热交换器制造技术

一种由导热金属薄板制成的热交换器，该金属薄板经多次来回弯折形成波形，从而在金属薄板的相邻隔板（８）之间形成许多平行的气室（１），这些气室（１）内装有导流板（５、６），它用来使流过该气室的流体沿着Ｕ形、Ｓ形或Ｍ形的弯曲通道流过，在间隔气室内流体的流动方向（１３）与在余留气室内的流体流动方向（１４）是相反的，在该叠式组件的两个拐角部分，都装有两个岐管（１５，１６），其中一个与间隔气室（１）相连通，另一个与余留气室（１６）相连通。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隔离式热交换器，特别是涉及一种能够批量生产的高效率热交换器。所谓“隔离式热交换器”通常是指该热交换器具有隔离的流体通道，热交换就在这些通道之间发生，即使在这些通道之间可能会发生流体的某些渗漏。在两种流体之间交换热量的热交换器是众所周知的，流体可以都是液体或者气体，也可以其中之一是液体或气体。理想的热交换器的热效率是100%，这种理想的热效率只能在对进行热交换的初次流体和二次流体的流量进行准确地计算，并安排好它们彼此间的流量关系的情况下才能达到。然而在解决上述问题时，设计方面会遇到许多问题。因为，在批量生产的情况下，在初次和二次流体之间，使用金属板或箔制成的热交换器中，能够提供结构简单的流体流动通道的满意方法还没有专利技术出来。这种薄金属板应能在两种流体沿着逆向流道流动时，保持它们彼此分离，并且还应具有良好的热交换性能，以保证两种流体之间有高效率的热传递。美国专利No.4，141，412和4，616，695中，叙述了已有技术的某些实例，在这些实施中，专利技术人试图在不使用逆流原理的情况下，提供令人满意的热交换器。美国专利4，141，412中，采用了许多叠加的、平行流动的热交换通道，这些通道是通过在许多平行板之间安排隔板的方法来实现的。所形成的空间限定了螺旋形的或者曲折的流体通道，从而使热交换器的长度不会过分地长。但是，由于这些隔板是分别由薄板加工而成的，并且还必须将它们固定在这种叠式组件的正确位置上，因此这种结构的成本是相当高的。此外，这种结构也不可能达到使用逆流原理时理论上所能达到的100%的热效率。美国专利4，616，695试图得到一种结构简单，易于制造的热交换器，它根据正交流动原理而不是逆流原理，通过在两块板之间加一个瓦垅薄板的方法，可以在流过相邻通道的流体之间取得满意的热交换效率。这些瓦垅薄板形成两组平行流道，一种流体流经其中的一组流道，另一种流体则流经第二组流道。但是这种结构使热交换器的长度变得很长，这通常是不能允许的。在上述这种正交流动结构中，流体必须横向流入至少一组通道内，这种流体的流动应该与流入位于它这一端的另一组通道中的流体流动相对应，以便于把来自不同通道的流束集合起来，而又不需要花费过多的制造成本。由于采用的是正交流动原理而不是逆流原理进行设计，这种热交换器的最高热效率从理论上的100%降到75%，或者甚至于降到50%这要视所用的正交结构而定。专利说明书的第二栏，在第32行至37行有一段特别引起读者注意的文字“人们认为，得到平板一叶片型的热交换器是不可能的，这种热交换器是理想的逆流型热交换器，它能够实现工业化大批量生产。”这就是该问题的解决办法，而该问题正是本申请人所关心的问题。本专利技术的目的是提供一种改进了的隔离式热交换器。本专利技术的目的之一是提供一种隔离式热交换器，它有第一组平行流道，该平行流道与第二组平行流道相间隔排列，流体在第二组流道中的流向与第一组流道中的流向相反，一个延伸的热交换面将第一组流道与第二组流道分隔开，该热交换面具有良好导热性的薄板制成并来回弯折成波形形状，从而形成许多相同的气室，这些气室中，相间隔排列的间隔气室(Alternatepocket)沿着某一方向开通，其中含有第一组流道;余留气室(Remainingpocket)沿着相反的方向开通，其中含有第二组流道，第一组入口和出口岐管分别与各相应流道的两端相连通。在该热交换器中，第一入口岐管和第二出口岐管分别配置在该叠式组件的一个拐角区上的两个相邻的侧面上，而第一出口岐管和第二入口岐管则分别配置在该叠式组件的第二个拐角区的两个相邻侧面上。本专利技术的第二个目的在于提供一种隔离式热交换器，它有许多平行的气室，每个气室都在该叠式组件的一个拐角区的流体入口管和另一个拐角区的流体出口管之间延伸，气室由有导流板，它们用来使通过该气室的流体沿着包括平行通道在内的波形流道流动，相邻气室的通道是相互平行的，并且具有公用的壁板，通过该叠式组件的间隔气室的流体流动路线与余留气室中流体流动线路基本上是相反的。其特征在于该热交换器的叠式组件的每一个拐角区相邻两个侧面中的一个侧面上装有与该叠式组件的各间隔气室相连通的一排流体入口管，而在同一拐角区另一个相邻的侧面上装有与其余留气室相连通的流体出口管。对于小型热交换器而言，一组气室最好是在由导热性好的金属(如铜合金)薄板来回弯折成的若干个波形截面之间形成的。而较大的热交换器的气室则是在导热性好的搭接板之间形成的。本专利技术最重要的特点在于各气室的入口和出口以间隔排列的方式配置在热交换器两个拐角区内，在每个拐角区中，各进口排成一行，配置在拐角区的一个相邻侧面上，各出口也排成一行，配置在拐角区的另一个相邻侧面上。上述叠式组件的两个拐角区可以安排在彼此相对的斜对角位置上，也可以安排在两个相邻的拐角位置上。它们的位置与流体在流入出口岐管之前，在每个气室内流动所形成的流道数量有关。导流板可以装在气室的内部，以便引导流体沿波形流道流动，该流道包括存在于该气室两端之间的流体在流入出口岐管之后所形成的两个或两个以上的通道。导流板最好是装在由适当形状的金属薄板所构成的气室内部，通常该金属薄板是用铜或铜合金，或者铝制成的。气室可以用单块金属薄板也可以用两块或两块以上的“城堡”形的金属薄板沿着同一方向使其凹口互相错开而构成。下面我们将参照下列部分分解的示意简图，通过实施例来对本专利技术作更详细的说明。附图说明图1为隔离式热交换器的4个气室和与其相连的岐管装置零件的分解透视图，图中每个气室都有一块导流板，它为流体提供一个由两个通道组成的U形通道;图2示出了一种由3个通道组成的S形通道，该通道是通过在每个气室中装有两块平行的导流板而形成的;图3示出了在每个容器中为形成由4个通道组成的M形流道所必需的各块导流板的配置情况;图4为许多个与岐管和盖板连接在一起的热交换器气室的透明图，这些气室是通过把一块连续的并经过适当加工的金属薄板弯折成波形形状，并把它和它的U形弯头垂直安装而形成的;图5示出了当每个气室具有如图1和图3所示的偶数内部通道时的情况，为了图形清晰起见，盖板及其岐管在图中没有示出;图6、图7分别示出了把一个连续的金属薄板加工成穿过气室的S形通道的两种方法;图8示出了具有许多导流板的气室，这些气室是由三块相互平行延伸的，并具有适当形状的金属薄板而形成的，因此每一个气室均由该三块金属薄板中的相应部分所构成;图9为一台空调器的垂直剖面图，该空调器装有一台以S形气体流道流过它的各个气室的热交换器;图10和图11分别为沿图9中点划线Ⅹ-Ⅹ和Ⅺ-Ⅺ箭头所指方向截取的剖面图;及，图12和图13分别示出了图4中所示的气室侧壁重叠弯边之间形成的锁扣连接的各个不同阶段。下面我们参照附图2、4、6、12、13来介绍本专利技术的最佳实施例。在所有实施例中，所采用的流体均为气体，例如空气。图9图10及图11中所用的热交换气室的叠加形式与图6中所示的略有不同。图2以分解的形式示出了位于热交换器的一组气室一端的4个容器1、2、3、4，图2中的气室为方形，每个气室中有两个导流板5和6，它们与弯折成波形的连续的金属薄板7是一个整体。气室的两端有竖直的槽形转向弯头11。方形件8用来作为将气室相互隔离的隔板，导流板5和6都是竖直安装的，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离式热交换器，它有许多叠加在一起的平行气室（１），每个气室都在该叠式组件的一个拐角区的流体入口（１５）和另一个拐角区的流体出口（１６）之间延伸，气室（１）内有导流板（５、６），该导流板用来使通过该气室的流体沿着包括平行通道（７３，７４）在内的波形流道（１３、１４）流动，相邻气室的通道是相互平行的，并且具有一个公用的壁板，通过该叠式组件间隔气来的流体的流动路线与通过余留气室的流体的流动路线基本上是反向的，其特征在于：在该叠式组件的每一个拐角区的相邻两个侧面中的一个侧面上装有与该叠式组件的各间隔气室相连通的一排流体入口（１５），而在同一拐角区的另一个相邻侧面上装有与各余留室相连通的一排流体出口（１６）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰弗朗西斯厄尔奇，
申请(专利权)人：艾可埃尔有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]