[发明专利]板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种板式热交换器，该板式热交换器包括板片堆和包围着板片堆的壳体，其中，板片堆中的板片这样彼此相连，使得第一介质和至少另一介质能够交替地流过相邻的板片中间间隙，其中一种介质能够通过沿堆叠方向走向的穿流通道输入板片堆或从该板片堆输出，而另一种介质能够通过壳体与板片堆的外周之间的间隙输入与该另一种介质相对应的板片中间间隙或从与该另一种介质相对应的板片中间间隙输出。

背景技术

这种类型的板式热交换器在众多实施方案中都得到公开。本发明不仅涉及这种结构形式：其中板片在其边缘处和围绕其通流孔的部分具有密封件并且沿堆叠方向紧密夹紧。这种结构形式具有的优点是板片堆能够以简单方式打开、检查和清洗。

本发明同时还涉及根据US 6,158,238、US 2005/0039896、WO 2008/046952和WO 2010/149858所述的完全焊接的板式热交换器，为避免不必要的重复，它们的内容也被归属于本申请的内容。在此，该板片堆由多组板片对组成，其中每组板片对都由两个板片构成，这两个板片至少沿它们的外周相互焊接。每个板片都具有至少两个用于使介质流过的孔，其中通过沿这些孔进行焊接将相邻的板片对相互连接，从而使所述介质通过这些孔从一组板片对到达下一组板片对。与之相对，所述另一介质流过在壳体和板片堆之间的间隙，并且通过板片堆的外周进入相邻的板片对之间的间隙中。

本发明此外还涉及上述两种板式热交换器-结构方案之间的混合形式，也就是涉及部分焊接的热交换器，其中将相互焊接的板片对通过密封件相互贴靠压紧，也就是一直只有相邻的板片对之间的间隙可以被打开。

当然，这些板式热交换器还可以这样设计，使得多于两个介质参与热交换或者使得进行换热的板片中间间隙不是直接相继的，而是中间插入一不活动/闲置的板片中间间隙，该板片中间间隙例如可以起安全垫的作用。

至于开头所说的第一介质和至少另一介质能够交替地流过相邻的板片中间间隙，这并不意味着在此对于直接相邻的间隙都必须一直这样设计；而更确切地说是可以在直接相邻的间隙中容纳第三介质——该第三介质或者是静止的，或者是流过的介质。

关于板式热交换器的材料，通常使用的是铬镍合金的不锈钢。为了实现例如相对于酸的耐腐蚀性，还已知了添加钼作为其他的合金成分或者使用由钛、镍或它们的合金制成板片。但是，这些材料的缺点是其成本非常高。因此WO 2008/046952公开了利用含有0.05％至2.1％碳含量的碳素钢来制造热交换器的板片和壳体，由此实现了用于多种使用情况的足够的耐腐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于，以如下方式改进开头所述的结构形式的热交换器，使得一方面确保出色的耐腐蚀性，另一方面相比现在大大降低制造成本。

该目的根据本发明这样得以实现，即选择如下材料组合：板片堆的板片以已知的方式由耐腐蚀的材料、尤其是不锈钢制成，而壳体由非耐腐蚀性材料制成，这种非耐腐蚀性材料在壳体的被介质加载的内侧上具有搪瓷-覆层。

通过这种材料组合大大减小了壳体的材料成本，而并未损害其耐腐蚀性。因而也就用更低成本得到了高耐腐蚀性。

原则上，热交换器的壳体几乎可以由任意材料制成，只要该材料足够稳定、坚固并且适于作为搪瓷-覆层的基体。特别符合目的的是，该壳体由涂搪瓷釉的碳钢/黑铁制成。

在搪瓷-覆层方面，适合的是使用多层的/多重的搪瓷-覆层——包括具有对壳体的金属基体材料有良好附着性和本身平整性的特点的底釉和具有高耐化学腐蚀性、尤其是耐酸的面釉。

对于搪瓷-覆层的材料成分——至少在其表层方面——适合的是，其含有超过50％的、优选超过60％的SiO₂和/或超过3.5％的、优选超过4.5％的TiO₂和/或超过12％的、优选超过15％的Na₂O。

此外适合的是，搪瓷-覆层至少在其表层中含有优选都在一位数的百分比范围内的B₂O₃和/或Ka₂O和/或Li₂O和/或MoO₃和/或MnO和/或ZrO₂和/或F。此外适合的是，添加优选都在千分比范围内的BaO和/或CoO和/或V₂O₅。

搪瓷-覆层的厚度为约1mm至3mm，优选为约2mm。