傳熱板和包括這種傳熱板的板式熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳熱板和包括這種傳熱板的板式熱交換器。提供傳熱板和包括傳熱板的板式熱交換器。傳熱板有中心延伸平面，且包括沿傳熱板的縱向中心軸線接連布置的第一端區(qū)域、傳熱區(qū)域和第二端區(qū)域?？v向中心軸線將傳熱板分成分別由第一長(zhǎng)邊和第二長(zhǎng)邊界定的第一半部和第二半部。第一端區(qū)域包括分配區(qū)域、過渡區(qū)域和布置在傳熱板的第一半部?jī)?nèi)的入口端口孔。過渡區(qū)域沿第一邊界線鄰接分配區(qū)域，及沿第二邊界線鄰接傳熱區(qū)域。分配區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面有分配結(jié)構(gòu)的分配凸起和分配凹陷，過渡區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面有過渡結(jié)構(gòu)的過渡凸起和過渡凹陷，且傳熱區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面有傳熱結(jié)構(gòu)的傳熱凸起和傳熱凹陷。過渡結(jié)構(gòu)異于分配結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)。
【專利說明】傳熱板和包括這種傳熱板的板式熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的傳熱板。本發(fā)明還涉及包括這種傳熱板的板式熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]板式熱交換器典型地由兩個(gè)端板組成，在這兩個(gè)端板之間有許多以對(duì)準(zhǔn)的方式布置的傳熱板，在傳熱板之間形成通道。溫度最初不同的兩個(gè)流體可流過每隔一個(gè)通道，以將熱從一個(gè)流體傳遞到另一個(gè)流體，所述流體通過傳熱板中的入口端口孔和出口端口孔進(jìn)入和離開通道。
[0003]典型地，傳熱板包括兩個(gè)端區(qū)域和中間傳熱區(qū)域。端區(qū)域包括入口端口孔和出口端口孔，以及相對(duì)于傳熱板的基準(zhǔn)平面被壓制成具有分配結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷(諸如凸脊和低谷)的分配區(qū)域。類似地，傳熱區(qū)域相對(duì)于所述基準(zhǔn)平面被壓制成具有傳熱結(jié)構(gòu)的凸起和凹陷(諸如凸脊和低谷)。一個(gè)傳熱板的分配結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)的凸脊布置成在接觸區(qū)域中接觸板式熱交換器中的另一個(gè)(相鄰)傳熱板的分配結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)的低谷。傳熱板的分配區(qū)域的主要任務(wù)是在流體到達(dá)傳熱區(qū)域之前，使進(jìn)入通道的流體分布在傳熱板的寬度上，以及收集流體，并且在流體經(jīng)過傳熱區(qū)域之后，將流體導(dǎo)引出通道。相反，傳熱區(qū)域的主要任務(wù)是傳熱。
[0004]由于分配區(qū)域和傳熱區(qū)域具有不同的主要任務(wù)，所以分配結(jié)構(gòu)通常與傳熱結(jié)構(gòu)不同。分配結(jié)構(gòu)使得其提供較弱的流阻和低壓降，這典型地與較“寬松的”分配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(諸如所謂的巧克力結(jié)構(gòu))相關(guān)聯(lián)，從而在相鄰的傳熱板之間提供較少但大的接觸區(qū)域。傳熱結(jié)構(gòu)使得其提供較強(qiáng)的流阻和高壓降，這典型地與較“密集的”傳熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(諸如所謂的魚骨形結(jié)構(gòu))相關(guān)聯(lián)，從而在相鄰的傳熱板之間提供較多但較小的接觸區(qū)域。
[0005]在兩個(gè)相鄰傳熱板之間的接觸區(qū)域的位置和密度不僅取決于兩個(gè)傳熱板的凸脊和低谷之間的距離，而且還取決于兩個(gè)傳熱板的凸脊和低谷的方向。作為示例，如果兩個(gè)傳熱板的結(jié)構(gòu)相似但鏡像對(duì)稱，如圖1a中示出的那樣，其中，實(shí)線對(duì)應(yīng)于底部傳熱板的凸脊，而虛線則對(duì)應(yīng)于頂部傳熱板的低谷，則傳熱板之間的接觸區(qū)域(交點(diǎn))將位于垂直于傳熱板的縱向中心軸線L的假想等距直線(虛線)上。相反，如圖1b中示出的那樣，如果底部傳熱板的凸脊不如頂部傳熱板的低谷那么“陡峭”，則傳熱板之間的接觸區(qū)域?qū)⒏臑槲挥诓淮怪庇诳v向中心軸線的假想等距直線上。作為另一個(gè)示例，凸脊和低谷之間的較小的距離對(duì)應(yīng)于較多接觸區(qū)域。作為圖1c中示出的最后的示例，較“陡峭的”凸脊和低谷對(duì)應(yīng)于假想等距直線之間的較大的距離和布置在同一假想等距直線上的接觸區(qū)域之間的較小的距離。
[0006]在分配區(qū)域和傳熱區(qū)域之間的過渡部處(即，在板結(jié)構(gòu)改變處)，與板的其余部分的強(qiáng)度相比，傳熱板的強(qiáng)度可稍微降低。另外，接觸區(qū)域在過渡部處越分散，強(qiáng)度可能越糟糕。因此，具有陡峭的密集地布置的凸脊和低谷的兩個(gè)相鄰的傳熱板的相似但鏡像對(duì)稱的結(jié)構(gòu)典型地比具有不那么陡峭、不那么密集地布置的凸脊和低谷的不同的結(jié)構(gòu)包括更堅(jiān)固的過渡部。[0007]取決于其應(yīng)用，板式熱交換器可包括一個(gè)或多個(gè)不同類型的傳熱板。典型地，在傳熱板類型之間的差異在于它們的傳熱區(qū)域的設(shè)計(jì)，傳熱板的其余部分基本相似。作為示例，可存在兩個(gè)不同類型的傳熱板，一個(gè)具有“陡峭的”傳熱結(jié)構(gòu)，即所謂的低Θ結(jié)構(gòu)，這典型地與較低的傳熱容量相關(guān)聯(lián)，而另一個(gè)具有不那么“陡峭的”傳熱結(jié)構(gòu)，即所謂的高Θ結(jié)構(gòu)，這典型地與較高的傳熱容量相關(guān)聯(lián)。包含僅低Θ傳熱板的板組件將是較堅(jiān)固的，因?yàn)樗c布置在距分配區(qū)域和傳熱區(qū)域之間的過渡部的相同距離處的最大數(shù)量的接觸區(qū)域相關(guān)聯(lián)。另一方面，包含交替地布置的高Θ和低Θ傳熱板的板組件將較弱，因?yàn)樗c布置在距過渡部的相同距離處的較少數(shù)量的接觸區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
[0008]在 申請(qǐng)人:的瑞典專利SE 528879中進(jìn)一步描述了以上問題，該專利由此通過引用而結(jié)合在本文中，并且該專利還公開了這個(gè)問題的解決方法。該解決方法包括在傳熱板的分配區(qū)域和傳熱區(qū)域之間提供狹窄帶，而不管板類型如何。狹窄帶設(shè)有魚骨形結(jié)構(gòu)，更具體而言，設(shè)有密集地布置的“陡峭的”凸脊和低谷。從而，通往分配區(qū)域的過渡部將是相同且較堅(jiān)固的，而不管板組件包含哪種類型的傳熱板。
[0009]但是，盡管以上狹窄帶解決了通往分配區(qū)域的過渡部處的強(qiáng)度問題，但它會(huì)占用傳熱板的重要的表面面積，而不與有效的流體分配相關(guān)聯(lián)(由于凸脊和低谷的密度的原因)，也不與有效的傳熱相關(guān)聯(lián)(因?yàn)橥辜购偷凸取岸盖汀?。更具體而言，與高Θ傳熱板的傳熱表面的傳熱容量相比，狹窄帶的傳熱容量較低。但是，狹窄帶和低Θ傳熱板的傳熱表面的傳熱容量可大致相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種傳熱板，其具有通往分配區(qū)域的較堅(jiān)固的過渡部，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比較有效地利用傳熱板表面面積。本發(fā)明的基本概念是在傳熱板的分配區(qū)域和傳熱區(qū)域之間提供過渡區(qū)域，所述過渡區(qū)域被壓制成具有一定結(jié)構(gòu)的、彼此發(fā)散的凸起和凹陷。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種包括這種傳熱板的板式熱交換器。在所附權(quán)利要求中限定了用于實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)的傳熱板和板式熱交換器，并且在下面對(duì)它們進(jìn)行論述。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的傳熱板具有中心延伸平面，并且包括沿著傳熱板的縱向中心軸線接連布置的第一端區(qū)域、傳熱區(qū)域和第二端區(qū)域。縱向中心軸線將傳熱板分成分別由第一長(zhǎng)邊和第二長(zhǎng)邊界定的第一半部和第二半部。第一端區(qū)域包括分配區(qū)域、過渡區(qū)域和布置在傳熱板的第一半部?jī)?nèi)的入口端口孔。過渡區(qū)域沿著第一邊界線鄰接分配區(qū)域，以及沿著第二邊界線鄰接傳熱區(qū)域。分配區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面具有分配結(jié)構(gòu)的分配凸起和分配凹陷，過渡區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面具有過渡結(jié)構(gòu)的過渡凸起和過渡凹陷，并且傳熱區(qū)域相對(duì)于中心延伸平面具有傳熱結(jié)構(gòu)的傳熱凸起和傳熱凹陷。過渡結(jié)構(gòu)不同于分配結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)。另外，過渡凸起包括布置成與另一個(gè)傳熱板接觸的過渡接觸區(qū)域。假想直線在各個(gè)過渡凸起的兩個(gè)端點(diǎn)之間相對(duì)于縱向中心軸線成角度地延伸。該傳熱板的特征在于，角度在過渡凸起之間是變化的，并且沿從第一長(zhǎng)邊到第二長(zhǎng)邊的方向增大。
[0012]縱向中心軸線平行于中心延伸平面。
[0013]傳熱板通常是基本長(zhǎng)方形的。則第一長(zhǎng)邊和第二長(zhǎng)邊基本平行于彼此，以及平行于縱向中心軸線。
[0014]過渡凸起(和過渡凹陷)可具有任何形狀，諸如直的或彎曲的或它們的組合，而且它們可具有或者可不具有彼此不同的形狀。在直的過渡凸起的情況下，對(duì)應(yīng)的假想直線將沿著完整的過渡凸起延伸。對(duì)于不直的過渡凸起就不是這樣。
[0015]所有過渡凸起均可與不同的角度相關(guān)聯(lián)，或者一些(但不是所有)過渡凸起可與相同的角度相關(guān)聯(lián)，只要接近第二長(zhǎng)邊的過渡凸起的角度不小于接近第一長(zhǎng)邊的過渡凸起的角度即可。
[0016]如以介紹的方式描述的那樣，分配區(qū)域的主要任務(wù)是將流體從入口端口孔引導(dǎo)向傳熱區(qū)域，以及從而引導(dǎo)向過渡區(qū)域，并且使流體分布在傳熱板的寬度上。因?yàn)檫^渡凸起的角度隨距傳熱板的入口端口孔的距離的增大而增大，過渡區(qū)域也將在相當(dāng)大的程度上促使流體分布在傳熱板上，尤其是使流體分布在沿著傳熱板的第二半部的第二長(zhǎng)邊布置的外部部分上。另外，過渡凸起的這種增大的角度也與增大的傳熱能力相關(guān)聯(lián)。
[0017]傳熱板的第一邊界線(即，分配區(qū)域和過渡區(qū)域之間的邊界)可為非直線的。從而，與在第一邊界線改為直的情況下(在這種情況下，第一邊界線可用作傳熱板的彎曲線)相比，傳熱板的彎曲強(qiáng)度可增大。
[0018]另外，第一邊界線在許多不同的方面可為非直線的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，從傳熱區(qū)域看，第一邊界線為弓形且是凸的。這種凸的第一邊界線比對(duì)應(yīng)的直的第一邊界線更長(zhǎng)，這將產(chǎn)生排出區(qū)域的較大的“出口 ”，這又促使流體分配在傳熱板的寬度上。從而，可在保持分配效率的情況下將分配區(qū)域制造得更小。
[0019]分配結(jié)構(gòu)可使得分配凸起布置成凸起組，以及分配凹陷布置成凹陷組。另外，各個(gè)凸起組的分配凸起沿著從相應(yīng)的第一分配凸起延伸到第一邊界線的相應(yīng)的假想凸起線布置。類似地，各個(gè)凹陷組的分配凹陷沿著從相應(yīng)的第一分配凹陷延伸到第一邊界線的相應(yīng)的假想凹陷線布置。穿過分配區(qū)域的前側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的凸起線限定，并且穿過分配區(qū)域的后側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的凹陷線限定。另外，分配結(jié)構(gòu)可使得凸起線在交點(diǎn)與凹陷線相交，以形成柵格。具有以上構(gòu)造的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例是所謂的巧克力結(jié)構(gòu)，巧克力結(jié)構(gòu)是眾所周知且有效的分配結(jié)構(gòu)。
[0020]各個(gè)凸起線的最接近第一邊界線的交點(diǎn)可布置在假想連接線上，該連接線平行于第一邊界線。這個(gè)布置意味著柵格的各個(gè)最外部交點(diǎn)和第一邊界線之間距離是相同的，這有利于傳熱板的強(qiáng)度。以上連接線甚至可與第一邊界線重合，這可優(yōu)化傳熱板的強(qiáng)度。
[0021]傳熱板的過渡結(jié)構(gòu)可使得沿著各個(gè)過渡凸起延伸的假想延伸線類似于第三邊界線的相應(yīng)的部分，第三邊界線界定分配區(qū)域和過渡區(qū)域，并且平行于凸起線中的最長(zhǎng)一個(gè)延伸且進(jìn)一步延伸通過第一邊界線和第二邊界線的相應(yīng)的端點(diǎn)。另外，凸起線的各個(gè)其余部分也可類似于凸起線中的所述最長(zhǎng)一個(gè)的相應(yīng)的部分。根據(jù)這些實(shí)施例，過渡結(jié)構(gòu)可適于分配結(jié)構(gòu)，其中，過渡凸起可形成為分配結(jié)構(gòu)的凸起線的“伸長(zhǎng)部(elongation)”。從而，使得在分配區(qū)域和過渡區(qū)域之間有“平緩”過渡。這種“平緩”過渡與低壓降相關(guān)聯(lián)，從流體分配的角度看，這是有益的。更具體而言，它使得能夠更加有效地將流體分配在傳熱板的寬度上，尤其是在沿著傳熱板的第二半部的第二長(zhǎng)邊布置的外部部分上。
[0022]有創(chuàng)造性的傳熱板可構(gòu)建成使得在過渡凸起中的兩個(gè)相鄰的過渡凸起之間的第一距離小于在分配區(qū)域的凸起線中的兩個(gè)相鄰的凸起線之間的第二距離。因此，表面放大以及因而傳熱容量在過渡區(qū)域內(nèi)可比在分配區(qū)域內(nèi)更大。另外，如以介紹的方式闡明的那樣，較密集地布置的過渡凸起與較密集地布置在兩個(gè)相鄰的傳熱板之間的接觸區(qū)域相關(guān)聯(lián)，這有益于傳熱板的強(qiáng)度。
[0023]根據(jù)傳熱板的一個(gè)實(shí)施例，過渡結(jié)構(gòu)使得各個(gè)過渡凸起的最接近第一邊界線的過渡接觸區(qū)域布置在假想接觸線上，該接觸線平行于第一邊界線。這個(gè)布置意味著各個(gè)最外部過渡接觸區(qū)域和第一邊界線之間的距離相同，這有利于傳熱板的強(qiáng)度。
[0024]正如傳熱板的第一邊界線那樣，第二邊界線(即，過渡區(qū)域和傳熱區(qū)域之間的邊界)可為非直線的，例如從傳熱區(qū)域看為弓形且是凸的，這會(huì)產(chǎn)生相同的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的板式熱交換器包括上面描述的傳熱板。
[0026]根據(jù)以下詳細(xì)描述，以及根據(jù)附圖，本發(fā)明的另外的其它目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在將參照所附示意圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
圖1a-1c示出了不同的傳熱板結(jié)構(gòu)對(duì)之間的接觸區(qū)域；
圖2是板式熱交換器的正視圖；
圖3是圖2的板式熱交換器的側(cè)視圖；
圖4是傳熱板的平面圖；
圖5是圖4的傳熱板的一部分的放大圖；
圖6包括圖5的傳熱板的一部分的放大圖，并且示意性地示出了傳熱板的區(qū)段的接觸區(qū)域；
圖7是傳熱板的分配結(jié)構(gòu)的分配凸起的示意性橫截面；
圖8是傳熱板的分配結(jié)構(gòu)的分配凹陷的示意性橫截面；
圖9是傳熱板的過渡結(jié)構(gòu)的過渡凸起和過渡凹陷的示意性橫截面；以及 圖10是傳熱板的傳熱結(jié)構(gòu)的傳熱凸起和傳熱凹陷的示意性橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參照?qǐng)D2和3，顯示了帶墊圈的板式熱交換器2。熱交換器2包括第一端板4、第二端板6和分別布置在第一端板4和第二端板6之間的許多傳熱板。傳熱板為兩種不同的類型。一種類型具有中等Θ傳熱結(jié)構(gòu)，而另一個(gè)類型具有高Θ傳熱結(jié)構(gòu)，兩個(gè)類型在別的方面是基本相似的。在圖4中進(jìn)一步詳細(xì)地示出了具有中等Θ傳熱結(jié)構(gòu)的傳熱板中的一個(gè)，用8表示。不同的傳熱板交替地布置在板組件9中，其中，一個(gè)傳熱板的前側(cè)(在圖4中示出)面向相鄰傳熱板的后側(cè)。每隔一個(gè)傳熱板都相對(duì)于基準(zhǔn)定向(在圖4中示出)圍繞圖4的圖平面的法線方向旋轉(zhuǎn)180度。
[0029]傳熱板彼此被墊圈(未顯示)分開。傳熱板與墊圈共同形成并行的通道，通道布置成接收兩個(gè)流體，以將熱從一個(gè)流體傳遞到另一個(gè)流體。為此，第一流體布置成在每隔一個(gè)通道中流動(dòng)，并且第二流體布置成在其余通道中流動(dòng)。第一流體分別通過入口 10和出口12進(jìn)入和離開板式熱交換器2。類似地，第二流體分別通過入口 14和出口 16進(jìn)入和離開板式熱交換器2。在本文中不會(huì)詳細(xì)描述以上入口和出口。改為參照 申請(qǐng)人:的共同未決的專利申請(qǐng)“Heat exchanger plate and plate heat exchanger comprising such a heatexchanger plate (熱交換器板和包括這種熱交換器板的板式熱交換器)”，該申請(qǐng)與本申請(qǐng)同日提交且結(jié)合在本文中。對(duì)于要防漏的通道，必須將傳熱板壓靠在彼此上，借此墊圈在傳熱板之間進(jìn)行密封。為此，板式熱交換器2包括許多布置成分別將第一端板4和第二端板6壓向彼此的緊固器件18。
[0030]現(xiàn)在將參照?qǐng)D4、5和6以及圖7、8、9和10來進(jìn)一步描述傳熱板8，圖4、5和6分別示出了完整的傳熱板、傳熱板的部分A和傳熱板部分A的部分C，并且圖7、8、9和10示出了傳熱板的凸起和凹陷的橫截面。傳熱板8為基本長(zhǎng)方形的不銹鋼片材。它具有平行于圖
4、5和6的圖平面且平行于傳熱板8的縱向中心軸線I的中心延伸平面c-c (參見圖3)。縱向中心軸線y將傳熱板8分成分別具有第一長(zhǎng)邊24和第二長(zhǎng)邊26的第一半部20和第二半部22。傳熱板8包括第一端區(qū)域28、第二端區(qū)域30，以及布置在它們之間的傳熱區(qū)域32。第一端區(qū)域28又包括用于第一流體的入口端口孔34和用于第二流體的出口端口孔36，入口端口孔34和出口端口孔36分別布置成與板式熱交換器2的入口 10和出口 16連通。類似地，第二端區(qū)域30又包括用于第二流體的入口端口孔38和用于第一流體的出口端口孔40，入口端口孔38和出口端口孔40分別布置成與板式熱交換器2的入口 14和出口 12連通。在下文中，將描述第一端區(qū)域和第二端區(qū)域中的僅第一個(gè)，因?yàn)榈谝欢藚^(qū)域和第二端區(qū)域的構(gòu)造是相同的，只是關(guān)于橫向中心軸線X鏡像對(duì)稱。
[0031]第一端區(qū)域28包括分配區(qū)域42和過渡區(qū)域44。第一邊界線46分開分配區(qū)域和過渡區(qū)域，并且過渡區(qū)域44沿著第二邊界線48鄰接傳熱區(qū)域32。分別通過第一邊界線46的相應(yīng)的端點(diǎn)60和62從連接點(diǎn)54延伸到第二邊界線48的相應(yīng)的端點(diǎn)56和58的第三邊界線50和第四邊界線52相對(duì)于第一端區(qū)域28的其余部分界定分配區(qū)域42和過渡區(qū)域44。分配區(qū)域分別在入口端口孔34和出口端口孔36之間中從第一邊界線46延伸。從分配區(qū)域42看，第一邊界線46和第二邊界線48分別都是凹的。但是，第一邊界線46比第二邊界線48具有更尖銳的曲率，從而致使過渡區(qū)域44有變化的寬度。
[0032]分配區(qū)域42相對(duì)于中心延伸平面c-c被壓制成具有分配結(jié)構(gòu)的伸長(zhǎng)分配凸起64(實(shí)四邊形)和分配凹陷66 (虛四邊形)，參見圖6。在圖中示出了這些分配凸起和分配凹陷中的僅一些。分配凸起64分成許多凸起組，并且各個(gè)凸起組的分配凸起沿著從凸起組的第一分配凸起70延伸到第一邊界線46的相應(yīng)的假想凸起線68布置。圖7示出了分配凸起64的基本垂直于相應(yīng)的假想凸起線68而得到的橫截面。凸起線68中最長(zhǎng)的一個(gè)是最接近出口端口孔36的凸起線，并且其表示為72。凸起線的其余部分都類似于最長(zhǎng)凸起線72的相應(yīng)的部分，該部分從最長(zhǎng)凸起線的端點(diǎn)74延伸。因而，所有凸起線68都是平行的。第三邊界線50也平行于凸起線68。
[0033]類似地，分配凹陷66分成許多凹陷組，并且各個(gè)凹陷組的分配凹陷沿著從凹陷組的第一分配凹陷78延伸到第一邊界線46的相應(yīng)的假想凹陷線76布置。圖8示出了分配凹陷66的基本垂直于相應(yīng)的假想凹陷線76得到的橫截面。凹陷線76中最長(zhǎng)的一個(gè)是最接近入口端口孔34的凹陷線，并且其表示為80。凹陷線的其余部分都類似于最長(zhǎng)凹陷線80的相應(yīng)的部分，該部分從最長(zhǎng)凹陷線的端點(diǎn)82延伸。因而，所有凹陷線76都是平行的。第四邊界線52也平行于凹陷線76。最長(zhǎng)凹陷線80和最長(zhǎng)凸起線72是相似的，只是關(guān)于縱向中心軸線y鏡像對(duì)稱。
[0034]分配凸起64的假想凸起線68在交點(diǎn)71與分配凹陷66的假想凹陷線76相交，以形成柵格73。各個(gè)凸起線68的最接近第一邊界線46的交點(diǎn)表示為75，并且布置在假想連接線77(僅在圖6中以虛線示出)上。連接線77平行于第一邊界線46。如前面論述的那樣，這促使傳熱板8相應(yīng)地在分配區(qū)域42和過渡區(qū)域44之間的過渡部處有高強(qiáng)度。傳熱板8的分配凸起64布置成沿著它們的完整的延伸部接觸頂上的傳熱板的第二端區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)的分配凹陷，而分配凹陷66布置成沿著它們的完整的延伸部接觸下面的傳熱板的第二端區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)的分配凸起。分配結(jié)構(gòu)是所謂的巧克力結(jié)構(gòu)。
[0035]過渡區(qū)域44相對(duì)于中心延伸平面c-c被壓制成具有過渡結(jié)構(gòu)的交替地布置的過渡凸起84和過渡凹陷86 (圖9)，它們分別呈凸脊和低谷的形式，所述凸脊和低谷都從第二邊界線48延伸。在圖4中，用假想延伸線88示出這些凸脊的頂部，而用假想延伸線90示出這些低谷(但只是它們中的一些)的底部。在圖5和6中，為了清楚，僅示出了凸脊或過渡凸起84的假想延伸線88。圖9示出了過渡凸起84和過渡凹陷86的基本垂直于相應(yīng)的假想延伸線88和90得到的橫截面。延伸線88和90中的各個(gè)類似于第三邊界線50的相應(yīng)的部分。更具體而言，接近傳熱板8的第一長(zhǎng)邊24的延伸線類似于第三邊界線50的上部部分，而接近第二長(zhǎng)邊26的延伸線則類似于第三邊界線的下部部分，并且傳熱板的中心中的延伸線類似于第三邊界線的中心部分。因而，過渡結(jié)構(gòu)適于分配結(jié)構(gòu)，這致使在分配區(qū)域42和過渡區(qū)域44之間有較平緩的過渡，這又有益于在傳熱板上的流體分配。
[0036]第三邊界線50包括直的以及彎曲的部分，這意味著還有延伸線88和90且因而過渡凸起84和過渡凹陷86將包括直的以及彎曲的部分。另外，過渡結(jié)構(gòu)是“發(fā)散”的，這表示過渡凸起84以及還有過渡凹陷86不平行。更具體而言，縱向中心軸線y和假想直線92 (其在各個(gè)過渡凸起84和過渡凹陷86的兩個(gè)端點(diǎn)94和96之間延伸)(在圖4中針對(duì)過渡凸起中的兩個(gè)示出)之間的角度α在過渡凸起和凹陷之間是變化的，并且沿從傳熱板8的第一長(zhǎng)邊24到第二長(zhǎng)邊26方向增大。換句話說，與第二長(zhǎng)邊附近相比，過渡凸起84和過渡凹陷86在第一長(zhǎng)邊附近更陡峭。如前面闡明的那樣，這有益于在傳熱板上的流體分配。
[0037]過渡凸起84包括布置成與頂上的傳熱板的第二端區(qū)域內(nèi)的過渡凹陷的相應(yīng)的尖狀過渡接觸區(qū)域接合的基本尖狀的過渡接觸區(qū)域98。在圖6中示出了這一點(diǎn)，其中，已經(jīng)用假想延伸線100示出這些頂上的過渡凹陷的底部。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，圖6未示出在過渡區(qū)域和傳熱區(qū)域的外部與頂上的傳熱板的接合。類似地，過渡凹陷86包括布置成與下面的傳熱板(未示出)的第二端區(qū)域內(nèi)的過渡凸起的相應(yīng)的尖狀過渡接觸區(qū)域接合的基本尖狀的過渡接觸區(qū)域。過渡結(jié)構(gòu)是所謂的魚骨形結(jié)構(gòu)。
[0038]各個(gè)過渡凸起84的最接近第一邊界線46的過渡接觸區(qū)域表示為102，并且布置在平行于第一邊界線46的假想接觸線104 (僅在圖6中以虛線示出)上。如前面論述的那樣，這促使傳熱板8相應(yīng)地在分配區(qū)域42和過渡區(qū)域44之間的過渡部處有高強(qiáng)度。
[0039]傳熱區(qū)域32分成沿著傳熱板8的縱向中心軸線7接連布置的許多傳熱子區(qū)域。傳熱子區(qū)域106沿著第二邊界線48鄰接過渡區(qū)域44，并且沿著第五邊界線110鄰接傳熱子區(qū)域108。第二邊界線和第五邊界線是相似的，只是關(guān)于平行于橫向中心軸線X的軸線鏡像對(duì)稱。因而，從過渡區(qū)域44看，第五邊界線110是凸的。按照前面已經(jīng)論述的，這促使傳熱板8相應(yīng)地在傳熱子區(qū)域106和108之間的過渡部處有高強(qiáng)度。如在圖4中看到的那樣，在其它傳熱子區(qū)域之間也可看到類似的弓形邊界線。
[0040]傳熱子區(qū)域?yàn)榻惶娴夭贾玫膬煞N不同的類型。在下文中，將參照?qǐng)D4、5、6和10來描述傳熱子區(qū)域106。它相對(duì)于中心延伸平面c-c被壓制成具有傳熱結(jié)構(gòu)的交替地布置的基本直的傳熱凸起112和傳熱凹陷114，它們分別呈凸脊和低谷的形式。傳熱板的第一半部20的傳熱結(jié)構(gòu)和傳熱板8的第二半部22的傳熱結(jié)構(gòu)是相似的，只是關(guān)于縱向中心軸線y鏡像對(duì)稱。另外，在第一半部20內(nèi)的傳熱凸起和凹陷是平行的，這表示在第二半部22內(nèi)的傳熱凸起和凹陷也是平行的。在圖4、5和6中，用假想延伸線117示出了傳熱凸起112的頂部(未示出底部)。圖10示出了傳熱凸起112和傳熱凹陷114的垂直于相應(yīng)的延伸線117得到的橫截面。
[0041]傳熱凸起112包括布置成與頂上的傳熱板的傳熱凹陷的相應(yīng)的尖狀傳熱接觸區(qū)域接合的基本尖狀的傳熱接觸區(qū)域118。在圖6中示出了這一點(diǎn)，其中，已經(jīng)用假想延伸線120示出了這些頂上的傳熱凹陷的底部。如以介紹的方式闡明的那樣，由于傳熱板8具有中等Θ傳熱結(jié)構(gòu)，而頂上的傳熱板具有高Θ傳熱結(jié)構(gòu)，所以兩個(gè)傳熱板之間的接觸區(qū)域?qū)⒀刂淮怪庇趥鳠岚?的縱向中心軸線y的假想平行直線122布置。因而，如果未對(duì)傳熱板提供過渡區(qū)域，傳熱板在通往分配區(qū)域的過渡部處的強(qiáng)度會(huì)較低。類似地，傳熱凹陷114包括布置成與下面的傳熱板(未示出)的傳熱凸起的相應(yīng)的尖狀傳熱接觸區(qū)域接合的基本尖狀的傳熱接觸區(qū)域。傳熱結(jié)構(gòu)是所謂的魚骨形結(jié)構(gòu)。
[0042]如從圖以及尤其是圖6顯而易見的那樣，在過渡區(qū)域44內(nèi)的兩個(gè)相鄰的過渡凸起84(或過渡凹陷86)之間的第一距離dl小于在分配區(qū)域42內(nèi)的兩個(gè)相鄰的凸起線68(或凹陷線76)之間的第二距離d2。如前面所述，這意味著傳熱容量在過渡區(qū)域44內(nèi)比在分配區(qū)域42內(nèi)更大。
[0043]如上面闡明的那樣，板式熱交換器2布置成接收兩個(gè)流體，以將熱從一個(gè)流體傳遞到另一個(gè)流體。參照?qǐng)D4和傳熱板8，第一流體通過入口端口孔34流到傳熱板8的后側(cè)(不可見)，沿著后側(cè)流徑通過第一端區(qū)域的分配區(qū)域和過渡區(qū)域、第二端區(qū)域的傳熱區(qū)域和過渡區(qū)域與分配區(qū)域，以及通過出口端口孔40返回。通過分配區(qū)域的后側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的假想凹陷線限定。類似地，第二流體通過頂上的傳熱板的入口端口孔(所述入口端口孔對(duì)準(zhǔn)傳熱板8的入口端口孔38)流到傳熱板8的前側(cè)。然后，第二流體沿著前側(cè)流徑流過第二端區(qū)域的分配區(qū)域和過渡區(qū)域、第一端區(qū)域的傳熱區(qū)域和過渡區(qū)域與分配區(qū)域，以及通過頂上的傳熱板的出口端口孔返回，該出口端口孔對(duì)準(zhǔn)傳熱板8的出口端口孔36。通過分配區(qū)域的前側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的假想凸起線限定。
[0044]本發(fā)明的上面描述的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)僅視為示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，所論述的實(shí)施例可以許多方式變化和組合，而不偏離有創(chuàng)造性的概念。
[0045]作為示例，上面詳細(xì)說明的分配結(jié)構(gòu)、過渡結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)只是示例性而已。當(dāng)然，本發(fā)明適用于與其它類型的結(jié)構(gòu)結(jié)合。作為示例，正如凹陷線那樣，分配結(jié)構(gòu)的凸起線不必是平行的，而是可彼此發(fā)散。此外，界定分配區(qū)域和過渡區(qū)域的第三邊界線和第四邊界線不必彼此相似，也不必分別平行于凸起線和凹陷線。另外，在分配區(qū)域和過渡區(qū)域之間的第一邊界線可與其上布置有分配結(jié)構(gòu)的最外部交點(diǎn)的連接線重合。
[0046]在上面描述的實(shí)施例中，第一邊界線的曲率由分配結(jié)構(gòu)的假想交點(diǎn)的位置確定。相反，第二邊界線的曲率由傳熱子區(qū)域之間的邊界線確定。后者是要使得能夠用模塊化工具壓制傳熱板，模塊化工具用來通過添加/移除過渡區(qū)域附近的傳熱子區(qū)域來制造包含不同數(shù)量的傳熱子區(qū)域的、不同大小的傳熱板。當(dāng)然，根據(jù)備選實(shí)施例，第一邊界線和第二邊界線可改為平行的。另外，第二邊界線也可適于過渡結(jié)構(gòu)和/或傳熱結(jié)構(gòu)內(nèi)的接觸區(qū)域的位置，以提高傳熱板的強(qiáng)度。
[0047]另外，除了彎曲形式以外，第一結(jié)構(gòu)和第二邊界線以及分開傳熱子區(qū)域的邊界線中的全部或一些可具有另一種形式，諸如，波形形式、鋸齒形式或直的形式。
[0048]上面描述的板式熱交換器為平行的逆流類型，S卩，用于各個(gè)流體的入口和出口布置在板式熱交換器的同一半部上，并且流體沿相反的方向流過傳熱板之間的通道。當(dāng)然，板式熱交換器可改為斜流類型和/或協(xié)流類型。
[0049]在上面的板式熱交換器中包括兩種不同類型的傳熱板。當(dāng)然，板式熱交換器可備選地包括僅一種板類型或者不止兩種不同的板類型。另外，除了不銹鋼之外，傳熱板可由其它材料制成。
[0050]最后，除了帶墊圈的板式熱交換器之外，本發(fā)明可與其它類型的板式熱交換器結(jié)合起來使用，諸如包括永久地連結(jié)的傳熱板的板式熱交換器。
[0051]應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，用語(yǔ)“接觸區(qū)域”在本文中用來詳細(xì)說明與另一個(gè)傳熱板接合的單個(gè)傳熱板的區(qū)域，以及在兩個(gè)相鄰的傳熱板之間的相互接合的區(qū)域。
[0052]應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，已經(jīng)省略了與本發(fā)明無(wú)關(guān)的細(xì)節(jié)描述，而且圖只是示意性的且未按比例繪制。還應(yīng)當(dāng)提到的是，一些圖比另一些圖更簡(jiǎn)化。因此，一些構(gòu)件可能在一幅圖中示出，而在另一幅圖中省去。
【權(quán)利要求】
1.一種傳熱板(8)，具有中心延伸平面(C-C)，并且包括沿著所述傳熱板的縱向中心軸線(y)接連布置的第一端區(qū)域(28)、傳熱區(qū)域(32)和第二端區(qū)域(30)，所述縱向中心軸線將所述傳熱板分成分別由第一長(zhǎng)邊和第二長(zhǎng)邊(24，26)界定的第一半部和第二半部(20，22)，所述第一端區(qū)域包括分配區(qū)域(42)、過渡區(qū)域(44)和布置在所述傳熱板的所述第一半部?jī)?nèi)的入口端口孔(34)，所述過渡區(qū)域沿著第一邊界線(46)鄰接所述分配區(qū)域，以及沿著第二邊界線(48)鄰接所述傳熱區(qū)域，所述分配區(qū)域相對(duì)于所述中心延伸平面具有分配結(jié)構(gòu)的分配凸起(64)和分配凹陷(66)，所述過渡區(qū)域相對(duì)于所述中心延伸平面具有過渡結(jié)構(gòu)的過渡凸起(84)和過渡凹陷(86)，并且所述傳熱區(qū)域相對(duì)于所述中心延伸平面具有傳熱結(jié)構(gòu)的傳熱凸起(112)和傳熱凹陷(114)，所述過渡結(jié)構(gòu)不同于所述分配結(jié)構(gòu)和所述傳熱結(jié)構(gòu)，所述過渡凸起包括布置成與另一個(gè)傳熱板接觸的過渡接觸區(qū)域(98)，以及在各個(gè)過渡凸起的兩個(gè)端點(diǎn)(94，96)之間相對(duì)于所述縱向中心軸線成角度(α)地延伸的假想直線(92)，其特征在于，所述角度在所述過渡凸起之間是變化的，并且沿從所述第一長(zhǎng)邊到所述第二長(zhǎng)邊的方向增大。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述第一邊界線(46)是非直線的。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，從所述傳熱區(qū)域(32)看，所述第一邊界線(46)為弓形且是凸的。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述分配凸起(64)布置成凸起組，并且所述分配凹陷(66)布置成凹陷組，各個(gè)凸起組的所述分配凸起沿著從相應(yīng)的第一分配凸起(70)延伸到所述第一邊界線(46)的相應(yīng)的假想凸起線(68)布置，并且各個(gè)凹陷組的所述分配凹陷沿著從相應(yīng)的第一分配凹陷(78)延伸到所述第一邊界線的相應(yīng)的假想凹陷線(76)布置，穿過所述分配區(qū)域的前側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的凸起線限定，并且穿過所述分配區(qū)域的后側(cè)主流徑由兩個(gè)相鄰的凹陷線限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述凸起線(68)在交點(diǎn)(71)與所述凹陷線(76)相交，以形成柵格(73)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳熱板(8)，其特征在于，各個(gè)凸起線(68)的最接近所述第一邊界線(46)的交點(diǎn)(75)布置在假想連接線(77)上，所述連接線平行于所述第一邊界線(46)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述假想連接線(77)與所述第一邊界線(46)重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，沿著各個(gè)過渡凸起(84)延伸的假想延伸線(88)類似于第三邊界線(50)的相應(yīng)的部分，所述第三邊界線(50)界定所述分配區(qū)域(42)和所述過渡區(qū)域(44)，并且與所述凸起線(68)中的最長(zhǎng)一個(gè)(72)平行地延伸且進(jìn)一步延伸通過所述第一邊界線和第二邊界線(46，48)的相應(yīng)的端點(diǎn)(60，56)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述凸起線(68)的其余部分中的各個(gè)均類似于所述凸起線中的所述最長(zhǎng)一個(gè)(72)的相應(yīng)的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，在所述過渡凸起(84)中的兩個(gè)相鄰過渡凸起之間的第一距離(dl)小于在所述分配區(qū)域(42)的所述凸起線(68)中的兩個(gè)相鄰?fù)蛊鹁€之間的第二距離(d2)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，各個(gè)過渡凸起(84)的最接近所述第一邊界線(46)的過渡接觸區(qū)域(98)布置在假想接觸線(104)上，所述假想接觸線平行于所述第一邊界線。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，所述第二邊界線(48)是非直線的。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)，其特征在于，從所述傳熱區(qū)域(32)看，所述第二邊界線(48)為弓形且是凸的。
14.一種板式熱交換器(2)，`包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的傳熱板(8)。
【文檔編號(hào)】F28D9/00GK103791757SQ201310087646
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】J.尼爾森, M.赫德貝格 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司