[发明专利]热交换板、热交换板对和板式热交换器的热交换板套件

说明书

发明背景

本发明涉及按权利要求1导言所述的板式热交换器的热交换板套件的热交换板。本发明还涉及按权利要求8导言所述的包括第一热交换板和第二热交换板的一对热交换板。此外，本发明涉及按权利要求17导言所述的板式热交换器的热交换板套件。

上述类型的具有热交换板的板式热交换器通常包括呈人字型的中央传热区，也即由相邻热交换板的平行波峰和波谷的波纹互相邻接成在热交换板之间形成点状接触面，热交换板端区上的孔道处有分布区。分布区通常呈所谓的分布型(“巧克力型”)，即相邻热交换板的波纹设计成在相邻热交换板之间形成线状接触面。在分布区与中央传热区之间的过渡区即波纹型式改变的区域上，强度比在中央传热区和分布区上稍稍减小。其原因是波纹型式的构造方法不同，即人字型有许多位置接近的小接触面，而分布型的接触面虽然大但是较少，其间具有自由结构。

图1示意出一热交换板1，其中，在右上角画出中央传热区2与分布区3之间的过渡区的一种型式。图2为该过渡区的放大图。长斜方形4表示热交换板1底平面上的线状接触面，长斜方形表示热交换器1顶平面上的线状接触面。直线6为该热交换板1的波谷，而直线7为相邻热交换板1的波峰。波谷6与波谷7相交处生成吸收压力负荷的点状接触面。在图2中，中央传热区2的人字型为典型的所谓的高NTU(传热单位数)型式，波峰与热交换板1的纵向中央轴线x之间成约65°的锐角。图3示出一典型的所谓的低NTU型式，其锐角约为25°。高NTU型式的流阻较高，而低NTU型式的流阻较低。

高NTU型式在接触面之间宽度上的距离A1显著大于低NTU型式的对应距离A2。在向分布区的过渡中强度十分重要，因为接触面必须承受分布区上的一部分负荷。比较距离A1与A2可看到，A1的长度为A2的两倍。由于该排中的接触面数与该距离成反比，因此，沿向分布区过渡的过渡区的支撑点数量低NTU型式为高NTU型式的两倍。接触面之间宽度上的距离越长，各接触面上的负荷越大，很难避免负荷很大的大自由表面。除了接触面上负荷大，高NTU型式上的用于分布区的破坏负荷也变小。

因此，在定中央传热区的尺寸时，中央传热区上高NTU的型式的热交换板确定着热交换板的最大受压性能。如热交换板中央传热区上为低NTU型式，不会出现上述强度问题。但是，在许多情况下要求在中央传热区上使用所谓的高NTU型式以提高传热。

US-A-4,781,248公开了上述类型的一种热交换板。该热交换板用来装在板式热交换器的热交换板套件中。特别参见该专利的图4，图4示出呈分布型的分布区和有高NTU型式的中央传热区。

发明内容

本发明的目的是避免分布区与中央传热区之间过渡区上的上述问题。确切说，本发明的目的是提高分布区与中央传热区之间过渡区的强度。

该目的由上述热交换板实现，其特征在于，该中央传热区包括沿边界线邻接第一分布区的至少第一过渡区，过渡区上有突起和下凹，这些突起和下凹分别邻接该热交换板套件中相邻热交换板的中央传热区的下凹和突起，从而沿与边界线平行的所述方向形成相距第二距离的第二接触面，其中，第二距离大大小于第一距离。

这样，由于分布区旁的过渡区的相邻热交换板之间的支撑点增加，因此热交换板套件工作时的承载力提高。沿与边界线平行的直线的支撑点排列得更紧密，从而特别在中央传热区呈高NTU的型式时其数量比现有技术多。

按照本发明实施例，中央传热区呈由伸展在与中心轴线成第一锐角的方向上的形成所述突起和下凹的波纹，其中，第一过渡区呈由伸展在与中心轴线成第二锐角的方向上的形成所述突起和下凹的波纹；第一锐角显著大于第二锐角。按照该实施例，过渡区的型式可为流阻较低的人字型即低NTU型式。

按照本发明另一实施例，至少一条与边界线平行位于相距边界线一距离处的直线上有至少一些第二接触面，该距离较小且显著小于第二距离。这样，相邻热交换板之间的支撑点靠近分布区而有助于提高热交换板的该部分中的强度。

按照本发明另一实施例，所述方向与中心轴线大致垂直。

按照本发明另一实施例，过渡区的突起和下凹设计成使得当该热交换板设置在热交换板套件中与另一热交换板相邻时第二接触面获得点接触形状。

按照本发明另一实施例，分布区的突起和下凹分别邻接该热交换板套件中的相邻热交换板的下凹和突起而形成第三接触面。此外，分布区的突起和下凹设计成使得第三接触面在该热交换板设置在热交换板套件中与另一热交换板相邻时获得线接触形状。这类设计包括所谓的分布型。