热交换单元制造技术

一种包括第一和第二板的热交换单元，这些板在中央不规则图案区域中构造相同，但在周围区域中构造不同。第一板具有相对于剩余部分向外突出的第一台阶区域，其中剩余部分具有第一平面部分。第二板具有相对于剩余部分向外突出的第二台阶区域，其中剩余部分具有第二平面部分。第一和第二板一块置于另一块之上地交替放置，从而所述不规则图案区域的表面朝向相同方向。第一板的第一台阶区域与第二板的第二平面区域接触，而第一板的第一平面区域与第二板的第二台阶区域接触。第一和第二板在接触区域上彼此焊接到一起。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换单元，其包括多个热传递板，这些热传递板由金属薄板形成，且彼此平行并整体地组合，尤其涉及这样的热交换单元，在该热交换单元中在板的组合状态下确保适当的流体通道，且高压热交换流体可以导入热传递板之间，以进行适当的热交换。
技术介绍
如果要求增大传热系数以提高热交换效率，利用一个热交换器，通过该交换器在高温流体和低温流体之间进行热传递(即，热交换)，传统上广泛采用板式热交换器。板式热交换器具有这样的结构，其中多个板形热传递板以规定间距彼此平行一个下放置在另一个上从而形成流体通道，这些流体通道通过各个热传递板分隔开。高温流体和低温流体在上述流体通道中交替流动，以通过各个热传递板进行热交换。日本专利临时公开第H3-91695号中作为现有技术论述了这种传统板式热交换器的一个例子，参考其图5和6。在传统板式热交换器中，由弹性材料形成的衬垫部件置于相邻两板之间，以使它们之间的间隔一致并形成流体通道。一种不规则人字形图案在传统上广泛地应用到板式热交换器的热传递板上。但是，这种不规则图案不能实现压力损失的平衡下降和可靠的耐压性能。因此，已经提出了多种不同的不规则图案。日本专利临时公开2000-257488说明了这种不同的不规则图案的一个例子。上述传统热交换器的板具有这样的结构，其中该板包括一些热传递区域，各区域都有一个堆构造，在其顶部，在板的厚度方向(即，其横截面)具有一个平面部分，和在密封部件(即，衬垫部件)内侧，在板的平面图上的矩形部分。这些板彼此结合从而一块置于另一块上面，以形成一个单一的热交换器。传统热交换器具有上述现有技术文献中说明的结构。根据日本专利临时公开2000-257488中说明的传统板，在制造热交换器时，板一块置于另一块上面，以形成热交换器，从而交替的板上边向下旋转且板热传递区域的上端部分(即，突出部分的顶端)对着相邻板的流体通道交叉(即，突出部分的底端)。板彼此结合从而热交换区域向相同方向突出，结果在相邻两板之间形成的流体通道具有相同形式。在板相反表面上形成的相同形式流体通道使板具有基本上相同的热传递条件。结果，能够使两种在流体通道中流动的热交换流体在相同条件下进行其热交换。在通过板而在其间进行热交换的两种热交换流体的温度和特征可提供合适热交换条件，进行有效的热交换。但是，日本专利临时公开第2000-257488号中说明的传统热交换器具有这样的结构，即板之间设置衬垫部件与日本专利临时公开第H3-91695号的方式一样，结果热交换流体的高压会使衬垫部件无法保持其正确形状，造成其变形，从而无法保证流体正常的隔离，或者导致板间距不希望的变化。在这种情况下，可能无法进行有效的热交换，从而导致故障。因此，这种热交换器无法用于高压流体之间的热交换。专利技术概述本专利技术的一个目标是为了解决上述问题，因此提供一种热交换单元，其通过优化所采用板周围区域的形状，可以确保相对于流体充分的热交换性能，确保接合状态的板的高强度，并能处理高压热交换流体。为了达到上述目标，一种根据本专利技术第一方面的热交换单元，包括多个具有预定不规则图案的热交换板，其由金属薄板制成且彼此平行组合成一体，从而在各热交换板之间交替形成用于第一热交换流体流过的第一间隙和用于第二热交换流体流过的第二间隙，其中所述热交换板包括矩形或正方形的第一板和第二板，所述第一和第二板在中央不规则图案区域中在构造上彼此相同，但在其周围区域中在构造上彼此不同，每一所述第一板至少在周围区域的一对平行相对边上具有第一台阶区域，每一所述第一台阶区域由第一板的变形部分形成，第一板的变形部分包括沿着该对平行相对边上相对于剩余部分向外突出的预定区域，所述剩余部分具有布置在低于所述第一台阶区域位置上的第一平面区域；每一所述第二板在与第一板所述第一平面区域对应的周围区域的预定区域上，具有第二台阶区域，所述第二台阶区域通过使第二板的一部分变形，相对于剩余部分向外突出而形成，周围区域的所述剩余部分与第一板的所述第一台阶区域对应，并具有布置在低于所述第二台阶区域位置上的第二平面区域；且所述第一板和所述第二板一块在另一块之上地交替布置，从而所述不规则图案区域的表面朝向相同方向，第一板的第一台阶区域与第二板的第二平面区域接触，而第一板的第一平面区域与第二板的第二台阶区域接触，且第一和第二板在接触区域彼此焊接在一起。根据本专利技术的第一方面，采用两种在中央不规则图案区域构造中彼此相同，但在其周围区域中在构造上彼此不同的热交换板，从而在垂直于板周围区域平面的方向上，在其间提供相反的位置关系。这两种板一块在另一块之上地交替布置，从而不规则图案区域的突起在相同方向突出，且在板的四围在接触区域上焊接在一起，以提供一个热交换单元，其中板结合在一起。因此可以将热交换板结合在一起，而无需在板之间提供衬垫部件。消除衬垫部件显著提高了热交换单元的耐压强度，在该单元中板结合在一起。这样的热交换单元即使在热交换流体的压力较高时也能够使用，从而可以用于各种热交换用途。板布置成在中央不规则图案区域构造中彼此相同，结果在相邻两板之间形成的流体通道具有相同图案。结果，可以为在其中流动的热交换流体提供相似的流体通道，使得这些流体在相同情况下进行它们的热交换作用。当流体通道与热交换流体的特性配合时，可以在板和流体之间进行有效的热传递过程，从而在热交换流体之间提供了有效的热交换。在根据本专利技术的热交换单元的第二方面中，可以采用一种结构，其中各热交换板的不规则图案区域具有分别以预定间隔排列的突起和凹陷，所述凹陷布置成偏离突起相邻两个突起之间距离的一半，所述突起和凹陷相对于板中心旋转对称；各板具有对称形状，从而即使当板围绕其中心在其平面上旋转180°时，也能提供相同的构造；这些板一块在另一块之上地布置，从而第一板相对于第二板围绕其中心在其平面上上边向下旋转180°，第一板的突起与第二板凹陷的背面接触，而第二板的突起与第一板凹陷的背面接触，同时第一台阶区域和第二平面区域分别与第一平面区域和第二台阶区域接触。根据本专利技术的第二方面，各热交换板的不规则图案区域具有分别以预定间隔排列的突起和凹陷，且凹陷排列成偏离突起相邻两个突起之间距离的一半。当多块板彼此平行布置时，使相邻两板中的一块旋转180°，从而相对于另一块板上边向下地放置，使突起和凹陷的位置在旋转的板中互换。结果，这些板可以保持结合状态，其中该板的突起对着另一块板的凹陷。在这种结合状态中，该板的突起与另一块板凹陷的背面接触。从而不仅能够使这些板在其周围区域彼此接触，而且能在不规则图案区域中的很多区域接触。因此，在其不规则图案区域上，板可以由其他板的内侧和外侧固定，使得强度显著增大。即使高压流体进入板之间的流体通道结构，这种结构也能在相邻板之间确保合适的流体通道，进行正常的热交换。在根据本专利技术热交换单元的第三方面中，可以采用一种结构，其中各热交换板的不规则图案区域具有从热交换板一个表面向外突出的所述突起，所述突起为截锥形或截棱锥形，以及多个中间突出，每一中间突出均布置在两个距离最短的彼此相邻的突起之间，每一中间突出由一个或多个向两个突起的相对表面突出的平面或曲面部分形成，且每一中间突出具有一个或多个尖峰部分，这些尖峰部分布置在低于突起顶部的位置上；同时还布置有多个组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换单元，包括多个具有预定不规则图案的热交换板，这些热交换板由金属薄板制成且彼此平行地组合成一体，从而在各热交换板之间交替形成用于第一热交换流体流过的第一间隙和用于第二热交换流体流过的第二间隙，其中：所述热交换板包括矩 形或正方形的多个第一板和多个第二板，所述第一和第二板在中央不规则图案区域中在构造上彼此相同，但在其周围区域中在构造上彼此不同，每一所述第一板至少在周围区域的一对平行相对边上设置有第一台阶区域，每一所述第一台阶区域由第一板的变形部分形 成，这些第一板的变形部分包括沿着该对平行相对边相对于剩余部分向外突出的预定区域，所述剩余部分具有布置在低于所述第一台阶区域位置上的第一平面区域；每一所述第二板在与所述第一板第一平面区域对应的周围区域的预定区域上，设置有第二台阶区域， 所述第二台阶区域通过使第二板的一部分变形，以相对于剩余部分向外突出而形成，所述周围区域的剩余部分与所述第一板的第一台阶区域对应，并具有布置在低于所述第二台阶区域位置上的第二平面区域；且所述第一板和所述第二板一个在另一个之上地交替布置 ，从而所述不规则图案区域的表面朝向相同方向，第一板的第一台阶区域与第二板的第二平面区域接触，而第一板的第一平面区域与第二板的第二台阶区域接触，且第一和第二板在接触区域彼此焊接在一起。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松崎丰明，渡边太郎，
申请(专利权)人：株式会社聚源，
类型：发明
国别省市：JP[日本]