專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板式熱交換器，它具有一個(gè)熱交換器塊，該熱交換器塊具有多個(gè)熱交換通道，其中在熱交換器塊上裝有一個(gè)頭部件，該頭部件在熱交換器塊的一個(gè)側(cè)面的至少一部分上延伸，該頭部件在這些熱交換通道的一部分之間建立通流連接并且該頭部件設(shè)置有一個(gè)流體接口，其中，該流體接口基本垂直于頭部件在其上延伸的所述熱交換器塊側(cè)面布置。
背景技術(shù)：
板式熱交換器的熱交換器塊由多層熱交換通道組成，這些層通過分隔板彼此分界。封閉邊條和蓋板構(gòu)成熱交換器塊的外框架。在一個(gè)層的內(nèi)部可設(shè)有其它分隔條，這些分隔條使用于不同介質(zhì)流的熱交換通道相互隔開。
先由散件組成的熱交換器塊然后在焊爐中焊接，由此所有構(gòu)件密封地相互連接。接著在熱交換通道的入口和出口的上面焊上頭部件，該頭部件設(shè)有一個(gè)流體接口。作為頭部件通常使用半圓柱形的殼。流體接口通過接管構(gòu)成，這些接管在頭部件的半圓柱形外殼內(nèi)布置在口或出口的對(duì)面。在這些接管上連接用于輸入及排出流體流的管道。
通過適當(dāng)布置分隔條，板式熱交換器可用于多個(gè)流體流同時(shí)熱交換。為每個(gè)流體流在熱交換通道的對(duì)應(yīng)入口及出口上面裝有相應(yīng)的頭部件并設(shè)置管道。在這種情況下板式熱交換器的布管非常復(fù)雜和費(fèi)事。
本發(fā)明板式熱交換器具有帶有多個(gè)熱交換通道的熱交換器塊。熱交換通道可被分成確定的組，其中每個(gè)組的熱交換通道各用于導(dǎo)送一個(gè)確定的流體流。在一個(gè)組的熱交換通道的入口或出口的上面總是這樣裝有頭部件，使得在這些通道之間形成通流連接。
頭部件部分地也被稱為收集器，它覆蓋熱交換器塊側(cè)面的一部分并與該部分一起構(gòu)成一個(gè)封閉的框架，一組熱交換通道的入口或出口通入該框架。根據(jù)本發(fā)明，該頭部件設(shè)有流體接口，該流體接口基本上垂直于頭部件在其上延伸的那個(gè)熱交換器塊側(cè)面。
由EP 1452817 A1公知，流體接口、即頭部件的通向輸入或排出相應(yīng)流體流的管道的孔口布置在一個(gè)平面中，該平面基本上垂直于熱交換通道的相應(yīng)入口或出口所在的平面。這就是說，流體接口不是直接位于入口或出口的對(duì)面。
通過該頭部件、尤其是流體接口的這種結(jié)構(gòu)可達(dá)到所有流體接口設(shè)置在熱交換塊的兩個(gè)彼此對(duì)置的側(cè)面上。通常甚至可以這樣構(gòu)造板式熱交換器，以使得所有流體接口位于熱交換器塊的相同側(cè)面上。因此，用于輸入及排出相互進(jìn)行熱交換的介質(zhì)流的管道不必再費(fèi)事地環(huán)繞熱交換器塊延伸。布管的費(fèi)用顯著下降。頭部件不僅用于使輸入的流體流分布到熱交換通道上或收集由熱交換通道流出的流體，而且還用于相應(yīng)流體流的輸入及導(dǎo)出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)開始部分所述類型的板式熱交換器。
根據(jù)本發(fā)明，提出一種板式熱交換器，具有熱交換器塊，它具有多個(gè)熱交換通道，其中，在熱交換器塊上裝有一個(gè)頭部件，該頭部件延伸在熱交換器塊的一個(gè)側(cè)面的至少一部分上并且該頭部件在這些熱交換通道的一部分之間建立通流連接并設(shè)置有一個(gè)流體接口，該流體接口通過一管道的頭部件側(cè)的端部構(gòu)成，其中，該流體接口基本上與頭部件在其上延伸的所述熱交換器塊側(cè)面垂直地布置，其中在該管道的內(nèi)部在其端部的緊前面安置一個(gè)用于導(dǎo)流的裝置。
該任務(wù)的解決方案是，在管道的內(nèi)部在其端部的緊前面布置一個(gè)用于導(dǎo)流的裝置。
在本發(fā)明范圍中已經(jīng)證實(shí)在流體接口上、即在管道與熱交換器塊邊緣上的頭部件之間的過渡部上可形成分離渦流，該渦流可導(dǎo)致流體在通道內(nèi)的不均勻分配。該不均勻分配可導(dǎo)致熱效率低并導(dǎo)致裝置的附加熱負(fù)荷?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明，在入口接管中、即在流體接口所在管道的端部上，設(shè)置了一個(gè)用于導(dǎo)流的裝置。通過這樣一個(gè)在入口接管中的成本相對(duì)低的導(dǎo)流裝置可以出人意料地達(dá)到使分離渦流保持遠(yuǎn)離通道并由此顯著改善頭部件中的均勻分配。
該裝置被設(shè)置在“管道的端部上”。這可以但不必須是指，該裝置一直達(dá)到管道的端部，即達(dá)到流體接口。也可以在該裝置的指向流體接口的端部與該流體接口之間具有一個(gè)小的距離。該距離與管道的長度相比總是較小并且最好比管道直徑小得多并且優(yōu)選小于100mm、尤其是小于10mm。如果管道相對(duì)較短，則該裝置也可延伸在整個(gè)管道上或者基本整個(gè)管道上。
頭部件最好具有半圓形的橫截面，尤其是半圓柱形的殼作為頭部件被證明是合適的。在這種半殼形狀的頭部件實(shí)施形式中，流體接口位于兩個(gè)半圓形基面之一中。出于強(qiáng)度原因有利的是，另一基面相對(duì)于半圓柱形外殼不是垂直地、而是例如傾斜地定向。
有利的是，頭部件具有半圓形的橫截面。
有利的是，該板式熱交換器具有多個(gè)熱交換器塊，頭部件在不同熱交換器塊的熱交換通道之間建立通流連接。
有利的是，這些熱交換器塊彼此隔開距離地并排布置，這些熱交換器塊之間的間隙借助一個(gè)板或一個(gè)邊條封閉，以致頭部件的朝向熱交換器塊的一側(cè)被熱交換器塊的側(cè)面和/或所述板或所述邊條完全覆蓋。
本發(fā)明也可使用在具有多個(gè)熱交換器塊的板式熱交換器中。這些熱交換器塊按EP 1452817 A1及EP 147 1322 A1中所描述的方式彼此連接。代替兩個(gè)熱交換器塊的頭部件借助一個(gè)半圓柱形管道連接，也可借助一個(gè)整管(圓柱形管)來進(jìn)行這種連接。在此情況下有利的是，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)流裝置也使用在該連接管道中，尤其是以一個(gè)平坦的板的形式，它從第一熱交換器塊的邊緣引向到第二熱交換器塊的邊緣，需要的情況下在板和邊緣之間具有小的間隙。
原則上，用于導(dǎo)流的裝置可具有任何合適的形狀并且例如具有一個(gè)彎曲的板。但在制造技術(shù)上有利的是，用于導(dǎo)流的裝置具有至少一個(gè)平坦的板并且例如由一個(gè)唯一的或者兩個(gè)或者多個(gè)彼此連接的平坦的板組成。在多個(gè)平板的情況下這些平板最好彼此相對(duì)傾斜。
這個(gè)(這些)構(gòu)成用于導(dǎo)流的裝置的平坦的板最好具有孔口。在最簡單的情況下，該用于導(dǎo)流的裝置由一個(gè)唯一的多孔板組成。
變換地，這個(gè)或一個(gè)或所有平坦的板構(gòu)成實(shí)體的，即沒有孔或沒有重要的孔，也就是說，自由孔橫截面小于20％，最好小于10％。
此外有利的是，該用于導(dǎo)流的裝置的朝向熱交換器塊的區(qū)域被構(gòu)成板并且在熱交換器塊的一個(gè)邊緣上或在該邊緣附近終止，尤其是管道的中心軸線穿過該用于導(dǎo)流的裝置的熱交換器塊側(cè)端部延伸。
這里，“在附近”意味著板的熱交換器塊側(cè)端部與熱交換器塊的邊緣之間的距離總是明顯小于管道的直徑，例如為小于100mm，尤其是小于10mm。


下面借助在附圖中概要表示的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明以及本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)。附圖中表示圖1及2具有一個(gè)頭部件和一個(gè)管道的本發(fā)明熱交換器的第一實(shí)施形式的各一個(gè)側(cè)視圖，及圖3及4本發(fā)明熱交換器塊的第二實(shí)施形式。
具體實(shí)施例方式
在圖1及2中概要地從兩個(gè)彼此垂直的觀察方向表示出一個(gè)板式熱交換器。在該實(shí)施例中，板式熱交換器具有一個(gè)帶有多個(gè)熱交換通道的熱交換器塊1，為了清楚起見在圖中未表示出這些熱交換通道。一組熱交換通道的入口位于熱交換器塊1的上壁3的區(qū)域2中。在該上壁3上焊接有一個(gè)半圓柱形的頭部件6，該頭部件覆蓋這些入口(當(dāng)然該熱交換器塊還具有其它頭部件和入口及出口；它們?cè)趫D中未示出)。
頭部件6構(gòu)造成具有基面8的半圓柱形殼?；?形成“流體接口”。在該部位，頭部件6與一個(gè)管道12相連接，在工作中，輸入熱交換通道中的流體通過該管道從左邊流過來。(管道12向左超過圖1的邊緣繼續(xù)延續(xù)。)管道12與頭部件6密封地連接，以致經(jīng)過管道12流入的流體通過敞開的基面8流入頭部件6中并在頭部件6中分配給熱交換器塊1的相應(yīng)熱交換通道。
根據(jù)本發(fā)明，在管道12的圖中所示圓柱形端部段的內(nèi)部，設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)板23作為“用于導(dǎo)流的裝置”。該導(dǎo)板23例如可通過平坦的金屬板構(gòu)成。
在圖1的例中，導(dǎo)板23布置在管道的圓柱軸線上并與熱交換器塊1的上表面3平行，因此直接在熱交換器塊1的邊緣4上終止。與圖1中的所示相反，導(dǎo)板23的端部可焊接到熱交換器塊上。但最好在導(dǎo)板邊緣與熱交換器塊之間保留一個(gè)寬度小于100mm、優(yōu)選小于10mm、例如約5mm的小間隙5。(在圖2中該導(dǎo)板正好位于區(qū)域2中熱交換器塊1的上邊緣的前面，因此不能特別地被看到。)導(dǎo)板也可具有其它形狀，其中，它的熱交換器塊側(cè)端部在任何情況下應(yīng)終止在邊緣4上或該邊緣附近。這種其它形狀的由于導(dǎo)流的裝置的例子表示在其它視圖中，圖3表示一個(gè)相對(duì)于管道軸線傾斜的單個(gè)的板24，圖4表示一個(gè)具有兩個(gè)相對(duì)傾斜的板25，26的裝置，這兩個(gè)板在一個(gè)邊緣上相互連接；當(dāng)然這兩個(gè)板25，26可由一個(gè)唯一工件來制造，例如通過彎邊來制造。
頭部件6可與附圖中不同地沿著熱交換器塊1的邊緣10設(shè)置和/或設(shè)置在熱交換器塊1的寬側(cè)面11上。
權(quán)利要求
1.板式熱交換器，具有熱交換器塊(1)，它具有多個(gè)熱交換通道，其中，在熱交換器塊上裝有一個(gè)頭部件(6)，該頭部件延伸在熱交換器塊的一個(gè)側(cè)面(3)的至少一部分上并且該頭部件在這些熱交換通道的一部分之間建立通流連接并設(shè)置有一個(gè)流體接口(8)，該流體接口通過一管道(12)的頭部件側(cè)的端部構(gòu)成，其中，該流體接口基本上與頭部件在其上延伸的所述熱交換器塊側(cè)面垂直地布置，其特征在于在該管道(12)的內(nèi)部在其端部的緊前面安置一個(gè)用于導(dǎo)流的裝置(23，24，25，26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的板式熱交換器，其特征在于頭部件(6)具有半圓形的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的板式熱交換器，其特征在于該板式熱交換器具有多個(gè)熱交換器塊，頭部件在不同熱交換器塊的熱交換通道之間建立通流連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的板式熱交換器，其特征在于這些熱交換器塊彼此隔開距離地并排布置，這些熱交換器塊之間的間隙借助一個(gè)板或一個(gè)邊條封閉，以致頭部件的朝向熱交換器塊的一側(cè)被熱交換器塊的側(cè)面和/或所述板或所述邊條完全覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項(xiàng)的板式熱交換器，其特征在于所述用于導(dǎo)流的裝置具有至少一個(gè)平坦的板(23，24，25，26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的板式熱交換器，其特征在于所述用于導(dǎo)流的裝置由一個(gè)唯一的平坦的板(23，24)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的板式熱交換器，其特征在于所述用于導(dǎo)流的裝置由至少兩個(gè)平坦的板(25，26)構(gòu)成，這些板彼此相對(duì)傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中一項(xiàng)的板式熱交換器，其特征在于這個(gè)或這些平坦的板(23，24，25，26)具有孔口。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中一項(xiàng)的板式熱交換器，其特征在于這個(gè)或一個(gè)或所有平坦的板(23，24，25，26)構(gòu)成實(shí)體的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項(xiàng)的板式熱交換器，其特征在于所述用于導(dǎo)流的裝置(23)的朝向熱交換器塊(1)的區(qū)域構(gòu)造成板(23，24，26)并在熱交換器塊的一個(gè)邊緣(4)上或該邊緣附近終止，尤其是管道的中心軸線穿過所述用于導(dǎo)流的裝置(23，24，26)的熱交換器塊側(cè)的端部延伸。
全文摘要
板式熱交換器，具有熱交換器塊(1)，它具有多個(gè)熱交換通道。在熱交換器塊上裝有一個(gè)頭部件(6)，該頭部件延伸在熱交換器塊的一個(gè)側(cè)面(3)的至少一部分上并且該頭部件在這些熱交換通道的一部分之間建立通流連接。該頭部件設(shè)置有一個(gè)流體接口(8)，該流體接口通過一管道(12)的頭部件側(cè)的端部構(gòu)成。該流體接口基本上與頭部件在其上延伸的所述熱交換器塊側(cè)面垂直地布置。在該管道(12)的內(nèi)部在其端部的緊前面安置一個(gè)用于導(dǎo)流的裝置(23，24，25，26)。
文檔編號(hào)F28F9/04GK1971198SQ20061016030
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者赫伯特·艾格納, 加布里埃萊·恩格爾, 托馬斯·黑希特, 黑爾格·默布斯, 斯特凡·默勒, 沃爾夫?qū)ぞ鬯孤? 阿爾弗雷德·萬納 申請(qǐng)人:林德股份公司