[发明专利]在最外层热交换器板外侧设有加强板的板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及板式热交换器，其包括板组件，如US4987955A所述。

背景技术

在许多永久连接例如钎焊的板式热交换器的应用中，需要高强度。在如下情况下这是重要的：当通过板式热交换器传送的一个或者多个介质的工作压力很高时或者当一个或者多个介质的工作压力随着时间变化时。板式交换器在传送之前进行压力测试。希望获得这样的板式交换器的强度和刚度，使得与压力测试有关的弹性变形尽可能小。

为了满足更高强度的要求，已知使用更厚的端部或者加强板，也就是说，两个板位于板组件的最外层位置处。这些加强板也可以是衬板或者框架和压力板。也已知将片材、垫片或者厚的平板作为加强板。这些片材、垫片或者厚的平板可以设置在框架和/或压力板的外侧。这种附加板、垫片等的缺点是由于当制造板式热交换器(例如当其被钎焊)时更多的部件需要固定，使得制造复杂。

具有更多材料的加厚加强板的另一缺点在于，对于该加强板的热“迟钝”增加。由于该加强板的增加的热迟钝，获得了板式热交换器的减小的热疲劳性能，热别是在设置在加强板内侧最相邻的位置的热交换器板中更是如此。由于热交换器板由更薄的材料制成，它们更迅速地适应介质温度，导致在热交换器板和加强板之间出现不期望的温度差，并导致热应力。

此外，加厚的加强板导致如下缺点：消耗更多材料并因此增加了板式热交换器的成本。

美国专利US4987955A中公开了一种板式热交换器，其包括多个与主延伸平面平行地延伸的板。这些板包括多个热交换器板和至少一个加强板。热交换器板彼此相邻设计，并形成板组件，其中对于第一介质形成第一板空间，对于第二介质形成第二板空间。每个热交换器板具有四个孔口，这些孔口形成穿过板组件延伸的端口。热交换器板包括位于板组件一侧的最外层热交换器板和位于板组件相对一侧最外层热交换器板。在板组件中的两个板空间在板组件的相应侧形成相应的最外层板空间，它们通过相应一个最外层热交换器板向外界定。加强板设置在最外层热交换器板之一的旁边和外侧。

发明内容

本发明的目的是弥补上述缺点并提供具有高强度的板式热交换器。此外，本发明的目的是提功能够以低成本制造的板式热交换器。其旨在提供具有高强度的永久连接的板式热交换器。

上述目的通过最初限定的板式热交换器实现，其特征在于，加强板具有主区域，所述主区域与所述延伸平面平行地延伸，并包括加强图案，所述加强图案设置在两个端口的附近并包括从板组件向外伸出的至少一个凹陷，从主平面的法向看所述凹陷沿着主平面是细长的。这种具有加强图案的加强板可以比完全平的板制得更薄，并同时抵抗作用在板组件上的力。具体而言，这种加强图案可以对由于任何介质的高压力倾向于使得热交换器板向外变形的力进行抵抗。有利的是，凹陷在与倾向于使热交换器板向外变形的力垂直的平面内延伸。可以通过压缩模制加强板形成凹陷。凹陷长度比宽度大，并在垂直于倾向于使热交换器板向外变形的力的所述平面内获得明显的长度。

根据本发明的一种实施方式板式热交换器彼此永久连接。优选的是，所述板通过熔化金属材料例如通过钎焊和/或熔焊彼此永久连接。应当理解，这些板也可以彼此胶接。应当注意，本发明同样适用于设有垫片的板式热交换器，其中热交换器板通过合适的连接件例如连接螺栓相互压在一起。

根据本发明的另一实施方式，加强图案被设计成与设置在加强板旁边的最外层热交换器板的压制图案相互作用，使得加强板相对于最外层热交换器板定位在限定的位置中。通过这种方式，由于加强板不必在钎焊板式热交换器之前例如通过焊接安装到最外层热交换器板上，方便了板式热交换器的制造。由于该限定的位置，加强板可以相对于最外层热交换器板和板组件锁定在期望的位置。

根据本发明的又一种实施方式，凹陷具有基本上直的延伸部。该直的延伸部可以如上所述平行于与倾向于使得热交换器板变形的力垂直的平面延伸。该平面与延伸平面垂直或者基本上垂直。

根据本发明的再一种实施方式，凹陷在所述两个端口之间延伸。特别在两个端口之间出现相对于延伸平面从板组件沿法向向外作用的力。该区域的凹陷可以有效地抵抗这些力。

根据本发明的另一种实施方式，加强图案包括从热交换器板向外伸出的多个凹陷。有利的是，至少一个凹陷具有基本上直的延伸部。所有或者一些凹陷可以有利地基本上是直的并彼此基本上平行地延伸。此外，至少一个凹陷可在所述两个端口之间延伸。

根据本发明的另一种实施方式，主区域具有基本上平的延伸部，加强图案从所述平的延伸部向外伸出。