專利名稱：一種通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種板翅式換熱器，特別涉及一種通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器。
背景技術：
板翅式換熱器具有結構緊湊、傳熱效率高等特點，與傳統(tǒng)的管殼式換熱器相比，其傳熱效率提高20-30%，成本可降低50%，現(xiàn)已廣泛應用于空氣分離、石油化工、航空航天等領域?，F(xiàn)有的板翅式換熱器主要由外殼、換熱器內(nèi)部通道、換熱器通道隔板、各通道內(nèi)沿主流方向設置的翅片、各通道外邊緣封條、焊接在換熱器兩頭的封頭腔體、封頭腔體上的進口管和出口管焊接而成。其內(nèi)部通道由通道隔板隔開，通道內(nèi)焊接有單一方向布置的傳熱翅片，參與換熱的冷、熱流體分別從內(nèi)部的冷通道和熱通道間流過，冷通道和熱通道間隔布置。受限于板翅式換熱器本身的特點以及目前的焊接工藝和制作水平，對于特定的換熱器，在其有效換熱段內(nèi)，通道截面積處處相等，但其內(nèi)部流體的平均密度在換熱段的進口和出口處往往存在顯著的差異，相應的流體體積流量在進口和出口處也存在顯著的差異。這將導致?lián)Q熱器內(nèi)部流體的流速沿著流動的方向發(fā)生顯著變化。由于實際的工程應用中，流體流經(jīng)換熱器的壓降不能太大，因此換熱器內(nèi)部的流體流速不能太高；此外，當換熱器中存在兩相流時，流速過低會導致?lián)Q熱器底部產(chǎn)生積液，影響換熱效率。當參與換熱的流體在入口處和出口處的體積流量存在較大差異時，為了使流體流速始終控制在一定的范圍內(nèi)(不能過高也不能過低)，單個板翅式換熱器無法滿足需求?，F(xiàn)有的方法是使用多個不同通道截面積的板翅換熱器進行串聯(lián)連接(設置原則是，流體體積流量越大處，換熱器的通道截面積越大)，組成板翅式換熱器組應用于工程中。相對于單個板翅換熱器，板翅式換熱器組在應用中存在顯著的缺點平均換熱效率低，生產(chǎn)成本顯著增大，占用空間大，制作工序復雜且難度大，使用壽命更短且故障率更高(有更多的焊接接口和連接管道)。

發(fā)明內(nèi)容
受限于現(xiàn)有技術，當換熱器中參與換熱的流體在入口處和出口處的密度和溫度存在較大差異的時候，單個板翅式換熱器不能使流體流速始終控制在一定的范圍(不能過高也不能過低)。本發(fā)明針對此問題，提供了一種結構新穎、制作簡單、成本低廉的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器。本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明提供的一種通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其包括由左、右側垂向殼板構成的換熱器外殼I ;間隔放置于所述左、右垂向殼板間的垂向通道隔板2 ;所述左、右垂向殼板與其相鄰的垂向通道隔板2之間的四周邊緣處以及相鄰通道垂向通道隔板2間隔之間的四周邊緣處分別設有水平邊緣封條和左右垂向邊緣封條以形成換熱通道；所述換熱通道分為間隔分布的熱通道和冷通道，
分別焊接于所述換熱器外殼上端及換熱器外殼下端的熱流體上封頭腔體13和熱流體下封頭腔體11 ;焊接并連通于所述熱流體上封頭腔體13端部的熱流體進口管12 ;焊接并連通于所述熱流體下封頭腔體11端部的熱流體出口管10 ;分別焊接于所述換熱器外殼上部側面及換熱器外殼下部側面的冷流體上封頭腔體23和冷流體下封頭腔體21 ;焊接并連通于所述冷流體上封頭腔體23端部的冷流體出口管22 ;焊接并連通于所冷流體下封頭腔體21端部的冷流體進口管20 ；所述熱通道內(nèi)部結構如下構成所述熱通道的兩垂向通道隔板2上間隔焊接有熱流道水平調(diào)節(jié)板條17，所述熱流道水平調(diào)節(jié)板條17水平寬度小于所述垂向通道隔板2水平寬度；任一條所述的熱流道水平調(diào)節(jié)板條17，其在水平方向存在兩個端點，端點之一與構成該熱通道的左右兩條垂向邊緣封條9之一相連，且相鄰的兩條熱流道水平調(diào)節(jié)板條17連接不同的垂向邊緣封條9 ;熱流道水平調(diào)節(jié)板條17的另一個端點為熱通道內(nèi)端點，所述熱通道內(nèi)端點及未與該熱流道水平調(diào)節(jié)板條17連接的垂向邊緣封條9之間為熱流體垂向流道19 ;所述熱流體垂向流道19為一個矩形空間，它由四條邊圍成其一為熱通道內(nèi)端點所在的垂向直線，其二為上方相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條17或上方相鄰的構成該熱通道的水平邊緣封條8，其三為下方相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條17或下方相鄰的構成該熱通道的水平邊緣封條8，其四為未與該熱流道水平調(diào)節(jié)板條17連接的垂向邊緣封條9 ;熱通道的水平邊緣封條8和與其相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條17之間的中間部分，或者兩相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條17之間的中間部分為熱流體水平流道18 ;任一條所述的熱流體水平流道18的左右兩側分別與熱流體垂向流道19相連，或者所述的熱流體水平流道18的左右兩側的一側與熱流體垂向流道19相連，另一側與熱流體流道的熱流體進口管12或熱流體出口管10相連；所述的熱流體水平流道18內(nèi)部設置熱流道水平傳熱翅片16 ；所述冷通道內(nèi)部結構如下構成所述冷通道的兩垂向通道隔板2上間隔焊接有冷流道水平調(diào)節(jié)板條27，所述冷流道水平調(diào)節(jié)板條27水平寬度小于所述垂向通道隔板2水平寬度；任一條所述的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27在水平方向存在兩個端點，端點之一與構成該冷通道的左右兩條垂向邊緣封條31之一相連，且相鄰的兩條冷流道水平調(diào)節(jié)板條27連接不同的垂向邊緣封條31 ；冷流道水平調(diào)節(jié)板條27的另一個端點為冷通道內(nèi)端點，所述冷通道內(nèi)端點及未與該冷流道水平調(diào)節(jié)板條27連接的垂向邊緣封條31之間為冷流體垂向流道29，所述的冷流體垂向流道29為一個矩形空間，它由四條邊圍成其一為冷通道內(nèi)端點所在的垂向直線，其二為上方相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27或上方相鄰的構成該冷通道的水平邊緣封條30，其三為下方相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27或下方相鄰的構成該冷通道的水平邊緣封條30，其四為未與該冷流道水平調(diào)節(jié)板條27連接的垂向邊緣封條31 ;冷通道的水平邊緣封條30和與其相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27之間的中間部分，或者兩相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27之間的中間部分為冷流體水平流道28，任一條所述冷流體水平流道28的左右兩側分別與冷流體垂向流道29相連，或者所述冷流體水平流道28的左右兩側的一側與冷流體垂向流道29相連，另一側與冷流體進口管20或冷流體出口管22相連；所述的冷流體水平流道28內(nèi)部設置冷流道水平傳熱翅片26 ；所述熱流體上封頭腔體13和所述熱流體下封頭腔體11分別與所有的熱通道相連通；所述冷流體上封頭腔體23和所述冷流體下封頭腔體21分別與所有的冷通道相連通。所述的熱流體垂向流道19內(nèi)設置熱流道離散型塊狀傳熱翅片15，所述的冷流體垂向流道29內(nèi)設置冷流道離散型塊狀傳熱翅片25，熱流道離散型塊狀傳熱翅片15和冷流道離散型塊狀傳熱翅片25為離散分布的長方體、正方體、圓柱體、三棱柱體、五棱柱體、六棱柱體或其混合搭配。所述的熱流體垂向流道19和冷流體垂向流道29內(nèi)分別設置四塊三角形傳熱翅片，所述三角形傳熱翅片由二個水平傳熱翅片構成的三角形水平傳熱翅片和二個由垂向傳熱翅片構成的三角形垂向傳熱翅片組成；熱流體垂向流道19矩形空間處于熱通道垂向邊緣封條9上的兩個角點分別與對邊上的水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點線段相連，此外，由該水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點向該熱通道垂向邊緣封條9引出一條垂線段，該三條線段將熱流體垂向流道19的矩形空間分割成4個直角三角形空間，每個三角形空間內(nèi)設置一塊三角形傳熱翅片；其中，直角邊之一為熱通道垂向邊緣封條9所在直線的兩個三角形空間內(nèi)設置三角形垂向傳熱翅片，另兩個三角形空間內(nèi)設置三角形水平傳熱翅片；四塊三角形傳熱翅片之間留有以滿足流體混流均布流動的間隙；冷流體垂向流道29的矩形空間，其處于冷通道垂向邊緣封條31上的兩個角點，分別與對邊上的水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點線段相連，此外，由該水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點向該冷通道垂向邊緣封條31引出一條垂線段，該三條線段將冷流體垂向流道29的矩形空間分割成4個直角三角形空間，每個三角形空間內(nèi)設置一塊三角形傳熱翅片；其中，直角邊之一為冷通道垂向邊緣封條31所在直線的兩個三角形空間內(nèi)設置三角形垂向傳熱翅片，另兩個三角形空間內(nèi)設置三角形水平傳熱翅片；四塊三角形傳熱翅片之間留有以滿足流體混流均布流動的間隙。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，同一熱通道內(nèi)的熱流體垂向流道19的水平寬度沿熱流體流動方向逐漸減小。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，同一冷通道內(nèi)的冷流體垂向流道29的水平寬度沿冷流體流動方向逐漸增加。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，同一熱通道內(nèi)的熱流體水平流道18的垂向?qū)挾妊責崃黧w流動方向逐漸減小。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，同一冷通道內(nèi)的冷流體水平流道的垂向?qū)挾妊乩淞黧w流動方向逐漸增加。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，所述的熱流體垂向流道19的矩形空間的四個直角中，直角邊之一為熱通道垂向邊緣封條9所在直線的兩個直角內(nèi)邊緣處，以及所述的冷流體垂向流道29矩形空間的直角邊之一為冷通道垂向邊緣封條31所在直線的兩個直角內(nèi)邊緣處，分別設有熱流道三角導流板14和冷流道三角導流板24，所述的三角導流板與流體的接觸面為平面或向內(nèi)凹陷的弧面。本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，同一熱通道內(nèi)，設置于各熱流體水平流道18內(nèi)的水平傳熱翅片的翅距滿足，沿熱流體流動的方向，翅距逐漸減??；同一冷通道內(nèi)，設置于各冷流體水平流道28內(nèi)水平傳熱翅片的翅距滿足，沿冷流體流動的方向，翅距逐漸增大。
本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，所述的熱通道內(nèi)的任一條熱流體水平流道18，其內(nèi)設置的熱流道水平傳熱翅片16是由翅片組組成，組成所述的翅片組的各翅片，其翅距滿足，由下至上，翅距逐漸增大；所述的冷通道內(nèi)的任一條冷流體水平流道28，其內(nèi)設置的冷流道水平傳熱翅片26是由翅片組組成，組成所述的翅片組的各翅片的翅距滿足由下至上翅距逐漸增大。上述公開內(nèi)容完整地描述了本發(fā)明的基本特征，本領域的技術人員可以通過這些內(nèi)容理解本發(fā)明的基本思想，并且會承認，其他本發(fā)明未提及的具體實施形式，如不同的翅型、封頭等部件的具體結構形式，不同的多股流布置等也是在本發(fā)明精神和權利要求范圍內(nèi)的。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明涉及的一種新型板翅式換熱器，可以通過調(diào)節(jié)水平流道和垂向流道的寬度，改變流道的截面積，進而控制流體在換熱器中的流速，使流體流經(jīng)換熱器內(nèi)部時，即使流體的平均密度和體積流量在入口和出口處存在非常顯著的差異，其在換熱器通道內(nèi)部的流速也始終控制在預定的范圍內(nèi)，使用單個板翅式換熱器即能滿足需求。與多個板翅式換熱器串聯(lián)形成的換熱器組相比，此結構平均換熱效率高，生產(chǎn)成本顯著減小，占用空間小，制作工序簡單且技術難度小，使用壽命更長且故障率更低更少的焊接接口和連接管道；通過在水平流道中設置不同類型的翅片，使用多種具有不同翅距的翅片進行組合，以及設置和調(diào)節(jié)垂向流道中的密集打孔型翅片或者離散型傳熱翅，此結構可以使流體在換熱器通道內(nèi)分配更加均勻，換熱效率更高。


圖1為本發(fā)明的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器的結構示意圖；圖2為圖1的熱通道的橫剖面示意圖；圖3為換熱器熱通道內(nèi)熱流體流動示意圖；圖4為圖1的冷通道的橫剖面示意圖；圖5為換熱器冷通道內(nèi)冷流體流動示意圖；圖6為垂向流道內(nèi)的長方形離散型翅示意圖；圖7為垂向流道內(nèi)的正方形離散型翅示意圖；圖8為垂向流道內(nèi)設置四塊切割成三角形的傳熱翅片示意圖；圖9為水平流道內(nèi)三種不同翅距翅片組合布置圖(縱剖面圖)；圖10為導流面為平面的三角導流板結構示意圖；圖11為導流面為內(nèi)凹弧面的三角導流板結構示意圖。
具體實施例方式實施例1 :本實施例提供一種板翅式換熱器，可用于深冷多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)100K溫區(qū)制冷。見圖1、2、3、4、5、6、9和圖10，通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其包括由左、右側垂向殼板構成的換熱器外殼I ;間隔放置于所述左、右垂向殼板間的垂向通道隔板2 ;所述左、右垂向殼板與其相鄰的垂向通道隔板2之間的四周邊緣處以及相鄰通道垂向通道隔板2間隔之間的四周邊緣處分別設有水平邊緣封條和左右垂向邊緣封條以形成換熱通道；所述換熱通道分為間隔分布的熱通道和冷通道，分別焊接于所述換熱器外殼上端及換熱器外殼下端的熱流體上封頭腔體13和熱流體下封頭腔體11 ;焊接并連通于所述熱流體上封頭腔體13端部的熱流體進口管12 ;焊接并連通于所熱流體下封頭腔體11端部的熱流體出口管10 ;分別焊接于所述換熱器外殼上部側面及換熱器外殼下部側面的冷流體上封頭腔體23和冷流體下封頭腔體21 ;焊接并連通于所述冷流體上封頭腔體23端部的冷流體出口管22 ;焊接并連通于所冷流體下封頭腔體21端部的冷流體進口管20 ；所述熱通道內(nèi)部結構如下構成所述熱通道的兩垂向通道隔板上分別間隔焊接有熱流道水平調(diào)節(jié)板條17，相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條端部分別與兩垂向通道隔板的垂向板邊相連，所述熱流道水平調(diào)節(jié)板條17水平寬度小于所述垂向通道隔板水平寬度；熱流道水平調(diào)節(jié)板條17之間的中間部分為熱流體水平流道腔，熱流道水平調(diào)節(jié)板條17之間的二側部分為熱流體垂向流道腔；所述熱流體水平流道內(nèi)裝有水平傳熱翅片16以形成熱流體水平流道18 ;所述熱流體垂向流道內(nèi)焊接離散分布的離散型塊狀傳熱翅15以形成熱流體垂向流道19 ；所述冷通道內(nèi)部結構如下構成所述冷流體流道的兩垂向通道隔板上分別間隔焊接有冷流道水平調(diào)節(jié)板條27，相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條27端部分別與兩垂向通道隔板的垂向板邊相連，所述冷流道水平調(diào)節(jié)板條27水平寬度小于所述垂向通道隔板水平寬度；冷流道水平調(diào)節(jié)板條之間的中間部分為冷流體水平流道腔，冷流道水平調(diào)節(jié)板條27之間的二側部分為冷流體垂向流道腔；所述冷流體水平流道內(nèi)裝有水平傳熱翅片26以形成冷流體水平流道28 ;所述冷流體垂向流道內(nèi)焊接離散分布的塊狀傳熱翅25以形成冷流體垂向流道29 ；所述熱流體上封頭腔體13和所述熱流體下封頭腔體11分別與所有的熱通道相連通；所述冷流體上封頭腔體23和所述冷流體下封頭腔體21分別與所有的冷通道相連通。本實施例冷、熱兩股流體在該換熱器內(nèi)進行熱交換，換熱器內(nèi)部冷通道和熱通道分層交叉放置。該換熱器內(nèi)各冷通道內(nèi)，設置10條水平放置的冷流道水平調(diào)節(jié)板條，將冷通道分隔成11條水平流道和10條垂向流道組成的折返形流道；換熱器內(nèi)各熱通道內(nèi)，設置了 8條水平放置的熱流道水平調(diào)節(jié)板條，將熱通道分隔成9條水平流道和8條垂向流道組成的折返形流道。冷流體由進口管20流入換熱器，通過冷流體下封頭腔體21進入各層冷通道，每個冷通道內(nèi)的流體由下至上折返流經(jīng)各水平流道28和垂向流道29，在冷流體上封頭腔體23匯聚并由出口管22流出換熱器，如圖4和圖5所示。通道中不同位置的水平流道和垂向流道寬度依據(jù)當?shù)亓黧w的體積流量進行設定，使流速在通道的入口側和出口側都維持在預定的范圍內(nèi)。冷流體在流動過程中不停的吸收傳自熱流體的熱量，其流體平均密度沿著流動方向減小，而體積流量沿著流動方向加大。為使流體流速在整個通道內(nèi)保持均一，各垂向流道寬度滿足由下至上逐漸增大；水平流道寬度滿足由下至上逐漸增大。冷通道內(nèi)的11條水平流道中，除了最下方的一條以外，其余10條水平流道中都設置有同樣翅距的水平方向鋸齒翅片，而最下方的一條水平流道，設置了由三種不同翅距的翅片組合而成的翅片組，如圖9所示，其具體的布置形式為，由下至上翅距s分別為1. 5mm, 2. 5mm，4mm。
熱流體由進口管12流入換熱器，通過熱流體上封頭腔體13進入各層熱通道，各熱通道內(nèi)的熱流體由上至下折返流經(jīng)各水平流道和垂向流道，在熱流體下封頭腔體匯聚并由出口管10流出換熱器，如圖2和圖3所示。通道中不同位置的水平流道和垂向流道寬度依據(jù)當?shù)亓黧w的體積流量進行設定，使流速在通道的入口側和出口側都維持在預定的范圍內(nèi)。熱流體在流動過程中不停向冷流體傳出熱量，其流體平均密度沿著流動方向增大，而體積流量沿著流動方向減小。熱通道內(nèi)的9條水平流道中，除了最下方的2條以外，其余7條水平流道中都設置有同樣翅距的水平方向鋸齒翅片，而最下方的2條流道，各設置了由三種不同翅距的翅片組合而成的翅片組，如圖9所示，其具體的布置形式為，由下至上翅距s分別為 2. 5mm，4mm，6mm。為了優(yōu)化本發(fā)明的一種板翅式換熱器，在冷通道和熱通道的垂向流道中設置長方形分散型翅，如圖6，有利于流體在流道中的均勻分布；在冷通道和熱通道內(nèi)的水平流道與垂向流道交匯的直角處設置三角導流板，該三角導流板與換熱流體直接接觸的面是平面如圖10所示。實施例2 :本發(fā)明涉及的一種板翅式換熱器，用于大型天然氣液化制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)天然氣液化。與實施例1基本相同，不同的是換熱器內(nèi)各冷通道內(nèi)，設置了 6條水平放置的冷流道水平調(diào)節(jié)板條，將通道分隔成7條水平流道和6條垂向流道組成的折返形流道；換熱器內(nèi)各熱通道內(nèi)，設置了 5條水平放置的熱流道水平調(diào)節(jié)板條，將通道分隔成6條水平流道和5條垂向流道組成的折返形流道。冷通道內(nèi)的7條水平流道中，除了最下方的3條以外，其余4條水平流道中都設置有同樣翅距的水平方向鋸齒翅片，而最下面的3條流道，各設置了由4種不同翅距的翅片組合而成的翅片組，其具體的布置形式為，由下至上翅距s分別為
1.2mm,1. 8mm, 2. 5mm,4mm。熱通道內(nèi)的6條水平流道中，除了最下方的2條以外,其余4條水平流道中都設置有同樣翅距的水平方向鋸齒翅片，而最下方的2條流道，各設置了由4種不同翅距的翅片組合而成的翅片組，其具體的布置形式為，由下至上翅距s分別為1. 8mm,
2.5mm,4mm,6mm。為了優(yōu)化本發(fā)明的一種板翅式換熱器，在冷通道和熱通道的垂向流道中設置密集打孔的豎直方向布置的打孔翅片，有利于流體在流道中的均勻分布；在水平流道與垂向流道交匯的直角處設置三角導流板，該三角導流板與換熱流體直接接觸的面是向內(nèi)凹陷的弧面，如圖11所示。實施例3 :本發(fā)明涉及的一種板翅式換熱器，用于大型天然氣液化制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)天然氣液化。與實施例1基本相同，不同的是在冷通道和熱通道的垂向流道中設置正方形分散型翅，如圖7，有利于流體在流道中的均勻分布。實施例4 :本發(fā)明涉及的一種板翅式換熱器，用于混合工質(zhì)節(jié)流制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)90K溫區(qū)制冷。與實施例1基本相同，不同的是在冷通道和熱通道的垂向流道中設置四塊切割成三角形的傳熱翅片，如圖8所示，三角形的傳熱翅片互相之間存在間距10mm，四塊切割成三角形的傳熱翅片中，兩塊與水平流道相鄰的傳熱翅片為水平設置；兩塊與水平流道不相鄰的傳熱翅片為垂向設置。
權利要求
1.一種通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其包括由左、右側垂向殼板構成的換熱器外殼(I);間隔放置于所述左、右垂向殼板間的垂向通道隔板(2);所述左、右垂向殼板與其相鄰的垂向通道隔板(2)之間的四周邊緣處以及相鄰通道垂向通道隔板(2)間隔之間的四周邊緣處分別設有水平邊緣封條和左右垂向邊緣封條以形成換熱通道；所述換熱通道分為間隔分布的熱通道和冷通道，分別焊接于所述換熱器外殼上端及換熱器外殼下端的熱流體上封頭腔體(13)和熱流體下封頭腔體(11);焊接并連通于所述熱流體上封頭腔體(13)端部的熱流體進口管(12)； 焊接并連通于所述熱流體下封頭腔體(11)端部的熱流體出口管(10);分別焊接于所述換熱器外殼上部側面及換熱器外殼下部側面的冷流體上封頭腔體 (23)和冷流體下封頭腔體(21);焊接并連通于所述冷流體上封頭腔體(23)端部的冷流體出口管(22);焊接并連通于所冷流體下封頭腔體(21)端部的冷流體進口管(20)；所述熱通道內(nèi)部結構如下構成所述熱通道的兩垂向通道隔板(2)上間隔焊接有熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)，所述熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)水平寬度小于所述垂向通道隔板(2)水平寬度；任一條所述的熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)，其在水平方向存在兩個端點，端點之一與構成該熱通道的左右兩條垂向邊緣封條(9)之一相連，且相鄰的兩條熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)連接不同的垂向邊緣封條(9);熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)的另一個端點為熱通道內(nèi)端點，所述熱通道內(nèi)端點及未與該熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)連接的垂向邊緣封條(9)之間為熱流體垂向流道(19);所述熱流體垂向流道(19)為一個矩形空間，它由四條邊圍成其一為熱通道內(nèi)端點所在的垂向直線，其二為上方相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)或上方相鄰的構成該熱通道的水平邊緣封條(8)，其三為下方相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)或下方相鄰的構成該熱通道的水平邊緣封條(8)，其四為未與該熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)連接的垂向邊緣封條(9);熱通道的水平邊緣封條(8)和與其相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)之間的中間部分，或者兩相鄰的熱流道水平調(diào)節(jié)板條(17)之間的中間部分為熱流體水平流道(18);任一條所述的熱流體水平流道(18)的左右兩側分別與熱流體垂向流道(19)相連，或者所述的熱流體水平流道 (18)的左右兩側的一側與熱流體垂向流道(19)相連，另一側與熱流體流道的熱流體進口管 (12)或熱流體出口管(10)相連；所述的熱流體水平流道(18)內(nèi)部設置熱流道水平傳熱翅片(16)；所述冷通道內(nèi)部結構如下構成所述冷通道的兩垂向通道隔板(2)上間隔焊接有冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)，所述冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)水平寬度小于所述垂向通道隔板(2)水平寬度；任一條所述的冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27 )在水平方向存在兩個端點，端點之一與構成該冷通道的左右兩條垂向邊緣封條(31)之一相連，且相鄰的兩條冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)連接不同的垂向邊緣封條(31);冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)的另一個端點為冷通道內(nèi)端點，所述冷通道內(nèi)端點及未與該冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)連接的垂向邊緣封條(31)之間為冷流體垂向流道(29)， 所述的冷流體垂向流道(29)為一個矩形空間，它由四條邊圍成其一為冷通道內(nèi)端點所在的垂向直線，其二為上方相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)或上方相鄰的構成該冷通道的水平邊緣封條(30)，其三為下方相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)或下方相鄰的構成該冷通道的水平邊緣封條(30)，其四為未與該冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)連接的垂向邊緣封條(31);冷通道的水平邊緣封條(30)和與其相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)之間的中間部分，或者兩相鄰的冷流道水平調(diào)節(jié)板條(27)之間的中間部分為冷流體水平流道(28)，任一條所述冷流體水平流道(28)的左右兩側分別與冷流體垂向流道(29)相連，或者所述冷流體水平流道(28)的左右兩側的一側與冷流體垂向流道(29)相連，另一側與冷流體進口管 (20)或冷流體出口管(22)相連；所述的冷流體水平流道(28)內(nèi)部設置冷流道水平傳熱翅片(26)；所述熱流體上封頭腔體(13)和所述熱流體下封頭腔體(11)分別與所有的熱通道相連通；所述冷流體上封頭腔體(23)和所述冷流體下封頭腔體(21)分別與所有的冷通道相連通。
2.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，所述的熱流體垂向流道(19)內(nèi)設置熱流道離散型塊狀傳熱翅片(15)，所述的冷流體垂向流道(29) 內(nèi)設置冷流道離散型塊狀傳熱翅片(25)，熱流道離散型塊狀傳熱翅片(15)和冷流道離散型塊狀傳熱翅片(25)為離散分布的長方體、正方體、圓柱體、三棱柱體、五棱柱體、六棱柱體或其混合搭配。
3.按權利要求項I所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，所述的熱流體垂向流道(19)和冷流體垂向流道(29)內(nèi)分別設置四塊三角形傳熱翅片，所述三角形傳熱翅片由二個水平傳熱翅片構成的三角形水平傳熱翅片和二個由垂向傳熱翅片構成的三角形垂向傳熱翅片組成；熱流體垂向流道(19)矩形空間處于熱通道垂向邊緣封條(9)上的兩個角點，分別與對邊上的水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點線段相連，此外，由該水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點向該熱通道垂向邊緣封條(9)引出一條垂線段，該三條線段將熱流體垂向流道(19)的矩形空間分割成4個直角三角形空間，每個三角形空間內(nèi)設置一塊三角形傳熱翅片；其中，直角邊之一為熱流道垂向邊緣封條(9)所在直線的兩個三角形空間內(nèi)設置三角形垂向傳熱翅片，另兩個三角形空間內(nèi)設置三角形水平傳熱翅片；四塊三角形傳熱翅片之間留有以滿足流體混流均布流動的間隙；冷流體垂向流道(29)矩形空間的處于冷通道垂向邊緣封條(31)上的兩個角點分別與對邊上的水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點線段相連，此外，由該水平調(diào)節(jié)板條通道內(nèi)端點向該冷通道垂向邊緣封條(31)引出一條垂線段，該三條線段將冷流體垂向流道(29)的矩形空間分割成4個直角三角形空間，每個三角形空間內(nèi)設置一塊三角形傳熱翅片；其中，直角邊之一為冷通道垂向邊緣封條(31)所在直線的兩個三角形空間內(nèi)設置三角形垂向傳熱翅片，另兩個三角形空間內(nèi)設置三角形水平傳熱翅片；四塊三角形傳熱翅片之間留有以滿足流體混流均布流動的間隙。
4.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，同一熱通道內(nèi)的熱流體垂向流道(19)的水平寬度沿熱流體流動方向逐漸減小。
5.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，同一冷通道內(nèi)的冷流體垂向流道(29)的水平寬度沿冷流體流動方向逐漸增加。
6.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，同一熱通道內(nèi)的熱流體水平流道(18)的垂向?qū)挾妊責崃黧w流動方向逐漸減小。
7.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，同一冷通道內(nèi)的冷流體水平流道的垂向?qū)挾妊乩淞黧w流動方向逐漸增加。
8.按權利要求1或2所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，所述的熱流體垂向流道(19)的矩形空間的四個直角中，直角邊之一為熱通道垂向邊緣封條(9) 所在直線的兩個直角內(nèi)邊緣處，以及所述的冷流體垂向流道(29)的矩形空間，直角邊之一為冷通道垂向邊緣封條(31)所在直線的兩個直角內(nèi)邊緣處，分別設有熱流道三角導流板 (14)和冷流道三角導流板(24)，所述的三角導流板與流體的接觸面為平面或向內(nèi)凹陷的弧面。
9.按權利要求1所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，同一熱通道內(nèi)，設置于各熱流體水平流道(18 )內(nèi)的水平傳熱翅片的翅距滿足，沿熱流體流動的方向， 翅距逐漸減小；同一冷通道內(nèi)，設置于各冷流體水平流道(28)內(nèi)水平傳熱翅片的翅距滿足，沿冷流體流動的方向，翅距逐漸增大。
10.按權利要求1或9所述的通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其特征在于，所述的熱通道內(nèi)的任一條熱流體水平流道(18)，其內(nèi)設置的熱流道水平傳熱翅片(16)是由翅片組組成，組成所述的翅片組的各翅片，其翅距滿足，由下至上，翅距逐漸增大；所述的冷通道內(nèi)的任一條冷流體水平流道(28)，其內(nèi)設置的冷流道水平傳熱翅片(26)是由翅片組組成，組成所述的翅片組的各翅片翅距由下至上逐漸增大。
全文摘要
本發(fā)明為一種通道內(nèi)流體折返流動的板翅式換熱器，其內(nèi)部冷通道和熱通道分層交叉放置，且由通道隔板隔開，通道內(nèi)設置傳熱翅片；在換熱器的每一個通道內(nèi)，設置一條或多條水平布置的水平調(diào)節(jié)板條，在高度上將通道分隔成多條水平流道；通道內(nèi)的垂向流道將水平流道首尾串接；參與換熱的流體依次流經(jīng)各水平流道和垂向流道，在通道內(nèi)形成多次折返流動；通過設置通道內(nèi)各水平流道和垂向流道的寬度，此結構容易使通道內(nèi)流體流速保持在合理范圍內(nèi)；即使流體在換熱器內(nèi)發(fā)生相變，導致進出口體積流速存在非常顯著差異，使用本發(fā)明也獲得合理的流速分布；本發(fā)明具有容易實現(xiàn)流體流速調(diào)配，提高換熱器效率，節(jié)省空間占用，顯著減少制造成本。
文檔編號F28D9/00GK103017579SQ20121055362
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者公茂瓊, 吳劍峰, 陳高飛, 董學強 申請人:中國科學院理化技術研究所