[發明專利]復合材料板式換熱器

在審

• 申請號: 202010006960.4
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111412770A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 柯瑞思·于戈
• 申請（專利權）人: 柯瑞思·于戈
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/04;F28F3/10;F28F11/02;F28F19/04;F28F21/08
• 代理公司: 北京漢鼎理利專利代理事務所(特殊普通合伙) 11618
• 代理人: 趙晶;陶梅

根據本發明設置一種用于流體流通的板式熱交換器(1)。該交換器(1)包括以密封的方式兩兩連接的板(3)和維持框架(2)。該交換器(1)包括至少一個金屬網孔板(3)，該金屬網孔板包括至少一個金屬網孔片(31)和覆蓋該金屬網孔片(31)的至少一個面的熱固性或熱塑性樹脂覆層(32)。

技術領域

本發明涉及熱交換器、更具體地說板式熱交換器的領域。

背景技術

熱交換器是允許從溫度為T1的第一流體向溫度為T2(T2低于T1)的第二流體穿過交換表面轉移熱能的設備。因此產生熱通量，而這兩個流體不混合。

板疊置并壓縮在由兩端構成的框架中。每個板均包括褶皺(起伏),這些褶皺(起伏)會在待加熱或冷卻的流體的流動中制造出紊流。流體在板之間的自由空間中流通。在板之間安裝有密封件(joint)以確保被稱為“服務回路(circuit service)”(服務流體一般是水、蒸氣或油)的回路與被稱為“工藝回路(circuit procédé)”(工藝流體有時是腐蝕性流體)的回路之間的密封。能量在服務這側與工藝那側之間穿過板的厚度進行交換。當板由金屬制成時，板可相互焊接，而無需在它們的交界處布置密封件，這使得能夠運用更大的使用壓強和溫度。然而，同時無法再將板分離開以進行比如清潔操作等日常操作。

傳統地，這些板基于不同的金屬、塑料或陶瓷材料制成。當它們是金屬質地時，這些板通過沖壓制造。這些材料的高柔性允許眾多構造和小的厚度。這些板在熱交換方面特別高效。然而，這樣的板不適用于需要抗腐蝕性的應用。

對于這樣的應用，可以使用金屬合金、貴金屬、浸漬有樹脂的石墨、碳化硅或塑料材料。然而，這樣的板的一個缺陷在于用于制造它們的金屬的成本非常高。而且，對于某些要求特定抗腐蝕性(比如抗氯化物或氟化物腐蝕性)的應用，所述金屬中的某些由于無效而不能夠使用。

包括碳和碳-石墨的混合物的浸漬石墨和碳化硅是相對而言耐高溫和耐所述腐蝕的兩種材料。它們還具有良好的導熱率(在徑向傳播方向上達到105W/m.K)。然而，由于石墨的脆性和碳化硅的非常高的硬度，難以實現加工操作,特別是旨在制造出起伏的加工操作。因此，加工成本非常高，且生產節奏低下。而且，用于該類型特定應用的板的起伏的設置和板的大的厚度(可達10mm)不允許與金屬板同樣高的熱交換。總而言之，這些板式熱交換器的導熱率相對于設有金屬板的熱交換器而言不是最優化的。此外，石墨的成本相對于傳統金屬而言非常高。

發明內容

本發明的目的在于通過提供一種用于流體流通的板式熱交換器來彌補這些缺陷，該板式熱交換器包括用于流體流通的板和適于壓縮板的用于維持板的框架，框架和板以密封的方式兩兩連接，其特征在于，該板式熱交換器包括至少一個金屬網孔板，該金屬網孔板包括至少一個金屬網孔片和覆蓋該金屬網孔片的至少一個面的熱固性或熱塑性樹脂覆層。

根據本發明，“兩兩連接”指的是兩個元件相互連接。由此，框架和板兩兩連接意味著框架的每個端部連接到與其鄰接的板并且彼此相鄰的兩個板相互連接。

由此獲得機械強度比僅由石墨、陶瓷或塑料的板構成的交換器高的板式交換器。該交換器的包括至少一個金屬網孔片和熱固性或熱塑性樹脂覆層的所述一個或多個板適于無損地承受多個熱周期，是密封的，并且能夠抵抗侵蝕和眾多類型的腐蝕，包括氯化物或氟化物的腐蝕。實際上，使用金屬網孔有助于覆層在金屬上的附著。相對于標準金屬板，樹脂覆層在金屬上的該良好加載賦予板更好的抗侵蝕性和更長的使用壽命。

根據本發明的板式熱交換器還具有有利的導熱率特性。

根據本發明的板式熱交換器可還包括單獨或組合地采用的一個或多個以下特征：

-通過對金屬網孔片的沖壓，優選地通過對相互釬接的多個金屬網孔片(例如相互釬接的五個金屬網孔片)的沖壓，來成型金屬網孔板；

-金屬網孔板的厚度至少為0.8mm，優選地厚度為1.5mm；