CN116583708B - 传热板 - Google Patents

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Abstract

提供了传热板(2a、2d)。其包括上端部部分(8)、中心部分(24)和下端部部分(16)。上端部部分(8)沿上边界线(30)毗邻中心部分(24)，并且包括第一端口孔(10)和第二端口孔(12)以及提供有上分配图案的上分配区域(14)。上分配图案包括细长的上分配脊(50u)，上分配脊(50u)的相应顶部部分(50ut)在假想上平面(38)中延伸，并且具有倒圆的第一角部(64)、倒圆的第二角部(66)、倒圆的第三角部(68)和倒圆的第四角部(70)。上分配脊(50u)沿从上边界线(30)朝向第一端口孔(10)延伸的多条分开的假想上脊线(54u)纵向延伸。传热板的特征在于，对于沿上脊线(54u)中的顶部上脊线(54TR)延伸的>1的第一数目的上分配脊中的各个，该顶部上脊线(54TR)布置成最接近第二端口孔(12)，顶部部分(50ut)的第一角部(64)的曲率半径大于顶部部分(50ut)的第二角部(66)的曲率半径。第一角部(64)和第二角部(66)布置在顶部上脊线(54TR)的相对侧上，第二角部(66)布置成比第一角部(64)更接近第二端口孔(12)，并且第一角部和第三角部布置在顶部上脊线的相同侧上。

Description

传热板
技术领域
本发明涉及一种传热板及其设计。
背景技术
板式热交换器(PHE)通常由两个端部板构成，在两个端部板之间以堆叠或组对准的形式布置了一定数目的传热板。PHE的传热板可为相同类型或不同类型，并且它们可以以不同方式堆叠。在一些PHE中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的后侧和前侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“旋转”的传热板。在其它PHE中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的前侧和后侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“翻转”的传热板。
在一种类型的公知的PHE(即所谓的垫片式PHE)中，垫片布置在传热板之间。端部板并且因此传热板由一些种类的紧固方式压向彼此，由此垫片在传热板之间密封。并流通路形成在传热板之间，每对邻近传热板之间有一个通路。通过入口/出口送入/离开PHE的初始温度不同的两种流体可交替流过每隔一个通路，以用于将热从一种流体传递到另一种流体，该流体通过与PHE的入口/出口连通的传热板中的入口/出口端口孔进入/离开通路。
通常，传热板包括两个端部部分和一个中间传热部分。端部部分包括入口端口孔和出口端口孔，以及分配区域，该分配区域压有脊和谷的分配图案。类似地，传热部分包括压有脊和谷的传热图案的传热区域。传热板的分配图案和传热图案的脊和谷布置成在接触区域中接触板式热交换器中的邻近传热板的分配图案和传热图案的脊和谷。传热板的分配区域的主要任务在于在流体到达传热区域之前将进入通路的流体扩散跨过传热板的宽度，并且在流体穿过传热区域之后收集流体并且将其引导出通路。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，故分配图案一般不同于传热图案。分配图案可使得其提供相对弱的流动阻力和低压降，这通常与更“开放”的图案设计相关联。通常，分配图案提供相对少但大的细长接触区域，以及在邻近传热板之间跨过分配区域的相对宽的分配流道。传热图案可使得其提供相对强的流动阻力和高压降，这通常与在邻近的传热板之间提供更多但更小的点状接触区域的更“密集”的图案设计相关联。
即使常规的分配图案设计成提供有效的流体扩散和收集，它们通常形成的分配流道也距邻近板的入口端口孔和出口端口孔的距离不同，并且跨过邻近板之间的分配区域的长度或纵向延伸不同。分配流道由两个邻近板的两个对置的流动通道限定。通常，距入口端口孔和出口端口孔的较大距离和较长的分配流道与较小的流体流量和具有相对停滞流体流的区域的存在增加相关联。这些停滞流动区域更容易结垢和积聚污垢，这从卫生角度以及传热能力角度来看是尤其不利的。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种至少部分地解决现有技术的以上论述的问题的传热板。本发明的基本构想是在传热板的分配区域最容易结垢和积聚污垢之处，局部地调整分配区域的设计以减少停滞流动区域的存在，并且由此减少结垢和积聚污垢的风险。用于实现以上目的的传热板(其在本文中也简称为“板”)在所附权利要求书中限定，并且在以下论述。
根据本发明的传热板在假想中心延伸平面中延伸，并且包括沿传热板的纵向中心轴线连续布置的上端部部分、中心部分和下端部部分。上端部部分包括第一端口孔和第二端口孔以及提供有上分配图案的上分配区域。下端部部分包括第三端口孔和第四端口孔以及提供有下分配图案的下分配区域。中心部分包括传热区域，该传热区域提供有不同于上分配图案和下分配图案的传热图案。上端部部分沿上边界线毗邻中心部分，并且下端部部分沿下边界线毗邻中心部分。上分配图案包括细长的上分配脊和细长的上分配谷。上分配脊的相应顶部部分在假想上平面中延伸，并且具有倒圆的第一角部、倒圆的第二角部、倒圆的第三角部和倒圆的第四角部。上分配谷的相应底部部分在假想下平面中延伸，并且具有倒圆的第一角部、倒圆的第二角部、倒圆的第三角部和倒圆的第四角部。上分配脊沿从上边界线朝向第一端口孔延伸的多条分开的假想上脊线纵向延伸。上分配谷沿从上边界线朝向第二端口孔延伸的多条分开的假想上谷线纵向延伸。传热板的特征在于，对于沿上脊线中的顶部上脊线延伸的>1的第一数目的上分配脊中的各个，该顶部上脊线布置成最接近第二端口孔，顶部部分的第一角部的曲率半径大于或基本上大于顶部部分的第二角部的曲率半径。第一角部和第二角部布置在顶部上脊线的相对侧上，第二角部布置成比第一角部更接近第二端口孔。此外，第一角部和第三角部布置在顶部上脊线的相同侧上。
在本文中，如果没有另外说明，则传热板的脊和谷是在观察传热板的前侧时的脊和谷。自然地，在从板的前侧看时的脊是在从板的对置后侧看时的谷，且在从板的前侧看时的谷是在从板的后侧看时的脊，并且反之亦然。
在全文中，当提及例如从某物朝向“另一物”延伸的线时，该线不必直地延伸，而是可倾斜地或弯曲地朝向“另一物”延伸。
在本文中，由多个意指多于一个。
在下文中，由“接触区域”意指当适当布置在板组中时布置成接触邻近传热板的传热板的区域。包括散布在传热板上方的许多子接触区域的接触区域必须足够大，否则板组将是弱的并且容易变形。
沿顶部上脊线延伸的上分配脊中的一些或所有可包括在所述第一数目中。
中心延伸平面在上平面与下平面之间延伸，并且中心延伸平面、上平面和下平面可平行。
上平面和下平面可为或可不是传热板的极端平面，极端平面是传热板的中心不延伸超过的平面。
由于传热板通常通过压金属板制成，故传热板的脊和谷未形成有尖锐或90度的边缘和角部。因此，上分配脊和上分配谷的顶部部分和底部部分的第一角部、第二角部、第三角部和第四角部将总是倒圆到一定程度。通常优选使第一角部、第二角部、第三角部和第四角部的曲率半径尽可能小，以便便于在板式热交换器的板组中实现传热板与邻近传热板之间的相对大的接触区域。通过在容易结垢和积聚污垢的上分配图案的区域(像沿顶部上脊线的区域)中局部地改变针对多个上分配脊的顶部部分的第一角部、第二角部、第三角部和第四角部的曲率半径，传热板可在防结垢以及空间高效、足够的接触区域方面得到优化。
根据传热板的一个实施例，所述第一数目的上分配脊是沿顶部上脊线延伸的上分配脊中的大多数。换言之，根据该实施例，沿顶部上脊线延伸的上分配脊中的大多数具有带改变的曲率半径的第一角部、第二角部、第三角部和第四角部，这可最小化结垢和积聚污垢的趋势，并且保持空间高效、足够的接触区域。
传热板可设计成使得对于所述第一数目的上分配脊中的各个，顶部部分的第三角部的曲率半径大于或基本上大于顶部部分的第四角部的曲率半径。这意味着曲率半径在所述第一数目的上分配脊中的各个的两个端部处改变。由此，传热板可在防结垢以及空间高效、足够的接触区域方面甚至进一步优化。
对于所述第一数目的上分配脊中的各个，传热板可使得顶部部分在第一角部与第三角部之间朝向布置成第二接近第二端口孔的上脊线凸出，或在从该上脊线看时是凸形的。根据该实施例，所述第一数目的上分配脊的顶部部分可具有在从板上方看时对称或不对称的半圆形或半椭圆形的基本形式。此实施例可使停滞流动区域的存在最小化，并且由此使结垢和积聚污垢的风险最小化。
作为以上的备选，传热板可使得所述第一数目的上分配脊中的各个的顶部部分包括沿顶部上脊线连续布置的第一端部部分、中间部分和第二端部部分，其中第一端部部分包括第一角部和第二角部，并且第二端部部分包括第三角部和第四角部，并且其中中间部分具有基本上恒定的宽度，该宽度是正交于顶部上脊线测量的。根据该实施例，所述第一数目的上分配脊的顶部部分可在第一角部与第三角部之间具有直边缘。此实施例可实现在空间高效、足够的接触区域方面优化的传热板。
传热板可进一步包括布置在第二端口孔与上分配区域之间的前上对角垫片凹槽部分。前上对角垫片凹槽部分的底部可在假想前对角垫片平面中延伸，并且沿顶部上脊线延伸的上分配脊可从假想前对角垫片平面突出，并且沿前上对角垫片凹槽部分延伸，以便形成前上对角垫片凹槽部分的间断侧壁。根据该实施例，前上对角垫片凹槽部分在沿顶部上脊线延伸的上分配脊的顶部部分的第二角部、第四角部和其间延伸的边缘上接界。通过改变根据本发明的第一角部、第二角部、第三角部和第四角部的曲率半径，上分配脊还可为布置在前上对角垫垫片凹槽部分中的垫片部分提供优化支承。
假想前对角垫片平面可与假想下平面重合。然而，根据本发明的一个实施例，所述假想前对角垫片平面在假想上平面与假想下平面之间延伸，并且可能平行于假想上平面和假想下平面。此实施例可使根据本发明设计的板组能够相对于彼此“翻转”以及“旋转”。
传热板可使得假想上脊线和假想上谷线在上分配区域内形成网格。限定网格的各个网孔的上分配谷和上分配脊可包围区域，传热板可在该区域内在假想第一中间平面中延伸，该假想第一中间平面在假想上平面与假想下平面之间延伸，并且可能平行于假想上平面和假想下平面。网孔可为开放的或封闭的。因此，上分配图案可为所谓的巧克力图案，其通常与跨过传热板的有效流量分配相关联。
传热板可使得沿上谷线的顶部上谷线延伸的多个上分配谷中的各个的底部部分的在第一投影平面中的投影是所述第一数目的上分配脊中的相应上分配脊的顶部部分的在所述第一投影平面中的投影的平行于传热板的纵向中心轴线的镜像，第一投影平面平行于传热板的所述中心延伸平面，该顶部上谷线布置成最接近第一端口孔。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化。
第一投影平面是假想的。
根据基于本发明的传热板的一个实施例，第一端口孔和第三端口孔布置在传热板的纵向中心轴线的同一侧处。此外，下分配图案包括细长的下分配脊和细长的下分配谷。下分配脊沿从下边界线朝向第三端口孔和第四端口孔中的一个延伸的多条分开的假想下脊线纵向延伸。下分配谷沿从下边界线朝向第三端口孔和第四端口孔中的另一个延伸的多条分开的假想下谷线纵向延伸。多个下分配脊和下分配谷中的各个的顶部部分或底部部分的在第二投影平面中的投影是所述第一数目的上分配脊中的相应上分配脊的顶部部分的在所述第二投影平面中的投影的平行于传热板的横向中心轴线的镜像，第二投影平面平行于传热板的所述中心延伸平面。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化。
所述多个下分配脊和下分配谷可所有都是下分配脊，或所有都是下分配谷。
第二投影平面是假想的并且可与第一投影平面重合。
参考以上实施例，第三端口孔和第四端口孔中的所述一个可为第三端口孔，并且第三端口孔和第四端口孔中的所述另一个可为第四端口孔。由此，假想下脊线可从下边界线朝向第三端口孔延伸，而假想下谷线可从下边界线朝向第四端口孔延伸。此外，沿下脊线的底部下脊线延伸的多个下分配脊中的各个可为所述第一数目的上分配脊中的相应上分配脊的平行于传热板的横向中心轴线的镜像，该底部下脊线布置成最接近第四端口孔。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化，该板是所谓的并流类型。并流式热交换器可仅包括一种板类型。
备选地，第三端口孔和第四端口孔中的所述一个可为第四端口孔，并且第三端口孔和第四端口孔中的所述另一个可为第三端口孔。由此，假想下脊线可从下边界线朝向第四端口孔延伸，而假想下谷线可从下边界线朝向第三端口孔延伸。此外，沿下谷线中的底部下谷线延伸的多个下分配谷中的各个的底部部分在第二投影平面中的投影可为所述第一数目的上分配脊中的相应上分配脊的顶部部分的在第二投影平面中的投影的平行于传热板的横向中心轴线的镜像，该底部下谷线布置成最接近第四端口孔。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化，该板是所谓的斜流类型。斜流式热交换器通常可包括多于一种板类型。
传热板可设计成使得布置成最接近第二端口孔的多条假想上脊线沿其延伸的至少一部分弯曲，以便在从第二端口孔看时向外凸出。这可有助于跨过传热板的有效流动分配。
上边界线和下边界线可为非直的，即不垂直于传热板的纵向中心轴线延伸。由此，与如果上边界线和下边界线替代地为直的情况相比，可增加传热板的弯曲强度，在此情况下，上边界线和下边界线可用作传热板的弯曲线。例如，上边界线和下边界线可为弯曲的或拱形的或凹形的，以便在从传热区域看时向内凸出。此弯曲的上边界线和下边界线比对应的直的上边界线和下边界线更长，这导致分配区域的更大的“出口”和更大的“入口”。继而，这可能有助于跨过传热板的有效流动分配。
应当强调的是，当传热板与板组中的其它适当构造的传热板、尤其是根据本发明的其它传热板组合时，本发明的传热板的以上论述特征中的大部分(如果不是全部)的优点出现。
本发明的还有其它目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图清楚。
附图说明
现在将参考所附示意图来更详细地描述本发明，在附图中
图1示意性地示出了传热板的平面视图，
图2示出了在从板组的外侧看时板组中的邻近传热板的邻接外边缘，
图3a包含图1中所示的传热板的上分配区域的放大图，
图3b包含图1中所示的传热板的下分配区域的放大图，
图4a-d示意性地示出了通过图1中所示的传热板的上分配区域和下分配区域的截面，
图5包含布置在图1中所示传热板的上分配区域的中心部分中的上分配脊和上分配谷的放大图，
图6包含在图1中所示的传热板的上分配区域中沿顶部上脊线延伸的上分配脊的放大图，以及
图7包含在图1中所示的传热板的上分配区域中沿顶部上谷线延伸的上分配谷的放大图。
应该说，除了图2之外，以上提到的所有图都示出了用于压根据本发明的传热板的工具，且不是传热板本身。因此，这些图可能无法始终如一地以100％的准确度示出传热板。
具体实施方式
图1示出了如通过引言所描述的带垫片的板式热交换器的传热板2a。未完整示出的带垫片的PHE包括像传热板2a的一组传热板2，即由垫片分开的一组类似的传热板，这些垫片也类似并且未示出。参考图2，在板组中，板2a的前侧4(在图1中示出)面对邻近的板2b，而板2a的后侧6(在图1中不可见但在图2中指示)面对另一个邻近的板2c。
参考图1，传热板2a是基本上矩形的不锈钢板。其包括上端部部分8，该上端部部分继而又包括第一端口孔10、第二端口孔12和上分配区域14。板2a进一步包括下端部部分16，该下端部部分继而又包括第三端口孔18、第四端口孔20和下分配区域22。下端部部分16是上端部部分8的平行于传热板2a的横向中心轴线T的镜像。板2a进一步包括中心部分24，该中心部分24继而又包括传热区域26，以及围绕上端部部分8和下端部部分16以及中心部分24延伸的外边缘部分28。上端部部分8沿上边界线30毗邻中心部分24，而下端部部分16沿下边界线32毗邻中心部分24。上边界线30和下边界线32呈拱形，以便朝向彼此凸出。如从图1清楚，上端部部分8、中心部分24和下端部部分16沿板2a的纵向中心轴线L连续布置，该纵向中心轴线垂直于板2a的横向中心轴线T延伸。如从图1还清楚，第一端口孔10和第三端口孔18布置在纵向中心轴线L的同一侧上，而第二端口孔12和第四端口孔20布置在纵向中心轴线L的同一另一侧上。另外，传热板2a包括在从前侧4看时的前垫片凹槽34和在从后侧6看时的后垫片凹槽(未示出)。前垫片凹槽34包括布置在第二端口孔12与上分配区域14之间的前上对角垫片凹槽部分34a。后垫片凹槽包括布置在第一端口孔10与上分配区域14之间的后上对角垫片凹槽部分(未示出)。前垫片凹槽和后垫片凹槽与彼此部分对准并且布置成接收相应的垫片。
传热板2a以常规方式压在压工具中以给有期望的结构，更具体地，在传热板的不同部分内的不同波纹图案。如通过引言所论述的，波纹图案针对相应板部分的特定功能而优化。因此，上分配区域14提供有所谓巧克力类型的上分配图案，下分配区域22提供有所谓巧克力类型的下分配图案，并且传热区域26提供有传热图案。此外，外边缘部分28包括使外边缘部分更硬并且因此使传热板2a更抗变形的波纹36。此外，波纹36形成支承结构，因为它们布置成邻接PHE的板组中的邻近传热板的波纹。还再次参考示出了传热板2a与板组的两个邻近传热板2b和2c之间的周边接触的图2，波纹36在平行于图1的图平面的假想上平面38和假想下平面40之间和之中延伸。假想中心延伸平面42在上平面38与下平面40之间的中途延伸。前上对角垫片凹槽部分34a的底部43a在与中心延伸平面42重合的假想前对角垫片平面45中延伸。后上对角垫片凹槽部分的底部在也与中心延伸平面42重合的假想后对角垫片平面中延伸。在备选实施例中，前对角垫片平面和后对角垫片平面可不同地定位。
参考图1和图2，传热图案是所谓的人字形，并且包括沿纵向中心轴线L交替布置并且在上平面38和下平面40之间和之中延伸的V形传热脊44和传热谷46。传热脊44和传热谷46相对于中心延伸平面42对称。因此，在传热区域26内，由板2a和上平面38包围的容积类似于由板2a和下平面40包围的容积。在备选实施例中，传热脊44和传热谷46可替代地相对于中心延伸平面42不对称，以便提供与由板2a和下平面40包围的容积不同的由板2a和上平面38包围的容积。
参考示出了板2a的部分的放大图的图3a和图3b，上分配区域14和下分配区域22内的上分配图案和下分配图案各自包括相应的细长的上分配脊50u和下分配脊50l，以及相应的细长的上分配谷52u和下分配谷52l。上分配脊50u和下分配脊50l分成各自包含多个(即两个或更多个)上分配脊50u或下分配脊50l的组。每组的上分配脊50u和下分配脊50l分别沿数条分开的假想上脊线54u和假想下脊线54l中的一条纵向延伸地布置，图3a和图3b中用虚线仅示出了其中的几条。类似地，上分配谷52u和下分配谷52l分成多组。每组的上分配谷52u和下分配谷52l分别沿数条分开的假想的上谷线56u和下谷线56l中的一条纵向延伸地布置，图3a和图3b中用虚线仅示出了其中的几条。如图3a中所示，在上分配区域14中，假想上脊线54u从上边界线30朝向第一端口孔10延伸，而假想上谷线56u从上边界线30朝向第二端口孔12延伸。类似地，如图3b中所示，在下分配区域22中，假想下脊线54l从下边界线32朝向第三端口孔18延伸，而假想下谷线56l从下边界线32朝向第四端口孔20延伸。
图4a-4d示意性地示出了上分配区域14和下分配区域22的截面。参考图3a和图3b，图4a示出了假想上谷线56u中的两条邻近上谷线之间或假想下谷线56l中的两条邻近下谷线之间的板的截面，而图4b示出了假想上脊线54u中的两条邻近上脊线之间或假想下脊线54l中的两条邻近下脊线之间的板的截面。此外，图4c示出了沿假想上脊线54u或下脊线54l中的一者的板的截面，而图4d示出了沿假想上谷线56u或下谷线56l中的一者的板的截面。
假想上脊线54u和上谷线56u彼此交叉以在上分配区域14内形成假想网格。类似地，假想下脊线54l和下谷线56l彼此交叉以在下分配区域22内形成假想网格。限定网格的各个网孔的上分配脊50u和下分配脊50l和上分配谷52u和下分配谷52l包围相应区域62(图1)。沿上边界线30和下边界线32的网孔是开放的，而其余的网孔是封闭的。参考示出了上分配区域14的一部分的图4a-4d和图5，上分配脊50u和下分配脊50l的相应顶部部分50ut和50lt在上平面38中延伸，并且具有倒圆的第一角部64、第二角部66、第三角部68和第四角部70。第一角部64和第二角部66包括在上分配脊50u和下分配脊50l的顶部部分50ut和50lt的相应第一端部部分65中，并且第三角部68和第四角部70包括在上分配脊50u和下分配脊50l的顶部部分50ut和50lt的相应第二端部部分67中。第一端部部分65和第二端部部分67布置在上分配脊50u和下分配脊50l的顶部部分50ut和50lt的相应中间部分69的相对侧上。类似地，上分配谷52u和下分配谷52l的相应底部部分52ub和52lb在下平面40中延伸，并且具有倒圆的第一角部74、第二角部76、第三角部78和第四角部80。第一角部74和第二角部76包括在上分配谷52u和下分配谷52l的底部部分52ub和52lb的相应第一端部部分75中，并且第三角部78和第四角部80包括在上分配脊52u和下分配脊52l的底部部分52ub和52lb的相应第二端部部分77中。第一端部部分75和第二端部部分77布置在上分配脊52u和下分配脊52l的底部部分52ub和52lb的相应中间部分79的相对侧上。
在区域62内，传热板2a在假想第一中间平面63中延伸。在上分配脊50u或下分配脊50l或上分配谷52u或下分配谷52l中的邻近两个之间，即在上分配区域14和下分配区域22内的假想网格的交叉点处，传热板2a在假想第二中间平面73中延伸。这里，假想第一中间平面63和第二中间平面73与中心延伸平面42重合。因此，在上分配区域14和下分配区域22内，由板2a和上平面38包围的容积类似于由板2a和下平面40包围的容积。在备选实施例中，第一中间平面63和第二中间平面73可替代地从中心延伸平面42移位，以便提供与由板2a和下平面40包围的容积不同的由板2a和上平面38包围的容积。
如图3a和图3b中所示，具有分配脊和分配谷的最大组的假想的上脊线54u和下脊线54l和上谷线56u和下谷线56l(即较长的假想上脊线和下脊线和上谷线和下谷线)是弯曲的，以便朝向上边界线30和下边界线32中的相应一者向外凸出。具有分配脊和分配谷的最小组的假想上脊线54u和下脊线54l和上谷线56u和下谷线56l(即较短的假想上脊线和下脊线和上谷线和下谷线)基本上是直的。
假想上脊线54u中最长的假想上脊线(其为布置成最接近第二端口孔12的假想上脊线)在下文中称为顶部上脊线54TR。假想上谷线56u中最长的假想上谷线(其为布置成最接近第一端口孔10的假想谷脊线)在下文中称为顶部上谷线56TV。假想下脊线54l中最长的假想下脊线(其为布置成最接近第四端口孔20的假想下脊线)在下文中称为底部下脊线54BR。假想下谷线56l中最长的假想下谷线(其为布置成最接近第三端口孔18的假想下谷线)在下文中称为底部下谷线56BV。
如图5中所示，上分配脊50u和下分配脊50l和上分配谷52u和下分配谷52l中的大多数的顶部部分50ut、50lt和底部部分52ub、52lb基本上是四边形的。然而，这对于沿顶部上脊线54TR延伸的第一数目(这里是所有)的上分配脊50u并非如此，该上分配脊从假想前对角垫片平面45突出并且沿前上对角垫片凹槽部分34a延伸以形成前上对角垫片凹槽部分34a的间断侧壁71(图3a)。替代地，如图6中所示，沿顶部上脊线54TR延伸的上分配脊50u中的各个的顶部部分50ut设计成使得针对第一角部64的曲率半径r1基本上大于针对第二角部66的曲率半径r2，并且针对第三角部68的曲率半径r3基本上大于针对第四角部70的曲率半径r4。这里，r1和r3基本上相等，而r2和r4基本上相等。在本发明的其它实施例中可能不是这种情况。此外，上分配脊50u中的各个的顶部部分50ut在第一角部64与第三角部68之间以及第三角部66与第四角部70之间直线延伸。由此，顶部部分50ut的中间部分69给有基本上恒定的宽度w，宽度w是正交于顶部上脊线54TR测量的。
参考图3a-3b、图5和图7，沿顶部上谷线56TV延伸的上分配谷52u的多个(这里是所有)底部部分52ub的在第一投影平面P1(图2)中的投影是沿顶部上脊线54TR延伸的上分配脊50u的顶部部分50ut的在第一投影平面P1中的投影的平行于传热板2a的纵向中心轴线L的镜像。此外，沿顶部上谷线56TV延伸的上分配谷52u还包括底部部分52ub，该底部部分52ub具有相应的曲率半径r1和r3的第一角部74和第三角部78以及相应的曲率半径r2和r4的第二角部76和第四角部80，其中r1和r3基本上大于r2和r4。
这里，第一投影平面P1与传热板2a的中心延伸平面42重合，但在本发明的备选实施例中可不同。
如以上所述，下端部部分16是上端部部分8的平行于传热板2a的横向中心轴线T的镜像。因此，沿底部下脊线54BR延伸的下分配脊50l和沿底部下谷线56BV延伸的下分配谷52l也包括顶部部分50lt和底部部分52lb，该顶部部分50lt和底部部分52lb具有曲率半径r1和r3的第一角部64、74和第三角部68、78以及曲率半径r2和r4的第二角部66、76和第四角部70、80，其中r1和r3基本上大于r2和r4。
如前所述，在板组中，板2a布置在板2b和2c之间。板2b和2c可相对于板2a“翻转”或“旋转”布置。
如果板2b和2c相对于板2a“翻转”布置，则板2a的前侧4和后侧6分别面对板2b的前侧4和板2c的后侧6。这意味着板2a的脊将邻接板2b的脊，而板2a的谷将邻接板2c的谷。更具体地，板2a的传热脊44和传热谷46将在点状接触区域中分别邻接板2b的传热脊44和板2c的传热谷46。此外，板2a的上分配脊50u和下分配脊50l将在细长接触区域中分别邻接板2b的下分配脊50l和上分配脊50u，而板2a的上分配谷52u和下分配谷52l将在细长接触区域中分别邻接板2c的下分配谷52l和上分配谷52u。特别地，板2a的沿顶部上脊线54TR的上分配脊50u和沿底部下脊线54BR的下分配脊50l将分别对准并且邻接板2b的沿底部下脊线54BR的下分配脊50l和沿顶部上脊线54TR的上分配脊50u。此外，板2a的沿顶部上谷线56TV的上分配谷52u和沿底部下谷线56BV的下分配谷52l将分别对准并且邻接板2c的沿底部下谷线56BV的下分配谷52l和沿顶部上谷线56TV的上分配谷52u。
因此，板的分配通道将对准以便在板的分配区域之间形成分配流道。最长的分配流动通道将最接近板的端口孔，由倒圆更多的分配脊和分配谷限定，这将减少停滞流动区域，并且因此减少最长分配流动通道中的结垢和积聚污垢。
如果板2b和2c相对于板2a“旋转”布置，则板2a的前侧4和后侧6分别面对板2b的后侧6和板2c的前侧4。这意味着板2a的脊将邻接板2b的谷，而板2a的谷将邻接板2c的脊。更具体地，板2a的传热脊44和传热谷46将在点状接触区域中分别邻接板2b的传热谷46和板2c的传热脊44。此外，板2a的上分配脊50u和下分配脊50l将在细长接触区域中分别邻接板2b的下分配谷52l和上分配谷52u，而板2a的上分配谷52u和下分配谷52l将在细长接触区域中分别邻接板2c的下分配脊50l和上分配脊50u。特别地，板2a的沿顶部上脊线54TR的上分配脊50u和沿底部下脊线54BR的下分配脊50l将分别对准并且邻接板2b的沿底部下谷线56BV的下分配谷52l和沿顶部上谷线56TV的上分配谷52u。此外，板2a的沿顶部上谷线56TV的上分配谷52u和沿底部下谷线56BV的下分配谷52l将分别对准并且邻接板2c的沿底部下脊线54BR的下分配脊50l和沿顶部上脊线54TR的上分配脊50u。
图1和图3a-3b中所示的以上描述的传热板2a为并流类型的，这意味着用于第一流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的一侧上，而用于第二流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的另一侧上。在并流类型的板的板组中，所有板可类似但不一定类似。根据本发明的备选实施例，传热板为斜流类型的，这意味着用于第一流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的相对侧上，并且用于第二流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的相对侧上。斜流类型的板的板组通常包括至少两种不同类型的板。
在斜流类型的板上，下端部部分通常不是上端部部分的平行于板的横向中心轴线的镜像。替代地，上分配图案和下分配图案可具有类似的设计。根据本发明的一个实施例的斜流类型的传热板2d(在图2中示意性地示出)除了在下分配区域22方面之外如以上描述的设计。更具体地，在下分配区域22中，假想下脊线54l从下边界线32朝向第四端口孔20延伸，而假想下谷线56l从下边界线32朝向第三端口孔18延伸。由此，底部下脊线54BR成为布置成最接近第三端口孔18的假想下脊线，而底部下谷线56BV成为布置成最接近第四端口孔20的假想下谷线。
沿底部下谷线56BV延伸的下分配谷52l的多个(这里是所有)底部部分52lb的在第二投影平面P2(图2)中的投影是沿顶部上脊线54TR延伸的上分配脊50u的顶部部分50ut的在第二投影平面P2中的投影的平行于传热板2d的横向中心轴线T的镜像。此外，沿底部下谷线56BV延伸的下分配谷52l还包括底部部分52ub，该底部部分52ub具有曲率半径r1和r3的第一角部74和第三角部78和曲率半径r2和r4的第二角部76和第四角部80，其中r1和r3基本上大于r2和r4。
此外，沿底部下脊线54BR延伸的下分配脊50l的多个(这里是所有)顶部部分50lt的在第二投影平面P2中的投影是沿顶部上谷线56TV延伸的上分配谷52u的底部部分52ub的在第二投影平面P2中的投影的平行于传热板2d的横向中心轴线T的镜像。此外，沿底部下脊线54BR延伸的下分配脊50l还包括顶部部分50ut，该顶部部分50ut具有曲率半径r1和r3的第一角部64和第三角部68以及曲率半径r2和r4的第二角部66和第四角部70，其中r1和r3基本上大于r2和r4。
这里，第二投影平面P2与传热板2d的中心延伸平面42重合，但在本发明的备选实施例中可不同。
在斜流类型的板的板组中，板2d布置在板2b和2c之间。除了在上分配区域和下分配区域内之外，相同类型的板2b和2c设计成类似于板2d。更具体地，板2b和2c的上分配区域和下分配区域是板2d的上分配区域和下分配区域的平行于板的纵向中心轴线的镜像。板2b和2c可相对于板2d“翻转”或“旋转”布置，以便实现以上描述的相互板邻接。
在以上描述的传热板2a-2d上，沿顶部上脊线和底部下脊线以及顶部上谷线和底部下谷线的分配脊和分配谷具有顶部部分和底部部分，包括具有恒定宽度w的中间部分。根据本发明的备选实施例，中间部分替代地具有改变的宽度。作为示例，中间部分可远离相应最接近的端口孔凸出，以便向分配脊和分配谷的顶部部分和底部部分给予半椭圆形或半圆形的基本形状。
本发明的以上描述的实施例仅应当看作是示例。本领域中的技术人员认识到论述的实施例可以以一定数目的方式改变，而不脱离本发明的构想。
例如，传热区域可包括除以上描述的传热图案以外的其它传热图案。此外，上分配图案和下分配图案不一定是巧克力类型，而是可为其它设计。
分配脊和分配谷中的一些或所有，并且尤其是沿顶部和底部的上和下的脊线和谷线布置的分配脊和分配谷，不一定如图中所示设计，而是可有其它设计。
较长的假想的上和下的脊线和谷线不一定是弯曲的。替代地，所有假想的上和下的脊线和谷线都可为直的。作为另一个示例，较短的(即所有的)假想的上和下的脊线和谷线也可为弯曲的。此外，上边界线和下边界线不一定是弯曲的，而是可具有其它形式。例如，它们可为直的或锯齿形的。
传热板还可在传热区域与分配区域之间包括过渡带，像在EP2957851、EP2728292或EP1899671中描述的过渡带。此类板可为“可旋转的”但不是“可翻转的”。
本发明不限于带垫片的板式热交换器，而是还可用于焊接、半焊接、钎焊和熔融结合的板式热交换器中。
传热板不一定是矩形的，而是可具有其它形状，诸如是具有倒圆角部而不是直角部的基本上矩形、圆形或椭圆形。传热板不一定由不锈钢制成，而可由诸如钛或铝的其它材料制成。
应当强调的是，属性前、后、上、下、第一、第二等在本文中仅用于区分细节，且不是表示细节之间的任何种类的定向或相互顺序。
此外，应当强调的是，与本发明无关的细节的描述已省略，并且图仅为示意性的，并且未根据比例绘制。还应该说一些图比其它图更简化。因此，一些构件可在一个图中示出，但在另一个图中省去。

Claims (14)

1.一种传热板(2a、2d)，其在假想中心延伸平面(42)中延伸并且包括沿所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)连续布置的上端部部分(8)、中心部分(24)和下端部部分(16)，所述上端部部分(8)包括第一端口孔(10)和第二端口孔(12)以及提供有上分配图案的上分配区域(14)，所述下端部部分(16)包括第三端口孔(18)和第四端口孔(20)以及提供有下分配图案的下分配区域(22)，并且所述中心部分(24)包括传热区域(26)，所述传热区域提供有不同于所述上分配图案和所述下分配图案的传热图案，所述上端部部分(8)沿上边界线(30)毗邻所述中心部分(24)，并且所述下端部部分(16)沿下边界线(32)毗邻所述中心部分(24)，其中所述上分配图案包括细长的上分配脊(50u)和细长的上分配谷(52u)，所述上分配脊(50u)的相应顶部部分(50ut)在假想上平面(38)中延伸并且具有倒圆的第一角部、倒圆的第二角部、倒圆的第三角部和倒圆的第四角部，并且所述上分配谷(52u)的相应底部部分(52ub)在假想下平面(40)中延伸并且具有倒圆的第一角部、倒圆的第二角部、倒圆的第三角部和倒圆的第四角部，所述上分配脊(50u)沿从所述上边界线(30)朝向所述第一端口孔(10)延伸的多条分开的假想上脊线(54u)纵向延伸，所述上分配谷(52u)沿从所述上边界线(30)朝向所述第二端口孔(12)延伸的多条分开的假想上谷线(56u)纵向延伸，其特征在于，对于沿所述假想上脊线(54u)中的顶部上脊线(54TR)延伸的>1的第一数目的上分配脊中的各个，所述顶部上脊线(54TR)布置成最接近所述第二端口孔(12)，所述顶部部分(50ut)的第一角部的曲率半径大于所述顶部部分(50ut)的第二角部的曲率半径，所述顶部部分(50ut)的所述第一角部和所述顶部部分(50ut)的所述第二角部布置在所述顶部上脊线(54TR)的相对侧上，所述顶部部分(50ut)的所述第二角部布置成比所述顶部部分(50ut)的所述第一角部更接近所述第二端口孔(12)，并且所述顶部部分(50ut)的所述第一角部和所述顶部部分(50ut)的所述第三角部布置在所述顶部上脊线的相同侧上。
2.根据权利要求1所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一数目的上分配脊(50u)是沿所述顶部上脊线(54TR)延伸的所述上分配脊(50u)中的大多数。
3.根据权利要求1所述的传热板(2a、2d)，其中，对于所述第一数目的上分配脊(50u)中的各个，所述顶部部分(50ut)的第三角部的曲率半径大于所述顶部部分(50ut)的第四角部的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的传热板(2a、2d)，其中，对于所述第一数目的上分配脊(50u)中的各个，所述顶部部分(50ut)在所述顶部部分(50ut)的所述第一角部与所述顶部部分(50ut)的所述第三角部之间朝向布置成第二接近所述第二端口孔(12)的所述假想上脊线(54u)凸出。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一数目的上分配脊(50u)中的各个的顶部部分(50ut)包括沿所述顶部上脊线(54TR)连续布置的第一端部部分(65)、中间部分(69)和第二端部部分(67)，其中所述第一端部部分(65)包括第一角部和第二角部，并且所述第二端部部分包括第三角部和第四角部，其中所述中间部分(69)具有基本上恒定的宽度(w)，所述宽度(w)是正交于所述顶部上脊线(54TR)测量的。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，进一步包括布置在所述第二端口孔(12)与所述上分配区域(14)之间的前上对角垫片凹槽部分(34a)，所述前上对角垫片凹槽部分(34a)的底部(43a)在假想前对角垫片平面(45)中延伸，沿所述顶部上脊线(54TR)延伸的所述上分配脊(50u)从所述假想前对角垫片平面(45)突出并且沿所述前上对角垫片凹槽部分(34a)延伸，以便形成所述前上对角垫片凹槽部分(34a)的间断侧壁(71)。
7.根据权利要求6所述的传热板(2a、2d)，其中，所述假想前对角垫片平面(45)在所述假想上平面(38)与所述假想下平面(40)之间延伸。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，所述假想上脊线(54u)和所述假想上谷线(56u)在所述上分配区域(14)内形成网格，其中限定所述网格的各个网孔的所述上分配谷(52u)和所述上分配脊(50u)包围区域(62)，所述传热板(2a、2d)在所述区域中在假想第一中间平面(63)中延伸，所述假想第一中间平面(63)在所述假想上平面(38)与所述假想下平面(40)之间延伸。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，沿所述上谷线(56u)的顶部上谷线(56TV)延伸的多个所述上分配谷(52u)中的各个的底部部分(52ub)的在第一投影平面(P1)中的投影是所述第一数目的上分配脊(50u)中的相应上分配脊的顶部部分(50ut)的在所述第一投影平面(P1)中的投影的平行于所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)的镜像，所述第一投影平面(P1)平行于所述传热板(2a、2b)的所述中心延伸平面(42)，所述顶部上谷线(56TV)布置成最接近所述第一端口孔(10)。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一端口孔(10)和所述第三端口孔(18)布置在所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)的同一侧处，并且其中所述下分配图案包括细长的下分配脊(50l)和细长的下分配谷(52l)，所述下分配脊(50l)沿从所述下边界线(32)朝向所述第三端口孔和所述第四端口孔中的一个延伸的多条分开的假想下脊线(54l)纵向延伸，所述下分配谷(52l)沿从所述下边界线(32)朝向所述第三端口孔和所述第四端口孔中的另一个延伸的多条分开的假想下谷线(56l)纵向延伸，其中多个所述下分配脊(50l)和所述下分配谷(52l)中的各个的顶部部分(50lt)或底部部分(52lb)的在第二投影平面(P2)中的投影是所述第一数目的上分配脊(50u)中的相应上分配脊的顶部部分(50ut)的在所述第二投影平面(P2)中的投影的平行于所述传热板(2a、2d)的横向中心轴线(T)的镜像，所述第二投影平面(P2)平行于所述传热板(2a、2b)的所述中心延伸平面(42)。
11.根据权利要求10所述的传热板(2a)，其中，所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述一个是所述第三端口孔(18)，并且所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述另一个是所述第四端口孔(20)，并且其中沿所述假想下脊线(54l)的底部下脊线(54BR)延伸的多个所述下分配脊(50l)中的各个是所述第一数目的上分配脊(50u)中的相应上分配脊的平行于所述传热板(2a)的横向中心轴线(T)的镜像，所述底部下脊线(54BR)布置成最接近所述第四端口孔(20)。
12.根据权利要求10所述的传热板(2d)，其中，所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述一个是所述第四端口孔(20)，并且所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述另一个是所述第三端口孔(18)，并且其中沿所述下谷线(56l)中的底部下谷线(56BV)延伸的多个所述下分配谷(52l)中的各个的底部部分(52lb)在所述第二投影平面(P2)中的投影是所述第一数目的上分配脊(50u)中的相应上分配脊的顶部部分(50ut)的在所述第二投影平面(P2)中的投影的平行于所述传热板(2d)的横向中心轴线(T)的镜像，所述底部下谷线(56BV)布置成最接近所述第四端口孔(20)。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，布置成最接近第二端口孔(12)的多条所述假想上脊线(54u)沿其延伸的至少一部分弯曲，以便在从所述第二端口孔(12)看时向外凸出。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(2a、2d)，其中，所述上边界线(30)和下边界线(32)是弯曲的，以便在从所述传热区域(26)看时向内凸出。
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