CN110500814B - 一种板式蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板式蒸发器，包括由第一换热片和第二换热片间隔层叠在一起的系列换热板第一换热片和第二换热片(2)之间形成相互交错、隔离的换热流道；第一、二换热板的第一表面(6)具有换热区域(E)；在第一表面(6)分别设有四个角孔对应冷/热介质的进液通道或出液通道；四个角孔中用于冷介质进液的第一进液孔(a)边缘设置有至少一个凹槽(3’)，凹槽(3’)从第一进液孔(a)边缘一直延伸至换热流道；第一表面(6)除四个角孔外中心对称，但四个角孔的的中心点布置也满足中心对称；第一、二换热板由同一基板分别冲孔而成。在每个换热板的第一表面施加铜箔，换热板依次层叠，加热使铜箔熔化使第一、二换热板形成永久结合。

Description

一种板式蒸发器

技术领域

本发明涉及由多层换热板组合而成的板式换热器，尤其涉及一种多层换热板相互钎焊永久结合在一起的板式蒸发器。

背景技术

板式热交换器在制冷、制热领域中是最常用的换热器，比如空调制冷、热泵制热等，在两个交错且相互隔离的流道内利用制冷剂的蒸发吸收热量或冷凝过程中放出大量热量，将第二流体比如水等制冷或者加热。板式蒸发器是液-汽进行热交换最为理想的设备，具有的热交换效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等优点。板式蒸发器通常也分为可拆式和不可拆式，可拆式主要由一定数量的换热片、垫片、固定框架和压紧螺杆、压板组成，一般体积较大，作为大型换热器使用。不可拆式主要由一定数量的的换热板焊接永久结合在一起，体积小，结构形式灵活多变，应用范围更广，包括钎焊式、半焊接式、全焊接式。

专利公告号CN108246915A公开了一种板式换热器压机生产线及其实现方法，采用两条相似的生产线，同时加工板式换热器的相互间隔层叠在一起的两种结构的换热片，并在换热片成型后加换热片和铜箔层叠在一起。该生产线自动化程度高，但生产线包括了两条并行的生产线，设备投资成本高，尤其是在两种换热片最后冲压部分，需要分别对来自两条生产线的不同换热片间隔着在同一冲压机进行冲压出孔，而事实上两条生产线生产的换热片要保证相互匹配是非常高的，对生产的精度要求极高，无疑也增加了设备的控制成本，同时按此工艺组装成型的板片包仅能生产不带分配器的换热器，如果要带分配器，必须另行人工安装分配器垫圈，不仅麻烦切成本高，而分配器是制冷剂蒸发器的标配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种板式蒸发器，属于钎焊式板式换热器。

本申请的板式蒸发器，包括由第一换热片和第二换热片间隔层叠在一起的系列换热板，第一换热片和第二换热片之间形成分别供冷/热介质流通的相互交错、隔离的换热流道，在第一、二换热板的第一表面分别设有四个角孔，系列换热板上的同一角孔在层叠方向贯通，对应形成供冷/热介质流进或流出的进液通道或出液通道，同一介质的进液通道和出液通道分别和对应介质的换热流道连通；第一、二换热板的所述第一表面具有换热区域，所述换热区域设置有凸纹，包括沟槽和脊，相邻层叠的第一、二换热板的凸纹构成所述的换热流道；四个角孔中用于冷介质流入换热流道的第一进液孔边缘设置有至少一个凹槽，凹槽从第一进液孔边缘一直延伸至连通冷介质的换热流道；所述的第一表面除四个角孔外中心对称，但四个角孔的的中心点布置也满足中心对称；所述第一、二换热板由同一基板分别冲孔而成。

具体地，所述的四个角孔包括用于冷介质流进流出的所述第一进液孔和第一出液孔，用于热介质流进流出的第二进液孔和第二出液孔，系列换热板的同一角孔一一对应且在所述第一表面上间隔呈凹形或凸形，凹形角孔和凸形角孔间隔抵触从而使同一介质的进液孔和出液孔均分别间隔着与对应的流体通道导通。

具体地，除所述第一进液孔外，所述同一角孔的凹形孔和凸形孔之间形成导通进液通道与换热流道或换热流道与出液通道的层流通孔，系列换热板的层流通孔间隔设置。

具体地，同一换热板上同一介质的进液孔和出液孔对角或单边设置，所述第一换热板四个角孔的孔心与所述第二换热板对应的四个角孔的孔心中心对称。

具体地，所述凸纹为人字纹，包括沟槽和脊，相邻的所述第一、二换热板的人字纹构成所述的换热流道，且第一换热板上的人字形凸纹和第二换热板上的人字形凸纹中心对称。当然凸纹的人字纹还可以是中心对称的波纹，或特殊设计的点波纹。

具体地，所述系列波纹板的相互凹凸抵触的两所述第一进液孔的凹面和凸面上的所述凹槽对合构成用于导通冷介质的进液通道和换热流道的分配孔。

具体地，所述冲孔是指包含第一进/出液孔和第二进/出液孔在内的共四个角孔的同步通过两副模具冲孔、切角成型第一、第二换热板。

具体地，所述系列换热板层叠结合的实现方法：在第一、二换热板的第一表面分别施加铜箔，将施加铜箔的第一、二换热板按数量依次层叠，送加热炉加热使铜箔熔化，凝固后使第一换热板与第二换热板在相互之间的抵触位置形成结合.

铜箔随基板一起冲压成型和冲孔，且铜箔在随基板原料进料前至少在对应第一进液孔边缘的所述凹槽位置冲压留空，防止熔化的铜熔液堵塞分配孔，留空大小要覆盖分配孔，优选地，所述铜箔与基板成型后，铜箔外形尺寸小于基板的外形尺寸，使成型后的铜箔内置于成型后的基板内。

系列换热板的实现方法包括如下步骤

(1)准备铜箔、基板金属材料的连续送料卷；

(2)铜箔送料：至铜箔冲孔冲床，在计算好的位置冲孔留空，所述留空部分要覆盖系列换热板第一进液孔的所述凹槽所在区域；

(3)基板金属材料放料：与冲孔后的铜箔一起送料，铜箔位于基板的与所述第一表面相背的另一表面；

(4)点焊：将基板金属材料与铜箔进行点焊，使二者预结合；

(5)定长送料：以单个基板为单元，前后预留加工长度，将预结合的基板金属材料和铜箔进行剪切成成型单元；

(6)冲压：由空间机械手将剪切下来的成型单元送入冲压模组，结合成型模，将成型单元冲压成施加铜箔的基板，基板和铜箔均具有向下的翻边，使得铜箔被包裹在基板凹腔里面；

(7)冲孔：由机械手将施加铜箔的基板依次间隔送至第一冲床或第二冲床，在所述第一冲床上完成第一换热板的角孔冲压成型和板片切角圆整，在所述第二冲床上完成第二换热板的角孔冲压成型和板片切角圆整；

(8)层叠：分别从第一冲床和第二冲床上依次取出成型的第一换热板和第二换热板，按层叠数量间隔层叠在一起；

(9)钎焊：送加热炉加热使铜箔熔融，再凝固后使层叠的系列换热板相互结合。

本申请具有如下特征：

(1)本申请的板式蒸发器，制冷剂作为冷媒(冷介质)与另一换热媒介交叉对流，，媒介充分接触，换热效率高，减少了热损失。

(2)制冷剂在换热过程中汽化，容易造成用于制冷剂的各换热流道中制冷剂分配不均匀，影响蒸发器内换热的均匀性。通过在用于制冷剂的第一进液孔的边缘设置凹槽，通过凹槽形成分配孔，将制冷剂由进液孔均匀分配到各换热流道中，使得各换热流道的制冷剂均匀，流速合理，提高换热效率。

(3)本申请板式蒸发器选用钎焊永久结合的层叠方式，简化了结构，有助于缩小蒸发器的体积，扩展其应用范围。

(4)板式蒸发器由第一、二换热板层叠而成，为了提高层叠钎焊的精度，同时确保钎焊的可靠性，第一、二换热板的板型应严格其冲压成型精度，使层叠准确。区别于采用两套平行的生产线来生产第一、二换热板的传统做法，本申请对换热板的第一表面的纹路、孔分布进行设计，使第一、二换热板能够由同一基板冲孔后分别获得，即第一、二换热板除冲孔大小外，其余纹路完全一致，这样可实现在同一生产线上成型构成系列换热板的两种形式的换热板，使层叠板更加严密，确保钎焊的可靠性，提高抗压能力。

(5)另外，为了解决分配孔容易被铜箔熔融液堵塞，在铜箔与换热板金属卷材一起送料前，铜箔应就分配孔位置预留空。

(6)本申请板式蒸发器的实现方法包括铜箔预留空、点焊、定长送料、冲压成型、冲孔切角、层叠、钎焊，整个流程紧凑简单，生产效率高，所制备的换热片成材率高，两种换热板是在同一生产线上加工出的，结构匹配性更好。

附图说明

图1为本申请蒸发器在第一进液通道(30)、第二出液通道(20)处的剖视图；

图2为本申请实施例中基板的第一表面结构图；

图3为本申请实施例中第一换热板的第一表面结构图；

图4为本申请实施例中第二换热板的第一表面结构图；

图5为本申请换热区域E的凸纹截面图；

图6为本申请实施例中换热板的纵向剖视图；

图7为图6中顶端局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例的板式蒸发器主要结构是由第一换热片1和第二换热片2间隔层叠在一起的系列换热板构成，第一换热片1和第二换热片2之间形成分别供制冷剂/换热剂(氟利昂/水)流通的相互交错、隔离的换热流道10。在第一、二换热板的第一表面6分别设有四个角孔，包括用于蒸发剂流进流出的第一进液孔a和第一出液孔a’，用于换热剂流进流出的第二进液孔b和第二出液孔b’，系列换热板上同一角孔一一对应在厚度方向形成对应的第一进液通道30、第一出液通道、第二进液通道和第二出液通道20。同一角孔在系列换热板上间隔呈凹形或凸形，相邻的凹形角孔和凸形角孔间隔抵触。除第一进液孔a外，其余三个角孔的凹形孔和凸形孔之间形成导通进液通道与换热流道或换热流道与出液通道的层流通孔40，系列换热板的层流通孔40间隔设置。例如系列换热板上的多个换热板上的第二出液孔b’贯通形成供换热剂流出的出液通道20，该出液通道20与换热剂的换热流道贯通。第二进液孔b和第一出液孔a’的结构与第二出液孔b’类似，不再详细描述。而第一进液孔a边缘设置有一个凹槽3’，凹槽3’就近从第一进液孔a边缘延伸至蒸发剂的换热流道10。相互凹凸抵触的两第一进液孔的凹面和凸面上的凹槽3’对合构成连通用于蒸发剂的进液通道30和换热流道10的分配孔3。

同一换热板上同一介质的进液孔和出液孔对角设置(即第一进液孔a和第一出液孔a’对角设置，第二进液孔b和第二出液孔b’对角设置)，且第一换热板上四个角孔的中心点布置和第二换热板上四个角孔的中心点布置满足中心对称的位置关系，本实施例中第一进液孔a、第二进液孔b分别位于换热区域E的两侧，使蒸发剂和换热剂在换热流道内形成对流。

第一表面6在四个角孔中间还具有换热区域E，换热区域E上设置有人字形凸纹，包括沟槽和脊，如图5所示，相邻的第一、二换热板的人字形凸纹构成换热流道10，且换热区域E为中心对称结构，即层叠后，第一换热板1上的人字形凸纹和第二换热板2上的人字形凸纹中心对称。

实施例2

基于实施例1所描述的板式蒸发器，第一、二换热板可由中心对称的同一基板分别冲孔而成，冲孔是指包含第一进/出液孔和第二进/出液孔在内的共四个角孔的同步冲压成孔操作。当实施例1的第二进液孔和第二出液孔的孔径相同时，第一、二换热板还可以进一步由已冲好第二进、出液孔的同一基板分别在对角上同步冲出第一进/出液孔获得。

在一条生产线上实现上述板式蒸发器的制备，步骤如下

(1)准备铜箔、基板金属材料的连续送料卷；

(2)铜箔送料：至铜箔冲孔冲床，在计算好的位置冲孔留空，所述留空部分覆盖系列换热板第一进液孔的所述凹槽所在区域；

(3)基板金属材料放料：与冲孔后的铜箔一起送料，铜箔位于基板的与第一表面相背的另一表面；

(4)点焊：将基本金属材料与铜箔进行电焊，使二者预结合；

(5)定长送料：以单个基板作为定长切割单元，前后预留加工长度，将预结合的基板金属材料和铜箔剪切成成型单元；

(6)冲压：由空间机械手将剪切下来的成型单元送入冲压模组，结合成型模，将成型单元冲压成施加铜箔的基板，基板和铜箔均具有向下的翻边，使得铜箔被包裹在基板凹腔里面；

(7)冲孔：由机械手将施加铜箔的基板依次间隔送至第一冲床或第二冲床，在所述第一冲床上完成第一换热板的角孔冲压成型，在第二冲床上完成第二换热板的角孔冲压成型，同一基板上对角设置的第二进液孔和第二出液孔，分别冲成孔径相同的上凸的孔和下凹的孔；第一冲床上基板就对角设置的第一进液孔和第一出液孔，一个冲成带凹槽的上凸的小孔，另一个冲成下凹的大孔；第二冲床上基板就对角设置的第一进液孔和第一出液孔，一个冲成带凹槽的下凹的小孔，另一个冲成上凸的大孔。

(8)层叠：分别从第一冲床和第二冲床上依次取出成型的第一换热板和第二换热板，按数量间隔层叠在一起，在层叠时第一换热板相对第二换热板相对旋转180°；

(9)钎焊：将层叠的换热板送加热炉加热至铜箔熔化温度，使铜箔熔融，凝固后使层叠的系列换热板相互结合。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种板式蒸发器，包括由第一换热片（1）和第二换热片（2）间隔层叠在一起的系列换热板， 第一换热片（1）和第二换热片（2）之间形成分别供冷/热介质流通的相互交错、隔离的换热流道（10），其特征在于：

在第一、二换热板的第一表面（6）分别设有四个角孔，系列换热板上的同一角孔在层叠方向贯通，对应形成供冷/热介质流进或流出的进液通道或出液通道，同一介质的进液通道和出液通道分别和对应介质的换热流道连通；

第一、二换热板的所述第一表面（6）具有换热区域（E），所述换热区域（E）设置有凸纹，包括沟槽和脊，相邻层叠的第一、二换热板的凸纹构成所述的换热流道（10）；

四个角孔中用于冷介质流入换热流道的第一进液孔（a）边缘设置有至少一个凹槽（3’），凹槽（3’）从第一进液孔（a）边缘一直延伸至连通冷介质的换热流道；

所述的第一表面（6）除四个角孔外中心对称，但四个角孔的的中心点布置也满足中心对称；

所述第一、二换热板由同一基板分别冲孔而成；

所述的四个角孔包括用于冷介质流进流出的所述第一进液孔（a）和第一出液孔（a’），用于热介质流进流出的第二进液孔（b）和第二出液孔（b’），系列换热板的同一角孔一一对应且在所述第一表面（6）上间隔呈凹形或凸形，凹形角孔和凸形角孔间隔抵触从而使同一介质的进液孔和出液孔均分别间隔着与对应的流体通道导通；

同一换热板上同一介质的进液孔和出液孔对角设置，所述第一换热板四个角孔的孔心与所述第二换热板对应的四个角孔的孔心中心对称；

在所述第一表面（6）的第二进液孔和第二出液孔的孔径相同时，所述第一、二换热板可由已冲好第二进、出液孔的同一基板分别再冲孔而成，所述再冲孔是指包括第一进、出液孔在内的两对角孔的同步或逐步冲压成孔操作。

2.根据权利要求1所述的板式蒸发器，其特征在于：除所述第一进液孔外，所述同一角孔的凹形孔和凸形孔之间形成导通进液通道与换热流道或换热流道与出液通道的层流通孔（40），系列换热板的层流通孔（40）间隔设置。

3.根据权利要求1所述的板式蒸发器，其特征在于：所述凸纹为人字纹，包括沟槽和脊，相邻的所述第一、二换热板的人字纹构成所述的换热流道（10），且第一换热板上的人字形凸纹和第二换热板上的人字形凸纹中心对称。

4.根据权利要求1所述的板式蒸发器，其特征在于：所述系列波纹板的相互凹凸抵触的两所述第一进液孔（a）的凹面和凸面上的所述凹槽（3’）对合构成用于导通冷介质的进液通道（30）和换热流道（10）的分配孔（3）。

5.根据权利要求1所述的板式蒸发器，其特征在于：所述系列换热板层叠结合的实现方法：在第一、二换热板的第一表面（6）分别施加铜箔，将施加铜箔的第一、二换热板按数量依次层叠，送加热炉加热使铜箔熔化，凝固后使第一换热板与第二换热板在相互之间的抵触位置形成结合；

所述铜箔随基板一起冲压成型和冲孔，且铜箔在随基板原料进料前至少在对应所述第一进液孔边缘的所述凹槽位置冲压留空；

所述铜箔与基板成型后，铜箔外形尺寸小于基板的外形尺寸，使成型后的铜箔内置在成型后的基板内。

6.根据权利要求5所述的板式蒸发器，其特征在于：所述系列换热板的实现方法包括如下步骤

（1）准备铜箔、基板金属材料的连续送料卷；

（2）铜箔送料：至铜箔冲孔冲床，在计算好的位置冲孔留空，所述留空部分要覆盖系列换热板第一进液孔的所述凹槽所在区域；

（3）基板金属材料放料：与冲孔后的铜箔一起送料，铜箔位于基板的与所述第一表面相背的另一表面；

（4）点焊：将基本金属材料与铜箔进行点焊，使二者预结合；

（5）定长送料：以单个基板为单元，前后预留加工长度，将预结合的基板金属材料和铜箔进行剪切成成型单元；

（6）冲压：由空间机械手将剪切下来的成型单元送入冲压模组，结合成型模，将成型单元冲压成施加铜箔的基板，基板和铜箔均具有向下的翻边，使得铜箔被包裹在基板凹腔里面；

（7）冲孔：由机械手将施加铜箔的基板依次间隔送至第一冲床或第二冲床，在所述第一冲床上完成第一换热板的角孔冲压成型，在所述第二冲床上完成第二换热板的角孔冲压成型；

（8）层叠：分别从第一冲床和第二冲床上依次取出成型的第一换热板和第二换热板，其中第二换热板相对第一换热板旋转180度后，按层叠数量间隔层叠在一起；

（9）钎焊：送加热炉加热使铜箔熔融，再凝固后使层叠的系列换热板相互结合。

Images