專利名稱：一種板腔式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬一種熱交換裝置，特別是板腔式相變熱交換裝置。
背景技術(shù)：
在熱交換裝置中，最常見(jiàn)的是管式換熱器和板式換熱器，板式換熱器的主要結(jié)構(gòu) 是為了增加換熱面積，設(shè)有橫截面呈波形的換熱板(所述的波形可以是波紋形、三角形或 矩形等起伏波狀)，在波形換熱板兩側(cè)，分別設(shè)有工質(zhì)流體腔和載熱流體腔，兩側(cè)腔體里分 別流過(guò)不同溫度的工質(zhì)和載熱流體，通過(guò)波形換熱板實(shí)現(xiàn)熱交換，由于板式換熱器的換熱 面積大，所以其熱交換效率也高于管式換熱器，但由于換熱器的工質(zhì)流體腔要承受較高的 工作壓力，所以對(duì)板式換熱器來(lái)說(shuō)，同時(shí)也存在難以達(dá)到較高承壓要求的問(wèn)題，為了提高換 熱器的承壓能力，現(xiàn)有板式換熱器多數(shù)是從材料承壓性能方面入手對(duì)構(gòu)成工質(zhì)腔的換熱 波板采用承壓性能好的材料制作，而一些承壓能力高的材料如不銹鋼雖然承壓性能好，但 導(dǎo)熱系數(shù)則不是很高，特別是現(xiàn)有板式換熱器所采用的波板之間的多點(diǎn)接觸承壓結(jié)構(gòu)，限 制了工質(zhì)流體腔的流動(dòng)空間以及載熱體的流量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以從結(jié)構(gòu)上提高承壓能力，構(gòu)成較大工質(zhì) 腔容積和載熱流量的板腔式換熱器。解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是(參見(jiàn)實(shí)施例圖)本發(fā)明設(shè)有若干夾在兩壓緊板(1) 之間的換熱單元，各換熱單元分別設(shè)有兩塊相對(duì)設(shè)置、橫截面呈波形的波板(3)，其特征在 于兩波板相背的一面分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2)相對(duì)，水板在其與波板相對(duì)的板面上設(shè)有 若干與縱向波板波槽(31)方向相互垂直的橫向水板波槽(21)，并設(shè)有若干縱向的承壓條 (22)，各承壓條(22)分別與波板波槽(31)向水板方向凸起的波谷(311)部位相對(duì)應(yīng)，兩波 板之間設(shè)有一腔框(4)，腔框前后兩側(cè)分別嵌入對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2)，并通過(guò)腔框?qū)?duì)應(yīng)側(cè)的 波板(3)周邊向所對(duì)的水板(2)密封壓緊，腔框(4)的內(nèi)壁面與前后兩側(cè)的波板(3)構(gòu)成 工質(zhì)流體腔(7)，腔框外側(cè)壁面上設(shè)有工質(zhì)腔入口(41)和工質(zhì)腔出口(42)，兩波板與所對(duì) 的水板之間分別構(gòu)成設(shè)有載熱流體入口(23)和出口(24)的載熱流體腔(8)。本發(fā)明的工作原理是夾在中間的工質(zhì)密封腔(7)內(nèi)流過(guò)工質(zhì)流體，兩側(cè)載熱流 體腔(8)內(nèi)分別流過(guò)吸(放)熱流體，吸(放)熱流體通過(guò)波板(3)與工質(zhì)腔內(nèi)的工質(zhì)實(shí) 現(xiàn)熱交換，工質(zhì)流體腔內(nèi)的壓力通過(guò)波板向水板方向凸起的波谷(311)部分傳遞到水板的 承壓條(22)上，由水板以及壓緊換熱單元的壓緊板(1)承受該方向的壓力，同時(shí)由于腔框 (4)的邊框前后兩側(cè)分別嵌入對(duì)應(yīng)側(cè)水板，所以工質(zhì)流體腔(7)內(nèi)施加到邊框內(nèi)壁上的壓 力可傳遞到水板上，由水板承受該方向的壓力。本發(fā)明可將工質(zhì)流體腔需要承受的壓力傳遞到有足夠強(qiáng)度的水板和壓緊板上，從 而能大大提高換熱單元以至整體換熱器的承壓能力，而且由于工質(zhì)流體腔的垂直向壓力可 由兩側(cè)的水板和壓緊板承擔(dān)，所以可降低對(duì)換熱波板的承壓要求，這樣具有換熱功能的波板即可采用承壓能力相對(duì)差一些、但導(dǎo)熱系數(shù)高的防銹鋁等材料制作，故可進(jìn)一步提高換 熱器的熱交換效率。由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)的承壓性能提高，所以波板波槽的槽寬可以加寬，增加 各縱向波槽形成的流體通道的截面積，使流體中攜帶的雜質(zhì)不易堵塞流體通道，從而降低 換熱器對(duì)運(yùn)行流體雜質(zhì)含量的要求。同時(shí)本發(fā)明工質(zhì)流體腔的大小可以通過(guò)選擇不同厚度 的腔框進(jìn)行調(diào)整，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)工質(zhì)流動(dòng)的優(yōu)化處理。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例板腔式換熱器組裝狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖(未示出連接兩側(cè)壓緊板1 的緊固元件)圖2、本發(fā)明實(shí)施例拆分狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意3、本發(fā)明實(shí)施例水板2結(jié)構(gòu)示意4、本發(fā)明實(shí)施例水板、波板、密封圈、腔框拆分狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意5、本發(fā)明實(shí)施例波板3與水板2連接部位的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意6、本發(fā)明實(shí)施例波板3與水板2連接部位的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖1-壓緊板11-緊固螺栓 12-緊固螺母2-水板21-水板波槽 22-承壓條23-流體入口 24-流體出口25-密封連接面26-橫向嵌框棱 27-縱向嵌框棱3-波板31-波板波槽4-腔框41-工質(zhì)腔入口 42-工質(zhì)腔出口5-密封圈7-工質(zhì)密封腔8-流體密封腔
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1、圖2，本例在一對(duì)壓緊板1之間夾有6個(gè)換熱單元。每個(gè)換熱單元包含 一個(gè)腔框4、兩塊換熱波板3、兩塊水板2，相鄰換熱單元可共用一塊水板。兩塊壓緊板1通 過(guò)緊固螺栓11和緊固螺母12連接，將各換熱單元的部件壓緊并連為一體。參見(jiàn)圖2，是與壓緊板1相鄰的一個(gè)換熱單元拆分狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖相對(duì)設(shè)置的兩波板3橫截面呈三角波形，波板兩側(cè)板面呈現(xiàn)并排排列的縱向波 槽，兩波板上的波板波槽31的方向一致；波板橫截面還可為正弦波形、矩形波或梯形波形等。兩波板相背的一面分別設(shè)有水板2，各水板在其與波板相對(duì)的板面上設(shè)有若干橫 向的水板波槽21，其方向與縱向的波板波槽31方向相互垂直，還設(shè)有若干縱向的承壓條 22，各承壓條22分別與波板波槽31向水板方向凸起的波谷311部位相對(duì)應(yīng)，縱向承壓條22 從橫向水板波槽21槽底部向上立起，其高度不低于水板波槽21波峰的高度，承壓條上端面為縱向的凹槽狀，當(dāng)波板受到與板面垂直方向的壓力時(shí)，波板波槽31向著水板方向突起的波谷311部分即可嵌入水板承壓條上端面的凹槽內(nèi)，將壓力傳遞到水板承壓條上。與壓緊板1相鄰的水板是單面水板(參見(jiàn)圖2中A位置的水板2)，即其與壓緊板 相背一側(cè)的板面是前面所述的設(shè)有水板波槽和承壓條的凸凹板面，該側(cè)板面與對(duì)應(yīng)的波板 構(gòu)成所述的載熱流體腔8 ；其對(duì)著壓緊板一側(cè)的板面則為節(jié)省材料的槽平面，該側(cè)板面與 設(shè)有等高面的壓緊板壓緊連接；相鄰換熱單元之間是共用一塊水板，共用水板為雙面水板 (參見(jiàn)圖2中B位置的水板2)，即其前后板面結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)有前面所述的水板波槽和承壓 條等結(jié)構(gòu)，并分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的波板構(gòu)成所述的載熱流體腔(8)。構(gòu)成腔框4的邊框前后兩側(cè)分別嵌入對(duì)應(yīng)側(cè)的水板2，并分別通過(guò)邊框?qū)?duì)應(yīng)側(cè) 的波板3周邊密封壓緊于對(duì)應(yīng)水板；具體的結(jié)構(gòu)是(參見(jiàn)圖4)水板2周邊設(shè)有可供腔框4嵌入的嵌框，水板縱向兩端的橫向嵌框棱26內(nèi)側(cè)板面 上分別設(shè)有與波板波槽面吻合的、橫向凸凹起伏的密封連接面25，腔框4縱向兩端邊框的 外壁面分別嵌入水板縱向兩端的橫向嵌框棱26內(nèi)，其對(duì)著水板的端面43呈與波板波槽31 吻合的凸凹波面，凸凹配合地將波板壓緊于水板的密封連接面25上，腔框4橫向兩側(cè)邊框 對(duì)著水板的端面44與所對(duì)應(yīng)的水板橫向兩側(cè)的縱向嵌框棱27上端面，凸凹配合地將波板 橫向兩側(cè)密封壓緊于二者之間。波板3周邊套有密封圈5，以提高腔框4與波板3周邊壓緊連接面的密封性。腔框4邊框的內(nèi)壁面與位于其前后側(cè)的波板3形成工質(zhì)密封腔7 (圖5)，腔框縱向 兩端的邊框上分別設(shè)有工質(zhì)腔入口 41和工質(zhì)腔出口 42 (圖4)。兩波板與所對(duì)的水板之間分別構(gòu)成載熱流體腔8 (圖5)，水板縱向兩端分別設(shè)有 與載熱流體腔8連通的流體入口 23和流體出口 24 (圖3)。本例水板縱向兩端的橫向嵌框棱26棱體內(nèi)設(shè)有橫向水道，載熱流體進(jìn)、出口 23、 24通過(guò)水板橫向嵌框棱26內(nèi)的橫向水道與水板板面的縱向流道連通。參見(jiàn)圖5、6，在載熱流體腔8內(nèi)，各波板波槽31與水板之間形成縱向的流道，在該 流道上，波板波槽隆起的頂部312與水板橫向波槽211波谷之間的高度hi大于與波峰212 之間的高度h2，從而使流體在該流道里可以形成湍流，利于更充分地實(shí)現(xiàn)熱交換。本例波板3位于工質(zhì)流體腔一側(cè)壁面上的波板波槽31凹槽兩側(cè)壁面的波槽頂至 波槽底之間，分別設(shè)有平行排列的導(dǎo)流槽(圖中未示出)，以進(jìn)一步增加波板的換熱面積， 提高換熱效率，而且還可利向其導(dǎo)向作用，將波形板面上的流體工質(zhì)快速導(dǎo)向波槽底部。由于本發(fā)明結(jié)構(gòu)可將工質(zhì)流體腔承受的壓力傳遞到水板和壓緊板上，因此可降低 換熱波板承受的壓力，本例水板的材質(zhì)是鑄鋁，壓緊板采用高強(qiáng)度鋼板制成，有足夠的承壓 強(qiáng)度，波板3的材質(zhì)是防銹鋁。載熱流體腔8內(nèi)的波板3壁面與水板2壁面上涂有防腐涂 料。針對(duì)某些流體源(如海水)，水板還可采用抗腐蝕的高強(qiáng)度工程塑料，波板采用抗 腐蝕的鈦合金材料以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明 技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種板腔式換熱器，設(shè)有若干夾在兩壓緊板(1)之間的換熱單元，各換熱單元分別設(shè)有兩塊相對(duì)設(shè)置、橫截面呈波形的波板(3)，其特征在于兩波板相背的一面分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2)相對(duì)，水板在其與波板相對(duì)的板面上設(shè)有若干與縱向波板波槽(31)方向相互垂直的橫向水板波槽(21)，并設(shè)有若干縱向的承壓條(22)，各承壓條(22)分別與波板波槽(31)向水板方向凸起的波谷(311)部位相對(duì)應(yīng)，兩波板之間設(shè)有一腔框(4)，腔框前后兩側(cè)分別嵌入對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2)，并通過(guò)腔框?qū)?duì)應(yīng)側(cè)的波板(3)周邊向所對(duì)的水板(2)密封壓緊，腔框(4)的內(nèi)側(cè)壁面與前后兩側(cè)的波板(3)構(gòu)成工質(zhì)流體腔(7)，腔框外側(cè)壁面上設(shè)有工質(zhì)腔入口(41)和工質(zhì)腔出口(42)，兩波板與所對(duì)的水板之間分別構(gòu)成設(shè)有載熱流體入口(23)和出口(24)的載熱流體腔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于波板(3)橫截面呈三角波形，兩 側(cè)板面呈現(xiàn)并排排列的縱向波槽，兩波板上的波板波槽(31)的方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于所述縱向承壓條(22)從橫向水 板波槽(21)槽底部向上立起，其高度不高于水板波槽(21)波峰的高度，承壓條上端面為縱 向的凹槽狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于波板(3)周邊裝有密封圈(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板腔式換熱器，其特征在于水板(2)周邊設(shè)有可供腔框(4) 嵌入的嵌框，水板縱向兩端的橫向嵌框棱(26)內(nèi)側(cè)板面上分別設(shè)有與波板波槽(31)面吻 合的密封連接面(25)，腔框(4)縱向兩端邊框的外壁面分別嵌入水板縱向兩端的橫向嵌框 棱(26)內(nèi)，腔框?qū)χ宓亩嗣?43)呈與波板波槽(31)吻合的凸凹波面，凸凹配合地將 嵌有密封圈的波板壓緊于水板的密封連接面(25)上，腔框(4)橫向兩側(cè)邊框?qū)χ宓亩?面，與所對(duì)應(yīng)的水板橫向兩側(cè)的縱向嵌框棱(27)上端面凸凹配合，將嵌有密封圈的波板橫 向兩側(cè)密封壓緊于二者之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板腔式換熱器，其特征在于所述載熱流體腔(8)的載熱流 體入口(23)和出口(24)通過(guò)設(shè)在水板縱向兩端橫向嵌框棱(26)內(nèi)的橫向水道與水板板 面的縱向流道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于與壓緊板相鄰的水板是單面水 板，即其與壓緊板相背一側(cè)的板面與對(duì)應(yīng)的波板構(gòu)成所述的載熱流體腔，對(duì)著壓緊板一側(cè) 的板面為平面，與設(shè)有等高面的壓緊板壓緊連接，相鄰換熱單元之間共用一塊水板，共用水板為前后板面結(jié)構(gòu)相同的雙面水板，兩側(cè)板面分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的波板構(gòu)成所述的載熱流體腔 ⑶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于所述水板(2)的材質(zhì)為鑄鋁，其 位于載熱流體腔(8)內(nèi)的板面涂有防腐涂料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于所述波板(3)的材質(zhì)是防銹鋁， 其構(gòu)成工質(zhì)流體腔(7) —側(cè)壁面上的波板波槽(31)凹槽兩側(cè)壁面的波槽頂至波槽底之間， 分別設(shè)有平行排列的導(dǎo)流槽；其構(gòu)成載熱流體腔(8) —側(cè)的壁面涂有防腐涂料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板腔式換熱器，其特征在于所述水板(2)的材質(zhì)是抗腐蝕 的高強(qiáng)度工程塑料，所述波板(3)的材質(zhì)是抗腐蝕的鈦合金材料。
全文摘要
一種板腔式換熱器，設(shè)有若干夾在兩壓緊板(1)之間的換熱單元，各換熱單元分別設(shè)有兩塊相對(duì)設(shè)置、橫截面呈波形的波板(3)，兩波板相背的一面分別與對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2)相對(duì)，水板在其與波板相對(duì)的板面上設(shè)有若干與縱向波板波槽(31)方向相互垂直的橫向水板波槽(21)，并設(shè)有若干縱向的承壓條(22)，各承壓條分別與波板波槽的波谷部位相對(duì)應(yīng)，兩水板之間設(shè)有一腔框(4)，腔框的邊框前后兩側(cè)分別嵌入對(duì)應(yīng)側(cè)的水板(2，6)，并分別通過(guò)邊框?qū)?duì)應(yīng)側(cè)的波板(3)周邊向所對(duì)的水板密封壓緊，本發(fā)明可提高換熱器的承壓能力、降低對(duì)換熱波板的承壓要求，工質(zhì)腔體尺寸可按需設(shè)計(jì)并通過(guò)加大載熱流道截面克服雜質(zhì)堵填流道等問(wèn)題。
文檔編號(hào)F28F3/04GK101839657SQ20091012941
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者許欣平 申請(qǐng)人:湖北拓博熱力科技有限責(zé)任公司