[發明專利]一種板式換熱器的凸起變截面流體通道換熱片

在審

• 申請號: 201910372916.2
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110006276A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 呂文超
• 申請（專利權）人: 南通文鼎換熱設備科技有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種板式換熱器的凸起變截面流體通道換熱片，該板式換熱片涉及的流體通道包含凸起變截面結構和直通段。本發明通過在流體通道中增加凸起變截面結構，極大提高了流體介質的換熱面積；通過改變流體介質的過流截面，增大介質流動速度和湍流強度，提高流體介質對壁面的剪切作用，減小壁面邊界層厚度，提高換熱效率，同時對于壁面區域的雜質沉積形成沖刷，實現換熱器運行過程中的自清洗功能，降低流體通道內雜質沉積、堵塞風險。該發明改變了板式換熱片上流體通道結構單一、換熱面積固定的缺點，同時實現了板式換熱器運行過程的自清洗功能，提高了設備整體運行效率和安全穩定性。

技術領域

本發明設計板式換熱器領域，具體地，涉及一種板式換熱器的凸起變截面流體通道換熱片。

背景技術

板式換熱器問世100多年來，因其換熱效率高、結構緊湊、拆裝靈活等優點，在石油、化工、輕紡、暖通、食品、醫藥等領域獲得廣泛應用。隨著世界能源危機的日益加深，以及我國對于環保要求的日漸提高，高效、節能、經濟的板式換熱器在未來的市場發展過程中將獲得更為廣闊的前景。

板式換熱器由形狀、規格完全相同的換熱片交錯排列組裝而成。換熱片的核心區域包括流體入口、流動區(即流體通道區)與流體出口。其中，流體換熱的主要區域為流體通道區。目前，已面世的所有換熱片的流體通道都為平直通道，一方面限制了換熱板有效換熱面積的發展，制約了板式換熱器的整體運行效率的提高，另一方面容易導致流體介質中的雜質顆粒流動過程發生沉積，造成通道堵塞，影響換熱器運行安全。

因此，如何改造換熱片流體通道結構，增加流體有效換熱面積，提高換熱器整體運行效率，降低雜質沉積、堵塞風險，成為制約板式換熱器進一步發展的關鍵問題。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種板式換熱器的凸起變截面流體通道換熱片，以提高流體介質換熱面積，降低雜質沉積、堵塞風險。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種板式換熱器的凸起變截面流體通道換熱片，所述換熱片從上至下依次包括流體入口，流體通道和流體出口；所述流體通道包括凸起變截面結構和直通段；所述凸起變截面結構排列于直通段上；所述凸起變截面結構為三角形或梯形或圓弧形。

進一步地，本領域技術人員僅需要簡單將流體通道設置人字形結構，來降低流體的流動阻力。

進一步地，所述凸起變截面結構與流體介質相接觸的兩個面，分別為前向面和后向面，前相面傾角α小于后向面傾角β，以降低流體后相面區域介質流動阻力，提高前向面區域的流體湍流速度。

進一步地，所述凸起變截面結構在流體通道內同向設置或相向設置，排布方式靈活多變。

進一步地，所述凸起變截面結構在流體通道內同向分布時，其中，所述凸起變截面結構為三角形時，外側三角形凸起變截面結構為鈍角三角形，其頂角ε大于內側三角形凸起變截面結構的頂角；所述凸起變截面結構為梯形或圓弧形時，外側凸起變截面結構的高度h小于內側凸起變截面結構的高度。本領域技術人員通過這種排布設計，能夠有效降低流體介質中的雜質在外側凸起區域內發生沉積的風險。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果：該換熱片在流體通道內增設凸起變截面結構，有效擴展了流體的換熱面積，提高介質流動過程中的湍流程度，提高了單位面積換熱板的有效換熱效率和運行效率；同時，凸起變截面結構降低了通道的局部過流截面，使得流體介質在該部位的流速突然提高，形成較強的流動剪切，可以有效去除通道內的沉積雜質，防止通道堵塞，實現換熱器運行過程中的自清洗功能。

附圖說明

圖1為本發明三角形凸起變截面流體通道相向排布的換熱片示意圖；

圖2為本發明提供的三角形凸起變截面結構示意圖；

圖3為本發明梯形凸起變截面流體通道相向排布的換熱片示意圖；