專(zhuān)利名稱(chēng)：板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及熱交換器，且特別涉及板式熱交換器，
背景技術(shù)：
至少一些常規(guī)的熱交換器可被分成兩類(lèi)，即管式交換器和板式交 換器.常規(guī)的板式熱交換器是通過(guò)疊置多塊板制造而成的，所述多塊 板被構(gòu)造以使得一種相對(duì)較熱的和另一種相對(duì)較冷的兩種流體可在由 所述板限定出的交替通道之間流動(dòng)通過(guò)。
板式熱交換器可被分成兩類(lèi)，即含墊圏的熱交換器和焊接而成的 熱交換器.帶墊圍的交換器可使得易于對(duì)板進(jìn)行清洗，且降低了熱應(yīng) 力和單位面積的成本.然而，墊閨應(yīng)用在溫度、壓力以及與所使用流 體的相容性方面可能存在一些局限性.現(xiàn)有的焊接熱交換器單元遇到 的一個(gè)問(wèn)題是存在可能導(dǎo)致設(shè)備壽命變短的高熱應(yīng)力.另一個(gè)潛在的
不利之處在于通過(guò)普通焊接工序使相對(duì)較熱的流體與相對(duì)較冷的流 體分隔開(kāi)所耗費(fèi)的制造成本較高.

發(fā)明內(nèi)容
一種熱交換器可包括殼體和具有罩殼的芯體.所述罩殼可具有上 壁、下壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，所述側(cè)壁與所迷上壁和下壁相連以限定 出至少一部分封閉空間，流體可被接收在所述封閉空間中。所述殼體 可具有鄰近所述上壁的上板、鄰近所述下壁的下板以及一對(duì)分別鄰近 所述側(cè)壁中的單個(gè)側(cè)壁的側(cè)板。所迷上板可被連接至所迷下板且所述 側(cè)板可被連接在一起以支承所述軍殼的所述上壁、下壁和側(cè)壁。至少 在一些應(yīng)用中，由所述殼體提供的支承可允許使用強(qiáng)度更低且不那么 昂貴的罩殼，
在一種目前優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述熱交換器芯體包括上壁和下 壁以及與所迷上壁和下壁相連的一對(duì)側(cè)壁，且所述殼體圍繞所述頂壁 和底壁以及所述側(cè)壁中的每個(gè)壁部的至少一部分。所述殼體可由多塊 板構(gòu)成，根據(jù)需要，所述多塊板被可釋放地連接在一起以允許接近所述芯體，該種實(shí)施方式允許通過(guò)火焰切割代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)加工方式制造 壁部。當(dāng)然，根據(jù)特定應(yīng)用的需要可采用其它實(shí)施方式、變型和/或替 代方式.


通過(guò)下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例和最佳模式進(jìn)行的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要 求書(shū)以及附圖將易于理解本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在
所述附圖中
圖l是熱交換器的一個(gè)目前優(yōu)選的實(shí)施例的透視圖； 圖2是圖1所示的熱交換器的俯視圖； 圖3是圖1所示的熱交換器的側(cè)視圖； 圖4是熱交換器的端視圖5是可用于圖1所示的組件中的焊接好的板式熱交換器芯體的 透視圖；和
圖6是圖5所示的芯體的局部剖切透視圖，圖中示出了位于芯體 內(nèi)部的板的一部分，
具體實(shí)施例方式
更詳細(xì)地參見(jiàn)附圖，圖1-圖4示出了熱交換器10的一個(gè)典型實(shí)施 例，所述熱交換器包括外部支承殼體12和內(nèi)部芯體14.熱交換器10 在圖中被示作具有基本上呈矩形的芯體14的板式熱交換器，盡管也有 可能采用其它形狀和構(gòu)型。附圖和該描迷旨在對(duì)本發(fā)明的典型實(shí)施例 進(jìn)行說(shuō)明且絕不是旨在限制體現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)造、布置或方法。
如圖5最佳所示，該芯體14包括外部革殼16,所述外部罩殼包括 第一入口集管18、第一出口集管20、形成軍殼16的一個(gè)側(cè)壁24的一 部分或全部的第二入口集管22、形成革殼的另一個(gè)側(cè)壁28的一部分或 全部的第二出口集管26、頂壁30和底壁3乙集管18、 20、 "、 26和 壁部30、 32相連以封罩住板組件31,圖6示出了所述板組件的一部分。 集管18、 20、 26和壁部30、 32可被焊接在一起以限定出至少大 體上完整的封閉空間，第二入口和出口集管22和26以及壁部30、 32 可以是大體上平的板，所述大體上平的板提供了大體上箱形或長(zhǎng)方體 形的罩殼16，
如圖6最佳所示，包括板組件31的芯體14的內(nèi)部布置和構(gòu)造可 大體上如美國(guó)專(zhuān)利No. 6, 516, 874中披露地那樣，所述專(zhuān)利的披露內(nèi) 容在此作為參考被整體引用.通常情況下，分別由附圖標(biāo)記34表示的 多個(gè)卡匣(cassette)位于軍殼16內(nèi)，所述卡匣形成了板堆組件31 的一部分.每個(gè)卡匣34由兩塊矩形熱傳遞板36和36a構(gòu)成，每塊所 述矩形熱傳遞板的中心本體部分被形成具有多個(gè)平行且成一定角度的 波紋部或凹陷部。在形成卡匣34的過(guò)程中，熱傳遞板36、 36a中的一 塊板旋轉(zhuǎn)180度且被翻轉(zhuǎn)以便使一塊板疊置在另一塊板上.如圖6所 示，這導(dǎo)致熱傳遞板36、 36a中的每塊板上的波紋部以固定角度彼此 交叉且為熱傳遞板33、 33a中的每塊板提供了多條平行且成一定角度 的外脊38和內(nèi)脊40.
如圖5和圖6所示，熱交換器10的芯體內(nèi)的卡匣34提供了用于 第一流體流的第一通道42和用于第二流體流的笫二通道44。笫一流體 通過(guò)被剛性地連接到換形入口集管18上的笫一入口噴嘴45進(jìn)入熱交 換器IO。第一流體通過(guò)被剛性地連接到拱形出口集管20上的第一出口 噴嘴46排出，因此，通過(guò)笫一入口噴嘴45進(jìn)入熱交換器10的第一流 體流動(dòng)通過(guò)第一通道42且通過(guò)第一出口噴嘴46排出熱交換器10。第 二流體通過(guò)第二入口噴嘴47進(jìn)入熱交換器10、流動(dòng)通過(guò)第二通道44 并且通過(guò)第二出口噴嘴48排出.應(yīng)該意識(shí)到，入口噴嘴47和出口噴 嘴48分別被剛性地連接到笫二入口集管22和笫二出口集管26上.
如圖1-圖4所示，支承殼體12包括相對(duì)的上板52和下板54以及 一對(duì)相對(duì)的側(cè)板56、 58，所有板被布置在緊鄰芯體14的罩殼16的外 表面的位置處，所述板52-58優(yōu)選被連接在一起且是剛性的以使得支 承殼體12是剛性的并且耐受組件中的變形且可支承至少部分罩殼16 以防止其產(chǎn)生過(guò)度膨脹.殼體12優(yōu)選支承罩殼16的三個(gè)側(cè)部的至少 一部分，且優(yōu)選支承罩殼16的三個(gè)或更多側(cè)部的相當(dāng)大的部分(例如 超過(guò)表面積的一半)。這可允許芯體的革殼16由更薄或不那么堅(jiān)固的 材料形成。在至少一些實(shí)施例中，這可降低熱交換器組件的成本，原
形成，且可能需要更少的這種材料，另一方面，支承殼體12不與流體 相接觸且可由不那么昂貴的碳鋼形成.此外，可實(shí)現(xiàn)減少機(jī)加工和焊 接的目的，且可對(duì)支承板52-58進(jìn)行火焰切割(或其它方式)且使其
處于相對(duì)未完工的狀態(tài)，由此進(jìn)一步降低了制造和組裝熱交換器10的成本。
相對(duì)的成對(duì)上板52和下板54以及相對(duì)的成對(duì)側(cè)板56、 58可被連 接在一起以限定出至少大體上完整的封閉空間，芯體14被接收在所述 封閉空間中.在一種目前優(yōu)選的實(shí)施方式中，利用多個(gè)連接功能部件60 將相鄰的板可釋放地連接在一起，從而使得殼體12可被拆開(kāi)且芯體14 可被移除以便進(jìn)行修理或更換新的芯體，在圖中所示的實(shí)施方式中， 連接功能部件60包括沿板52-58隔開(kāi)的指部和將相鄰板的指部連接在 一起的連接器64。由于如圖所示的特定實(shí)施例中存在相對(duì)較高數(shù)量的 指部和連接器，因此圖中并未標(biāo)出所有這些部件。代替的方式是，為 了有利于對(duì)圖的觀察和理解，圖中僅標(biāo)出了代表性數(shù)量的這種部件。
特別是，如圖1-圖3最佳所示，上板52和下板54可具有相同的 構(gòu)造.板52、 54可與間隔開(kāi)來(lái)且從每塊板52、 54的相對(duì)側(cè)向外延伸 出的指部66大體上處于同一平面中.位于板的一側(cè)上的指部66延伸 遠(yuǎn)離位于該板的另一側(cè)上的指部66，且板52、 54優(yōu)選可被布置以使得 上板52上的指部66與下板54的指部66對(duì)齊.每個(gè)指部66優(yōu)選具有 通過(guò)其中的至少一個(gè)開(kāi)口 68.位于上板52和下板54的對(duì)齊指部66中 的開(kāi)口 68被對(duì)齊以便接收從其中穿過(guò)的連接器64，從而使得對(duì)齊的指 部66可被連接在一起.如圖中所示，連接器64可包括具有帶螺紋的 端部72的桿70，且螺母74可被緊固在桿70的每端72上，
側(cè)板56、 58可以是相同的且優(yōu)選與上板52和下板54相似地進(jìn)行 布置，但位于鄰近芯體14的側(cè)壁24、 28的位置處。側(cè)板56、 58包括 向外延伸的指部76，且一塊側(cè)板56上的指部76與另 一塊側(cè)板58上的 指部76對(duì)齊.側(cè)板56、 58的指部76還優(yōu)選包括通過(guò)其中的至少一個(gè) 開(kāi)口 78，且一塊側(cè)板56的指部76中的開(kāi)口 78與另一側(cè)板58的相應(yīng) 指部76中的開(kāi)口 78對(duì)齊從而有利于將側(cè)板56、 58的指部76連接在 一起。側(cè)板56、 58的指部76優(yōu)選被接收在位于上板52和下板54的 相鄰指部66之間且?jiàn)A雜(intersperse)著所述相鄰指部的間隙中。 側(cè)板56、 58的指部76可相對(duì)于上板52和下板54的指部66呈直角進(jìn) 行延伸。桿70可延伸穿過(guò)側(cè)板56、 58的對(duì)齊指部76的開(kāi)口 78且螺 母74優(yōu)選被緊固在桿70的每端72上.
按照這種方式，連接器64將上板52和下板54的對(duì)齊指部66夾
持在一起并且貼靠在芯體的相關(guān)聯(lián)壁部或表面上。同樣地，連接器64 將側(cè)板56、 58的對(duì)齊指部76夾持在一起并且貼靠在芯體的相關(guān)聯(lián)壁 部上.在一種目前優(yōu)選的實(shí)施方式中，側(cè)板56、 58不與上板52和下 板54接觸.可在所有板與板之間的界面處提供四分之一英寸的公差以 使得夾持力被施加到軍殼而不是被施加到相鄰的面板上。在另一可選 實(shí)例中，板52、 54、 56和58可彼此接合且以緊鄰芯體的方式被接收 以便防止芯體產(chǎn)生過(guò)度膨脹或在芯體中形成過(guò)度應(yīng)力.
這樣就使得所有板52-58被連接在一起，且可通過(guò)拆卸螺母74而 脫開(kāi)連接從而允許接近芯體14.將側(cè)板56、 58連接在一起的桿70可 以平行于上板52和下板54且位于所迷板外側(cè)的方式進(jìn)行延伸.將上 板52和下板54連接在一起的桿70可以平行于側(cè)板56、 58且位于所 述板外側(cè)的方式進(jìn)行延伸.殼體12的端部80、 82可以是開(kāi)口的以允 許一個(gè)或多個(gè)入口 45和出口 46延伸通過(guò)其中從而被連接到適當(dāng)?shù)膶?dǎo) 管或類(lèi)似裝置上，其它方式是，端部80、 82中的一個(gè)或所有端部可被 單獨(dú)的板或被在鄰近端部的位置處進(jìn)行延伸的上板、下板或側(cè)板的多 個(gè)部分覆蓋并支承.因此，在如圖所示的實(shí)施方式中，支承殼體l2為 芯體14的四個(gè)側(cè)部提供了剛性支承.根據(jù)特定應(yīng)用的需要，可為更多 或更少的側(cè)部提供支承，且可為入口和出口或根據(jù)需要以其它方式提 供例如穿過(guò)支承殼體的一塊或多塊板的開(kāi)口 。
支承殼體12可被接收在一個(gè)或多個(gè)托架90上以有利于將熱交換 器10連接到另一結(jié)構(gòu)上并使熱交換器與所述結(jié)構(gòu)隔開(kāi).托架90可包 括向外延伸的腳部92且優(yōu)選沿?zé)峤粨Q器10的長(zhǎng)度隔開(kāi)。
上面對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行的描述本質(zhì)上僅是示例性的，且 因此所述實(shí)施例的改變、變型和/或替代方式不被視為偏離了本發(fā)明的 精神和范圍。通過(guò)實(shí)例而并非限制的方式，盡管在如圖所示且進(jìn)行描 述的典型實(shí)施例中，支承殼體12可被拆開(kāi)并從芯體14中被移除，但 支承殼體12可被焊接或要不然或多或少永久地進(jìn)行組裝，從而使得對(duì) 芯體14的接近是有限的或使得無(wú)法接近所述芯體.此外，盡管根據(jù)如 圖所示和所述的情況，支承殼體12的一部分或全部是包括金屬板的， 但根據(jù)特定應(yīng)用的需要，所述支承殼體的一部分或全部可由其它材料 制成。實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備或組件可不具有、具有一些或具有全部所提 到的功能部件和/或優(yōu)點(diǎn)。在此所迷的目前優(yōu)選的實(shí)施例中包括特定功
能部件不應(yīng)被理解為意味著本發(fā)明的所有實(shí)施例必須具有這些功能部 件。
權(quán)利要求
1、一種熱交換器，所述熱交換器包括包括具有多個(gè)側(cè)部的罩殼和至少一條流體通道的芯體，流體在所述至少一條流體通道中進(jìn)行循環(huán)；殼體，所述殼體與所述罩殼的至少三個(gè)側(cè)部中的每個(gè)側(cè)部的至少一部分分開(kāi)且圍繞所述至少一部分，從而支承所述罩殼的所述至少三個(gè)側(cè)部以耐受其中的流體壓力，所述殼體包括一對(duì)相對(duì)的板，所述成對(duì)的相對(duì)板中的每塊板包括多個(gè)指部，且所述成對(duì)的相對(duì)板中的一塊板的指部與所述成對(duì)的相對(duì)板中的另一塊板的指部對(duì)齊且被連接到所述另一塊板的所述指部上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中所述殼體包括相對(duì)的兩 對(duì)板，且所述相對(duì)的兩對(duì)板中的一對(duì)板中的板的指部被連接在一起， 且所述相對(duì)的兩對(duì)板中的另 一對(duì)板的板的指部被連接在一起，
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中所述相對(duì)的兩對(duì)板中的 所述一對(duì)板的所述板被連接在一起且與所述相對(duì)的兩對(duì)板中的所述另 一對(duì)板的所述板接合，且所述相對(duì)的兩對(duì)板中的所述另 一對(duì)板的所述 板也被連接在一起且與所述相對(duì)的兩對(duì)板中的所述一對(duì)板的所述板接 合，
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中所述相對(duì)的兩對(duì)板中的 一對(duì)板中的板的至少一個(gè)指部被設(shè)置在所述相對(duì)的兩對(duì)板中的另一對(duì) 板中的板的兩個(gè)指部之間.
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中每塊板的多個(gè)指部被設(shè) 置在相鄰板的相鄰指部之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中每塊所述板包括至少一 個(gè)開(kāi)口，連接器延伸穿過(guò)所述至少一個(gè)開(kāi)口以將所述板連接在一起。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其中所迷連接器包括帶螺紋 的部分和被可拆卸地接收在所述帶螺紋的部分上的螺母。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中所述連接器包括具有帶 螺紋的端部的桿和被接收在所述桿的每端上的螺母，
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的熱交換器，其中每對(duì)相對(duì)的板在另一對(duì) 相對(duì)的板的外側(cè)的位置處被連接在一起。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中每對(duì)對(duì)齊的板的指部 向外延伸超出另 一對(duì)相對(duì)的板的相鄰部分，
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中多個(gè)指部分別包括通 過(guò)其中的開(kāi)口，且每對(duì)相對(duì)的板的對(duì)齊指部的所述開(kāi)口被設(shè)置在另一 對(duì)相對(duì)的板的外側(cè)且適于接收被設(shè)置在所述另一對(duì)相對(duì)的板的外側(cè)的 連接器.
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其中所述成對(duì)的板被可拆 卸地連接在一起.
13、 一種熱交換器，所述熱交換器包括具有軍殼的芯體，所述罩殼具有上壁、下壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁， 所述側(cè)壁與所述上壁和下壁相連以限定出至少一部分封閉空間，流體 可被接收在所述封閉空間中；殼體，所述殼體具有鄰近所述上壁的上板、鄰近所述下壁的下板 以及一對(duì)分別鄰近所述側(cè)壁中的單個(gè)側(cè)壁的側(cè)板，所述上板被連接到 所述下板上且所述側(cè)板被連接在一起以支承所述軍殼的所述上壁、下 壁和側(cè)壁.
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所迷的熱交換器，其中所述軍殼由適于與在 所迷芯體中循環(huán)的流體接觸的材料形成且所述殼體由碳鋼形成.
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換器，其中所述殼體的所述板被 可釋放地連接在一起。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱交換器，其中所述板通過(guò)帶螺紋的 緊回件被連接在一起.
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換器，其中所述殼體的所述板包 括夾雜的指部，且所述側(cè)板的指部被接收在所迷上板和下板的指部之 間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱交換器，其中所述側(cè)板被夾持在一 起并且貼靠在所述芯體上，且所述上板和下板被夾持在一起并且貼靠 在所述芯體上，
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱交換器，其中所述夾持力由多個(gè)連 接器提供.
全文摘要
一種熱交換器包括殼體和具有罩殼的芯體。所述罩殼可具有上壁、下壁和一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，所述側(cè)壁與所述上壁和下壁相連以限定出至少一部分封閉空間，流體可被接收在所述封閉空間中。所述殼體可具有鄰近所述上壁的上板、鄰近所述下壁的下板以及分別鄰近單獨(dú)的一個(gè)所述側(cè)壁的一對(duì)側(cè)板。所述上板可被連接到所述下板上且所述側(cè)板可被連接在一起以支承所述罩殼的所述上壁、下壁和側(cè)壁。在至少一些應(yīng)用中，由所述殼體提供的支承可允許利用強(qiáng)度更低且不那么昂貴的罩殼。
文檔編號(hào)F28F9/00GK101097120SQ200710126230
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者J·M·富爾默 申請(qǐng)人:特蘭特公司