專利名稱：三回路疊層板式熱交換器的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及疊層板式熱交換器。本發(fā)明尤其涉及一種容納三個(gè)獨(dú)立流體回路的疊層板式熱交換器，使得(例如)兩個(gè)致冷劑回路可以以更加理想和有效的方式從單一的水回路傳熱，其中每個(gè)單獨(dú)的致冷劑回路與至少是除了一條以外的全部水通道進(jìn)行熱接觸。2.現(xiàn)有技術(shù)描述如該技術(shù)的熟練人員已知的，一種疊層板式熱交換器包括多塊互相疊置的板，其表面的形狀和間隔安置能在相鄰板之間形成流體通道。板的周邊被密封以防止流體泄漏，設(shè)有入口和出口孔，并選擇性地密封，使得一種特定的流體僅僅流經(jīng)所選的疊層中的流體通道。密封是通過釬焊、軟釬焊或類似工藝完成的，或者有時(shí)候利用置于板之間并由將疊層保持在一起的外部壓緊裝置壓緊的具有適當(dāng)形狀的墊片。為了最佳的熱傳遞，通常使用逆流式流動，也就是一條通道中的流體沿與相鄰?fù)ǖ乐辛黧w流動相反的方向流過疊層。
在致冷用途中，疊層板式熱交換器通常用作致冷劑對水或油、致冷劑對空氣以及致冷劑對致冷劑熱傳遞的冷凝器、水冷卻器、空氣干燥器、油冷卻器和其它裝置。例如，在一般現(xiàn)有技術(shù)水冷卻器中，單一致冷劑回路(即從一個(gè)源輸送的)流過交替的流體通道，而單一水回路流過其余的流體通道，由此水和致冷劑交換熱能。雖然這樣的裝置包括兩個(gè)流動回路，一個(gè)用于致冷劑，一個(gè)用于水，但它們常被稱為單回路冷卻器；然而，為此處的描述清楚起見，熱交換器將由容納的流體回路總數(shù)來定義，例如，如果一種熱交換器容納一個(gè)致冷劑回路和一個(gè)水回路，那么它將被稱為一種雙回路交換器。出于此處說明的目的，通常將水冷卻器作為討論的標(biāo)準(zhǔn)，但可以理解，本發(fā)明可以用于液流或氣流的其它組成。
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)開發(fā)了許多種雙回路冷卻器的設(shè)計(jì)。下面列舉的美國專利中公開了這些設(shè)計(jì)中的若干例子Shimoya等人，No.5,137,082；
Bergqvist等人，No.4,987,955；Pfeiffer，No.4,781,248；Sacca，No.4,470,455；Armes，No.3,240,268；及Edwards等人，No.3,114,686。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，所有這些現(xiàn)有技術(shù)裝置都被設(shè)計(jì)來包含僅僅兩個(gè)流體通路，通常為單獨(dú)一個(gè)致冷劑回路和單獨(dú)一個(gè)水或其它流體回路。
在許多用途中單獨(dú)一個(gè)致冷劑回路是不夠的，要求一個(gè)或多個(gè)附加的回路。在這樣的多回路型式的水冷卻器中，每個(gè)獨(dú)立的致冷劑回路包括一臺獨(dú)立的致冷劑壓縮機(jī)。如果一臺壓縮機(jī)失效，這種配置提供更好的部分載荷性能、更低的冷卻器載荷性能和改善的可靠性及后備裝置。對多致冷劑回路的需求導(dǎo)致某些現(xiàn)有技術(shù)水冷卻器的發(fā)展，其中兩個(gè)或更多個(gè)致冷劑回路作用在同一裝置中的一個(gè)水回路上；例如，常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)的管殼式熱交換器可以制成具有兩個(gè)或更多個(gè)流經(jīng)不同組管子的致冷劑回路。Donaldson的美國專利No.4,002,201中公開了一種稱為“多流體”裝置的現(xiàn)有技術(shù)疊層板式熱交換器；但是，Donaldson的裝置包括兩種液體和一種氣體如空氣，而氣體流過在交替的帶有液體的各對板之間形成的開放空間。這種Donaldson裝置實(shí)際上只是一種雙回路交換器，其中交替的流體通道已被實(shí)際分隔開，以形成一條供第三流體用的第三流體通道，該第三流體是氣體；此種第三流體用的流體通道并非板疊層的整體部分，因此嚴(yán)格說來，Donaldson裝置并非表示一種如術(shù)語被通常理解的疊層板式熱交換器。該Donaldson裝置不適合所有流體回路都包含液體的用途，如水冷卻器的情況。
事實(shí)上，對于先有技術(shù)的疊層板式熱交換器技術(shù)來說，在所有回路中都有液體介質(zhì)的單獨(dú)水冷卻器或其它熱交換器中包括兩個(gè)或更多個(gè)致冷劑回路是一個(gè)持續(xù)和復(fù)雜的問題?，F(xiàn)有技術(shù)的疊層板式熱交換器的形狀可以做成一種擬三回路水冷卻器，方法是將兩個(gè)雙回路熱交換器背對背地安置，使一個(gè)共用的水回路流過兩個(gè)交換器。在這種配置中，一個(gè)致冷劑回路流過第一交換器，而第二致冷劑回路流過獨(dú)立的第二交換器。這種方法在某些應(yīng)用中是滿足要求的，但是它的限制在于在任何點(diǎn)上只有一種致冷劑與水相接觸。當(dāng)兩個(gè)致冷劑回路都操作時(shí)，該裝置的工作令人滿意，但是在大多數(shù)的水冷卻器操作中，大多數(shù)時(shí)間只有一個(gè)致冷劑回路操作，在這些狀況下，現(xiàn)有技術(shù)裝置產(chǎn)生控制問題和潛在的凍結(jié)問題。例如，當(dāng)只有一個(gè)回路用于對流經(jīng)該裝置的水保持一定的輸出溫度時(shí)，該工作致冷劑回路以極低的溫度運(yùn)行，因此在要求較高的壓縮機(jī)功率之外還存在使接觸該致冷劑的水結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)。在另外的現(xiàn)有技術(shù)裝置中產(chǎn)生類似的問題，其中一個(gè)水回路一分為二，使得50％的水流經(jīng)一個(gè)熱交換器而另外的50％流經(jīng)第二個(gè)熱交換器，這兩部分水在兩個(gè)交換器的下游流到一起；在任何一種現(xiàn)有技術(shù)多回路裝置中相互的熱力關(guān)系實(shí)際上都是相同的。
如果兩個(gè)致冷劑回路與基本上所有流經(jīng)冷卻器的水都產(chǎn)生熱傳遞接觸，那么三回路水冷卻器的現(xiàn)有技術(shù)試驗(yàn)中存在的問題都可以避免。
發(fā)明概述本人開發(fā)了一種具有“交錯(cuò)的”流體回路的三回路疊層板式熱交換器，其中兩個(gè)流體回路與第三流體回路基本上全部發(fā)生熱傳遞接觸。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的單塊板以這樣一種方式壓紋制造，使得可以僅僅利用兩種不同的構(gòu)型容納三個(gè)回路，從而更容易和更便宜地實(shí)施這些優(yōu)選實(shí)施例。在其它實(shí)施例中，板中形成的任意選用的凸出部造成內(nèi)部擋板，這些擋板在其相應(yīng)的流體通道內(nèi)限制和引導(dǎo)第一和第二流體流動，由此使熱交換器能夠在水平狀態(tài)中操作而不是在垂直狀態(tài)中操作。
根據(jù)本發(fā)明，本人提供一種三回路疊層板式熱交換器，該交換器包括一個(gè)由至少六塊外部尺寸均勻的基本上矩形的板組成的疊層，這些板以疊置的關(guān)系排列，相鄰板的周邊以流體密封的方式連接，每塊板的表面的形狀制成在該板和疊層中其它板之間形成通道，每塊板有六個(gè)開通的孔口，這些孔口的尺寸和位置是這樣的，使得在疊置的板中這些孔口對準(zhǔn)而形成通過疊層的入口和出口導(dǎo)管，供第一、第二和第三流體中的每一種通過一個(gè)或多個(gè)通道，每對相鄰的板圍繞重復(fù)的四塊相繼板組內(nèi)六個(gè)孔中的四個(gè)孔以流體密封的方式連接如下a)第一和第二板在形成第一和第二流體用的入口和出口導(dǎo)管的孔處連接；b)第二和第三板在形成第一和第三流體用的入口和出口導(dǎo)管的孔處連接；c)第三和第四板在形成第一和第二流體用的入口和出口導(dǎo)管的孔處連接；d)第四板和后續(xù)四板一組的第一板在第二和第三流體用的入口和出口導(dǎo)管的孔處連接；圍繞孔的板的形狀做成這樣，使得在相鄰的板沒有以流體密封的方式連接的地方一種流體從其入口導(dǎo)管流入相鄰板之間的通道并從該通道流入該流體用的出口導(dǎo)管，由此當(dāng)?shù)谝弧⒌诙偷谌黧w利用供每種流體用的相應(yīng)的入口導(dǎo)管引入疊層時(shí)，第三流體將流經(jīng)疊層中每個(gè)第一流體通道和每個(gè)第二流體通道兩側(cè)上的通道。
在一個(gè)水平安裝的實(shí)施例中，每塊板有一個(gè)縱軸和一個(gè)橫軸，在一端的沿橫向?qū)χ玫牡谝缓偷诙锹渑c在另一端的沿橫向?qū)χ玫牡谌偷谒慕锹?，第三和第四角落分別與第一和第二角落沿對角線對置，同時(shí)a)每塊板中的第一和第二流體入口導(dǎo)管孔彼此鄰接并安置在該板的第一角落附近；b)每塊板中的第一和第二流體出口導(dǎo)管孔彼此鄰接并安置在該板的第二角落附近；c)每塊板中的第三流體入口導(dǎo)管孔安置在該板的一端在第一和第二流體入口導(dǎo)管孔與第一和第二流體出口導(dǎo)管孔之間；d)每塊板中的第三流體出口導(dǎo)管孔安置在該板的對置端部處；e)每塊第一和第三板的表面的形狀做成形成一個(gè)波峰，該波峰從一端的邊緣處的第一和第二流體入口導(dǎo)管孔與第三流體入口導(dǎo)管孔之間的一個(gè)點(diǎn)延伸到一個(gè)與對置端部間隔的點(diǎn)；f)每塊第二和第四板的表面的形狀做成形成一個(gè)波谷，其長度和位置相應(yīng)于每個(gè)第一和第三板中的波峰；g)第一和第三板中的波峰的高度與第二和第四板中的波谷的深度是這樣的，使得疊層中的每塊第二和第四板中的波谷分別接觸每塊相鄰的第三和第一板中的波峰，以形成一個(gè)控制和引導(dǎo)流體流動用的擋板。
在一個(gè)僅需要兩種板構(gòu)型的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，本人提供一種三回路疊層板式熱交換器，該交換器包括一個(gè)由外部尺寸均勻的基本上矩形的板組成的疊層，這些板以疊置的關(guān)系排列，相鄰板的周邊以流體密封的方式連接，其特征在于a)該疊層由一種第一構(gòu)型的第一板與一種第二構(gòu)型的第二板交替組成；b)疊層中頂部兩塊板下方的每塊第一和第二板相對于疊層中其上方的第一或第二板分別轉(zhuǎn)動180°；c)每個(gè)板有橫軸和縱軸；d)每塊板包括一個(gè)熱交換部分，其中板表面具有波峰和波谷，它們分別位于間隔的平行的上下平面中；e)每塊板具有在板中開出的第一、第二和第三對基本上圓形的孔，用于能夠通過流體，每對孔中的一個(gè)孔靠近該板的一端，而每對孔中的另一孔靠近該板的另一端，第一對和第二對孔是這樣安置的，使得其中心限定一個(gè)矩形的四角，該矩形相對于該板的縱軸和橫軸是對稱的，第三對孔的中心位于該板的縱軸上并與該板的橫軸等距離；f)每塊第一板的表面的形狀做成這樣，使得i)第一對孔的每個(gè)孔有一個(gè)第一直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該環(huán)形平臺位于平行平面的下平面中并具有第一寬度和離孔心的第一距離；ii)第二對孔的每個(gè)孔有一個(gè)第二直徑，而圍繞每個(gè)孔的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一環(huán)形平臺位于平行平面的下平面中并具有第一寬度和離孔心的第一距離，該第二環(huán)形平臺位于平行平面的上平面中并具有第二寬度和離孔心的第二距離，該第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是該孔的邊緣，該第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣在該一個(gè)平臺的外邊緣的沿徑向的外部，該板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接該一個(gè)平臺的沿徑向的外邊緣和該另一個(gè)平臺的沿徑向的內(nèi)邊緣；iii)第三對孔的每個(gè)孔有一個(gè)第三直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的上平面中并具有第三寬度；g)每塊第二板的表面的形狀做成這樣，使得i)第一對孔的每個(gè)孔具有上述第二直徑，而圍繞每一個(gè)孔的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一環(huán)形平臺位于平行平面的上平面中并具有上述第一寬度和離孔心的第一距離，該第二環(huán)形平臺位于平行平面的下平面中并具有上述第二寬度和離孔心的第二距離，該第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是該孔的邊緣，該第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣在該一個(gè)平臺的外邊緣的沿徑向的外部，該板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接該一個(gè)平臺的沿徑向的外邊緣和該另一個(gè)平臺的沿徑向的內(nèi)邊緣；ii)第二對孔的每個(gè)孔具有上述第一直徑，而圍繞每個(gè)孔的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該環(huán)形平臺位于平行平面的上平面中并具有上述第一寬度和離孔心的第一距離；iii)第三對孔的每個(gè)孔具有上述第三直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的下平面中并具有上述第三寬度；h)相鄰板中平臺的貼合表面以流體密封的方式結(jié)合在一起。
在一個(gè)特別適合于安裝在水平位置中的雙板實(shí)施例中，本人提供一種三回路疊層板式熱交換器，該交換器包括一個(gè)由外部尺寸均勻的基本上矩形的板的組成的疊層，這些板以疊層的關(guān)系排列，相鄰板的周邊以流體密封的方式連接，其特征在于a)該疊層由一種第一構(gòu)型的第一板與一種第二構(gòu)型的第二板交替組成；b)疊層中頂部兩塊板下方的每塊第一和第二板相對于疊層中其上方的第一或第二板分別轉(zhuǎn)動180°；c)每塊板有橫軸和縱軸；d)每塊板包括一個(gè)熱交換部分，其中板表面具有波峰和波谷，它們分別位于間隔的平行的上下平面中；e)每塊板具有在板中開出的六個(gè)基本上圓形的孔，用于能夠通過流體，這些孔包括在該板一個(gè)角落附近的彼此鄰接的第一和第二孔、在該板的沿對角線對置的角落附近的彼此鄰接的第三和第四孔，以及在該板的相應(yīng)的對置兩端處的第五和第六孔，第一和第四孔兩者的中心離縱軸和橫軸分別為第一和第二距離，第二和第三孔兩者的中心離縱軸為第一距離而離橫軸為第三距離，而第五和第六孔的中心位于縱軸上并離橫軸等距離；f)每塊第一板的表面的形狀做成這樣，使得i)第一和第三孔的每個(gè)孔具有第一直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的下平面中并具有第一寬度和離孔心的第一距離；ii)第二和第四孔的每個(gè)孔具有第二直徑，而圍繞每個(gè)孔的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一環(huán)形平臺位于平行平面的下平面中并具有第一寬度和離孔心的第一距離，該第二環(huán)形平臺位于平行平面的上平面中并具有第二寬度和離孔心的第二距離，該第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是該孔的邊緣，該第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣在該一個(gè)平臺的外邊緣的沿徑向的外部，該板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接該一個(gè)平臺的沿徑向的外邊緣和該另一個(gè)平臺的沿徑向的內(nèi)邊緣；iii)第五和第六孔的每個(gè)孔有一個(gè)第三直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的上平面中并具有第三寬度；iv)該板表面包括沿縱向延伸的第一和第二波峰，其頂部位于平行平面的上平面中，該第一波峰位于第五孔與第一和第二孔之間并從最靠近第一和第二孔的板的第一端部延伸到一個(gè)離對置端部的距離為約三分之一板寬度的點(diǎn)，該第二波峰位于第六孔與第三和第四孔之間并從該對置端部延伸到一個(gè)離第一端部的距離為約三分之一板寬度的點(diǎn)，這些波峰平行于該板的縱軸并與該縱軸等距離；g)每塊第二板的表面的形狀做成這樣，使得i)每個(gè)第一和第三孔具有上述第二直徑，而圍繞每個(gè)孔的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一環(huán)形平臺位于平行平面的上平面中并具有上述第一寬度和離孔心的第一距離，該第二環(huán)形平臺位于平行平面的下平面中并具有上述第二寬度和離孔心的第二距離，第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是該孔的邊緣，而第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣在該一個(gè)平臺的外邊緣的沿徑向的外部，該板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接該一個(gè)平臺的沿徑向的外邊緣和該另一個(gè)平臺的沿徑向的內(nèi)邊緣；ii)第二和第四孔的每個(gè)孔具有上孔第一直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的上平面中并具有上述第一寬度和離孔心的第一距離；iii)第五和第六孔的每個(gè)孔具有上述第三直徑，而圍繞每個(gè)孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺位于平行平面的下平面中并具有上述第三寬度；iv)該表面包括沿縱向延伸的第一和第二波谷，其底部位于平行平面的下平面中，第一和第二波谷的位置和長度分別與上述第一和第二波峰的位置和長度相對應(yīng)；h)相鄰板中的貼合表面以流體密封的方式結(jié)合在一起。
從下述現(xiàn)有的某些優(yōu)選實(shí)施例中可以明顯地得出本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、目的和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡述附圖中表示本發(fā)明的某些現(xiàn)有的優(yōu)選實(shí)施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種疊層板式熱交換器的透視圖，其中在內(nèi)部疊層中只使用兩種板的構(gòu)型，交換器的近端被斷開以顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖2是在圖1的斷開處截取的圖1結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖3、4、5是圖2的復(fù)制，陰影部分分別表示充滿第一、第二和第三流體的流體通道；圖6是圖2的熱交換器中使用的兩種板構(gòu)型之一的平面圖，其中央部分省去以縮短該圖；圖7是沿圖6中7-7線截取的截面圖，以仿效的形式表示每個(gè)流體孔周圍的板的剖面輪廓；圖8是類似于圖6的平面圖，但表示圖2的熱交換器中使用的兩種板的構(gòu)型中的第二種；圖9是沿圖8中9-9線截取的剖面圖，以仿效的形式表示每個(gè)流體孔周圍的板的剖面輪廓；圖10是類似于圖7的圖，但表示圖6的板的另一種構(gòu)型；圖11是類似于圖9的圖，但表示圖8的板的另一種構(gòu)型；圖12是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種熱交換器的頂視圖，在疊層中同樣只包括兩種板的構(gòu)型，但在選定的流體通道中有兩個(gè)內(nèi)部擋板，以控制和引導(dǎo)流體流動；圖13是沿圖12中通過第一和第二流體用的孔的13-13線截取的剖面圖；圖14是沿圖12中通過第二和第三流體用的孔的14-14線截取的剖面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種熱交換器的頂視圖，要求多于兩種的板構(gòu)型，并在選定的流體通道中有一個(gè)內(nèi)部擋板，以控制和引導(dǎo)流體流動。
優(yōu)選實(shí)施例的描述參照附圖，在圖1中用10、在圖12中用100而在圖15中用150來總體表示一種三回路疊層板式熱交換器的一種或另一種型式，該交換器是用一組互相疊置的基本上矩形的板制成的，這些板的周邊以流體密封的方式連接在一起；一種典型的熱交換器的總長度可以是其總寬度的兩倍，其高度取決于疊置的板的數(shù)目。參照圖1-11，熱交換器包括一塊蓋板12、一塊背板14、一塊頂部密封板16和根據(jù)本發(fā)明的一疊層10塊內(nèi)板，用18、20、18R和20R標(biāo)示。蓋板12和背板14是扁平的，比其它板稍厚，以提供結(jié)構(gòu)剛性。疊層中其它板每一塊有一個(gè)向外向下擴(kuò)口的周邊裙部21，使得疊層中相鄰的板將互相“嵌套”以達(dá)到最佳密封。疊層中內(nèi)板的數(shù)目主要由熱交換器中所需的冷卻容量和流動容量決定；如后面要討論的，本發(fā)明預(yù)定的功能至少需要六塊這樣的板，但通常此類熱交換器可以在疊層中使用從20到多達(dá)120塊的內(nèi)板。圖中示出的10塊板的內(nèi)部疊層是為便于例示本發(fā)明而選定的。每塊板分別具有縱軸“A-縱軸”和橫軸“A-橫軸”。
本人的熱交換器中使用的板的材料通常選自退火的304型或316型不銹鋼與90/10銅/鎳合金，雖然也可以使用其它材料如極軟退火鈦；選擇特定的板材料被認(rèn)為屬于該技術(shù)的一般專業(yè)人員份內(nèi)的事。同樣，此處使用的術(shù)語“以流體密封的方式連接”指通過疊層板式熱交換器技術(shù)中使用的若干種方法中任何一種的連接，如前面提到的釬焊、軟釬焊、使用墊圈等等。本人優(yōu)先使用一種真空釬焊工藝，其中將一層薄銅箔置于疊層中板的貼合表面之間，然后對疊層進(jìn)行真空釬焊，由此使銅箔熔化在貼合的板表面上，形成流體密封的連接。在本說明書和后隨的權(quán)利要求書中，術(shù)語“貼合表面”指真正貼合的或?qū)⒃跊]有任何中間插入層情況下貼合的表面；嚴(yán)格說來，密封之后此種表面接觸密封劑而非互相接觸，但為了方便起見本人對密封前和密封后的兩種此類表面均使用術(shù)語“貼合”。
圖1至11表示一種三回路疊層板式熱交換器，其中內(nèi)部疊層是由僅具有兩種不同構(gòu)型的板組成的，它們在疊層內(nèi)互相交替，其中交替的構(gòu)型相同的板被倒轉(zhuǎn)而形成三個(gè)流體回路。因此，第一構(gòu)型的第一板18與第二構(gòu)型的第二板20交替；字母“R”加在圖中板號后面，表示該板已經(jīng)從疊層頂部的初始取向轉(zhuǎn)動180°(即端部對端部)，此種初始取向在圖6和8中分別對板18和20示出。因此可以理解，在疊層中頂部兩塊板下方的每塊第一和第二板18和20分別相對于疊層中在其上方的第一或第二板轉(zhuǎn)動180°。
每塊第一板18包括一個(gè)熱交換部分22，而每塊第二板20包括一個(gè)熱交換部分24。在熱交換部分中，板表面具有分別處于間隔的平行上下平面Pu和PL中的波峰和波谷；平面Pu和PL的位置對板18示于圖7和圖10中，對板20示于圖9和圖11中。在根據(jù)本發(fā)明的一種典型的交換器中，平面Pu和PL可以例如隔開3/32英寸；可以理解，能夠在僅僅隔開3/32英寸的板之間形成熱交換部分，但這些板必須是延性適宜的金屬薄板，如該技術(shù)中公知的；本人可能在本發(fā)明的實(shí)施中使用的一種普通的板材料為0.016英寸厚，本人通常利用一種公知的方法如模具沖壓或壓紋法。在示出的實(shí)施例中，除了后面要更充分地?cái)⑹龅拿總€(gè)端部圍繞流體流動孔的區(qū)域外，板表面上的熱交換部分都做成規(guī)則間隔的波紋形狀。如圖6和圖8中所示，波紋形狀的波峰和波谷成三部分的人字形圖形橫穿板18和20，縱軸上的方向變化點(diǎn)將板的寬度分成三部分。觀察表示縱軸豎直的板18的圖6，板18的波紋形狀從左側(cè)以與水平線成大約30°角度向下延伸達(dá)板寬度的1/3，然后以同一角度向上延伸板寬度的中央1/3，最后又向下延伸板寬度的其余1/3；圖8中所示的板20的波紋形狀其圖形是板18圖形的鏡像。因此，當(dāng)板18和20在疊層中交替時(shí)，在每塊板中的波紋與下面的板中的波紋相交處上一塊板的波谷接觸下一塊板的波峰，由此在相鄰的板之間形成通道，這些通道使流體能夠流動，但迫使流體流入非直線型路徑，因?yàn)樵诓y形狀的接觸點(diǎn)處形成了障礙；如該技術(shù)的專業(yè)人員所公知的，此種非直線型流動對最佳的熱傳輸是最好的。雖然在先有技術(shù)的疊層板式熱交換器中已經(jīng)用過波紋形狀，但它們通常為單人字圖形，即橫跨該板形成V形；但是，本人發(fā)現(xiàn)，對于本發(fā)明的優(yōu)選的倒轉(zhuǎn)雙板實(shí)施例，需要一種將板的寬度分成奇數(shù)的相等部分的波紋圖形；雖然本人優(yōu)選了圖示的三折人字圖形，但另一種合適的圖形是一種其中平行的波紋形狀以與橫軸成一定角度的不間斷直線橫跨該板的圖形。其它表面構(gòu)型當(dāng)然也是可以的，只要它們在疊層的相鄰的板之間形成流體通道。
如圖6和圖8中所示，每塊板18和20有基本上圓形的第一對、第二對和第三對孔(對板18為26、28、30，對板20為32、34、36)通過該板以供流體通過，每塊板總共有六個(gè)這樣的孔。這些孔對于縱軸和橫軸都是對稱配置的，每對孔中的一個(gè)靠近該板的一端而每對孔中的另一個(gè)靠近該板的另一端。板18中的成對孔26、28和板20中的成對孔32、34的位置是這樣的，使得它們的中心限定一個(gè)矩形的四個(gè)角，該矩形對于該板的縱軸和橫軸都是對稱的，而成對的孔30和36的位置使它們的孔心位于板的縱軸上并與橫軸等距離。孔30和36分別離板18和20的橫軸的距離不必等于孔26、28和32、34離同一橫軸的距離，但這些距離可以方便地全都相等，圖中示出的就是如此。如從圖1至圖5中明顯可見的，在蓋板12和頂部密封板14中同樣開出尺寸和位置與板18和20中的孔相應(yīng)的孔，而蓋板12額外包括固定在每個(gè)孔上的配件38，用于連接到軟管之類物件上以輸送和流回流體。在裝配好的熱交換器中，孔在疊層中對準(zhǔn)，以形成分別流過交換器的每種第一、第二和第三流體的入口和出口導(dǎo)管R1、R2和W。
根據(jù)本發(fā)明的三回路熱交換器用于每種第一和第二流體(最普通的是致冷劑)與一種第三流體(通常為水)之間的熱傳遞。如上所述，本人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了使整體結(jié)構(gòu)中的此種熱傳遞最優(yōu)化，第三流體通道必須與第一和第二流體通道交錯(cuò)。在本人發(fā)現(xiàn)的最實(shí)用配置中，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器是這樣構(gòu)造的，使得第一或第二流體的每個(gè)流體通道在其兩側(cè)有第三流體的流體通道，也即第一和第二兩種流體的流體通道壁100％地與第三流體存在熱傳遞接觸。觀察另一種方式，在圖1至5中所示的實(shí)施例中，除了疊層的頂部和底部處的那些以外，每個(gè)第三流體通道在其一側(cè)有一個(gè)第一流體通道而在其另一側(cè)有一個(gè)第二流體通道；這樣，在典型的情況下第一和第二流體為致冷劑，第三流體為水，而內(nèi)部疊層包括20塊或更多的板，本人的交換器使水與整個(gè)疊層中兩種致冷劑實(shí)際上完全熱接觸，由此不僅當(dāng)兩種致冷劑均有效而且當(dāng)僅僅一種致冷劑有效(例如當(dāng)僅僅使用部分冷卻容量時(shí))也能使水得到的或給出的熱傳遞變?yōu)樽畲蟆?br> 本人發(fā)現(xiàn)，以下述方式在每塊板中形成圍繞孔的區(qū)域，僅使用兩種內(nèi)部疊層板構(gòu)型就可以獲得上述流動圖形。
參照圖2、6和7，板18圍繞其流體孔26、28、30的構(gòu)型如下每個(gè)孔26有一個(gè)第一直徑D1，而圍繞該孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形的平臺40，該平臺40位于下平面PL中并具有第一寬度W1和距孔心的第一距離C1。每個(gè)孔28有一個(gè)第二直徑D2，而圍繞該孔的板表面形成兩個(gè)環(huán)形平臺42、44，其中之一42具有寬度W1和距孔心的距離C1并位于下平面PL中，而其中的另一個(gè)44具有第二寬度W2和距孔心的距離C2并位于上平面Pu中。在圖1至圖9中平臺44的內(nèi)邊緣是孔28的邊緣，平臺42的內(nèi)邊緣在平臺44的外邊緣沿徑向的外部，而板的表面形成一個(gè)連接平臺42和44的相鄰邊緣的區(qū)段46。每個(gè)孔30有一個(gè)第三直徑D3，而圍繞該孔的邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形的平臺48，該平臺48具有第三寬度W3并位于上平面Pu中。
參照圖2、8和9，板20圍繞其流體孔32、34、36的構(gòu)型如下每個(gè)孔32具有與板18中的孔28相同的直徑D2，而圍繞該孔的板表面形成兩個(gè)環(huán)形平臺50、52，其中之一50位于上表面Pu中并具有與板18中的平臺40相同的寬度W1和距孔心的距離C1；圍繞孔32的第二平臺52位于下平面PL中并具有與板18中的平臺44同樣的寬度W2和距孔心的距離C2。在圖1至圖9中平臺52的內(nèi)邊緣是孔32的邊緣，平臺50的內(nèi)邊緣在平臺52的外邊緣沿徑向的外部，而板表面形成的區(qū)段54連接平臺50和52的相鄰邊緣。每個(gè)孔34具有直徑D1，而圍繞該孔邊緣的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺56，該平臺56具有寬度W1和距孔心的距離C1并位于上平面Pu中。最后，每個(gè)孔具有與板18中的孔30相同的直徑D3，而圍繞該孔的邊緣的表面形成一個(gè)環(huán)形平臺58，該平臺58位于下平面PL中并具有如板18中的平臺48一樣的寬度W3。
做成上述形狀的板18和20是通過沖壓或該技術(shù)中公知的其它普通方法制成的。
在圖1至5所示的熱交換器的組裝中，內(nèi)部疊層如圖示那樣裝配，也即從圖2中疊層的頂部開始，使如圖6中取向的板18位于頂部，在其下面是如圖8中取向的板20，然后是旋轉(zhuǎn)180°的板18(18R)，其下是旋轉(zhuǎn)180°的板20(20R)，然后是如圖6中取向的板18，如圖8中取向的板20，以及同樣重復(fù)圖形的其它板，直到達(dá)到所要的板的數(shù)目。應(yīng)當(dāng)理解，雖然重復(fù)的疊層圖形包括四塊板，但最終疊層中板的數(shù)目可以不是用4除得盡的，也即疊層的末端可以是通過圖形的部分路徑，如圖1至圖5中的情況。在這樣的組裝之后，將頂部密封板16置于疊層上，而將一個(gè)環(huán)形墊圈60置于最下板20的孔34之下，以提供附加的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并在這些位置上密封板20和背板14之間的空間。孔32或36的周圍不需要此種墊圈，因?yàn)槠脚_52和58位于下平面PL中并因此貼合板14。如圖2中所示，頂部密封板16的形狀做成位于板18中孔26上方以便圍繞那些孔與板18的構(gòu)型相匹配，從而當(dāng)對組裝的單元進(jìn)行釬焊時(shí)提供合適的密封。在孔28和30上方不需要此種特定構(gòu)型，因?yàn)槠脚_48和44位于上平面Pu中，因此在組裝成的單元中貼合板16的扁平表面。
當(dāng)所有板被安置在疊層中，包括背板14和帶有配件38的蓋板12，將組件真空釬焊，以便以流體密封的方式連接所有貼合的表面。在圖1至5的實(shí)施例中，此種連接例如形成于沿相鄰板的周邊裙部處，在蓋板12和頂部密封板16之間，在背板14和貼合背板的最下板20的部分之間，以及在相鄰內(nèi)部疊層板的熱交換部分的波峰和波谷相交和貼合處。對本發(fā)明最重要的是，在內(nèi)部疊層的每對相鄰板之間，在這些板的六個(gè)孔中四個(gè)孔的周圍形成此種液密連接。例如，觀看圖1至圖9，假定水冷卻劑第一致冷劑R1為第一流體，第二致冷劑R2為第二流體而水W為第三流體，流體密封的連接如下第一板18和第二板20利用板18中的平臺40和42連接在對第一流體R1和第二流體R2形成導(dǎo)管的幾個(gè)孔處，板18中的平臺40和42分別貼合平臺50和56。第二板20和第三板18R利用板20中的平臺52和58連接在對第一流體R1和第三流體W形成導(dǎo)管的幾個(gè)孔處，板20中的平臺52和58分別貼合板18R中的平臺44和48。第三板18R和第四板20R利用板18R中的平臺42和40連接在對第一流體R1和第二流體R2形成導(dǎo)管的幾個(gè)孔處，板18R中的平臺42和40分別貼合板20R中的平臺56和50。第四板20R和后繼的一組四板中的第一板18利用板20R中的平臺52和58連接在對第二流體R2和第三流體W形成導(dǎo)管的幾個(gè)孔處，板20R中的平臺52和58分別貼合板18中的平臺44和48。然后通過內(nèi)部疊層中的其余板重復(fù)平臺連接圖形。當(dāng)然可以理解，在板并不以流體密封的方式連接的那些孔處，進(jìn)入一個(gè)入口孔的流體流過在板之間形成的通道并經(jīng)過相應(yīng)的出口孔返回。
圖3至圖5表示根據(jù)本發(fā)明的圖2的熱交換器和其它熱交換器中利用上述選擇的孔的密封建立的流體流動圖形。疊層內(nèi)部由第一、第二、第三流體R1、R2、R3中的每一種流體占據(jù)的部分分別在圖3、4、5中用斜線表示。對這些圖的比較表明，在根據(jù)本發(fā)明的一種典型的水冷卻器中為水的第三流體W流過的通道其兩側(cè)為第一流體R1和第二流體R2的每個(gè)通道，后兩種流體在根據(jù)本發(fā)明的一種典型的水冷卻器中為致冷劑。
圖10和圖11以仿效形式分別表示本發(fā)明優(yōu)選的雙板型式的板18和20中孔區(qū)域的替換構(gòu)型。差異存在于板18的孔28和板20的孔32中，每塊板中的其它孔區(qū)域在圖7和10與圖9和11之間沒有變化。如前所述，在圖7中平臺44位于平臺42的沿徑向內(nèi)側(cè)，而在圖9中平臺52位于平臺50的沿徑向內(nèi)側(cè)。本人發(fā)現(xiàn)，在某些情況下最好顛倒孔28和32處平臺的徑向位置，這種顛倒示于圖10和11中。例如，在圖10中平臺42在平臺44的沿徑向內(nèi)側(cè)，而在圖11中平臺50在平臺52的沿徑向內(nèi)側(cè)。也可以看出，在該替換的構(gòu)型中，第二直徑D2等于第一直徑D1。
可以理解，雖然此處的圖將所述的環(huán)狀平臺表示為相對于板的其它尺寸的特定寬度，但在本發(fā)明的實(shí)施中不需要特定的相對的平臺寬度，這方面的唯一要求是各個(gè)平臺如此處所述地貼合，從而圍繞選擇的孔完全形成流體密封的連接。例如，本人預(yù)定在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括這樣的熱交換器，其中平臺分別僅僅是孔周圍的環(huán)形波峰或波谷的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，使得每種情況下平臺貼合區(qū)基本上是一條圓環(huán)線。
重新參照圖1，圖1至圖9的優(yōu)選熱交換器的功能在扁平位置或豎直位置兩種位置中任何一種下都是最佳的，扁平位置就是使板的縱軸和橫軸都處于水平位置，垂直位置就是使縱軸豎直而橫軸水平。但是，在某些用途中，熱交換器必須水平安裝，其中縱軸為水平而橫軸為豎直；在這種取向中，圖1至9的實(shí)施例的孔的配置對于流過交換器的流體特別是第一和第二流體為致冷劑而第三流體為水時(shí)產(chǎn)生比最佳情況要差的流動圖形。下述討論將按照這樣一種三回路水冷卻器來進(jìn)行，其中第一和第二流體為致冷劑而第三流體為水。
本人發(fā)現(xiàn)，可以對本發(fā)明的水平安裝式水冷卻器改進(jìn)致冷劑流動圖形，方法是將板的熱交換部分的形狀做成在致冷劑流體通道中形成擋板以控制和引導(dǎo)致冷劑的流動。圖12至14表示一種在每個(gè)致冷劑通道內(nèi)具有兩個(gè)擋板的雙板冷卻器，而圖15表示一種要求多于雙板的構(gòu)型而在每個(gè)致冷劑通道內(nèi)包括單獨(dú)一個(gè)擋板的冷卻器。
先參照圖12至14，熱交換器100包括一個(gè)蓋板112、背板114、頂部密封板116和一個(gè)由10塊板118、120、118R、120R組成的內(nèi)部疊層；如圖1至5中一樣，在板號后加“R”表示該板已經(jīng)從疊層頂部處的初始取向轉(zhuǎn)動180°。冷卻器100的總體結(jié)構(gòu)與圖1和2中的熱交換器10相似，但兩者的流體導(dǎo)管位置不同，此外的不同還在于冷卻器100包括上述擋板，這將在下面更具體地描述。
冷卻器100中每個(gè)內(nèi)板118、120、頂部密封板116和蓋板112有六個(gè)通過它們開出的基本上圓形的孔，使流體能夠通過。圖10表示蓋板112中孔的位置；第一和第二孔122、124互相鄰近，靠近圖12中板的右下角；第三和第四孔126、128互相鄰近，靠近該板的沿對角線對置的角落；而第五和第六孔130、132位于板的相對兩端?？?22和128的中心離縱軸和橫軸的距離分別為第一和第二距離E1和E2；孔124和126的中心離縱軸為距離E1而離橫軸為第三距離E3；而孔130和132的中心位于縱軸上并離橫軸相等距離。板112的孔的位置在頂部密封板和每個(gè)內(nèi)板118、120中是相同的；當(dāng)板118和120轉(zhuǎn)動180°時(shí)，保持此種配置的合適的孔的準(zhǔn)直關(guān)系，如圖13和14中明顯可見的。
在圖12至14中，致冷劑R1的入口和出口導(dǎo)管形成于孔的位置122和126處；致冷劑R2的入口和出口管形成于孔的位置124和128處，而水W的入口和出口管形成于孔的位置130和132處。
為了提供圖3-5中所示的優(yōu)選流體流動圖形，板118和120的孔的密封構(gòu)型(即孔周圍的環(huán)形平臺)分別與圖2至圖9中的板18和20的孔的密封構(gòu)型相同，而平臺位于與圖7和圖9中的Pu和PL相對應(yīng)的兩個(gè)平行平面之一中。因此，在孔的位置122和126的周圍，板118的構(gòu)型類似于板18的孔26的周圍的構(gòu)型而板120的構(gòu)型類似于板20的孔32周圍的構(gòu)型；在孔的位置124和128的周圍，板118的構(gòu)型類似于孔28周圍的板18而板120的構(gòu)型類似于孔34周圍的板20；在孔的位置130和132的周圍，板118的構(gòu)型類似于孔30周圍的板18而板120的構(gòu)型類似于孔36周圍的板20。
為了控制和引導(dǎo)圖12至14的冷卻器中的致冷劑R1和R2，板118和120的形狀做成在每個(gè)致冷劑流體通道中形成兩個(gè)擋板134、136；擋板的位置和長度用虛線表示于圖12中，而形成這些擋板的板構(gòu)型以截面示于圖14中。如這樣示出的，每個(gè)板118的表面的形狀做成包括沿縱向延伸的第一和第二波峰138、140，其頂部位于與圖6和圖8的平面Pu相應(yīng)的上平行平面中。波峰138位于孔位置130和孔位置124之間并從最靠近這些孔的板的端部(即圖12的后端部)延伸到一個(gè)與對置端部間隔板寬度的約三分之一距離。波峰140位于孔位置132和孔位置126之間并從最靠近這些孔的板的端部(即圖12的左端部)延伸到一個(gè)與相對端部間隔板寬度的約三分之一距離。為了合適地定位，當(dāng)這些板倒轉(zhuǎn)時(shí)，波峰138和140平行于縱軸并與縱軸等距離。為了完成擋板結(jié)構(gòu)，每塊板120的形狀做成包括第一和第二波谷142、144，它們的底部位于與圖6和圖8的PL相對應(yīng)的下平行平面中，而且它們具有與板118中的波峰138和140分別相同的位置和長度。
由于板118和120的形狀做成如上所述并如圖13和14中所示，無論何時(shí)當(dāng)板120位于板118上方時(shí)板118中的波峰138、140貼合板120中的波谷142、144，在產(chǎn)生此種貼合的每個(gè)流體通道中形成擋板134和136。圖13和圖14的疊層的流體流動截面圖形與圖3至圖5中所示的相同，因此可以看出，對于圖14的板構(gòu)型形成擋板的貼合僅僅在致冷劑通道中產(chǎn)生，因此不影響水流通過冷卻器。參照圖12，當(dāng)致冷劑在位置122和124處引入時(shí)，它們通過水平安裝的疊層的流動遵從由箭頭F指示的總路徑。因此，擋板134和136控制和引導(dǎo)致冷劑R1和R2，使得它們與其通道壁的全范圍并轉(zhuǎn)而與它們鄰接的水通道進(jìn)行熱交換接觸。
雖然上述描述針對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中熱交換器的內(nèi)部疊層是由僅有兩種不同表面構(gòu)型的板疊置而成的，但可以理解，其它實(shí)施例處在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如一種合適的內(nèi)部疊層可以包括具有三種或更多種不同表面構(gòu)型的板，每塊板有六個(gè)通過板開出的孔，當(dāng)交換器被組裝后，這些孔的尺寸和位置形成通過疊層的入口和出口導(dǎo)管，用于第一、第二和第三流體中的每一種流體。對于根據(jù)本發(fā)明的合適功能，這種內(nèi)部疊層必須包括至少六塊板，而每對相鄰的板必須圍繞重復(fù)的每四塊相繼的板一組內(nèi)的六個(gè)孔中的四個(gè)孔以流體密封的方式連接，使第一和第二板連接在用于第一和第二流體的入口和出口孔處，第二和第三板連接在用于第一和第三流體的入口和出口孔處，第三和第四板連接在用于第一和第二流體的入口和出口孔處，而第四板和后續(xù)的四塊一組中的第一板連接在用于第二和第三流體的入口和出口孔處。如對于優(yōu)選的雙板實(shí)施例一樣，這種替換的實(shí)施例通常預(yù)定以上述扁平的或垂直的位置安裝。對于水平位置的用途，與圖12中相似的在每個(gè)第一和第二流體通道中形成兩個(gè)擋板的板構(gòu)型當(dāng)然會改進(jìn)熱傳遞。另外，一系列單個(gè)擋板可以有助于該目的。一種此類的熱交換器150示于圖15的頂視圖中。如該圖中所示，蓋板中的六個(gè)孔以及每塊內(nèi)部疊層板中的那些孔相對于板的水平軸和橫軸分別配置如下分別用于第一和第二流體的入口152、154在靠近該板的第一角落處彼此鄰接；分別用于第一和第二流體的出口156、158在靠近該板的橫向?qū)χ媒锹涮幈舜肃徑樱坏谌黧w用的入口孔160在孔152和156之間并位于該板的那些孔的同一端部；而第三流體用的出口孔162位于該板的孔160的對置端。四板重復(fù)的內(nèi)部疊置圖形中的每塊第一和第三板的表面的形狀做成形成一個(gè)波峰，該波峰沿橫向位于孔152和160之間并從圖15中板右端處的一個(gè)點(diǎn)縱向延伸到與對置端間隔的一個(gè)點(diǎn)，而四板圖形中的每塊第二和第四塊的表面的形狀做成形成一個(gè)波谷，該波谷的長度和位置與第一板和第三板中的波峰的長度和位置相對應(yīng)；波峰的高度和波谷的深度是這樣的，使得每塊第二和第四板中的波谷接觸每塊相鄰的第三和第一板中的波峰以形成一塊擋板164，其位置在圖15中用虛線示出。對于所述的構(gòu)型，擋板沿圖15中箭頭F所示的總路徑控制和引導(dǎo)第一和第二流體的流動，這提高了水平安裝位置中熱傳遞的均勻性，雖然還達(dá)不到如圖12中雙擋板配置那么高的程度。
雖然本人已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，但明顯可見，本發(fā)明不限于此，而可以在下述權(quán)利要求書的范圍內(nèi)以各種其它方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種三回路疊層板式熱交換器，包括一個(gè)由至少六塊外部尺寸均勻的基本上矩形的金屬薄板組成的疊層，這些金屬薄板以疊置的關(guān)系排列，相鄰板的周邊以流體密封的方式連接，該疊層有一個(gè)頂部和一個(gè)底部，其特征在于a)該疊層由一種第一構(gòu)型的第一板與一種第二構(gòu)型的第二板交替組成，從疊層頂部處的上面第一和第二板開始；b)頂部第一和第二板兩者處于第一位置，在頂部第一和第二板緊下方的第一和第二板兩者處于從第一位置轉(zhuǎn)動180°獲得的第二位置，然后在疊層中每塊第一和第二板相對于分別在其上方或下方的最近的第一或第二板轉(zhuǎn)動180°；c)每塊板具有橫軸和縱軸；d)每塊板包括一個(gè)熱交換部分，其中該板表面位于間隔的平行上下平面之間；e)每塊板具有開通的基本上圓形的第一孔至第六孔，以提供流體通道，所述孔這樣安置在每塊板上，使得當(dāng)相鄰的第一和第二板兩者處于所述第一或第二位置中時(shí)，第一板中的第一至第六孔與第二板中的相應(yīng)的第一至第六孔分別對準(zhǔn)，而當(dāng)處于所述第一和第二位置之一中的第一板鄰接處于所述第一和第二位置之另一位置中的第二板時(shí)，第一板中的第一、第二、第二、第四、第五和第六孔分別與第二板中的第四、第三、第二、第一、第六和第五孔對準(zhǔn)；f)每塊第一板的表面的形狀這樣制造i)每個(gè)所述第一和第三孔具有第一直徑，而每個(gè)所述孔的邊緣周圍的板表面形成一個(gè)位于所述平行平面的下平面中的環(huán)形平臺，該平臺具有第一寬度和離孔心的第一距離；ii)每個(gè)所述第二和第四孔具有一個(gè)第二直徑，而每個(gè)所述孔的周圍的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一平臺具有所述第一寬度和離孔心的第一距離并位于所述平行平面的下平面中，該第二平臺具有第二寬度和離孔心的第二距離并位于所述平行平面的上平面中，所述第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是所述孔的邊緣，所述第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是所述一個(gè)平臺的外邊緣的徑向外部，所述板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接所述一個(gè)平臺的外邊緣和所述另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣；及iii)每個(gè)所述第五和第六孔具有一個(gè)第三直徑，而每個(gè)所述孔的邊緣的周圍的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺具有第三寬度，并位于所述平行平面的上平面中；g)每塊第二板的表面的形狀這樣制造i)每個(gè)所述第一和第三孔具有上述第二直徑，而每個(gè)所述孔周圍的板表面形成第一和第二環(huán)形平臺，該第一平臺具有上述第一寬度和離孔心的第一距離，并位于所述平行平面的上平面中，該第二平臺具有上述第二寬度和離孔心的第二距離，并位于所述平行平面的下平面中，所述第一和第二平臺中的一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是所述孔的邊緣，所述第一和第二平臺中的另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣是所述一個(gè)平臺的外邊緣的徑向外部，所述板表面還形成一個(gè)區(qū)段，該區(qū)段連接所述一個(gè)平臺的外邊緣和所述另一個(gè)平臺的內(nèi)邊緣；ii)每個(gè)所述第二和第四孔具有上述第一直徑，而每個(gè)所述孔的邊緣的周圍的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺具有上述第一寬度和離孔心的第一距離，并位于所述平行平面的上平面中；iii)每個(gè)所述第五和第六孔具有上述第三直徑，而每個(gè)所述孔的邊緣的周圍的板表面形成一個(gè)環(huán)形平臺，該平臺具有上述第三寬度，并位于所述平行平面的下平面中；以及h)相鄰板中的貼合表面是以流體密封的方式結(jié)合的。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，相鄰板中的所述貼合表面是用真空釬焊法結(jié)合的。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，在每塊板中所述第一、第二和第五孔靠近該板的一端，所述第三、第四和第六孔靠近該板的另一端，所述第一、第二、第三和第四孔的中心限定一個(gè)矩形的四角，該矩形相對于該板的縱軸和橫軸是對稱的，而所述第五和第六孔的中心位于該板的縱軸上，并離該板的橫軸相等距離。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于，相鄰板中的所述貼合表面是用真空釬焊法結(jié)合的。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于a)在每塊板中所述第一和第二孔在靠近該板的一個(gè)角落處彼此鄰接，所述第三和第四孔在靠近該板的沿對角線相反角落處彼此鄰接，所述第五和第六孔分別位于該板的相反兩端處，所述第一和第四孔兩者的中心距該板的縱軸和橫軸的距離分別為第一和第二距離，所述第二和第三孔兩者的中心距該板縱軸為所述第一距離，而距該板橫軸為第三距離，所述第五和第六孔的中心位于該板的縱軸上并與該板的橫軸等距離；b)每塊第一板的表面包括沿縱軸延伸的第一波峰和第二波峰，它們的頂部位于所述平行平面的上平面中，所述第一波峰位于所述第五孔跟所述第一和第二孔之間，并從該板最靠近所述第一和第二孔的第一端部延伸到與該板的相反端部相隔約該板寬度三分之一距離的一個(gè)點(diǎn)處，所述第二波峰位于所述第六孔跟所述第三和第四孔之間，并從該孔的所述相反端部延伸到與該板的所述第一端部相隔約該板寬度三分之一距離的一個(gè)點(diǎn)處，所述波峰平行于該板的縱軸并與該縱軸等距離；以及c)每塊第二板的表面包括沿縱軸延伸的第一波谷和第二波谷，它們的底部位于所述平行平面的下平面中，所述第一和第二波谷的位置和長度分別對應(yīng)于上述第一和第二波峰的位置和長度。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其特征在于，相鄰板中的所述貼合表面是用真空釬焊法結(jié)合的。
全文摘要
一種疊層板式熱交換器(10)，具有在板(18，20)之間形成的三種不同流體用的流體通道。第三流體(W)的通道與第一流體(R1)的每個(gè)通道和第二流體(R2)的每個(gè)通道的兩側(cè)相鄰。通道的形成僅利用兩種板表面構(gòu)型(18，20)，通過將孔(26，28，30，32，34，36)周圍的區(qū)域的形狀做成形成一個(gè)環(huán)形平臺(40，42，44，48，50，52，56，58)的系統(tǒng)而得到這些孔處相鄰板的合適密封以形成三種流體用的入口和出口導(dǎo)管。為了改善將熱交換器(10)安裝在水平位置中的熱傳遞，可以在第一流體(R1)和第二流體(R2)用的通道中形成擋板(134，136)以控制和引導(dǎo)流體。
文檔編號F28D9/00GK1151207SQ95193700
公開日1997年6月4日 申請日期1995年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月20日
發(fā)明者S·M·萬德 申請人:平板公司