[发明专利]换热器板

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的换热器板。

背景技术

大多数已知的用于板式换热器的换热器板设置有规则的波纹图样，例如传统山形(chevron)或鱼骨形图样或者传统洗衣板形图样。在换热器板上设置这些图样的目的在于：

-为换热流体提供流动通道。

-由于具有多个接触点而为换热器结构提供机械强度。

-确保换热流体之间的良好传热。

通过设计用于板式换热器的换热器板，对于某些应用而言，所希望的是获得高的传递单位数(NTU值)。在理论上，板式换热器的NTU值可通过以下方式增加：

-减小板间隙，即，两个相邻的板之间的距离，和/或

-减小规则图样的角度(图样角)，即，图样的肋和槽的延伸方向相对于与流体主要流动方向垂直的方向的角度。

板间隙通常对应于提供图样的波纹的幅度。板间隙还限定被放置在两个相邻换热器板之间的衬垫的高度。衬垫密封板式换热器中的流体，并将流体互相分隔开。

如果板间隙改变，则通常换热器板和衬垫的整体的设计和结构也不得不改变，并且新的衬垫以及新的或修改后的衬垫工具也是必要的。因此，通过减小板间隙来提高现有的板式换热器的效率将会代价高昂。而且，在减小板间隙方面存在实际的限制，例如衬垫密封力和衬垫使用寿命。

图样角连续减小到小于大约30°不会导致板效率的相应的连续增加。因此，用于需要高NTU值的应用的大多数板式换热器具有大约30°的图样角。

对于采用板式换热器的某些应用，由于可用空间和/或使用工具的部件，板式换热器的总体高度受到限制。因此，如果需要更高的NTU值，则将不可能增大板式换热器的尺寸。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供换热器板，所述换热器板具有与具有相同外部尺寸、相同板间隙和相同图样角的已知图样相比形成更高NTU值的图样。

本发明的上述目的通过具有权利要求1的特征的换热器板而实现。优选实施例在从属权利要求中公开。

根据本发明的一个方面，提供一种用于板式换热器中的换热器板，换热器板具有当换热器板组装到并用于换热器中时接触主换热流体的第一接触侧、以及当换热器板组装到并用于换热器中时接触副换热流体的第二接触侧，其中第一接触侧和第二接触侧均包括图样，该图样在第一接触侧和第二接触侧上形成各自的不平坦表面，并且当相应换热器板一起组装到板式换热器中时所述图样提供接触该相应换热器板的各个接触点或接触区域，其中一系列的凹痕、凹口、凹部、突出部和/或附加波纹被设置在第一接触侧和/或第二接触侧上的图样中并在接触点或接触区域之间或之外。

根据本发明的该方面，在流过具有至少一个这种换热器板的板式换热器的流体中可形成附加紊流。这种附加紊流只要通过以下方式就将形成更高的NTU值：在第一接触侧和/或第二接触侧上的图样中在接触点或接触区域之间或之外提供一系列的凹痕、凹口、凹部、突出部和/或附加波纹。

本发明的该方面的另一优点在于，在两个相邻换热器板组装到板式换热器中时，图样的修改结构可为这两个相邻换热器板提供机械固定。由于这种机械固定，板式换热器的组装将简化。

根据本发明的该方面，安装有至少一个这些换热器板的板式换热器的NTU值在不改变常用的特别是板的外部几何形状、板间隙和图样角的情况下可被调节到所希望水平(增大或甚至减小)。因此，用于制造板和衬垫的现有工具可再次使用。用于制造衬垫的现有工具可在不进行任何修改的情况下使用。用于制造板的工具可通过修改现有工具的插件而提供。这将会节省投资成本。这样可生产改进的换热器板，而没有附加的制造成本。

根据本发明，传统图样设计的修改优选地使得对流体设置更多的阻碍，由此形成更多的紊流。这将会增大NTU值。

另外，采用本发明的实施例，将可部分地(根据交替的板的几何形状)减小主要流体路径中的有效板间隙，而不改变限定衬垫尺寸的实际板间隙。

在本申请的上下文中，“换热器板的平面”是指衬垫接纳部分的平面。

在本申请的上下文中，“接触点的平面”或“接触区域的平面”是指接触点或接触区域所在的平面。

两个相邻接触点的平面(接触区域的平面)之间的距离减去板厚度(板片材料的厚度)对应于板间隙。