板式换热器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种板式换热器。具体地该板式换热器包括多个相互叠置在一起的换热板，每一换热板包括设置在其上的流体入口和流体出口。所述流体入口和所述换热板上的流体通道仅通过管连通。另外，本发明还提供了一种在该板式换热器中安装管连通流体入口和所述换热板上的流体通道的方法。
【专利说明】板式换热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及暖通空调、汽车、制冷以及运输领域，尤其涉及一种板式换热器。
【背景技术】
[0002]对于平行通道的换热器(蒸发器)而言，尤其是板式换热器和微通道换热器，制冷剂的分液不均(mal-distribution)是世界性的技术难题。通常进入换热器的制冷剂是以两相的形式存在的，由于应用条件和两相流动的复杂性，很难实现制冷剂的均匀分配。很多情况下，一些通道中会流入过量的液态制冷剂，而另一些通道中会流入过多的气态制冷剂，而且在单个通道内也存在流体分配不均的问题，这样就极大地影响了蒸发器的整体性能。
[0003]现有产品的制冷剂分配方案是基于分配器技术实现的。常见的手段有:环形分配器、嵌入式分配器、引射式分配器等。环形分配器尽管可以在特定的条件下很好地工作，但是在低和部分负载下性能变得不够好。而且，其还存在成本高等缺点。嵌入式分配器在受限制的条件下工作，且也具有成本高的不足。引射式分配器也能在一定的条件下很好地工作，但是由于引射通道被以一次成型压制在换热板上。虽然成本较低，但是引射通道的横截面不够恒定，且在铜焊压制和铜焊焊接期间由于深度公差和铜沉积等问题造成一致性不够好。这导致了其性能不稳定。
[0004]有鉴于此，确有需要提供一种能够至少部分地解决上述问题的新型的板式换热器。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0006]根据上述的本发明的一个方面，其提供一种板式换热器，能够至少要克服引射式分配器所存在的不足。
[0007]在本发明的一个方面中，提供了一种板式换热器。该板式换热器，包括多个相互叠置在一起的换热板，每一换热板包括设置在其上的流体入口和流体出口，所述流体入口和所述换热板上的流体通道仅通过管连通。
[0008]具体地，所述管的内径在0.6-3.0mm的范围内。
[0009]具体地，所述分配器通过以下安装方式中的任一种固定在换热板上:
[0010](I)将管置入到换热板上压制而成的凹槽内，并固定连接所述管和凹槽；
[0011](2)通过压片将管固定在换热板上；
[0012](3)通过粘结或安装附件将管固定在换热板上。
[0013]具体地，所述流体入口处设置由通过在换热板上压制而成的凹槽，所述管容纳在所述凹槽中，并且通过焊接与该凹槽固定连接。
[0014]具体地，通过铜焊焊接来阻塞所述管与所述凹槽之间的缝隙。
[0015]具体地，在所述管的出口处的所述凹槽上设置吸入口。
[0016]具体地，在换热板的凹槽的靠近管的出口一端和所述换热板上的换热通道之间设置有平坦的扩展区，以进行流体分配。
[0017]具体地，在换热板的所述管的入口处，设置有协助引导流体流入所述管的凹陷。
[0018]具体地，所述管的出口和其附近的凹槽的一部分大体为喇叭形。
[0019]具体地，所述管设置成平直的、弧形的或蜿蜒弯曲的。
[0020]具体地，每一换热板是点波式换热板片或人字形换热板片。
[0021]具体地，所述流体入口和流体出口沿着其纵长方向分别位于相对的两端处。
[0022]在本发明的另一方面中，提供了将管安装在所述板式换热器中的方法，所述分配器通过以下安装方式中的任一种固定在换热板上:
[0023](I)将管置入到换热板上压制而成的凹槽内，并固定连接所述管和凹槽；
[0024](2)通过压片将管固定在换热板上；
[0025](3)通过粘结或安装附件将管固定在换热板上。
[0026]另外，在管的出口处设置吸入口。
[0027]本发明的主要构思在于，仅通过管或小的管子形式的分配器连接换热板上的流体入口和换热板上的换热通道，该管用于替代引射器中的分配通道或引射通道。因此，通道深度和铜沉积的问题将不再影响其的横截面，性能将变得稳定和一致。
[0028]此外，通过使用管的方案与压制引射通道的方案相比更加成本竞争力。而且该管还可以与换热板的其他结构设计相结合，以增强引射效率并改善在板式换热器的底部的流体湍流和回油。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0030]图1示出了根据本发明的一个实施例的换热板的一部分的视图；
[0031]图2示出了根据本发明的另一实施例的换热板的一部分的视图；
[0032]图3a和3b分别示出了小管与换热板的流体入口的结构布置的示意图；
[0033]图4示出了流体在根据本发明所述的换热板的管中的流向示意图；
[0034]图5示出了根据本发明的另外的实施例的换热板的视图。
【具体实施方式】
[0035]下面通过实施例，并结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0036]参见图1，示出了根据本发明的一个实施例的板式换热器中的一个换热板10的关于流体入口部分的视图。如本领域技术人员所公知的，板式换热器包括多个相互叠置在一起的换热板10，和设置在板式换热器的外侧面上的端板(未示出)，用于固定所述换热板
10。即，通过两个端板将叠置在一起的多个换热板10组装在一起，例如通过螺杆紧固、螺纹连接或焊接连接等方式。通常在换热板10上设置由凹坑或突起的结构图案的情况下，相邻的两个换热板10镜像对称地交替叠置在一起，以形成用于流体通过的换热通道或换热通道区域。鉴于本发明的主要改进之处在于板式换热器中的换热板，故关于端板和固定方式等结构不再详细描述。本领域技术人员可以根据需要依据现有技术进行设置。
[0037]如图1所示，换热板10包括沿着换热板的纵长方向相对地布置的流体入口 I和流体出口(未示出)。可以理解，为了与另一流体进行换热，所述换热板10上还设置有另一流体的入口和出口 2。为了防止两种不同的流体混合，在出口或入口 2的周边处设置有诸如焊点、突起或凹陷等的阻隔件31。鉴于针对于该另一流体在另一换热板的表面上的入口、出口、换热板上的流体通道等结构布置均可以与图1所示的表面相似，故在此不再详细描述。
[0038]如图所示，所述换热板10的表面上除流体入口 I和流体出口之外的区域上都依据需要间隔地布置了大量的凹坑8。为了实现流体的分配，所述凹坑8可以以预定的图案布置，例如矩形、椭圆、圆形等。可以理解，在图1所示的换热板10的表面9上设置了凹坑8，这样相应地在换热10的与该表面9相对的另一表面上相应地设置有大量的凸起。
[0039]在本实例中，仅通过管或小管子形式的分配器3连接换热板10上的流体通道5(在相邻的两个换热板10装配在一起时形成)和流体入口 I。所述管的直径优选在
0.6-3.0mm的范围内。
[0040]因为换热板10的表面9上设置了大量的凹坑8,这样就会在该表面9上形成大量的流体通道5。需要说明的是，虽然本发明以包括大量凹坑或凸起的点波式换热板为例进行了详细说明，但是本发明还可以用于包括大量的沟槽和脊的人字形换热板。
[0041]所述分配器通过以下安装方式中的任一种固定在换热板上:
[0042](I)将管置入到换热板上压制而成的凹槽内，固定连接(例如焊接)所述管和凹槽；
[0043](2)通过压片将管固定在换热板上；
[0044](3)通过粘结或安装附件将管固定在换热板上。
[0045]具体地针对于上述的焊接方式(I)，为了固定管3，在流体入口 I处设置有凹槽4，该凹槽4通过压制而形成在表面9上。通常，管3被放置或容纳在凹槽4中，并通过焊接与该凹槽4固定连接。具体地，通过铜焊焊接来阻塞管3和凹槽4之间的缝隙或间隙。
[0046]当然，为了简单，在一些特定的情况下，可以将管3直接焊接在表面9上，而不设置凹槽4。
[0047]由图1所见，在小管3的出口处所述凹槽4上设有吸入口 6。另外，为了帮助或利于进行流体分配，在凹槽4的靠近小管3的出口一端和换热通道5之间设置有平坦的扩展区(即在该扩展区没有任何结构特征或仅是换热板10的平坦表面)，以便于换热板10的单个流体通道内的流动更均匀。也就是，凹槽4的在小管3的出口处的部分与所述小管3的出口一起构成了大体喇叭形的结构。
[0048]进一步地，为了便于使来自流体入口 I的流体能够流入到小管3内，可以在在小管3的入口处设置凹陷(未显示)。
[0049]在图1中，小管3设置成大体勾形，即具有大致环形的部分和与之连接的平直部分。当然，小管3还可以根据需要设置成各种形式，例如弧形的或蜿蜒弯曲的，以实现更好地适合于凹槽4的形状和获得更好的吸入和引射效率。
[0050]在图2中示出了具有大体弧形的小管3的换热板10，其它结构设置仅与图1显示的大体相似，故在此不再详细描述。
[0051]从上述描述可知，还可以采用上述的安装方式(2)或(3)将小管3固定在换热板10上，例如通过粘接剂将其粘结到换热板上、通过压片将其固定在换热板10上、通过安装附件或配件将其固定在换热板10上。
[0052]参见图3a和3b，分别示出了与流体入口 I连接在一起的小管3的结构示意图。它们的不同之处在于小管3的形状，在图3a中小管3为大体直管形而在图3b中的小管3大体为弧形。但是在图3a和3b中小管3的入口与流体入口 I连接，而小管3的出口与凹槽4的一部分形成大体喇叭形，在小管3的出口附近的凹槽4上设置了吸入口 6。
[0053]从上述可知，例如两相制冷剂的流体可以流入通过小管3流入到换热板10的换热通道5内。在该流动期间，由于设置了小管3造成了压力降低，两相制冷剂被节流。在此之后，所述流体在小管3的出口处的速度非常高，而该小管3的出口处的端口区域处于负压下。这样，诸如液体或油等的流体被通过吸入口 6吸入并且被射入到换热通道5中的主要换热通道内。也就是，通过这样的布置，可以强化换热板底部的流体湍流和回油，如图4中的箭头所示。
[0054]由此，本发明还提供了将上述的管安装在本发明所述的板式换热器中的方法。具体的步骤如下:将小管3置入到换热板10上压制而成的凹槽4内；焊接管3和凹槽4 ;在管3的出口处的凹槽4上设置吸入口 6。可知，只要能保证使得仅通过管3连接吸入端口 I和换热通道5的安装方案，都适用于本发明，而不限于上述的安装方案，例如上述的安装方式
(2)或(3)。例如，小管或管3可以从换热板10的一侧穿过至另一侧。所述的安装方法可以减少对垫圈的需要，并因此便于制造装配。
[0055]参见图5，示出了具有人字波或鱼骨状图案的换热板20。与图1显示的点波式的换热板10大致相同，其不同之处在于换热板20包括按照预定的图案交替地且间隔的布置的多个沟槽28和脊29。相同之处在于，换热板20也包括入口 21和出口 22。管形式的分配器23设置在凹槽24中，凹槽24靠近管23的出口端处设置有吸入口 26。凹槽24的靠近小管23的出口一端和换热通道25之间设置有平坦的扩展区27。
[0056]相对于现有技术中的环形和嵌入式分配器，本发明的使用小管的方案更加具备竞争力，例如在类似的工艺复杂性的情况下成本更低。
[0057]与引射器的分配方案相比，本发明的使用小管的方案实现了与之相同的功能，但是具有更稳定的过程且确保了性能的一致性。此外，小管的使用可以降低凹槽的深度公差和挑战，并且更适于制造。
[0058]在上述本发明的各个示例中，至少它们中的一个实现了以下技术效果:
[0059]I)在板式换热器的制冷剂侧，换热板上的流体入口和换热通道仅通过根据本发明所述的管连接。
[0060]2)所述管被用作在换热板的多个换热通道之间的流体分配的流体分配器，以改善所述流体分配性能。
[0061]3)所述管被包裹在所述凹槽内，与换热板上被设计的其他几何构型相结合以进行引射。可以理解，该管可以与换热板上设计的结构(例如凸起或凹陷)相结合，以便改善在换热板底部的流体湍流以及改善至系统的诸如制冷剂的油回流。
[0062]4)所述管用于替代现有的分配器(例如环形分配器、嵌入式分配器等)，降低生产成本。
[0063]5)所述管改善了过程的稳定性和性能的一致性。[0064]以上仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
【权利要求】
1.一种板式换热器，包括多个相互叠置在一起的换热板，每一换热板包括设置在其上的流体入口和流体出口， 其特征在于， 所述流体入口和所述换热板上的流体通道仅通过管连通。
2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于， 所述管的内径在0.6-3.0mm的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的板式换热器，其特征在于， 所述分配器通过以下安装方式中的任一种固定在换热板上: (1)将管置入到换热板上压制而成的凹槽内，并固定连接所述管和凹槽； (2)通过压片将管固定在换热板上； (3)通过粘结或安装附件将管固定在换热板上。
4.根据权利要求3所述的板式换热器，其特征在于， 所述流体入口处设置由通过在换热板上压制而成的凹槽，所述管容纳在所述凹槽中，并且通过焊接与该凹槽固定连接。
5.根据权利要求4所述的板式换热器，其特征在于， 通过铜焊焊接来阻塞所述管与所述凹槽之间的缝隙。
6.根据权利要求5所述的板式换热器，其特征在于， 还包括设置在所述管的出口处的所述凹槽上的吸入口。
7.根据权利要求6所述板式换热器，其特征在于， 在换热板的凹槽的靠近管的出口一端和所述换热板上的换热通道之间设置有平坦的扩展区，以进行流体分配。
8.根据权利要求7所述的板式换热器，其特征在于， 在换热板的所述管的入口处，设置有协助弓I导流体流入所述管的凹陷。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的板式换热器，其特征在于， 所述管的出口和其附近的凹槽的一部分大体为喇叭形。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的板式换热器，其特征在于， 所述管设置成平直的、弧形的或蜿蜒弯曲的。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的板式换热器，其特征在于， 每一换热板是点波式换热板片或人字形换热板片。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的板式换热器，其特征在于， 所述流体入口和流体出口沿着其纵长方向分别位于相对的两端处。
13.一种将管安装在根据权利要求1所述板式换热器中的方法，其特征在于， 所述分配器通过以下安装方式中的任一种固定在换热板上: (1)将管置入到换热板上压制而成的凹槽内，并固定连接所述管和凹槽； (2)通过压片将管固定在换热板上； (3)通过粘结或安装附件将管固定在换热板上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于， 在管的出口处设置吸入口。
【文档编号】F28F3/02GK103776284SQ201410048420
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】魏文建, 徐阳, 张志锋, 向量 申请人:丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司