热交换器外壳结构制造技术

一种外壳结构，其包围一个由板组成的热交换器单元，该外壳结构具有第一至第三对相对面。该结构具有相对端壁、相对第一壁和相对第二壁，和间隙封闭部件。端壁布置在热交换单元的一对第一相对面上。具有开口的第一壁布置成在外侧离开热交换单元的一对第二相对面，并水密地与端壁边缘相连。具有开口的第二壁布置成在外侧离开热交换单元的一对第三相对面，并水密地与端壁边缘相连。间隙封闭部件封闭第一壁和热交换单元之间以及第二壁和热交换单元之间的间隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用热交换单元的热交换器，多个由金属板形成的热交换板结合在该热交换单元中，并且尤其涉及这种热交换器的外壳结构，其具有最小的结构部件，热交换单元被该结构单元包围，以提供紧凑的结构，从而确保热交换流体正确的操作状态。
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产生热传递(即，热交换)，通常广泛采用板式热交换器。板式热交换器具有这样的结构，其中多个热交换板以规定间距彼此平行上下放置从而形成流道，这些流道靠各个热传递板分隔开。高温流体和低温流体在上述流道中交替流动，以通过各个热传递板进行热交换。日本专利临时公开H3-91695描述了这种传统板式热交换器的一个例子。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流道。但是，流过板之间的热交换流体的高压会造成衬垫部件变形，从而无法确保流体的正确分隔或导致板间距不适当的变化。在这种情况中，有效的热交换可能会无法进行，从而导致故障。由于这些事实，传统热交换器包含这样的问题，即热交换流体只能衬垫部件能承受的压力范围内利用。近来已经提出了一种具有下述结构的热交换器，其中以预定间隔布置的薄金属板不使用任何衬垫材料，在金属板端部通过焊接相连，以将金属板组装成一个单一的单元，从而在各板的相对侧为热交换流体形成流道。例如，日本专利临时公开S60-238697中描述了这种热交换器。传统热交换器由一个单元体组成，其中具有多块板，各板都具有弯成直角的边缘，这些板接合并焊接在一起，单元体中还有用于流体循环腔的横向壁。通过相邻两板在其相对侧边缘上彼此对焊，这些板接合在一起，以形成一个组合体，然后将这样的一个组合体和另一块板在其另一个相对侧上对焊，并重复这种对焊操作。此外，单元体每个角上突出的垂直边缘直接固定到横向壁上，以形成流体循环腔，其用作热交换器的外壳，或者另外通过具有刚度的直立部件固定，从而确保由单元体各板形成的开口部分彼此分隔。在上述传统热交换器中，两种进行热交换的流体通过基于交叉流动系统的板彼此分离地流动，在该交叉流动系统中这些流体的流动方向交叉。此外，流道在一个方向上从板的一侧延伸到另一侧，然后在相反的方向上转回该侧，并在组合的多组板中各板上重复这种延伸，从而提供了人工的基于对流系统或平行流系统的流动关系。日本专利临时公开H3-91695和日本专利临时公开S60-238697中描述了上述传统热交换器的结构。根据在日本专利临时公开S60-238697中描述的传统热交换器，板焊接在一起，从而允许处理具有高压的热交换流。但是，流道在一个方向上从板的一侧延伸到另一侧，然后在相反的方向上转回该侧，并重复这种延伸，导致较大的损失，且与具有流体基于真正的对流系统或平行流系统流动，并通过板彼此分隔的流动关系的热交换器相比，热交换效率变低。此外，流道的复杂结构使得这种热交换器不适于气-液两相流体的热交换，从而导致了问题。另外，将成组板固定到横向壁上的垂直边缘的阻力需要在压力成型工艺前在坯板上形成舌状部分，从而在角上突出。当在矩形金属板上施加剪板工艺时，通常会在其上产生没有用的部分，这样会导致一个附加问题。每一个具有板焊接在一起的结构，并在日本专利临时公开S60-238697中公开了一个例子的传统热交换器，在热交换单元(块)的外侧，板与坚固的箱形壳体(耐压容器)结合，从而在热交换单元和壳体之间形成用作流道的间隙，热交换流体流过该流道，这样防止了具有高压的流体漏出热交换器。由于存在用于形成围绕热交换单元和箱形壳体的流道的空间，使得整个热交换器显著大于热交换单元，从而产生了一个问题，即难以使热交换器紧凑。此外，该热交换器具有热交换单元，该热交换单元中结合有矩形板，板的一个相对平行侧明显长于其另一个相对平行侧。当壳体用于热交换器的进口和出口彼此间隔较长的距离时，其中入口和出口与位于热交换单元较长一侧上的开口相连，间隙在热交换单元的外侧形成，从而沿着其较长的一侧延伸，导致从入口流向出口的流体绕过具有高流动阻力的间隙，直接流入具有低流动阻力的间隙。结果，流体不在其应该流过的大部分流道中流动，从而无法相对于另一种流体进行正确的热交换。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是为了解决上述问题，从而提供一种热交换器外壳结构，其可以向包围热交换单元的壳体部分提供一种优化的组合，很容易地结合壳体部分和热交换单元，使热交换器紧凑并减少零件数量，确保流体不同流道的正确分隔，处理具有高压的热交换流体，并使热交换流体以可靠的方式流过板之间的流道，同时提高热交换流体入口和出口及流动关系布局设置的灵活性。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器外壳结构，该外壳结构包围一个热交换单元，该热交换单元具有多个由方形或矩形金属板形成的热交换板，热交换板彼此平行布置，从而重复第一连接关系，在第一连接关系中，相邻两个热交换板的外表面彼此相对，并在其第一对侧边的全部长度上焊接在一起，以在两板外表面中间形成第一间隙部分，并重复第二连接关系，在第二连接关系中另两个相邻热交换板的内表面彼此相对，并在其与第一对侧边成直角的第二对侧边上，在其除了第一对侧边焊接部分以外的全部长度上焊接在一起，以在两板内表面中间形成第二间隙部分，从而形成一个用于热交换单元的组合体，其具有一对与热交换板平行的第一相对面，一对置于第一间隙部分开口侧的第二相对面，和一对置于第二间隙部分开口侧的第三相对面，该外壳结构确保流过第一间隙部分的第一热交换流体与流过第二间隙部分的第二热交换流体分隔地流动，并防止第一和第二热交换流体的外部泄漏，该外壳结构包括一对分别布置在热交换单元一对第一相对面上的相对端壁，从而覆盖其该对第一相对面；一对分别布置成在外侧离开热交换单元一对第二相对面的具有开口的相对第一壁，具有开口的第一壁水密地与端壁的边缘相连，从而使第一间隙部分的开口与外部隔离，除了用于第一热交换流体的一个进口和一个出口；一对分别布置成在外侧离开热交换单元一对第三相对面的具有开口的相对第二壁，具有开口的第二壁水密地与端壁的边缘相连，从而使第二间隙部分的开口与外部隔离，除了用于第二热交换流体的一个进口和一个出口；和一个或多个间隙封闭部件，用于至少部分封闭具有开口的第一壁和热交换单元之间的间隙和/或具有开口的第二壁和热交换单元之间的间隙，除了第一和第二热交换流体中每一流体的进口和出口以外的区域，使热交换流体不能在间隙部分延伸的平行于热交换板一侧的方向上流动。根据本专利技术的第一方面，具有分别布置在热交换单元第一相对面上的端壁，在该热交换单元中，热交换板彼此平行布置并在其相对边缘上焊接在一起，用于覆盖第一间隙部分开口的具有开口的相对第一壁和用于覆盖第二间隙部分开口的具有开口的相对第二壁，以及端壁，具有开口的相对第一壁和具有开口的相对第二壁彼此相连，从而包围热交换单元。从而可以通过一个简单结构可靠地使热交换单元与外部分隔，在该结构中，热交换单元被在热交换单元的角上稳固地彼此固定的端壁和具有开口的第一及第二壁包围。从而该热交换器可由热交换单元和数量最少的外壳部分组成，而不会使热交换器的尺寸变大，从而可以使该热交换器紧凑。此外，具有开口的第一和/或第二壁与热交换单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器的外壳结构，该外壳结构包围一个热交换单元，该热交换单元具有多个由方形或矩形金属板形成的热交换板，所述热交换板彼此平行布置，从而重复第一连接关系，在第一连接关系中，相邻两个热交换板的外表面彼此相对，并在其第一对侧边的全部长度上焊接在一起，以在两板外表面中间形成第一间隙部分，并重复第二连接关系，在第二连接关系中另两个相邻热交换板的内表面彼此相对，并在其与所述第一对侧边成直角的第二对侧边上，在其除了第一对侧边焊接部分以外的全部长度上焊接在一起，以在两板内表面中间形成第二间隙部分，从而形成一个用于热交换单元的组合体，其具有一对与热交换板平行的第一相对面，一对置于所述第一间隙部分开口侧的第二相对面，和一对置于所述第二间隙部分开口侧的第三相对面，所述外壳结构确保流过所述第一间隙部分的第一热交换流体与流过所述第二间隙部分的第二热交换流体分隔地流动，并防止第一和第二热交换流体的外部泄漏，所述外壳结构包括：一对分别布置在热交换单元一对第一相对面上的相对端壁，从而覆盖其该对第一相对面；一对分别布置成在外侧离开热交换单元一对第二相对面的具有 开口的相对第一壁，所述第一壁水密地与所述端壁的边缘相连，从而使所述第一间隙部分的开口与外部隔离，除了用于所述第一热交换流体的一个进口和一个出口；一对分别布置成在外侧离开热交换单元一对第三相对面的具有开口的相对第二壁，所述第二壁水密地 与所述端壁的边缘相连，从而使所述第二间隙部分的开口与外部隔离，除了用于所述第二热交换流体的一个进口和一个出口；和一个或多个间隙封闭部件，用于至少部分封闭所述第一壁和所述热交换单元之间和／或所述第二壁和所述热交换单元之间的间隙，除了第 一和第二热交换流体中每一流体的进口和出口以外的区域，使热交换流体不能在间隙部分延伸的平行于热交换板一侧的方向上流动。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：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]