CN1087981C - 生产传热板的方法;一种传热板;和带有包括在上述种类内的传热板的板式热交换器 - Google Patents

生产传热板的方法;一种传热板;和带有包括在上述种类内的传热板的板式热交换器 Download PDF

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Abstract

在一种板式热交换器中，传热板互相紧靠，使其间形成传输通道，传热板中设置的孔口形成通过板式热交换器的孔管道。在传热板(2)的传热部分(15)和形成冷冻剂入口的孔管道一部分的孔口(14)之间，该传热板(2)具有通道部分(16)。通道部分(16)可以限制传热板(2)和相邻传热板之间的分配通道，通过该分配通道，冷冻剂预定从入口孔管道流向传热板之间的传热通道。冷冻剂将在分配通道中受到压力降。根据本发明，通过在传热板中冲制不同类型的孔口(14)，该压力降可以为不同的量级。

Description

生产传热板的方法；一种传热板；和带有包括在上述种类内的传热板的板式热交换器
本发明涉及一种生产传热板的方法，这些传热板尺寸相同，具有同样形状的中央传热部分。每个传热板在传热部分的相应侧面上具有通孔即所谓孔口，用于至少一种热交换流体的流通。此外，每个传热板有一通道部分，当传热板紧靠板式传热器中的另一传热板时，该通道部分可以限定一用于所述热交换流体流通的分配通道。该通道部分从所述孔口之一延伸到所述传热部分中的或附近的一个面积，该面积相对于不同传热板中的传热部分具有相同位置。在生产传热板期间，进行分开的操作，以便分别压制传热板的通道部分和冲孔，这些孔将形成所述孔口。
在一板式传热器中，传热板互相紧靠，使其形成一个板封装件，在传热板之间具有传热通道。传热板的孔口形成通过板封装件的孔管道。
板式热交换器经常用作冷却***中的蒸发器。在这样一种板式热交换器中，最经常的是，至少一种热交换流体(它由冷冻剂构成)以液一气混合物形式流入孔管道之一。冷冻剂从该孔管道通过上述类型的入口或分配通道导入预定用于冷冻剂的传热通道。当流过分配通道时，冷冻剂受到显著的压力降，由此冷冻剂在不同传热通道之间的分配达到尽可能地均匀。在传热通道中，冷冻剂由于从流过相邻传热通道的另一种热交换流体吸取热量而蒸发。
在很长时间内，在大多数冷却***中已使用仅仅少数几种较相似的冷冻剂。此种冷***用的板式热交换器已经以若干不同尺寸生产，但同样尺寸的板式热交换器通常给予一致的设计，不管其中使用的冷冻剂是什么。因此，在一个特定尺寸的所有板式热交换器中分配通道也有同一尺寸，这意味着，冷冻剂在分配通道中受到的压力降对于该特定的冷冻剂并不必须是最佳的。
各种对环境有害的老式冷冻剂已被禁用，而大量新型的环保型冷冻剂已被引入，因此，有必要对每一种板式热交换器相对于其中使用的冷冻剂单个地适配分配通道中的压力降。也就是，各种新型冷冻剂在特定温度下在其蒸发压力之间呈现大的单个差异。
SE8702608-4表示一种利用限制形成的板式热交换器，当冷冻剂从孔管道流入许多传热通道时，这些限制可以减小冷冻剂的压力。这些限制可以通过沿环形钻的孔口来构成，这些孔口围绕孔管道排列在传热板之间，或者这些限制可以通过沿管子钻的孔口来构成，这些孔口排列在构成冷冻剂入口管道的孔管道中。根据另一实施例，传热板可以围绕形成冷冻剂入口管道的孔口两两地彼此紧靠，除了已离开入口管道的有限区域外。这些限制可以适合于一定的冷冻剂，一定的压力降和一定的温度差。
本发明的目的是以简单而成本效益好的方式生产上述类型的传热板，它们预定用于在其分配通道中获得各种压力降的板式热交换器。
上述目的可以利用早先提到的生产传热板的方法来达到，该方法通过所述冲制操作来提供每一个分开的或相互连接的将形成所述传热板的带孔金属板件，使得第一金属板件中的所述一个孔口与第二金属板件中的相应的一个孔口相比为不同种类，金属板件的所述一个孔口利用冲制操作成形，使其形成具有不同尺寸的通道部分的成品传热板。
利用本发明，板式热交换器用的单个地适配于不同冷冻剂的传热板的生产费用，几乎与板式热交换器用的不是单个地适配于不同冷冻剂的传热板的生产费用相等。本发明包含使用不同的冲制工具来冲制不同类型的所述孔口。但是，这样做的结果，每个传热板成本的增加在大规模生产系列中才能弥补。
冲制所述一个孔口用的冲制操作可以在成形通道部分用的压制操作之前完成，或者是这两个操作可以顺序颠倒地完成。
所述不同类型的孔口可以做成圆形，但具有不同直径；或者使它们有非圆形的形状。用这些不同方式，传热板可以容易地设置不同尺寸的通道部分。
通常，传热板的传热部分通过压制操作设有带凹部和凸部的压制花纹。用同一冲制操作来成形传热板的通道部分是方便的。
在完成本发明方法的一种优选方式中，每个传热板的通道部分被成形为形成一个槽。由此，板式热交换器中的两个相邻板之间的一个分配通道将具有管道的形式，该管道具有特定的均匀的流通面积。很容易计算出，为了获得通过管道流动的冷冻剂中所要的压力降，这样一个管道应当有多长的长度。
该通道部分也可以设有凸部和/或凹部的压制花纹。
本发明也涉及一种传热板，这些传热板具有相同尺寸并具有同样形状的中央传热部分。每个传热板在其传热部分的相应侧面上具有通孔即所谓孔口和一个通道部分，孔口用于至少一种热交换流体的流通，而当传热板紧靠板式热交换器中的另一传热板时，该通道部分可以限定一个分配通道，该分配通道用于所述热交换流体的流通。该通道部分从所述孔口之一延伸到所述传热部分中的或附近的一个面积，该面积相对于每个传热板中的传热部分具有同一位置。
所述种类的传热板的特征在于，传热板的在所述相应通道部分处的所述一个孔口为不同类型，并成形为传热板的通道部分具有不同尺寸。
此处的一种种类的传热板可以理解为至少两种不同类型的传热板。在一种由本发明种类的传热板组成的板式热交换器中，既可以包括一种类型的传热板，也可以包括两种或若干类型的传热板。如果板式热交换器的板封装件包括许多传热板而因此包括长孔管道，那么上述后一种替代方案可能是合适的。在此种长孔管道中，热交换流体受到压力降。在此种情况下，为了得到冷冻剂在传热通道之间的相等分配，可能分配通道必须沿形成板式热交换器入口的孔管道有不同的尺寸。
最后，本发明也涉及一种板式热交换器，它由包括在上述种类中的至少一种类型的传热板组成。此种类型的板式热交换器的特征在于，分配通道的最小流通面积和所述一个孔口的流通面积之间的关系在0.0002和0.05之间，最好在0.007和0.017之间。这些作为规律的相互关系对于用作冷却***中的蒸发器的板式热交换器是有关联的。
现在参照附图更详细地描述本发明，其中图1表示一种钎焊板热交换器，图2表示沿图1中线II-II通过钎焊板热交换器的截面。图3、5、7、8表示传热板的角部，具有根据本发明不同实施例的孔部分。在图3、5、7、8中仅正确地示出传热板的相对于其功能的孔部分，而板的其余部分只是示意表示。图4和6分别表示通过图3和5的传热板的截面。
图1表示一种设计用作冷却***中蒸发器的板式热交换器1。该板式热交换器1由传热板2组成，它们具有压制的凸部和凹部花纹，并一起钎焊成一个板封装件。传热板2相互紧靠，使得在传热板2之间形成第一组和第二组传热通道，以便通过两种热交换流体流。在板封装件的两个外传热板的每一个上钎焊一端板。一个这样的端板3设有四个连接管4-7。
每个传热板2设有四个孔口，每个孔口分别与连接管4-7中的一个管对准。传热板2中的孔口形成四个通过板封装件的孔管道。两个孔管道与连接管4和5对准，它们与第一组传热通道连通，而另两个孔管道分别与连接管6和7对准，它们与第二组传热通道连通。一种热交换流体是冷冻液，它预定从连接管4流过热交换器的第一组传热通道到连接管5。因此，第二种热交换流体预定适当地从连接管6流过板式热交换器1的第二组传热通道到连接管7。
图2表示沿图1中线II-II通过板式热交换器1的截面图。传热板2围绕其孔口中的两个孔口8、9成对地相互紧靠，分别形成两个孔管道10，并限制所述第一组和第二组传热通道12、13。孔管道10和连接管5形成所述冷冻剂的出口，并与第一组传热通道12连接。连接管6和孔管道11形成第二热交换流体的入口，并与第二组传热通道13连接。
图3表示根据本发明一优选实施例的一种传热板2的角部分。在该角部分中，传热板2设有一孔口14，它与图1中的连接管4对准。当一个板封装件中的几个传热板2相互紧靠时，传热板2的孔口14形成孔管道，后者与连接管4一起形成冷冻剂进入板式热交换器的入口。在每个传热板2的孔口14和其一个传热部分15之间，有一个压制槽16形式的通道部分。
图4表示沿图3中线IV-IV通过四个传热板2的截面图。传热板2围绕孔口14成对地互相紧靠，这样每一对传热板的压制槽16。形成一个管道17形状的分配通道。孔口14一起形成一个孔管道18。通过在传热板2中(例如沿图3中线19、20中任一条)冲制不同尺寸的孔口14，可以为分配通道即管道17做成不同长度。
当冷冻剂从孔管道18经管道17流入传热板2的传热部分15之间形成的传热通道12中时，冷冻剂受到一个取决于管道17长度的压力降。通过适配管道17的长度，可以获得一个所要的压力降，因而可以获得特定冷冻剂的最佳蒸发。
图5表示根据本发明另一实施例的一种传热板2的角部分。传热板2有一孔口21，它与板式热交换器中另一传热板2的相应孔口一起形成冷冻剂的入口通道。根据本发明的这一实施例，传热板2通过压制设置一个通道部分22，具有凸部和凹部23的花纹。虚线24、25标志冲制线，沿该线可以冲制孔口，并由此给出不同直径。
图6表示沿图5中线VI-VI通过四个传热板2的截面图。但是，只是每一个第二传热板2在其通道部分中设有凸部和凹部23。传热板2围绕孔口21成对地互相紧靠，但靠近通道部分的部位是例外，该部位外传热板2之间这样紧靠，使得在传热板2之间形成分配通道26。分配通道26的长度可以通过扩大孔口21的直径来缩短。
图7中示出本发明的另一实施例。传热板2的围绕孔口27的区域在这里有一通道部分，其中压制一螺旋形槽28。同样在该实施例中，可以通过扩大孔口27的直径来缩短槽28的长度。
图8表示根据本发明又一实施例的传热板2的一个角部。孔口29和传热板2的传热部分15之间的通道部分设有三个长度不同的压制槽30、31、32。当传热板2围绕孔口29紧靠有一同样尺寸的孔口的另一传热板时，只有槽30将在孔口29的边缘和传热部分15之间形成一管道。当沿线33和34分别冲出传热板2的一部分时，同样，槽31和32将分别在孔口的边缘和传热部分15之间形成通道。开口通道产生越多，当冷冻剂从孔口流至传热部分15时其受到的压力降将越小。
本发明可以有更多的实施例。例如，图6中示出的传热板2可以在其通道部分22中全部设有凸部和凹部23，而在图4示出的实施例中，只有每第二个传热板2需要设有一个压制槽16。在图3和4与图5和6的实施例中，管道17和分配通道26的长度可以分别通过以图8中线33和34所示方式冲出一部分传热板2来变化，而不是通过分别扩大孔口14和21的直径。图1中示出的板式热交换器1可以设计成所谓对角流动，即冷冻剂将预定从连接管4通过板式热交换器1流至连接管6，而另一热交换流体将预定在连接管5和7之间流动通过板式热交换器。
上面已经提出，在传热板中应形成不同类型的孔口，其通道部分设有槽或其它不规则部位，以获得通流阻力不同的分配通道。但是，在本发明的范围内，可以代之以通过在具有完全光滑的通道部分的传热板中形成不同类型的孔口即不同尺寸或不同形状的孔口来实现这一点。这样，例如图6中示出的板2，在其通道部分中没有凸部或凹部23，可以设置比具有此种凸部和凹部23的板2更大的孔口。同时以此种方式，比起具有图6所示传热板中孔口形状的分配通道来，上面论及的分配通道的通流电阻更小。换句话说，如图6中所示，如果两个相邻的传热板相对于其通道部分设计为不同类型，那么由各传热板之间形成的分配通道给出的通流阻力可以由于设有较大孔口或不同类型孔口的各传热板中的一个或另一个或两者而变化。
本发明的传热板2可以用分开的或相互连接的金属板件生产。在每个金属板件中，首先可以冲制形成冷冻剂入口管道一部分的孔口14、21、27、29，其后，可以压制通道部分。在同一冲制操作中在每个金属板件中合适地冲制成所有孔口，同时，合适地，通道部分是在像这样一个同一压制操作中形成的，在该压制操作期间，金属板件在其传热部分15中设有压制花纹。如早先提到的，冲制和压制操作可以按一种顺序或另一种顺序完成。

Claims (14)

1.一种生产传热板(2)的方法，这些传热板(2)具有相同尺寸并具有同样形状的中央传热部分(15)，每个传热板(2)在其传热部分(15)的相应侧面上具有通孔即所谓孔口(8，9；14；21；27；29)和一个通道部分(16；22；28；30；31；32)，孔口用于至少一种热交换流体的流通，而当传热板(2)紧靠板式热交换器中的另一传热板时，该通道部分可以限定一个分配通道(17；26)，该分配通道用于所述热交换流体的流通，并且该通道部分从其中一个所述孔口(14；21；27；29)延伸到所述传热部分(15)中的或附近的一个面积，该面积相对于每个传热板(2)中的传热部分(15)具有同一位置，分别进行独立的操作，以便压制所述传热板(2)的通道部分(16；22；28；30；31；32)和冲制形成所述孔口(8，9；14；21；27；29)的孔，其特征在于，通过所述冲制操作提供每个分开的或相互连接的将形成所述传热板(2)的带孔金属板件，使得第一金属板件中的所述一个孔口(14；21；27；29)与第二金属板件中的相应的一个孔口(14；21；27；29)相比为不同种类，金属板件的所述一个孔口(14；21；27；29)利用冲制操作成形，使其形成具有不同尺寸的通道部分(16；22；28；30，31，32)的成品传热板(2)。
2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个金属板件首先受到冲制操作，以冲制所述一个孔口(14；21；27；29)，其后受到压制操作，以成形所述通道部分(16；22；28；30；31；32)。
3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个金属板件首先受到压制操作，以成形所述通道部分(16；22；28；30；31；32)，其后受到冲制操作，以冲制所述一个孔口(14；21；27；29)。
4.一种如上权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，所述不同类型的孔口(14；21；27)成形为圆形，但具有不同直径。
5.一种如权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，所述孔口(29，33，34)中的至少一个的形状不是圆形。
6.一种如上述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，当该传热板(2)的传热部分(15)设置凹部和凸部的压制的花纹同时，执行用以成形各传热板(2)的所述通道部分(16；22；28；30；31；32)的压制操作。
7.一种如上述权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于，每个传热板(2)的所述通道部分成形为使之形成一个槽(16；28)。
8.一种如权利要求1-6中任何一项所述的方法，其特征在于，每个传热板(2)的所述通道部分(22)设有凸部和/或凹部(23)的压制花纹。
9.一种传热板(2)，这些传热板(2)具有相同尺寸并具有同样形状的中央传热部分(15)，每个传热板(2)在其传热部分(15)的相应侧面上具有通孔即所谓孔口(8，9；14；21；27；29)和一个通道部分(16；22；28；30，31，32)，孔口用于至少一种热交换流体的流通，而当传热板(2)紧靠板式热交换器中的另一传热板时，该通道部分可以限定一个分配通道(17；26)，该分配通道用于所述热交换流体的流通，并且该通道部分从其中一个所述孔口(14；21；27；29)延伸到所述传热部分(15)中的或附近的一个面积，该面积相对于每个不同传热板中的传热部分(15)具有同一位置，其特征在于，传热板(2)的在所述相应通道部分(16；22；28；30；31；32)处的所述一个孔口(14；21；27；29)为不同类型，并这样成形，使传热板(2)的通道部分(16；22；28；30；31；32)具有不同尺寸。
10.一种如权利要求9所述的传热板(2)，其特征在于，相应传热板(2)的所述通道部分(16；28；30；31；32)形成具有不同长度的槽(16；28；30，31，32)。
11.一种如权利要求9所述的传热板(2)，其特征在于，相应传热板(2)的所述通道部分(22)设有凸部和/或凹部(23)的压制花纹。
12.一种如权利要求9-11中任何一项所述的传热板(2)，其特征在于，所述一个不同类型的孔口(14；21；27)为圆形，但具有不同直径。
13.一种如权利要求9-11中任何一项所述的传热板(2)，其特征在于，至少一个所述不同类型的孔口(29，33，34)具有非圆形的形状。
14.一种由传热板(2)组成的板式热交换器，这些传热板(2)至少一种类型被包括在如权利要求9-13中任何一项所述的种类内，每个所述传热板(2)有一中央传热部分(15)、各通孔即所谓孔口(8，9；14；21；27；29)和一通道部分(16；22；28；30；31；32)，这些孔口位于传热部分(15)的相应侧面上，用于至少一种热交换液的流通，该通道部分限定板式热交换器中两个相邻传热板(2)之间的分配通道(17；26)，用于所述热交换流体的流通，并且该通道部分从所述孔口之一(14；21；27；29)延伸到所述传热部分(15)中的或附近的一个面积，该面积相对于不同传热板(2)中的传热部分(15)具有同一位置，其特征在于，所述分配通道(17；26)的最小流通面积和所述一个孔口(14；21；27；29)的通流面积之间的关系在0.0002和0.05之间，最好在0.0007和0.017之间。
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