本實(shí)用新型涉及一種可拆卸板式換熱器，更具體而言涉及一種無(wú)需在活動(dòng)壓緊板側(cè)安裝接管的多流程可拆卸板式換熱器及其專用換熱板。

背景技術(shù)：

板片框架式換熱器通常稱之為板式換熱器(PHE；plate heat exchanger)，六十多年前起源于歐洲食品工業(yè)領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)人們需要一種高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)緊湊、容易清洗并且能夠根據(jù)設(shè)計(jì)條件變化而加以更改的熱交換器，板片框架式換熱器滿足了這些最初需求。如今同樣的基本要求仍舊存在而且板式換熱器已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，例如制冷、暖通、空調(diào)、油冷卻等行業(yè)。板式換熱器是液-液、液-汽進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備，它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90％以上。目前市場(chǎng)上常見的板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。

板式換熱器的型式主要有可拆卸式(框架式)和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種?？刹鹦栋迨綋Q熱器是在眾多工業(yè)領(lǐng)域完成加熱、冷卻或熱能回收的最常用的緊湊式換熱器。這種換熱器的普及性歸因于其許多獨(dú)特和有利的產(chǎn)品屬性，其中包括傳熱效率高、模塊化結(jié)構(gòu)、組裝拆卸方便、便于清潔和維護(hù)以及可根據(jù)運(yùn)行工況準(zhǔn)確選型定制的高度靈活性。一個(gè)典型的可拆卸板式換熱器的換熱板組是由一系列先后組裝的金屬板片組成。每?jī)蓧K金屬板片之間裝有彈性密封墊片，以形成相互交替并相互隔離的熱流體和冷流體流道。密封墊片用于密封角孔和換熱板的周邊，以防止冷熱流體的混合以及任何流體泄漏到周邊。換熱板組通過(guò)框架系統(tǒng)被壓緊以形成承壓和密封能力。框架系統(tǒng)由位于前面的固定壓緊板；位于后部的活動(dòng)壓緊板；頂部抬梁和分布在周邊的夾緊螺栓組成。在組裝過(guò)程中，夾緊螺栓被調(diào)整到合適的壓緊程度，以確保所有的流動(dòng)通道無(wú)泄漏，但換熱板又不會(huì)被擠變形。在固定壓緊板和/或活動(dòng)壓緊板上設(shè)有不同形式的接口/接管以允許冷熱流體介質(zhì)出入換熱器。

如圖1A所示，作為現(xiàn)有技術(shù)的可拆卸板式換熱器大體上包括：1)由一個(gè)前端板5＇、一個(gè)后端板4＇和多個(gè)換熱板片3＇組成的換熱板組；2)由固定壓緊板1＇、活動(dòng)壓緊板2＇、上導(dǎo)桿6＇、下導(dǎo)桿7＇、后立柱8＇和夾緊螺栓9＇組成的框架系統(tǒng)；3)包含鎖緊墊圈10＇、緊固螺母11＇、支撐地腳13＇、滾輪組合件14＇和保護(hù)板15＇等的輔助性部件；以及4)設(shè)置在固定壓緊板上用于連接不同形式的接管以允許冷熱流體介質(zhì)出入換熱器的四個(gè)接口16＇。進(jìn)一步，如圖1B所示，組成換熱板組的上述前端板5＇、后端板4＇和換熱板片3＇均包含兩個(gè)部件：金屬板片和密封墊片，其中，所述金屬板片為壓制有波紋、密封槽和角孔的金屬薄板，是重要的傳熱元件，波紋不僅可強(qiáng)化傳熱，而且可以增加薄板的和剛性，從而提高板式換熱器的承壓能力，并由于促使液體呈湍流狀態(tài)，故可減輕沉淀物或污垢的形成，起到一定的“自潔”作用；所述密封墊片安裝在沿金屬板片周邊的密封槽/墊圈槽內(nèi)，密封金屬板片之間的周邊，防止流體向外泄漏，并按設(shè)計(jì)要求密封全部或部分角孔，以便使冷、熱流體按各自的流道流動(dòng)。另外，密封墊片設(shè)計(jì)成雙道密封結(jié)構(gòu)，并具有信號(hào)孔。當(dāng)介質(zhì)如從第一道密封泄漏時(shí)可從信號(hào)孔泄出，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題加以解決，不會(huì)造成兩種介質(zhì)的混合。另外，密封墊片根據(jù)不同的介質(zhì)和操作溫度選用不同的膠種。

作為板式換熱器的重要組成部分，換熱板組極大地影響到板式換熱器的整體性能和工作狀況，因此可拆卸板式換熱器的性能可以通過(guò)一下幾種參數(shù)的改變來(lái)調(diào)整和優(yōu)化其傳熱和流動(dòng)性能：1)換熱板板紋/板型；2)換熱板尺寸(寬度和長(zhǎng)度)；3)角孔尺寸；4)板數(shù)；以及5)冷熱流體流體流各自的流程數(shù)。需要特別說(shuō)明的是，在本技術(shù)領(lǐng)域中的流程(flow pass)和流道(flow channel)屬于彼此相關(guān)聯(lián)但是含義不同的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，流程指板式換熱器內(nèi)一種介質(zhì)同一流動(dòng)方向的一組并聯(lián)流道，而流道指板式換熱器內(nèi)，相鄰兩板片組成的介質(zhì)流動(dòng)通道。一般情況下，將若干個(gè)流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來(lái)，以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。根據(jù)上述定義可知圖1A所示為可拆卸板式換熱器為單流程設(shè)計(jì)(single pass design)，在圖1B中也用箭頭表示出了冷熱流體各自流程的流動(dòng)方向，在單流程設(shè)計(jì)中冷熱兩種流體完全逆向流動(dòng)，大大提高了換熱效率；由于“U”形單流程的接管都設(shè)置在固定壓緊板上，同種流體進(jìn)、出口平行配管，因而簡(jiǎn)化了工程安裝且拆裝方便。需要特別注意的是，在圖1中后端板4＇和前端板5＇除了在數(shù)量上不同于換熱板片3＇，而且在金屬板片和密封墊片的結(jié)構(gòu)上也不同于換熱板片3＇。例如源于結(jié)構(gòu)上的要求，如圖1B所示那樣前端板5＇的密封墊片密封全部四個(gè)角孔，而普通換熱板片3＇的密封墊片僅密封部分角孔；另外，后端板4＇的四個(gè)角孔并不貫通金屬薄板，而普通換熱板片3＇的角孔則貫通金屬薄板，因此可以認(rèn)為后端板4＇和前端板5＇屬于特殊形式的換熱板片3＇。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明并突出本實(shí)用新型的技術(shù)貢獻(xiàn)，在不帶來(lái)混淆的前提下本文中不再特意區(qū)分后端板、前端板與換熱板片，而統(tǒng)一稱之為換熱板組。

為了滿足熱回收效率極高的傳熱工況，需要長(zhǎng)寬比較高的的換熱板片。但是，換熱板的最大長(zhǎng)度受限于實(shí)際可行的長(zhǎng)寬比，因?yàn)樘叩膿Q熱板將使得換熱器在結(jié)構(gòu)上變得不穩(wěn)定，換熱板的高度更經(jīng)常地受限于安裝設(shè)備的空間高度。這種限制可以通過(guò)設(shè)計(jì)多流程換熱器得以緩解，冷熱流體在每個(gè)流道借助于擋板使流體的流向變成相反方向。從理論上說(shuō)，通過(guò)增加流程數(shù)改變可以滿足任何高效率工況的需求，尤其是，對(duì)于低流速(low flow rate)或小溫差(close approach temperature)的工業(yè)應(yīng)用而言有時(shí)要求多流程設(shè)計(jì)(multiple passes design)。圖2示出了常規(guī)的三流程可拆卸板式換熱器的示意結(jié)構(gòu)和工作原理。所述換熱器是由換熱板組3、固定壓緊板1和活動(dòng)壓緊板2組成。冷流體從固定壓緊板1一側(cè)的冷流體入口接管4進(jìn)入換熱器，第一流程時(shí)向上流動(dòng)，第二流程時(shí)向下流動(dòng)，第三流程時(shí)再次向上流，最后冷流體從位于活動(dòng)壓緊板2上的冷流體出口接管7流出換熱器。同樣地，熱流體從位于活動(dòng)壓緊板2一側(cè)的熱流體入口接管9流入，反向地經(jīng)過(guò)三個(gè)流程后從位于固定壓緊板1的熱流體出口接管5流出換熱器。

現(xiàn)有的多流程換熱器是通過(guò)將換熱板組在固定壓緊板和活動(dòng)壓緊板之間分成多個(gè)分組。在每?jī)蓚€(gè)分組之間安裝一個(gè)折流板6，從而迫使流體改變流動(dòng)方向以實(shí)現(xiàn)各流程之間的過(guò)度。折流板6區(qū)別于普通換熱板3之處在于其有兩個(gè)角孔被封住。盡管有眾多優(yōu)點(diǎn)，在使用中現(xiàn)有的多流程設(shè)計(jì)常常存在一系列實(shí)際問(wèn)題和不方便性。如圖2所示，現(xiàn)有的多流程設(shè)計(jì)總是需要在活動(dòng)壓緊板2上安裝冷流體出口接管7和熱流體入口接管9，也就是說(shuō)需要將冷熱流體的出入口接管設(shè)置在多流程板式換熱器的相反兩端。因此在維護(hù)和清潔時(shí)，就需要松開活動(dòng)壓緊板2以打開換熱板組維修每個(gè)換熱板。但是由于活動(dòng)壓緊板2一端存在冷熱流體的接管，因此需要首先斷開與活動(dòng)壓緊板2上各接管相連接的流體管道8和10。這使得安裝和維修過(guò)程繁瑣、費(fèi)時(shí)和昂貴。也正是由于這個(gè)原因，多流程配置的設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中往往被排除在外，即使這種設(shè)計(jì)方案在熱力性能方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)而，如圖2所示，由于常規(guī)多流程的工作原理，在每一塊折流板6的兩側(cè)，冷熱流道的流動(dòng)方向是平行同向流(局部順流)11。這種局部的同向流11在一定程度上降低了換熱器的總體換熱效率。另外，常規(guī)的多流程設(shè)計(jì)在每個(gè)流程折流位置都需要有一次流動(dòng)轉(zhuǎn)向、壓縮、膨脹、再分布的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程引進(jìn)了額外的流動(dòng)壓降。雖然高效率換熱器在環(huán)保、節(jié)能、能量回收的工業(yè)應(yīng)用中的需求不斷增加，但是多流程板式換熱器的以上缺點(diǎn)尤其是在安裝維修過(guò)程中的不便，極大地影響了其更廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問(wèn)題，尤其是克服現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于多流程設(shè)計(jì)需要在換熱器的相反兩端設(shè)置接管的技術(shù)局限，提供一種完全新穎的多流程換熱板的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高效、易于維修，尤其是在活動(dòng)壓緊板上無(wú)需設(shè)置接管的多流程可拆卸板式換熱器。

本實(shí)用新型的別的目的是解決一些以上描述的傳統(tǒng)的多流程板式換熱器的的性能缺點(diǎn)和實(shí)際使用中的不便。本實(shí)用新型的其它目的是提供一種新的換熱板設(shè)計(jì)。這種換熱板擁有與傳統(tǒng)的多流程板式相當(dāng)或更好的傳熱性能，但卻沒有傳統(tǒng)的多流程板式換熱器的關(guān)鍵缺點(diǎn)。

具體而言，本實(shí)用新型提供一種用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板。這種換熱板具有多個(gè)橫向分區(qū)，通過(guò)特殊形狀的墊片可形成多個(gè)彼此相連通的橫向流程分區(qū)或彼此相隔離的縱向流程分區(qū)。通過(guò)使用這種換熱板就可以建造在活動(dòng)壓緊板側(cè)無(wú)需設(shè)置接管的多流程可拆卸板式換熱器。本實(shí)用新型還涉及特殊的墊片形狀和結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)在活動(dòng)壓緊板上無(wú)需接管的多流程可拆卸板式換熱器。

根據(jù)本實(shí)用新型的一技術(shù)方案，提供一種多流程可拆卸板式換熱器，包括固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板以及通過(guò)夾緊螺栓被組裝在所述固定壓緊板和活動(dòng)壓緊板之間的換熱板組，其中所述換熱板組包含多個(gè)配置特殊形狀的密封墊片以形成依次連通的兩個(gè)以上橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板，所述側(cè)流程換熱板組裝在一起形成冷熱流道相互交替的所述換熱板組，所述多流程可拆卸板式換熱器的流程數(shù)等于所述側(cè)流程換熱板的橫向分區(qū)的個(gè)數(shù)。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的多流程可拆卸板式換熱器中，僅僅在所述固定壓緊板上設(shè)置接管，而無(wú)需在所述活動(dòng)壓緊板上設(shè)置接管。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的多流程可拆卸板式換熱器中，所述側(cè)流程換熱板具有二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)所述橫向分區(qū)。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案，提供一種多流程可拆卸板式換熱器，包括固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板以及通過(guò)夾緊螺栓組裝在所述固定壓緊板和活動(dòng)壓緊板之間的換熱板組，其中所述換熱板組包含一組配置特殊形狀的密封墊片以形成彼此連通的兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板，和N-1組配置特殊形狀的密封墊片以形成彼此隔離的兩個(gè)橫向分區(qū)的隔離區(qū)換熱板，所述側(cè)流程換熱板和所述隔離區(qū)換熱板組裝在一起形成冷熱流道相互交替的所述換熱板組，所述多流程可拆卸板式換熱器的流程數(shù)為2N，其中N為大于等于2的自然數(shù)。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的多流程可拆卸板式換熱器中，僅僅在所述固定壓緊板上設(shè)置接管，而無(wú)需在所述活動(dòng)壓緊板上設(shè)置接管。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的多流程可拆卸板式換熱器中，所述側(cè)流程換熱板適應(yīng)用于緊靠所述活動(dòng)壓緊板的兩個(gè)流程，所述隔離區(qū)換熱板使用于除此以外的所有其它流程。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一技術(shù)方案，提供一種專用于上述多流程可拆卸板式換熱器的側(cè)流程換熱板，其中所述換熱板在周邊和中部設(shè)有平直溝紋用于配置所述特殊形狀的密封墊片，以形成依次連通的兩個(gè)或更多個(gè)橫向分區(qū)。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一技術(shù)方案，提供一種專用于上述多流程可拆卸板式換熱器的隔離區(qū)換熱板，其中所述換熱板在周邊和中部設(shè)有平直溝紋用于配置所述特殊形狀的密封墊片，以形成彼此隔離的兩個(gè)橫向分區(qū)。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的專用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板中，所述換熱板可通過(guò)幾何特征的變化以取得不同的熱力性能，具有不同幾何特征的所述換熱板可以混合配置在同一換熱板組內(nèi)。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的專用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板中，所述幾何特征包括平滑表面、V形魚紋波、圓形或不規(guī)則的凹坑、釘柱以及其它用于加強(qiáng)換熱的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的專用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板中，所述密封墊片的密封和/或分隔功能可部分地或完全地由其它密封結(jié)構(gòu)取代。

優(yōu)選地，在上述技術(shù)方案的專用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板中，所述其它密封結(jié)構(gòu)包括釬焊、焊接、擴(kuò)散邊界以，機(jī)械密封或其它密封方式。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一技術(shù)方案，提供一種專用于上述側(cè)流程換熱板的密封墊片，其中，所述密封墊片配置于在所述側(cè)流程換熱板的周邊和中部所設(shè)的平直溝紋，以使所述側(cè)流程換熱板形成依次連通的兩個(gè)或更多個(gè)橫向分區(qū)。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一技術(shù)方案，提供一種專用于上述隔離區(qū)換熱板的密封墊片，其中，所述密封墊片配置于在所述隔離區(qū)換熱板的周邊和中部所設(shè)的平直溝紋，以使所述隔離區(qū)換熱板形成彼此隔離的兩個(gè)橫向分區(qū)。

根據(jù)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的多流程可拆卸板式換熱器(PHE)與傳統(tǒng)的單流程設(shè)計(jì)和/多流程設(shè)計(jì)相比有如下一系列優(yōu)勢(shì)。

--改進(jìn)了可維護(hù)性：因?yàn)樵诨顒?dòng)壓緊板一側(cè)沒有接管，根據(jù)本實(shí)用新型的多流程換熱器與常規(guī)的單流程換熱器一樣容易地打開清潔和進(jìn)行維修；

--增加了有效傳熱面積：因?yàn)棰?角孔數(shù)量少，減少了非換熱面積的比例，ⅱ)換熱板的周邊長(zhǎng)度減少，從而減少了邊緣無(wú)效面積的損失；iii)墊片中部分條可以很窄，減少有效換熱面積的損失；

--提高了整體換熱效率：由于沒有如常規(guī)多流程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的相鄰流程間的局部順流/并流，換熱器的整體換熱效率得到提高；

--減小了流動(dòng)壓降：由于流動(dòng)轉(zhuǎn)向比較緩和，并且轉(zhuǎn)向時(shí)流動(dòng)速度基本恒定恒定，無(wú)明顯的分布區(qū)的壓縮和膨脹，多流程的轉(zhuǎn)向壓降的增加量較??；

--減少了周邊熱損失：由于在相同的傳熱面積下，與周圍環(huán)境的界面的面積減少，整個(gè)換熱器的熱損失得以降低；

--結(jié)構(gòu)更加緊湊：由于每塊換熱板的長(zhǎng)寬比較小，換熱器的整體形狀趨于立方體，因此對(duì)于相同總熱傳導(dǎo)面積所需的空間較?。?/p>

--整體更高效的換熱器：由于上述各種優(yōu)點(diǎn)，依照本實(shí)用新型可設(shè)計(jì)制作出更有效，低成本和容易維護(hù)的多流程換熱器。滿足能量回收、工藝隔離、壓力斷路器等多種應(yīng)用中對(duì)高效率、可維護(hù)性換熱器的需要。

本實(shí)用新型的特征、技術(shù)效果和其它優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合附圖的進(jìn)一步說(shuō)明而變得顯而易見。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)示例的方式來(lái)描述本實(shí)用新型，其中：

圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的單流程可拆卸板式換熱器的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖1B是圖1A中的由金屬板片和密封墊片構(gòu)成的各類換熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是常規(guī)的需要在活動(dòng)壓緊板側(cè)設(shè)有接管的三流程可拆卸板式換熱器的工作原理示意圖。

圖3A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的以熱側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的工作原理示意圖。

圖3B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的以冷側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的工作原理示意圖。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的在活動(dòng)壓緊板側(cè)無(wú)需接管的兩流程可拆卸板式換熱器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖5A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的以熱側(cè)流體的流路為例的具有三個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的工作原理示意圖。

圖5B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的以冷側(cè)流體的流路為例的具有三個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的工作原理示意圖。

圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的以熱側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的隔離區(qū)換熱板的工作原理示意圖。

圖6B是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的以冷側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的隔離區(qū)換熱板的工作原理示意圖。

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的在活動(dòng)壓緊板側(cè)無(wú)需接管的六流程可拆卸板式換熱器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)分解示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征以及所達(dá)到的技術(shù)目的和技術(shù)效果。

本實(shí)用新型克服了關(guān)于多流程板式換熱器的如下技術(shù)偏見：多流程板式換熱器需要在換熱器的固定壓緊板和活動(dòng)壓緊板的相反兩側(cè)分別設(shè)置冷熱流體的出入接口及其接管。該技術(shù)偏見大量出現(xiàn)在介紹多流程換熱器的現(xiàn)有技術(shù)資料中，本實(shí)用新型的發(fā)明人通過(guò)創(chuàng)造性的技術(shù)方案根本性地顛覆了這一技術(shù)偏見。本實(shí)用新型所公開的用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板具有多個(gè)橫向區(qū)域，通過(guò)與特殊形狀的墊片結(jié)合起來(lái)可形成具有多個(gè)相通的橫向流程分區(qū)(Lateral pass partition)或相互隔離的縱向流程分區(qū)(Longitudinal pass partition)的專用換熱板。與本實(shí)用新型的專用換熱板形成對(duì)照的是，現(xiàn)有技術(shù)中的換熱板并不存在多個(gè)相通或相互隔離的橫向分區(qū)，對(duì)于冷熱流體的流動(dòng)而言屬于一個(gè)整體區(qū)域。

根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，解決現(xiàn)有的多流程板式換熱器中存在的技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵部件是具有多個(gè)橫向區(qū)域的換熱板，這些橫向區(qū)域進(jìn)一步配合特殊形狀的密封墊片，可以在每?jī)蓚€(gè)板片間實(shí)現(xiàn)多個(gè)彼此想通的橫向流程分區(qū)，這種特殊的換熱板可稱之為側(cè)流程換熱板(Lateral pass plate)。進(jìn)而，通過(guò)使用本實(shí)用新型的側(cè)流程換熱板就可以建造在活動(dòng)壓緊板上無(wú)需設(shè)置接管的多流程板式換熱器，并且其流程數(shù)正好對(duì)應(yīng)于每個(gè)側(cè)流程換熱板上的橫向分區(qū)的個(gè)數(shù)，有關(guān)本實(shí)用新型的側(cè)流程換熱板的工作原理見下文所述。

圖3A顯示的是以熱側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板；圖3B顯示的是以冷側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板。不同于圖1B所示的常規(guī)換熱板片的四個(gè)角孔分別固設(shè)于板片的上下兩端，本實(shí)用新型的側(cè)流程換熱板12的四個(gè)角孔的位置因流程數(shù)不同而有所改變。如圖3A所示那樣，熱流體15經(jīng)由右上角的熱側(cè)入口角孔14流入換熱板12的右側(cè)分區(qū)。彈性密封墊片16安裝在沿側(cè)流程換熱板12的金屬板片周邊的墊圈槽內(nèi)，密封金屬板片之間的周邊，防止流體向外泄漏，并按設(shè)計(jì)要求密封有關(guān)角孔以便使冷、熱流體按各自的流道流動(dòng)，從而防止熱流體15與流過(guò)相鄰的冷側(cè)角孔13的冷側(cè)流體接觸。密封墊片16和墊片中部分條17引導(dǎo)熱流體15向板片的底部流動(dòng)。墊片中部分條17與周邊墊片間的開口18讓熱流體15向換熱板的左側(cè)分區(qū)橫向地流動(dòng)。接著，熱流體15從這里進(jìn)一步向上流動(dòng)，并最終由熱側(cè)出口角孔19流出，同樣地彈性密封墊片16可以防止熱流體15與流過(guò)相鄰的冷側(cè)角孔的冷側(cè)流體發(fā)生接觸。需要指出的是，使流程方向發(fā)生改變的開口19與作為現(xiàn)有技術(shù)的圖2中所示的折流板6相比較，其流動(dòng)轉(zhuǎn)向比較緩和，并且轉(zhuǎn)向時(shí)流動(dòng)速度基本恒定恒定，無(wú)明顯的分布區(qū)的壓縮和膨脹，從而其轉(zhuǎn)向壓降的增加量較小。

圖3B所示的冷側(cè)流體的流路與圖3A所示的熱側(cè)流體的流路正好相反，如圖3B所示那樣，冷流體20經(jīng)由左上角的冷側(cè)入口角孔21流入換熱板的左側(cè)分區(qū)。同樣地，彈性密封墊片16用于防止冷流體20與流過(guò)相鄰的熱側(cè)角孔的熱側(cè)流體發(fā)生接觸。密封墊片16和墊片中部分條17引導(dǎo)冷流體20向板片的底部流動(dòng)。墊片中部分條17與周邊墊片間的開口18讓冷流體向板片的右側(cè)分區(qū)橫向地流動(dòng)。接著，冷流體20從這里進(jìn)一步向上流動(dòng)，并最終由冷側(cè)出口角孔22流出。根據(jù)本實(shí)用新型，因?yàn)槔錈崃黧w的流動(dòng)區(qū)域相同但流向完全相反，從而實(shí)現(xiàn)了純逆流狀態(tài)，可發(fā)揮最大的傳熱潛力。

圖4顯示的是采用了圖3中所示的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的一個(gè)完整的雙流程換熱器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)分解示意圖。如圖4所示，所述換熱器是由固定壓緊板1、活動(dòng)壓緊板2以及通過(guò)夾緊螺栓組裝在固定壓緊板1和活動(dòng)壓緊板2之間的換熱板組3所組成，該換熱板組進(jìn)一步由一系列具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板12組裝而成。附帶指出，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解作為后端板和前端板的換熱板可以認(rèn)為是特殊形式的側(cè)流程換熱板12，其密封墊片和角孔結(jié)構(gòu)根據(jù)需要如圖1A所示那樣相應(yīng)地進(jìn)行配置即可。如圖4所示，每個(gè)側(cè)流程換熱板12本身被用來(lái)在橫向方向上完成流程方向調(diào)轉(zhuǎn)(U-Turn)，從而允許熱側(cè)和冷側(cè)流體的出入口接管4、5、7、9全部都安置在固定壓緊板1一側(cè)，因此就無(wú)需在活動(dòng)壓緊板2一側(cè)設(shè)置任何接管，這使得根據(jù)本實(shí)用新型的多流程可拆卸板式換熱器在安裝和維護(hù)的便利性方面與常規(guī)的單流程換熱器完全相同。

根據(jù)該實(shí)用新型的上述具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板可以容易地?cái)U(kuò)展到其它的多流程布置，例如在理論上每塊側(cè)流程換熱板的橫向分區(qū)的數(shù)目可以根據(jù)工況增加到3或4或更高。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，可能具有2～4個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板最實(shí)用和最經(jīng)濟(jì)。圖5A顯示的是以熱側(cè)流體的流路為例的具有3個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的結(jié)構(gòu)和工作原理；圖5B顯示的是以冷側(cè)流體的流路為例的具有3個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的結(jié)構(gòu)和工作原理。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不難根據(jù)上述關(guān)于具有兩個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的詳細(xì)描述，參照?qǐng)D5A和圖5B容易地理解具有3個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的結(jié)構(gòu)和工作原理，因此本文省略說(shuō)明。進(jìn)而，本領(lǐng)域技術(shù)人員也不難理解使用了圖5中所示的具有3個(gè)橫向分區(qū)的側(cè)流程換熱板的三流程換熱器，同樣地允許熱側(cè)和冷側(cè)流體的出入口接管全部都安置在固定壓緊板一側(cè)，因此無(wú)需在活動(dòng)壓緊板一側(cè)設(shè)置任何接管。

如上所述，由于僅僅使用側(cè)流程換熱板的多流程換熱器的流程數(shù)正好對(duì)應(yīng)于每個(gè)側(cè)流程換熱板上的橫向分區(qū)的個(gè)數(shù)，因此在此意義上可以理解為根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例所制造的板式換熱器的流程數(shù)是在橫向方向上增加。雖然在理論上流程數(shù)可以在橫向方向上任意增加，但是在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，具有2～4個(gè)橫向流程分區(qū)的側(cè)流程換熱板最實(shí)用和最經(jīng)濟(jì)，換言之，該板式換熱器的流程數(shù)優(yōu)選地為2～4。鑒于此，本實(shí)用新型的發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)多個(gè)橫向流程分區(qū)的側(cè)流程換熱板的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了另一變形實(shí)施例，從而使得根據(jù)本實(shí)用新型制造的多流程板式換熱器的流程數(shù)可以在縱向方向上不受限制地增加到更多。下面，具體地說(shuō)明有關(guān)本實(shí)用新型這一變形實(shí)施例。

圖6A和圖6B所示的是這種變形實(shí)施例的換熱板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工作原理，圖6A顯示的是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的以熱側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的換熱板，圖6B顯示的是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的以冷側(cè)流體的流路為例的具有兩個(gè)橫向分區(qū)的換熱板。如圖所示，該變形實(shí)施例使用同一換熱板，但角孔的布置和密封墊片的形狀有所不同，尤其是墊片中部分條17延伸至整個(gè)流道的長(zhǎng)度，使得流體的橫向流動(dòng)被完全阻斷。這種板型相當(dāng)將圖1B所示的兩塊常規(guī)的換熱板片并排拼接在一起的變種換熱板，該變種可稱之為隔離區(qū)換熱板(Isolated Partition Plate)，其具有兩個(gè)彼此相隔離的縱向流程分區(qū)，在這一點(diǎn)上顯著地不同于上述具有兩個(gè)或多個(gè)彼此相連通的橫向流程分區(qū)的側(cè)流程換熱板(Lateral pass plate)。另外，圖6A和圖6B所示的隔離區(qū)換熱板的每個(gè)縱向流程分區(qū)中的冷熱流體的流路與圖1B所示的兩個(gè)常規(guī)換熱板片3＇完全相同，因此本文省略說(shuō)明。

通過(guò)結(jié)合使用圖3所示的側(cè)流程換熱板和圖6所示的這種隔離區(qū)換熱板，就可以實(shí)現(xiàn)滿足工況要求的更高流程數(shù)，例如4、6、8、10以及任何偶數(shù)流程數(shù)。需要指出的是，由于每一塊換熱板有兩個(gè)流程，所以若以每一塊換熱板為基準(zhǔn)的話，則可實(shí)現(xiàn)的流程數(shù)實(shí)際上可為任何值，并沒有偶數(shù)流程這一局限。在這種高流程數(shù)的換熱器中，緊靠活動(dòng)壓緊板一側(cè)的兩個(gè)流程中使用以上圖3所示的側(cè)流程換熱板，剩余的其它流程中使用圖6所示的隔離區(qū)換熱板。實(shí)際上，在這種多流程設(shè)計(jì)中側(cè)流程換熱板的作用就是讓冷熱流體到達(dá)活動(dòng)壓緊板前完成180度的掉頭，以避免在活動(dòng)壓緊板上有任何接管。

圖7顯示的是根據(jù)本實(shí)用新型變形例的六流程可拆卸板式換熱器的結(jié)構(gòu)和工作原理。如圖7所示，所述換熱器是由固定壓緊板1、活動(dòng)壓緊板2以及通過(guò)夾緊螺栓組裝在固定壓緊板1和活動(dòng)壓緊板2之間的換熱板組3所組成，其中換熱板組3進(jìn)一步包括用于直接鄰近活動(dòng)壓緊板側(cè)的兩個(gè)流程(第三、第四流程)的一組側(cè)流程換熱板和用于剩余其它流程(第一、第六流程和第二、第五流程)的兩組隔離區(qū)換熱板，并且熱側(cè)和冷側(cè)流體的出入口接管4、5、7、9全部設(shè)置在固定壓緊板1一側(cè)，因此無(wú)需在活動(dòng)壓緊板2一側(cè)設(shè)置任何接管。下面以熱側(cè)流體的完整流路為例來(lái)說(shuō)明所述六流程可拆卸板式換熱器的工作原理，熱流體從固定壓緊板1上的熱流體入口接管9進(jìn)入換熱器，第一流程和第二流程在不同的隔離區(qū)換熱板完成，其中第一流程向上流動(dòng)，第二流程向下流；接著，第三流程和第四流程在相同的側(cè)流程換熱板完成，其中第三流程向上流動(dòng)，第四流程向下流；最后，第五流程和第六流程分別在與第一流程和第二流程相對(duì)應(yīng)的隔離區(qū)換熱板完成，其中第五流程向上流動(dòng)，第六流程向下流，最后熱流體從位于固定壓緊板1上的熱流體出口接管5流出換熱器。關(guān)于冷側(cè)流體的流路則與上述熱側(cè)流體的流路正好相關(guān)，因此本文省略說(shuō)明。

如圖7可以看出那樣，緊靠活動(dòng)壓緊板側(cè)的第三和第四流程中才使用側(cè)流程換熱板，其它流程中使用隔離區(qū)換熱板，在這種變種多流程設(shè)計(jì)中，側(cè)流程換熱板被用來(lái)在縱向方向上完成流程方向調(diào)轉(zhuǎn)(U-Turn)，以允許熱側(cè)和冷側(cè)流體的出入口接管4、5、7、9全部都安置在固定壓緊板1一側(cè)，因此就無(wú)需在活動(dòng)壓緊板2一側(cè)設(shè)置任何接管，從而同樣地使得采用本變種多流程設(shè)計(jì)的可拆卸板式換熱器在安裝和維護(hù)的便利性方面與常規(guī)的單流程換熱器完全相同。

根據(jù)工況參數(shù)和所需的流程數(shù)，本實(shí)用新型所描述的換熱板有如下兩種典型的應(yīng)用例。這兩種應(yīng)用例需要的換熱板可以由同一壓制模具提供，不同的僅僅是切開角孔的個(gè)數(shù)、密封墊片的形狀和配置。

【第一應(yīng)用例】

在第一應(yīng)用例中只有橫向流程且沒有縱向流程，也就是說(shuō)只使用具有橫向流程分區(qū)的換熱板，不使用具有縱向流程分區(qū)的換熱板。雖然在理論上和根據(jù)本實(shí)用新型的原理對(duì)于橫向流程的數(shù)量沒有限制，但是在實(shí)際應(yīng)用中，本應(yīng)用例更適用于制造2、3、4個(gè)流程的多流程可拆卸板式換熱器。

-使用同一壓制模具壓制具有2、3或4個(gè)橫向分區(qū)的換熱板；

-對(duì)于每個(gè)換熱板配置安裝合適形狀的密封墊片以形成具有上述數(shù)量的橫向流程分區(qū)的側(cè)流程換熱板；

-將配有相應(yīng)密封墊片的多個(gè)側(cè)流程換熱板組裝在一起形成冷熱流道相互交替的換熱板組；

-通過(guò)夾緊螺栓在前后壓緊板中組裝上述換熱板組，完成整體多流程可拆卸板式換熱器；

-無(wú)論該換熱器的流程數(shù)多少，只在固定壓緊板上提供四個(gè)接管。

【第二應(yīng)用例】

在第二應(yīng)用例中，不僅設(shè)置橫向流程而且設(shè)置縱向流程，換言之就是結(jié)合使用具有橫向流程分區(qū)的換熱板和具有縱向流程分區(qū)的換熱板。本實(shí)用新型的第二應(yīng)用例適用于要求更高流程數(shù)的情況，其中包括4個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、10個(gè)、...2N(偶數(shù))個(gè)流程數(shù)(若以每一塊換熱板為基準(zhǔn)，則流程數(shù)可為大于等于2的任何值，并沒有偶數(shù)流程這一限定)。雖然僅僅偶數(shù)流程可行但是最大流程數(shù)并沒有結(jié)構(gòu)上的限制。

-使用同一壓制模具壓制具有2個(gè)橫向分區(qū)的換熱板；

-在每個(gè)換熱板上配置安裝合適形狀的密封墊片以形成以上描述的隔離區(qū)換熱板。這種類型的換熱板用在除了緊靠活動(dòng)壓緊板的兩個(gè)流程以外的所有其它流程中。

-在每個(gè)換熱板上配置安裝合適形狀的墊片以形成以上描述的側(cè)流程換熱板。這種類型的換熱板適用在緊靠活動(dòng)壓緊板的兩個(gè)流程中。

-將配有相應(yīng)密封墊片的多個(gè)換熱板組裝在一起形成冷熱流道相互交替的換熱板組，其中在緊靠活動(dòng)壓緊板的兩個(gè)流程使用上述側(cè)流程換熱板。

-通過(guò)夾緊螺栓在前后壓緊板中組裝上述換熱板組，完成整體多流程可拆卸板式換熱器；

-無(wú)論該換熱器的流程數(shù)多少，只在固定壓緊板上提供四個(gè)接管。

在上述第一應(yīng)用例和第二應(yīng)用例中，用于多流程可拆卸板式換熱器的側(cè)流程換熱板，在周邊和中部設(shè)有平直溝紋(密封槽)用于配置所述特殊形狀的密封墊片，以形成彼此相連通的兩個(gè)或更多個(gè)橫向流程分區(qū)；而用于多流程可拆卸板式換熱器的隔離區(qū)換熱板，在周邊和中部設(shè)有平直溝紋用于配置所述特殊形狀的密封墊片，以形成彼此相隔離的兩個(gè)縱向流程分區(qū)。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)該根據(jù)換熱場(chǎng)合的實(shí)際需要來(lái)確定換熱板片型式或波紋，對(duì)流量大允許壓降小的情況，應(yīng)選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。另外，在確定板型時(shí)不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過(guò)多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過(guò)低，對(duì)較大的換熱器更應(yīng)注意這個(gè)問(wèn)題。具體而言，上述用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板可通過(guò)幾何特征的變化以取得不同的熱力性能，具有不同幾何特征的所述換熱板可以混合配置在同一換熱板組內(nèi)。所述幾何特征包括平滑表面、V形魚紋波、圓形或不規(guī)則的凹坑、釘柱以及其它用于加強(qiáng)換熱的結(jié)構(gòu)。另外，在上述用于多流程可拆卸板式換熱器的換熱板中，密封墊片的密封和/或分隔功能可部分地或完全地由其它密封結(jié)構(gòu)取代。所述其它密封結(jié)構(gòu)包括釬焊、焊接、擴(kuò)散邊界以及機(jī)械密封。

在本實(shí)用新型的上述應(yīng)用例中以單壁板式換熱器(single-wall PHE)為例進(jìn)行了說(shuō)明。在需絕對(duì)防止兩種介質(zhì)混合的熱交換場(chǎng)合(例如家庭用水應(yīng)用)，多采用雙壁板式換熱器(double-wall PHE)，以便有效地防止流體滲漏混合，滿足產(chǎn)品的特殊需求。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本實(shí)用新型中所記載的側(cè)流程換熱板和隔離區(qū)換熱板的流程結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)也可以直接地應(yīng)用在雙壁板式換熱器中。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，以上的描述意圖在于說(shuō)明而非限制。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可以彼此組合使用；側(cè)流程板的理想流程數(shù)對(duì)某些工業(yè)應(yīng)用可能比4個(gè)流程更高。此外，根據(jù)本實(shí)用新型的啟示可以做出很多改型以適于具體的情形或材料而沒有偏離本實(shí)用新型的范圍。通過(guò)閱讀上述描述，權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)的很多其它的實(shí)施例和改型對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。