專利名稱：板式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助于第二流體蒸發(fā)第一流體，如致冷劑的板式換熱器，包括一疊層傳熱板，設(shè)有一些進(jìn)口，構(gòu)成通過所述疊層板的第一流體的進(jìn)口通道；設(shè)置在傳熱板之間的密封裝置，將第一和第二流體分別流過的交錯的第一流道和第二流道分界，所述進(jìn)口通道與第一流道連通，但由所述密封裝置將其與第二流道封隔。
這類板式換熱器經(jīng)常用作致冷系統(tǒng)中循環(huán)的致冷劑的蒸發(fā)器。這種致冷系統(tǒng)通常包括一個(gè)壓氣機(jī)，一個(gè)冷凝器，一個(gè)膨脹閥和一個(gè)蒸發(fā)器，全部成串聯(lián)聯(lián)接。在這類系統(tǒng)中用作蒸發(fā)器的板式換熱器通常具有一些傳熱板，它們被焊接或釬焊在一起，但也可使用密封墊，作為傳熱板之間的密封裝置。通常，在進(jìn)口通道跟傳熱板間的蒸發(fā)流道之間的通道具有相同的尺寸。
在采用板式換熱器作為蒸發(fā)器的上述這類致冷系統(tǒng)方面所公認(rèn)的一個(gè)問題是進(jìn)入板式換熱器進(jìn)口通道的致冷劑并不均勻分配到傳熱板之間的各蒸發(fā)流道。其中的一個(gè)理由可能是當(dāng)通過膨脹閥后進(jìn)入進(jìn)口通道時(shí)已部分蒸發(fā)的致冷劑，沿整個(gè)進(jìn)口通道并不保持均勻的液體／蒸發(fā)混合物形式，但趨向于各自部分分離成液體流和蒸氣流。
致冷劑對板式換熱器中不同的蒸發(fā)流道的不均勻分配導(dǎo)致板式換熱器的某些部分沒有有效地利用，在這些部分中，致冷劑也被不必要地過熱。
為避免在上述這類板式換熱器中致冷劑的不均勻分配問題，在瑞典專利申請No．870 2608-4中已建議，在板式換熱器進(jìn)口通道和形成如上限定的致冷劑的蒸發(fā)流道的各板空隙之間的各通道中，應(yīng)設(shè)置一節(jié)流裝置。該節(jié)流裝置可以是一個(gè)環(huán)或一個(gè)沒有孔的墊片，設(shè)置在相鄰成對的傳熱板之間。或者，該節(jié)流裝置可以是一根具有若干孔的管道，配置在板式換熱器的進(jìn)口通道內(nèi)。作為另一個(gè)替代方案，該節(jié)流裝置可與傳熱板構(gòu)成一體。這樣，限定兩相鄰傳熱板的進(jìn)口孔道的板邊部可邊對邊地彼此疊靠，除了在構(gòu)成致冷劑進(jìn)口的小范圍內(nèi)的在相鄰板間形成的這些流道外。
具有剛才所述的這類該節(jié)裝置的板式換熱器難以制造。采用單獨(dú)的環(huán)或墊片非常昂貴，且當(dāng)裝配板式熱交換器時(shí)，難以將這些或墊片定位在正確的位置上。管式節(jié)流裝置其長度必須適于包括在板式換熱器中的傳熱板的數(shù)目，且必須相對于通至傳熱板之間的流道的進(jìn)口通道正確地定位。板的孔口邊緣部的折疊證明是不實(shí)用的，取決于傳熱板大多由極薄的板料制成，因而難以按瑞典專利申請中所建議的方法獲得充分限定的進(jìn)口，這些進(jìn)口通至板隙。
DE 4422 178公開了板式換熱器中兩相致冷劑流的分配裝置，包括一個(gè)具有能滲透的壁的中空體，配置在板式換熱器的進(jìn)口通道內(nèi)。該滲透體具有一中心通道，接收來自板式換熱器進(jìn)口處的膨脹閥的兩相致冷劑，并沿所述進(jìn)口通道經(jīng)該滲透體將其冷凝。最好，譬如說，該滲透體自進(jìn)口通道的進(jìn)口端漸縮，并被一套筒包圍，該套筒具有節(jié)流開口，與通至傳熱板間的各蒸發(fā)流道相應(yīng)通道相對。這種分配裝置的缺點(diǎn)是昂貴，且須適合于進(jìn)口通道的長度。
WO 94／14021也公開了一種被用作致冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器的板式換熱器。取穿孔管形式的分配器配置在板式換熱器的致冷劑進(jìn)口通道內(nèi)。該分配器可包括流量調(diào)節(jié)裝置。同樣，這種致冷劑分配裝置是昂貴的，并有其缺點(diǎn)的，它必須適于板式換熱器的進(jìn)口通道的長度。
本發(fā)明的目的是要避免先前公開的板式換熱器的上述缺點(diǎn)，并提供一種易于制造和價(jià)格便宜的板式換熱器，其中，傳熱板是這樣構(gòu)成的，能使流到傳熱板之間各蒸發(fā)流道的要被蒸發(fā)的致冷劑或其它液體獲得均勻分配。
按照本發(fā)明，該目的能利用最初描述的這種板式換熱器來實(shí)現(xiàn)，其主要特征為，該傳熱板設(shè)有另外的孔口，構(gòu)成通過板疊層的分配通道，而這些傳熱板構(gòu)成第一通道，和第二通道，第一通道沿進(jìn)口通道分布，并通過分配通道跟進(jìn)口通道相互連接，第二通道通過各傳熱板之間的第一流道跟分配通道連接。
為完成對流入單獨(dú)流道的致冷劑或其它液體的限流，就本發(fā)明來說，無須額外的部件。上述這些單獨(dú)流道構(gòu)成各傳熱板間的蒸發(fā)空間。
這種節(jié)流是由在裝配前預(yù)成形傳熱板來完成的。這意味著，按此方法預(yù)成形的任何數(shù)目的傳熱板都能裝配成一個(gè)板式換熱器，而無須作出特別的努力來使該節(jié)流裝置適合于這樣使用的傳熱板的目數(shù)。
在本發(fā)明的板式換熱器中，當(dāng)通過在進(jìn)口通道和分配通道之間形成的第一通道時(shí)，使要被蒸發(fā)的致冷劑或其它液體的迎面流承受第一壓降和部分蒸發(fā)。然后在進(jìn)入、流經(jīng)第二通道和在各傳熱板之間形成的蒸發(fā)流道之前，在分配通道中經(jīng)受壓力相等。這使流體傳熱板之間各流道的致冷劑得到非常均勻的分配，從而使板式換熱器獲得非常有效的利用。當(dāng)致冷劑進(jìn)入進(jìn)口通道時(shí)，已部分蒸發(fā)的情況下，在致冷劑液體／蒸氣混合物進(jìn)入在各傳熱板之間形成的蒸發(fā)流道前，本發(fā)明具有改善其均勻性的效果。
如上面指出的，本發(fā)明的板式換熱器不僅能用于各種致冷劑的蒸發(fā)，而且能用于其它液體的蒸發(fā)。這意味著經(jīng)常用于致冷系統(tǒng)中的這類膨脹閥并不總是需要采用的。代之以，構(gòu)成本發(fā)明板式換熱器進(jìn)口通道和分配通道之間連通的上述第一通道可構(gòu)成輸入液體的最初部分蒸發(fā)裝置，該輸入液體然后在各傳熱板之間的實(shí)際蒸發(fā)流道內(nèi)進(jìn)一步地蒸發(fā)。當(dāng)本發(fā)明的板式換熱器應(yīng)用于這種系統(tǒng)中時(shí)致冷系統(tǒng)的常規(guī)膨脹閥或許可以省去。
參照各附圖，下面敘述本發(fā)明，其中

圖1表示板式換熱器的透視圖；圖2表示沿圖1中A-A線看時(shí)常規(guī)板式換熱器的模剖面圖；圖3表示沿圖1中A-A線看時(shí)，本發(fā)明第一實(shí)施例的板式換熱器的部分橫剖面；圖4表示包括在本發(fā)明另一實(shí)施例的板式換熱器中的部分傳熱板；圖5表示沿圖4中B-B線看時(shí)，經(jīng)圖4板疊層的橫剖面。
圖1表一板式換熱器1，包括一疊層傳熱板2和兩個(gè)分別配置在疊層底部和頂部的外蓋板3和4。板式換熱器1具有兩種換熱流體的第一和第二進(jìn)口5和6，以及第一和第二出口7和8。
圖2所示的板式換熱器包括十個(gè)傳熱板2，它們配置在上蓋板4和下蓋板3之間彼此的頂部。換熱器的傳熱板2的數(shù)目相對于所希望的板式換熱器的傳熱量當(dāng)然可以變化。
傳熱板2設(shè)有孔口9和10。各自的孔口9和各自的孔口10分別彼此對齊。這樣，孔口9構(gòu)成通過板層的進(jìn)口通道11，孔口10構(gòu)成通過板層的出口通道12。進(jìn)口通道11以其一端連于第一換熱流體進(jìn)口管6，而出口通道12連于第二換熱流體的出口管7。
常規(guī)型式的板式換熱器1在各傳熱板沒有密封裝置，它與各自的傳熱板一起每隔一板間隙形式第一換熱流體的第一流道13，而在剩余的板間隙中形成第二換熱流體的第二流道14。
傳熱板2設(shè)有波紋形平行延伸邊緣，使相鄰的傳熱板2的邊緣在板距中相交并彼此貼靠。每個(gè)第一流道13經(jīng)至少一個(gè)進(jìn)口開口15與進(jìn)口通道11連通，進(jìn)口開口15在兩相鄰傳熱板2的孔口9之間形成。每個(gè)第二流道14按同樣的方式與出口通道12連通。
所述板式換熱器包括若干矩形傳熱板2，當(dāng)然，也可采用具有不同形狀，例如圓形的傳熱板。
這些板式換熱器的板既能通過釬焊、粘結(jié)或焊接永久地連結(jié)，也可設(shè)有密封墊，以允許板式換熱器拆卸。
圖3表示按本發(fā)明第一實(shí)施例設(shè)計(jì)的部分板式換熱器。每一傳熱板2A設(shè)有第一孔口9A和相距一小間距的第二孔口16A。所有第一孔口9A對齊，并形成通過傳熱板2A疊層的進(jìn)口通道17A，所有的第二孔口16A也對齊，形成分配通過18A，與進(jìn)口通道17A平行延伸，通過傳熱板疊層。
在孔口9A和17a范圍內(nèi)，傳熱板按這樣方式壓制成，使每兩相鄰傳熱板，其間限定了要供第一流體流通的流道13A，在第一區(qū)19內(nèi)，兩者彼此貼靠，靠近孔口16A周圍延伸，并在第二區(qū)20內(nèi)，在離形成這些孔口9A的板邊緣部某個(gè)距離處圍繞孔口9A周圍延伸。兩相鄰傳熱板2A中的每一個(gè)緊靠另一相鄰傳熱板，借助它們限定了要供第二流體流通的流道(在圖3中未示)，在第三區(qū)21內(nèi)兩者靠近孔口9A周圍延伸，在第四區(qū)22內(nèi)，沿形成孔口9A和16A的相應(yīng)傳熱板的整個(gè)區(qū)周圍延伸。這些傳熱板，例如用釬焊在所有區(qū)19-22內(nèi)永久地連結(jié)在一起。
這樣，在孔口9A和16A區(qū)內(nèi)形成了交替的板空間，圓形腔23與所述進(jìn)口通道17A連通，而圓環(huán)腔24與所述分配腔18A連通。
為使進(jìn)口通道17A和分配通道18A之間連通，在傳熱板2A中具有呈通孔25A形式的第一通道。最好，至少一個(gè)孔25A使每個(gè)所述腔23連通一個(gè)所述腔24。此外，為使分配通道18A和每個(gè)流道13A連通，供被蒸發(fā)的液體流過，在傳熱板2A中具有也呈通孔26A形式的第二流道。最好，至少一個(gè)孔26A使所述腔24中的一個(gè)與所述流道13A的一個(gè)連通。
孔25A和26A的數(shù)目和尺寸可方便地適于在腔17A和18A之間并進(jìn)入流道13A的流體流量所希望的節(jié)流作用。孔25A和26A可在所有傳熱板2上或僅每隔一傳熱板制出。與腔23和24中的一個(gè)或二個(gè)連通的孔若多于一個(gè)，則這些孔可分別沿進(jìn)口通道17A或分配通道18A周圍分布。分別沿進(jìn)口通道17A和分配通道18A周圍的孔25A和26A之間的間隔可按需要改變。
本發(fā)明能有選擇地選定孔25A和26A的適當(dāng)尺寸，因而能形成供輸入致冷劑節(jié)流用的充分限定的輸入開口。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于，要蒸發(fā)的致冷劑或其它液體流當(dāng)通過進(jìn)口通道17A和分配通道18A之間的孔25A時(shí)經(jīng)受第一壓力降，而當(dāng)通過分配通道18A和蒸發(fā)流道13A之間的孔26A時(shí)經(jīng)受第二壓力降，其中，蒸發(fā)流道13A處在相鄰傳熱板之間。
這樣，在本發(fā)明的板式換熱器中，供進(jìn)入蒸發(fā)流道的致冷劑或其它液體流用的節(jié)流裝置被歸并到傳熱板中，從而，使板式換熱器的制造和裝配成本降低。
圖4和5表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖4表示傳熱板2B的一角部，而圖5表示沿圖4中B-B線看時(shí)經(jīng)四塊這種板疊層的橫剖視圖。
每一傳熱板2B在其角部有一圓形進(jìn)口孔道9B和形成新月形的另外孔道16B。如圖5中所示，這些板的各進(jìn)口孔道9B對齊而構(gòu)成經(jīng)該板疊層的進(jìn)口通道17B，另外的孔道16B構(gòu)成分配通道18B。
傳熱板2B借助于如下的方法，將它們各自的角部進(jìn)行壓力加工，使它們彼此緊靠來制成。
每兩個(gè)傳熱板，在它們之間限定了一個(gè)供蒸發(fā)流作用的蒸發(fā)流道13B，在擴(kuò)展區(qū)27內(nèi)彼此緊靠，如圖4所示。該區(qū)27包括該兩板的相應(yīng)孔口9B和16B中的每一個(gè)，而這些板在圍繞相應(yīng)孔口9B和16B的該區(qū)內(nèi)也焊接在一起。
然而，在區(qū)27的小部分內(nèi)，該兩板中的至少一板，在其面對另一板的一面上，設(shè)有窄槽25B和26B，使該兩板在區(qū)27的這些小部分上設(shè)有貼靠或相互連接。這意味著，如從圖5中可看到的，所述槽25B構(gòu)成連接進(jìn)口通道17B和分配通道18B的第一通道，而所述槽26B構(gòu)成連接分配通道18B和蒸發(fā)流道13B的第二通道，其中，蒸發(fā)流道13B在兩相鄰傳熱板2B之間形式。
在示于圖5中的兩塊最上的傳熱板2B構(gòu)成按方才所述的方法彼此連接的第一對板的同時(shí)，示于圖5中的其余兩板構(gòu)成以同樣方法彼此連接的相鄰的第二對板。這兩對板彼此疊置，且進(jìn)口通道17B和分配通道18B借助于一圓環(huán)形密封墊28跟在這兩對板之間形成的板間隙的主要部分隔離。密封墊28安裝在兩相對的密封槽24中，這些槽是在組成彼此面對的板對的兩塊板上經(jīng)壓力加工成的(見圖5)，且整個(gè)圍繞各板的該區(qū)延伸，進(jìn)口孔道9B和另外的孔道在該區(qū)內(nèi)形成(見圖4)。
這樣，與圖3實(shí)施例不同，按圖3實(shí)施例，相應(yīng)的第一和第二通道具有傳熱板中通孔25A、26A的形式，而按圖4和圖5實(shí)施例，相應(yīng)的第一和第二通道具有由凹槽或槽25B，26B構(gòu)成的相當(dāng)通道，這些槽25B，26B是在傳熱板中經(jīng)壓力加工成的。每一通道25B，26B可由在相關(guān)板中的僅一塊板上的一條槽形成，或由在兩塊板上的兩條相對槽形成，如圖5所示。在圖4中，用虛線表示，可制出多于一條通道25B和多于一條通道26B。
當(dāng)然，按需要可選擇這些通道所希望有的數(shù)量，尺寸和位置，并且在裝配之前通過預(yù)成形這些傳熱板能方便地做到這點(diǎn)。
顯然，如圖5所示，如果需要，僅有一密封墊作為其間密封裝置的這些板對能被分離，以便更換密封墊。關(guān)于圖5應(yīng)當(dāng)指出，在各所述板對的兩板之間限定的蒸發(fā)流道13B。整個(gè)地圍繞相應(yīng)板的區(qū)27延伸，在該區(qū)中，這些板彼此緊靠和密封。蒸發(fā)流道13B的主要部分在這些板的主傳熱部位之間形成，其中的一部分在圖4中以30表示。因此，要被蒸發(fā)的液體在進(jìn)入位于分配通道18B和圖5中所示的該板的左上角部之間的該區(qū)中的蒸發(fā)流道13B之前，將不得不自進(jìn)口通17B流經(jīng)通道25B、分配腔18B和通道26B。因此，它會分別在分配通道18B和進(jìn)口通道17B的兩側(cè)流到蒸發(fā)流道13B的所述主要部分。
通常，當(dāng)應(yīng)用于致冷系統(tǒng)中時(shí)，板式換熱器裝有垂直延伸的板，并使供蒸發(fā)液體用的進(jìn)口通道17B處在板式換熱器的下部。然而，該板也可應(yīng)用于按圖5所示的方位。
如果希望的話，在不背離本發(fā)明思想的情況下，可將分配通道(18A或18B)分為幾個(gè)單獨(dú)的分配通道部分，每一個(gè)穿過若干傳熱板，并經(jīng)通道(26A或26B)與處在各傳熱板之間的若干個(gè)板隙或流道(13A或13B)連通。
權(quán)利要求
1．一種借助于第二流體供例如致冷劑的第一流體蒸發(fā)用的板式換熱器，包括一疊層傳熱板(2A；2B)，這些傳熱板設(shè)有進(jìn)口孔道(9A；9B)，形成通過所述板疊層的第一流體進(jìn)口通道(17A；17B)；安裝在所述傳熱板之間的密封裝置，限定分別供第一和第二流體流通的在其間交錯的第一流道(13A；13B)和第二流道，所述進(jìn)口通道(17A；17B)與所述第一流道(13A；13B)連通，但由所述密封裝置跟所述第二流道隔離，其特征在于傳熱板(2A；2B)設(shè)有另外的孔口(16A；16B)，形成穿過板疊層的分配通道(18A；18B)；傳熱板(2A；2B)形成第一通道(25A；25B)，它們沿進(jìn)口通道(17A；17B)分布，將后者跟分配通道(18A；18B)相互連通；還形成第二通道(26A；26B)，它們將分配通道(18A；18B)跟各傳熱板之間的第一流道(13A；13B)連通。
2．按權(quán)利要求1所述的板式換熱器，其特征在于所述第一和第二通道(25A，25B；26A，26B)的尺寸定得能使它們分別在進(jìn)口通道(17A；17B)和分配通道(18A；18B)之間及分配通道(18A；18B)和第一流道(13A；13B)之間形成有節(jié)流的連通。
3．按權(quán)利要求1或2所述的板式換熱器，其特征在于所述第一和／或第二通道由各自的傳熱板中的通孔(25A；25B)構(gòu)成。
4．按權(quán)利要求1或2所述的板式換熱器，其特征在于第一和／或第二通道相鄰的傳熱板(2B)并在它們之間形成，在這樣相鄰的傳熱板中的至少一塊上制出一凹槽(25B；26B)。
5．按上述權(quán)利要求之一所述的板式換熱器，其特征在于第一通道(25A；25B)的尺寸沿進(jìn)口通道(17A，17B)是不相同的。
6．按上述權(quán)利要求之一所述的板式換熱器，其特征在于第一通道(25A；25B)沿進(jìn)口通道(17A；17B)圓周周圍分布。
7．按上述權(quán)利要求之一所述的板式換熱器，其特征在于設(shè)有一個(gè)以上的第二通道(26A；26B)，供分配通道(18A；18B)和各第一流道(13A；13B)之間連通用，且沿分配通道(18A；18B)的圓周周圍分布。
8．按上述權(quán)利要求之一所述的板式換熱器，其特征在于第一通道(25A；25B)沿進(jìn)口通道(17A；17B)每單位長度上的數(shù)量是不同的。
9．按上述權(quán)利要求之一所述的板式換熱器，其特征在于成對的相鄰傳熱板(2A)沿它們的進(jìn)口孔道(9A)和另外的孔道(16A)兩者的周圍彼此密封；相鄰對的相鄰傳熱板(2A)在兩個(gè)間隔區(qū)(21，22)上全都沿它們各自的進(jìn)口孔道(9A)彼此密封，在這些區(qū)之間留有板間空隙(24)，它也沿進(jìn)口通道(17A)周圍延伸；分配通道(18A)穿過沿進(jìn)口通道(17A)周圍延伸的每一所間空隙(24)。
全文摘要
一種板式換熱器,它包括一疊層傳熱板(2A;2B),供例如冷卻劑的液體蒸發(fā)之用,有一所述液體進(jìn)口通道(17A;17B),穿過該疊層板,還有一單獨(dú)的分配通道(18A;18B),也穿過該疊層板。進(jìn)口通道(17A;17B)通過由傳熱板(2A;2B)形成的第一通道(25A;25B)跟分配通道(18A;18B)連通,分配通道(18A;18B)通過也由傳熱板(2A;2B)形成的第二通道(26A;26B)跟由傳熱板(2A;2B)之間交錯的板間隙限定的蒸發(fā)流道(13A;13B)連通。
文檔編號F28F27/02GK1204393SQ9619897
公開日1999年1月6日 申請日期1996年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月24日
發(fā)明者K·伯爾蒂森, A·佐爾齊 申請人:阿爾法拉瓦爾有限公司