通道式热交换器制造技术

多个第一流动管道和与多个第一流动管道相邻的多个第二流动管道，用于在通过多个第一流动管道的第一流和通过多个第二流动管道的第二流之间交换热能；平行流动区域，其中多个第一流动管道的第一流的流动通路和方向以及多个第二流动管道的第二流的相邻流动通路和方向至少在平行流动区域的一部分中相对于彼此以局部或切向平行关系布置并且由壁部分彼此流体分离；其中平行流动区域的壁部分的与平行流动区域的局部流动通路方向正交的横截面为网格状图案。为网格状图案。为网格状图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通道式热交换器


[0001]本专利技术涉及一种热交换器，其用于在通过该热交换器的流体的第一流和第二流之间交换热能。

技术介绍

[0002]通道式热交换器是已知的。
[0003]在EP0720720B1中描述了已知的通道式热交换器的第一典型示例，该通道式热交换器具有基本上矩形横截面的流动管道。
[0004]在EP0666973B1中描述了已知的通道式热交换器的第二典型示例，该通道式热交换器具有基本上三角形横截面的流动管道。
[0005]这种已知的通道式热交换器提供了令人满意的热交换性能，即在由第一流体构成的第一流和由第二流体构成的第二流之间每单位时间的热传递量相当高，在这种热交换器内，沿第一流和沿第二流的压降量相当低。
[0006]然而，在这种通道式热交换器中，仍有改进的余地。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种与上述类型的已知通道式热交换器相比具有改进的热交换性能的新型通道式热交换器。
[0008]具体而言，本专利技术的一个目的是提供一种新型通道式热交换器，其具有每单位时间的显著增加的热传递量，而沿第一流和第二流的压降基本上没有增加或增加微不足道。
[0009]本专利技术提供了一种热交换器，其包括：
[0010]多个第一流动管道和与多个第一流动管道相邻的多个第二流动管道，用于在第一流体通过多个第一流动管道的第一流和第二流体通过多个第二流动管道的第二流之间交换热能；
[0011]平行流动区域，其中多个第一流动管道的第一流的流动通路和方向以及多个第二流动管道的第二流的相邻流动通路和方向至少在平行流动区域的一部分中相对于彼此以局部或切向平行关系布置并且由壁部分彼此流体分离；
[0012]其中平行流动区域的壁部分的与平行流动区域的局部流动通路方向正交的横截面为网格状图案，该网格状图案包括彼此间隔开的第一组m条线和彼此间隔开的第二组n条线，第一组m条线和第二组n条线限定了多个交点和两个交点之间的边界线区段，每个边界线区段是界定多个第一流动管道和多个第二流动管道的流动管道的横截面的边界线的一部分，其中边界线区段中的至少一些或全部是相对于两个交点之间的假想直线具有正斜率部分和负斜率部分的连续线。
[0013]因此，由于这些正斜率部分和负斜率部分，界定流动管道横截面的边界线的总长度相对于仅由限定三角形或矩形的横截面角点之间的直线组成的边界线增加。类似地，根据本专利技术，界定流动管道的壁部分的总表面积相对于仅由流动管道的角线之间的平面表面
区域部分界定的流动管道增加。因此，实现了热交换性能的提高。
[0014]壁部分通常是膜，例如这些膜可能具有水蒸气传输特性。
[0015]根据本专利技术的热交换器可以使用用于以逐层方式构建整个热交换器块的增材制造来生产。
[0016]可替代地，根据本专利技术的热交换器可以通过首先挤压多个热交换器板，即具有合适轮廓的异型板(例如膜)，然后堆叠这些热交换器板以形成热交换器板的堆叠来生产，该热交换器板构成热交换器。在一些实施例中，堆叠中的相邻板通过焊接或胶合相邻板之间的接触区域来密封。可替代地，每个板可以具有多个第一类型的结构和与第一类型互补的多个第二类型的结构。例如，此类结构可包括突出部分、优选平行于流动通路的线性突起或脊部以及平行于流动通路的相应线性凹陷部或凹槽部。因此，当堆叠这些热交换器板时，第一类型的结构和第二类型的结构将接合，从而使得板更容易以限定的方式牢固地堆叠并且还改进了相邻板和相邻的流动通路之间的密封，无论有无焊接或胶合。
[0017]某些类型的热交换器板几何形状不需要挤压待堆叠的热交换器板，而是适合于热成型/真空成型作为替代的板成形方法。这些热成型/真空成型的热交换器板然后以与前一段中所描述的类似的方式堆叠。
[0018]在一些实施例中，边界线区段可以相对于平行于局部流动通路的方向的对称平面呈平面对称，或者相对于两交点之间对应边界线的中心点呈点对称。
[0019]在一些实施例中，边界线区段是线的至少一部分是弯曲的线。该弯曲部分的曲率可以是圆顶形的。
[0020]在一些实施例中，边界线区段是具有正曲率的部分(例如左拐弯)以及负曲率的部分(例如相对于两个交点之间的假想直线的右拐弯)的线。这些弯曲部分的组合曲率可以在与局部流动通路方向正交的横截面中至少部分或全部为V形或U形。可替代地，边界线区段可以在与局部流动通路方向正交的横截面中具有钟形曲线的形状。
[0021]在一些实施例中，边界线区段是具有至少一个拐点的线。应当理解，拐点是指与局部流动通路方向正交的横截面中的边界线区段。
[0022]换言之，边界线区段包括具有左拐弯的至少一个曲率部分及一个具有右拐弯的一个曲率部分。这些弯曲的部分的组合曲率可以具有钟形形状，即两个左拐弯部分和一个右拐弯部分在其间具有两个拐点。可替代地，这些弯曲的部分的组合曲率可以具有波浪形状，即一个左拐弯部分和一个右拐弯部分具有一个拐点。
[0023]在一些实施例中，边界线区段是至少一部分或仅一部分线是直的线。在某些实施例中，边界线区段可以在与局部流动通路方向正交的横截面中具有V形或Z字形。
[0024]在一些实施例中，边界线区段具有至少一个交点，所谓的“零点”，其具有在两个交点之间的假想直线。因此，管道壁部分的第一表面具有紧挨着凸的(分别的凸出的)部分的凹的(分别的凹进的)部分，并且该管道壁部分的相应的第二表面具有紧挨着凹的(分别的凹进的)部分的凸的(分别的凸出的)部分的互补形状。这些部分的组合可以具有波浪形或锯齿形，相应地为Z字形。
[0025]在一些实施例中，边界线区段是仅具有一个拐点的线。因此，它们可能分别具有波浪状，相应地为正弦曲线形状。
[0026]在一些实施例中，边界线区段是仅具有两个拐点的线。它们可能有钟形凹痕或突
起。通常，管道壁部分的第一表面具有凹的(分别的凹进的)部分，并且该管道壁部分的对应的第二表面具有互补的凸的(分别的凸出的)部分。
[0027]在一些实施例中，在平行流动区域内，多个第一流动管道的流动通路和多个第二流动管道的相邻流动通路至少在平行流动区域的主要部分(即至少超过50％)中相对于彼此以局部或切向平行关系布置。
[0028]因此，通常贡献在第一流和第二流之间的总热交换的主要部分的该平行流动区域内的大部分流动通路彼此保持良好的热接触。平行流动区域的一小部分可以包括在由第一流动管道和第二流动管道限定的流动通路中的局部拐弯和偏移。
[0029]在一些实施例中，交点处的交角包括在60
°
和90
°
之间，并且其互补交角包括在120
°
和90
°
之间。因此，流动管道中没有角度小于60
°
的内角。这防止了角落中的死区，在死区中流体倾向于更慢地流动和/或最小化具有停滞流体颗粒的边界层的厚度，这两者都导致减少第一流体和第二流体之间的热交换。显然，角度是指第一组线与第二组线在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热交换器，其包括：多个第一流动管道(FD1)和与所述多个第一流动管道相邻的多个第二流动管道(FD2)，用于在通过所述多个第一流动管道(FD1)的第一流(F1)和通过所述多个第二流动管道(FD2)的第二流(F2)之间交换热能；平行流动区域(PF)，其中所述多个第一流动管道(FD1)的所述第一流(F1)的流动通路和方向与所述多个第二流动管道(FD2)的所述第二流(F2)的相邻流动通路和方向至少在所述平行流动区域的一部分中相对于彼此以局部或切向平行关系布置并且由壁部分(WP1、WP2、WP3、WP4)彼此流体分离；其中所述平行流动区域(PF)的所述壁部分的与所述平行流动区域(PF)的局部流动通路方向正交的横截面为网格状图案(EF)，所述网格状图案(EF)包括彼此间隔开的第一组m条线(E1、E1、E2
……
Em)和彼此间隔开的第二组n条线(G1、G2
……
Gn)，所述第一组m条线和所述第二组n条线限定了多个交点(PX)和在两个交点(PX)之间的边界线区段(BLS)，每个边界线区段(BLS1、BLS2、BLS3、BLS4)是界定所述多个第一流动管道(FD1)和所述多个第二流动管道(FD2)的流动管道(FD1、FD2)的横截面(CS)的边界线的一部分，其中所述边界线区段(BLS1、BLS2、BLS3、BLS4)中的至少一些是相对于所述两个交点(PX)之间的直线具有正斜率部分(PS)和负斜率部分(NS)的连续线。2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)是至少一部分线是弯曲的线。3.根据权利要求2所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)是具有正曲率的部分和负曲率的部分的线。4.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)是具有至少一个拐点(PI1、PI2)的线。5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)是至少一部分线是直的线。6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)与所述两个交点(PX)之间的直线具有至少一个交点(PX0)。7.根据权利要求4至6中任一项所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)为仅具有一个拐点(PI1)的线。8.根据权利要求4至6中任一项所述的热交换器，其中所述边界线区段(BLS)是仅具有两个拐点(PI1、PI2)的线。9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中在所述平行流动区域(PF)内，所述多个第一流动管道(FD1)的所述流动通路和所述多个第二流动管道(FD2)的相邻流动通路至少在所述平行流动区域的主要部分中相对于彼此以局部或切向平行关系布置。10.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中在所述交点(PX)处的交角(AX)包括在60
°
和90
°
之间，并且其互补交角(CAX)包括在120
°
和90
°
之间。11.根据权利要求10所述的热交换器，其中在所述交点(PX)处的所述交角(AX)包括在85
°
和90
°
之间，并且其互补交角(CAX)包括在95
°
和90
°
之间。12.根据权利要求11所述的热交换器，其中在所述交点(PX)处的所述交角(AX)与其互补交角(CAX)为90
°
。
13.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中所述多个交点中的交点(PX)限定所述多个第一流动管道(FD1)和所述多个第二流动管道(FD2)的流动管道(FD1、FD...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：亿康先达国际集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：