板式热交换器、工艺设备和方法技术

一种具有热交换器块(2)的用于工艺设备(27)的板式热交换器(1)，所述热交换器块包括多个交替布置的加热表面元件(3)和分离板(4)，其中所述分离板(4)借助设置在所述分离板(4)处的焊料层(32)与所述加热表面元件(3)钎焊，并且其中在所述分离板(4)的至少一部分中，所述焊料层(32)包括至少两个在其合金成分方面彼此不同的焊料区(35至37)。彼此不同的焊料区(35至37)。彼此不同的焊料区(35至37)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】板式热交换器、工艺设备和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于工艺设备的板式热交换器、一种具有此类板式热交换器的工艺设备和一种生产此类板式热交换器的方法。
[0002]板式热交换器包括热交换器块，该热交换器块由交替布置的加热表面元件，特别是所谓的翅片或传热翅片，和分离板构造而成。加热表面元件由波纹铝板或带肋铝板制成，反之分离板由光滑铝板制成。热交换器块的上述部件借助铝焊料在钎焊炉中互相钎焊，特别是硬钎焊。在钎焊这些部件之前将铝焊料施加在分离板上。
[0003]通常使用具有相对窄和高的熔化范围的铝焊料合金来钎焊板式热交换器的部件。为了可将热交换器块的单个部件可靠地互相钎焊，因此有必要既在该热交换器块的核心中又在该热交换器块的边缘处达到所使用的铝焊料的熔化温度。因为热交换器块在钎焊炉中从其边缘到其核心缓慢加热，在该热交换器块的边缘处的铝焊料位于熔融区几小时。而在核心中，铝焊料只位于熔融区几分钟。
[0004]由此，可导致过长的钎焊时间。在经济生产的意义上应避免这种情况。另外，由于在热交换器块的边缘处的过长的钎焊时间，可造成分离板和加热表面元件之间的不利影响和反应。特别地，应避免局部形成低熔点的铝硅共晶，这些铝硅共晶可通过侵蚀现象对加热表面元件造成消极影响。其中，可将加热表面元件烧出孔和/或缺口，这些孔和/或缺口可通过相比加热表面元件的鉴定更低的爆破压力或操作压力来表现。特别地，在热交换器块的更高和更宽的设计中，这可表示为强限制性的因素。也应避免这种情况。
[0005]在此背景下，本专利技术的任务在于，提供一种经过改进的用于工艺设备的板式热交换器。
[0006]因此，提供一种用于工艺设备的板式热交换器。该板式热交换器具有热交换器块，所述热交换器块包括多个交替布置的加热表面元件和分离板，其中所述分离板借助设置在所述分离板处的焊料层与所述加热表面元件钎焊，并且其中在所述分离板的至少一部分中，所述焊料层包括至少两个在其合金成分方面彼此不同的焊料区。
[0007]由于焊料层包括至少两个在其合金成分方面彼此不同的焊料区，可行的是，就这些焊料区的熔化范围而言这样调整单个分离板的焊料层，使得在钎焊炉中加热热交换器块时，即使热交换器块在其核心中具有与在其边缘处不同的温度，所有焊料区也同时熔化。由此，一方面可减少钎焊时间并且另一方面可防止形成低熔点的铝硅共晶。由此，可实现较高的爆破压力并且可消除热交换器块设计中的尺寸限制。
[0008]特别地，板式热交换器为所谓的板翅式换热器(英语：Plate Fin Heat Exchanger，PFHE)或者可被称为板翅式换热器。加热表面元件为所谓的翅片，特别是所谓的传热翅片(英语：Heat Transfer Fin)或者可被称为翅片。加热表面元件可被设计为波纹板或带肋板，例如铝板。分离板为分离板或者可被称为分离板。同样地，分离板可由铝制成。加热表面元件的数目和分离板的数目各自为任意的。特别地，加热表面元件和分离板“交替布置”应理解为，在每种情况下，在两个加热表面元件之间布置有一个分离板并且在两个分离板之间布置有一个加热表面元件。
[0009]热交换器块优选地具有方形几何形状，该方形几何形状具有宽度方向或x方向、高
度方向或y方向和深度方向或z方向。在高度方向上，热交换器块优选地具有比在宽度方向和深度方向上更大的尺寸，使得得到伸长的方形几何形状。加热表面元件和分离板优选地在深度方向上重叠堆放。每个分离板，特别是每个分离板的正面，优选地跨越由宽度方向和高度方向限定的平面。
[0010]加热表面元件优选地借助边条，特别是铝边条镶边，这些边条同样是热交换器块的部分。边条与分离板和/或加热表面元件钎焊。热交换器块可具有盖板，这些盖板在深度方向上朝前和朝后封闭热交换器块。盖板可为外置的分离板。盖板与最外层的加热表面元件钎焊。
[0011]焊料层“设置”在分离板处可意味着，焊料层与分离板牢固连接，例如镀在这些分离板上。然而，也可以任何其他合适的方式方法将焊料层施加在这些分离板上。因而，焊料层优选地为分离板的部分。“钎焊连接”应理解为材料锁合的连接，其中借助焊料，在本专利技术中借助铝焊料将加热表面元件和分离板互相连接。在材料锁合的连接中，通过原子力或分子力将连接配套件固定在一起。材料锁合的连接为不可拆分的连接，这些不可拆分的连接只能通过破坏连接件和/或连接配套件来分离。在钎焊中产生表面合金，待连接的部件，即加热表面元件和分离板然而在深度上不熔化。在本专利技术中，加热表面元件和分离板优选地互相硬钎焊。
[0012]可将焊料层看作平面或表面，该焊料层被划分为几个焊料区。也就是说，焊料区并排且非重叠地定位。不同的焊料区的数目为任意的。然而，至少设置有两个不同的焊料区。相反，分离板的至少一个“部分”各自具有带几个彼此不同的焊料区的焊料层意味着，也可设置有多个分离板，这些分离板各自具有带均质合金成分的焊料层。
[0013]特别地，焊料层的其合金成分或冶金成分方面不同的焊料区具有不同的熔化范围。在本专利技术中，“熔化范围”应理解为用于相应的焊料区的焊料的凝固温度和液态温度之间的温度区间。即，熔化范围为温度范围，在该温度范围中相应的焊料区熔化。凝固温度表示焊料的温度，在该温度或低于该温度下，焊料完全处于固相。液态温度表示焊料的温度，从低于该温度起，混合物从均质的液相开始凝固。在凝固温度和液态温度之间，合金的混合物为糊状的，固相和液相共存。
[0014]根据一种实施方式，焊料区具有彼此不同的熔化范围。
[0015]优选地，至少设置有第一焊料区，该第一焊料区具有第一焊料，特别是第一铝焊料。另外，至少设置有第二焊料区，该第二焊料区具有第二焊料，特别是第二铝焊料。第一焊料和第二焊料在其合金成分方面如此不同，即第一焊料具有比第二焊料更高的熔化范围，或反之。焊料区的数目和由此所使用的焊料的数目基本上为任意的。
[0016]根据一种进一步的实施方式，焊料区这样布置，使得熔化范围的温度梯度如此设计，使得该熔化范围从热交换器块的外表面出发向热交换器块的核心递减。
[0017]在本专利技术中，热交换器块的“核心”应理解为该热交换器块的在热交换器块内部中布置在离外表面最远处的区域。例如，该核心可为方形或球形的。在将热量引入到热交换器块的外表面中时，该核心最后加热。优选地，设置有六个外表面，这些六个外表面限定热交换器块的方形形状。在本专利技术中，“温度梯度”应理解，熔化范围在其温度范围方面从外表面出发向核心连续递减。也就是说，核心中的焊料区开始熔化的温度低于靠近外表面的焊料区。
[0018]根据一种进一步的实施方式，热交换器块具有宽度方向、高度方向和深度方向，其中在这些方向中的每个方向上从外表面出发向核心设置有熔化范围的温度梯度。
[0019]换句话说，因而从外表面出发向核心实现三维温度梯度。
[0020]根据一种进一步的实施方式，在包括具有至少两个在其合金成分方面彼此不同的焊料区的焊料层的分离板中，焊料区并排放置在相应的分离板上。
[0021]因而焊料区在分离板上形成焊料层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有热交换器块(2)的用于工艺设备(27)的板式热交换器(1)，所述热交换器块包括多个交替布置的加热表面元件(3)和分离板(4)，其中所述分离板(4)借助设置在所述分离板(4)处的焊料层(32)与所述加热表面元件(3)钎焊，并且其中在所述分离板(4)的至少一部分中，所述焊料层(32)包括至少两个在其合金成分方面彼此不同的焊料区(35至37)。2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其中所述焊料区(35至37)具有彼此不同的熔化范围。3.根据权利要求2所述的板式热交换器，其中所述焊料区(35至37)这样布置，使得所述熔化范围的温度梯度如此设计，使得所述熔化范围从所述热交换器块(2)的外表面(26)出发向所述热交换器块(2)的核心(39)递减。4.根据权利要求3所述的板式热交换器，其中所述热交换器块(2)具有宽度方向(x)、高度方向(y)和深度方向(z)，并且其中在所述方向(x,y,z)中的每个方向上从所述外表面(26)出发向所述核心(39)设置有所述熔化范围的所述温度梯度。5.根据权利要求1至4所述的板式热交换器，其中在包括具有至少两个在其合金成分方面彼此不同的所述焊料区(35至37)的所述焊料层(32)的所述分离板(4)中，所述焊料区(35至37)并排放置在所述相应的分离板(4)上。6.根据权利要求5所述的板式热交换器，其中设置有第一焊料区(35)和第二焊料区(36)，其中所述第一焊料区(35)具有比所述第二焊料区(36)更高的熔化范围，并且其中所述第二焊料区(36)由所述第一焊料区(35)包围。7.根据权利要求6所述的板式热交换器，其中设置有第三焊料区(37)，其中所述第二焊料区(36)具有比所述第三焊料区(37)更高的熔化范围，其中所述第三焊料区(37)由所述第二焊料区(36)包围。8.根据权利要求1至7中的一项所述的板式热交换器，其中所述分离板(4)各自具有铝板(31)，在所述铝板上施加有所述相应的焊料层(32)。9.根据权利要求8所述的板式热交换器，其中在所述铝板(31)上单侧或两侧地施加有所述焊料层(32)。10.一种具有根据权利要求1至9中的一项所述的板式热交换器(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：林德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：