[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及具有无接触分布的通道的板式热交换装置。该热交换装置包括多个盒箱，其中盒箱构成一对永久结合在一起的热交换器板。本发明还涉及包括多个热交换装置的热交换器。

背景技术

食品生产的典型特征是需要加工处理高粘性产品，例如用于碳酸饮料的浓缩物、果汁、汤、奶制品和其它具有流体浓度的产品。自然，这种情况下的卫生渴求和期望是非常高的以能够满足不同政府机构的要求。

板式热交换器在食品行业中用于多种不同用途。使用用于食品行业的板式热交换器的一个问题是一些产品包含混入流体的纤维和其它固体材料。在多数板式热交换器中，热交换器包括一种类型的板，其与旋转180度的每一另外的板安装在一起来形成用于流体的两个不同通道，一个通道用于冷却介质，另一个通道用于待冷却的产品。在各板之间设有密封。这种布置节约成本并且对许多应用有效，但对包括纤维和其它固体材料的饮料等来说就有一些缺陷，因为板会在一些接触点相互支撑。每个板设有脊和沟以一方面提供机械硬度而另一方面改善对液体的热交换。在板的图案会合的地方板将相互支撑，这将改善板包装的机械硬度。板相互支撑的一个缺陷是各支撑点会构成节流部分，在此液体中包含的材料会滞留并积聚。积聚的材料会进一步限制流动，造成更多的材料积聚。这有些类似河口三角洲的形成，其中小的流动差异会沉积一些材料，其又导致更多的材料沉积。

在板式热交换器中材料堵塞问题的一个解决方案是使用产品通道无接触的热交换器。这种类型的热交换器减少了产品通道中材料的积聚。

US4403652描述了具有无接触通道的热交换器。该热交换器包括特定挤压成型的热板，热板具有由腹板连接的两个侧面和通过铸造制成的特定的集管部分。当板叠置来形成热交换器时，获得了无接触的通道。该方案相当费钱且复杂，但对一些应用是有效的。

当使用用于无接触板式热交换器的传统的热交换器板时，为了获得足够的刚性，板成对地通过例如焊接或钎焊永久结合在一起。这样，两个板形成盒箱，板之间具有多个接触点，其中接触点以及板的边缘结合在一起。盒箱足够刚硬以应付两种流体之间的一些压力差，由此确保无接触产品通道。一种具有无接触通道的板式热交换器见于JP2001272194。在该热交换器中，具有纵向槽的相同类型的两个板永久结合在一起来形成盒箱，其中形成的纵向通道用于热交换流体。这种盒箱使用垫圈进行叠置，由此在两个盒箱之间形成无接触产品通道。

WO2006/080874公开了另一种具有无接触产品通道的热交换器。在该公开的热交换器中，使用垂直于流动方向的皱纹和波纹图案以对板提供刚性并且也改善两种流体之间的热传递。为此，需要两种不同类型的板。第一种类型的两个板形成第一盒箱，第二种类型的两个板形成第二盒箱。板的图案使得当两个盒箱放置在一起时形成产品通道，其中板没有相互支撑。根据热交换器的尺寸，无接触产品通道中的板之间的距离可以在2-12mm范围内。这种类型的热交换器减少了产品通道中至少一些材料的积聚。

WO2006/080874公开的热交换器是所谓的半焊接板式热交换器，即包括通过将热交换器板成对焊接在一起而形成的多个盒箱的热交换器。焊缝通常沿盒箱的侧边延伸并围绕孔眼。垫圈设置在相应的盒箱之间并通常由橡胶材料制成且位于热交换器板的槽中。一种流体在盒箱内流动，另一种流体在盒箱之间流动。盒箱内的流动通道用于加热/冷却流体，盒箱之间的流动通道用于含纤维的流体。半焊接板式热交换器容忍相当高的压力并可以打开板包装来清洁成对焊接的热交换器板之间的空间。替换围绕热交换器板的热交换表面的板之间的各第二空间中的垫圈的焊接减少了垫圈更换的需要并增强了安全性。

这些方案可以对一些应用有效，但它们仍然具有某些缺陷。一个缺陷是纵向流体通道提供了比较差的热传递，其又导致需要相当大的热交换器。因此尚有改进的余地。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的具有非接触产品通道的热交换器。

根据本发明，该问题的解决方案描述在权利要求1的特征部分中。权利要求2至6包含热交换装置的有利实施例。权利要求7包含有利的热交换器。

热交换装置，包括多个盒箱，其中第一盒箱包括两个第一类型的板，第二盒箱包括两个第二类型的板，其中每个板设有皱纹图案，皱纹图案具有多个脊和沟，脊和沟之间具有侧壁，其中皱纹图案包括平行于皱纹图案的方向的波纹，并且其中盒箱以预定距离相互邻近安装，本发明的目的是这样实现的：两个相邻盒箱(11、21)的侧壁(22、23、26、27)之间的垂直距离(a₂)在热交换装置的宽度上基本恒定。