具有接合的框架的热交换器制造技术

本发明专利技术公开了一种板和框架型热交换器，该热交换器由多个热交换板和框架构件形成，多个热交换板和框架构件交替地堆叠在一起以形成流体通道构件。框架构件由多段材料形成，多段材料被形成或弯曲成所希望的构造，以提供围绕板的周界的第一不透流体的密封和围绕形成于热交换器板中的相应流体开口的第二不透流体的密封，以实现通过热交换器的所希望的流动构造。在某些实施例中，框架构件由两个匹配的框架部分形成，两个匹配的框架部分以自对准和自固定关系连结在一起以于组装。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有接合的框架的热交换器相关申请的交叉引用本申请要求保护在2013年3月15日提交的、名称为“HEATEXCHANGERWITHJOINTEDFRAME(具有接合的框架的热交换器)”的美国临时专利申请第61/793,865号的权益。上述专利申请的内容通过引用到本申请的详细描述内而明确地并入到本文中。
本专利技术大体而言涉及热交换器，特别是包括间隔开的平板堆叠的热交换器。
技术介绍
条和板或者板和框架热交换器最常在工业中用于原型应用或少量生产和高模型混合应用。对于这些类型的应用，希望保持生产和制造成本最小，特别地同时允许设计灵活性而没有对于昂贵工具的对应的再投资。传统的条和板或板与框架型热交换器允许设计灵活性并且通常需要最少的工具成本，对于给定应用，这是合乎需要的。然而，条和板和框架型热交换器常常构建/制造起来是费力的，并且可能需要许多条或框架部件，这在材料成本方面相对昂贵并且可能组装起来相对复杂。持续地需要降低与这种类型的板型热交换器的设计和制造相关联的成本以及减少其制造常常需要的劳动强度和组装复杂性。因此，不断地需要维持或提高板型热交换器设计的灵活性，同时降低或避免工具成本，减少部件总数和相关联的材料成本，并且提供更简单并且更牢固的组装方法。
技术实现思路
根据本公开的第一示例实施例，提供一种热交换器，包括：多个堆叠的热交换器板；多个框架构件，其间设于所述热交换器板中的每一个之间，框架构件与所述板中的每一个间隔开，框架构件和多个堆叠热交换器板一起在它们之间限定流体通道；形成于所述热交换器板中的每一个中的对应的成对的开口，在相邻板中的对应的成对的开口对准，以限定相应入口歧管和出口歧管，以使第一流体和第二流体通过所述热交换器中的所述流体通道中的对应的通道流动；其中所述框架构件中的每一个包括：第一密封构件，其适于对应于热交换器板的至少一部分的周界；第二密封构件，其适于绕形成于热交换器板中的对应的成对的开口形成流体边界；至少两个自由端，其形成至少一个接头，以使得所述框架构件提供围绕这些板的整个周界的第一不透流体的密封和围绕这些板中形成的所述对应的成对开口之一的第二不透流体的密封。根据本公开的另一示例实施例，提供一种制造热交换器的方法，包括以下步骤：提供多个热交换板，在热交换板中形成有流体开口；提供多个框架构件，框架构件由具有两个自由端的至少一段材料形成；将所述至少一段材料弯曲成一定构造，以提供第一密封构件和第二密封构件，第一密封构件跟随热交换板的周界，第二密封构件形成绕所述板中的所述流体开口中的至少一个的边界，所述自由端中的每一个形成接头的至少一部分，以形成密封框架构件；形成所述热交换器板和所述密封框架构件的交替堆叠，以形成第一组和第二组流体通道构件。附图说明现将参考附图仅以举例说明的方式描述本公开，在附图中：图1是根据本公开的示例性实施例的热交换器的一部分的立体分解图；图2是图1所示的热交换器的框架构件的一部分的顶部立体图；图3是处于分解状态的图2的框架构件的俯视图；图4是处于分解状态的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图，其示出了替代机械连接；图5是图4所示的实施例的机械连接的详细视图；图6是图3所示的实施例的机械连接的详细视图；图7是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图；图8是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图；图8A是图8所示的框架构件的变型的俯视图；图9是根据本公开的另一示例实施例的互锁连接的详细视图；图9A是图9所示的互锁连接的变型的详细视图；图10是根据本公开的另一示例实施例的互锁连接的详细视图；图11是根据本公开的另一示例实施例的热交换器的一部分的详细截面图。图12是根据本公开的另一示例实施例的热交换器板的顶部立体图；图12A是图12所示的热交换器板的一变型的顶部立体图；图13是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图；图14是根据本公开的另一示例性实施例的框架构件；图15是图14所示的框架构件的变型的俯视图；图16是图14和图15所示的实施例的框架构件各部件之间的互锁连接的详细视图；图17是用于形成双程或U形流动流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图；以及图18是用于形成多程流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图；图19是用于形成交叉流动热交换器的流体通道的根据本公开的另一示例性实施例的框架构件的俯视图，其中相应的入口歧管和出口歧管被布置成相对于彼此成90度；图20是用于形成具有外侧流体端口的热交换器的根据本公开的另一示例性实施例的第一框架构件的俯视图；以及图21是与图20所示的第一框架构件结合以形成具有外侧流体端口的热交换器的第二框架构件的俯视图。具体实施方式现参考图1，示出了根据本公开的示例性实施例的热交换器100的一部分。热交换器100包括流体通道构件10，流体通道构件10用作构建块，以使得多个流体通道构件10堆叠在彼此之上，以形成用于加热/冷却通过那里流动的两种不同流体的热交换器。应了解封闭流体通道构件10堆叠的合适端板(未图示)和用于通过热交换器100流动的各种流体的适当入口和出口连接部(未图示)将也根据本领域已知的原理设置。虽然图1所示的示例实施例示出了流体通道构件10具有布置在大体上矩形板12、14的相应端部处的入口/出口开口以形成并流式热交换器，应了解各种其它形式的热交换器也设想到在本公开的范围内，如在下文中结合其它示例实施例进一步详细地描述。如图所示，流体通道构件10包括一对第一板12和第二板14，第一板12和第二板14彼此间隔开并且由框架构件16连接在一起以在它们之间形成流体通路18。根据热交换器100的特定设计和应用，湍流器或其它传热增进装置(未图示)可以定位于板12、14之间的流体通路18内。板12、14基本上彼此相同并且应了解由于流体通道构件10堆叠在彼此之上以形成热交换器100，一个流体通道构件10的第一(或上)板12变成相邻的流体通道构件10的第二(或下)板14。第一板12和第二板14大体上为矩形并且由任何合适材料、诸如铝或不锈钢制成。铝板优选地由预先包覆的铝钎焊薄板制成。不锈钢板可以由包有填充金属、诸如铜的不锈钢薄板形成；或者板可以被预先涂布有另一合适填充金属；或者填充金属可以被提供为与每个板表面接触的垫片。板12、14也大体上是平坦的并且各设有四个开口20、22、24、26，其中一个开口定位于板12、14的相应角部中的每一个角部处。开口20、22、24、26用作相应入口/出口端口，以将流体引入和排放到其对应的的流体通路18内。当多个流体通道构件10布置在彼此顶上时，开口20、22、24、26与相邻流体通道构件10中的对应的开口20、22、24、26对准，以形成用于使两种单独流体通过热交换器10流动的相应成对的入口/出口歧管(未图示)，如本领域中已知的那样。框架构件16包括第一或外周缘密封构件32和第二或歧管密封构件34。第一密封构件32大体上绕板12、14的纵向边缘和端边缘35、37跟随板12、14的周界或周边，第一密封构件32使第一板12和第二板14以间隔开的关系在它们的周界处连结在一起，从而在第一板12与第二板14之间形成防漏的流体通路18。因此，第一密封构件32绕流体通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，包括：多个堆叠的热交换器板；多个框架构件，所述多个框架构件间设于所述热交换器板中的每个之间，所述框架构件与所述板中的每个间隔开，所述框架构件和多个堆叠的热交换器板一起在它们之间限定流体通道；形成于所述热交换器板中的每个内的对应的成对的开口与在相邻板中的对应的成对的开口对准，以限定相应的入口歧管和出口歧管，以使第一流体和第二流体通过所述热交换器中的所述流体通道中的对应的流体通道流动；其中，所述框架构件中的每一个包括：第一密封构件，所述第一密封构件适于对应于所述热交换器板的至少一部分的周界；第二密封构件，所述第二密封构件适于绕在所述热交换器板内形成的所述对应的成对的开口形成流体边界；至少两个自由端，所述至少两个自由端形成至少一个接头，以使得所述框架构件提供围绕所述板的整个周界的第一不透流体的密封和围绕在所述板内形成的所述对应的成对开口之一的第二不透流体的密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/793,8651.一种热交换器，包括：多个堆叠的热交换器板；多个框架构件，所述多个框架构件间设于所述热交换器板中的每个之间，所述框架构件与所述热交换器板中的每个间隔开，所述框架构件和所述热交换器板一起在它们之间限定流体通道；形成于所述热交换器板中的每个内的对应的成对的开口与在相邻的热交换器板中的对应的成对的开口对准，以限定相应的入口歧管和出口歧管，以使第一流体和第二流体通过所述热交换器中的所述流体通道中的对应的流体通道流动；其中，所述框架构件中的每一个包括：第一密封构件，所述第一密封构件适于对应于所述热交换器板的至少一部分的周界；第二密封构件，所述第二密封构件适于绕在所述热交换器板内形成的所述对应的成对的开口形成流体边界；至少两个自由端，所述至少两个自由端形成至少一个接头，以使得所述框架构件提供围绕所述热交换器板的整个周界的第一不透流体的密封和围绕在所述热交换器板内形成的所述对应的成对开口之一的第二不透流体的密封。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个框架构件包括：第一框架部分；以及第二框架部分，所述第二框架部分布置成与所述第一框架部分成匹配关系，以形成所述第一密封构件和所述第二密封构件。3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个框架构件是整体结构，在一个流体通道中的所述框架构件颠倒并且相对于相邻的流体通道构件中的所述框架构件旋转90度；并且每个整体框架构件包括定位于一对对应的开口中的开口之间并且伸入到所述框架构件的内部区域内的流动分离区域，从而形成双程流体通路。4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第一框架部分和第二框架彼此相同，所述第一框架部分和第二框架部分中的一个相对于所述第一框架部分和第二框架部分中的另一个旋转180度，以形成所述框架构件。5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第一框架部分和第二框架彼此不同。6.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第一框架部分和第二框架部分中的每一个包括所述第一密封构件的一部分和呈所述第二密封构件的一部分的形式的第一端。7.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个框架构件是整体结构，并且在形成所述热交换器的热交换器板和框架构件的交替堆叠中，相邻的框架构件被布置成相对于彼此布置成180度。8.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第一框架部分和第二框架部分中的每一个包括阳型互锁构件和阴型互锁构件，在一个框架部分上的所述阳型互锁构件接纳于在位于另一框架部分上的对应的的阴型互锁构件中，从而形成所述至少一个接头。9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述阳型互锁构件和阴型互锁构件选自以下的替代构件之一：台阶状连接部，其中所述阴型互锁构件是框架部分的端部段，而所述阴型互锁构件是形成于所述第一密封构件中的台阶状凹部；燕尾形连接部，其中所述阳型互锁构件是燕尾形突出部，而所述阴型互锁构件是适于接纳所述燕尾形突出部的凹部；锯条形突出部，所述阳型互锁构件和阴型互锁构件呈对应的锯条部件的形式；以及袋状连接部，其中所述阳型互锁构件是框架部分的端部段，而所述阴型互锁构件是形成于所述第一密封构件中的袋状凹部。10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述框架构件包括线材的一段材料；其中将所述一段材料弯曲成形成所述框架构件的构造。11.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述框架构件是CNC制成的线材框架构件，所述线材框架构件为弯曲以形成所述框架构件的下列材料之一：正方形线材框架材料或圆形线材框架材料。12.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个框架构件还包括：流动分离区域，所述流动分离区域一体地形成于所述框架构件内，并且从所述框架构件的周界向内延伸，并且突出到所述流体通道的内部区域内，所述流动分离区域限定通过所述流体通道的流动路径。13.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，所述流动分离区域被布置成在形成于所述热交换器板的一端处的相邻开口之间、从...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·万德维斯，N·卡尔曼，B·E·切多，
申请(专利权)人：达纳加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA