一種板式熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種板式熱交換器，包括設置在兩端的端板、若干塊第一板片和第二板片，第一板片和第二板片依次相互疊裝后隔離有供兩種或兩種以上的換熱介質(zhì)流動并進行熱交換的流道，第一板片和第二板片疊裝在一起后兩板片之間具有一定的空間，在該空間中設置有一條狀的波浪形導流裝置，本發(fā)明使換熱介質(zhì)在板式熱交換器中受到的阻力小，降低了壓力損失，并且本發(fā)明的板式熱交換器換熱性能優(yōu)異。
【專利說明】一種板式熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷或暖通【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有波紋板片和導流裝置的板式熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，板式熱交換器在制冷和暖通【技術(shù)領(lǐng)域】得到非常廣泛的應用，一般的，板式熱交換器由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成，在各個板片之間形成有相互隔離的供換熱介質(zhì)流動的流道，兩種介質(zhì)在各自流道中流動并通過板片進行熱量交換，而介質(zhì)的流動路徑通過板片上的波紋來進行限定。
[0003]圖1揭示了一種現(xiàn)有的板式熱交換器的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該板式熱交換器由多塊具有人字形波紋的板片相互疊裝組成，其中，板片I’和板片2’之間形成供第一流體流動的流道，板片2’和板片3’之間形成供第二流體流動的流道，在各板片的四個孔口區(qū)上設置的凹凸，使流體能夠從對應的孔口流入從另一對應孔口流出板片間形成的流道并阻止另一流體從對應的孔口流入。通過兩個相對板片上沖壓形成的凹凸的波紋的相互配合使流入的流體在板間呈旋轉(zhuǎn)三維流動產(chǎn)生紊流，同時通過板片使第一流體和第二流體進行熱交換。在這種波紋板片中，為了提高傳熱系數(shù)，板片的波紋設置的較為復雜，使其能夠構(gòu)成復雜的流道。
[0004]但是在現(xiàn)有的板式熱交換器中，由于流體在板片間形成的流道中流動時產(chǎn)生紊流的同時，會有一定的壓力損失，換熱介質(zhì)的壓力損失與換熱性能存在著相互制約的關(guān)系。在一些對壓力損失限制嚴格的場合，這種熱交換器就需要進行改進。
[0005]因此，提供一種適用于對壓力損失限制嚴格的場合的板式熱交換器是本領(lǐng)域的技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明提供一種壓力損失較小、換熱性能較高的板式熱交換器。
[0007]本發(fā)明提供一種板式熱交換器，包括設置在兩端的端板、若干塊表面上設置有凹槽的第一板片和第二板片，所述第一板片和所述第二板片依次相互疊裝，所述第一板片和所述第二板片疊裝在一起后兩相鄰板片之間具有一定的空間，在所述空間中設置有導流裝置，相鄰的所述第一板片、所述第二板片和所述導流裝置形成有供換熱介質(zhì)流動的流道，所述流道包括第一主流道、第二主流道，第一主流道、第二主流道的一端為相對封閉結(jié)構(gòu)，第一主流道與該處空間的換熱介質(zhì)進口連通，第二主流道與該處的換熱介質(zhì)出口連通；第一主流道與第二主流道通過所述導流裝置與所述第一板片和或所述第二板片之間形成的空間或間隙流通。
[0008]優(yōu)選的，所述導流裝置為一波浪形金屬條，金屬條通過折彎形成若干個折彎部、第一主流道和第二主流道，所述第一主流道和所述第二主流道的開口方向相反，所述導流裝置的厚度不大于所述兩相鄰板片之間的空間的高度，所述導流裝置的寬度不大于所述板片的寬度。
[0009]優(yōu)選的，所述折彎部的形狀為U型或V型或弧型，所述導流裝置的兩端部上至少有一端設置有向外延伸的外延部，所述外延部以阻礙位于邊緣處的換熱介質(zhì)向下流動。
[0010]優(yōu)選的，所述第一主流道從進口一側(cè)向相對封閉端其通流面積為漸進減小的，所述第二主流道從出口一側(cè)向相對封閉端其通流面積為漸進減小的。
[0011]優(yōu)選的，在所述第一板片、所述第二板片和所述導流裝置疊裝后形成的供換熱介質(zhì)流通的流道中，所述第一主流道通過所述第一板片和/或第二板片上的凹槽與所述第二主流道相連通；所述換熱介質(zhì)經(jīng)過所述第一主流道時由于受到所述折彎部的阻礙，所述換熱介質(zhì)通過所述第一板片和/或第二板片上的凹槽流向所述第二主流道，所述換熱介質(zhì)通過所述第二主流道后流向出口。
[0012]優(yōu)選的，所述第一板片和所述第二板片包括在所述板式熱交換器的厚度方向上凹凸的設置在四個角的四個孔口區(qū)、設置在所述孔口區(qū)的供換熱介質(zhì)流動的孔口、位于長度方向上的兩個孔口區(qū)之間的引流槽和位于中間區(qū)域的換熱區(qū)，所述換熱區(qū)上設置有通過沖壓形成的橫向凹槽，所述橫向凹槽的深度小于所述孔口區(qū)的凹槽深度，所述導流裝置的厚度不大于兩相鄰板片上的所述孔口區(qū)的凹槽深度與所述橫向凹槽的深度之間的差值的和。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一板片和所述第二板片疊裝時，所述第一板片反面的換熱區(qū)上的凸起與相鄰的所述第二板片正面的換熱區(qū)上的凹陷相對應設置，或者所述第一板片反面的換熱區(qū)上的凹陷與相鄰的所述第二板片正面的換熱區(qū)上的凹陷相對應設置；所述導流裝置的厚度等于兩所述第一板片和第二板片的孔口區(qū)的凹槽深度與所述橫向凹槽的深度的差值的和。
[0013]優(yōu)選的，所述第一板片和第二板片的換熱區(qū)上的橫向凹槽為波浪形橫向凹槽，所述換熱區(qū)上的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷數(shù)量之和不小于所述導流裝置的第一主流道和第二主流道的數(shù)量之和，疊裝時，所述第一主流道與所述波浪形橫向凹槽的波峰對齊，所述第二主流道與所述波浪形橫向凹槽的波谷對齊。
[0014]可選的，所述第一板片和第二板片的換熱區(qū)上的橫向凹槽為波浪形橫向凹槽，所述換熱區(qū)的上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷設置與下半部分相對應處的波峰和波谷設置相反，所述第一主流道與所述上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰對齊。
[0015]優(yōu)選的，兩相鄰的所述第一板片和所述第二板片上的所述引流槽的頂端之間具有一定的距離，所述換熱介質(zhì)可以經(jīng)過兩板片之間的所述引流槽流向所述換熱區(qū)；所述端板和相鄰的板片疊裝后端板與相鄰板片之間設置有第二導流裝置，所述第二導流裝置與所述導流裝置結(jié)構(gòu)相同，所述第二導流裝置的厚度是所述導流裝置厚度的一半。
[0016]換熱介質(zhì)在本發(fā)明提供的板式熱交換器中流動時，受到的阻力小，降低了換熱介質(zhì)在板式換熱器中流動時的壓力損失，同時，板片上設置的波紋使換熱介質(zhì)在板式熱交換器中流動時產(chǎn)生紊流，使板式熱交換器具有相對較好的換熱性能，且第一板片、第二板片的結(jié)構(gòu)相對簡單，制造更加方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有的板式換熱器相鄰板片的示意圖。[0018]圖2是本發(fā)明的板式熱交換器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是圖2所示板式熱交換器的A-A截面局部的示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明第一實施方式的板式熱交換器的第一板片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明第一實施方式的板式熱交換器的第二板片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明的板式熱交換器的導流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明的第一實施方式中三塊相鄰板片爆炸示意圖。
[0024]圖8是圖7所示的三塊相鄰板片的一種疊裝后的示意圖。
[0025]圖9是圖8的C-C截面示意圖。
[0026]圖10是圖9的局部放大示意圖。
[0027]圖11是圖7所不的二塊相鄰板片的另一種置裝后的局部不意圖。
[0028]圖12是圖8的B-B截面示意圖。
[0029]圖13是換熱介質(zhì)在第二板片和導流裝置中的流動示意圖。
[0030]圖14是圖13的局部放大示意圖。
[0031]圖15是本發(fā)明的第二實施方式的板片示意圖。
[0032]圖16是第二實施方式的板片與導流裝置的疊裝示意圖。
[0033]圖17是圖16的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明提供了一種板式熱交換器，該板式熱交換器包括由若干塊表面具有波紋的第一板片2和第二板片3疊裝組合而成的板組,該板組還包括設置第一板片2和第二板片3之間的呈波浪狀的導流裝置4，該板式熱交換器的結(jié)構(gòu)設計能夠在不影響換熱效率的同時減小了換熱介質(zhì)在板式熱交換器中的壓力損失。
[0035]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的詳細說明。在以下的描述中，為了便于理解，方向性的說明都是基于附圖來進行描述。
[0036]下面通過圖2?圖14對本發(fā)明的第一實施方式進行詳細說明。
[0037]如圖2和圖3所示，本發(fā)明的板式熱交換器由設置在該板式熱交換器兩端的兩塊端板1、若干塊表面上設置有凹槽的第一板片2、若干塊表面上設置有凹槽的第二板片3、若干塊依次設置在第一板片2與第二板片3之間的導流裝置4、和兩塊設置在端板I與相鄰的第一板片2或第二板片3之間的第二導流裝置11相互疊裝組合而成，各相鄰的第一板片
2、第二板片3和導流裝置4之間形成有供換熱介質(zhì)流動的流道，端板1、與端板I相鄰的第一板片2或第二板片3和第二導流裝置11之間也形成有供換熱介質(zhì)流動的流道。其中，第二導流裝置11的厚度與導流裝置4的厚度不同，優(yōu)選的，第二導流裝置11的厚度小于導流裝置4的厚度，更優(yōu)選的，第二導流裝置11的厚度是導流裝置4的厚度的一半。
[0038]這里應當指出，端板I和與端板I相鄰的第一板片2或第二板片3之間不一定設置有第二導流裝置11，例如端板I和與端板I相鄰的第一板片2或第二板片3之間不形成有供換熱介質(zhì)流動的流道，端板I和與端板I相鄰的第一板片2或第二板片3之間就可以不需要設置導流裝置4，此時端板I的四個角上設置有與相鄰板片在該板式熱交換器的厚度方向上相同的凹凸的四個孔口區(qū)。[0039]在本實施方式中，端板I和相鄰的第一板片2或第二板片3之間設置有導流裝置4，提高了板式熱交換器的總換熱面積，能夠有效的提高該板式換熱器的換熱性能。
[0040]如圖4所示，本發(fā)明的板式熱交換器的第一板片2的正面的四個角上設置有與相鄰板片對應部位抵接后密封隔離的四個孔口區(qū)，分別為第一孔口區(qū)21、第二孔口區(qū)22、第三孔口區(qū)23和第四孔口區(qū)24。在四個孔口區(qū)上開設有供換熱介質(zhì)流動的孔口，分別為第一孔口 211、第二孔口 221、第三孔口 231和第四孔口 241。其中，位于對角線的第一孔口 211和第二孔口 221設置為一換熱介質(zhì)的流通孔，位于另一對角線的第三孔口 231和第四孔口241設置為另一換熱介質(zhì)的流通孔。
[0041 ] 與之對應的，第一孔口區(qū)21和第二孔口區(qū)22可以設置為相對于板片面向下凹陷，第三孔口區(qū)23和第四孔口區(qū)24則相對于板片面向上凸起。即，位于對角線上的兩個孔口區(qū)的凹陷或者凸起方向相同。
[0042]同時，在第一板片2的反面上形成有與正面凹凸方向相反的四個孔口區(qū)。
[0043]如圖5所示，本發(fā)明的板式熱交換器的第二板片3的正面的四個角上也設置有四個孔口區(qū)，分別為第五孔口區(qū)31、第六孔口區(qū)32、第七孔口區(qū)33和第八孔口區(qū)34，四個孔口區(qū)上相應的設置有四個孔口，分別為第五孔口 311、第六孔口 321、第七孔口 331和第八孔口 341。與第一板片2的正面相對應的，第五孔口 311和第六孔口 321為一換熱介質(zhì)的流通孔，第七孔口 331和第八孔口 341為另一換熱介質(zhì)的流通孔。第五孔口區(qū)31和第六孔口區(qū)32相對于板片面向上凸起，第七孔口區(qū)33和第八孔口區(qū)34相對于板片面向下凹陷。
[0044]同時，在第二板片3的反面上形成有與正面凹凸方向相反的四個孔口區(qū)。
[0045]這里應當指出，在本實施方式中，板片位于對角線上的兩個孔口區(qū)的凹陷或者凸起方向相同，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，這種設置方式不唯一，也可以設置為板片的同一寬度方向上的兩個孔口區(qū)的凹陷或者凸起方向相同，另兩個孔口區(qū)則與它們的凹陷或者凸起方向相反，例如，第一板片2正面上的第一孔口區(qū)21和第四孔口區(qū)24向上凸起，相對應的，第二孔口區(qū)22和第三孔口區(qū)23向下凹陷。但是，采用本實施方式的方式設置板片，換熱介質(zhì)在板片之間進行對角流，使換熱介質(zhì)能夠在板片間分布更均勻，可以有效的提高熱交換器的換熱效率。
[0046]第一板片2和第二板片3的中間區(qū)域分別為第一換熱區(qū)25和第二換熱區(qū)35，都分別為位于各自板片正面的第一換熱板面和位于各自板片反面的第二換熱板面，在板片的第一換熱板面上具有通過沖壓形成的直線狀的具有一定深度的橫向凹槽，分別為第一橫向凹槽251和第二橫向凹槽351。相對應的，在第二換熱板面上形成凸起。
[0047]在第一板片2和第二板片3的同一長度方向上的兩個孔口區(qū)之間設置有引流槽，分別為第一引流槽26和第二引流槽36，相應的，板片的反面上形成的引流槽與正面上形成的引流槽的凹凸方向相反，該引流槽滿足:當板片疊裝在一起時，兩相鄰板片相對板面上的引流槽的頂端與頂端之間具有一定的距離h?？蛇x的，引流槽為橫向引流槽并與換熱區(qū)上形成的橫向凹槽一致。
[0048]板片上還可以設置有周向凸起的翻邊插接面，兩個板片相互疊裝在一起時，板片與板片之間的翻邊插接面的一部分相互緊密抵接。
[0049]如圖6所示，導流裝置4為一條狀的具有若干個U型折彎的波浪形金屬條，包括通過折彎形成的若干個折彎部、第一主流道41和第二主流道42，第一主流道41的開口方向與第二主流道的開口方向相反。
[0050]該導流裝置4在波浪向的寬度不大于板片的寬度，該導流裝置4的波浪的高度不大于板片上的換熱區(qū)在板片長度方向上的長度，可選的，在該條狀的波浪形導流裝置4的兩個端部上截留有向兩邊延伸出的第一外延部43和第二外延部44。
[0051]當熱交換器的大小一定的情況下，導流裝置4的U型折彎的個數(shù)越多，換熱介質(zhì)在熱交換器的流道中的流動越復雜，換熱系數(shù)越高，U型折彎的個數(shù)由熱交換器的大小和具體換熱要求決定，這里對U型折彎的個數(shù)不做限制。
[0052]這里導流裝置4的形狀不唯一，還可以是V型的、正弦波型等，還可以是在該導流裝置4的U型折彎上做斜邊處理，使從折彎開口到折彎處的開口面積逐漸減小。該導流裝置4還可以是其它的波浪形形狀或類波浪形形狀，這里對導流裝置4的形狀不做限定，只要是能夠滿足設計要求的波浪形或類波浪形形狀都可以作為導流裝置4。
[0053]可選的，導流裝置4采用U型折彎的波浪形金屬條，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低。
[0054]如圖7所示，導流裝置4設置在第一板片2和第二板片3的換熱區(qū)之間，在板片疊裝后，第一板片2上的四個孔口區(qū)的凹凸方向與第二板片3的四個孔口區(qū)的凹凸方向相反，使一路換熱介質(zhì)能夠進入板片間的換熱區(qū)域進行熱交換，阻止另一路換熱介質(zhì)進入該換熱區(qū)域而是進入相鄰的換熱板面上形成的換熱區(qū)域，實現(xiàn)了兩種換熱介質(zhì)之間的隔離進行熱交換。導流裝置將兩相鄰板片之間的空間分割為兩部分，分別為第一空間和第二空間，第一空間、第二空間和板片上的橫向凹槽形成換熱介質(zhì)流動的流道，也就是第一板片2、第二板片3和導流裝置4之間疊裝后形成的空隙即為供換熱介質(zhì)流動的流道。
[0055]第一板片2和第二板片3的疊裝方式可以有兩種，分別為:1、第一板片2反面上的換熱區(qū)上的橫向凹槽與相鄰的第二板片3正面上的橫向凹槽相錯設置，即第一板片2反面上的凸起與第二板片3正面上的凹陷相對應設置；2、第一板片2上反面上的換熱區(qū)的橫向凹槽與相鄰的第二板片3正面上的橫向凹槽相對應設置。
[0056]如圖8、圖9所示，當采用第一種疊裝方式時，在板片沖壓成形時，第一板片2正面的換熱區(qū)的橫向凹槽排布與第二板片3正面的換熱區(qū)的橫向凹槽排布相同，如果第一板片2采用凹凸凹凸的方式進行排布，則第二板片3也采用凹凸凹凸的方式進行排布。
[0057]如圖10所示，可選的，兩板片上的孔口區(qū)的凹槽深度和凸起高度均為D，換熱區(qū)的橫向凹槽的深度為d，孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，這樣，由于孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，當?shù)谝话迤?和第二板片3疊裝在一起后，第一板片2和第二板片3之間會留出一定的空間，該空間的寬度即為兩個板片的孔口區(qū)的凹槽深度D與換熱區(qū)橫向凹槽的深度d之間的差值之和。
[0058]當兩板片疊裝在一起時，第一板片2上的孔口區(qū)與相鄰第二板片3上的孔口區(qū)抵接，由于孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，兩板片的換熱區(qū)留有一定的空間，導流裝置4可以設置在第一板片2反面的凸起與第二板片3正面的凸起之間的空間中，導流裝置4的厚度H即為兩個板片的孔口區(qū)的凹槽深度D與換熱區(qū)橫向凹槽的深度d之間的差值的和。
[0059]當然導流裝置4的厚度H并不一定為2* (D-d),也可以小于2* (D_d)。這里將導流裝置4的厚度H設置為2*(D-d)，使板片與導流裝置4之間能夠緊密的貼合在一起，通過釬焊等焊接方式，使板片與導流裝置4能夠焊接固定在一起，使板式熱交換器更加緊湊，也能夠防止導流裝置4在板片間的移位。
[0060]如圖11所示，當采用第二種疊裝方式時，在板片沖壓成形時，第一板片2正面的換熱區(qū)的橫向凹槽排布與第二板片3正面的換熱區(qū)的橫向凹槽排布相錯設置，如果第一板片2采用凹凸凹凸的方式進行凹槽排布，則第二板片3采用凸凹凸凹的方式進行凹槽排布。
[0061]可選的，兩板片上的孔口區(qū)的凹槽深度和凸起高度均為D，換熱區(qū)的橫向凹槽的深度為d，孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，這樣，由于孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，當?shù)谝话迤?和第二板片3疊裝在一起后,第一板片2和第二板片3之間會留出一定的空間，該空間的寬度即為兩個板片的孔口區(qū)的凹槽深度D與換熱區(qū)橫向凹槽的深度d之間的差值之和。
[0062]當兩板片疊裝在一起時，第一板片2上的孔口區(qū)與相鄰第二板片3上的孔口區(qū)抵接。由于孔口區(qū)的凹槽深度D大于換熱區(qū)橫向凹槽的深度d，導流裝置4可以設置在第一板片2反面的凸起與第二板片3正面的凸起之間的空間中，導流裝置4的厚度H即為兩個板片的孔口區(qū)的凹槽深度D與換熱區(qū)橫向凹槽的深度d之間的差值之和。
[0063]當然導流裝置4的厚度H并不一定為2* (D-d),也可以小于2* (D_d)。這里將導流裝置4的厚度H設置為2*(D-d)，使板片與導流裝置4之間能夠緊密的貼合在一起，通過釬焊等焊接方式，使板片與導流裝置4能夠焊接固定在一起，使板式熱交換器更加緊湊，也能夠方式導流裝置4在板片間的移位。
[0064]由于本實施方式中采用的是對角流的方式，第一板片2和第二板片3需要兩塊模板來制作，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，這里將第一板片2和第二板片3上的孔口區(qū)的凹槽深度設置為相同，但是并不限制為第一板片2的和第二板片3的孔口區(qū)的凹槽深度相同，兩個板片上的孔口區(qū)的凹槽深度也可以不相同，同樣的，兩個板片上的換熱區(qū)的橫向凹槽深度也可以不相同。但是，導流裝置4的厚度與板片上凹槽和橫向凹槽的關(guān)系不變，導流裝置4的厚度仍然為兩個板片孔口區(qū)的凹槽深度與換熱區(qū)橫向凹槽的深度之間的差值之和。在本實施方式中采用的設置方式，不僅使板式熱交換器更加緊湊，還能夠使換熱介質(zhì)在流道中的分配更加均勻。
[0065]如圖12所示，板片上的引流槽為橫向凹槽，兩板片疊裝在一起時，孔口區(qū)的凹槽和凸起相互抵接在一起，由于兩相鄰板片相對板面上的引流槽的頂端與頂端之間具有一定的距離h。從而，換熱介質(zhì)從孔口區(qū)的凸起和凹槽相對分離設置處流入板片間的空隙，一部分換熱介質(zhì)直接從孔口區(qū)向下流入換熱區(qū)，另一部分換熱介質(zhì)通過引流槽之間的空隙后流入換熱區(qū)，能夠使換熱介質(zhì)分散的流入換熱區(qū)，防止換熱介質(zhì)集中的流入換熱區(qū)導致的換熱不均勻、換熱效率低等問題。
[0066]這里應當指出，引流槽的凹槽設置不唯一，還可以是其它的設置方式，只要使兩板片之間的引流槽之間具有使換熱介質(zhì)流動的空隙的結(jié)構(gòu)都可以應用到板片中的引流槽結(jié)構(gòu)中。在本實施方式中，將引流槽的橫向凹槽設置為換熱區(qū)的橫向凹槽相同，加工更加簡單，成本低。
[0067]由于換熱介質(zhì)在各板片間的流動方式類似，下面通過圖13和圖14，以換熱介質(zhì)在第二板片3和導流裝置4上的流動為例對換熱介質(zhì)在板式熱交換器中的流動進行說明。
[0068]如圖13所示，換熱介質(zhì)從第七孔口區(qū)33的作為進口的第七孔口 331流入后，一部分換熱介質(zhì)直接從孔口區(qū)向下流入換熱區(qū)，另一部分換熱介質(zhì)通過引流槽之間的空隙后流入換熱區(qū)。之后，由于兩相鄰板片之間設置有導流裝置4，所以剛進入換熱區(qū)的換熱介質(zhì)由于受到導流裝置4的阻擋，將會沿著U型折彎的波浪形金屬條的開口朝上的第一主流道41向下流動，但是由于受到導流裝置4的U型折彎處的阻礙，換熱介質(zhì)不能夠沿著導流裝置4的第一主流道41流向下游出口處的孔口。
[0069]如圖13和圖14所示，由于出口處的壓力小于進口處的壓力，第二主流道42與下游第八孔口區(qū)34的第八孔口 341連通，所以換熱介質(zhì)能夠通過第二板片3上的第二橫向凹槽351向?qū)Я餮b置4的第一主流道的兩邊流動并流入開口朝下的位于下游側(cè)的第二主流道42，流入第二主流道42的換熱介質(zhì)直接沿著第二主流道42流向下游出口處的第八孔口341。這樣，換熱介質(zhì)沿著第一主流道41向下流動的過程中，不斷的通過板片上的橫向凹槽流入第二主流道42，最終，換熱介質(zhì)都會從第二主流道42中流出并流向位于下游出口處的第八孔口 341。
[0070]為了防止換熱介質(zhì)在板片邊緣處不受導流裝置4的阻擋直接從兩邊緣處流向位于下游出口處的孔口，需要導流裝置4在波浪向的寬度與板片的寬度之間的差值保持在一定范圍內(nèi)，可選的，板片的寬度與導流裝置4在波浪向的寬度之間的差值的一半小于導流裝置4上U型主流道的寬度，更可選的，板片的寬度與導流裝置4在波浪向的寬度之間的差值的一半小于板片上換熱區(qū)的橫向凹槽的寬度。
[0071]這里可以有兩種設置方式，一種是直接將U型主流道的邊靠近換熱板片的邊緣處，另一種是在導流裝置4的兩端部上截留有向外延伸出的第一外延部43和第二外延部44，優(yōu)選的，為了提高板片邊緣部位的換熱效率，本實施方式采用在導流裝置4的兩個端部上截留有向外延伸出的第一外延部43和第二外延部44。這樣，在板片邊緣處沿著主流道的邊向下流動換熱介質(zhì)能夠直接通過板片進行熱交換。而直接將U型主流道的邊靠近換熱板片邊緣處時，由于受到導流裝置4的阻擋，邊緣處的換熱效率不高。所以本實施方式中采用在導流裝置4上設置外延部提高了換熱面積，從而提高了換熱性能。
[0072]這樣，換熱介質(zhì)在板片間的流道中流動的過程中與板片另一面的流道中的另一換熱介質(zhì)進行熱交換。
[0073]如圖14所示，由于換熱介質(zhì)在板片間的流道中是沿著導流裝置4的第一主流道
41、第二主流道42和換熱區(qū)上的橫向凹槽流動的，流道簡單，特別是換熱介質(zhì)沿著第一主流道41和第二主流道42的直線流動，壓力損失小。同時，由于換熱介質(zhì)需要沿著換熱區(qū)的橫向凹槽從第一主流道41流向第二主流道42，有效的利用了板片換熱區(qū)的換熱面積，換熱效率相對仍較高。
[0074]圖15是本發(fā)明的第二實施方式的板片示意圖，圖16是第二實施方式的板片與導流裝置4疊裝示意圖，圖17是圖16的局部放大示意圖。下面通過圖15、圖16和圖17對本發(fā)明的第二實施方式進行詳細說明。
[0075]本實施方式與第一實施方式的區(qū)別在于，本實施方式中各板片上的換熱區(qū)的橫向凹槽不是直線狀的，而是波浪形的。本實施方式中的板式熱交換器的其它結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同，這里不再贅述。
[0076]如圖15所示，板片5的換熱區(qū)55上設置有波浪形橫向凹槽551，可選的，所有的相鄰波浪形橫向凹槽551的波峰和波谷都相互對齊。其中，換熱區(qū)上的波浪形橫向凹槽551的波峰與波谷的數(shù)量之和不小于導流裝置4的折彎數(shù)，可選的，換熱區(qū)上的波浪形橫向凹槽的波峰與波谷的數(shù)量之和與導流裝置4的折彎數(shù)相同。疊裝時，導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽的波峰對齊設置，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽的波谷對齊設置。
[0077]當然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，在疊裝時，也可以是導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽551的波谷對齊，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽551的波峰對齊。兩種疊裝方式的區(qū)別在于，當導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽551的波峰對齊，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽551的波谷對齊時，換熱介質(zhì)在第一主流道41中流動方向與換熱介質(zhì)沿著波浪形橫向凹槽551的流動方向的夾角為一銳角，而當導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽551的波谷對齊，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽551的波峰對齊時，換熱介質(zhì)在第一主流道41中流動方向與換熱介質(zhì)沿著波浪形橫向凹槽551的流動方向的夾角為一鈍角。
[0078]與換熱介質(zhì)在橫向凹槽中的流動相比較，換熱介質(zhì)在導流裝置第一主流道中流動的壓降小于換熱介質(zhì)在橫向凹槽中流動的壓降，所以換熱介質(zhì)更容易在導流裝置4的第一主流道41中流動，所以會導致通過換熱區(qū)下部上橫向凹槽的換熱介質(zhì)流動量大于上部的換熱介質(zhì)流動量，存在換熱板片上下區(qū)域換熱不均的問題。
[0079]在本實施方式中，如圖17所示，優(yōu)選的，導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽551的波峰對齊，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽的波谷對齊，換熱介質(zhì)在第一主流道41中流動方向與換熱介質(zhì)沿著波浪形橫向凹槽的流動方向的夾角為一銳角，換熱介質(zhì)在第一主流道41中與在波浪形橫向凹槽中都有向下流動趨勢，換熱介質(zhì)在沿著第一主流道41流動的過程中能更容易的沿著波浪形橫向凹槽流入第二主流道
42,有效的解決換熱區(qū)的下部的換熱介質(zhì)流動量大于上部的換熱介質(zhì)流動量的問題，使板片的換熱區(qū)換熱更均勻。
[0080]這樣，換熱介質(zhì)從孔口區(qū)的作為進口的孔口流入后，一部分換熱介質(zhì)直接從孔口區(qū)向下流入換熱區(qū)55，另一部分換熱介質(zhì)通過引流槽之間的空隙后流入換熱區(qū)55。之后，由于在兩相鄰板片之間的設置有導流裝置4，所以進入換熱區(qū)55的換熱介質(zhì)會受到導流裝置4的阻擋，將會沿著第一主流道41向下流動，接著，由于導流裝置4的U型折彎處的阻礙，換熱介質(zhì)不能夠沿著導流裝置4的第一主流道41流向下游出口處的孔口。
[0081]因為出口處的壓力小于進口處的壓力，第二主流道42與下游出口處的孔口連通，所以換熱介質(zhì)需要通過板片上的波浪形橫向凹槽551向位于下游側(cè)的第二主流道42，流入第二主流道42的換熱介質(zhì)直接沿著第二主流道42流向下游出口處的孔口。
[0082]由于導流裝置4上的第一主流道41與波浪形橫向凹槽的波峰對齊，導流裝置4上的第二主流道42與波浪形橫向凹槽的波谷對齊，換熱介質(zhì)在第一主流道41中和在波浪形橫向凹槽中都有向下流動的趨勢，換熱介質(zhì)在第一主流道41中向下流動的同時不斷的沿著波浪形橫向凹槽流入第二主流道42。最終，換熱介質(zhì)都會從第二主流道42中流出并流向位于下游出口處的孔口。
[0083]當然，板片5上的換熱區(qū)55的波浪形橫向凹槽設置還可以是其它的形式，例如，板片5的換熱區(qū)55分為上下兩部分，上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷設置與下半部分相對應處的波峰和波谷設置相反，又或者，板片5的換熱區(qū)55分為上中下三部分，上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷設置與下部分相對應處的波峰和波谷設置相反，中間部分則為第一實施方式中的線狀的橫向凹槽，或者其他的方式，這里不再一一進行描述，只要是能夠使換熱區(qū)換熱均勻的結(jié)構(gòu)都可以。而本實施方式采用的機構(gòu)簡單，加工方便，利于量
化生產(chǎn)。
[0084]以上所述，僅是本發(fā)明的具體實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種板式熱交換器,包括設置在兩端的端板、若干塊表面上設置有凹槽的第一板片和第二板片，所述第一板片和所述第二板片依次相互疊裝，其特征在于，所述第一板片和所述第二板片疊裝在一起后兩相鄰板片之間具有一定的空間，在所述空間中設置有導流裝置，相鄰的所述第一板片、所述第二板片和所述導流裝置形成有供換熱介質(zhì)流動的流道，所述流道包括第一主流道、第二主流道，第一主流道、第二主流道的一端為相對封閉結(jié)構(gòu)，第一主流道與該處空間的換熱介質(zhì)進口連通，第二主流道與該處的換熱介質(zhì)出口連通；第一主流道與第二主流道通過所述導流裝置與所述第一板片和或所述第二板片之間形成的空間或間隙流通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其特征在于，所述導流裝置為一波浪形金屬條，金屬條通過折彎形成若干個折彎部、第一主流道和第二主流道，所述第一主流道和所述第二主流道的開口方向相反，所述導流裝置的厚度不大于所述兩相鄰板片之間的空間的高度，所述導流裝置的寬度不大于所述板片的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板式熱交換器，其特征在于，所述折彎部的形狀為U型或V型或弧型，所述導流裝置的兩端部上至少有一端設置有向外延伸的外延部，所述外延部以阻礙位于邊緣處的換熱介質(zhì)向下流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3其中任一所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一主流道從進口一側(cè)向相對封閉端其通流面積為漸進減小的，所述第二主流道從出口一側(cè)向相對封閉端其通流面積為漸進減小的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板式熱交換器，其特征在于，在所述第一板片、所述第二板片和所述導流裝置疊裝后形成的供換熱介質(zhì)流通的流道中，所述第一主流道通過所述第一板片和/或第二板片上的凹槽與所述第二主流道相連通；所述換熱介質(zhì)經(jīng)過所述第一主流道時由于受到所述折彎部的阻礙，所述換熱介質(zhì)通過所述第一板片和/或第二板片上的凹槽流向所述第二主流道，所述換熱介質(zhì)通過所述第二主流道后流向出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一板片和所述第二板片包括在所述板式熱交換器的厚度方向上凹凸的設置在四個角的四個孔口區(qū)、設置在所述孔口區(qū)的供換熱介質(zhì)流動的孔口、位`于長度方向上的兩個孔口區(qū)之間的引流槽和位于中間區(qū)域的換熱區(qū)，所述換熱區(qū)上設置有通過沖壓形成的橫向凹槽，所述橫向凹槽的深度小于所述孔口區(qū)的凹槽深度，所述導流裝置的厚度不大于兩相鄰板片上的所述孔口區(qū)的凹槽深度與所述橫向凹槽的深度之間的差值的和。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一板片和所述第二板片疊裝時，所述第一板片反面的換熱區(qū)上的凸起與相鄰的所述第二板片正面的換熱區(qū)上的凹陷相對應設置，或者所述第一板片反面的換熱區(qū)上的凹陷與相鄰的所述第二板片正面的換熱區(qū)上的凹陷相對應設置；所述導流裝置的厚度等于兩所述第一板片和第二板片的孔口區(qū)的凹槽深度與所述橫向凹槽的深度的差值的和。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一板片和第二板片的換熱區(qū)上的橫向凹槽為波浪形橫向凹槽，所述換熱區(qū)上的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷數(shù)量之和不小于所述導流裝置的第一主流道和第二主流道的數(shù)量之和，疊裝時，所述第一主流道與所述波浪形橫向凹槽的波峰對齊，所述第二主流道與所述波浪形橫向凹槽的波谷對齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板式熱交換器，其特征在于，所述第一板片和第二板片的換熱區(qū)上的橫向凹槽為波浪形橫向凹槽，所述換熱區(qū)的上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰和波谷設置與下半部分相對應處的波峰和波谷設置相反，所述第一主流道與所述上半部分的波浪形橫向凹槽的波峰對齊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板式熱交換器，其特征在于，兩相鄰的所述第一板片和所述第二板片上的所述引流槽的頂端之間具有一定的距離，所述換熱介質(zhì)可以經(jīng)過兩板片之間的所述引流槽流向所述換熱區(qū)；所述端板和相鄰的板片疊裝后端板與相鄰板片之間設置有第二導流裝置，所述第二導流裝置與所述導流裝置結(jié)構(gòu)相同，所述第二導流裝置的厚度是所述導流裝置厚度的一半。`
【文檔編號】F28F9/24GK103868380SQ201210529863
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】黃寧杰, 周曉東, 潘沖, 崔凱 申請人:杭州三花研究院有限公司