[发明专利]板式热交换器以及制造板式热交换器的方法

说明书

本发明涉及一种用于板式热交换器(10)的加热表面元件(2,3)，所述加热表面元件(2,3)被设计用于放置在所述板式热交换器(10)的两个平行的隔板(4)之间，使得形成用于接收流体的多个通道(31)。根据本发明，所述加热表面元件(2,3)是通过3D打印制造的。本发明还涉及板式热交换器，以及用于制造加热表面元件和板式热交换器的方法。

本发明涉及一种用于板式热交换器的加热表面元件以及具有这种加热表面元件的板式热交换器以及制造这种加热表面元件和板式热交换器的方法。

现有技术公开了设计用来将热量从第一流体间接地传递到另一种第二流体的板式热交换器。在这种情况下，流体在板式热交换器中单独的热交换通道中流动。在每种情形下热交换通道都由板式热交换器的两个平行隔板来划界，在两个隔板之间分别放置有也被称为翅片(fin)或薄片(lamella)的加热表面元件。

这种板式热交换器在例如“钎接铝板翅式热交换器制造协会标准”ALPEMA，第三版，2010的第5页中进行了展示和描述。图1中展示了作为现有技术的其中的一张示意图，并在下文进行了描述。其中所示的板式热交换器包含了隔板4形式的彼此平行放置的多个隔板，形成了互相间接传热的流体A、B、C、D、E的多个热交换通道1。在这种情况下，参与热交换的流体之间的热交换发生在相邻的热交换通道1之间，热交换通道1以及相应的流体彼此间通过隔板4分隔。通过隔板4以及放置在隔板之间的加热表面元件(翅片)3的热传递进行热交换。热交换通道1通过片状金属封条8形式的和隔板4边缘齐平粘贴的侧封条来与外界隔绝，所述金属封条8在下文称作封条8。放置在热交换通道1内或每两个隔板4之间的是波纹状(横截面为曲折的)翅片3。隔板4、翅片3和封条8彼此牢固地结合，从而形成紧凑的板式热交换器10或热交换器模块。整个板式热交换器10由两个外壁5形式的最外层外壁限定外部边界。在这种情况下，两个外壁5分别由板式热交换器10的最外侧隔板形成。

为了对热交换流体进行进料和出料，经热交换通道1的进出口9接上具有用来连接进料和出料管道的管嘴6的半圆柱形歧管7。歧管7也称为封集合管7。热交换通道1的进出口9由所谓的分配器薄片或分配器翅片2形成，其提供流体在各个热交换通道1内的均匀分布。流体在由翅片3和隔板4形成的通道中流过热交换通道1。

根据现有技术，所述加热表面元件或翅片3具有波纹状结构，其具有交替的波纹谷和波纹峰，波纹谷都是通过有关的加热表面元件的侧翼连接到随后的波纹峰，因而得到波纹状结构。由波纹结构和两侧隔板一起形成用于在相应的热交换通道1中承载流体的通道。

波纹结构的波纹峰和波纹谷和相邻的隔板相连。参与热交换的流体因此与波纹结构直接热接触，从而通过波纹峰或波纹谷和隔板之间的热接触确保热传递。为了优化热传递，根据具体应用来选择波纹结构的排列，以使得在相邻通道之间形成并流、交叉流、逆流或交叉逆流。

热交换通道内翅片的波纹结构执行三种功能。一方面，通过波纹结构或翅片与相应的隔板之间的热接触来确保相邻的热交换通道中的两种流体之间的热交换。另一方面，波纹结构建立了与隔板的连接。第三，波纹结构的侧翼用于将由内部压力产生的力引入到波纹谷、钎焊和隔板之间的结合部或波纹峰、钎焊和隔板之间。

这种板式热交换器优选由铝制成，所述组件通过钎焊相互连接。将具有钎料的加热表面元件(翅片)3、隔板4、分配器翅片2、外壁5和封条8叠加到一起，随后在炉中钎焊以形成热交换器模块。随后将具有管嘴6的集合管7焊接到热交换器模块上。

加热表面元件或翅片3因此在由波纹峰和波纹谷形成的接触点处钎焊到隔板4上，由此在翅片3和隔板4之间建立强烈的导热接触。因此，在相邻的热交换通道1中交替流动的各种流体之间的热交换得以增强。

该制造方法的结果是：这种热交换器模块的最大尺寸必然也由钎焊炉的尺寸和几何形状决定。