[發明專利]雙點波圖案的熱交換器

有效

• 申請號: 201410085610.6
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN104034190B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 拉爾斯·泊松
• 申請（專利權）人: 丹佛斯公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 王靜

技術領域

本發明涉及一種包括多個熱交換器板的熱交換器，其中熱交換器板中的每一個都包括多個點波點，并且其中點波點包括點波頂部和點波底部，并且其中至少一個熱交換器板的點波頂部連接到另一個相鄰的熱交換器板的點波底部。

背景技術

板式熱交換器是用于在兩個不同介質(具體地，流體)之間傳遞熱量的公知裝置。這種板式熱交換器通常包括多個熱交換器板，其中每一個熱交換器板都包括成圖案的多個壓痕以及用于兩種介質的入口和出口。每一對相鄰板以使得產生用于輸送單獨介質的通道的方式連接。兩種介質然后被允許在交替的成對的板之間循環，以允許通過熱交換器板進行熱傳遞。一個板的壓痕圖案將與兩個相鄰板的壓痕圖案接觸。這樣，板保持稍微間隔開，并且可以調節流體通路的形狀以提高熱交換效率。

在現有技術中，通常使用所謂的人字形圖案的壓痕，所述壓痕包括迫使介質流在熱交換器板的平面內重復加速和減速的脊部和谷部。這通常導致流體的速度或流量的大的變化，從而降低熱傳遞的效率。因此，允許流體的速度更加均勻的壓痕圖案將是有益的。

為了提高熱交換效率，已經嘗試減小用作相鄰熱交換器板的接觸表面的表面積或減小熱交換器板的厚度。因為這兩種措施降低熱交換器板的耐用性，因此這兩種措施可能是有問題的。尤其地，高流體壓力以及在一些情況下外部預張力將熱交換器板的接觸表面暴露給大的力。因此，如果熱交換器板的接觸面積和/或熱交換器板的厚度太小，則這些力可能會導致熱交換器板的永久變形。

在US8091619B2中，公開了一種上述類型的熱交換器。其中壓痕的人字形圖案被包括頂部和底部的多個點波或被包括點波頂部和點波底部的多個點波點代替。一個板的平坦頂部與相鄰板的平坦底部釬焊在一起。因此，可以改進這種釬焊的熱交換器的穩定性，從而減小熱交換器板的厚度。同時，兩個相鄰板相遇處的表面面積被優化。因此，提高了這種板式熱交換器的效率。

這種構造的缺點在于流體流較難于在熱交換器板的整個平面上引導和分布。這就是這種熱交換器和具有例如人字形圖案的熱交換器具有相對細長的設計的原因，這減小了流體將要流過的寬度。

對于具有楔形形狀的流動通道的人字形交換器，楔形形狀的角度越大，當在寬度方向(垂直于從入口到出口看時的整個流動方向)上看時的壓降越低，并且在整個流動方向上的壓降越高，然而制造具有較小角度的更窄的楔形形狀，增加在寬度方向上的壓降，但是降低在整個流動方向上的壓降。包括人字形圖案中的波紋的側面的高度和斜率的參數是可以被改變以獲得熱交換器的給定期望的流動(流量)/壓力特性的參數。通過增加圖案的頂部表面面積來增加通道的寬度將減小總熱交換表面，并且這不是期望的選擇。改變一個參數以獲得期望壓力/流量/速度特性，因此會使得折中另一個。

尤其對于具有襯墊式熱交換器的實施例的另外的缺陷與板的高度有關，所述高度是從頂部到底部的高度，在襯墊式熱交換器中板例如通過螺栓連接和固定在一起并且在周邊處襯墊密封流動通道。對于假定特定的長度和寬度的這種熱交換器，一個優點可能是能夠使用相同的襯墊而不管實際設計的高度，這將會降低生產成本。對于US8091619B2的圖案設計，可能不能夠設計具有較大高度的板，仍然在其內保持流體的期望壓降。

發明內容

因此，本發明的任務是提供一種具有更加有利的壓痕圖案的熱交換器，其允許熱交換器板具有更高穩定性和降低了的厚度。同時，與根據US8091619B2的點波圖案相比，其應當可以更有效地引導流體流，從而使得可以形成更加方形的熱交換器，或能夠為某一襯墊限定一給定高度，且仍然能夠設計成在所有方向上具有期望的壓力/壓降、流量和速度特性。

本發明解決以上問題，并且點波點的至少多個部分通過壁部分連接到至少一個相鄰的點波點。

壁部分將一方面提供對流體流的額外的障礙，從而允許在熱交換器板的平面上更加有效地引導流體流。本發明可以用于釬焊式熱交換器以及襯墊式熱交換器或使用熱交換器板的任何其它類型的熱交換器。在大多數簡單的實施例中，包括(點波)頂部的點波點將成對地形成，并且包括(點波)底部的點波點將成對地形成，且它們的每一個都通過一個壁部分連接。當然，如將在下文中所述的，更加復雜的多個點波點的圖案也可以通過一個或幾個壁部分連接。