專利名稱：板式熱交換器及包含此熱交換器的容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換器及包含此熱交換器的容器，尤其涉及一種板 式熱交換器及包含此熱交換器的容器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熱交換器是間壁式管狀熱交換器，用蛇形管或螺旋狀彎管或直管等 形狀的金屬管組成傳熱(冷)面，裝入一個盛有液體的容器或液槽內(nèi)，當(dāng)金屬 管內(nèi)流動熱媒或冷媒時可加熱或冷卻容器、液槽內(nèi)的液體。這類結(jié)構(gòu)的熱交換 器具有構(gòu)造簡單，制造、修理方便等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)低，造成交換效 率低、金屬材料用量大、體積大，若要提高熱交換量則要增大交換管的長度， 用料更多，不符合節(jié)約資源的要求。
另一種是板式熱交換器，在近幾十年來得到快速發(fā)展，它用聯(lián)接螺桿將一 片片互相平行、具有波紋表面的薄金屬板與橡膠密封圈間隔相疊聯(lián)接在一起， 冷、熱流體媒介在薄金屬板片兩側(cè)各自的流道內(nèi)流動，由此通過板片進(jìn)行冷、 熱交換。與前述的管狀熱交換器相比，板式熱交換器結(jié)構(gòu)更緊湊、交換效率高， 但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對金屬板片之間的密封要求很高，要防止流體外漏和冷熱兩流 體之間的內(nèi)漏，否則會大大降低交換效率，由此對橡膠密封圈的材質(zhì)要求很高， 使用中損耗也較大，成本較高。
更重要的是，從降低成本、節(jié)省金屬材料、便于制備和使用、提高交換效 率目的出發(fā)，迫切需要一種新型熱交換器，它結(jié)構(gòu)簡單、用料省、成本低、而 且制造方便、使用更方便。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、用料省、成本低、而且制造方便、 使用更方便的熱交換器及包含此熱交換器的容器。
本實(shí)用新型的第一方面涉及一種板式熱交換器，它包括底面、流道、進(jìn) 口接頭、和出口接頭。它由兩塊板構(gòu)成，至少一塊板的正面上排布有長條形 凹槽，并凸起于板背面，所述兩塊板這樣焊接成一體使它們的正面以面對面的方式貼合焊接起來，并使凹槽自板背面向外凸起，經(jīng)面對面貼合焊接起來的 部分形成熱交換器的底面，而自板背面向外凸起的凹槽構(gòu)成向外凸起于底面的 流道。
在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩塊板的厚度、面積、和材料均相同。
在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的熱交換器包含1-30條流道，沿長度方向 等距離地平行排布在熱交換器的底面上。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述凹槽的剖面形狀選自半圓形、半橢圓 形、梯形、矩形、正方形、或多邊形。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的兩塊板的正面上都排布有長條形凹 槽，這些凹槽都構(gòu)成熱交換器的流道。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，兩塊板具有至少一對對映體凹槽，該對映體 凹槽分別位于兩塊板上，它們在各自板上的位置呈鏡像對映，而且它們沿長度 方向的中心軸線相重合，兩者面對面合起來構(gòu)成一個凸起于熱交換器底面的流 道。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩塊板中的所有凹槽都是對映體凹槽， 其中一塊板上的所有凹槽都在另一塊板上具有相對映的凹槽。
在另一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩塊板上的凹槽的剖面形狀和剖面尺寸 完全相同。
在再一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩塊板上的對映體凹槽的剖面形狀和剖 面尺寸完全相同。
在再一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述兩塊板由電阻壓力焊接方法進(jìn)行焊接。 在再一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述板的材料選自不銹鋼、鈦鋼、或碳鋼 鋼板。
本實(shí)用新型的第二方面涉及一種容器，其外殼包含至少一個所述的板式熱 交換器，所述的熱交換器沿四周邊緣與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器的邊 緣經(jīng)焊接而結(jié)合成一體，構(gòu)成容器外殼的一部分或整個外殼。
在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，其外殼包含至少兩個熱交換器，而且至少兩個熱 交換器是相鄰接的，相鄰接的兩個熱交換器中的一個的出口接頭與另一個的進(jìn) 口接頭相通，使相鄰接的兩個熱交換器的流道串聯(lián)相通。
在另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，其外殼包含至少兩個熱交換器，該至少兩個熱 交換器相鄰或不相鄰，它們的進(jìn)口接頭均與流道媒體的總供口相接，它們的出 口接頭都與流道媒體的總出口相接，它們的流道并聯(lián)相通。在再一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的容器是圓形容器，其中所述的熱交換器
每個都沿長度方向整體彎曲加工成弧度小于等于60。的圓弧，再沿四周邊緣與
周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器的邊緣經(jīng)焊接而結(jié)合成一體。
在再一個優(yōu)選實(shí)施方式中，所述的容器是圓形容器，所述的熱交換器構(gòu)成 其整個圓筒形外殼。
本實(shí)用新型的板式熱交換器不僅結(jié)構(gòu)簡單、用料省、成本低，而且制造過 程非常簡單、使用特別方便。它不僅可以直接結(jié)合到容器或液槽的外壁上，與 其內(nèi)部的物質(zhì)進(jìn)行熱交換，還可以直接置于容器或液槽內(nèi)的物質(zhì)中間，與其進(jìn) 行全方位的熱交換，極大地提高了熱交換效率。另外，它還能夠直接構(gòu)成容器 或液槽的外殼的一部分或全部，同時與容器或液槽內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行熱交換，大大 節(jié)省了制備容器外殼所需要的材料。


圖1為本實(shí)用新型板式熱交換器的一個具體實(shí)施方式
的立體圖。
圖2為本實(shí)用新型板式熱交換器的一個具體實(shí)施方式
的局部立體圖。
圖3為本實(shí)用新型板式熱交換器的另一個具體實(shí)施方式
的局部立體圖。
圖4為本實(shí)用新型熱交換器的一種流道的剖面圖。
圖5為本實(shí)用新型熱交換器的一個具體實(shí)施方式
的正視圖。
圖6為本實(shí)用新型熱交換器的一種使用狀態(tài)圖。
圖7是構(gòu)成本實(shí)用新型熱交換器的兩塊板進(jìn)行電阻壓力焊接的示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的第一方面提供了一種波紋狀板式熱交換器，它具有流道1、 底面2、進(jìn)口接頭3、和出口接頭4。參見附圖1-5，其中斜線表示的部分是底 面2。
該熱交換器由兩塊板焊接而成，至少一塊板的正面上排布有長條形凹槽， 并凸起于板背面，兩塊板的正面經(jīng)面對面貼合焊接后，凹槽自板背面向外凸起， 構(gòu)成流道，參見圖1-5中的標(biāo)記1。兩塊板經(jīng)面對面貼合焊接起來的部分構(gòu)成 底面，參見圖1-5中的標(biāo)記2。流道自底面向外凸起。使用時，熱媒(蒸汽、 導(dǎo)熱油等)或冷媒(水、制冷劑、氟等)通入流道，流道的表面及熱交換器底
面的表面，就可以加熱或者冷卻需要進(jìn)行熱(冷)交換的物質(zhì)(原料、各種溶 劑等)。
在本實(shí)用新型的板式熱交換器中，當(dāng)構(gòu)成熱交換器的兩塊板中僅一塊具有 凹槽時，另一塊板就是平板，沒有任何凹槽。當(dāng)兩塊板焊接后，具有凹槽的板 的一個自底面向外凸起的凹槽與另一塊板的平面就構(gòu)成一個流動熱媒或冷媒 的流體通道。即流道僅存在于熱交換器底面的一側(cè)，參見圖2所示的熱交換器。 它也稱為單層波紋狀板式熱交換器。當(dāng)兩塊板上都有凹槽時， 一塊板上的一個凹槽與另一塊板的平面或其在該板上的對映凹槽，就構(gòu)成了一個流道。流道存 在于熱交換器底面的兩側(cè)，參見圖3所示的熱交換器。也稱為雙層波紋狀板式 熱交換器。
所述的兩塊板的材料可以相同或不同，優(yōu)選相同。材料可以采用本行業(yè)內(nèi) 已知的各種適用于熱交換器的材料，優(yōu)選不銹鋼、鈦鋼、或碳鋼鋼板。其厚度 和外形尺寸可以根據(jù)實(shí)際的加工和使用需要而定，沒有特別限制。例如其厚度
優(yōu)選為0.4mm 1.2 mm，更優(yōu)選0.6mm l.Omm，更優(yōu)選0.8mm。其長度和寬 度均優(yōu)選小于3米。
兩塊板的尺寸，例如厚度和面積，也可以相同或不同，但是優(yōu)選相同。這 樣便于制造和使用，也便于獲得更好的綜合性能。
該板式熱交換器上的流道數(shù)量沒有特別限制，可以根據(jù)加工和使用的需要 來確定，優(yōu)選有1-30條流道，而且優(yōu)選沿長度方向平行排布在熱交換器的底面 上。更優(yōu)選5-30條，再優(yōu)選7-25，再優(yōu)選8-20，再優(yōu)選10-18，再優(yōu)選10-15。
凹槽可以豎向排列在板的底面上，也可以橫向排列，也可以部分豎向和部 分橫向地排列。但是，它們優(yōu)選沿長度方向平行排布在底面上。在部分豎向和 部分橫向排列的情形下，所有豎向排列的凹槽優(yōu)選均沿其長度方向相互平行， 所有橫向排列的凹槽優(yōu)選均沿其長度方向平行。相互平行的凹槽可以等距離地 分布，也可以非等距離地分布。優(yōu)選等距離分布。
該板式熱交換器中的長條形凹槽的剖面形狀沒有特別限制，可以選自半 圓形、半橢圓形、梯形、矩形、正方形、或多邊形等等。為了便于加工和使用， 優(yōu)選半圓形、半橢圓形、矩形、正方形、或梯形。更優(yōu)選半圓形、半橢圓形、 或矩形。
凹槽的剖面尺寸決定熱交換器上流體通道的截面積，也決定流體通道的流 量。對凹槽的剖面尺寸沒有特別限制，可以根據(jù)實(shí)際的加工和應(yīng)用需要而定。
例如，對于半圓形凹槽，其半徑優(yōu)選為10mm 20mm，更優(yōu)選半徑為 12mm 18mm,再優(yōu)選半徑為15mm。
對二凹槽之間的中心距離沒有特別限制，可以根據(jù)實(shí)際的加工和應(yīng)用需要 而定。例如，在平行凹槽等距離分布、而且板尺寸一定的情形下，二個凹槽之 間的中心距離決定于所需要的凹槽數(shù)量，也就是決定于所需的流量。所需要的 流量越大，所需要的凹槽數(shù)量就越多，二凹槽之間的中心距離就越小。這可以 根據(jù)實(shí)際需要而確定。但優(yōu)選二凹槽的中心軸線之間的距離為30mm 100mm， 更優(yōu)選40mm 60mm，再優(yōu)選為45-50mm。對于半橢圓形凹槽，半橢圓形的短軸長軸尺寸大小決定流體通道的截面 積，它決定于所需的流體通道的流量。該尺寸也沒有特別限制，可以根據(jù)實(shí)際
需要而定，優(yōu)選短軸半徑為8mm 16mm,更優(yōu)選10mm 14mm，再優(yōu)選短 軸半徑為12mm。長軸半徑優(yōu)選為12mm 20mm,更優(yōu)選14mm 18mm,再優(yōu) 選16mm。在平行凹槽等距離分布的情形下，二個凹槽的中心軸線之間的距離 優(yōu)選為35mm 100mm，更優(yōu)選45mm 80mm，再優(yōu)選50-60mm。
對于其它形狀的凹槽，凹槽深度尺寸優(yōu)選為10mm 20mm,更優(yōu)選 12mm 18mm，再優(yōu)選深度尺寸為15mm。在平行凹槽等距離分布的情形下， 二個凹槽的中心軸線之間的距離優(yōu)選為30mm 100mm。更優(yōu)選35mm 80mm， 更優(yōu)選45mm 65mm，再為50-60mm。
為了進(jìn)一步提高熱交換效率、并降低成本，優(yōu)選兩塊板上都排布有長條形 凹槽，這些凹槽都構(gòu)成熱交換器的流道。更優(yōu)選的是兩塊板具有至少一對對 映體凹槽，該對映體凹槽分別位于兩塊板上，它們在各自板上的位置呈鏡像對 映，而且它們沿長度方向的中心軸線相重合，而又分別凸起于各自板的背面。 當(dāng)兩塊板的正面經(jīng)面對面貼合焊接后，該對對映體凹槽合起來構(gòu)成一個凸起于 熱交換器底面的兩側(cè)的流道。
在本實(shí)用新型的一個更優(yōu)選的實(shí)施方式中，其中一塊板上的所有凹槽都在
另一塊板上具有相對映的凹槽。即 一塊板中的所有凹槽都與另一塊板上的相
應(yīng)凹槽構(gòu)成對映體凹槽。這有利于加工和使用，并有利于提高熱交換率。
在本實(shí)用新型的熱交換器中， 一塊板上的凹槽的剖面形狀和剖面尺寸與另 一塊板可以相同、也可以不同。可以根據(jù)加工和使用的具體要求，來確定兩者 是否相同。但是為了便于加工和使用，優(yōu)選兩者完全相同。
當(dāng)熱交換器的兩塊板具有對映體凹槽時，雖然該對對映體凹槽在各自板上 的位置是對應(yīng)的，而且沿長度方向的中心軸線重合，但是該對映體凹槽的剖面 形狀和剖面尺寸卻是可以不同的，也可以相同?？梢愿鶕?jù)加工和使用的具體要 求，來確定兩者是否相同。優(yōu)選兩者相同。
本實(shí)用新型的熱交換器的制造方法如下。首先，選擇材料合適的兩塊板。 用壓模機(jī)在兩塊板的正面上壓出數(shù)條形狀和尺寸符合要求的長條形凹槽，凹槽 自板背面向外凸起。如果兩塊板上有對映體凹槽，要保證對映體凹槽在兩塊板 上位置正確，即兩者的位置相互呈鏡像、而且沿長度方向的中心軸線重合，焊 接后兩者可以形成一個凸起于底面兩表面的完整的流體通道。
然后，將這樣的兩塊板進(jìn)行焊接。本實(shí)用新型的板式熱交換器通過焊接兩塊板而成。對于焊接方法，沒有特 別限制，只要它適用于焊接熱交換器的材料即可。優(yōu)選采用電阻壓力焊接方法 進(jìn)行焊接。所述的電阻壓力焊接方法是一種本行業(yè)內(nèi)常用的焯接方法，它是利 用電流直接流過焊件本身及焊件間的接觸面所產(chǎn)生的電阻熱，使焊件局部加熱 到高塑性或熔化狀態(tài)，同時加壓而完成焊接過程。
本實(shí)用新型具體采用電阻壓力焊中的縫焊(或稱為滾焊)焊接方法。參見 圖7，構(gòu)成本實(shí)用新型熱交換器的兩塊板5作為焊件，將它們的正面以面對面 方式水平放入由圓盤狀上電極6、圓盤狀下電極7構(gòu)成的縫隙之間，通電后的
圓盤狀上電極6、下電極7緊壓二塊焊件、并同時沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，使二塊
焊件連續(xù)喂入縫隙并水平送進(jìn)，由此在二塊焊件上產(chǎn)生貼合焊接區(qū)域，把兩塊
板焊結(jié)成一體。標(biāo)記8表示焊點(diǎn)。
然后在流道進(jìn)口上焊接上進(jìn)口接頭，在流道出口焊接上出口接頭。進(jìn)口接 頭和出口接頭可以分別安排在熱交換器同一側(cè)的上、下部位，也可以分別安排 在熱交換器的不同側(cè)的上、下部位。
本實(shí)用新型的波紋狀板式熱交換器廣泛應(yīng)用在石油化學(xué)、藥液、血液、酒 類、造紙、涂料、香煙、食品加工的反應(yīng)罐、貯藏罐中，也廣泛應(yīng)用在壓縮機(jī) 外部冷卻、燃?xì)夤蘩鋮s、廢氣鍋爐冷卻、真空設(shè)備冷卻中，也應(yīng)用在金屬表面
磷化槽中和其它場合中。
在其一種具體用途中，該熱交換器可以直接結(jié)合到容器或液槽的外殼上，
從進(jìn)口接頭向該熱交換器的流道中通入熱媒或冷媒，就可以與容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn) 行熱交換。
在該情形下，優(yōu)選采用單層波紋狀熱交換器。將該熱交換器的有凸起流道 的一側(cè)朝外，而將呈平面狀的另一側(cè)緊貼容器或液槽的外壁結(jié)合到外殼上。結(jié) 合方式可以采用常規(guī)的結(jié)合方法，例如粘合、焊接、采用固定器件等，優(yōu)選焊 接方法。
容器或液槽可以是長方形、正方形、圓形、或橢圓形等。對于長方形或正 方形容器，其外殼是平面，本實(shí)用新型的熱交換器可以直接結(jié)合到該容器外壁
上。對于圓形或橢圓形容器，需要將所述的熱交換器沿長度方向整體彎曲加工 成弧度與容器外壁相同的園弧狀，然后結(jié)合到圓形容器的外殼上。
本實(shí)用新型單個熱交換器沿長度方向整體彎曲加工成的弧度優(yōu)選為小于 等于60° 。當(dāng)板式熱交換器結(jié)合到容器或液槽的外壁上之前，優(yōu)選在熱交換器與外壁 接觸的表面上、或熱交換器與容器外壁之間的間隙處，涂上一層導(dǎo)熱水泥。該 導(dǎo)熱水泥是一種對金屬材料無腐蝕的無毒單組份精細(xì)化工品，其導(dǎo)熱系數(shù)為
12 15W/M* K，比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)高五百多倍，可以明顯提高熱交換器對金 屬容器或金屬液槽內(nèi)液體的熱交換效率。
本實(shí)用新型板式熱交換器的另一個用途是可以直接置于容器或液槽內(nèi)。 從進(jìn)口接頭向該熱交換器的流道中通入熱媒或冷媒后，就可以直接與容器或液 槽內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。
根據(jù)使用場合中換熱量的不同，本實(shí)用新型的板式熱交換器可單獨(dú)使用， 也可多個組合使用。將一個或多個熱交換器放入液槽中使用時，就成為浸漬式 熱交換器，熱交換器上流道表面及其余表面直接與液槽中的液體接觸，去加熱 或冷卻液槽中的液體，進(jìn)行熱交換。由于能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的面式接觸，所以接 觸面大，換熱效率就極高。同時，實(shí)現(xiàn)了在同樣換熱量情形下，節(jié)省熱交換器 所用的材料量。
當(dāng)熱交換器直接浸入磷酸鹽溶液中時，熱交換器的表面上可以事先涂燒上 氟樹脂涂層，以防止用于磷酸鹽溶液中時，磷酸鹽溶液中的鐵會粘附固化在熱 交換器表面，造成熱交換器交換效率下降。
本實(shí)用新型還涉及一種容器，其外殼包含至少一個本實(shí)用新型板式熱交換 器，所述的熱交換器沿四周邊緣與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器的邊緣經(jīng) 焊接而結(jié)合成一體，構(gòu)成容器外殼的一部分或整個外殼。也就是說，本實(shí)用新 型的熱交換器可以直接用作容器的外殼，同時它還能夠與容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行熱 交換。
這樣的容器外殼優(yōu)選包含至少兩個熱交換器，而且至少兩個熱交換器是相 鄰接的，其中一個熱交換器的出口接頭與另一個相鄰熱交換器的進(jìn)口接頭相 通，使相鄰的熱交換器的流道串聯(lián)相通。這些熱交換器也可以相互不鄰接，它 們的進(jìn)口接頭都與流道媒體的總供口相接，它們的出口接頭都與流道媒體的總 出口相接，它們的流道并聯(lián)相通。
這樣的容器可以是長方形、正方形、圓形、或橢圓形等。對于長方形或正 方形容器，其外殼是平面，本實(shí)用新型的板式熱交換器可以由常規(guī)的焊接方法，
直接與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器沿邊緣焊接結(jié)合成一體。對于圓形或 橢圓形容器，需要將所述的熱交換器沿長度方向整體彎曲加工成弧度與容器外
殼所需的弧度相同的園弧狀，每個熱交換器所容許的彎曲弧度為小于等于60° 。然后再與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器沿邊緣焊接結(jié)合成一體?；蛘?板式熱交換器先與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器沿邊緣焊接結(jié)合成一體， 再沿長度方向整體彎曲加工成弧度與容器外殼所需的弧度相同的園弧狀，其中 每個熱交換器所容許的彎曲弧度也為小于等于60° 。
這樣的容器優(yōu)選是圓形容器，所述的熱交換器優(yōu)選構(gòu)成其整個圓筒形外
殼。在該情形下，圓筒形外殼的半徑優(yōu)選為1.8米 10米，更優(yōu)選2-8米，再 優(yōu)選2-5米。該外殼配上金屬上蓋和底部外殼就成為貯存液體的圓形容器或液 槽。在這樣的容器的圓筒形外殼中，單個熱交換器沿長度方向整體彎曲的弧度 優(yōu)選小于等于60。。
本實(shí)用新型的板式熱交換器具有許多意外好的效果。它不僅結(jié)構(gòu)簡單、用 料省、成本低，而且制造過程也非常簡單。尤其意外的是，它的使用還特別方
便。它不僅可以直接結(jié)合到容器或液槽的外壁上，與容器或液槽內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行 熱交換，還可以很方便地直接置于容器或液槽內(nèi)的物質(zhì)中間，與其中的物質(zhì)進(jìn) 行全方位的熱交換，極大地提高了熱交換效率。另外，申請人還意外地發(fā)現(xiàn)， 它能夠直接構(gòu)成容器或液槽的外殼的一部分或全部，在用作外殼的同時，與容 器或液槽內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行熱交換，大大節(jié)省了容器外殼所需要的材料。這樣的熱 交換器在本實(shí)用新型之前尚未見報道。
下面由實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的波紋狀板式熱交換器。
實(shí)施例1
選擇兩塊材料、長度、寬度、和厚度均相同的不銹鋼薄板，長和寬均為l.lm， 厚度為0.8mm。在其一面上由壓模機(jī)壓出20條半圓形凹槽(該面稱為板的正 面)。這些凹槽沿長度方向相互平行而等距離地排布在板上，凹槽的剖面形狀 為半圓形，半徑為15mm。 二凹槽的中心軸線之間的距離是50mm。凹槽自板 背面向外凸起。這兩塊板上的所有凹槽都構(gòu)成對映體凹槽，即對映體凹槽在各 自板上的位置呈鏡像對應(yīng)。當(dāng)它們的正面以面對面方式貼合起來時，它們沿長 度方向的中心軸線相重合。
采用電阻壓力焊接方法中的縫焊方式，將兩塊板的正面以面對面方式進(jìn)行 貼合焊接。首先將兩塊板的正面面對面地貼合起來，使兩塊板中心對準(zhǔn)，四邊
對齊，并使兩塊板上的對映體凹槽沿長度方向的中心軸線相重合。然后，將這 樣貼合起來的兩塊板，喂入由一對圓盤狀電極(即上圓盤狀電極和下圓盤狀電極)構(gòu)成的縫隙之間，使要進(jìn)行焊接的部位(即貼合起來的板平面部分)位于 縫隙中。然后，將圓盤狀上、下電極6和7通電，并使之緊壓二塊板的要焊接 部位。接著，兩個電極同時沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，使二塊板的要焊接部分連續(xù)喂 入縫隙并水平送進(jìn)，由此在二塊板上形成貼合焊接區(qū)域，即熱交換器的底面。 向外凸起于底面的兩個半圓形對映體凹槽構(gòu)成一個完整的圓形流道。由此，兩 塊板形成一個雙層波紋狀熱交換器。
將一個進(jìn)口接頭焊接到位于熱交換器一側(cè)的流道的上端進(jìn)口， 一個出口接 頭焊接到熱交換器同一側(cè)的下端出口。由此，進(jìn)口接頭和出口接頭分別位于熱 交換器同一側(cè)的上下端。
經(jīng)過焊接質(zhì)量檢驗(yàn)和流體通道密封性質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行清潔處理。然 后，將5個這樣形成的熱交換器浸入酒貯藏罐的酒液中。向流道中不間斷地注 入合適溫度的冷媒流體后，通過熱交換器表面全方位地與酒液接觸，進(jìn)行熱交 換，用以控制酒液的溫度。
實(shí)施例2
選擇兩塊板， 一塊是厚度為0.8mm的不銹鋼薄板，長和寬均為2.0m，另 一塊是厚度0.6mm的鈦鋼板，鈦鋼板的長度和寬度略大于不銹鋼板。
在不銹鋼板的一面上由壓模機(jī)壓出30條半橢圓形凹槽(該面稱為板的正 面)，這些凹槽沿長度方向相互平行且等距離排布在板上。凹槽的剖面形狀為 半橢圓形，短軸半徑為12mm，長軸半徑為20mm。 二凹槽的中心軸線之間的 距離是60mm。凹槽自板背面向外凸起。
鈦鋼鋼板沒有進(jìn)行壓模處理，沒有凹槽。
采用電阻壓力焊接方法中的縫焊方式，將不銹鋼薄板的正面與鈦鋼板的一 面以面對面方式進(jìn)行貼合焊接。首先將兩塊板面對面地貼合起來，使兩塊板的 中心對準(zhǔn)、四邊平行。然后，將這樣貼合起來的兩塊板，喂入由一對圓盤狀電 極(即上圓盤狀電極和下圓盤狀電極)構(gòu)成的縫隙之間，使要進(jìn)行焊接的部位 (即貼合起來的板平面部分)位于縫隙中。然后，將圓盤狀上、下電極6和7 通電，并使之緊壓二塊板的要焊接部位。接著，兩個電極同時沿相反的方向旋 轉(zhuǎn)，使二塊板的要焊接部分連續(xù)喂入縫隙并水平送進(jìn)，由此在二塊板上形成貼 合焊接區(qū)域，即熱交換器的底面。向外凸起于底面的半橢圓形凹槽構(gòu)成一個半 橢圓形的流道。由此，兩塊板形成一個單層波紋狀熱交換器。使熱交換器的流體流道的進(jìn)口和出口分別位于熱交換器不同側(cè)的上、下 端。將一個進(jìn)口接頭焊接到位于熱交換器一側(cè)的流道上端進(jìn)口，出口接頭焊接 到位于熱交換器另一側(cè)的流道下端出口。由此，進(jìn)口接頭和出口接頭分別位于 熱交換器不同側(cè)的上、下端部位。
將該熱交換器沿長度方向彎曲加工成弧度為60度(弦高尺寸為0.26米) 的園弧形，使熱交換器的鈦鋼鋼板一側(cè)的表面(即沒有流道凸起的表面)成為 弧形的內(nèi)表面。
經(jīng)過焊接質(zhì)量檢驗(yàn)和流道密封性質(zhì)量檢驗(yàn)合格并經(jīng)清潔處理后，將6個熱
交換器沿邊緣二二相焊接，使一個熱交換器的進(jìn)口接頭與相鄰熱交換器的出口 接頭相通，出口接頭與另一個相鄰的進(jìn)口接頭相通。由此，使各熱交換器的流 道相通。在熱交換器的弧形內(nèi)表面與化工品反應(yīng)罐的外殼空隙處涂上一層導(dǎo)熱
系數(shù)為12W/M* K的導(dǎo)熱水泥，提高熱交換效率。將這樣的熱交換器緊貼固定 到直徑為3.82米的化工品反應(yīng)罐的外壁上，向熱交換器流體通道中不間斷地注 入合適溫度的流液后，熱交換器表面及其導(dǎo)熱水泥將冷(熱)傳導(dǎo)給化工品反 應(yīng)罐的外殼，去加熱或冷卻化工品反應(yīng)罐內(nèi)的液體，用以控制化工品液體的溫 度。
實(shí)施例3
選擇兩塊板， 一塊是厚度為0.8mm的不銹鋼薄板，長和寬均為1.2m，另 一塊是厚度0.6mm的碳鋼鋼板，碳鋼鋼板的長度和寬度尺寸與不銹鋼薄板相 同。
分別在不銹鋼薄板和碳鋼鋼板的一面上由壓模機(jī)壓出10條凹槽(該面稱 為板的正面)，每塊板上的凹槽沿長度方向平行且等距離分布。兩塊板沒有任 何一對對映體凹槽，即不銹鋼薄板上的各凹槽位置均與碳鋼鋼板上的凹槽位置 相錯，而且對應(yīng)于碳鋼鋼板上二相鄰凹槽之間的板平面。
不銹鋼薄板上的凹槽的剖面形狀為半圓形，半徑為20mm， 二半圓形凹槽 的中心軸線之間的距離是100mm， 二半圓形凹槽之間的間距是60mm。
碳鋼鋼板上的凹槽的剖面形狀為長方形，寬度(自板凸起的深度)為10mm， 長度40mm， 二長方形凹槽的中心軸線之間的距離為100mm， 二凹槽之間的間 距是60mm。
采用電阻壓力焊接方法中的縫焊方式，將兩塊板的正面以面對面方式進(jìn)行貼合焊接。首先將兩塊板的正面面對面地貼合起來，使兩塊板上的中心對準(zhǔn)， 四邊對齊。然后，將這樣貼合起來的兩塊板，喂入由一對圓盤狀電極(即上圓 盤狀電極和下圓盤狀電極)構(gòu)成的縫隙之間，使要進(jìn)行焊接的部位(即貼合起 來的板平面部分)位于縫隙中。然后，將圓盤狀上、下電極6和7通電，并使 之緊壓二塊板的要焊接部位。接著，兩個電極同時沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，使二塊 板的要焊接部分連續(xù)喂入縫隙并水平送進(jìn)，由此在二塊板上形成貼合焊接區(qū) 域，即熱交換器的底面。向外凸起于底面的半圓形凹槽和長方形凹槽分別構(gòu)成 一個半圓形和長方形流道。由此，兩塊板形成一個雙層波紋狀熱交換器。
將進(jìn)口接頭焊接到位于熱交換器一側(cè)的下端的流道進(jìn)口，將出口接頭焊接 到位于熱交換器另一側(cè)的上端的流道的出口。由此制成了本發(fā)明的雙層波紋狀 板式熱交換器。
經(jīng)過焊接質(zhì)量檢驗(yàn)和流體通道密封性質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行清潔處理。然 后，將3個這樣形成的熱交換器浸入藥液反應(yīng)罐的藥液中使用，向熱交換器流 體通道中不間斷地注入合適溫度的流液后，通過熱交換器表面與藥液的接觸進(jìn) 行冷熱交換，用以控制藥液的溫度。
實(shí)施例4
選擇兩塊厚度和尺寸完全相同的不銹鋼薄板，厚度0.8mm，長和寬均為 3.0m。
在一塊不銹鋼板的一面上由壓模機(jī)壓出29條梯形凹槽(該面稱為板的正 面)，這些凹槽沿長度方向相互平行且等距離排布在板上。凹槽的剖面形狀為 梯形，梯形高為10mm，底邊長40mm，上邊長20mm。 二凹槽的中心軸線之間 的距離是100mm。凹槽自板背面向外凸起。
另一塊板未進(jìn)行壓模處理，沒有凹槽。
采用電阻壓力焊接方法中的縫焊方式，將具有凹槽的不銹鋼薄板的正面與 另一塊不銹鋼鋼板的一面以面對面方式進(jìn)行貼合焊接。首先將兩塊板面對面地 貼合起來，使兩塊板的中心對準(zhǔn)、四邊平行。然后，將這樣貼合起來的兩塊板， 喂入由一對圓盤狀電極(即上圓盤狀電極和下圓盤狀電極)構(gòu)成的縫隙之間， 使要進(jìn)行焊接的部位(即貼合起來的板平面部分)位于縫隙中。然后，將圓盤 狀上、下電極6和7通電，并使之緊壓二塊板的要焊接部位。接著，兩個電極 同時沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，使二塊板的要焊接部分連續(xù)喂入縫隙并水平送進(jìn)，由此在二塊板上形成貼合焊接區(qū)域，即熱交換器的底面。向外凸起于底面的梯形 凹槽構(gòu)成一個梯形的流道。由此，兩塊板形成一個單層波紋狀熱交換器。
采用上述方法制成數(shù)個熱交換器，使其中一部分熱交換器的流道進(jìn)口位于 熱交換器一側(cè)的上端，流道出口位于另一側(cè)的下端。而使另一部分熱交換器的 流道進(jìn)口位于熱交換器一側(cè)的下端，流道出口位于另一側(cè)的上端。
將進(jìn)口接頭焊接到流道進(jìn)口，將出口接頭焊接到流道出口上。由此制成了 許多單層波紋狀板式熱交換器。
再將該熱交換器沿長度方向壓制成弧度為18° (弦高尺寸為0.12米)的
園弧形，使熱交換器的沒有流道凸起的一面為弧形的內(nèi)表面。
經(jīng)過焊接質(zhì)量檢驗(yàn)和流體通道密封性質(zhì)量檢驗(yàn)合格并經(jīng)清潔處理后，將20 只該熱交換器沿周邊二二相焊接，焊接成直徑為19.1m的食品液體原料加熱罐 的園周外殼，使每個熱交換器的出口接頭與相鄰熱交換器的進(jìn)口接頭相通，進(jìn) 口接頭與另一個相鄰熱交換器的出口接頭相通，由此使各熱交換器的流道相 通。再配上金屬上蓋和底部外殼就成為圓形的貯存食品液體原料加熱罐。
向熱交換器流體通道中不間斷地注入合適溫度的流液后，通過熱交換器表 面與食品原料加熱罐內(nèi)的食品原料液體的接觸進(jìn)行冷熱交換，用以控制食品原 料液體的溫度。
實(shí)施例5
如實(shí)施例1所述制備一個雙層波紋狀熱交換器。
在熱交換器的表面涂燒上氟素樹脂，形成保護(hù)性涂層。
經(jīng)過焊接質(zhì)量檢驗(yàn)和流體通道密封性質(zhì)量檢驗(yàn)合格并經(jīng)清潔處理后，將該 熱交換器浸入金屬表面磷化槽的磷化液中使用，向熱交換器流體通道中不間斷 地注入合適溫度的流液后，通過熱交換器表面與磷化液的接觸進(jìn)行冷熱交換， 用以控制磷化液的溫度。由于在熱交換器的表面涂燒了氟素樹脂保護(hù)性涂層， 所以盡管用在磷酸鹽溶液中也避免了磷酸鹽溶液中的鐵粘附固化在熱交換器 表面的現(xiàn)象，保持了熱交換器交換效率，延長使用壽命。
權(quán)利要求1. 一種板式熱交換器，它包括底面、流道、進(jìn)口接頭、和出口接頭；其特征是它由兩塊板構(gòu)成，至少一塊板的正面上排布有長條形凹槽，并凸起于板背面，所述兩塊板這樣焊接成一體使它們的正面以面對面的方式貼合焊接起來，并使凹槽自板背面向外凸起，經(jīng)面對面貼合焊接起來的部分形成熱交換器的底面，而自板背面向外凸起的凹槽構(gòu)成向外凸起于底面的流道。
2. 如權(quán)利要求l所述的板式熱交換器，其中所述兩塊板的厚度、面積、和材料均相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，它包含l-30條流道，沿長度方向 等距離地平行排布在熱交換器的底面上。
4. 如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其中所述凹槽的剖面形狀選自半圓形、半橢圓形、梯形、矩形、正方形、或多邊形。
5. 如權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器，其中所述的兩塊板的正 面上都排布有長條形凹槽，這些凹槽都構(gòu)成熱交換器的流道。
6. 如權(quán)利要求5所述的板式熱交換器，其中兩塊板具有至少一對對映體凹 槽，該對映體凹槽分別位于兩塊板上，它們在各自板上的位置呈鏡像對映，而 且它們沿長度方向的中心軸線相重合，兩者面對面合起來構(gòu)成一個凸起于熱交 換器底面的流道。
7. 如權(quán)利要求6所述的板式熱交換器，其中所述兩塊板中的所有凹槽都是 對映體凹槽，其中一塊板上的所有凹槽都在另一塊板上具有相對映的凹槽。
8. 如權(quán)利要求5所述的板式熱交換器，其中所述兩塊板上的凹槽的剖面形 狀和剖面尺寸完全相同。
9. 如權(quán)利要求7所述的板式熱交換器，其中所述兩塊板上的對映體凹槽的 剖面形狀和剖面尺寸完全相同。
10. 如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其中所述兩塊板由電阻壓力焊接 方法進(jìn)行悍接。
11. 如權(quán)利要求l所述的板式熱交換器，其特征在于，所述板的材料選自 不銹鋼、鈦鋼、或碳鋼鋼板。
12. —種容器，其外殼包含至少一個權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，所 述的熱交換器沿四周邊緣與周圍的外殼材料或相鄰的熱交換器的邊緣經(jīng)焊接 而結(jié)合成一體，構(gòu)成容器外殼的一部分或整個外殼。
13. 如權(quán)利要求12所述的容器，其外殼包含至少兩個熱交換器，而且至少 兩個熱交換器是相鄰接的，相鄰接的兩個熱交換器中的一個的出口接頭與另一 個的進(jìn)口接頭相通，使相鄰接的兩個熱交換器的流道串聯(lián)相通。
14. 如權(quán)利要求12所述的容器，其外殼包含至少兩個熱交換器，該至少 兩個熱交換器相鄰或不相鄰，它們的進(jìn)口接頭均與流道媒體的總供口相接，它 們的出口接頭都與流道媒體的總出口相接，它們的流道并聯(lián)相通。
15. 如權(quán)利要求12所述的容器，它是圓形容器，其中所述的熱交換器每 個都沿長度方向整體彎曲加工成弧度小于等于60°的圓弧，再沿四周邊緣與周 圍的外殼材料或相鄰的熱交換器的邊緣經(jīng)焊接而結(jié)合成一體。
16. 如權(quán)利要求15所述的容器，它是圓形容器，所述的熱交換器構(gòu)成其整 個圓筒形外殼。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種板式熱交換器及包含此熱交換器的容器，它包括底面、流道、進(jìn)口接頭、和出口接頭。它由兩塊板構(gòu)成，至少一塊板的正面上排布有長條形凹槽，并凸起于板背面，所述兩塊板這樣焊接成一體使它們的正面以面對面的方式貼合焊接起來，并使凹槽自板背面向外凸起，經(jīng)面對面貼合焊接起來的部分形成熱交換器的底面，而自板背面向外凸起的凹槽構(gòu)成向外凸起于底面的流道。該熱交換器可以貼合到容器外壁上使用，或浸入容器或液槽內(nèi)使用，或用作容器或液槽外殼的一部分或全部。該熱交換器結(jié)構(gòu)簡單、用料省、成本低，而且制造方便，也便于使用。
文檔編號F28D9/00GK201246982SQ20082005770
公開日2009年5月27日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者丁宏廣 申請人:丁宏廣