[发明专利]具有焊接热交换板的热交换器

说明书

本发明涉及具有焊接热交换板的热交换器，其用于实现第一流体和第二流体之间的热交换。 

主要通过同一发明人的欧洲专利EP0639258B1，已知紧凑结构的具有焊接的热交换板的热交换器，其商品名为“HEATEX”(注册商标)，该热交换器包括预先冲压的金属板，该金属板通过在两个相对侧进行焊接被成对装配，从而形成叠加的模块元件，该模块元件分别界定出用于第一流体和第二流体的两个独立通路。如此连接的所有板形成具有矩形水平截面的热交换区，总体上是平行六面体，其被装配至四个支柱或角立柱，所述支柱或角立柱属于所述热交换器的框架。叠加的模块元件的开口端通过互相并排放置被焊接在开口的边缘，开口位于热交换区的相对的垂直连接壁中。热交换器通过四个侧门关闭，所述侧门用螺钉拧在所述框架的立柱上并且可容易地卸下来，以进行维修。 

具体而言，欧洲专利EP0639258B1提供了这样的方案，其消除了在一方面由所有叠加板构成的热交换区和另一方面的框架之间的膨胀应力差，所述应力由“角槽(gouttières d’angle)”引起，角槽被固定至前述的连接壁，并部分环绕框架的立柱，具有相对滑动的可能性。 

由于这些设置，根据欧洲专利EP0639258B1的热交换器具有在温度性能方面的相对于以前已知的具有焊接板的热交换器的实施方式的有利特点，如在欧洲专利申请EP0165179A和EP0186592A中所描述的那些热交换器。 

然而，根据欧洲专利EP0639258B1的具有焊接的热交换板的热交换器仍存在某些问题，因此需要完善，以在相当大的热机械应力下应用。 

具体而言，当热交换区设定温度时，由于在工作时普遍存在的温度梯度，热交换板往往纵向膨胀，方向垂直于位于它们的端部的连接壁。通过F/S比，计算相应的膨胀应力，F是膨胀力，S是经受该应力的焊接 截面。 

当膨胀相当大时，应力也相当大，并且这可导致连接同一模块中的两个板的焊接断裂——断裂主要发生在热交换板和相邻的连接壁并排区域的高度的位置。 

因此，通过降低膨胀力和/或增加焊接面，降低该位置的应力水平是合适的，以使其值在断裂阈值之下。 

本发明的目的是提供对如欧洲专利EP0639258B1所述的具有焊接板的热交换器的改进，目的是增强其温度方面的性能，并显著防止在膨胀应力影响下的断裂风险。 

因此，本发明的主题是上文考虑的类型的具有焊接热交换板的热交换器，也就是说，该热交换器包括预先冲压的金属板，该金属板通过在两个相对侧进行焊接被成对装配，以形成叠加的模块元件，该模块元件限定分别用于第一流体和第二流体的两个独立通路，所述热交换板的端部通过互相并排放置被焊接在开口的边缘，开口位于相对的连接壁中，所述连接壁垂直于所述板，形成大致平行六面体的热交换区，该热交换区被装配至四个支柱或角立柱，所述支柱或角立柱属于所述热交换器的框架，该热交换器的特征在于在该热交换器的待被组装的侧面上，组成每个模块元件的两个冲压的金属板的各侧面在预设宽度的范围内一个紧靠另一个进行平坦冲压；两个冲压的金属板通过第一焊接被连接在一起，所述第一焊接在所述宽度范围内形成并提供该装配的机械内聚力；两个冲压的金属板通过提供密封的第二焊接沿着它们的外缘被连接在一起。 

因此，本发明用特定结构替代常见的两个冲压板的“边对边”的装配，该特定结构包括进行所述板之一甚至两个板的“压窝(soyage)”，以便两个板在预设的宽度内并列放置，所述宽度优选至少等于十五毫米，允许实现双重焊接。 

第一焊接，其是点焊或激光焊或电弧焊，确保装配件的机械内聚力，即其抗压性。第二焊接，其有利地是“TIG”或“等离子”类型的焊接，对该第二焊接来说是简单地确保密封。因此，总焊接截面被大大增加，使得所述板的装配更牢固。

根据本发明的另一方面，所述具有焊接的热交换板的热交换器的框架的每个支柱或角立柱具有成斜角的内边缘，所相邻的连接壁被连接至所述支柱或角立柱的成斜角边缘的区域。 

因此，当热交换板膨胀时，通过由支柱或角立柱的成斜角边缘释放出的空间中的弯曲，它们可带着连接壁一起弯曲，则连接壁则具有额外形变可能性。因此，通过连接壁可能的弯曲，膨胀应力大部分被吸收。