用于热交换器板的固持装置、用于热交换器板的垫圈布置、具有边缘部分的热交换器板和板式热交换器的制作方法

1.本发明涉及用于热交换器板的固持装置、用于热交换器板的垫圈布置、具有边缘部分的热交换器板和板式热交换器。更具体地，本公开涉及如本文所附独立权利要求的前序部分所限定的用于热交换器板的固持装置、用于热交换器板的垫圈布置、具有边缘部分的热交换器板和板式热交换器。


背景技术：

2.板式热交换器(或phe)典型地由两个端件或板组成，在这两个端件或板之间，许多热传递板以对齐方式布置在组件中。在一种众所周知的phe(所谓的带垫圈板式热交换器(gphe))中，垫圈布置在热传递板之间。端板(也称为压力板)和热传递板压向彼此，由此垫圈用作热传递板之间的密封件。垫圈在热传递板之间限定流动通道，初始温度不同的流体可通过该通道流动，以将热量从一种流体传递到另一种流体。
3.当组装板式热交换器时，用于支撑压力板和热传递板的承载杆布置成从框架板的上部或下部延伸穿过热交换板的凹部。热传递板可竖立或悬挂在承载杆上，并且因此由承载杆支撑。承载杆布置成在垂直于热传递板的纵向和横向延伸的平面的方向上延伸。
4.在使用圆形承载杆和/或引导杆的板上，板通常设计有凹部或开口，该凹部或开口具有卡扣功能，以将承载杆固持在设置在组件中的每个热传递板的边缘上的凹部内。这样，提供了防止板在组装期间将掉落和/或滑移的风险的保护措施。该解决方案通过将开口或凹部布置到每个热交换器板的边缘来工作。开口在板的外边缘处比杆的直径窄，并且朝向板的中心更宽，使得杆可容纳在凹部中。然而，为了使凹部设有具有更窄直径的外边缘，凹部的延伸通常布置成比承载杆的容纳所需的更长，并且通常通过使板延伸超过杆的纵向中心轴线并通过减小板中开口的延伸以使其比杆的直径更窄来布置。然而，这通常要求热交换器板需要比热交换过程所需的更长。然而，由于对环境的要求不断提高，希望减少不可再生原材料在热交换器中的使用。因此，希望减少在热交换器板中使用的原材料的数量并降低板的成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的是减轻、缓解或消除现有技术中的上述缺点中的一个或多个，并提供热交换器板的解决方案，由此可减少不可再生原材料的使用。降低板的成本也是一个目标。
6.另外，希望增加用于板的热交换过程的面积。因此，本发明的另一个目的是能够实现用于热交换的板区域的增加的利用率。
7.通过所附权利要求书中限定的本发明实现了上面提及的目的。
8.根据第一方面，提供了一种用于热交换器板的固持装置，该固持装置具有纵向延伸和垂直于纵向延伸的横向延伸，该固持装置包括第一夹持部分和第二夹持部分，该第一
夹持部分和第二夹持部分在距彼此的横向距离处平行地布置。第一和第二夹持部分中的每一个包括相应的纵向延伸的指状构件，该指状构件构造成与热交换器板的表面接合。每个指状构件在一个端部处附接到相应的第一横向部分或第二横向部分。根据本发明，第一和第二横向部分之间的横向距离短于纵向延伸的指状构件之间的横向距离，由此形成开放隔室。隔室由两个纵向延伸的指状构件在横向方向上限制，并且由第一和第二横向部分至少部分地在纵向方向上限制，形成的隔室构造成将包括横向延伸的物体固持在隔室内，该物体具有比第一和第二横向部分之间的横向距离大的横向延伸。
9.通过本固持装置，可在隔室内为具有比第一和第二横向部分之间的横向距离更大的横向延伸的物体提供简单且坚固的固持装置。通过本固持装置，有可能由更便宜的材料代替由板的形状获得的固持装置，并且因此减少用于热交换板的金属原材料的使用。由于在热交换器板中使用大量的材料，小尺寸的设计改变导致大量的材料节省，这从环境和经济的角度来看都是巨大的优势。同时，可通过所附权利要求书中要求保护的固持装置为热交换器的组装中使用的承载杆提供足够的支撑。
10.第一夹持部分和第二夹持部分中的每一个可包括至少两个纵向延伸的指状构件，其可用于接合热交换器板的边缘。因此，可获得固持装置与板的更强的接合和更稳定的固持装置。指状构件可构造成定位在板的相对两侧处。这样，即使板向后-向前移动，即在垂直于板的纵向轴线的平面的平面内移动，也可保持卡扣功能。横向部分可构造成搁靠板边缘，由此可限制横向部分在纵向方向上的移动。
11.在相应的第一和第二夹持部分中的指状构件可具有不同的长度。因此，可在固持装置中节省材料。
12.相对于固持装置的纵向延伸的方向，相应的第一和第二夹持部分的指状构件可以10-70o的角度附接到相应的第一和第二横向部分。这样，可进一步提高横向部分的支撑力。
13.固持装置可包括适于将第一和第二夹持部分彼此连接的连接区段。由此，可获得用于固持装置的集成设计。连接区段可附接到第一和第二横向部分，或者连接区段可在与附接到相应的第一和第二横向部分的端部相对的端部处附接到指状构件。
14.本发明还涉及一种用于热交换器板的垫圈布置，该垫圈布置包括垫圈，该垫圈包括流体密封环路和如上文限定的固持装置。以类似于上文限定的方式，固持装置具有纵向延伸和垂直于纵向延伸的横向延伸。固持装置包括第一夹持部分和第二夹持部分，该第一夹持部分和第二夹持部分在距彼此的横向距离处平行地布置。第一和第二夹持部分中的每一个包括相应的纵向延伸的指状构件，该指状构件构造成与热交换器板的表面接合。每个指状构件在一个端部处附接到相应的第一横向部分或第二横向部分。根据本发明，第一和第二横向部分之间的横向距离短于纵向延伸的指状构件之间的横向距离，由此形成开放隔室。隔室由两个纵向延伸的指状构件在横向方向上限制，并且由第一和第二横向部分至少部分地在纵向方向上限制，形成的隔室构造成将包括横向延伸的物体固持在隔室内，该横向延伸大于第一和第二横向部分之间的横向距离。
15.通过具有包括流体环路和固持装置两者的垫圈布置，提供了简单和坚固的布置，同时可实现板材料的原材料节省。
16.第一夹持部分和第二夹持部分中的每一个可包括至少两个纵向延伸的指状构件，用于接合热交换器板边缘的边缘，该指状构件在一个端部处附接到相应的第一横向部分和
第二横向部分。
17.指状构件在固持装置的纵向方向上可具有不同的长度。因此，可有利于垫圈布置的安装并实现材料节省。
18.根据一种变型，较长的指状构件可连接或集成到垫圈。由此，可获得一体式集成垫圈布置。这样，可有利于垫圈布置的安装。然而，垫圈和固持装置可彼此连接或集成以形成一体式构造。当垫圈和固持装置连接到彼此时，它们可作为单独的部件提供，但在安装之前或期间连接在一起。因此，当这些零件作为连接到彼此的单独的零件提供时，在一个零件损坏的情况下，只需要由新零件来代替这个零件。
19.垫圈的区段可构造成用作第一夹持部分和第二夹持部分的连接部分。这样，可实现简单的集成构造。
20.固持装置和垫圈可包括相同或不同的材料或由相同或不同的材料组成。例如，如果垫圈材料具有集成构造，则从制造的观点来看，将相同的材料用于固持装置和垫圈两者可能是有利的。另一方面，使用不同的材料可能是有利的，因为这样，材料特性可适于相应部分中的密封功能或固持功能。固持装置和/或垫圈中使用的材料可为弹性材料，由此有利于将固持装置和垫圈安装在热交换板上。
21.本发明还涉及一种热交换器板，该热交换器板具有两个相对的侧表面、在板的纵向、横向和厚度方向上的延伸，并且包括边缘部分，该边缘部分包括构造成配合承载杆的凹部。该热交换器板包括如上所述的固持装置或如上所述的包括固持装置的垫圈布置。固持装置布置成使得第一夹持部分和第二夹持部分布置在凹部的相应横向侧处，并且使得横向部分中的至少一个具有适于延伸横过凹部的边缘的横向延伸。
22.通过固持装置，可减少板材料的使用，并且有可能利用板的更大面积来进行热交换，因为在热交换器的安装期间不需要过多的板材料来为承载杆提供卡扣功能。
23.热交换器板可具有基本上矩形的形状，并且该板包括上边缘、下边缘、两个侧边缘和在其至少一个侧表面上用于垫圈的凹槽，并且其中，该凹部布置在板的上边缘或下边缘处。因此，在热交换器的安装期间，承载杆可装配到凹部以支撑板。
24.固持装置可包括至少两个指状构件，其布置成接合热交换器板的边缘，使得指状构件中的至少一个定位在板的两个相对侧表面的每一侧上，并且其中，固持装置的横向部分适于邻近或沿着板的边缘延伸。这样，即使板向后-向前移动，即在垂直于板的纵向轴线的平面的平面内移动，也可保持卡扣功能。在板的相对两侧上的两个指状构件可通过接合板的边缘而附加地充当固持装置的夹持构件。横向部分可构造成搁靠板边缘，由此可限制横向部分在纵向方向上的移动。
25.热交换器板可包括波纹边缘部分，该波纹边缘部分包括在沿着板的边缘从凹部向外延伸的区域中的一系列峰和谷。指状构件可适于定位在谷中。因此，指状构件可被装配以夹持板边缘，使得板的厚度不会显著增加。另外，谷夹持指状构件并防止指状构件的横向移动。
26.指状构件可具有两个不同的长度，其中，较短的指状构件适于定位在板的一侧上，并且较长的指状构件适于定位在包括垫圈的板的相对侧上。因此，可实现材料的节省，同时可有利于固持装置的安装。
27.凹部可具有半圆形以适于承载杆的形状。然而，可设想可对应于承载杆的形状的
任何横截面形状。
28.固持装置可包括连接区段，该连接区段具有适于围绕凹部的周边的形状。这样，可提供增加的紧固表面。另外，可提供对夹持部分的增加的支撑，例如，因为连接区段位于装配在凹部中的承载杆附近。
29.本发明还涉及一种板式热交换器，该板式热交换器包括框架和如上文所限定的多个堆叠的热交换器板，其中，这些板由适于装配在每个热交换器板的凹部中的至少一个承载杆支撑。承载杆可适于装配在每个热交换器板的上边缘处的凹部中。
30.从下文给出的详细描述中，本发明将变得显而易见。详细描述和具体示例仅以说明的方式公开本发明。本领域技术人员从详细描述中的指导理解，可在所附权利要求书中限定的本发明的范围内做出改变和修改。
附图说明
31.当结合附图时，通过参照本发明的示例实施例的以下说明性和非限制性的详细描述，将更全面地理解本发明的上述目的以及附加目的、特征和优点。
32.图1示意性地示出包括热交换器板的叠堆的板式热交换器；图2示出现有技术热交换器板；图3示出具有边缘部分的现有技术热交换器板的一部分，在该边缘部分中装配了承载杆。
33.图4示出具有边缘部分的热交换器板的示例，承载杆装配在该边缘部分中，并且借助于根据本公开的固持装置来固持；图5示出具有边缘部分的热交换器板的另一个示例，承载杆装配在该边缘部分中，并且借助于根据本公开的固持装置来固持；图6示出图5中图示的具有边缘部分的热交换器板的背侧；图7示出根据本公开的从与热交换器板接合的背侧的固持装置的另一个示例；图8示出根据本公开的从与热交换器板接合的前侧的固持装置的另一个示例；图9示出图8中图示的具有边缘部分的热交换器板的背侧；图10示意性地示出根据本公开的包括垫圈布置的示例热交换器板。
具体实施方式
34.现在将参照附图描述本发明，在附图中示出了本发明的示例。然而，本发明可以其它形式实施，并且不应被解释为限于本文中公开的实施例。提供所公开的实施例以向技术人员全面传达本发明的范围。
35.图1示出了根据本公开的板式热交换器100的示例，该板式热交换器100包括多个堆叠的带垫圈的热交换器板200。板式热交换器100可旨在用于处理流体介质。处理可为例如加热、冷却、热回收、蒸发和冷凝。流体可为诸如水(例如海水)的液体或空气。根据一个变型，板式热交换器用于处理海水以将海水脱盐，但不限于此。
36.板式热交换器100包括多个带垫圈的热交换器板200，其可例如为压缩模制的。热交换器板200彼此平行堆叠地并且以使得它们形成板组件2的方式连续地设置。板组件2设置在框架板3和压力板4之间。在热交换器板200之间形成第一板间隙5和第二板间隙6。第一
板间隙5和第二板间隙6以交替的顺序设置在板组件2中，使得基本上每个第一板间隙5由两个第二板间隙6围绕，并且基本上每个第二板间隙6由两个第一板间隙5围绕。板组件2中的不同区段借助于每个板间隙5、6中的垫圈220彼此划界，这将在下面更详细地解释。
37.在图2中图示了包括已知类型的垫圈220'的现有技术带垫圈热交换器板200'的示例。如附图中所图示，热交换器板200'具有在纵向方向l和横向方向t上的延伸。板200'具有两个相对的基本上平行的侧边缘7、8、上边缘9和下边缘10。中心轴线c在两个侧边缘7和8之间基本上居中地并且基本上纵向地延伸。当板组件2位于正常使用位置时，中心轴线c竖直地延伸。板组件2(即，热交换器板200’和设置在它们之间的垫圈220’)以其本身已知的方式借助于示意性地指示的系紧螺栓11保持在一起。垫圈220'在热传递板之间限定流动通道21、22、23、24，例如初始温度不同的流体可通过这些通道流动并将热量从一种流体传递到另一种流体。图2公开了热交换器板1的一侧，其面对第一板间隙5中的一个，该第一板间隙5基本上布置成形成用于待处理介质(例如待脱盐的海水)的通路。板1的相对侧面对第二板间隙6中的一个。在第一板间隙5和第二板间隙6中的每一个中，在板边缘7、8、9和10附近，存在围绕液体介质通道21、22、23和24延伸的主垫圈220'。热交换器板200'的上边缘9和下边缘10包括具有卡扣功能的凹部50'，以配合和固持承载杆。承载杆的目的是在热交换器的组装或安装期间支撑板。
38.与图2中类似类型的凹部50’在图3中示意性地和放大地示出。因此，图3示意性地图示了现有技术热交换器板200'的上边缘10的一部分，该部分包括具有用于承载杆的卡扣功能的凹部50'。凹部50'包括半圆形的主部分51'和加长的上部部分52'。凹部50'构造成配合承载杆30。图示的承载杆30具有圆形横截面，但通常对于本公开中讨论的承载杆，可使用任何其它横截面形状。相对的加长的上部部分52'之间的横向距离d2小于承载杆30的最宽横截面延伸，该延伸在这种情况下是直径d1。由于加长的上部部分52
′
，承载杆被固持在凹部中，并且承载杆在纵向方向上的显著移动被阻止。然而，如上文所提及的，图示类型的设计要求板比必要的长。
39.现在将参照图4至图8更详细地解释根据本公开的固持装置的示例。
40.图4至图9中的每一个示意性地图示了根据本公开的固持装置的示例。所谓固持装置是指包括一个或几个零件并具有构造成将物体基本上固持在某个位置的设计的部件或设备。
41.首先同等地参考每个图4至图9来描述所示的每个示例的共同特征。大体上，固持装置具有在纵向方向l上的纵向延伸和在垂直于纵向延伸的横向方向t上的横向延伸。图示的固持装置60提供用于将承载杆30(图8和图9中未示出)固持在位于热交换器板200的上边缘9处的凹部50中。
42.固持装置60包括两个相对的夹持部分，即第一夹持部分61和第二夹持部分62，它们布置在距彼此的横向距离d2处。该距离可为预定义的，并且适于凹部和将固持在凹部50内的承载杆30的形状和尺寸。第一夹持部分61和第二夹持部分62中的每一个包括相应的横向延伸部分63和64以及附接到相应的横向部分63和64的纵向延伸的指状构件65和66。指状构件65和66构造成与热交换器板200的第一表面91接合。第一表面91可为板的垫圈220安装在其上的表面，并且因此对应于板的前表面。
43.根据本发明，第一横向部分63和第二横向部分64之间的横向距离d2短于纵向延伸
的指状构件65和66之间的横向距离d3，由此形成开放隔室70。所谓开放隔室是指不完全由外部边界围绕而是改为由外部边界部分地限制的区段。隔室70在横向方向t上由两个纵向延伸的指状构件65和66限制，并且在纵向方向上至少部分地由第一横向部分63和第二横向部分64限制。形成的隔室70因此构造成将包括横向延伸的物体固持在隔室70内，该横向延伸为例如承载杆30的延伸d1，该延伸d1大于第一横向部分63和第二横向部分64之间的横向距离d2。因此，通过防止物体至少在一个纵向方向上的移动，物体被固持在隔室中，该纵向方向在图中示出为竖直向上。
44.在图4中所示的示例中，固持装置仅包括两个纵向指状构件65和66，它们可例如借助于胶合、热熔融固持装置材料或通过焊接附接到板表面91。
45.本固持装置结构简单且坚固。通过本固持装置，有可能代替在已知的热交换板中使用的加长的上部部分52'。本发明的固持装置可由比板材料便宜的材料制造。因此，可获得更经济的固持装置，同时可减少贵重的金属原材料的使用。
46.在图5中示出了根据本公开的固持装置60的另一个示例。在所示的示例中，第一夹持部分61和第二夹持部分62中的每一个分别包括在板200的前表面91上的两个纵向延伸的指状构件65、67和66、68。
47.在从板200的背侧92示出固持装置60的图6中，图示了第一夹持部分61和第二夹持部分62中的每一个包括在板200的第二(即背侧)表面92上的另一个指状构件691和692。
48.图5和图6中图示的指状构件65-68和691、692可用于通过由在板200的两侧上的指状构件夹持边缘9来接合热交换器板200的边缘9。横向部分63、64可构造成搁靠板边缘9，由此可限制横向部分在纵向方向上的移动。在相应的第一夹持部分61和第二夹持部分62中的指状构件65、67、66、68和691、692可具有不同的长度。适当地，在相应的侧91和92上的指状构件具有不同的长度，例如，使得背侧92上的指状构件691和692短于与板的前表面91接合的指状构件65、67、66、68。因此，可在固持装置中节省材料。
49.通过在每个夹持部分中使用至少两个指状构件，可实现固持装置与板的更强接合。指状构件的数量可变化，并且可为例如从1至10个，但不限于此。当指状构件定位在板的相对两侧处时，即使板向后-向前移动，即在垂直于板的纵向轴线的平面的平面内移动，固持装置也被紧紧地保持在其位置处。
50.在图7中，图示了固持装置60可包括适于将第一夹持部分61和第二夹持部分62彼此连接的连接区段80。由此，可获得用于固持装置的集成设计。连接区段80可附接到在板200的背侧92上的第一横向部分63和第二横向部分64，如图7中所图示。
51.在图8和图9中，图示了根据本公开的固持装置60的另一个示例。相应的第一夹持部分61和第二夹持部分62的指状构件65、67、691、693和66、68、692、694可相对于固持装置的纵向延伸以10-70o的角度附接到相应的第一横向部分63和第二横向部分64。通过以一定角度提供指状装置，可进一步提高横向部分的支撑力。位于板的背侧92上的指状构件691-694可短于在板200的前侧91上的指状构件65-69。另外，连接区段80可在与附接到相应的第一横向部分63和第二横向部分64的端部相对的端部处附接到指状构件65-68。如在图示示例中所示，连接区段也位于板200的前侧91上。连接区段80可为板200的垫圈220的一部分。通过提供与板的两个侧表面91和92接合的指状构件，并通过将固持装置与垫圈连接，固持装置可用作垫圈的附接装置，这是另一个优点。
52.本发明还涉及用于热交换器板200的垫圈布置250。垫圈布置250的示例在图10中示意性地图示。垫圈布置250包括垫圈220，垫圈220包括流体密封环路和固持装置60，如上面的示例中所述。所谓流体密封环路是指垫圈形成为密封至少两个单独的流体通道。固持装置60构造成将承载杆30固持在板200的凹部50中。在图示示例中，固持装置对应于结合图4所述的固持装置，但可为包括至少两个纵向延伸的指状构件的类型，用于接合热交换器板边缘的边缘，并且如结合图5至图9所述。
53.在上面的图示示例中，并且大体上，较长的指状构件可连接或集成到垫圈以形成一体式构造。当垫圈和固持装置连接到彼此时，它们可作为单独的部件提供，但在安装之前或期间连接在一起。因此，当零件作为连接到彼此的单独的零件提供时，在所关注的零件破损的情况下，将有可能仅更换一个零件。
54.固持装置和垫圈可包括相同或不同的材料或由相同或不同的材料组成。例如，如果垫圈材料具有集成构造，则从制造的观点来看，将相同的材料用于固持装置和垫圈两者可能是有利的。另一方面，使用不同的材料可能是有利的，因为这样，材料特性可适于相应部分中的密封功能或固持功能。固持装置和/或垫圈中使用的材料可为弹性材料，由此有利于将固持装置和垫圈安装在热交换板上。在一些情况下，用于固持装置的材料可选择成比用于垫圈的材料更硬。用于垫圈和/或固持装置的合适材料的示例包括但不限于橡胶、聚合物材料和金属。
55.本发明还涉及热交换器板200，该热交换器板200具有两个相对的侧表面91和92、在板的纵向、横向和厚度方向上的延伸，并且包括边缘部分9，该边缘部分9包括构造成配合承载杆30的凹部50，并且参考图4至图10。热交换器板200包括如上所述的固持装置60或如上所述的包括固持装置的垫圈布置250。固持装置布置成使得第一夹持部分和第二夹持部分布置在凹部50的相应横向侧处，并且使得横向部分63、64中的至少一个具有适于延伸横过凹部50的边缘的横向延伸。
56.通过固持装置，可减少板材料的使用，并且有可能利用板的更大面积进行热交换，因为在热交换器的安装期间不需要过多的板材料来为所需的承载杆提供卡扣功能。
57.热交换器板200可具有基本上矩形的形状，并且该板包括上边缘、下边缘、两个侧边缘和在其至少一个侧表面上用于垫圈的凹槽。凹部50布置在板的上边缘或下边缘处。因此，在热交换器的安装期间，承载杆可装配到凹部以支撑板。
58.热交换器板200可包括波纹边缘部分9，该波纹边缘部分9包括在沿着板200的边缘9从凹部50向外延伸的区域中的一系列峰94和谷93，其中附图标记在图4中示出。指状构件65-69和691-694可适于定位在谷93中。因此，指状构件可被装配以夹持板边缘，使得板的厚度不会显著增加。另外，谷夹持指状构件并防止指状构件的横向移动。
59.指状构件可具有两个不同的长度，其中，较短的指状构件适于定位在板的一侧上，并且较长的指状构件适于定位在包括垫圈的板的相对侧上。因此，可实现材料的节省，同时可有利于固持装置的安装。
60.凹部50可具有半圆形以适于承载杆的形状。然而，可设想可对应于承载杆的形状的任何横截面形状。
61.固持装置可包括连接区段，该连接区段具有适于围绕凹部的周边的形状。这样，可提供增加的紧固表面。另外，可提供对夹持部分的增加的支撑，例如，因为连接区段位于装
配在凹部中的承载杆附近。
62.本发明还涉及一种板式热交换器，该板式热交换器包括框架和多个堆叠的热交换器板，如上面限定的和如图1中大体上所示的。该板由适于装配在每个热交换器板的凹部中的至少一个承载杆支撑。承载杆可适于装配在每个热交换器板的上边缘处的凹部中。
63.本领域技术人员认识到，本发明不限于上述示例。本领域技术人员进一步认识到，在所附权利要求书的范围内，修改、组合和变型是可能的。另外，通过对附图、公开内容和所附权利要求书的研究，技术人员在实践要求保护的发明时可理解和实现对所公开实施例的变型。