專利名稱：板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將板疊置并在板間流過2組流體、進(jìn)行熱交換的板式熱交換器。特別涉及適用于采用低壓制冷劑的制冷機(jī)的蒸發(fā)器、低溫再生器、冷凝器那樣、至少一方的流體是低壓蒸氣時(shí)(或相變化蒸氣化、或從蒸氣液化時(shí))的板式熱交換器。
背景技術(shù)：


圖14是表示利用現(xiàn)有技術(shù)中板式熱交換器的吸收器和蒸發(fā)器的配置例。
通常，蒸發(fā)器出口的蒸氣流速、或吸收器入口的蒸氣流速，被抑制在50m/s以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)阻力增加，制冷機(jī)性能降低。
上述現(xiàn)有例中，蒸發(fā)器21、吸收器22配置在左右，對(duì)著板4面的蒸氣通路的大小是板高×板間間隙/2因此，需要相當(dāng)大的板間間隙，難以實(shí)現(xiàn)小型化。另外，圖14中，11是冷水，12是冷卻水，13是制冷劑液，14是吸收溶液。
為了解決該問題，提出了如圖15所示的方案，即，把吸收器構(gòu)件2′和蒸發(fā)器構(gòu)件2，板面相向地交替配置。這時(shí)，對(duì)著板4面的蒸氣通路的大小是板高×板寬這樣，板間間隙不受蒸氣流速的限制，可實(shí)現(xiàn)小型化。
圖15所示形式的熱交換器中，要一個(gè)一個(gè)地制作將2塊板組合而成的熱交換構(gòu)件，再將它們一個(gè)一個(gè)地依次安裝到冷水集管、冷卻水集管上，所以制造工作量大。該例中，由于熱交換構(gòu)件和冷水集管(或冷卻水集管)是分開的部件，所以，假設(shè)有100個(gè)熱交換構(gòu)件時(shí)，則在入口和出口需要200個(gè)焊接部位。另外，吸收器和蒸發(fā)器的形狀不同，部件的種類也繁多。
另外，例如將吸收器構(gòu)件和蒸發(fā)器構(gòu)件交替配置時(shí)，在兩構(gòu)件間的間隙內(nèi)，吸收溶液14和制冷劑液13同時(shí)流下，所以，液滴飛散，吸收溶液進(jìn)入制冷劑中時(shí)，制冷劑被污染，導(dǎo)致沸點(diǎn)上升，蒸發(fā)溫度上升，制冷機(jī)性能惡化，并且，傳熱面上的溶液量也減少，不容易浸濕。
另一方面，制冷劑液從蒸發(fā)器傳熱面作為液滴飛散，進(jìn)入吸收器側(cè)時(shí)，溶液濃度降低，吸收能力低下，制冷機(jī)性能惡化。另外，制冷劑不蒸發(fā)而是以液滴形式飛出，不能發(fā)揮其制冷效果，效率降低，同地，傳熱面上的制冷劑量也減少，不容易浸濕。

發(fā)明內(nèi)容
概述本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種板式熱交換器。該板式熱交換器的零部件數(shù)目少、制造和組裝成本低、向熱交換構(gòu)件供給液體時(shí)無液滴飛散、液體均勻地在板上流下、具有高熱交換性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)第1發(fā)明的板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，形成連通管，該連通管分別將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通，該連通管與上述各構(gòu)件形成為一體。
上述板式熱交換器中，將各構(gòu)件間連通的連通管，可以是各構(gòu)件的板的一部分，另外，上述交替配置的2個(gè)構(gòu)件(A)和(B)，是同一形狀，是朝向相反的對(duì)稱形。
上述板式熱交換器，可以是是吸收制冷機(jī)用板式吸收器和蒸發(fā)器，其第1流體是冷卻水，第2流體是吸收溶液，第3流體是冷水，第4流體是制冷劑液。另外，上述板式熱交換器，可以是吸收制冷機(jī)用板式再生器和冷凝器，其第1流體是熱源流體(熱水、蒸氣等)，第2流體是吸收溶液，第3流體是冷卻水，第4流體是制冷劑冷凝液。另外，可以是將這些板式吸收器和蒸發(fā)器和/或板式再生器及冷凝器，用于吸收制冷機(jī)的吸收器、蒸發(fā)器、再生器、冷凝器的吸收制冷機(jī)。
本申請(qǐng)第2發(fā)明的板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在上述間隙設(shè)有防止液滴飛散的飛散防止機(jī)構(gòu)。
上述板式熱交換器中，在熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，設(shè)置連通管，該連通管將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通。另外，上述飛散防止機(jī)構(gòu)，由2塊板材構(gòu)成，使飛散液返回到飛散前的傳熱面上。
本發(fā)明的板式熱交換器中，將各熱交換構(gòu)件間連通的連通管，可作為各熱交換構(gòu)件的板的一部分一體地形成；另外，上述交替配置的2個(gè)熱交換構(gòu)件(A)和(B)是同一形狀，可以是朝向相反的對(duì)稱形。另外，在各熱交換構(gòu)件(A)和/或(B)的板外面，可配備第2流體和/或第4流體的液分配器。
本申請(qǐng)第3發(fā)明的板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在上述間隙，在熱交換構(gòu)件(A)和(B)的表面上部，分別設(shè)有流下第2流體和第4流體的液分配器。
上述板式熱交換器中，液分配器可以是在側(cè)面設(shè)有小孔(orifice)的槽。另外，液分配器是槽狀，可利用板面作為槽的側(cè)面。
在上述熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，形成連通管，該連通管分別將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通。
圖2是表示制造圖1所示板式熱交換器的說明圖，圖2A是平面圖，圖2B是圖2A的A-A斷面圖。
圖3表示本發(fā)明第1實(shí)施例之板式熱交換器的另一例，圖3A是立體圖，圖3B是圖3A的A-A斷面圖。
圖4表示本發(fā)明第1實(shí)施例之板式熱交換器的另一例，圖4A是立體圖，圖4B是圖4A的A-A斷面圖。
圖5是將本發(fā)明第1實(shí)施例之板式熱交換器用于吸收制冷機(jī)的吸收器和蒸發(fā)器的斷面構(gòu)造圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的一例的斷面構(gòu)造圖。
圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的另一例的要部斷面構(gòu)造圖。
圖8是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的表面形狀的圖，圖8A是正面圖，圖8B是平面圖。
圖9是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的另一板表面形狀的構(gòu)造圖。
圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的另一板表面形狀的構(gòu)造圖。
圖11是表示本發(fā)明第3實(shí)施例之板式熱交換器的一例的斷面構(gòu)造圖。
圖12是表示本發(fā)明第3實(shí)施例之板式熱交換器的另一例的斷面構(gòu)造圖。
圖13是表示本發(fā)明第3實(shí)施例之板式熱交換器的一例的概略構(gòu)造圖，圖133A是正面圖，圖13B是局部平面圖。
圖14是將現(xiàn)有技術(shù)中的板式熱交換器用于吸收器和蒸發(fā)器的構(gòu)造圖。
圖15是將現(xiàn)有技術(shù)中的板式熱交換器用于吸收器和蒸發(fā)器的局部構(gòu)造圖。
本發(fā)明中采用的板，是將具有凹凸部的2塊板在其內(nèi)部形成空間地重疊，將其周緣部和兩端開口部的連通管(流體出入口)重疊時(shí)，沿全周輕輕接觸(線接觸)，朝重疊方向施加力，使其接觸部的形狀變化而成為面接觸，力的施加直到上述凹凸接觸，并且接觸面變大為止，用釬焊(硬釬焊)將周緣密封，做成為適合的形狀。
即，上述板在釬焊時(shí)，為了使板相互密接，一邊施加力一邊實(shí)施釬焊，在施加該力時(shí)，周緣部成為平行，并且，板的凹凸相互接觸。
把釬焊料放在(涂敷在)上述2塊板的預(yù)定接觸部位，將板重疊就構(gòu)成了熱交換構(gòu)件，該熱交換構(gòu)件具有從形成在板兩端部的開口部到上述空間之間的流體流路。
本發(fā)明中，除了釬焊(硬釬焊)方式以外，也包含將填密片放入板間，從外部施加力的方式或用焊接密閉的方式等。
本發(fā)明的板的凹凸，可以是朝預(yù)定方向延伸的波形，可用比較簡(jiǎn)單的構(gòu)造，形成2維彎曲的復(fù)雜流路。
由于在同一流路的熱交換構(gòu)件與構(gòu)件之間，插入其它流路的熱交換構(gòu)件，所以，板兩端的開口部連通管，應(yīng)是設(shè)有上述構(gòu)件可插入間隔、和在板外面可形成流路間隔的長(zhǎng)度的連通管，可以將該連通管設(shè)在板兩端的一側(cè)。
在該板兩端的開口部連通管的一方上，設(shè)置立起部，在重疊時(shí)，可用開口部的嵌合簡(jiǎn)單地定位。這樣，只要將板重疊，自然地進(jìn)行板之間的2維定位，所以，制造工序簡(jiǎn)單。
下面，參照?qǐng)D1至圖5，詳細(xì)說明本發(fā)明第1實(shí)施例之板式熱交換器。
圖1是表示本發(fā)明板式熱交換器之一例的立體圖，由熱交換構(gòu)造體3、3′構(gòu)成，該熱交換構(gòu)造體3、3′是將3個(gè)熱交換構(gòu)件2和3個(gè)熱交換構(gòu)件2′交替結(jié)合而成的。
熱交換構(gòu)件2，是將2塊板4重疊，用焊接或釬焊將凹凸形的接觸部和周緣部之間固接而制成的。熱交換構(gòu)件2′，是將2塊板4重疊，用焊接或釬焊將凹凸形的接觸部和周緣部之間固接而制成的。
在本例中，熱交換構(gòu)造體3、3′是分別將3個(gè)上述熱交換構(gòu)件2和3個(gè)熱交換構(gòu)件2′朝向相反地重疊而構(gòu)成的，用焊接或釬焊一舉將開口部7的連通管6彼此固接組裝而成。即，熱交換構(gòu)造體3由3個(gè)熱交換構(gòu)件2構(gòu)成，熱交換構(gòu)造體3′由3個(gè)熱交換構(gòu)件2′構(gòu)成。熱交換構(gòu)件2和熱交換構(gòu)件2′，交替地朝向相反地重疊著。
圖2是一如制造圖1所示板式熱交換器的說明圖。圖2A是平面圖，圖2B是圖2A的A-A斷面圖。把熱交換構(gòu)件2和熱交換構(gòu)件2′(該熱交換構(gòu)件2和熱交換構(gòu)件2′分別由2塊板4重疊構(gòu)成)交替地反向且各開口部相互連通地重疊。
這時(shí)，在熱交換構(gòu)件之間，插入隔撐10，只要對(duì)中間部施加荷重并加熱，則從2塊板的組合到全體的重疊，可以一舉地釬焊。
隔撐最好采用沒有熱變化的、不能釬焊的材料，例如可采用石墨材。在隔撐的表面，最好涂敷脫模材，可更加抑制與釬焊的接合。
這樣，在接觸部和/或接觸面之間放置釬焊料，將上述板和隔撐重疊，一邊朝重疊方向施加力(載置重物)，一邊在爐中加熱而一舉釬焊。這樣，用一個(gè)工序可制造熱交換器，減少零部件數(shù)目，大幅度簡(jiǎn)化作業(yè)工序。
圖3表示本發(fā)明板式熱交換器的另一例，圖3A是立體圖，圖3B是圖3A的A-A線斷面圖。
圖3中，板開口部7的連通管6，不是如圖1所示那樣在板上設(shè)置缺口，而是在板上開孔。虛線所示H部，是為了通過連通管6而開設(shè)的比連通管6外徑大的孔。該孔在左、右側(cè)交替地開設(shè)在板上。
圖4表示本發(fā)明板式熱交換器的另一例，圖4A是立體圖，圖4B是圖4A的A-A線斷面圖。
圖4中，板開口部7的連通管6，不是如圖1、圖3所示那樣的缺口、孔，而是將連通部6全部相連，可限制朝板4的流動(dòng)。借助流動(dòng)限制部5，從B進(jìn)入的流體在①③⑤的板內(nèi)流過，從C進(jìn)入的流體，在②④⑥的板內(nèi)流過。
圖5表示把本發(fā)明第1實(shí)施例的板式熱交換器，用于吸收制冷機(jī)的吸收器和蒸發(fā)器的例。圖5中，熱交換構(gòu)件2，在內(nèi)部流過冷水11，在板外面通過液分配器15流過制冷劑液13，在下部接受未蒸發(fā)完的制冷劑液13，使其再循環(huán)。熱交換構(gòu)件2′，在內(nèi)部流過冷卻水12，在熱交換構(gòu)件2的板外面蒸發(fā)的制冷劑，被在相向設(shè)置的熱交換構(gòu)件2′的板外面流過的吸收溶液14吸收。
用于吸收制冷機(jī)的再生器和冷凝器的組合時(shí)，11是熱源流體，12是冷卻水，只在熱交換構(gòu)件2的板外面設(shè)置液分配器15，流出吸收溶液。在熱交換構(gòu)件2′的板外面不設(shè)置液分配器15，在熱交換構(gòu)件2的板外面蒸發(fā)了的制冷劑，在熱交換構(gòu)件2′的板外面冷凝，在外面流下。
液分配器可采用側(cè)面有小孔(orifice)的槽，這時(shí)，可利用板的外面作為槽的側(cè)面。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例，可用少的部件和簡(jiǎn)單的制造工序，制造復(fù)雜的板式熱交換器，該板式熱交換器，在由1種或2種部件構(gòu)成的熱交換構(gòu)件的內(nèi)外，用凹凸形成彎曲的流路，從溫度不同的2組流體進(jìn)行熱交換?？商峁┑驮靸r(jià)、具有高效率熱交換性能的熱交換器。
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明第2實(shí)施例的板式熱交換器。
本發(fā)明中采用的板，與第1實(shí)施例同樣地，是將具有凹凸部的2塊板在其內(nèi)部形成空間地重疊，將其周緣部和兩端開口部的連通管(流體出入口)重疊時(shí)，沿全周輕輕接觸(線接觸)，朝重疊方向施加力，使其接觸部的形狀變化而成為面接觸，力的施加直到上述凹凸接觸，并且接觸面變大為止，用釬焊(硬釬焊)將周緣密封，做成為適合的形狀。
即，上述板在釬焊時(shí)，為了使板相互密接，一邊施加力一邊實(shí)施釬焊，在施加該力時(shí)，周緣部成為平行，并且，板的凹凸相互接觸。
把釬焊料放在(涂敷在)上述2塊板的預(yù)定接觸部位，將板重疊就構(gòu)成了熱交換構(gòu)件，該熱交換構(gòu)件具有從形成在板兩端部的開口部到上述空間之間的流體流路。
本發(fā)明中，除了釬焊(硬釬焊)方式以外，也包含將填密片放入板間，從外部施加力的方式或用焊接密閉的方式等。
本發(fā)明的板的凹凸，可以是朝預(yù)定方向延伸的波形，可用比較簡(jiǎn)單的構(gòu)造，形成2維彎曲的復(fù)雜流路。
另外，由于在同一流路的熱交換構(gòu)件與構(gòu)件之間，要插入其它流路的熱交換構(gòu)件和飛散防止機(jī)構(gòu)，所以，板兩端的開口部連通管，應(yīng)是設(shè)有上述構(gòu)件及防止機(jī)構(gòu)可插入間隔、和在板外面可形成流路間隔的長(zhǎng)度的連通管，可以將該連通管設(shè)在板兩端的一側(cè)。在該熱交換器的制造時(shí)，把隔撐插入上述構(gòu)件之間，一邊施加力一邊在爐內(nèi)一舉釬焊。
在該板兩端的開口部連通管的一方上，設(shè)置立起部，在重疊時(shí)，可用開口部的嵌合簡(jiǎn)單地定位。這樣，只要將板重疊，自然地進(jìn)行板之間的2維定位，所以，制造工序簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的插入熱交換構(gòu)件(A)與(B)之間的飛散防止機(jī)構(gòu)，只要是使第2流體和第4流體分別在兩構(gòu)件的板表面上流下、能防止兩者的液滴飛散的構(gòu)造即可。例如，為了使飛散液回到飛散前的傳熱面上，可以采用用2塊板材構(gòu)成的阻擋板。另外，也可以使該插入的阻擋板與板表面的凸部接觸，并使阻擋板彼此接觸，把阻擋板作為隔撐，向釬焊部傳遞荷重，一舉將熱交換器釬焊。
下面，參照?qǐng)D6至圖10，詳細(xì)說明本發(fā)明第2實(shí)施例的板式熱交換器。
圖6是表示本發(fā)明板式熱交換器之一例的斷面構(gòu)造圖。將3個(gè)熱交換構(gòu)件2、2′交替結(jié)合而成。
熱交換構(gòu)件2，是將2塊板4重疊，用焊接或釬焊將周緣部9之間固接而制成的。熱交換構(gòu)件2′，是將2塊板4重疊，用焊接或釬焊將周緣部9之間固接而制成的。
在熱交換構(gòu)件2、2′之間配備了阻擋板16，該阻擋板16用于防止在板面上流動(dòng)的流體飛散。在熱交換構(gòu)件2、2′的上部，設(shè)置著液分配器15，流體從液分配器的小孔17中流出，沿著板表面的傳熱面流動(dòng)。
這樣，與板表面的傳熱面相接地、或稍稍分離地設(shè)置阻擋板，從液分配器15流下的第2流體11或第4流體12，例如吸收溶液11或制冷劑液12即使飛散，也能防止其進(jìn)入蒸發(fā)器側(cè)或吸收器側(cè)，另外，通過將溶液返回吸收器側(cè)，可確保吸收溶液量和制冷劑液量?；厥蘸蟮闹评鋭┮?2可供給循環(huán)用。
圖6中，第1流體由與熱交換構(gòu)件2′連通的連通管供給。第3流體由與熱交換構(gòu)件2連通的連通管供給。另外，第1流體采用冷卻水，第2流體采用冷水，可以作為吸收制冷機(jī)的板式吸收器和蒸發(fā)器。
另外，用于吸收制冷機(jī)的再生器和冷凝器的組合時(shí)，通過連通管將冷卻水供給熱交換構(gòu)件2的內(nèi)部，將熱源流體供給到熱交換構(gòu)件2′的內(nèi)部，通過液分配器15，將吸收溶液11沿?zé)峤粨Q構(gòu)件2′的表面流動(dòng)，使制冷劑液蒸發(fā)，使制冷劑在熱交換構(gòu)件2的板表面的傳熱面冷凝。因此，在熱交換構(gòu)件2上不需要從液分配器15流出液體。
圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施例之板式熱交換器的別的要部斷面構(gòu)造的圖。圖7中，在板周緣部9、凹凸形18的交叉部19，使板彼此接觸，另外，也使阻擋板16與板4及其它阻擋板16接觸(20)，用阻擋板16代替?zhèn)鳠針?gòu)件2、2′間的隔撐，這樣，在制作加熱板式熱交換器時(shí)，可將荷重傳遞到板4的全體釬焊部，可一舉將熱交換器釬接。
圖8、圖9、圖10表示板表面的傳熱面形狀18。圖8中，板4的傳熱面形狀18的凹部和凸部的起伏方向，是垂直的方向。圖8A是正面圖，圖8B是平面圖。圖中，標(biāo)記7是開口部。圖9和圖10中，傳熱面形狀18的凹部和凸部的起伏方向，是傾斜的方向，圖10中的虛絲表示背側(cè)的板的凹凸。在圖9和圖10中，是用2方向的傾斜作為峰形，但也可以只是一方向的傾斜，另外，也可以構(gòu)成多個(gè)峰形。如圖8至圖10所示，通過設(shè)置凹凸、把板4彼此的接觸部釬焊，可增加強(qiáng)度，另外，如果用直線狀波形將其形狀做成為垂直或近似垂直的形狀，則液流不偏倚，可不遺漏地在板上流過。
另外，板表面的傳熱面，最好進(jìn)行噴砂處理，可提高液體的浸濕性，液體可以很好地在板上擴(kuò)散。因此，最好對(duì)板表面實(shí)施提高親水性的處理，或者預(yù)先處理好。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例，可用少的部件和簡(jiǎn)單的制造工序，制造復(fù)雜的板式熱交換器，該板式熱交換器，在由1種或2種部件構(gòu)成的熱交換構(gòu)件的內(nèi)外，用凹凸形成彎曲的流路，從溫度不同的2組流體進(jìn)行熱交換?？商峁┑驮靸r(jià)、具有高效率熱交換性能的熱交換器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于可防止液滴飛散，2組流下的流體不混合，作為吸收制冷機(jī)的吸收器和蒸發(fā)器、再生器及冷凝器使用時(shí)，制冷機(jī)的性能不惡化，也沒有不容易浸濕的問題，可得到具有高熱交換性能的吸收制冷機(jī)。
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明第3實(shí)施例的板式熱交換器。
本發(fā)明中采用的板，與第1實(shí)施例同樣地，是將具有凹凸部的2塊板在其內(nèi)部形成空間地重疊，將其周緣部和兩端開口部的連通管(流體出入口)重疊時(shí)，沿全周輕輕接觸(線接觸)，朝重疊方向施加力，使其接觸部的形狀變化而成為面接觸，力的施加直到上述凹凸接觸、并且接觸面變大為止，用釬焊(硬釬焊)將周緣密封，做成為適合的形狀。
即，上述板在釬焊時(shí)，為了使板相互密接，一邊施加力一邊實(shí)施釬焊，在施加該力時(shí)，周緣部成為平行，并且，板的凹凸相互接觸。
把釬焊料放在(涂敷在)上述2塊板的預(yù)定接觸部位，將板重疊就構(gòu)成了熱交換構(gòu)件，該熱交換構(gòu)件具有從形成在板兩端部的開口部到上述空間之間的流體流路。
本發(fā)明中，除了釬焊(硬釬焊)方式以外，也包含將填密片放入板間，從外部施加力的方式或用焊接密閉的方式等。
本發(fā)明的板的凹凸，可以是朝預(yù)定方向延伸的波形，可用比較簡(jiǎn)單的構(gòu)造，形成2維彎曲的復(fù)雜流路。
另外，由于在同一流路的熱交換構(gòu)件與構(gòu)件之間，要插入其它流路的熱交換構(gòu)件和飛散防止機(jī)構(gòu)，所以，板兩端的開口部連通管，應(yīng)是設(shè)有上述構(gòu)件及防止機(jī)構(gòu)可插入間隔、和在板外面可形成流路間隔的長(zhǎng)度的連通管，可以將該連通管設(shè)在板兩端的一側(cè)。在該熱交換器的制造時(shí)，把隔撐插入上述構(gòu)件之間，一邊施加力一邊在爐內(nèi)一舉釬焊。
在該板兩端的開口部連通管的一方上，設(shè)置立起部，在重疊時(shí)，可用開口部的嵌合簡(jiǎn)單地定位。這樣，只要將板重疊，自然地進(jìn)行板之間的2維定位，所以，制造工序簡(jiǎn)單。
設(shè)在本發(fā)明熱交換構(gòu)件的表面上部的液分配器，是與板表面平行的槽狀，在側(cè)面設(shè)有朝板表面流下液體用的小孔。該液分配器，也可以利用板面作為槽的一側(cè)面。這樣，在向板表面供給流體時(shí)，可防止液體飛散，使流體不遺漏地在板表面上均勻流過。
另外，在本發(fā)明的熱交換構(gòu)件(A)、(B)之間的液分配器的下部，可插入飛散防止機(jī)構(gòu)。這樣，更加防止供給到板面上的流體飛散。該飛散防止機(jī)構(gòu)，可以是使飛散液回到飛散前傳熱面的、由2塊板材構(gòu)成的阻擋板。
本發(fā)明的熱交換構(gòu)件，流體流過外表面，通過板的傳熱面，與內(nèi)部流體進(jìn)行熱交換，所以，在外表面流的流體，必須在該傳熱面上擴(kuò)散、并對(duì)該面具有浸濕性，使該面不成為干燥面。為此，構(gòu)成熱交換構(gòu)件傳熱面的板，采用不銹鋼制板，在其外表面，設(shè)置用電解溶解形成的多孔質(zhì)層，用鉻的溶融鹽浴處理的氧化鉻擴(kuò)散層或多個(gè)小凹坑，或者做成為縐紋狀。
為了在上述外表面上設(shè)置多個(gè)小凹坑，在板成形時(shí)，在金屬模具的表面設(shè)置多個(gè)小突起，通過模制便形成了多個(gè)小凹坑。另外，要做成為縐紋狀時(shí)，可采用表面已形成為縐紋狀的坯材，例如，在制造薄板時(shí)，用輥?zhàn)釉诓讳P鋼材表面形成為縐紋狀，或者也可用放電加工形成表面。放電加工最好在水中進(jìn)行，另外，放電加工可以在板坯材時(shí)進(jìn)行，也可以在板成形后，制作熱交換器時(shí)進(jìn)行。如果在坯材時(shí)進(jìn)行，將電極形狀做成為平面，一邊移動(dòng)電極或一邊移動(dòng)薄板，一邊施加脈沖電流，可使電極形狀簡(jiǎn)單化。
下面，參照?qǐng)D6和圖11至圖13，詳細(xì)說明本發(fā)明第3實(shí)施例的板式熱交換器。
本發(fā)明第3實(shí)施例的板式熱交換器的一例，與圖6所示構(gòu)造相同，先參照?qǐng)D6說明。
如圖6所示，本發(fā)明的板式熱交換器，是將3個(gè)熱交換構(gòu)件2和3個(gè)熱交換構(gòu)件2′交替結(jié)合而成的。
熱交換構(gòu)件2、2′，分別是將2塊板4重疊，用焊接或釬焊將凹凸形的接觸部和周緣部9之間固接而制成的。
在熱交換構(gòu)件2、2′之間配備了阻擋板16，該阻擋板16用于防止在板面上流動(dòng)的流體飛散。在熱交換構(gòu)件2、2′的上部，設(shè)置著液分配器15，流體從液分配器的小孔17中流出，沿著板表面的傳熱面流動(dòng)。
這樣，與板表面的傳熱面相接地設(shè)置液分配器，設(shè)置阻擋板，可防止從液分配器15流下的第2流體11或第4流體12，例如吸收溶液11或制冷劑液12飛散，可防止其進(jìn)入蒸發(fā)器側(cè)或吸收器側(cè)，另外，通過通過設(shè)置阻擋板，可將溶液返回吸收器側(cè)，可將制冷劑液返回蒸發(fā)器側(cè)，可確保吸收溶液量和制冷劑液量。在熱交換構(gòu)件2的下面，設(shè)有制冷劑盤23，用于回收未蒸發(fā)的制冷劑液12?；厥蘸蟮闹评鋭┮?2可供給循環(huán)用。
圖6中，第1流體由與熱交換構(gòu)件2′連通的連通管供給。第3流體由與熱交換構(gòu)件2連通的連通管供給。另外，第1流體采用冷卻水，第2流體采用冷水，可以作為吸收制冷機(jī)的板式吸收器和蒸發(fā)器。
圖11表示將液分配器15與阻擋板16成形為一體的情形。圖11所示的構(gòu)造，與圖6所示構(gòu)造基本相同，但最上部的阻擋板16與液分配器15一體化。
圖12表示用于吸收制冷機(jī)的再生器和冷凝器組合的情形。通過連通管將冷卻水供給到熱交換構(gòu)件2的內(nèi)部，將熱源流體供給到熱交換構(gòu)件2′的內(nèi)部。通過液分配器15，將吸收溶液11流到熱交換構(gòu)件2的板表面的傳熱面上，使制冷劑蒸發(fā)，使制冷劑液12在熱交換構(gòu)件2的板表面?zhèn)鳠崦嫔侠淠＠淠蟮闹评鋭┮?2由制冷劑盤23回收。因此，在熱交換構(gòu)件2上不必設(shè)置液分配器，即使設(shè)置也不必導(dǎo)入液體。
圖13是表示設(shè)置了本發(fā)明其它液分配器的板式熱交換器的概略構(gòu)造圖。圖13A是正面圖，圖13B是局部平面圖。圖13所示的構(gòu)造，與圖6及圖11所示構(gòu)造基本相同，但制冷劑液或吸收液從小孔17流出，沿著板面流下。這樣，可將板表面兼用作液分配器15的槽的一側(cè)面，這時(shí)，小孔17可以是設(shè)在與板表面接觸部的切口。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例，可用少的部件和簡(jiǎn)單的制造工序，制造復(fù)雜的板式熱交換器，該板式熱交換器，在由1種或2種部件構(gòu)成的熱交換構(gòu)件的內(nèi)外，用凹凸形成彎曲的流路，從溫度不同的2組流體進(jìn)行熱交換?？商峁┑驮靸r(jià)、具有高效率熱交換性能的熱交換器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于可防止液滴飛散，2組流下的流體不混合，作為吸收制冷機(jī)的吸收器和蒸發(fā)器、再生器及冷凝器使用時(shí)，制冷機(jī)的性能不惡化，也沒有不容易浸濕的問題，可得到具有高熱交換性能的吸收制冷機(jī)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于流體不遺漏地在板面上均勻流過，所以，可得到熱交換效率高的板式熱交換器。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明是將板疊置并在板間交替地流過2組流體、進(jìn)行熱交換的板式熱交換器。可用于采用低壓制冷劑的制冷機(jī)的蒸發(fā)器、低溫再生器、冷凝器等。
權(quán)利要求
1.一種板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，與上述各構(gòu)件一體地形成連通管，該連通管分別將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通。
2.如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其特征在于，將上述各構(gòu)件間連通的連通管，構(gòu)成各構(gòu)件的板的一部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的板式熱交換器，其特征在于，上述交替配置的2個(gè)構(gòu)件(A)和(B)，是相同形狀、朝向相反的對(duì)稱形。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器，其特征在于，該板式熱交換器作為吸收制冷機(jī)用板式吸收器和蒸發(fā)器，其第1流體是冷卻水，第2流體是吸收溶液，第3流體是冷水，第4流體是制冷劑液。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器，其特征在于，該板式熱交換器作為吸收制冷機(jī)用板式再生器和冷凝器，其第1流體是熱源流體，第2流體是吸收溶液，第3流體是冷卻水，第4流體是制冷劑冷凝液。
6.一種板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在上述間隙設(shè)有防止液滴飛散的飛散防止機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的板式熱交換器，其特征在于，在上述熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，形成連通管，該連通管分別將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通。
8.如權(quán)利要求7所述的板式熱交換器，其特征在于，上述各構(gòu)件間連通的連通管構(gòu)成各構(gòu)件的板的一部分。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的板式熱交換器，其特征在于，上述飛散防止機(jī)構(gòu)由2塊板材構(gòu)成，使飛散液返回飛散前的傳熱面。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器，其特征在于，在上述各熱交換構(gòu)件(A)和/或(B)的板外面，配備有第2流體和/或第4流體的液分配器。
11.一種板式熱交換器，同時(shí)地將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換，其特征在于，具有熱交換構(gòu)件(A)和熱交換構(gòu)件(B)；熱交換構(gòu)件(A)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體；熱交換構(gòu)件(B)，是將彼此相向的2塊板作為一組，把該2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路，把板面作為傳熱面，把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體；將若干個(gè)該熱交換構(gòu)件(A)和(B)，使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列，并且，在上述間隙，在熱交換構(gòu)件(A)和(B)的表面上部，分別設(shè)有流過第2流體和第4流體的液分配器。
12.如權(quán)利要求11所述的板式熱交換器，其特征在于，上述液分配器，是在側(cè)面設(shè)有小孔的槽。
13.如權(quán)利要求11或12所述的板式熱交換器，其特征在于，上述液分配器是槽狀，利用板面作為槽的側(cè)面。
14.如權(quán)利要求11、12或13所述的板式熱交換器，其特征在于，在上述熱交換構(gòu)件(A)和(B)的板面上，形成連通管，該連通管分別將熱交換構(gòu)件(A)的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件(B)的內(nèi)側(cè)空間之間連通。
全文摘要
本發(fā)明提供的板式熱交換器,將具有不同溫度的2組流體進(jìn)行熱交換,具有熱交換構(gòu)件2和熱交換構(gòu)件2′;熱交換構(gòu)件2,將彼此相向的2塊板作為一組,把2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第1流體通路,把板面作為傳熱面,把沿板外面流動(dòng)的流體作為第2流體;熱交換構(gòu)件2′將彼此相向的2塊板作為一組,把2塊板內(nèi)側(cè)的密閉空間作為第3流體通路,把板面作為傳熱面,把沿板外面流動(dòng)的流體作為第4流體;將若干個(gè)熱交換構(gòu)件2和2′使各板面彼此相向地、隔開預(yù)定間隙地排列,在熱交換構(gòu)件2和2′的板面上形成連通管,分別將熱交換構(gòu)件2的內(nèi)側(cè)空間之間和熱交換構(gòu)件2′的內(nèi)側(cè)空間之間連通,并與各構(gòu)件形成一體。
文檔編號(hào)F25B33/00GK1342259SQ00804561
公開日2002年3月27日 申請(qǐng)日期2000年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月4日
發(fā)明者井上修行, 松原利男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所