多通路热交换器的制作方法

1.本发明涉及一种板式热交换器和在板式热交换器中构造多通路的方法。


背景技术：

2.这种板式及壳式热交换器通常由定位在壳体内部的图案化传热板的堆叠构成。传热板可能已经在其中形成的开口的圆周处和在开口的周边处紧密地熔焊或钎焊在一起。这与形成在传热板上的图案一起限定了第一流动路径和第二流动路径，该第一流动路径在围绕板组的壳体的连接部之间，该第二流动路径在板中的开口之间。这使得热交换介质能够在形成在传热板的与板周边流体连通的一侧处的第一流动路径中流动，并且能够在传热板的与开口流体连通的第二侧中流动。
3.已发现，可以通过形成其中热交换介质彼此通过若干次的多通路热交换器来提高热交换器的性能。这可以通过包括使介质在板组中来回分流多次的挡板或止挡件来实现。
4.如果挡板被熔焊到热交换器中，则这会阻止热交换器配置的后续更改，例如如果需求发生变化，或者仅进行调节以优化热交换器。
5.此外，由于壳体通常不是充分圆形的，而可能是略微椭圆形的，因此形成能够紧密地装配在不平坦或非圆形壳体壁上的可调节挡板是很重要的。例如，如果壳体是椭圆形的，则如果挡板可以进行调节以适配壳体内的任何位置，这就是有利的。
6.因此，本发明的目的是引入一种热交换器，该热交换器中的配置是能够调节的并甚至是能够更改的。


技术实现要素：

7.如权利要求部分所指示的，这些问题已得到解决。
8.这包括引入板式热交换器，该板式热交换器包括：
9.图案化的传热板的板堆，该传热板彼此堆叠地布置并定位在壳体内，并在板之间限定第一流动路径和第二流动路径，其中，外部分配室形成在传热板的另一边缘与壳体的内壁之间的空间中，该外部分配室与第一流动路径和第一端口连接件流体连通，其中挡板能够调节地定位在外部分配室中，以将外部分配室分隔成两个外部子室，从而形成流动屏障。
10.在实施例中，术语“能够调节的”是指挡板不是以固定且不能够移除的方式定位在适当位置，而是以能够拆卸或能够移除的方式固定在适当位置，从而允许移除该挡板并且可以不同地定位该挡板。这使得产生更加灵活的热交换器，可以在生产过程中或在现场随时插入或移出一个或更多个挡板。
11.在替代或另外的实施例中，术语“能够调节的”是指挡板是柔性的，其方式是通过将挡板推靠在外部分配室的内表面上，然后使该挡板适应所述内表面的曲率。
12.在一个实施例中，挡板是能够调节的，其方式是该挡板可以连接到多个所述传热板中的任何一个，或者另外或可替代地，该挡板可以连接到定位在任何传热板之间的(一个
或多个)密封板。在下文中，术语“板”共同指代传热板或密封板。
13.挡板可以通过能够拆卸的紧固装置连接到所述板，该紧固装置是插入的单独装置。可替代地，该紧固装置集成在挡板中，或作为可能的特定板的一部分。
14.能够调节的连接可以意味着挡板能够拆卸地连接到板。
15.挡板可以被定位成以第一部分通过定位在所述第一部分和板的边缘之间的紧固装置仅与所述传热板接触。
16.紧固装置可以包括偏压装置或作用在偏压装置上，以将挡板推靠在壳体的内表面上。以这种方式，可以通过将挡板固定到(一个或多个)板，并同时通过将该挡板挤压在(一个或多个)板与壳体的内表面之间来使挡板稳定，从而实现所述定位。
17.第一部分可以形成有多个柔性翼板，所述柔性翼板形成偏压装置，该偏压装置在略微弯曲时将挡板推靠在壳体的内表面上。
18.挡板可以包括连接到第一部分的第二部分，所述第二部分定位成抵靠壳体的内表面，并且所述第二部分是柔性的以允许第二部分适应壳体的内表面的曲率。
19.挡板可以包括第三部分，该第三部分连接到所述板的边缘的表面并延伸到所述外部分配室的空间中，形成流动屏障的一部分。所述第三部分可以连接到所述第一部分。
20.第四部分可以夹在所述第一部分和所述第三部分之间。
21.第一端口连接件和挡板可以定位在所述外部分配室中的同一第一外部分配室或同一第二外部分配室中，其中，所述挡板定位在所述第一端口连接件中的第一端口连接件和第二端口连接件之间。
22.在实施例中，至少一个挡板定位在所述第一外部分配室中，并且至少一个挡板定位在外部分配室中的所述第二外部分配室中。
23.本发明还涉及一种在板式热交换器中组装挡板的方法，该板式热交换器包括：
24.图案化的传热板的板堆，该传热板彼此堆叠地布置并定位在壳体内，并在板之间限定第一流动路径和第二流动路径，其中，外部分配室形成在传热板的另一边缘与壳体的内壁之间的空间中，该外部分配室与第一流动路径和第一端口连接件流体连通，所述方法包括：将所述挡板定位在外部分配室中，以将外部分配室分隔成两个外部子室，从而在所述两个外部子室之间形成流动屏障；以及通过使紧固装置起作用来能够拆卸且能够调节地固定挡板，从而将挡板推靠在壳体的内表面上。
25.紧固装置可以包括偏压装置或作用在偏压装置上，以将挡板推靠在壳体的内表面上。
26.该方法可以在根据任一实施例的热交换器上使用。
附图说明
27.图1是根据本发明实施例的多通路壳式热交换器的侧视图。
28.图2是堆叠的传热板的一部分的连接的边缘的侧视图。
29.图3是根据本发明实施例的在壳体中并且连接到挡板的传热板的俯视图。
30.图4示出了根据第一实施例的待连接到传热板的挡板。
31.图5示出了根据第一实施例的连接到传热板的挡板。
32.图6示出了根据第二实施例的待连接到传热板的挡板。
33.图7示出了根据第二实施例的连接到传热板的挡板。
具体实施方式
34.应当理解，由于根据具体实施方式在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，因此仅通过说明性方式给出指示了本发明实施例的具体实施方式和具体示例。
35.图1示出了壳式热交换器(1)的实施例，在该实施例中，多个图案化的传热板(10)彼此堆叠地布置以形成板堆(2)。板堆(2)定位在壳体(300)内，该壳体可以是例如具有圆形横截面的管，传热板(10)相应地也可以是圆形的，如例如图3中所示。
36.端盖(310)然后可以连接到壳体(300)的开口端，从而以密封的方式将板堆(2)完全封装在壳体(300)内部。
37.当连接时，通过传热板(10)的图案分别在一侧和与该侧连接的相邻传热板(10)之间形成第一流动路径，以及在第二侧和与该第二侧连接的相邻传热板(10)之间形成第二流动路径。
38.传热板(10)包括开口(11)，并且传热板(10)在一侧例如通过钎焊或熔焊而连接到开口(11)的边缘。在第一流动路径中流动的第一流体然后在传热板(10)的边缘处进入和离开。
39.传热板(10)在第二侧例如通过钎焊或熔焊在传热板(10)的边缘(15)处被连接。在第二流动路径中流动的第二流体然后通过开口(11)进入和离开。相连的传热板(10)的开口(11)共同为单独的流动路径限定了内部入口和出口分配室。
40.第一端口连接件(6a、6b)可以形成在壳体(300)和/或端盖(310)中，从而形成与例如外部流管系统的连接，并充当外部分配室(4、5)的流体入口和流体出口，并由此充当第一流动路径的流体入口和流体出口。
41.第二端口连接件(7a、7b)可以形成在壳体(300)和/或端盖(310)中，从而形成与例如外部流管系统的连接，并充当内部分配室的流体入口和流体出口，并由此充当第二流动路径的流体入口和流体出口。
42.已发现，可以通过形成其中热交换介质彼此通过若干次的多通路热交换器来提高热交换器的性能。这可以通过包括使介质在板组中来回分流多次的挡板或止挡件来实现。通过的次数依赖于挡板的数量和定位。为此，即使当挡板(100)的基本形状与壳体(100)的内壁形状不匹配，如果挡板形成紧密的屏障，就是有利的。
43.本发明引入了定位在外部分配室(4、5)中的挡板(100)，该挡板(100)将外部分配室分隔成两个外部子室(4a、4b)，从而在所述外部子室(4a、4b)之间形成流动屏障。图1的图示示出了最简单的实施例，在该实施例中，一个挡板(100)定位在第一外部分配室(4)中，并且两个第一端口连接件(6a、6b)都定位成与同一第一外部分配室(4)流体连通。进入入口(6b)的流体在第一外部子室(4a)中被分配到形成在传热板(10)之间的所有连接的第一流动路径。流体通过第一流动路径流动到第二外部分配室(5)，在该第二外部分配室(5)中，流体被分配到连接到第二外部子室(4b)的其余第一流动路径。最终，流体在通过出口(6a)离开之前到达第二外部子室(4b)。白色箭头示出了这一点。
44.因此，该一个挡板(100)使流体能够流动通过两次。在该实施例中，第一端口连接
件(6a、6b)和挡板(100)定位在所述外部分配室中的同一第一外部分配室(4)或同一第二外部分配室(5)中，其中所述挡板(100)定位在所述第一端口连接件中的第一端口连接件(6a)和第二端口连接件(6b)之间。
45.可以通过在图1中所示的第二外部分配室(5)中添加挡板(100)来引入第三路径，从而将该第二外部分配室(5)也分成两个外部子室，并移动出口端口连接件(6a)以连接到第二外部分配室(5)。
46.原则上，可以通过添加挡板(100)并相应地定位入口端口连接件(6b)和出口端口连接件(6a)来引入任何数量的通路。
47.然而，如果挡板(100)例如是熔焊或钎焊到热交换器(1)中，则将难以进行调节或改变。
48.因此，本发明提出一种挡板(100)，该挡板(100)例如可以以能够调节且能够拆卸的方式连接到所述多个热交换器板(10)中的任何一个，或者该挡板(100)在所述多个热交换器板(10)之间的任何位置处都易于移除，并且通过“能够调节”也意味着挡板(100)可以紧密地装配在壳体(300)的内部壁上。
49.这提供了广泛的优势。首先，因为可以使用标准部件，因此简化了热交换器的生产，只需根据需要增加挡板(100)的数量。其次，易于通过添加或移除挡板(100)来后续更新热交换器(1)。在一个实施例中，第一端口连接件(6a、6b)定位或对称地定位在一个或两个端盖(310)中，并且外部分配室(4、5)对称地定位在壳体(300)中。然后，可以例如通过旋转相应的端盖(310)来简单地改变第一出口端口连接件(6a)在第一外部分配室(4)和第二外部分配室(5)之间的连接。
50.图2是连接的传热板(10)的边缘(15)的截面区域的放大图，在所示实施例中，壳体(300)和挡板(100)连接到密封板(20)，例如连接到密封板边缘(25)。可替代地，挡板(100)可以连接到(一个或多个)传热板(10)的(一个或多个)边缘(15)。在实施例中，密封板(20)比传热板(10)更远地延伸到相应的外部分配室(4、5)中。可替代地，密封板(20)的边缘(25)与传热板(10)的边缘(15)对齐，或者甚至密封板(20)的边缘(25)可以比这些传热板(10)更少地延伸到外部分配室(4、5)中。如图所示，密封板(20)可以基本上比传热板(10)厚，并且例如可以没有图案。可替代地，密封板(20)仅仅是传热板(20)，或者甚至是比其它传热板(10)更远地延伸出的、连接在传热板(10)、密封板(20)的边缘(15、25)处的一对传热板(10、20)。密封板(20)如此则形成屏障的一部分。
51.在该实施例中，密封板(20)可以以能够移除的方式插入在任何传热板(10)之间。
52.图3是示出了壳体(300)内部的传热板(10)或密封板(20)的俯视图。侧部密封件(350)被定位成将传热板(10)的边缘与壳体(300)的内表面之间的空间分隔开，从而将该空间分隔成第一外部分配室(4)和第二外部分配室(5)。
53.挡板(100)被定位在第一外部分配室(4)中，并通过紧固装置(150)固定在适当位置。
54.图4示出了被定位成与传热板(10)连接的能够附接的并且能够拆卸的挡板(100)的一个这样的实施例。在所示实施例中，挡板(100)被定位成以第一部分(105)与所述板(10、20)接触，例如直接在所述板(10、20)的边缘(15、25)上进行接触，或者如图所示仅通过紧固装置(150)与边缘(15、25)接触。在后一种实施例中，紧固装置(150)定位在所述第一部
分(105)和板(10、20)的边缘(15、25)之间。在下文中，“板”是指传热板(10)或密封板(20)中的任何一个。
55.在任一实施例中，当挡板(100)在流体流动的力的影响下被推靠在壳体(300)的内表面上以稳定其在分配室(4、5)中的定位时，可能是有利的。挡板(100)的一侧直接连接到板(10、20)的边缘(15、25)或者通过紧固装置(150)间接连接到板(10、20)的边缘(15、25)，挡板(100)的另一侧通过推力和摩擦力保持在适当位置。
56.为了实现这种推力，可以引入偏压装置(130)以在紧固装置(150)起作用时将挡板(100)推靠在壳体(300)的内表面上。偏压装置(130)可以是紧固装置(150)的一部分，或者如图所示的集成在挡板(150)中，或者被单独地插入。在所示实施例中，偏压装置(130)在第一部分(105)中形成为多个柔性翼板(130)，例如通过切口固定。翼板(130)具有一定弹性，使得当通过力弯曲时，翼板(130)以相同的力推回。在所示实施例中，通过在一个或更多个翼板(130)和板(10、20)的边缘(15、25)之间引入形成为成形螺栓的紧固装置(150)来利用这种效果。在一侧，紧固装置(150)包括定位在第一边缘(15、25)表面上的第一特征(155)，例如连接在紧固装置(150)的特殊形成的螺栓(160)的一端处的螺母。螺栓(160)成形为使得在板(10、20)的端部与壳体(300)的内表面之间的距离中观察时，在一旋转位置处，该螺栓形成第一直径，而在第二旋转位置处，该螺栓形成大于第一直径的第二直径。因此，第一旋转位置能够实现挡板(100)和紧固装置(150)的插入和移出，并且当旋转到第二位置时，较大的直径推动翼板(130)以将挡板(100)推靠在壳体(300)的内表面上。
57.紧固装置(150)可以在相对于第一特征(155)的相反侧处包括与第二边缘(15、25)的表面接触的第二特征(165)。第一边缘和第二边缘(15、25)的表面可以是连接在其边缘(15、25)处的板(10、20)的相应外边缘表面(15、25)。此外，第一特征(155)和第二特征(165)从两侧接触第一部分(105)的端部(例如，被接触的(一个或多个)翼板(30)的端部)，从而将挡板(100)和紧固装置(150)固定到(一个或多个)板(10、20)的边缘(15、25)。
58.在一个实施例中，例如螺栓(160)到第一特征(155)(例如螺母)的转动连接确保旋转减小了第一特征(155)和第二特征(165)之间的距离，从而使所述固定紧固。
59.挡板(100)，例如第一部分(105)，还可以包括用于引入紧固装置(150)的柔性开口。这些柔性开口通常可以是封闭的，但是可以打开以插入紧固装置(150)。这些柔性开口可以简单地是偏压装置(130)，例如所示的允许弯曲的翼板(130)。
60.在一个不同的实施例中，诸如螺栓的紧固装置(150)不具有第一直径和第二直径，而是简单地通过经由柔性开口插入而起作用。在所示实施例中，翼板(130)可以用作允许使紧固装置(150)插入的柔性开口，该紧固装置(150)使翼板(130)弯曲。
61.在一个实施例中，根据任何实施例，第一部分(105)没有定位在距板(10、20)的一定距离处，而是定位并固定至边缘(15、25)的表面。
62.在任一实施例中，挡板(100)或至少第一部分(105)的宽度使得挡板(100)和紧固装置(150)相对宽松地装配在分配室(4、5)中，从而使其插入或移除变得容易。例如在所公开的实施例中，然后通过使紧固装置(150)起作用来实现固定。
63.如图4所示实施例中的挡板(100)还包括连接到第一部分(105)的第二部分(110)，该第二部分(110)定位成抵靠在壳体(300)的内表面上。这增加了挡板(100)的稳定性并且提高了连接性，并因此增大了挡板(100)相对于壳体(300)的内表面的摩擦力。
64.第二部分(110)可以形成为与壳体(300)的内表面的一定平均曲率相匹配。该第二部分(110)还可以是柔性的，使得其曲率可以改变。在这种情况下，当紧固装置(150)作用在第一部分(105)上时，该第一部分(105)和第二部分(110)被推靠在壳体(300)的内表面上，其中柔性确保了至少第二部分(110)适应壳体(300)的内表面的形状。然后，第二部分(110)通过柔性形成了朝向壳体(300)密封挡板(100)的流动屏障的第一部分。
65.在所示实施例中，在第一部分(105)中具有切口以形成翼板(130)，确保了第一部分(105)的足够的柔性，从而允许第一部分(105)遵循第二部分(110)的适应性。可替代地，第一部分(105)可以由柔性材料制成，例如具有弹性的材料。
66.在所示实施例中，挡板(100)还包括第三部分(115)，该第三部分(115)延伸到所述外部分配室(4、5)的空间中，从而形成流动屏障的第二部分。第三部分(115)以密封的方式附接板(10、20)的边缘(15、25)，从而防止流体在该部分流过挡板(100)。在所示实施例中，引入了两个第三部分(115)，这两个第三部分(115)将挡板(100)的边缘(15、25)、第一部分(105)和第四部分(120)夹在中间。
67.第四部分(120)是定位在第一部分(105)和第二部分(115)之间的密封件，以防止流体通过该连接处。
68.在实施例中，第三部分(115)和第二部分(120)可以包括允许使紧固装置(150)插入的凹口或开口。在该实施例中，紧固装置(150)然后本身形成屏障的一部分，在插入时形成对开口或凹口的密封。
69.图5示出通过紧固装置(150)弯曲一个或更多个偏压装置(130)或翼板而连接到传热板(10)的第一部分(105)的俯视图。
70.本发明还涉及在壳式热交换器(1)中组装挡板(100)的方法，所述方法包括将所述挡板(100)定位在外部分配室(4、5)中，以将该外部分配室分成两个外部子室(4a、4b)，从而在所述两个外部子室(4a、4b)之间形成流动屏障，并通过使紧固装置(150)起作用来能够拆卸地固定挡板(100)，该紧固装置(150)在起作用时将挡板(100)推靠在壳体(300)的内表面上。
71.图6示出了用作例如图2和图4的实施例的能够附接的并且能够拆卸的挡板(100
′
)的另一实施例，但是在该实施例中，第二部分(110
′
)适于将挡板(100
′
)推靠在壳体(300
′
)的内表面上，而不是紧固装置(150)将挡板(100
′
)推靠在壳体(300
′
)的内表面上。在实施例中，第二部分(110
′
)用作在向外方向上偏压的弹簧元件。第二部分(110
′
)的至少一些部分可以被偏压成比壳体(300
′
)的内部的延伸部延伸地更远。在这种情况下，这些部分被偏压使得所述部分在插入时被壳体(300
′
)的内表面向内弯曲。在图6的实施例中，第二部分(110
′
)的整个圆周以比壳体(300
′
)的内表面的直径更大的直径延伸，并且形成为相对于第一部分(105
′
)以大于90度的角度弯曲的翼板，使得在被插入时，翼板会向内变形以推靠在壳体(300
′
)的内表面上。
72.在该实施例中，第一部分(105
′
)可以形成有或可以不形成有翼板(130
′
)。
73.可以在第四部分(120
′
)的每一侧插入包括第一部分(105
′
)和第二部分(110
′
)的两个这样的元件，每个元件可以夹在第四部分(120
′
)、密封部分和第三部分(115
′
)之间。
74.如图7所示，其中从侧面观察插入的挡板(100
′
)，两个第二部分(110
′
)至少在插入时接触，以配合将挡板(100
′
)固定在壳体内。