[发明专利]传热板和包括这种传热板的板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的传热板。本发明还涉及包括这种传热板的板式热交换器。

背景技术

板式热交换器典型地由两个端板组成，在这两个端板之间有许多以对准的方式布置的传热板，在传热板之间形成通道。温度最初不同的两个流体可流过每隔一个通道，以将热从一个流体传递到另一个流体，所述流体通过传热板中的入口端口孔和出口端口孔进入和离开通道。

典型地，传热板包括两个端区域和中间传热区域。端区域包括入口端口孔和出口端口孔，以及相对于传热板的基准平面被压制成具有分配结构的凸起和凹陷(诸如凸脊和低谷)的分配区域。类似地，传热区域相对于所述基准平面被压制成具有传热结构的凸起和凹陷(诸如凸脊和低谷)。一个传热板的分配结构和传热结构的凸脊布置成在接触区域中接触板式热交换器中的另一个(相邻)传热板的分配结构和传热结构的低谷。传热板的分配区域的主要任务是在流体到达传热区域之前，使进入通道的流体分布在传热板的宽度上，以及收集流体，并且在流体经过传热区域之后，将流体导引出通道。相反，传热区域的主要任务是传热。

由于分配区域和传热区域具有不同的主要任务，所以分配结构通常与传热结构不同。分配结构使得其提供较弱的流阻和低压降，这典型地与较“宽松的”分配结构设计(诸如所谓的巧克力结构)相关联，从而在相邻的传热板之间提供较少但大的接触区域。传热结构使得其提供较强的流阻和高压降，这典型地与较“密集的”传热结构设计(诸如所谓的鱼骨形结构)相关联，从而在相邻的传热板之间提供较多但较小的接触区域。

在两个相邻传热板之间的接触区域的位置和密度不仅取决于两个传热板的凸脊和低谷之间的距离，而且还取决于两个传热板的凸脊和低谷的方向。作为示例，如果两个传热板的结构相似但镜像对称，如图1a中示出的那样，其中，实线对应于底部传热板的凸脊，而虚线则对应于顶部传热板的低谷，则传热板之间的接触区域(交点)将位于垂直于传热板的纵向中心轴线L的假想等距直线(虚线)上。相反，如图1b中示出的那样，如果底部传热板的凸脊不如顶部传热板的低谷那么“陡峭”，则传热板之间的接触区域将改为位于不垂直于纵向中心轴线的假想等距直线上。作为另一个示例，凸脊和低谷之间的较小的距离对应于较多接触区域。作为图1c中示出的最后的示例，较“陡峭的”凸脊和低谷对应于假想等距直线之间的较大的距离和布置在同一假想等距直线上的接触区域之间的较小的距离。

在分配区域和传热区域之间的过渡部处(即，在板结构改变处)，与板的其余部分的强度相比，传热板的强度可稍微降低。另外，接触区域在过渡部处越分散，强度可能越糟糕。因此，具有陡峭的密集地布置的凸脊和低谷的两个相邻的传热板的相似但镜像对称的结构典型地比具有不那么陡峭、不那么密集地布置的凸脊和低谷的不同的结构包括更坚固的过渡部。

取决于其应用，板式热交换器可包括一个或多个不同类型的传热板。典型地，在传热板类型之间的差异在于它们的传热区域的设计，传热板的其余部分基本相似。作为示例，可存在两个不同类型的传热板，一个具有“陡峭的”传热结构，即所谓的低θ结构，这典型地与较低的传热容量相关联，而另一个具有不那么“陡峭的”传热结构，即所谓的高θ结构，这典型地与较高的传热容量相关联。包含仅低θ传热板的板组件将是较坚固的，因为它与布置在距分配区域和传热区域之间的过渡部的相同距离处的最大数量的接触区域相关联。另一方面，包含交替地布置的高θ和低θ传热板的板组件将较弱，因为它与布置在距过渡部的相同距离处的较少数量的接触区域相关联。

在申请人的瑞典专利SE 528879中进一步描述了以上问题，该专利由此通过引用而结合在本文中，并且该专利还公开了这个问题的解决方法。该解决方法包括在传热板的分配区域和传热区域之间提供狭窄带，而不管板类型如何。狭窄带设有鱼骨形结构，更具体而言，设有密集地布置的“陡峭的”凸脊和低谷。从而，通往分配区域的过渡部将是相同且较坚固的，而不管板组件包含哪种类型的传热板。

但是，尽管以上狭窄带解决了通往分配区域的过渡部处的强度问题，但它会占用传热板的重要的表面面积，而不与有效的流体分配相关联(由于凸脊和低谷的密度的原因)，也不与有效的传热相关联(因为凸脊和低谷“陡峭”)。更具体而言，与高θ传热板的传热表面的传热容量相比，狭窄带的传热容量较低。但是，狭窄带和低θ传热板的传热表面的传热容量可大致相同。

发明内容