專(zhuān)利名稱(chēng)：板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及板式熱交換器，其允許兩種不同溫度的流體之間傳熱用于各種目的。具體而言，本發(fā)明涉及板式熱交換器，其構(gòu)造為使得熱交換器板的端口集中在熱交換器板的中心部并且具有適合于端口位置的端板。
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體涉及用于蒸餾介質(zhì)(例如，使諸如海水的含鹽水脫鹽)的板式熱交換器。為處理介質(zhì)，板式熱交換器包含多個(gè)壓縮模制的熱交換器板，其連續(xù)地設(shè)置在板封裝中且形成用于介質(zhì)的第一板間隙和第二板間隙，其中第一板間隙和第二板間隙以交替次序設(shè)置在板封裝中。傳統(tǒng)上，板式熱交換器或脫鹽裝置包括若干單獨(dú)板式熱交換器，因?yàn)樗械拿擕}步驟不能在單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)板式熱交換器中執(zhí)行。為簡(jiǎn)化用于海水脫鹽的設(shè)備或者裝置，發(fā)展了一種新穎的板式熱交換器，其描述于EP-Al-I 864 069中。它公開(kāi)了一種板式熱交換器， 其構(gòu)造為包括板封裝的脫鹽裝置，其中熱交換器板的若干端口位于熱交換器板的中心部。 在傳統(tǒng)板式熱交換器中，端口位于熱交換器板的拐角處，在承受應(yīng)力的系緊螺栓附近。在 EP-Al-I 864 069中，使端口位于中心部，由此另外分配機(jī)械應(yīng)力，端板需要不同地構(gòu)造成承受壓力。對(duì)于如EP-Al-I 864 069所示的連接件的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，另外使熱交換器板的主要端口中的若干個(gè)在熱交換器板的相當(dāng)有限的空間中且由此也使端板上的相對(duì)應(yīng)的端口出口在端板的有限空間中使得聯(lián)接到端口出口的連接件的位置相當(dāng)緊密。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有端板的改進(jìn)的板式熱交換器，該端板適合于具有位于熱交換器板的中心部的端口的熱交換器板。這個(gè)目的通過(guò)最初限定的板式熱交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)，板式熱交換器的特征在于端板中的至少一個(gè)具有在至少一個(gè)端板的中心部中的連接件且連接件在至少一個(gè)端板上的位置對(duì)應(yīng)于熱交換器板的入口和出口的位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，中心軸線基本上中心地在每個(gè)熱交換器板的兩個(gè)側(cè)邊緣之間延伸并且當(dāng)板封裝安置于正常使用位置時(shí)基本上豎直，且熱交換器板的端口沿著中心軸線定位。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，端板的至少一個(gè)連接件沿著對(duì)應(yīng)于熱交換器板的中心軸線的豎直軸線布置于端板的中心部。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，端板的至少一個(gè)連接件布置于端板上的連接部分中，其中連接部分沿著對(duì)應(yīng)于熱交換器板的中心軸線的端板的豎直軸線延伸，并且連接部分在遠(yuǎn)離板封裝的方向上從端板突出。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，連接部分沿著它的縱向延伸等邊地突出以形成具有朝向端板的底邊的大致三角形狀。至少一個(gè)連接件布置于連接部分的遠(yuǎn)離板式熱交換器的端板的側(cè)部中的每一側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，連接部分布置為端板的加強(qiáng)部分以耐受在操作期間端板所暴露的應(yīng)力。連接部分可以是端板的整體部分或它可以通過(guò)任何合適緊固裝置來(lái)單獨(dú)地安裝于端板上。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，端板可具有在應(yīng)力暴露部分中的加強(qiáng)部，其中加強(qiáng)部被提供為端板的增加的厚度，即端板的厚度基于應(yīng)力而不同使得暴露于更多應(yīng)力的區(qū)域更厚而其它區(qū)域更薄。本發(fā)明的更多的方面限定在從屬權(quán)利要求中。


現(xiàn)通過(guò)描述各種實(shí)施例且參考附圖來(lái)更確切地描述本發(fā)明。圖1-2公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的透視圖；圖3公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的第一端板的正面圖；圖4公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的側(cè)視圖；圖5公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的透視圖，其中板式熱交換器是打開(kāi)的；圖6公開(kāi)了用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的熱交換器板的正視透視圖；圖7公開(kāi)了從圖4中的線A-A觀察的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的第二端板的正視圖。圖8-9是從圖4的線A-A觀察的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的支撐桿的截面圖和第二端板與懸掛布置的局部細(xì)節(jié)圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的板式熱交換器的支撐桿和第二端板的局部細(xì)節(jié)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式熱交換器用于在由固體分開(kāi)的兩種流體之間傳熱。熱交換器可以具有多種類(lèi)型， 最常用類(lèi)型為螺旋式熱交換器，管狀熱交換器和板式熱交換器。板式熱交換器用于在形成于一組熱交換器板之間的交替流動(dòng)通路中流動(dòng)的熱流體與冷流體之間傳熱。上文所限定的熱交換器板的布置封閉于端板之間，端板比熱交換器板相對(duì)更厚。每個(gè)端板的內(nèi)表面朝向傳熱板。圖1-2公開(kāi)了用于處理介質(zhì)的板式熱交換器100，其典型地用于有關(guān)海水脫鹽的應(yīng)用，即淡水生成器。板式熱交換器100包括大量的壓縮模制的熱交換器板1，其相互平行且連續(xù)地設(shè)置使得它們形成板封裝2。板封裝2設(shè)置于第一端板3 (也被稱(chēng)作框架板)與第二端板4 (也被稱(chēng)作壓力板)之間。在熱交換器板1之間形成了第一板間隙和第二板間隙。第一板間隙與第二板間隙以交替順序設(shè)置在板封裝2中使得基本上每個(gè)第一板間隙由兩個(gè)第二板間隙包圍，且基本上每個(gè)第二板間隙由兩個(gè)第一板間隙包圍。板封裝2 中的不同分段利用每個(gè)板間隙中的墊圈而彼此界定。優(yōu)選地由彈性材料(如橡膠材料)制成的墊圈放置在凹槽內(nèi)，凹槽沿著構(gòu)成的熱交換器板1的外圍且繞端口延伸。墊圈可包括金屬或由第二材料(如金屬，PTFE等)包圍。
如圖6所示，每個(gè)熱交換器板1具有兩個(gè)相對(duì)的基本上平行的側(cè)邊緣7和8，上邊緣9和下邊緣10。中心軸線X基本上中心地在兩個(gè)側(cè)邊緣7與8之間延伸，并且當(dāng)板封裝 2位于正常使用位置時(shí)基本上豎直。如圖1所示，板封裝2，即熱交換器板1和設(shè)置于它們之間的墊圈(未圖示)，通過(guò)帶螺紋的系緊螺栓11以本身已知的方式在端板3與4之間保持在一起。系緊螺栓11從第一端板3延伸且穿過(guò)第二端板4的邊緣部分中的孔或凹口。每個(gè)系緊螺栓11在其端部之一具有螺栓頭裝置且在其螺紋部分上攜帶螺母，螺栓頭裝置可能位于第一端板3的外部(或整合于其中)，螺母可能位于端板4的外部(或整合于其中)。熱交換器板1布置成懸掛于兩個(gè)支撐螺栓5和6上，支撐螺栓5和6基本上在第一端板3與支承柱12之間延伸。熱交換器板1具有設(shè)置于側(cè)邊緣7和8中每一個(gè)上的切口部分15 (參看圖6)。第一端板3由支撐桿13連接到支承柱12，支撐桿13在一端固定地附連到第一端板3的上端且在相對(duì)端固定地附連到支承柱12的上端。可沿著支撐桿13移動(dòng)的第二端板4用于將熱交換器板1壓在一起以形成板封裝2。在熱交換器板1下端引導(dǎo)熱交換器板1的引導(dǎo)桿14連接支承柱12的下部與第一端板3的下部。上文所討論的熱交換器板1以本身已知的方式包括波紋或圖案以增加傳熱和一些端口孔以形成相對(duì)應(yīng)數(shù)量的端口通道，端口通道延伸穿過(guò)板封裝且與在熱交換器板1之間形成的流動(dòng)通道連接。端板3適當(dāng)?shù)鼐哂袑?duì)應(yīng)于熱交換器板1的端口 25、33、17、18、42、43和50的多個(gè)端口出口或連接件27、33、19、20、44、45、55和56。由于板式熱交換器100的特定作用，板封裝2封閉蒸發(fā)分段E，分離分段S和冷凝分段C (參看圖9)。蒸發(fā)分段E布置為允許流過(guò)第一板間隙的介質(zhì)的至少一部分蒸發(fā)。分離分段S布置為分離未蒸發(fā)液體與介質(zhì)的蒸發(fā)部分。冷凝分段C布置為冷凝流過(guò)第一板間隙的蒸發(fā)部分。中心軸線X基本上中心地延伸穿過(guò)蒸發(fā)分段E，分離分段S和冷凝分段C。如在圖9中可以看出，當(dāng)板式熱交換器100在正常使用位置時(shí)，蒸發(fā)分段E處于最低位置，冷凝分段C處于最高位置且分離分段S位于蒸發(fā)分段E與冷凝分段C之間。板式熱交換器100的若干功能，即蒸發(fā)、冷凝和分離，需要在端板或框架3上具有比傳統(tǒng)板式熱交換器更多的連接件。特別地，為端板3上相當(dāng)有限的空間的沿著中心軸線X 的端口 17、18、42、43和50需要一種創(chuàng)新性的解決方案。出于這個(gè)原因，端板3的從下端延伸到上端的中心部形成有連接或突出部分60。等邊地或者從端板3的主表面延伸的端板3 的連接部分60基本上為等邊三角形或者等腰三角形，其底邊朝向端板3。在三角形連接部分60的側(cè)部或翼部上布置有連接件19-20和44-45，其可相對(duì)較窄地布置，因?yàn)樗鼈兘惶娴夭贾迷诖笾氯切?0的兩側(cè)上。因此，即使使用相對(duì)較短或緊湊的熱交換器板1，也能使用標(biāo)準(zhǔn)連接件。在使用平坦端板3的情況下這將不可能的，因?yàn)楫?dāng)五個(gè)連接件，也可能更多的連接件沿著端板中心的豎直軸線布置時(shí)和當(dāng)具有相對(duì)較短的熱交換器板1時(shí)，空間不足以用于標(biāo)準(zhǔn)連接件。還向端板3提供另外的多個(gè)連接件，例如，在突出部分60上的另外兩個(gè)連接件55，56和在端板3的其它部分上的連接件27，33。端板3的連接件中的每一個(gè)連接到熱交換器板1上的相對(duì)應(yīng)端口。端板3還被定制成在暴露于額外或增加應(yīng)力的端板3的那些部分上包含加強(qiáng)件。 這通過(guò)只在暴露于應(yīng)力的端板3的那些部分(如系緊螺栓11的安裝位置和連接件)上向端板3添加材料或添加厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)定制端板3的設(shè)計(jì)以在端板3的不同部分中耐受不同應(yīng)力，而不是過(guò)度擴(kuò)大整個(gè)端板3的尺寸，在減少材料需要和因此減少成本方面取得了顯著節(jié)省。為實(shí)現(xiàn)具有不同厚度和突出連接件60的第一端板3，端板3優(yōu)選地通過(guò)澆鑄，模制，鑄造或任何其它類(lèi)似且合適的制造工藝而制成。在圖7中示出第二端板4和支撐桿13的截面。端板4布置成懸掛在支撐桿13上。 在現(xiàn)有技術(shù)的板式熱交換器中，熱交換器板和可移動(dòng)的端板都布置成懸掛在T型材上，T型材布置于支撐桿的底側(cè)上。由于本發(fā)明的熱交換器板1布置成懸掛在支撐螺栓5，6上，對(duì)沿著支撐桿的整個(gè)底側(cè)布置的T型材的需要較小，而只需要用于懸掛第二端板4的布置30。 在圖7中，這種布置30形成為較短的型材，如IPF型材，其可移動(dòng)地連接端板4與支撐桿 13。懸掛型材30沿著支撐桿13的縱向的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于端板4的厚度。在圖8和9中示出懸掛型材30，支撐桿13和端板4的局部細(xì)節(jié)截面。懸掛型材 30的一部分接納于第二端板4的上端的切口部分31中，并能通過(guò)使用本領(lǐng)域中已知的各種附連手段(例如，螺釘、螺栓、焊接等)附連到第二端板4上。切口部分31的形狀對(duì)應(yīng)于懸掛型材30的下部32，且基本上形成為倒置的T。同樣，懸掛型材30的另一部分可移動(dòng)地接納于支撐桿13的下部的切口部分36中。支撐桿13的切口部分36的形狀對(duì)應(yīng)于懸掛型材 30的上部34，且基本上形成為T(mén)。懸掛型材30的上部34在T型的每個(gè)“腿”上具有塑料支承35使得當(dāng)懸掛型材30接納于支撐桿13的切口部分36中時(shí)懸掛型材30可在支承35上滑動(dòng)。塑料支承35在其上滑動(dòng)的支撐桿13的切口部分的相對(duì)應(yīng)表面優(yōu)選地由低磨擦材料 (例如陽(yáng)極氧化鋁型材)制成。在圖10中示出沿著支撐桿13的縱向的局部細(xì)節(jié)截面。從圖10顯然塑料支承35 具有與懸掛型材30基本上相同的長(zhǎng)度。切口部分36基本上沿著支撐桿13的整個(gè)長(zhǎng)度延伸，且在圖10中示出由支撐桿13的下部中的切口部分36形成的通道的一部分，且懸掛型材30在該通道中運(yùn)行或滑動(dòng)。切口部分36在外部表現(xiàn)為在支撐桿13的底側(cè)上的狹縫。支承柱12和支撐桿13具有相同的截面并且在圖1、2和5中狹縫36示出為在支承柱12上， 這對(duì)應(yīng)于支撐桿13的狹縫/切口部分36。本發(fā)明不限于上文所述和附圖所示的實(shí)施例，而是可在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)以任何方式補(bǔ)充和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于處理介質(zhì)的板式熱交換器(100)，其包括多個(gè)壓縮模制的熱交換器板(1)， 所述熱交換器板(1)連續(xù)地設(shè)置在板封裝( 中并且形成第一板間隙和第二板間隙，其中， 所述第一板間隙和所述第二板間隙以交替次序設(shè)置在所述板封裝O)中，其中，所述熱交換器板(1)的入口和出口位于所述板式熱交換器的中心部，并且其中，所述板封裝( 布置于所述板封裝O)的每一側(cè)上的端板之間，其特征在于，所述端板中的至少一個(gè)具有在至少一個(gè)端板的中心部中的連接件，并且所述連接件在所述至少一個(gè)端板上的位置對(duì)應(yīng)于所述熱交換器板(1)的入口和出口的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其特征在于，中心軸線(X)基本上中心地在每個(gè)熱交換器板(1)的兩個(gè)側(cè)邊緣(7，8)之間延伸并且當(dāng)所述板封裝(2)安置于正常使用位置時(shí)基本上豎直，并且所述熱交換器板(1)的端口(17，18，42，43，50)沿著所述中心軸線 ⑴定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板式熱交換器，其特征在于，所述端板C3)的至少一個(gè)連接件 (19，20，44，45)沿著對(duì)應(yīng)于熱交換器板(1)的中心軸線(X)的豎直軸線布置于端板(3)的中心部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板式熱交換器，其特征在于，所述端板(3)的至少一個(gè)連接件(19，20，44，4 布置在所述端板上的連接部分(60)中，其中，所述連接部分(60)沿著對(duì)應(yīng)于熱交換器板(1)的中心軸線(X)的端板的豎直軸線延伸，并且所述連接部分(60) 在遠(yuǎn)離所述板封裝O)的方向上從所述端板C3)突出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板式熱交換器，其特征在于，所述連接部分(60)沿著其縱向延伸等邊地突出，以形成具有朝向所述端板(3)的底邊的大致三角形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式熱交換器，其特征在于，至少一個(gè)連接件(19，20，44，45) 布置在所述連接部分(60)的側(cè)部中的每一個(gè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板式熱交換器，其特征在于，所述連接部分(60)布置為所述端板(3)的加強(qiáng)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板式熱交換器，其特征在于，所述連接部分(60)是所述端板 (3)的整體部分。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器，其特征在于，所述端板C3)具有在應(yīng)力暴露部分中的加強(qiáng)部，其中，所述加強(qiáng)部被提供為所述端板(3)的增加的厚度。
10.一種用于根據(jù)權(quán)利要求3至9中的任一項(xiàng)所述的板式熱交換器的端板(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理介質(zhì)的板式熱交換器，其包括多個(gè)壓縮模制的熱交換器板，熱交換器板連續(xù)地設(shè)置在板封裝中并形成第一板間隙和第二板間隙，其中第一板間空隙和第二板間隙以交替次序設(shè)置在板封裝中，其中熱交換器板的入口和出口位于板式熱交換器的中心部，并且其中板封裝布置于板封裝的每一側(cè)上的端板之間，其中端板中的至少一個(gè)具有在至少一個(gè)端板的中心部中的連接件，并且連接件在至少一個(gè)端板上的位置對(duì)應(yīng)于熱交換器板的入口和出口的位置。
文檔編號(hào)F28D9/00GK102165279SQ200980138125
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者G·保爾森, H·約恩森 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司