传热板、板组件和板式热交换器制造技术

一种用于板式热交换器的传热板，它包括多个在板上压制成的凸脊（２１０）和凹槽（２２０），板的传热部分具有所述凸脊（２１０）和凹槽（２２０）的多个并置的排（２００）。凸脊（２１０）和凹槽（２２０）的排（２００）被基本平面的通道部分（２４０）彼此分开。每个排（２００）具有沿主流方向（Ｆ）延伸的交错的长的凸脊（２１０）和长的凹槽（２２０）。在同一排（２００）中的每个凸脊（２１０）和相邻的凹槽（２２０）之间的过渡是由一个倾斜于板（１）的中央平面（Ｐ１）的过渡部分（２３０）构成的。这种传热板使用在板式热交换器的板组件中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于板式热交换器的传热板，它包括一个入口部分、一个出口部分和一个位于入口部分和出口部分之间的传热部分，该传热部分具有在板上压成的、在板的几何顶部平面和几何底部平面之间延伸的许多脊和槽，上述平面基本平行于板的几何中心平面。本专利技术还涉及板组件，它包括多个上述类型的传热板，在这种板组件中，流体预期沿着在入口部分和出口部分之间延伸的主流向在许多流动区域中流动，上述流动区域是由构成板组件的传热板间的内部空间形成的。本专利技术也涉及板式热交换器。现代的板式热交换器具有传热板，大多数情形中，传热板由已冲压成其最终形状的薄板坯制成。每个传热板通常设有四个或更多在板上冲出的通孔构成的“孔口”。不同板的孔口限定垂直于板面穿过板式热交换器的上述入口和出口通道。垫圈或任何其它形式的密封装置交替地围绕每个第二个板间空间内一些孔口布置，而在其它的板间空间围绕其它孔口布置，以便形成两个分别为第一流体和第二流体的单独通道。由于在工作期间在热交换器内达到的流体压力水平相当高，因而这些板需要具有一定的刚度以便不被流体压力变形。只要板稍许受到支承，就能够采用薄板坯制成的板。通常，这是通过设有某种板型使板在大量点上彼此抵靠而解决的。在一个“框架”中，板在两个刚性端板之间被夹紧在一起，从而形成刚性组件，刚性组件具有在每个板间空间中的流道。为了取得板间需要的接触，制造两种不同类型的板，然后将其交错地布置，使热交换器内的板交错为第一种和第二种的。或者也可采用相同的板，使板围绕一对称轴线交替地翻转或颠倒。在大多数情形中，各流动区域的孔口位于在传热板两个相对边缘的两个孔口部分内，所述流动区域由位于孔口部分之间的传热表面形成的。在板的最靠近孔口的部分(分配表面)中，板通常具有一种图案，这种图案经过特殊设计以便在流动区域的整个宽度上分配流体。在某些应用中，横过传热表面的压降只是压降的一小部分，这就是说，即使横过流动区域的宽度在流体流中引起相对较大的压降差，在横向上压降差也将会相对较小。虽然不均匀的分布即使很显著也只对带有清洁板的热交换器内的热传递有微小的影响，但是在许多情形中，由于故障风险显著增加，因而不均匀分配的流量是不可接受的。当出现故障时，热交换器的传热能力显著下降。除了降低热效率外，故障还可能对通过热交换器的产品质量具有有害的影响。另外，将需要更多的清洁工作，在严重的情形中可能必须进行非规定的停机。横过传热表面的压降小的方法的一个实例是按薄膜上升原理的蒸发。为了在以低的压降为特征的应用中也取得充分的分配，流动区域的图案必须是“敞开”的，即，甚至没有大的压差也应实现充分的流动。为了进行分配，因而图案应该在横向上“敞开”，为了主流量的目的，图案应该在主流动方向上是“敞开”的。简单地将板尽可能制成平面，只为其设置少量的局部凹陷，就能够获得“敞开”的图案。但是，在只有少量接触点时，每个接触点必须承受相当大的负荷，板的位于接确点之间的部分承受相当大的弯曲负荷。现有技术中的一个问题是，没有一种能够以完全令人满意的方式在小的压降下也产生理想的分布，同时提供由各板形成的强固的板组件。就分配或强度而言，在两种似乎不可兼顾的结构要求之间的公知的折衷方案存在许多的缺陷。本专利技术的另一个目的是提供一种传热板，这种传热板至少能提供关于上述问题的有效的折衷方案，且易于制造、成本低廉。本专利技术的另一个目的是提供一种板组件和板式热交换器，其至少能够提供关于上述问题的有效的折衷方案，且易于制造、成本低廉。上述目的是借助具有如独立权利要求1所限定的特征的传热板实现的。上述目的也可借助分别具有如独立权利要求18和24所限定的特征的板组件和板式热交换器实现。新的板型是解决上述似乎不可兼顾的结构要求的技术方案。本专利技术的构思可总括为一种板，这种板包括多排沿主要流动方向延伸，且一方面适于支承在板式热交换器中的板组件中使用时在板间引起的负荷，另一方面适于提供流量分配的流动连接的长的凸脊和凹槽，以及多个使成排的凸脊和凹槽彼此分开，且适于构成主流通道的通道部分，所述通道部只引起很小的压降。这样就形成一种在横过传热表面的压降必很小的应用场合中也具有满意的强度和满意的横向上的分配性能的板。下面将更详细地描述权利要求1中所述的特征。首先，传热部分包括多个并置排的上述凸脊和凹槽，所述排沿着入口部分和出口部分之间的主流方向延伸。这种结构的板具有强固的传热表面。这里，强固主要是指板能够抵抗沿板的法向作用在板上的压力，即，与框架的夹紧力相关的压力，以及在板构成板间空间中流动的流体的压力。沿法向作用的力可能达到相当高的水平，这是由于通常板都具有大的传热表面的缘故。第二，成排的凸脊和凹槽由基本平行于板的中央平面延伸的传热部分的基本平面通道部分在横向上彼此分开，所述横向基本垂直于主流方向，沿着板的中央平面延伸。这有助于使压制相对地较为简单。也就是说，将存在沿主流方向延伸且只引起很小压降的主流通道。如上所述，小的压降是某些应用场合的需要。第三，每排具有交错的长的凸脊和长的凹槽。两个并置的传热板的凸脊适于相互抵靠。因此，抵靠相邻板的长的凸脊将在板的另一侧形成凹槽，并且将在另一侧离开相邻板上的相应的凹槽一个距离。因此，在主流方向上在所述主流通道之间形成长的横向连接。因此，借助这些横向连接，在不同主流通道中的流量可以得到均衡而不致引起任何明显的压降。凸脊主要是指压制构件的凸侧，而凹槽是指其凹侧。因此，在板的大表面上的一个凸脊在板的相反的大表面上形成一个凹槽。板型已被描述为在板的大表面上的外观。第四，在相同排中的每个凹脊和相邻的一个凹槽之间的过渡是由板的一个连续的、基本直的过渡部分构成的，所述过渡部分倾斜于板的所述中央平面，过渡部分的第一部分构成所述凸脊的一个端壁，而第二部分构成相邻凹槽的一个端壁。由于这些部分是倾斜的，压型的制成相对较为容易。由于倾斜的过渡部分基本是直的，且从凸脊直接向凹槽延伸，因而可得到很强固的结构。与承受沿其法向的负荷的金属板部分相比，金属板的直立部分可以支承在全薄板平面中的相当大的负荷。由于从一个凸脊向一个相邻凹槽直接延伸的直的金属部分，压力在位于中间板两侧的两个板之间，从一个板的凸脊接触点传至另一个板的凹槽接触点。因此，没有任何板部分承受任何明显的弯曲负荷，而弯曲负荷即使很小也会导致相当大的挠度。在这种连接中，倾角是一个乐观的问题。正交的直立部分可提供较好的刚性，但是如果不使材料很薄就难于制成。因此，需要考虑到材料的压制性能，以及它的固有的刚度、板的应用场合等因素。上述板型的另一个优点在于，板可对称地设计，以便只用一种板就可以形成板式热交换器中的板组件，在板组件中每个第二板围绕一对称直线翻转。有利的是，板的通道部分具有一个延伸范围，该延伸范围在横向上大于各排凸脊和凹槽在横向上的延伸范围。这就意味着没有明显的压降。成排的凸脊和凹槽使板具有需要的强度，而相对较宽的通道部分则使通道具有高的过流能力。通道部分最好具有一个延伸范围，该延伸范围在横向上约为各排凸脊和凹槽在横向上的延伸范围的两倍。通过这样设计板，压降将会很小，板将具有使板强固的板型。在一个推荐实施例中，每个长的凸脊在其中央部分较窄，使凸脊与顶部平面重合的部分具有一个横向延伸范围，该横向延伸范围在凸脊的中央部分比在凸脊的端部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于板式热交换器的传热板（１），它包括一个入口部分（Ａ）、一个出口部分（Ｂ）和一个位于入口部分（Ａ）和出口部分（Ｂ）之间的传热部分（Ｃ），所述传热部分具有多个在板上压制成的、在板（１）的几何顶部平面（Ｐ２）和几何底部平面（Ｐ３）之间延伸的凸脊（２１０）和凹槽（２２０），所述平面基本平行于板（１）的几何中央平面（Ｐ１），其特征在于：传热部分（Ｃ）具有多个并置排（２００）的所述凸脊（２１０）和凹槽（２２０），所述排（２００）沿着在入口部分（Ａ）和出口部分（Ｂ）之间延伸的主 流方向（Ｆ）延伸，凸脊（２１０）和凹槽（２２０）的排（２００）被传热部分（Ｃ）的基本平面的通道部分（２４０），在基本垂直于主流方向（Ｆ）、沿板（１）的中央平面（Ｐ１）延伸的横向（Ｇ）上彼此分开，所述通道部分基本平行于板的中央平面（Ｐ１） ，每个排（２００）具有沿主流方向（Ｆ）延伸的交错的长的凸脊（２１０）和长的凹槽（２２０），以及在同一排（２００）中的每个凸脊（２１０）和相邻的凹槽（２２０）之间的过渡是由板（１）的一个连续的、基本直的过渡部分（２３０）构成的，所述过 渡部分倾斜于板（１）的所述中央平面（Ｐ１），且其第一部分构成所述凸脊（２１０）的一个端壁，第二部分构成相邻凹槽（２２０）的一个端壁。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫布洛姆格伦，卡尔M霍尔姆，
申请(专利权)人：阿尔法拉瓦尔股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]