[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及一种将热量从高温流体转移到低温流体的热交换器，特别涉及一种比较经济、可靠性与安全性较高的热交换器。

被温差发电，或蒸汽动力、化学、食品工业等的设备，以及冷冻机与热泵用作加热、冷却器或蒸发器、冷凝器的热交换器，一般都是在高温流体与低温流体之间进行热传递，目的是使流体加热、沸腾、蒸发、冷却与凝聚。

现有的蒸发器有多管式、平板式、螺旋式等种类，例如在温差发电设备，或冷冻机与热泵中，用高温流体的热使低温工作流体沸腾、蒸发的蒸发器，以及用低温流体吸收热量使高温工作流体凝聚的冷凝器，一般采用平板式热交换器。图6与图7所示的是用作蒸发器与冷凝器的现有的平板式热交换器的一个实例。该图6是现有的热交换器的主要部分的分解立体图，图7是现有的热交换器的组装状态的概略说明图。

上述各图中现有的平板式热交换器100，有许多两个一组的热交换板101、102，在相互层叠的状态下，装在架设在固定框架103与支承杆104之间的上下两根导向杆105、106上，各热交换板101、102被装在导向杆105、106上的活动框架107与固定框架103所夹持，各热交换板101、102的表里两侧形成两个一组的热交换流路A、B。这是一个高温或低温热交换用流体108在一个热交换流路A中流动，工作流体109在另一个热交换流路B中流动，进行热交换的组合。

上述热交换板101、102是大致为板状的材料，按一定的形状与表面状态进行冲压加工形成的，四角开口形成热交换用流体108或工作流体109的流通通道a、b、c、d，同时在一个表面设有避免热交换用流体108与工作流体109混流的分隔衬垫111、112，正反倒置后相互之间是一样的。

由于现有的热交换器采用上述结构，从图7中的左右方向供给热交换板101、102的热交换用流体108或工作流体109，要在上下方向从各热交换板101、102之间通过，就必须在热交换板101、102复杂的通道a、b、c、d中弯弯曲曲地流过，压力损失很大。因此，必须加大各流体的供给压力，但是热交换板101、102表面的衬垫111、112只有压紧热交换板101、102时才能保证各热交换流路的液密，为了防止因衬垫111、112未充分压紧而造成泄漏，热交换用流体108或工作流体109的压力不能高于一定限度，另外还存在着必须对热交换板101、102的数目以及尺寸大小进行限制的问题。另外，由于使用了衬垫111、112，在用氨或氨、水混合物作为工作流体时，安全性也有问题。

为了解决这些问题，阿尔法·拉瓦勒公司曾经发明过不用衬垫，将冲压成一定形状的各热交换板焊接在一起，在各热交换板表里两面侧形成热交换流路，制成一体化的、不要夹持热交换板的活动框架与固定框架的平板式热交换器，并将其付诸实施，但是热交换板之间的焊接需要特殊的工艺，制造困难，且成本昂贵。

上述现有的热交换器，在为了提高传热效果，让冷凝生成的液体尽快地排出而形成凹凸面的情况下，压力损失将进一步增加，由于热交换板101、102冲压精度的关系，热交换板101、102接触在本来不该接触的部位，热交换板101、102的加压状态一变化，就可能妨碍衬垫111、112贴紧。

此外，由于通道a、b、c、d在热交换板101、102中所占的比例较大，这些部分是用深冲等加工方法除去的，因此热交换板101、102的原料板含不需要的部分，特别是在用于海水温差发电的情况下，从耐腐蚀的观点考虑，原材料要用昂贵的钛或特种合金，从材料成本的角度看，浪费太大。为了解决这个问题，日本专利公开第80082/85号专利公报公开了现有的另一种平板式热交换器，这种平板式热交换器，将热交换板开口形成的通道部分减少到上下两个，这样就减少了材料的浪费，同时使得传热面积在热交换板上所占的比例大幅度增加。但是，由于依然存在着通道部分，所以还是有一部分材料要浪费，热交换板的通道部分不能进行热交换，热交换板必须比必须的传热面积大。

本发明是为了解决上述问题而开发完成的，其目的是提供一种改变传热面的支承结构，不需要衬垫，不受使用衬垫带来的限制，同时使传热部分形状单一，可降低成本，并提高可靠性、安全性的热交换器。