板式熱交換器以及具有該板式熱交換器的冷凍循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供能夠防止因冷凝液液膜的形成而導(dǎo)致傳熱效率降低，還能夠防止因冷凝液滯留而導(dǎo)致傳熱效率降低的板式熱交換器以及具有該板式熱交換器的冷凍循環(huán)裝置，板式熱交換器(100)是在多個(gè)傳熱板(7)之間交替地形成有供第1流體流通的第1流路(11)和供第2流體流通的第2流路，且至少在第1流路(11)內(nèi)設(shè)有內(nèi)部翅片(6)的板式熱交換器。而且，板式熱交換器(100)在內(nèi)部翅片(6)上的與傳熱板(7)相對(duì)的區(qū)域內(nèi)以及在傳熱板(7)上，沿著第1流體的流動(dòng)方向形成有比內(nèi)部翅片(6)的翅片部間的尺寸小的凹槽(8、9)。
【專利說(shuō)明】板式熱交換器以及具有該板式熱交換器的冷凍循環(huán)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種板式熱交換器以及具有該板式熱交換器的冷凍循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往提出一種板式熱交換器，即，在兩塊側(cè)板之間按照規(guī)定的間隔層疊多個(gè)傳熱板，在這些傳熱板之間形成的空間里交替形成流通第I流體的流路和流通第2流體的流路。而且，這種以往的板式熱交換器中，還提出為了提高傳熱性能而在流路中設(shè)置內(nèi)部翅片，例如，提出這樣一種板式熱交換器，即“一種板式熱交換器，被構(gòu)造為:多個(gè)傳熱板1、1.?被層疊以形成在該傳熱板1、1.?之間彼此相鄰的第I流路2、2.?和第2流路3、3.?，所述第I流路2、2...和所述第2流路3、3..中各自流通的第I流體X和第2流體Y之間進(jìn)行熱交換，在該板式熱交換器中，為了促進(jìn)傳熱同時(shí)增大傳熱面積而在所述第I流路2、2.?和第2流路3、3.?中分別設(shè)置有內(nèi)部翅片4、4.?，由于這些形狀設(shè)計(jì)自由度高的內(nèi)部翅片4、4.?的存在，促進(jìn)了構(gòu)成流路2和3的傳熱板1、1.?之間的傳熱，同時(shí)也增大了傳熱面積?！?參見(jiàn)專利文獻(xiàn)I)
[0003]另外，還針對(duì)以往的流路內(nèi)設(shè)置有內(nèi)部翅片的板式熱交換器，提出這樣一種板式熱交換器，例如“油冷卻器的核心部1，被構(gòu)造為由多個(gè)基本形狀相同的第I核心板5和第2核心板6交替層疊，由此在各核心板5、6之間交替構(gòu)成油流路7和冷卻水流路8。油流路7中各自?shī)A設(shè)有內(nèi)部翅片11。從油流路7的方向看，第I核心板5上設(shè)有向外側(cè)凸起的第I突條部31，第2核心板6上設(shè)有向外側(cè)凸起的第2突條部32，第I突條部31和第2突條部32在油的流動(dòng)方向 上交替定位?！?參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2)
[0004]另外，針對(duì)以往的流路內(nèi)設(shè)置有內(nèi)部翅片的板式熱交換器，提出使兩塊傳熱板形成為一個(gè)扁平管，并提出這樣一種板式熱交換器，例如“在扁平管I的平面部Ia上，以下游端到達(dá)管的曲面部Ib的方式，形成有多個(gè)相對(duì)長(zhǎng)度方向傾斜的、冷凝水流下用的傾斜槽7，在該扁平管I的外面?zhèn)刃纬捎型箺l7a。而且內(nèi)部翅片6被插入扁平管I內(nèi)?！?參見(jiàn)專利文獻(xiàn)3)
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I特開(kāi)2003-185375號(hào)公報(bào)(說(shuō)明書(shū)摘要、圖1)
[0008]專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2011-007410號(hào)公報(bào)(說(shuō)明書(shū)摘要、圖9)
[0009]專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2003-294382號(hào)公報(bào)(說(shuō)明書(shū)摘要、圖2)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0011]例如，在設(shè)置有內(nèi)部翅片的流路中，第I流體(例如制冷劑)由蒸氣冷凝為液體時(shí)，即，與第I流體流動(dòng)的該流路鄰接的流路內(nèi)流動(dòng)的第2制冷劑(例如水)被第I流體加熱時(shí)，專利文獻(xiàn)1-3中記載的熱交換器有如下問(wèn)題。[0012]專利文獻(xiàn)I中記載的板式熱交換器，與傳熱板的傳熱面和內(nèi)部翅片的傳熱面相對(duì)(接觸)的區(qū)域是平(平坦)的。所以，在第I流體流動(dòng)的流路中，與傳熱板的傳熱面和內(nèi)部翅片的傳熱面相對(duì)(接觸)的區(qū)域很容易形成冷凝液的液膜。因此，這些液膜會(huì)產(chǎn)生熱阻，就會(huì)有從第I流體向第2流體傳熱的效率降低這樣的問(wèn)題存在。
[0013]另一方面，專利文獻(xiàn)2中記載的板式熱交換器中，傳熱板的傳熱面上形成有突條部(突條部31、32)，專利文獻(xiàn)3中記載的熱交換器中也在扁平管的傳熱面上形成傾斜槽(傾斜槽7)。所以，這兩種熱交換器與專利文獻(xiàn)I中記載的板式熱交換器相比，能夠防止在與換熱板傳熱面和內(nèi)部翅片傳熱面相對(duì)的區(qū)域上形成液膜。但是，專利文獻(xiàn)2中記載的板式熱交換器，由于突條部形成為相對(duì)于第I流體的流動(dòng)方向垂直，因此被突出部保持的冷凝液的流動(dòng)性降低。所以，專利文獻(xiàn)2中記載的板式熱交換器，被突條部滯留的冷凝液會(huì)形成熱阻，所以也會(huì)有從第I流體向第2流體傳熱的效率降低這樣的問(wèn)題存在。另外，專利文獻(xiàn)3中記載的熱交換器中，傾斜槽相對(duì)于第I流體流動(dòng)的方向傾斜設(shè)置，這樣會(huì)形成斷續(xù)流動(dòng)。所以，專利文獻(xiàn)3中記載的熱交換器，被傾斜槽保持的冷凝液很容易形成滯留，這些滯留的冷凝液會(huì)形成熱阻。因此，專利文獻(xiàn)3中記載的熱交換器和專利文獻(xiàn)2中記載的板式熱交換器一樣，也都會(huì)有從第I流體向第2流體傳熱的效率降低這樣的問(wèn)題存在。
[0014]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠防止因冷凝液液膜的形成而導(dǎo)致傳熱效率降低，還能夠防止因冷凝液滯留而導(dǎo)致傳熱效率降低的板式熱交換器以及具有該板式熱交換器的冷凍循環(huán)裝置。
[0015]解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0016]本實(shí)用新型涉及的板式熱交換器，在兩塊側(cè)板之間隔有規(guī)定的間隔地層疊多個(gè)形成有傳熱面的傳熱板，在所述側(cè)板和所述傳熱板之間以及所述各傳熱板之間形成的空間內(nèi)，供第I流體流通的第I流體流入口及第I流體流出口、和供與所述第I流體不同的第2流體流通的第2流體流入口及第2流體流出口交替她連通，供所述第I流體流通的第I流路和供所述第2流體流通的第2流路交替地形成，至少在所述第I流路內(nèi)，在與所述傳熱面相對(duì)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有內(nèi)部翅片，其中，在所述第I流體流入口、所述第I流體流出口、所述第2流體流入口和所述第2流體流出口處連接有配管，在所述第I流路中的所述內(nèi)部翅片的設(shè)置區(qū)域內(nèi)，在所述內(nèi)部翅片上的與所述傳熱板相對(duì)的區(qū)域，以及所述傳熱板中的至少一方上，沿著所述第I流體的流動(dòng)方向，形成有多個(gè)比所述內(nèi)部翅片的翅片部間的尺寸小的凹槽。
[0017]此外，本實(shí)用新型涉及的冷凍循環(huán)裝置具有本實(shí)用新型涉及的板式熱交換器。
[0018]實(shí)用新型的效果
[0019]本實(shí)用新型中，例如在設(shè)有內(nèi)部翅片的第I流路內(nèi)，第I流體(例如制冷劑)從蒸氣冷凝為液體時(shí)，第I流體的冷凝液膜可以被保持并匯集在凹槽內(nèi)。因此，本實(shí)用新型能在與傳熱板的傳熱面和內(nèi)部翅片的傳熱面相對(duì)(接觸)的區(qū)域抑制液膜的形成。或者，本實(shí)用新型能使在傳熱板的傳熱面和內(nèi)部翅片的傳熱面相對(duì)(接觸)的區(qū)域內(nèi)形成的第I流體的冷凝液膜變薄。因此，本實(shí)用新型能提高從第I流體向第2流體的傳熱效率。
[0020]而且，本實(shí)用新型中，凹槽是沿第I流體的流動(dòng)方向形成的。所以，被保持在凹槽內(nèi)的第I流體的冷凝液很容易流向下游側(cè)，從而提高來(lái)自凹槽的第I流體的冷凝液的流動(dòng)性。因此，本實(shí)用新型能防止因?yàn)榈贗流體的冷凝液的滯留在凹槽中而導(dǎo)致從第I流體向第2流體的傳熱效率降低?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是表示以往板式熱交換器的分解立體圖。
[0022]圖2是表示設(shè)置在以往的板式熱交換器中的內(nèi)部翅片的立體圖。
[0023]圖3是表示以往的板式熱交換器的截面圖。
[0024]圖4是圖3中的V部放大圖。
[0025]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中板式熱交換器的重要部位的放大圖，相當(dāng)于圖3中V部位置的放大圖。
[0026]圖6是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中板式熱交換器的傳熱板和內(nèi)部翅片的立體圖。
[0027]圖7是圖6的W部的放大圖。
[0028]圖8是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中板式熱交換器的傳熱板的立體圖。
[0029]圖9是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式2中板式熱交換器的一個(gè)例子的重要部位的放大圖。
[0030]圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式3中板式熱交換器的一個(gè)例子的重要部位的放大圖。
[0031]圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式4中板式熱交換器的傳熱板的立體圖。
[0032]圖12是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式5中冷凍循環(huán)裝置的回路圖。
[0033]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0034]I第I流體流入口、2第I流體流出口、3第2流體流入口、4第2流體流出口、5側(cè)板、6內(nèi)部翅片、6a基板部、6b頂面部、61第I切起部、61a第I頂面部、61b第I腳部、62第2切起部、62a第2頂面部、62b第2腳部、7傳熱板、7a傳熱板、7b傳熱板、8凹槽、8a貫通槽、8b底部側(cè)凹槽、9凹槽、9a流出口側(cè)凹槽、9b流入口側(cè)凹槽、11第I流路、12第2流路、30熱源側(cè)制冷劑回路、31壓縮機(jī)、32蒸發(fā)器、32a送風(fēng)機(jī)、33膨脹閥、40利用側(cè)制冷劑回路、41泵、42利用側(cè)熱交換器、100板式熱交換器、150冷凍循環(huán)裝置、200板式熱交換器(以往)、A第I流體的流動(dòng)方向、B第2流體的流動(dòng)方向。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施方式I
[0036]本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100在流路中設(shè)置有內(nèi)部翅片6。而且，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100的一個(gè)特征在于:在內(nèi)部翅片6上形成有凹槽8,在傳熱板7上形成有凹槽9。
[0037]下面，為了使本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100易于理解，首先說(shuō)明以往的一般板式熱交換器200 (也就是沒(méi)有形成本實(shí)施方式中的凹槽8和凹槽9的板式熱交換器)。然后，一邊與以往的板式熱交換器200相比較，一邊說(shuō)明本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100。
[0038]另外，在說(shuō)明本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100和以往的板式熱交換器200時(shí)，起同樣作用的構(gòu)成部件用同樣的標(biāo)記說(shuō)明。
[0039]圖1是表示以往的板式熱交換器的分解立體圖。圖2是表示沒(méi)置在該板式熱交換器中的內(nèi)部翅片的立體圖。圖3是表示該板式熱交換器的截面圖。另外，圖4是圖3中V部的放大圖。而且，圖3是沿與在傳熱板之間形成的流路內(nèi)流動(dòng)的流體的流動(dòng)方向垂直的截面切開(kāi)形成的截面圖。另外，圖1和圖4中顯示的“A”表示第I流體的流動(dòng)方向，圖1和圖4中顯示的“B”表示第2流體的流動(dòng)方向。
[0040]首先，用圖1-圖4說(shuō)明以往的板式熱交換器200。
[0041]板式熱交換器200被構(gòu)造為，例如在起強(qiáng)化板式熱交換器200作用的兩塊側(cè)板5之間，隔有規(guī)定的間隔層疊多個(gè)形成有平(平坦)的傳熱面的傳熱板7。兩塊側(cè)板5例如可以形成長(zhǎng)方形的形狀。并且，一邊的側(cè)板5的四個(gè)角上分別形成有第I流體流入口 1，第I流體流出口 2，第2流體流入口 3和第2流體流出口 4。而且，這些第I流體流入口 1，第I流體流出口 2，第2流體流入口 3和第2流體流出口 4都連接有配管。
[0042]另外，下面，為了方便說(shuō)明，將側(cè)板5的寬度方向設(shè)為X軸，將側(cè)板5的長(zhǎng)度方向設(shè)為I方向進(jìn)行說(shuō)明。
[0043]傳熱板7由2種傳熱板(傳熱板7a和傳熱板7b)構(gòu)成。而且,傳熱板7a和傳熱板7b交替設(shè)置在兩塊側(cè)板5之間。這些傳熱板7a和傳熱板7b米用與側(cè)板5相同的長(zhǎng)方形，且形成的傳熱面都是平(平坦)的。而且，這些傳熱板7a和傳熱板7b與側(cè)板5—樣，四個(gè)角上也分別設(shè)置有第I流體流入口 1，第I流體流出口 2，第2流體流入口 3和第2流體流出口 4 (另外，以下在統(tǒng)稱傳熱板7a和傳熱板7b時(shí)，則稱為傳熱板7)。
[0044]而且，換熱板7a形成周緣部、第I流體流入口 I和第I流體流出口 2突出的形狀。也就是說(shuō)，傳熱板7a被構(gòu)造為，使連通第2流體流入口 3和第2流體流出口 4的流路，與第I流體流入口 I和第I流體流出口 2分隔開(kāi)。另一方面，換熱板7b形成周緣部、第2流體流入口 3和第2流體流出口 4突出的形狀。也就是說(shuō)，換熱板7b被構(gòu)造為，使連通第I流體流入口 I和第I流體流出口 2的流路，與第2流體流入口 3和第2流體流出口 4分隔開(kāi)。因此，將側(cè)板5、傳熱板7a和傳熱板7b組裝在一起的狀態(tài)下，第I流體流動(dòng)的第I流路11和第2流體流動(dòng)的第2流路12是相互交替形成的。而且，如圖1和圖4所示，第I流路11中流動(dòng)的第I流體沿y軸，從圖1的上側(cè)向下側(cè)流動(dòng)，第2流路12中流動(dòng)的第2流體沿y軸，從圖1的下側(cè)向上側(cè)流動(dòng)。也就是說(shuō)，第I流體和第2流體流動(dòng)方向是相逆的。
[0045]而且，在板式熱交換器200的第I流路11和第2流路12雙方中，在與傳熱板7相對(duì)的區(qū)域上都設(shè)置有內(nèi)部翅片6。這些內(nèi)部翅片6是從基板部6a切起多個(gè)第I切起部61和多個(gè)第2切起部62而形成的。更詳細(xì)地說(shuō)，第I切起部61，截面呈-字形，且形成有與基板部6a平行的第I頂面部61a、和連接第I頂面部61a的兩端部與基板部6a的兩個(gè)第I腳部61b。而且，第I切起部61，隔有規(guī)定的間隔，在X軸方向形成多個(gè)。另外，第2切起部62，截面呈口字形，且形成有與基板部6a平行的第2頂面部62a、和連接第2頂面部62a的兩端部與基板部6a的兩個(gè)第2腳部62b。而且，第2切起部62與第I切起部61 —樣，也是隔有規(guī)定的間隔，在X軸方向形成多個(gè)。
[0046]而且，第2切起部62被形成為，相對(duì)于第I切起部61在X軸方向上偏置，第2頂面部62a的一部分與第I頂面部61a的一部分相連接(下面在要統(tǒng)稱第I頂面部61a和第2頂面部62a時(shí)，則稱為頂面部6b)。而且，隔有規(guī)定的間隔、在X軸方向上形成的多個(gè)第I切起部61，和隔有規(guī)定的間隔、在X軸方向上形成的多個(gè)第2切起部62，按第2頂面部62a的一部分與第I頂面部61a的一部分相連接的方式，在y軸方向上設(shè)置有多個(gè)。換言之，內(nèi)部翅片6被構(gòu)造為在基板部6a和頂面部6b之間形成多個(gè)第I腳部61b和多個(gè)第2腳部62b。[0047]這樣構(gòu)成的內(nèi)部翅片6,以基板部6a與傳熱板7a或傳熱板7b中的一方相對(duì)(接合)，頂面板6b與傳熱板7a或傳熱板7b中的另一方相對(duì)(接合)的方式設(shè)置在第I流路11和第2流路12中。也就是說(shuō)，第I切起部61的第I腳部61b和第2切起部62的第2腳部62b成為在第I流路11和第2流路12中，沿y軸方向形成的翅片部。所以，由于第I流路11中流動(dòng)的第I流體和第2流路12中流動(dòng)的第2流體被這些第I腳部61b和第2腳部62b攪拌，因而提高了第I流體和第2流體之間的換熱效率。
[0048]但是，按如上所述構(gòu)成的板式熱交換器200存在如下所述的問(wèn)題。
[0049]在板式熱交換器200中，第I流體和第2流體在進(jìn)行熱交換器時(shí)，通過(guò)傳熱板7的傳熱面、內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b，將高溫側(cè)流體的熱量傳向低溫測(cè)流體。例如第I流體是高溫制冷劑，第2流體是低溫的水，在兩種流體進(jìn)行熱交換時(shí)，第I流體的熱量通過(guò)傳熱板7的傳熱面、內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b，傳向第2流體。而且，蒸氣狀的第I流體在向第2流體傳遞熱量的過(guò)程中，會(huì)在第I流路11內(nèi)冷凝。這時(shí)，由于板式熱交換器200中的傳熱板7的傳熱面、內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b都是平坦的,成為冷凝液的第I流體很容易形成液膜。所以，由于這些液膜的熱阻，從第I流體向第2流體傳熱的效率就會(huì)降低。
[0050]因此，如后述的圖5?圖8所示，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100被構(gòu)造為，在以往的板式熱交換器200的構(gòu)成基礎(chǔ)上，在內(nèi)部翅片6上設(shè)置了凹槽8，以及在傳熱板7上設(shè)置了凹槽9。
[0051]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中的板式熱交換器的重要位置的放大圖，相當(dāng)于圖3中V部位置的放大圖。圖6是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中板式熱交換器的傳熱板和內(nèi)部翅片的立體圖。圖7是圖6中W部的放大圖。而圖8是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式I中的板式熱交換器的傳熱板的立體圖。另外，圖5中顯示的“A”表示第I流體的流動(dòng)方向，圖1和圖4中顯示的“B”表示第2流體的流動(dòng)方向。
[0052]如圖5和圖7所示，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100，在設(shè)置于第I流路11內(nèi)的內(nèi)部翅片6上，形成有多個(gè)截面形狀為〕形的凹槽8。這些凹槽8沿著y軸方向、也就是沿第I流體的流動(dòng)方向形成。而且，這些凹槽8形成在基板部6a的第I流路側(cè)的面，和頂面部6b的第I流路側(cè)的面上。也就是說(shuō)，這些凹槽8被設(shè)置在內(nèi)部翅片6上與傳熱板7的傳熱面相對(duì)的區(qū)域(相接觸的區(qū)域)。而且，在本實(shí)施方式I中，這些凹槽8分別從在內(nèi)部翅片6內(nèi)部流動(dòng)的第I流體的流動(dòng)方向上游側(cè)到下游側(cè)不中斷地形成。而且，在本實(shí)施方式I中，這些凹槽8分別形成為直線形。
[0053]而且，如圖5和圖8所示，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100的傳熱板7的傳熱面上，在第I流路側(cè)，不與內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b相對(duì)的區(qū)域(不接觸的區(qū)域)上，形成有多個(gè)截面形狀為-形的凹槽9。這些凹槽9沿7軸，也就是沿第I流體的流動(dòng)方向形成。而且，在本實(shí)施方式I中，這些凹槽9分別從在內(nèi)部翅片6內(nèi)部流動(dòng)的第I流體的流動(dòng)方向上游側(cè)到下游側(cè)不中斷地形成。而且，在本實(shí)施方式I中，這些凹槽9分別形成直線形。
[0054]g卩，內(nèi)部翅片6的凹槽8和傳熱板7的凹槽9形成在與第I流體接觸的區(qū)域內(nèi)。
[0055]如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100中，例如當(dāng)?shù)贗流體為高溫蒸氣狀的制冷劑等時(shí)，第I流體向第2流體傳遞熱量的過(guò)程中，在第I流路11中冷凝時(shí)，第I流體的冷凝液膜可以被保持并匯集在凹槽8和凹槽9內(nèi)。因此，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100能夠防止，在第I流路11中的傳熱板7的換熱面、內(nèi)部翅片6的基板部6a及頂面部6b上產(chǎn)生第I流體的冷凝液膜。或者，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100能夠使第I流路11中的傳熱板7的傳熱面、內(nèi)部翅片6的基板部6a及頂面部6b上形成的第I流體的冷凝液膜變薄。因此，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100能夠提高從第I流體向第2流體的傳熱效率。
[0056]而且，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100中，凹槽8和凹槽9是沿第I流體的流動(dòng)方向形成的。因此，被保持在凹槽8和凹槽9內(nèi)的第I流體的冷凝液比較容易向下游側(cè)流動(dòng)，從凹槽8和凹槽9中流下的冷凝液的流動(dòng)性得到了提高。因此，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100能夠防止凹槽8和凹槽9中冷凝液滯留以及從第I流體向第2流體的傳熱效率降低。
[0057]而且，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100中，凹槽8和凹槽9從在內(nèi)部翅片6內(nèi)部流動(dòng)的第I流體的流動(dòng)方向上游側(cè)到下游側(cè)不中斷地形成。因此，從凹槽8和凹槽9中流下的第I流體的冷凝液的流動(dòng)性得到了進(jìn)一步提高，也就能進(jìn)一步提高從第I流體向第2流體的傳熱效率。
[0058]而且，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100中，由于凹槽8和凹槽9形成直線形，因此，可以進(jìn)一步提升從凹槽8和凹槽9中流下的第I流體的冷凝液的流動(dòng)性，也就能進(jìn)一步提高從第I流體向第2流體的傳熱效率。
[0059]而且，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100中，凹槽9的深度比傳熱板7的厚度要小。所以，傳熱板7的傳熱面不必向第2流路12側(cè)突出就能在傳熱板7上形成凹槽9。因此，不會(huì)造成傳熱板7與內(nèi)部翅片6的接合復(fù)雜化，而使板式熱交換器100比較容易被制造。
[0060]這里，本實(shí)施方式I中說(shuō)明的是，高溫的第I流體一邊冷凝(發(fā)生相變)一邊加熱第2流體的例子。但是，本實(shí)施方式I中的板式熱交換器100，在低溫的第I流體一邊蒸發(fā)，一邊冷卻高溫的第2流體的時(shí)候，以及第I流體在保持單相(保持液相或氣相)狀態(tài)的情形下，與第2流體進(jìn)行熱交換時(shí)，也有提高第I流體和第2流體之間的傳熱效率的效果。第I流體蒸發(fā)時(shí)，由于第I流體被保持在凹槽8和凹槽9內(nèi)，因此能夠促進(jìn)核沸騰，從而可以提高第I流體和第2流體之間的傳熱效率。而且，第I流體在保持單相(保持液相或氣相)狀態(tài)的情形下與第2流體進(jìn)行熱交換時(shí)，通過(guò)凹槽8的角部(內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b的平坦部分與凹槽8交界的部位)以及凹槽9的角部(傳熱板7的傳熱面的平坦部分和凹槽9交界的部位)的作用，可以提高對(duì)第I流體的攪拌效果。而且，無(wú)論在第I流體冷凝的時(shí)候，還是在蒸發(fā)的時(shí)候，都能取得這種攪拌效果。
[0061]實(shí)施方式2
[0062]實(shí)施方式I中所示的凹槽8和凹槽9，在與這些凹槽長(zhǎng)度方向垂直的截面中形成從開(kāi)口部到底部的距離都相等的類似〕字形的形狀。不僅限于此，例如凹槽8和凹槽9也可以形成下面所述的截面形狀。而且，在實(shí)施方式2中沒(méi)有特別提到的構(gòu)成都與實(shí)施方式I中的相同，功能相同或構(gòu)成相同的部分也都用同一標(biāo)記表示。
[0063]圖9是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式2中的板式熱交換器的一個(gè)例子的重要部位的放大圖。該圖9是沿與凹槽8和凹槽9長(zhǎng)度方向垂直的截面切開(kāi)后的截面圖。[0064]本實(shí)施方式2中板式熱交換器100的凹槽8和凹槽9被形成為，在與凹槽8和凹槽9長(zhǎng)度方向垂直的截面中，從開(kāi)口部到底部寬度變小。例如，如圖9(a)所示，凹槽8和凹槽9的截面形成三角形形狀，從而形成從開(kāi)口部到底部寬度變小的凹槽8和凹槽9。還例如，如圖9 (b)所示，凹槽8和凹槽9的側(cè)面部形成階梯的形狀，換言之，在凹槽的底部形成比該凹槽寬度小的凹槽從而構(gòu)成凹槽8和凹槽9，因而可以形成從開(kāi)口部到底部寬度變小的凹槽8和凹槽9。
[0065]而且，圖9(b)中，通過(guò)在內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b上形成的截面為四邊形的貫通槽8a，以及在傳熱板7上與貫通槽8a相對(duì)的部分形成比貫通槽8a寬度小的底部側(cè)凹槽8b，形成凹槽8。不僅限于此，在內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b上，在凹槽的底部形成寬度比該凹槽小的凹槽，當(dāng)然也可以作為凹槽8。也就是說(shuō)，只在內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b上加工形成凹槽8當(dāng)然也可以。換言之，圖9(a)中的凹槽8當(dāng)然也可以由在內(nèi)部翅片6上形成的截面為梯形的貫通槽8a，和在傳熱板7上與貫通槽8a相對(duì)的部分形成的、截面形狀為三角形的底部側(cè)凹槽8b構(gòu)成。而且，實(shí)施方式I所示的凹槽8當(dāng)然也可以由在內(nèi)部翅片6上形成的截面形狀為四邊形的貫通槽8a，和在傳熱板7上與貫通槽8a相對(duì)的部分形成的、與貫通槽8a寬度相同的底部側(cè)凹槽8b構(gòu)成。
[0066]以上，如本實(shí)施方式2所述構(gòu)成的板式熱交換器100，不僅能取得與實(shí)施方式I同樣的效果，而且與實(shí)施方式I相比，還能取得如下所述的效果。
[0067]本實(shí)施方式2中的板式熱交換器100中，由于形成有從開(kāi)口部到底部寬度變小的凹槽8和凹槽9，所以，其可以調(diào)整保持在凹槽8和凹槽9中的冷凝液的量。例如，當(dāng)?shù)贗流體在第I流路11內(nèi)冷凝時(shí)，本實(shí)施方式2中的板式熱交換器100，在第I流體冷凝液膜形成的初級(jí)階段，冷凝液的保持量會(huì)比實(shí)施方式I的小。而且，隨著第I流體不斷的被冷凝，凹槽8和凹槽9中保持的冷凝液的量也不斷增加，這些增加量可以比實(shí)施方式I中的大。
[0068]而且，如實(shí)施方式2所述的那樣，由于凹槽8由內(nèi)部翅片6的貫通槽8a和傳熱板7的底部側(cè)凹槽8b構(gòu)成，且貫通槽8a和底部側(cè)凹槽Sb可以作為在內(nèi)部翅片6與傳熱板7位置時(shí)合時(shí)的標(biāo)記，所以能夠提高板式熱交換器100的組裝精度，因此，板式熱交換器100的穩(wěn)定性也就提聞了。
[0069]而且，如圖9 (a)所示，凹槽8和凹槽9的截面呈三角形時(shí)，可以根據(jù)三角形的頂角大小和邊長(zhǎng)來(lái)調(diào)整冷凝時(shí)液膜的保持量。而且，如圖9(b)所示，凹槽8和凹槽9的截面呈三角形時(shí)，可以通過(guò)變化尺寸a和b來(lái)調(diào)整冷凝時(shí)的液膜的保持量。
[0070]實(shí)施方式3
[0071]凹槽8和凹槽9的形狀不僅限于實(shí)施方式I和實(shí)施2中顯示的形狀，例如，也可以形成如下所述的截面形狀。而且，在本實(shí)施方式3中，沒(méi)有特別提到的構(gòu)成與實(shí)施方式I或?qū)嵤┓绞?中的相同,作用相同或構(gòu)成相同的部分用同一標(biāo)記表不。
[0072]圖10是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式3中的板式熱交換器的一個(gè)例子的重要部位的放大圖。該圖10是沿與凹槽8和凹槽9長(zhǎng)度方向垂直的截面切開(kāi)的截面圖。
[0073]本實(shí)施方式3的板式熱交換器100的凹槽8和凹槽9被形成為，在與凹槽8和凹槽9長(zhǎng)度方向垂直的截面上，從開(kāi)口部到底部寬度變大。例如，如圖10(a)所示，由于凹槽8和凹槽9被形成為，短邊側(cè)是開(kāi)口部的梯形形狀，因此可以形成從開(kāi)口部到底部的寬度變大的凹槽8和凹槽9。又例如如圖10(b)所示，凹槽8和凹槽9的側(cè)面部呈階梯狀，換言之，通過(guò)在凹槽的底部形成比該凹槽的寬度大的凹槽而構(gòu)成凹槽8和凹槽9，從而形成從開(kāi)口部到底部寬度變大的凹槽8和凹槽9。
[0074]而且，圖10(b)中，通過(guò)在內(nèi)部翅片6的基板部6a和頂面部6b上形成截面形狀為四邊形的貫通槽8a，和在傳熱板7上與貫通槽8a相對(duì)的部分形成比貫通槽8a寬度大的底部側(cè)凹槽8b，形成凹槽8。
[0075]以上，如本實(shí)施方式3所述構(gòu)成的板式熱交換器100，不僅能取得與實(shí)施方式I同樣的效果，而且與實(shí)施方式I相比，還能取得如下所述的效果。
[0076]本實(shí)施方式3中的板式熱交換器100，由于形成有從開(kāi)口部到底部寬度變大的凹槽8和凹槽9，所以，可以調(diào)整保持在凹槽8和凹槽9中的冷凝液的量。例如，當(dāng)?shù)贗流本在第I流路11中冷凝時(shí)，本實(shí)施方式3中的板式熱交換器100，在第I流體形成冷凝液膜的初級(jí)階段，冷凝液的保持量比實(shí)施方式I的大。而且，隨著第I流體不斷地被冷凝，雖然凹槽8和凹槽9中保持的冷凝液的量也不斷增加，但是這些增加量可以比實(shí)施方式I中的小。
[0077]而且，本實(shí)施方式3中的凹槽8和凹槽9的形狀是比較容易吸引冷凝液的形狀。所以，由于在凹槽8和凹槽9內(nèi)通過(guò)相鄰的氣泡的作用，很容易使沸騰活躍，因此在第I流體蒸發(fā)的條件下使用本實(shí)施方式3中的板式熱交換器時(shí)，第I流體和第2流體之間的傳熱效率比實(shí)施方式I和實(shí)施方式2中的高。
[0078]實(shí)施方式4
[0079]在實(shí)施方式I?實(shí)施方式3所示的凹槽9的端部，還可以設(shè)置有如下所述的流出口側(cè)凹槽9a和流入口側(cè)凹槽％。而且，在實(shí)施方式4中，沒(méi)有特別提到的構(gòu)成與實(shí)施方式I?實(shí)施方式3中任一個(gè)的相同,作用相同或構(gòu)成相同的部分用同一標(biāo)記表不。
[0080]圖11是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式4中的板式熱交換器的傳熱板的立體圖。
[0081]在本實(shí)施方式4中的板式熱交換器100的傳熱板7上形成有，一端與凹槽9連接、另一端與第I流體流出口 2連接的流出口側(cè)凹槽9a。
[0082]而且，在本實(shí)施方式4中的板式熱交換器100的傳熱板7上還形成有，一端與凹槽9連接、另一端與第I流體流入口 I連接的流入口側(cè)凹槽％。
[0083]內(nèi)部翅片6內(nèi)流動(dòng)的第I流體傾斜著流入第I流體流出口 2。而且，從第I流體流入口 I流入第I流路11內(nèi)的第I流體，在流過(guò)內(nèi)部翅片6的一側(cè)后，傾斜著流內(nèi)部翅片6內(nèi)。所以，從第I流體流入口 I到內(nèi)部翅片6的流路、以及從內(nèi)部翅片6到第I流體流出口 2的流路，都會(huì)成為相對(duì)于內(nèi)部翅片6內(nèi)流路流動(dòng)性較差的流路。但是，因?yàn)楸緦?shí)施方式4中的板式熱交換器100中設(shè)有流入口側(cè)凹槽9b和流出口側(cè)凹槽9a，所以在相對(duì)于這些內(nèi)部翅片6內(nèi)流路流動(dòng)性較差的流路上，第I流體會(huì)沿著流入口側(cè)凹槽9b和流出口側(cè)凹槽9a流動(dòng)，也就使第I流體能順利地流動(dòng)。而且在相對(duì)于這些內(nèi)部翅片6內(nèi)流路流動(dòng)性較差的流路上，因?yàn)榈贗流體能夠順利地流動(dòng)，也就能增大傳熱板7的有效傳熱面積。即使只設(shè)置第I流體流入口側(cè)凹槽9b和流出口側(cè)凹槽9a中的一方，也能取得這些效果。
[0084]而且，在上述的實(shí)施方式I?實(shí)施方式4中，雖然也舉例說(shuō)明了在第2流路12中設(shè)置有內(nèi)部翅片6的板式熱交換器100，但是，在第2流路12中不設(shè)置內(nèi)部翅片6，僅在第I流路11中設(shè)置有內(nèi)部翅片6的板式熱交換器當(dāng)然也能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
[0085]而且，在上述的實(shí)施方式I?實(shí)施方式4中，雖然舉例說(shuō)明了只在第I流路11側(cè)形成有凹槽8、凹槽9、流出口側(cè)凹槽9a和流入口側(cè)凹槽9b的板式熱交換器100，但是，也可以在第2流路12側(cè)形成凹槽8、凹槽9、流出口側(cè)凹槽9a和流入口側(cè)凹槽％。在第2流路12側(cè)設(shè)置上述部件也能獲得在第I流路11側(cè)獲得的上述效果。
[0086]而且，在上述的實(shí)施方式I?實(shí)施方式4中，雖然對(duì)形成有凹槽8和凹槽9雙方的板式熱交換器100進(jìn)行了說(shuō)明，但是，只形成有凹槽8和凹槽9其中之一的熱交換器，也能取得上述的效果。
[0087]而且，在上述的實(shí)施方式I?實(shí)施方式4中，雖然對(duì)第I流路和第2流路成為逆流的板式熱交換器100進(jìn)行了說(shuō)明，但是，當(dāng)然也可以將第I流路和第2流路并行設(shè)置。
[0088]而且，本實(shí)用新型步及的板式熱交換器，當(dāng)然也可以由實(shí)施方式I?實(shí)施方式3所示形狀的凹槽8和凹槽9的組合而構(gòu)成。
[0089]實(shí)施方式5
[0090]最后，說(shuō)明具有實(shí)施方式I?實(shí)施方式4所述的板式熱交換器100的冷凍循環(huán)裝
置的一例。
[0091]圖12是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式5中冷凍循環(huán)裝置的回路圖。
[0092]該圖12所示的冷凍循環(huán)裝置150是將實(shí)施方式I?實(shí)施方式4中所述的任一種板式熱交換器100作為制冷劑對(duì)制冷劑熱交換器使用的空氣調(diào)節(jié)裝置。該冷凍循環(huán)裝置150由熱源側(cè)制冷劑回路30和利用側(cè)制冷劑回路40等構(gòu)成。
[0093]熱源側(cè)制冷劑回路30依次由壓縮機(jī)31、作為冷凝器的板式熱交換器100、膨脹閥33和蒸發(fā)器32通過(guò)制冷劑配管連接而成。而且，利用側(cè)制冷劑回路40依次由泵41、利用側(cè)熱交換器42和板式熱交換器100通過(guò)制冷劑配管連接而成。
[0094]經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)31壓縮后的蒸氣狀態(tài)的熱源側(cè)制冷劑(例如第I流體)流入板式熱交換器100中。流入板式熱交換器100的熱源側(cè)制冷劑加熱利用側(cè)制冷劑(例如第2流體)后冷凝。在板式熱交換器100中，冷凝的熱源側(cè)制冷劑變成了過(guò)冷卻狀態(tài)的液體制冷劑，然后流入膨脹閥33中。在膨脹閥33中膨脹后的低溫低壓的熱源側(cè)制冷劑變成了低干燥度的兩相狀態(tài)，然后流入蒸發(fā)器32。流入蒸發(fā)器32的熱源側(cè)制冷劑，從自送風(fēng)機(jī)32a送出的空氣中吸熱蒸發(fā)。經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器32蒸發(fā)的熱源側(cè)制冷劑被吸入壓縮機(jī)31中，再次被壓縮。
[0095]另一方面，在板式熱交換器100中，通過(guò)與熱源側(cè)制冷劑熱交換而被加熱的利用側(cè)制冷劑，被泵41吸入并送出后，流入利用側(cè)熱交換器42內(nèi)。在利用側(cè)熱交換器42中，利用側(cè)制冷劑加熱從送風(fēng)機(jī)42a送出的空調(diào)空間的空氣，為空調(diào)空間供暖。然后，利用側(cè)制冷劑再次流入板式熱交換器100中。
[0096]如上所述構(gòu)成的冷凍循環(huán)裝置150，由于具有實(shí)施方式I?實(shí)施方式4所示的板式熱交換器100，所以該裝置是一種節(jié)能性和可靠性高的冷凍循環(huán)裝置。
[0097]而且，雖然本實(shí)施方式5中的冷凍循環(huán)裝置150將板式熱交換器100用作熱源側(cè)制冷劑回路30的冷凝器，但是，也可以將板式熱交換器100用作熱源側(cè)制冷劑回路30的蒸發(fā)器。當(dāng)然也可以將板式熱交換器100同時(shí)用作熱源側(cè)制冷劑回路30的冷凝器和蒸發(fā)器雙方。
[0098]產(chǎn)業(yè)利用的可能性
[0099]本實(shí)用新型涉及的板式熱交換器，除了可以在上述的空調(diào)裝置中使用以外，還可以在例如發(fā)電、食品加熱消毒處理設(shè)備等，裝有板式熱交換器的很多工業(yè)或家用設(shè)備上使用。
【權(quán)利要求】
1.一種板式熱交換器， 在兩塊側(cè)板之間隔有規(guī)定的間隔地層疊多個(gè)形成有傳熱面的傳熱板， 在所述側(cè)板和所述傳熱板之間以及所述各傳熱板之間形成的空間內(nèi)，供第I流體流通的第I流體流入口及第I流體流出口、和供與所述第I流體不同的第2流體流通的第2流體流入口及第2流體流出口交替地連通， 供所述第I流體流通的第I流路和供所述第2流體流通的第2流路交替地形成， 至少在所述第I流路內(nèi)，在與所述傳熱面相對(duì)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有內(nèi)部翅片， 其特征在于， 在所述第I流體流入口、所述第I流體流出口、所述第2流體流入口和所述第2流體流出口處連接有配管， 在所述第I流路中的所述內(nèi)部翅片的設(shè)置區(qū)域內(nèi)，在所述內(nèi)部翅片上的與所述傳熱板相對(duì)的區(qū)域，以及所述傳熱板中的至少一方上，沿著所述第I流體的流動(dòng)方向，形成有多個(gè)比所述內(nèi)部翅片的翅片部間的尺寸小的凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其特征在于: 在與所述凹槽的長(zhǎng)度方向垂直的截面上，所述凹槽從開(kāi)口部到底部，寬度變小。
3.如權(quán)利要求1所述的板式熱交換器，其特征在于: 在與所述凹槽的長(zhǎng)度方向垂直的截面上，所述凹槽從開(kāi)口部到底部，寬度變大。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 在形成有所述凹槽的流路上，形成有一端與所述凹槽相連接、另一端與和該流路連通的流入口相連接的流入口側(cè)凹槽，以及一端與所述凹槽相連接，另一端與和該流路連通的流出口相連接的流出口側(cè)凹槽中的至少一方。
5.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 在所述第2流路中，在與所述傳熱面相對(duì)的區(qū)域內(nèi)也設(shè)有內(nèi)部翅片， 所述凹槽沿所述第2流體的流動(dòng)方向形成。
6.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 在所述內(nèi)部翅片的設(shè)置區(qū)域內(nèi)，所述凹槽分別從在該內(nèi)部翅片的內(nèi)部流動(dòng)的流體的流動(dòng)方向上游側(cè)到下游側(cè)不中斷地形成。
7.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 所述凹槽分別形成直線形。
8.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 所述凹槽的形成在所述傳熱板上的部分的深度比該傳熱板的厚度小。
9.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器,其特征在于: 所述凹槽中的至少一部分凹槽，由形成在所述內(nèi)部翅片上的貫通槽和形成在所述傳熱板的與所述貫通槽相對(duì)的部分的底部凹槽形成。
10.一種冷凍循環(huán)裝置，其特征在于:具有如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的板式熱交換器。
【文檔編號(hào)】F28D9/00GK203615791SQ201320782658
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月16日
【發(fā)明者】伊東大輔 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社