CN107782179A - 板式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种板式换热器，包括第一板片和第二板片，在第二板片正面与第一板片的反面之间设置有一阻挡件，阻挡件位于第二板片的第一角孔和第二角孔之间，阻挡件的一端位于第二板片的侧部，第二板片的第一角孔绕过阻挡件的另一端与第二板片的第二角孔连通。本发明的板式换热器通过在两板片之间设置阻挡部，使流体能够分配均匀，从而使板式换热器具有较好的换热性能。

Description

板式换热器

【技术领域】

本发明涉及热交换设备，具体涉及一种板式换热器。

【背景技术】

板式换热器是一种紧凑、高效的换热器，广泛应用于动力、化工、空调等行业中，它还是新能源如余热利用等应用中的关键设备。在空调系统中，板式换热器一般被用作蒸发器和冷凝器，在新能源汽车中，还被用于电池热管理系统中，用于制冷剂和冷却液之间的热交换。

一般的，根据冷媒进出口位置的不同，分为两种方式，一种是冷媒的进出口在异侧，称为“对交流”板式换热器；另一种是冷媒的进出口在同侧，称为“单边流”板式换热器。在一些特殊工况下，板式换热器的尺寸、体积和重量有一定的限制，特别是应用于汽车中。对于一些尺寸较小的板式换热器，由于冷媒的通道长度较短，容易导致流量的分配不均匀，而不均匀的流量分配会导致换热效率较低。

因此，如何提供一种流体分配均匀且具有较好的换热性能的热交换装置是目前急需解决的技术问题。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种板式换热器，包括换热芯体，所述换热芯体内形成有相互隔离的第一流道和第二流道，所述换热芯体包括第一板片和第二板片，所述第一板片包括与相邻的所述第二板片相对一侧的正面、以及位于所述正面相对另一侧的反面，所述第二板片包括与相邻的所述第一板片相对一侧的正面、以及位于所述正面相对另一侧的反面，所述第一板片的正面和所述第二板片的反面之间形成为所述第二流道的一部分，所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间形成为所述第一流道的一部分，所述第一板片包括第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔，所述第二板片包括第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔，其中所述第一板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔分别与所述第一板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔相对设置，

所述第二板片的第一角孔通过所述第一流道位于所述第一板片的反面和所述第二板片的正面之间部分与所述第二角孔连通，在所述第二板片正面与所述第一板片的反面之间设置有一阻挡件，所述阻挡件位于所述第二板片的第一角孔和第二角孔之间，所述阻挡件的一端位于所述换热芯体的侧部，所述第二板片的第一角孔绕过所述阻挡件的另一端与所述第二板片的第二角孔连通。

所述换热芯体还包括一翅片，所述翅片设置在所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间，所述翅片包括第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口，所述翅片的第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口分别和所述第二板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔相对，所述翅片还设置有一缺口，所述缺口相对位于所述第一孔口和第二孔口之间，所述缺口由靠近第一孔口和第二孔口一侧边向相对另一侧边方面延伸，所述缺口与所述阻挡件间隙配合。

所述第二板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔分别位于所述第二板片的四角，所述第二板片的第一角孔和第二角孔位于同一侧，所述第二板片的第三角孔和第四角孔位于同一侧，所述第二板片的第一角孔和第三角孔呈对角设置，所述第二板片的第二角孔和第四角孔呈对角设置，所述翅片的第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口也位于翅片的四角，所述第一孔口和第二孔口之间的翅片区域的长度为L2，所述第一孔口和缺口之间的翅片区域的长度为L1，L1和L2之间满足：1/4≤L1/L2≤3/4，缺口的宽度为B1，第二翅片14的宽度为B2，B1和B2之间满足：1/4≤B1/B2≤3/4。

所述阻挡件为一挡板，所述翅片、挡板和第二板片通过焊接固定，L1是L2的一半，1/4≤B1/B2≤1/2。

所述第二板片的第一角孔、第三角孔和第四角孔分别位于所述第二板片的四个角的其中三个，并且所述第三角孔和第四角孔呈对角设置，所述第二角孔位于所述第一角孔和第三角孔之间，所述阻挡件为一类圆弧状或者异形结构，所述阻挡件的其中一端靠近第二板片未设置角孔的一角。

所述阻挡件为一挡片，所述挡片与所述第二板片通过焊接固定。

所述阻挡件为一凸出于第二板片正面一定距离的筋，所述第二板片通过冲压形成所述筋，所述筋与所述第二板片为一体结构。

所述第一板片的正面和所述第二板片的反面之间形成为所述第二流道的一部分的数量为n1，所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间形成为所述第一流道的一部分的数量n2，n2大于n1。

所述第一板片和第二板片设置有通过冲压形成的凹凸结构，所述第一板片与所述阻挡件相对应部分设置有一平面部，和/或所述第二板片与所述阻挡件相对应部分设置有一平面部，所述阻挡件与所述第一板片的平面部和/或所述第二板片的平面部通过焊接固定。

在所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间也设置有一阻挡件，所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件位于所述第一板片的第三角孔和第四角孔之间，所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件的一端位于所述换热芯体的侧部，所述第一板片的第三角孔绕过所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件的另一端与所述第一板片的第四角孔连通。

与现有技术相比，本发明的板式换热器通过在第二板片正面与第一板片的反面之间设置阻挡部，使流体能够分配均匀，从而使板式换热器具有较好的换热性能。

【附图说明】

图1是本发明板式换热器的一种实施方式的立体结构示意图。

图2是图1所示板式换热器的换热芯体的部分爆炸示意图。

图3是图1所示板式换热器的第二板片的结构示意图。

图4是图1所示板式换热器的第二翅片的结构示意图，为了便于清楚说明，仅示出了部分翅片结构。

图5是图1所示板式换热器的挡片结构示意图。

图6是是图1所示板式换热器的第二板片、第二翅片和挡片组合一起的结构示意图，其中箭头表示流体的流动方向。

图7是本发明另一实施例的板式换热器的第二板片、第二翅片和挡片组合一起的结构示意图。

图8是本发明又一实施例的板式换热器的第二板片、第二翅片和挡片组合一起的结构示意图。

图9是本发明另一实施例的板式换热器的第一板片和第二板片的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是本发明的板式换热器的立体结构示意图，如图所示，板式换热器包括换热芯体1，换热芯体内形成有相互隔离的第一流道和第二流道，板式换热器还包括一转接块2，转接块2设置有第一接口21和第二接口22，其中第一接口21和第二接口22分别与第一流道连通，第一接口21通过第一流道与第二接口2连通。板式换热器还包括第三接口3和第四接口4，第三接口3和第四接口4分别与第二流道连通，并且第三接口3通过第二流道与所述第四接口4连通。这里应当清楚，板式换热器也可以不设置转接块2，而是如第三接口和第四接口一样的设置第一接口和第二接口。在本实施例中，通过设置转接块可以根据需要来设置第一接口和第二接口之间的距离，方便板式换热器与节流元件(图中未示出)的安装。

如图2所示，换热芯体1包括第一板片11、第二板片12、第一翅片13、第二翅片14和挡片15。其中第一翅片13设置在第一板片11的正面110和第二板片12的反面之间，第二翅片14和挡片15设置在第二板片12的正面120和第一板片11的反面之间。第一板片11的正面110和第二板片12的反面之间形成为第二流道的一部分，第二板片12的正面120和第一板片11的反面之间形成为第一流道的一部分。在本实施例中，第一板片11和第二板片12可以有同一板片经过水平旋转180°得到，当然也可以是两种不同结构的板片。并且，所述第一板片的正面和所述第二板片的反面之间形成为所述第二流道的一部分的数量为n1，所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间形成为所述第一流道的一部分的数量n2，n2大于n1，n2-n1＝1。

下面以第二板片12为例对本实施例的板片进行说明，如图3所示，第二板片12包括板平面125、以及分别位于板平面125的四角的第一角孔121、第二角孔122、第三角孔123和第四角孔124，第二板片12还包括围拢板平面125的翻边结构126，翻边结构126凸出于板平面125一定距离，这里将被翻边结构126围拢的第二板片12的一侧面定义为第二板片12的反面，将相对的另一侧面定位为第二板片12的正面。其中，第三角孔123和第四角孔124的周侧形成有凸出于板平面125一定距离的环形凸台结构。这样，当第一板片11和第二板片12叠装在一起时，第二板片12的正面在第三角孔123和第四角孔124周侧形成的环形凸台结构与第一板片11的反面的板平面相接触，从而使第三角孔123和第四角孔124与第二板片12的正面120和第一板片11的反面之间形成的第一流道相隔绝。第一板片11的结构与第二板片12的结构相似，这里不再一一赘述。

图4示出了第二翅片14的结构示意图，为了清楚的示意出翅片的结构，附图中只画出了局部的翅片结构，其它区域未示出翅片结构。

如图4所示，第二翅片14包括位于四角的第一孔口141、第二孔口142、第三孔口143和第四孔口144，其中第二翅片14的第一孔口141、第二孔口142、第三孔口143和第四孔口144分别和第二板片的第一角孔121、第二角孔122、第三角孔123和第四角孔124相对，并且第三孔口143和第四孔口144的内径大于第三角孔123和第四角孔124的内径，从而使第三孔口143和第四孔口144能够分别套设于第三角孔123和第四角孔124周侧形成的环形凸台结构。

第二翅片14还设置有一缺口145，缺口145相对位于第一孔口141和第二孔口142之间，缺口145由靠近第二翅片14的第一孔口141和第二孔口142一侧边向相对另一侧边方面延伸。如图所示，第一孔口141和第二孔口142之间的翅片区域的长度为L2，第一孔口141和缺口145之间的翅片区域的长度为L1，L1和L2之间满足：1/4≤L1/L2≤3/4，在本实施例中L1是L2的一半。缺口145的宽度为B1，第二翅片14的宽度为B2，B1和B2之间满足：1/4≤B1/B2≤3/4，或者1/4≤B1/B2≤1/2，在本实施例中，B1是B2的一半。

图5示出了挡片15的结构，挡片15可以为金属材料制成，挡片15的尺寸结构与缺口145的尺寸结构相对应，两者可以是间隙配合的关系，表面具有用于焊接的复合层。挡片15的高度、第二翅片14的高度和第二板片12的第三角孔123和第四角孔124周侧形成的环形凸台的高度大致相同。这样有利于提高焊接的稳定性。

第一翅片13和第二翅片14的主要区别在于未设置有缺口，翅片结构(例如开窗大小等)可以相同也可以不相同，翅片结构有流道中的冷媒决定，这里不做详细论述，其它结构与第二翅片14相同或者相近似，这里不再一一赘述。

图6示出了第二板片12、第二翅片14和挡片15组合后的结构示意图，第二板片12、第二翅片14和挡片15可以通过钎焊等方式整体焊接在一起。

如图6所示，冷媒从第一角孔121流入第一流道位于第一板片11的反面和第二板片12的正面之间部分后，沿着箭头所示的方向流向第二角孔122，由于设置有挡片15，第一角孔121与第二角孔122之间连线距离较短的区域被挡片15所阻挡，冷媒需要绕过挡片15才能流向第二角孔122，这样，可以促使冷媒在从第一角孔121流向第二角孔122时在第二板片12的板平面的各区域的流动路径长度的差异性较小，而且较多的冷媒通过板平面的左侧区域后流向第二角孔122，而左侧区域相对的第二板片12的反面又是冷却液较多的区域，进而使得冷媒和冷却液形成较高的换热温差，从而提高换热性能。

而且，当冷却液从第三角孔流向第四角孔时，由于第三角孔附近区域的冷却液的温度相对较高，由于设置有挡片15，从而促使较多的冷媒能够在第三角孔附近区域绕流，能够充分吸收冷却液的热量，进一步保证制冷剂的过热度。

本实施例可以有效的解决冷媒在第一流道中分布不均的问题，当板式换热器的长度较短,例如板式换热器的长宽比在0.7～2之间时，能够有效提高换热性能。

这里应当指出，在第一板片11的正面和第二板片12的反面之间也可以设置有挡片，这里不再一一赘述。

图7示出了本发明的另一实施例，区别于上述实施例，在本实施例中，在第一板片的反面和第二板片的正面之间没有设置挡片，在第二板片12中通过冲压形成有一凸出于第二板片12的正面一定距离的筋126，筋126凸出于第二板片12的正面的高度大致等于第二翅片14的高度。通过一体结构的筋126来替代上述实施例中的挡片15，不仅结构简单，加工和安装方面，而且跟翅片的配合度也较好。

本实施例的其它结构和特征与上述实施例相同或者相近似，这里不再一一赘述。

图8示出了本发明的又一实施例，区别于上述各实施例，在本实施例中，第二板片12的第一角孔121、第三角孔123和第四角孔124分别位于第二板片12的四个角的其中三个，并且第三角孔123和第四角孔124位于两对角。第二角孔122位于第一角孔121和第三角孔123之间，在第一角孔121和第二角孔122之间还设置有一类圆弧状的挡片15’，挡片15’的一端靠近第二板片12未设置角孔的一角，这样，流体从第一角孔121流向第二角孔122的过程中，使流体能够充分的绕流，使流体的流动行程足够长，防止第一角孔121和第二角孔122之间距离过短导致流体分配不均匀，从而能够提高换热性能。并且，本实施例中，第一角孔121和第二角孔122的距离较短，也便于调整第一角孔121和第二角孔122之间的距离，而且，当第一角孔121和第二角孔122分别对应的第一接口21和第二接口22与膨胀阀，由于可以使第一接口21和第二接口22之间的距离调整至与膨胀阀的接口相对应，这样可以使转接块的结构相对简单，膨胀阀也能够较为简单的与板式换热器直接安装。

这里应当指出，挡板15’也可以是通过冲压形成的筋结构。本实施例的其它结构与上述实施例相同或者相近似，这里不再一一赘述。

图9示出了本发明的又一实施例，区别于上述实施例，在本实施例中，未设置有翅片结构，在第一板片11中设置有通过冲压形成的凹凸结构117，在第二板片12中也设置有通过冲压形成的凹凸结构127，在第二板片12中还设置有通过冲压形成的筋126，筋126和凹凸结构127可以通过同一加工工序形成。在第一板片11与筋126相对应部分设置有一平面部128。通过设置平面部128，一方面能够使第一板片11的第三角孔和第四角孔之间距离较大区域的流阻降低，从而使流体分配均匀，另一方面，使筋126与第一板片11的反面配合度较高。

这里应当说明，也可以不设置筋，而是设置挡板，在设置筋的部位为与挡板相配合的平面结构。本实施例的其它结构和特征与上述各实施例相同或者相近似，这里不再一一赘述。

以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种板式换热器，包括换热芯体，所述换热芯体内形成有相互隔离的第一流道和第二流道，其特征在于，所述换热芯体包括第一板片和第二板片，所述第一板片包括正面、以及位于所述正面相对另一侧的反面，所述第二板片包括正面、以及位于所述正面相对另一侧的反面，所述第一板片的正面和所述第二板片的反面之间形成为所述第二流道的一部分，所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间形成为所述第一流道的一部分，所述第一板片包括第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔，所述第二板片包括第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔，其中所述第一板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔分别与所述第一板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔相对设置，

所述第二板片的第一角孔通过所述第一流道位于所述第一板片的反面和所述第二板片的正面之间部分与所述第二角孔连通，在所述第二板片正面与所述第一板片的反面之间设置有一阻挡件，所述阻挡件位于所述第二板片的第一角孔和第二角孔之间，所述阻挡件的一端位于所述换热芯体的侧部，所述第二板片的第一角孔绕过所述阻挡件的另一端与所述第二板片的第二角孔连通。

2.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述换热芯体还包括一翅片，所述翅片设置在所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间，所述翅片包括第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口，所述翅片的第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口分别和所述第二板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔相对，所述翅片还设置有一缺口，所述缺口相对位于所述第一孔口和第二孔口之间，所述缺口由靠近第一孔口和第二孔口一侧边向相对另一侧边方面延伸，所述缺口与所述阻挡件间隙配合。

3.根据权利要求2所述的板式换热器，其特征在于，所述第二板片的第一角孔、第二角孔、第三角孔和第四角孔分别位于所述第二板片的四角，所述第二板片的第一角孔和第二角孔位于同一侧，所述第二板片的第三角孔和第四角孔位于同一侧，所述第二板片的第一角孔和第三角孔呈对角设置，所述第二板片的第二角孔和第四角孔呈对角设置，所述翅片的第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口也位于翅片的四角，所述第一孔口和第二孔口之间的翅片区域的长度为L2，所述第一孔口和缺口之间的翅片区域的长度为L1，L1和L2之间满足：1/4≤L1/L2≤3/4，缺口的宽度为B1，第二翅片14的宽度为B2，B1和B2之间满足：1/4≤B1/B2≤3/4。

4.根据权利要求3所述的板式换热器，其特征在于，所述阻挡件为一挡板，所述翅片、挡板和第二板片通过焊接固定，L1是L2的一半，1/4≤B1/B2≤1/2。

5.根据权利要求1或2所述的板式换热器，其特征在于，所述第二板片的第一角孔、第三角孔和第四角孔分别位于所述第二板片的四个角的其中三个，并且所述第三角孔和第四角孔呈对角设置，所述第二角孔位于所述第一角孔和第三角孔之间，所述阻挡件为一类圆弧状或者异形结构，所述阻挡件的其中一端靠近第二板片未设置角孔的一角。

6.根据权利要求5所述的板式换热器，其特征在于，所述阻挡件为一挡片，所述挡片与所述第二板片通过焊接固定。

7.根据权利要求1至3或5所述的板式换热器，其特征在于，所述阻挡件为一凸出于第二板片正面一定距离的筋，所述第二板片通过冲压形成所述筋，所述筋与所述第二板片为一体结构。

8.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述第一板片的正面和所述第二板片的反面之间形成为所述第二流道的一部分的数量为n1，所述第二板片的正面和所述第一板片的反面之间形成为所述第一流道的一部分的数量n2，n2大于n1。

9.根据权利要求1所述的板式换热器，其特征在于，所述第一板片和第二板片设置有通过冲压形成的凹凸结构，所述第一板片与所述阻挡件相对应部分设置有一平面部，和/或所述第二板片与所述阻挡件相对应部分设置有一平面部，所述阻挡件与所述第一板片的平面部和/或所述第二板片的平面部通过焊接固定。

10.根据权利要求1至9任一项所述的板式换热器，其特征在于，在所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间也设置有一阻挡件，所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件位于所述第一板片的第三角孔和第四角孔之间，所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件的一端位于所述换热芯体的侧部，所述第一板片的第三角孔绕过所述第一板片正面与所述第二板片的反面之间的阻挡件的另一端与所述第一板片的第四角孔连通。