專利名稱：一種板式換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種換熱器，更具體地涉及一種板式換熱器。
背景技術：
板式換熱器是近幾十年來得到迅速發(fā)展和廣泛應用的一種新型高效、緊湊型換熱器，是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的，如圖I所示。圖I給出了常見的人字波紋板流道的一個截面形狀，第一板片I與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開，即疊裝的板片1、2、3形成兩個流道4，5，使冷熱流體分別在板片2兩側的流道4，5中流動，通過板片2進行熱量交換。由于其板間流道是一個橫截面形狀多變、曲折的流道，它有效地使流體產(chǎn)生湍流，使對流換熱得到加強，從而降低了流體的熱阻。板片2用O. 5 I. 5mm的薄板制造，降低了壁面熱阻；同時因流動狀態(tài)為高度紊流，使污垢極薄，其相應的熱阻也小。板式換熱器具有一系列的優(yōu)點① 總傳熱系數(shù)高；其總傳熱系數(shù)約為殼管式換熱器的3 5倍。②重量輕，體積小，結構緊湊；其單位體積內的換熱面積約為殼管式的3 5倍，占地面積僅為殼管式的1/5 1/6。③易于實現(xiàn)純逆流，且末端溫差可以很小，可以實現(xiàn)小溫差傳熱。④大型化和小型化都很方便。⑤制造容易，選材多樣等。但是，板式換熱器也有一些固有的缺點，由于板間流道的平均間隙為2 8_，對于含有較大顆粒或纖維的換熱介質，流道容易堵塞，為此出現(xiàn)了以特殊板片組成各種非對稱流道，圖2給出了非對稱流道的示意圖，其中，該板式換熱器同樣示出為由三個具有一定波紋形狀的板片I'，2'，3'疊裝而成，板片2'兩側的第二流道5'的橫截面積與第一流道4'的橫截面積的比可以達到2倍左右；分析各種非對稱流道的結構，它們都僅適用于寬流道為高壓流體的情況；對當冷熱流體兩端的壓強差較大時(特別是窄流道的壓力較大時)，不能發(fā)揮板式換熱器的優(yōu)越性。因一邊存在相變或比熱容較大，在經(jīng)濟流速的條件下，導致冷熱流體的溫升差距接近或超過I個數(shù)量級時(如水與空氣的溫升可到2個數(shù)量級)。另外板式換熱器難于像管殼式換熱器那樣通過增加翅片，改變傳熱面積，也即，使兩側的傳熱面積不相等。這也是各工業(yè)行業(yè)大量使用的各種空冷器以及蒸發(fā)壓縮制冷裝置中空冷式冷凝器和蒸發(fā)器而沒有很好使用板式換熱器的原因之一。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可以應用于冷熱流體的熱容量相差較大時使用板式換熱器進行換熱時的解決方案。對于冷熱流體的熱容量相差較大時(如空冷電廠大量使用的空冷器是水蒸汽與空氣的相變換熱，其中水蒸汽是被冷凝的流體，空氣是冷卻流體)的換熱器，本實用新型的技術方案是一種板式換熱器，包括至少三塊疊裝的板片以形成至少兩個流道，至少一個流道中設置有至少一層強化片。所述強化片為板片形式、穿孔板片形式或篩網(wǎng)形式。[0007]所述強化片與所述板片接觸。所述強化片是平直的穿孔板片或篩網(wǎng)。所述強化片是人字波紋板、豎直波紋板或水平平直波紋板。所述強化片的形狀與板片的形狀完全相同或基本一致或完全不同。相鄰的所述板片不接觸。所述強化片與所述板片不接觸。所述板式換熱器是全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式換熱器。本實用新型的換熱器的強化片的形式可以是目前使用的各種普通板片和特殊板片。強化片的材料可以是金屬或者其他任何合適材料。強化片上的孔洞數(shù)量、位置、以及大小可根據(jù)使用情況、加工及其他條件決定。強化片的整體外形可以是平直的，或與相鄰板片基本一致或完全相同或完全不同。強化片的層數(shù)可以是一層或多層。強化片之間、強化片與相鄰板片之間可以有緊密接觸點，或沒有緊密接觸點。通過上述技術方案，本實用新型所提供的板式換熱器在相同的換熱量等工作條件下，加裝強化片可以有針對性的提高對流換熱系數(shù)小那一側(如空氣側)的流通面積和實際換熱面積，提高表面換熱系數(shù)，從而提高板式換熱器的總換熱系數(shù)，使板式換熱器在液-液、氣-液、氣-氣換熱(特別是氣-液換熱)時的效率得以提高，拓寬了板式換熱器的應用范圍。另一方面，通過在熱容量較小那一側(如空氣側)流道增加強化片可以增大該側(如空氣側)流道的流通截面積，大幅提高了熱容量較小側(如空氣側)的總流量，也即提高了該側的熱容量，避免由于熱容量較小側(如空氣側)流速過高導致的功率的大幅上升。進一步地，在有相變側加裝強化片可以在增加有效換熱面積的同時，大幅降低板片已冷凝或蒸發(fā)的液體薄膜厚度，進一步提高換熱效率。

圖I是普通板式換熱器的流道示意圖；圖2是非對稱板式換熱器或不等截面板式換熱器的流道示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的在換熱器的一個流道中加裝平直的篩網(wǎng)的流道示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的在換熱器一個流道中加裝一層平直的穿孔板片，另一流道中加裝兩層平直的穿孔板片和一層與板片I形狀完全相同的另一穿孔板片64的流道示意圖；圖5是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的在換熱器一個流道中加裝兩層與相鄰板片形狀基本一致的穿孔板片和一層平直的穿孔板片的流道示意圖；圖6是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的在換熱器一個流道中加裝四層與相鄰板片形狀基本一致的穿孔板片和一層平直的穿孔板片；圖7是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的僅在換熱器一個流道中加裝一層與第一板片I形狀完全相同的穿孔板片64'的流道示意圖；圖8是與圖7類似的圖，其中穿孔板片64a與相鄰的板片不接觸的流道示意圖；圖9是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的僅在換熱器一個流道中加裝兩層與板片形狀完全相同的穿孔板片的流道示意圖，當所有板片的形狀相同時，則兩個流道的流通面積的比為I :3。
具體實施方式
以下結合附圖，給出本實用新型的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本實用新型的板式換熱器的功能、特點。在本文中，篩網(wǎng)指的是由金屬絲的編織、板的沖孔等制作而成的具有可穿透性的網(wǎng)狀產(chǎn)品。在本文中，穿孔板片指的是板片上設有至少一個穿孔的板片。其中，板片的形狀可以根據(jù)實際應用進行調整，穿孔的形狀、數(shù)量、位置以及大小均可以根據(jù)使用情況、加工條件及其他條件進行調整。在本文中，相鄰板片之間的接觸方式包括兩種如果相鄰板片之間不設置強化片，則板片與板片可以具有直接的物理接觸點，則相鄰板片實現(xiàn)直接接觸；如果相鄰板片之間·設置有強化片，而且該強化片與該相鄰板片均具有直接的物理接觸點，則相鄰板片通過該強化片實現(xiàn)間接接觸。在以下實施例中，板式換熱器可以是全焊接式、半焊接式或可拆卸式，由于該全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式換熱器為本領域技術人員的公知技術，在此不再贅述。在以下實施例中，板式換熱器包括疊裝的至少三個板片(此后被稱為第一板片I、第二板片2、第三板片3)，形成至少兩個流道(此后被稱為第一流道4、第二流道5)，至少一個所述流道中設置有至少一個強化片。當該強化片為板片形式時，被稱為第四板片、第五板片……;當該強化片為穿孔板片形式時，被稱為第一穿孔板片、第二穿孔板片……;當該強化片為篩網(wǎng)形式時，被稱為第一篩網(wǎng)、第二篩網(wǎng)……。實施例I具體參考附圖3可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的一種高效換熱器。在圖3中僅示出其三個板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開,使該冷熱流體分別在第二板片2兩側的流道4，5中流動，通過第二板片2進行熱量交換。在第二流道5中設有一平直的篩網(wǎng)6形成強化片。在本實施例中，第二板片2與平直的篩網(wǎng)6、第三板片3與平直的篩網(wǎng)6具有緊密接觸點7。通過該平直的篩網(wǎng)6，第二流道5中的湍流程度增大，從而提高換熱系數(shù)。而且該篩網(wǎng)6主要發(fā)揮類似翅片的作用，增大換熱面積，進一步提高總的換熱效率。本領域的技術人員能夠理解，本實施例中的篩網(wǎng)可以替換為穿孔板片。實施例2具體參考附圖4可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的一種高效換熱器。在圖4中僅示出其三個板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開,使其分別在第二板片2兩側的流道4，5中流動,通過第二板片2或第三板片3進行冷熱流體的熱量交換。[0039]根據(jù)本實施例構造的板式換熱器包括作為強化片的第一穿孔板片61、第二穿孔板片62、第三穿孔板片63和第四板片64。在第一流道4中設有一平直的第一穿孔板片61。在本實施例中,第一板片I和第二板片2具有第一緊密接觸點71，該第一穿孔板片61依次穿過所述第一緊密接觸點71。在第二流道5中設有平直的第二、第三穿孔板片62、63，在該第二穿孔板片62和第三穿孔板片63之間設有第四板片64。在本實施例中，第四板片64的形狀示出為與第一板片I相同，該第四板片64在第二流道5中與第二板片2、第三板片3疊裝，使得第四板片64與第二板片2具有第二緊密接觸點72，該第四板片65與第三板片3具有第三緊密接觸點73，該第二穿孔板片62依次穿過所述第二緊密接觸點72，該第三穿孔板片63依次穿過所述第三緊密接觸點73。在本實施例中，該第四板片64可以不具有穿孔設計，該第二流道5被分成上部流道51和下部流道52，其中，上部流道51中的流體通過第二板片2進行冷熱流體的熱量交換，下部流道52中的流體通過第三板片3進行冷熱流體的熱量交換。當然，該第四板片64也可以是穿孔板片或篩網(wǎng)。通過第一穿孔板片61主要發(fā)揮類似翅片的作用，增大換熱面積，提高該側的換熱系數(shù)。通過第二穿孔板62、第三穿孔板63和其間的第四板片64發(fā)揮類似翅片的作用，增大換熱面積，提高該側的換熱系數(shù)；進一步地，該第二穿孔板62、第三穿孔板63和其間的第四板片64的裝設使得第二板片2和第三板片3之間的距離增大，從而大幅提高第二流道5的有效流通面積。本領域的技術人員能夠理解，本實施例中的穿孔板片可以替換為篩網(wǎng)。實施例3具體參考附圖5可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的一種高效換熱器。在圖4中僅示出其三個板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開,使其分別在第二板片2兩側的流道4，5中流動，通過第二板片2進行冷熱流體的熱量交換。根據(jù)本實施例構造的板式換熱器包括作為強化片的第一、第二、第三穿孔板片61 、62 、63 ο在第二流道5中依次設有第一、第二、第三穿孔板片61'、62'、63'。其中，該第二穿孔板片62'示出為平直的穿孔板片；而第一穿孔板片61'、63'的形狀與相鄰的第二板片2的形狀基本一致，所謂的基本一致是指穿孔板片的波紋形狀、間距等與第二、第三板片2、3相同，僅波紋高度不同。即第一、第三穿孔板片61'、63'所具有的波形的波高分別低于第二板片2、第三板片3所具有的波形在相應位置的波高。在本實施例中,第二板片2和第三板片3具有緊密接觸點7'，第一、第二、第三穿孔板片61' ,62' ,63'均穿過所述緊密接觸點7'設置。通過第一、第二、第三穿孔板片61'、62'、63'，主要發(fā)揮類似翅片的作用，增大換熱面積，以提高該側換熱系數(shù)。 本領域的技術人員能夠理解，本實施例中的穿孔板片可以替換為篩網(wǎng)。 實施例4[0053]具體參考附圖6可知，根據(jù)本實用新型的該優(yōu)選實施例構造的板式換熱器與實施例3類似，其區(qū)別僅在于穿孔板片的數(shù)目。在本實施例中，穿孔板片的數(shù)目示出為5塊。實施例5具體參考附圖7可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器與實施例2類似，其區(qū)別僅在于省略其中的平直的穿孔板片，僅保留作為強化片的第四板片64'。在本實施例中，該第四板片64'上可以不具有穿孔設計，該第二流道5被分成上部流道51'和下部流道52'，其中，上部流道51'中的流體通過第二板片2進行冷熱流體的熱量交換，下部流道52'中的流體通過第三板片3進行冷熱流體的熱量交換。在本實施例中，該第四板片64'上可以具有穿孔設計，第二流道5中的流體通過第二板片2進行冷熱流體的熱量交換。實施例6具體參考附圖8可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器與實施例5類似，其中，第四板片64a可以不與第二板片2、第三板片3形成緊密接觸點,從而使流道5的流通面積隨意增加，以適當?shù)脑黾恿鞯?內流體的流量。此時擾流板片64a僅起強化湍流的作用。應該理解，此時的第四板片的形狀可以與相鄰板的形狀完全相同或基本一致或完全不同。實施例7具體參考附圖9可知，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例構造的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的板片疊裝而成的一種高效換熱器。在圖4中僅示出其三個板片，即第一板片1，第二板片2和第三板片3。第一板片I與第二板片2之間形成第一流道4，第二板片2與第三板片3之間形成第二流道5以將冷熱流體分開,使其分別在第二板片2兩側的流道4，5中流動，通過第二板片2進行冷熱流體的熱量交換。根據(jù)本實施例構造的板式換熱器包括作為強化片的第一、第二穿孔板片61''、62''。在第二流道5中依次設有第一、第二穿孔板片61''、62''。其中，第一、第二穿孔板片61''、62''在第二流道5中與第二板片2、第三板片3疊裝，使得第一穿孔板片61''與第二板片2具有第一緊密接觸點71''，第一穿孔板片61''與第二穿孔板片62''具有第一緊密接觸點72''，第二穿孔板片62''與第三板片3具有第三緊密接觸點73''。當?shù)谝?、第二穿孔板?1'' ,62''的形狀與第一板片I、第二板片2完全相同時，第一流道4與第二流道5的流通面積的比為I :3。實施例8在實施例6的具體應用中，示出為某船用發(fā)電機空冷裝置的實施方案，冷卻水側與普通板式換熱器相同，被冷卻空氣加裝了兩層與板片1、2、3形狀完全相同的穿孔板片61''、62''，采用單片有效傳熱面積為O. 18m2的人字波紋板片，其波紋高度為4. 5mm。流道型式為錯流。用總傳熱面積(冷卻水側)約為6m2的此種板式換熱器代替換熱面積60m2銅管銅翅片的管翅式空冷器。在換熱效果略優(yōu)于銅管銅翅片的管翅式空冷器的條件下，體積和重量都僅為銅管銅翅片的管翅式空冷器的一半，這對于移動式設備而言，具有巨大的優(yōu)越性。[0066]以上所述的，僅為本實用新型的較佳實施例，并非用以限定本實用新型的范圍，本實用新型的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實用新型申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本實用新型專利的權利要求保護范圍。本實用新型未詳盡描述的均為常規(guī)技術內容。
權利要求1.一種板式換熱器，包括至少三塊疊裝的板片以形成至少兩個流道，其特征在于，至少一個流道中設置有至少一層強化片。
2.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片為板片形式、穿孔板片形式或篩網(wǎng)形式。
3.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片與所述板片接觸。
4.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片是平直的穿孔板片或篩網(wǎng)。
5.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片是人字波紋板、豎直波紋板或水平平直波紋板。
6.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片的形狀與板片的形狀完全相同或基本一致或完全不同。
7.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，相鄰的所述板片不接觸。
8.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述強化片與所述板片不接觸。
9.如權利要求I所述的板式換熱器，其特征在于，所述板式換熱器是全焊接式、半焊接式或可拆卸式板式換熱器。
專利摘要本實用新型提供一種板式換熱器，該板式換熱器包括至少三塊疊裝的板片以形成至少兩個流道，至少一個流道中設置有至少一層強化片。所述強化片為板片形式、穿孔板片形式或篩網(wǎng)形式。本實用新型的板式換熱器通過加裝強化片可以有針對性的在保持板式換熱器湍流強度不變甚至提高的基礎上，提高對流換熱系數(shù)較小側的流通面積和實際換熱面積，提高表面換熱系數(shù)，從而提高板式換熱器的總換熱系數(shù)，使板式換熱器在液液、氣液、氣氣換熱，特別是氣液換熱時的效率得以提高，拓寬了板式換熱器的應用范圍。
文檔編號F28F3/02GK202734627SQ20122040223
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權日2012年8月14日
發(fā)明者覃新川 申請人:覃新川