎn)過程中。在此，通常用于生產(chǎn)過程的氣態(tài)介質(zhì)必須具備一定的特性，例如具有規(guī)定的潔凈度或最低的潮濕度。從現(xiàn)有技術(shù)中已知一些可用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、例如壓縮空氣的板式熱交換器，以使作為過程介質(zhì)使用的氣態(tài)介質(zhì)僅具有預(yù)定的含濕量。為此，首先，通過入口接頭將氣態(tài)介質(zhì)輸入板式熱交換器中，隨后使所輸入的潮濕進(jìn)氣流過氣-氣熱交換器。該氣-氣熱交換器形成在板式熱交換器的板疊部分中，這些相互疊置的板被相互連接，以便在所述板之間形成流動區(qū)。在公知的板式熱交換器中，從入口接頭流出的潮濕的進(jìn)氣流和之后還要輸入生產(chǎn)過程中的流向出口接頭的干燥的流出氣流流過所述板疊中的相互分隔開的流動區(qū)。潮濕的進(jìn)氣流和干燥的流出氣流以相反方向流動，以便一方面對潮濕的進(jìn)氣流進(jìn)行預(yù)冷，另一方面通過將潮濕的進(jìn)氣流中的熱量轉(zhuǎn)遞到已干燥的流出氣流中來加熱被干燥的流出氣流。
潮濕的進(jìn)氣流在此從氣-氣熱交換器中流入板疊中的氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器中，該板疊在其各板之間同樣具有多個(gè)流動區(qū)。在氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器中，被預(yù)冷的進(jìn)氣流和冷卻介質(zhì)以相反方向流動，由此冷卻潮濕的進(jìn)氣流，隨后引起進(jìn)氣流中所含的水分轉(zhuǎn)化(Konvensation)，由此使進(jìn)氣流干燥。以這種方式形成的干燥的流出氣流通過旁流構(gòu)件(berstrmbauteil)從氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器的出口流向氣-氣熱交換器，在那兒干燥的流出氣流通過從流入的進(jìn)氣流中吸熱重新被加熱。如此被加熱的流出氣流通過板式熱交換器的出口接頭輸出后作為它用。
基于在所述氣-氣熱交換器和所述氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器中存在的壓力條件，所述旁流構(gòu)件也必須滿足壓力強(qiáng)度方面的高要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于干燥氣態(tài)介質(zhì)的板式熱交換器，該熱交換器在運(yùn)行條件下可允許高壓力加載并能保持這種狀態(tài)，以確保安全標(biāo)準(zhǔn)。
上述技術(shù)問題可通過具有以下結(jié)構(gòu)的用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器來解決，該板式熱交換器(1)具有由板(3)組成的板疊(2)，板(3)被相互連接以便在它們之間形成流動區(qū)(4)，其中，在板疊(2)的一部分(5)中形成氣-氣熱交換器(6)，在該氣-氣熱交換器中，為了交換熱能，進(jìn)入入口接頭(8a)的潮濕的進(jìn)氣流(7)和流向出口接頭(8b)的被干燥的流出氣流(9)彼此相鄰地流過分隔的流動區(qū)；在所述板疊(2)的另一部分(10)中形成氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)，在該氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器中，為了冷卻，潮濕的進(jìn)氣流(7)和冷卻介質(zhì)(12)彼此相鄰地流過另外的相互分隔開的流動區(qū)，其中，在氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)的出口和氣-氣熱交換器(6)之間形成流動接通區(qū)(17)，該流動接通區(qū)包括旁流構(gòu)件(18)，以便經(jīng)該旁流構(gòu)件(18)將所述被干燥的流出氣流(9)從氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)的出口導(dǎo)向氣-氣熱交換器(6)。所述旁流構(gòu)件(18)由一疊相鄰的板(21)所形成的板疊(20)構(gòu)成，所述相鄰的板(21)被相互連接，以便在它們之間形成旁流區(qū)(19)，其中，在所述相鄰板(21)相互面向的側(cè)面之間形成接觸區(qū)(22、23)。
本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是，在用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器的板疊中具有氣-氣熱交換器和氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器，在氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器的出口和氣-氣熱交換器之間的流動接通區(qū)中借助一疊相鄰的板構(gòu)成旁流構(gòu)件，這疊相鄰的板被相互連接，以便在它們之間構(gòu)成旁流區(qū)，其中，在這些相鄰板相互面向的側(cè)面之間形成有接觸區(qū)，在這些接觸區(qū)中，相鄰板相互面向的側(cè)面相互連接。由此在所述旁流構(gòu)件的相鄰板相互面向的側(cè)面之間形成直接接觸，在此，所述接觸可通過選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑來實(shí)現(xiàn)。在所述旁流構(gòu)件中的相鄰板相互面向的側(cè)面之間的連接方式可實(shí)現(xiàn)這樣一種接觸連接，這種接觸連接可允許在旁流區(qū)中有高的壓力負(fù)荷，被干燥的流出氣流經(jīng)過所述旁流區(qū)從氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器流向所述氣-氣熱交換器。與已知的板式熱交換器(其中的旁流構(gòu)件由蓋板和底板構(gòu)成，蓋板和底板借助環(huán)形壁相互連接)不同的是，在接觸區(qū)中的相互面向的相鄰板側(cè)面的連接能確保即便在很高的壓力負(fù)荷下也能可靠地運(yùn)行，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)行安全性。
按照本發(fā)明的一種相宜的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，將轉(zhuǎn)向構(gòu)件中的相鄰板相互焊接，由此確保在相鄰板之間的可靠固定連接。另外，為使旁流構(gòu)件中的相鄰板相互連接，可采用與連接構(gòu)造有氣-氣熱交換器和氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器的板疊的各相鄰板所常用的相同的生產(chǎn)技術(shù)。
按照本發(fā)明的一優(yōu)選擴(kuò)展設(shè)計(jì)，旁流構(gòu)件中的接觸區(qū)包括邊緣接觸區(qū)，在這些邊緣接觸區(qū)中，有選擇地通過一種連接材料的連接使相鄰板相互面向的側(cè)面的邊緣部分相互接觸，由此可在所述旁流構(gòu)件的板疊的各相鄰板之間形成環(huán)繞該旁流構(gòu)件邊緣的耐壓連接。
相宜地在本發(fā)明的一實(shí)施方式中規(guī)定，所述旁流構(gòu)件中的接觸區(qū)包括一些面接觸區(qū)，在這些面接觸區(qū)中，分別在相鄰板的中央?yún)^(qū)中有選擇地通過一種連接材料的連接使所述相鄰板相互面向的側(cè)面的突出于板平面的部分相互接觸。由此可使所述旁流構(gòu)件的耐壓強(qiáng)度達(dá)到最佳，因?yàn)榭稍谙噜彴迳习催x擇間距分布地在它們相互面向的側(cè)面之間建立起一些直接連接。由此有助于板式熱交換器工作時(shí)使用更高的壓力。
按照本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式，可通過以下措施來改善旁流構(gòu)件的相鄰板的強(qiáng)度，即，使所述旁流構(gòu)件中的相鄰板至少在局部區(qū)域具有凹凸的表面結(jié)構(gòu)。這樣一來尤其可優(yōu)化旁流構(gòu)件的相鄰板的平面穩(wěn)定性。
按照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式，將所述旁流構(gòu)件平面貼靠地設(shè)置在所述板疊的外板上，由此在構(gòu)成板式熱交換器時(shí)可節(jié)省旁流構(gòu)件的設(shè)置空間。以這種方式還可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器的出口與氣-氣熱交換器之間的盡可能短的旁流接通區(qū)。
通常用于連接板式熱交換器板疊中各板的焊接技術(shù)可繼續(xù)應(yīng)用在本發(fā)明的另一有利的實(shí)施方式中，即，將所述旁流構(gòu)件焊接在所述板疊的外板上。這樣還可確保旁流構(gòu)件的固定支座處于板式熱交換器的板疊上。
為了節(jié)省板式熱交換器的制造材料，按照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式，在旁流構(gòu)件和板疊的外板之間構(gòu)造有旁流區(qū)的一部分。由此，所述旁流構(gòu)件本身面向所述板疊的外板的兩側(cè)都有旁流區(qū)。


下面借助附圖所示實(shí)施方式對本發(fā)明予以詳細(xì)說明，附圖中圖1是用于干燥氣態(tài)介質(zhì)的板式熱交換器的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器1的縱向斷面。板式熱交換器1包括由多塊板3組成的板疊2，這些板在圖示實(shí)施方式中按照通常用于焊接的板式熱交換器的方式相互焊接在一起，從而在多塊板3之間構(gòu)成多個(gè)通道形式的流動區(qū)域4。在板式熱交換器1的上部分5中，借助多塊板3和多個(gè)流通區(qū)4構(gòu)成氣-氣熱交換器6。在氣-氣熱交換器6中，通過入口接頭8a輸入的潮濕進(jìn)氣流7與向上流的流出氣流9反向地向下流入流動區(qū)4中。
各板3之間的潮濕的進(jìn)氣流7流經(jīng)氣-氣熱交換器6之后流入板式熱交換器1的下部分10中，在該下部分中形成有氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器11。在氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器11中，冷卻介質(zhì)12通過冷卻介質(zhì)連接管13輸入各板3之間，使板3之間的冷卻介質(zhì)12向上流動，也就是說與向下流動的潮濕進(jìn)氣流7反向流動。冷卻介質(zhì)12經(jīng)由冷卻介質(zhì)出口14離開板式熱交換器1并被重新輸入再用于冷卻。在氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器11中，潮濕的進(jìn)氣流7被冷卻到低于所述氣態(tài)介質(zhì)的給定露點(diǎn)，由此使得其中所含的水分被冷凝并在板式熱交換器1的下部分10的分離器15中被分離出。所凝結(jié)析出的水分然后可通過出口16排出。
由此被冷卻和干燥后的氣態(tài)介質(zhì)在經(jīng)過冷凝過程之后通過旁流接通區(qū)17重新流回到氣-氣熱交換器6中。在旁流接通區(qū)17中設(shè)有旁流構(gòu)件18，在該構(gòu)件中形成有旁流區(qū)19，被干燥后的出口氣流流過該旁流區(qū)。旁流構(gòu)件18由多塊板21組成的板疊20構(gòu)成，其中，這些板21相互面向的側(cè)面借助接觸區(qū)相互連接。所述接觸區(qū)包括邊緣接觸區(qū)22和/或面接觸區(qū)23，在這些接觸區(qū)中有選擇地通過一種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合劑、例如焊料來實(shí)現(xiàn)相互面向的側(cè)面之間的接觸。由此可獲得耐壓的旁流構(gòu)件18。為了形成面接觸區(qū)23，尤其可利用多塊板21的中部區(qū)域中的部分，在這些部分中，多塊板21具有凹凸部分，于是相鄰板的凹凸部分可相互接觸。
板式熱交換器1的內(nèi)部可襯設(shè)合適材料，例如能耐受干燥的氣態(tài)介質(zhì)的塑料。
借助板式熱交換器1可干燥例如在各種生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的潮濕的壓縮空氣。被干燥的壓縮空氣或在其它情形下被干燥的氣態(tài)輸出介質(zhì)在通過出口接頭8b離開板式熱交換器1之前，在氣-氣熱交換器5中向上流時(shí)通過與潮濕的進(jìn)氣流7進(jìn)行熱交換而被重新加熱，因而借助板式熱交換器1可將符合生產(chǎn)條件的具有給定最低溫度的被加熱氣流重新輸回。
本申請的說明書、權(quán)利要求書以及附圖中公開的本發(fā)明的所有特征既可單獨(dú)地也可任意組合地用于按各重要的實(shí)施方式所實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器(1)，其具有由板(3)組成的板疊(2)，所述板(3)被相互連接以便在它們之間形成流動區(qū)(4)，其中，在所述板疊(2)的一部分(5)中形成氣-氣熱交換器(6)，在該氣-氣熱交換器中，為了交換熱能，進(jìn)入入口接頭(8a)的潮濕的進(jìn)氣流(7)和流向出口接頭(8b)的被干燥的流出氣流(9)彼此相鄰地流過分隔的流動區(qū)；在所述板疊(2)的另一部分(10)中形成氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)，在該氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器中，為了冷卻，所述潮濕的進(jìn)氣流(7)和冷卻介質(zhì)(12)彼此相鄰地流過另外的相互分隔開的流動區(qū)，其中，在所述氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)的出口和所述氣-氣熱交換器(6)之間形成一流動接通區(qū)(17)，該流動接通區(qū)包括一旁流構(gòu)件(18)，以便經(jīng)該旁流構(gòu)件(18)將所述被干燥的流出氣流(9)從所述氣體-冷卻介質(zhì)熱交換器(11)的出口導(dǎo)向所述氣-氣熱交換器(6)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)由一疊相鄰的板(21)所形成的板疊(20)構(gòu)成，所述相鄰的板(21)被相互連接，以便在它們之間形成旁流區(qū)(19)，其中，在所述相鄰板(21)相互面向的側(cè)面之間形成接觸區(qū)(22、23)。
2.如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)中的所述相鄰的板(21)被相互焊接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)中的接觸區(qū)(22、23)包括邊緣接觸區(qū)(22)，在這些邊緣接觸區(qū)中，有選擇地通過一種連接材料的連接使相鄰板(21)相互面向的側(cè)面的邊緣部分相互接觸。
4.如上面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)中的接觸區(qū)(22、23)包括面接觸區(qū)(23)，在這些面接觸區(qū)中，分別在所述相鄰板(21)的中央?yún)^(qū)中有選擇地通過一種連接材料的連接使所述相鄰板(21)相互面向的側(cè)面的突出于板平面的部分相互接觸。
5.如上面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)中的所述相鄰板(21)至少在局部區(qū)域具有凹凸的表面結(jié)構(gòu)。
6.如上面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)平面貼靠地設(shè)置在所述板(3)的板疊(2)的外板上。
7.如權(quán)利要求6所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，所述旁流構(gòu)件(18)被焊接在所述板(3)的板疊(2)的所述外板上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的板式熱交換器(1)，其特征在于，在所述旁流構(gòu)件(18)和所述板(3)的板疊(2)的外板之間構(gòu)造有所述旁流區(qū)(19)的一部分。
全文摘要
一種用于干燥氣態(tài)介質(zhì)、尤其是空氣的板式熱交換器(1)，其具有由板(3)組成的板疊(2)，板疊的一部分(5)中形成氣－氣熱交換器(6)，在該熱交換器中，潮濕的進(jìn)氣流(7)和被干燥的流出氣流(9)彼此相鄰地流過分隔的流動區(qū)；板疊的另一部分(10)中形成氣體－冷卻介質(zhì)熱交換器(11)，在該熱交換器中，潮濕的進(jìn)氣流(7)和冷卻介質(zhì)(12)彼此相鄰地流過另外的相互分隔的流動區(qū)。在氣體－冷卻介質(zhì)熱交換器的出口和氣－氣熱交換器之間形成包括旁流構(gòu)件(18)的流動接通區(qū)(17)，以使被干燥的流出氣流(9)從氣體－冷卻介質(zhì)熱交換器的出口流向氣－氣熱交換器。旁流構(gòu)件由一疊相鄰的板(21)形成的板疊(20)構(gòu)成，板(21)之間相互連接以形成旁流區(qū)(19)，相鄰板(21)相互面向的側(cè)面間形成接觸區(qū)。
文檔編號F28D9/00GK1707211SQ20041008225
公開日2005年12月14日 申請日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者彼得·賴因伯格 申請人:賴因伯格和勞爾專利合伙公司