[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由多个矩形的分隔板制造板式热交换器的方法，所述分隔板叠堆状彼此隔开距离地设置，从而在这些分隔板之间形成通道，其中，这些通道在至少两侧上通过间距保持件(侧条)限制，在分隔板与侧条之间的接触部位上施加焊料，所述叠堆状设置的分隔板和侧条被焊成一个单元，并且在该单元上设有用于供入和排出流体的装置(集管)。本发明借助于由铝构成的板式热交换器进行描述，但原则上可用于制造任意的、具有权利要求1前序部分特征的热交换器。本发明特别是适合于制造基于所谓的棒-板-原理的、由不锈钢或耐高温钢制成的板式热交换器，

背景技术

板式热交换器通常由铝并且由多个叠堆状设置的通道构成，用于在至少两种介质之间进行热交换，所述通道通过分隔板彼此分隔开。各个通道原则上类似且平行地设置。参与热交换的介质之间的热交换在此在两个相邻的通道之间进行，其中，所述通道并且从而所述介质或压力空间通过板(通常被称为分隔板)彼此分隔开。所述热交换借助于通过分隔板进行的热传递进行。

按照现有技术，在各个通道内部存在波状结构，所述波状结构形成用于引导介质的管道。所述波状结构的波峰与分别相邻的分隔板连接。参与热交换的介质因此与所述波状结构直接热接触，从而通过所述波峰与分隔板之间的热接触保证热传递。为了优化所述热传递，根据应用状况这样地选择所述波状结构的定向，使得在相邻的通道之间允许同向-交叉-逆向流或交叉-逆向流。在DE 103 43 107中描述了一种此类的热交换器。

通道内部的波状结构满足三个任务。第一，通过波状结构与分隔板之间的热接触保证相邻通道中两种介质之间的热交换。第二，所述波状结构产生通往分隔板的连接。第三，所述波状结构的侧壁用于将通过内压力产生的力导入到波峰、焊料与分隔板之间的连接中。

按照现有技术，所述波状结构通过至少部分地成型的板形成。通常比较薄的板通过压力机或其他适于变形的工具折叠为波状结构。在本申请人以申请号DE 10 2009 108 247在德国专利商标局尚未授权的专利申请中描述了现有技术的另一波状结构。这里，波状结构通过型材、例如具有矩形横截面的空心型材形成。

按照现有技术，此类板式热交换器以如下方式制造。将基本上矩形的分隔板叠堆状彼此间隔距离地设置，从而在分隔板之间形成通道，参与热交换的流体可以流经所述通道。为了间隔距离，在至少两侧上将间距保持件、所谓的侧条、放入到分隔板之间。在制造具有波状结构通道的板式热交换器时总是交替地将所述至少部分地波状成型的板和所述分隔板堆叠放置或分别在挨靠设置的型材的一个位置上放置一个分隔板。型材的高度或所述至少部分地波状成型的板的结构深度在此相应于间距保持件的高度。分隔板、侧条和至少部分地波状成型的板或型材在其相应的接触部位上设有焊料。通过这种方式方法产生的叠堆整体在焊炉中焊接成一个基本上正方形的单元。该单元在此通常通过盖板、即厚度比分隔板大的板向外限制。在最后一个步骤中对这样形成的单元设置用于供入或排出参与热交换的介质的装置。这些所谓的集管通常为半圆柱形并且在相应的部位上熔焊在所述热交换器单元上。它们用于收集和分配参与热交换的介质。

按照现有技术，此类板式热交换器通常由单个模块构成。在本申请的范围内，对于模块理解为基本上正方形的单元，该单元以上述类型制造。在此类板式热交换器中，集管通常在多个模块上延伸。

按照现有技术，在熔焊集管时通常首先施加所谓的缓冲层。所述缓冲层是焊缝，所述焊缝作为将集管熔焊到所述单元上的熔焊基本位置，在此补偿各个单元的不同公差并且用于收集熔焊时产生的热应力。

在此类板式热交换器的一些应用中，需要以不定的时间间隔取下集管。例如当将此类板式热交换器用作反应器时就必须这样做。在这些应用状况中，通道通常填充有催化剂材料。为了再生，必须以规则的时间间隔将所述催化剂材料从通道中取出。这使得必须以规则的时间间隔取下集管。按照现有技术，所述集管借助于机械分离方法、例如分离磨削或铣削取下并且在将用过的催化剂材料从该板式热交换器中取走并且再用新鲜催化剂材料填充之后再熔焊上。

已经证实，在此类板式热交换器中，在将集管熔焊到侧条与分隔板之间的过渡处时由于位于侧条与分隔板之间的焊接材料而原则上导致问题并且此外随着工作时间的增加而出现密封问题。

发明内容

因此本发明的任务是，这样地构造一种用于制造本文开头所述类型的板式热交换器的方法，使得即使在那些需要经常取下和重新装上集管的应用情况下也保持获得所述这样制成的板式热交换器的密封性和机械稳定性。