[发明专利]传热板及板式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及传热板及包括这样的传热板的板式换热器。

背景技术

板式换热器PHE通常由两个端板构成，多个传热板以对准的方式(即，在堆叠中)布置在两个端板之间。在一种类型的公知的PHE(所谓的衬垫式PHE)中，衬垫布置在传热板之间，通常在沿传热板的边缘延伸的衬垫凹槽中，边缘部分在衬垫凹槽与板边缘之间延伸。端板且因此传热板朝彼此压制，由此衬垫在传热板之间密封。衬垫限定传热板之间的平行流动通道，在各对传热板之间一个通道，初始地不同温度的两股流体可交替流过该通道，以用于将热从一股流体传递至另一股。

传热板通常通过从不锈钢板材或卷材切出坯料且将这些坯料压成适于传热板的预期应用的图案来制成。所得的传热板通常具有波状边缘部分，即，包括凸脊和凹谷的边缘部分，以增大独立传热板以及传热板的堆叠的强度，因为独立传热板的凸脊和凹谷可在堆叠中彼此抵靠。波状边缘部分的另一个重要功能在于支撑衬垫且保持它们就位。坯料切割可导致坯料边缘的变形，其取决于不锈钢的类型继而又可导致坯料边缘的变形马氏体或变形硬化。变形马氏体很硬且脆，且因此可在坯料压制时引起问题。更特别而言，由于变形马氏体，故由压制引起的拉伸应力可引起所得的传热板的边缘部分中的裂缝，该裂缝通常垂直于板边缘扩散。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传热板，即，以图案压制的坯料，该传热板与相对较低或甚至没有由坯料压制引起的裂缝发生相关联(即使坯料将含有变形马氏体)，但传热板仍较强，且可适当支撑衬垫。本发明的基本构想在于使压制图案适于坯料的不同部分的材料特征，使得相对富有变形马氏体的坯料部分比相对缺少或完全没有变形马氏体且因此更可成型的坯料部分被更温和地压制。

用于实现以上目的的传热板在所附权利要求中限定且在下文中论述。

根据本发明的传热板包括沿传热板的边缘延伸的边缘部分。边缘部分为波状，以便包括如从传热板的第一侧看到的交错地布置的凸脊和凹谷，凸脊和凹谷垂直于传热板的边缘延伸。凸脊中的第一凸脊具有在顶部平面中延伸的顶部，且凹谷中的第一凹谷具有在底部平面中延伸的底部，第一凹谷邻近第一凸脊。第一凸脊的顶部和第一凹谷的底部由主侧面连接，且它们正如主侧面那样终止于离传热板的边缘的终止距离处。传热板的特征在于，如从第一凹谷的底部所见，主侧面关于底部平面的斜率沿第一凸脊的顶部和第一凹谷的底部在最小斜率与最大斜率之间变化。

较小的主侧面斜率可对应于更温和的压制和相对"平滑"的边缘部分轮廓。相反，较大的主斜面斜率可对应于更"强烈"的压制，以及相对"锐利"的边缘部分轮廓。因此，根据本发明，传热板边缘部分的不同部分可不同地压制，这可导致较少传热板裂缝。

传热板可使得离传热板的边缘第一距离处的主侧面的第一斜率小于离传热板的边缘第二距离处的主侧面的第二斜率，第一距离小于第二距离。因此，传热板的边缘部分可较接近边缘(其可相对脆弱)相对温和地压制，使得边缘部分中的裂缝形成的风险相对较小。同时，边缘部分可更远离边缘相对"粗暴地"压制，由此边缘部分仍较强，且能够向传热板的组或堆叠提供强度以及适合的衬垫支撑。

传热板可使得顶部平面和底部平面平行于传热板的中心延伸平面。这可意味着第一凸脊的高度和第一凹部的深度(高度和深度方向垂直于传热板的所述中心延伸平面)分别在顶部和底部内基本恒定。这里，较大的主斜面斜率可导致较宽的顶部和/或底部，宽度方向平行于板边缘和传热板的所述中心延伸平面，且反之亦然。如通过介绍提到的那样，板式换热器可包括在两个端板之间布置在堆叠中的多个传热板。堆叠中的传热板可全部类似，或它们可为不同类型。在任一情况下，一个传热板的边缘部分的凸脊和凹谷通常布置成分别抵靠相邻传热板的凹谷和凸脊中的相应一个。因为第一凸脊和第一凹谷的顶部和底部相应地为平面且平行于所述传热板中心延伸平面，相对较大的良好限定且稳定的接触部分可相应地在第一凸脊和第二凹谷与相邻传热板的边缘部分的对应凹谷和对应凸脊之间获得。

传热板可使得所述终止距离处(即，第一凸脊的顶部和第一凹谷的底部终止的位置处)的主侧面的斜率为所述最大斜率。此实施例可与优化的衬垫支撑相关联。

第一凸脊和第一凹谷可从传热板的边缘延伸。这有益于传热板的边缘部分的强度，且还有益于包含传热板的组或堆叠的强度，因为允许了一直抵靠传热板与相邻传热板之间的边缘。

传热板可使得传热板的边缘处的主侧面的斜率为所述最小斜率。该实施例意味着传热板的边缘部分恰好在其边缘(其中变形马氏体引起的裂缝通常最可能发生)处最温和压制。