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CN102245994B - 热交换器的开口 - Google Patents

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Abstract

一种用于交换流体之间热量的钎焊热交换器(110，200)，该热交换器(100，200)包括多个热交换器板(110；210)，该热交换器板(110；210)设置有突脊(120，220)和凹槽(130，230)的挤压结构。所述热交换器板(110，210)相互堆叠以在所述板(110，210)之间形成流动通道(211，212)，并且所述流动通道(211，212)选择性地连通于开口(140，240)。开口裙部(170；250，260)设置在所述热交换器板(110，210)上，所述开口裙部(170，250，260)至少部分地围绕所述开口(140，240)，以与所述热交换器板(110，210)的平面对应的任意垂直方向延伸，并且设置成相互重叠以形成管状结构或者管状结构的一部分。

Description

热交换器的开口
技术领域
本发明涉及一种用于流体间交换热量的钎焊换热器，该热交换器包括多个热交换器板，该热交换器板设置有突脊和凹槽(ridges and grooves)的挤压结构(pressed pattern)，其中，热交换器板相互堆叠，使得在所述板之间形成流动通道，所述流动通道选择性地与开口(port openings)连通。
背景技术
热交换器用于交换流体介质之间的热量，并且通常包括多个相互堆叠的板，使得在板之间形成流动通道。通常，设置开口以允许选择的流体从流动通道流入和流出。在大多数热交换器中，通过布置围绕不同高度开口的区域来设置选择性流体流，以使得围绕板的区域选择性地相互接合以允许流体流至流动通道或者使得开口与流动通道封闭。
US2005/082049公开了一种与流动通道连通实现选择性地密封开口的替代方法。在该文献中，围绕开口的区域设置在两个平面上，使相邻板的相应区域互相接触以形成密封。为了连通，连接所述区域的壁设置有允许从开口流动到流动通道的开孔(openings)。设置开孔是用于为从开口到流动通道的介质流提供所需要的转向。
WO2006/110090中揭示了一种相同类型的开口设计。然而，根据WO2006/110090，设计的主要原因是在开口中提供一种光滑的表面。
市场上有多种类型的热交换器，例如，管片式热交换器，气液式热交换器和板式热交换器。
板式热交换器通常用于交换两种液体形成的介质之间的热量，但是使用板式热交换器的新兴市场是热泵，其中板式热交换器用于交换低温液体(例如，海水(brine))和冷却剂之间的热量。通常，设计这样的热交换器以承受几十个巴(bars)的压力。
近些年，热交换器具有在热泵应用中使用二氧化碳作为冷却剂的一般趋势。二氧化碳成为流行的选择的原因有多个，主要是二氧化碳的高温性能系数(COP)(效能)高。
然而，使用二氧化碳作为冷却剂意味着热交换器必须承受高的冷却压力。目前为止，还没有板式热交换器能够承受这样的压力。
生产板式热交换器的通用方法是把热交换器板钎焊在一起而形成热交换器。钎焊热交换器意味着在大量的多个板设置有钎焊材料，然后该板相互堆叠并且放置在温度足够高的火炉里以熔化钎焊材料。熔化钎焊材料意味着钎焊材料(部分由于毛细作用)将集中到热交换器板相互密切相邻的区域，即，相邻板的突脊和凹槽之间的接触点，并且在火炉的温度降低之后，钎焊材料将凝固，从而热交换器板将相互连接以形成紧密而强固的热交换器。
本领域的技术人员所公知的如果在承受高压，钎焊热交换器在开口附近容易破坏。这是由于内压将撕裂钎焊板，并且在开口处的撕裂力最高，因为开口表示接触点集中度小的表面。
本发明的目的在于提供一种钎焊板式热交换器的开口，该钎焊板式热交换器具有增加的强度，以承受高的内压。
发明内容
通过在热交换器板上设置开口裙部(port skirt)解决了本发明上述和其他目的，所述开口裙部至少部分地围绕所述开口，以与所述热交换器板的大致平面大致垂直的方向延伸，并且设置成相互接触而形成管道。
为了允许流体在所述开口和所述流动通道之间连通，可以在所述开口和所述流动通道之间设置开孔。
与现有技术的热交换器相比，为了增加热交换区域，只有多个堆叠的热交换器板的每隔一个(every other)的开口裙部可以设置开孔，从而在开口和流动通道之间形成选择性的连通。为了达到这个目的，设置有开孔的开口裙部还可以包括密封表面。
附图说明
以下，将参照附图描述本发明，其中
图1为根据本发明展示了开口的第一种实施方式的热交换器的部分截面透视图，以及
图2为根据本发明展示了开口的第二种实施方式的热交换器的部分截面透视图。
具体实施方式
图1中，显示了根据本发明的第一种实施方式的热交换器100。热交换器100包括多个热交换器板110，每个热交换器板110包括突脊120和凹槽130的挤压结构，突脊120和凹槽130适用于当热交换器板相互堆叠时在相邻板之间形成流动通道。此外，热交换器板包括开口140(只在图1中显示)。在开口的附近，密封表面150设置为使得每隔一个的具有大的压入深度(press depth)或者小的压入深度的密封表面与具有相对(opposite)压入深度的相邻板的密封表面相邻。这种布置形成了热交换器，其中在开口和流动通道之间获得了选择性的连通。
裙部160沿着每个热交换器板110的整个外周延伸。通过所述相邻热交换器板的裙部之间的相互作用，相邻板的裙部160适用于形成密封。
此外，第一种实施方式的每个热交换器板设置有开口裙部170。开口裙部170以类似裙部160围绕热交换器板100的方式围绕开口。
当安装时，一个热交换器板100的一个开口的开口裙部170将接触(即重叠)相邻热交换器板的开口的开口裙部。重叠的开口裙部将在开口中形成管状结构。
为了允许流体从开口流动到通过热交换器板的挤压结构形成的流动通道，开孔180设置在裙部170中。图1中，这些开孔为类椭圆形，但是能够使用允许流体从开口流动到流动通道的任何形状，该流动通道通过热交换器板的挤压结构形成。本发明的一种具体实施方式中，开孔在裙部的整个高度上延伸，也就是，使一个开孔180从密封表面150一直延伸到裙部170的相对端。
图2中，显示了根据本发明的热交换器200的另一种实施方式。正如根据第一种实施方式的热交换器，热交换器200包括多个热交换器板，该热交换器板设置有突脊和凹槽的挤压结构以形成流动通道，围绕热交换器板和开口的裙部235设置有开口裙部，但是根据第二种实施方式的热交换器不同于第一种实施方式的热交换器，第二种实施方式的热交换器板未设置密封表面150。
还参照图2，并且像上述一般术语描述的，根据第二种实施方式的热交换器200包括多个热交换器板210，热交换器板210设置有突脊220和凹槽230的挤压结构，突脊220和凹槽230适用于在相邻热交换器板210之间形成流动通道211，212。至少两个开口240(只在图2中显示)选择性地连通于由热交换器板形成的流动通道，通常这样使得一对开口与每隔一个的流动通道连通并且另一对开口连通于其他流动通道。
开口裙部250，260围绕每一个开口；开口裙部设置为使一个热交换器板的开口裙部260重叠在相邻板的开口裙部250。开口裙部250设置有开孔270，该开孔270从裙部的下部延伸到所述裙部的上部。然而，存在未设置开孔的裙部的密封部280，该密封部280设置在开孔270的上方。
当互相堆叠时，如上所述，开口裙部250，260互相堆叠。随后的开口裙部250，260的堆叠将使开口裙部250的开孔270、密封部280和开口裙部260相互作用，使得开口240将与每隔一个的流动通道211，212连通。启动开口240和流动通道212之间的连通，这种连通由开孔270设置。相反，开口240和流动通道211之间不连通；因为密封部280和开口裙部260之间的相互作用，将阻止这种连通。
通过设置在开口240和流动通道211，212之间的选择性连通，相对于第一种实施方式能够获得更多的热交换区域，该选择性连通通过设置带有开孔270和密封部280的开口裙部与未带有开孔的开口裙部260配合来提供。
应该注意的是，第一种实施方式的开口裙部可以设置为使开口裙部仅覆盖开口周边的一部分，例如，仅朝向突脊和凹槽的挤压结构的部分；通过这样的设置，更多载荷通过裙部160传递，但是对所述类型的热交换器，“临界”区域(也就是，开口之间的区域)将明显加强。

Claims (4)

1.一种钎焊热交换器(100；200)，该钎焊热交换器(100；200)用于交换流体之间热量，该热交换器包括多个热交换器板(110；210)，该热交换器板(110；210)设置有突脊(120；220)和凹槽(130；230)的挤压结构，所述热交换器板相互堆叠使得在所述热交换器板之间形成流动通道(211，212)，所述流动通道选择性地与开口(140，240)连通，其特征在于，每个所述热交换器板上设置有开口裙部(170；250，260)，所述开口裙部至少部分地围绕所述开口，并在与所述热交换器板的平面大致垂直的方向上朝向相同方向延伸，并且设置成相互依次重叠以形成管状结构或者管状结构的一部分。
2.根据权利要求1所述热交换器，其中，所述开口裙部中的开孔(180；270)设置成能够使得所述开口和所述流动通道之间连通。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，只有多个堆叠的热交换器板的每隔一个的开口裙部设置有开孔。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其中，围绕所述开口设置的开口裙部还包括密封表面(180)。
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