[发明专利]板式热交换器的板

说明书

本发明公开了一种用于板式热交换器(PHE)的改进的板，该板式热交换器的参数是专门设置的、以在包括各种具有不同物理和化学特性的至少一种第一流体和至少一种第二流体的组的工业操作中使用，并且因此需要不同的两组或更多组与PHE相关的参数。本发明还公开了使用和制造该板式热交换器的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月7日提交的IL 259897、于2018年7月25日提交的IL260785、于2018年9月9日提交的IL 261690、于2018年10月11日提交的IL 262330和于2019年4月25日提交的US 62/838322的优先权；上述文献的公开内容均在此通过参引并入本文中。

技术领域

本发明涉及板式热交换器的板的领域。

背景技术

热交换器用于促进流体之间在无直接接触的情况下的热能传递。板式热交换器(PHE)是这样的热交换器：该热交换器包括一系列波纹板，所述一系列波纹板以使得促进流动通过第一对板的第一流体与流动通过第二对板的第二流体之间的热传递的方式堆叠在一起，使得这些板中的一个板为第一对板和第二对板所共用。许多板式热交换器具有以下述方式各自带有交替的突起和沟槽的图案的板：第一板的突起抵接第二板的相应的突起，以在它们之间限定一间隙，热传递促进流体流动通过该间隙，例如参见US 4915165；US2016/0341484；US 2014076527。IL专利申请No.IL 259897作为参引并入本文中。第一流体和第二流体沿着相对于彼此是顺流或是逆流的路径流动。

热交换器波纹板中的一些热交换器波纹板具有波状波纹图案比如人字形图案，这提高了热交换器波纹板的热传递能力但造成了压降的损失。这些图案就板长度、宽度和深度尺寸而言本质上是对称的。当具有这种性质的板堆叠在一起时，形成的流动通道在形状上是相同的，使得所有得到的流动路径在这两种流动流体之间是相等的。

PHE设计成使热传递系数最大化并使流动阻力最小化。高的热传递速率允许使用减小的热交换表面积，从而由于热交换器的较小尺寸而使热交换器的成本降低。低的流动阻力使得输送热交换流体的泵的所需尺寸减小并使得所需的泵送功率减小，从而使设备和运行成本降低。

长期以来，需要具有下述这种改进的PHE：该改进的PHE的参数是专门设置的、以在包括各种具有不同物理和化学特性的至少一种第一流体和至少一种第二流体的组的工业操作中使用，并且因此需要不同的两组或更多组与PHE相关的参数。

发明内容

因此，本发明公开了一种用于PHE的板。该板的特征在于具有长度X(在下文中称为“主纵向轴线”，指向北)、宽度y(横向轴线)和高度Z；向上的表面(UP)和相反的表面(DOWN)。该板通过突起的峰和凹陷的谷的阵列而呈波纹状。上峰谷和下峰谷在后文中分别表示为P’、V’、P”和V”。P’大致位于表示为(上-)峰平面的单个平面上。V”大致位于表示为(下-)谷平面的单个平面上，高度是从谷平面测量的。P’与V’之间的距离以及P”与V”之间的距离分别表示为绘制深度b’和b”。P’与P”之间的金属片厚度或V’与V”之间的金属片厚度全部都表示为t。板厚度等于t+b’＝b＝t+b”。较低峰、即LP’沿着Z轴等于或低于峰P’。较低峰、即LP”沿着Z轴等于或低于峰P”。高谷、即HV’沿着Z轴等于或高于谷V’。高谷、即HV”沿着Z轴等于或高于谷V”。板n能够与相邻的板(n-1，下板)和板(n+1，上板)沿着Z轴堆叠，n为整数数字。