專利名稱：一種板腔式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬一種熱交換裝置，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)腔體里分別流過不同溫度的工質(zhì)和載熱流 體，通過波形換熱板實(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)板式換熱器來說，同時(shí)也存在難以達(dá)到較高承壓要求的問題， 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
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問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。
解決上述問題的技術(shù)方案是(參見實(shí)施例圖)本實(shí)用新型設(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
4(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)。
本實(shí)用新型的工作原理是夾在中間的工質(zhì)密封腔(7)內(nèi)流過工質(zhì)流 體，兩側(cè)載熱流體腔(8)內(nèi)分別流過吸(放)熱流體，吸(放)熱流體通 過波板(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。
本實(shí)用新型可將工質(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。 由于本實(shí)用新型結(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)本實(shí)用新型工質(zhì)流體 腔的大小可以通過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、本實(shí)用新型實(shí)施例板腔式換熱器組裝狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖
5(未示出連接兩側(cè)壓緊板1的緊固元件) 圖2、本實(shí)用新型實(shí)施例拆分狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3、本實(shí)用新型實(shí)施例水板2結(jié)構(gòu)示意圖
圖4、本實(shí)用新型實(shí)施例水板、波板、密封圈、腔框拆分狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖 圖5、本實(shí)用新型實(shí)施例波板3與水板2連接部位的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖 圖6、本實(shí)用新型實(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
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)施方式
參見圖l、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，并分別通過邊框 將對(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?qū)χ宓亩嗣?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hl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。
由于本實(shí)用新型結(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，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形 式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(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，均仍屬本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
8
權(quán)利要求1、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宓亩嗣?，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(8)。
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
專利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，本實(shí)用新型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)并通過加大載熱流道截面克服雜質(zhì)堵填流道等問題。
文檔編號(hào)F28D9/00GK201373692SQ200920006838
公開日2009年12月30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