CN204064035U - 新型板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

新型板式热交换器，芯体的每个板对包括相向设置的上、下两板片，每张板片上沿长度方向均匀分布若干正弦波纹且在左、右两端设置长度不同的凸起开口，正弦波纹的波峰、波谷均为平面，上板片的波峰、波谷分别与下板片的波谷、波峰位置相对应，上板片的前、后两侧边分别与下板片的前、后两侧边焊接且两板片之间形成板间流道，上、下板片两端的凸起开口共同形成板间流道口；相邻两板对上、下对称且二者接触位置相互焊接，相邻板对之间形成管间流道；芯体中设有四个齿形隔板，齿形隔板焊接在板对前、后两侧边的两端并将管间流道与板间流道隔开。本实用新型可充分满足含杂质较多的介质以及干净介质两种不同介质的换热需求且传热效率好、承压能力高。

Description

新型板式热交换器
技术领域
本实用新型涉及一种新型板式热交换器，属于热交换设备，特别适用于一侧流体含杂质较多、一侧流体含杂质较少的流体进行热交换的设备。
背景技术
板式热交换器因具有结构紧凑、传热效率高等优点，已成为城市集中供热工程中的主导换热设备。但因板式换热器面临的工况复杂，对于一侧使用介质浓度大、粘稠、颗粒杂质多，而另一侧使用介质干净，同时要求传热效率好、承压能力高的换热器，现有技术尚不能完全满足。
现有技术情况是：要么两侧通道全为宽间隙，而且宽间隙流道宽且直，不仅使得产品承压能力较低(要想提高承压能力，就必须不断提高板片厚度，一般选用2mm板片也只能耐压1.0MPa)，另外因流体流动平缓，形成不了湍流，致使传热效率很低；要么两侧全为窄间隙，满足不了复杂介质的换热要求。
实用新型内容
根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种一侧为宽通道流道(适合含杂质多的复杂介质的流动)、另一侧为窄间隙流道(适合干净介质流动)且传热效率好、承压能力高的新型板式热交换器。
本实用新型所述的新型板式热交换器，包括芯体，芯体由多个板对层层叠加而成，每个板对包括相向设置的上、下两板片，每张板片上沿长度方向均匀分布若干正弦波纹且在左、右两端设置凸起开口，正弦波纹的波峰、波谷均为平面，上板片的波峰、波谷分别与下板片的波谷、波峰位置相对应，上板片的前、后两侧边分别与下板片的前、后两侧边焊接且两板片之间形成板间流道，上、下板片两端的凸起开口均相互对应且共同形成板间流道口，板片上的两凸起开口长度不同；相邻两板对上、下对称且二者接触位置相互焊接，相邻板对之间形成管间流道；芯体中设有四个齿形隔板，齿形隔板焊接在板对前、后两侧边的两端并将管间流道与板间流道隔开。
本热交换器中：
每个板对中上、下两板片之间形成S型板间流道，该流道为窄间隙流道，适合干净介质流动；相邻板对(板片波谷对波谷)之间形成管间流道，该流道为宽间隙流道，适合含杂质多的复杂介质流动；齿形隔板一端的齿形结构与板对焊接、另一端与外壳连接，通过外壳、齿形隔板能够将管间流道与板间流道分开，形成两个独立的流道***。
本实用新型通过采用宽间隙流道与窄间隙流道管两种流道形式，可充分满足两种不同介质的换热需求，同时，两种流道因形成了密度大、分布均匀的支点，湍动程度大，从而使得产品不仅传热效率高，而且承压能力很高(耐压可达3MPa以上)。除上述外，板间流道内流体运动激烈且板间流道的内表面光滑，因此不易积垢，整体设备工作周期长，可以大幅度减少小检或停机时所耗费的人力、物力、财力。
上述的每个板对中一张板片旋转180°后与另一张板片重合，这样芯体中采用相同的板片即可，便于制作、压型，节省了生产成本。
板片上的正弦波纹可通过多种形式实现，本实用新型中优选以下方式：在板片上间隔冲压长圆形凹槽，长圆形凹槽均匀分布形成正弦波纹。
热交换器的芯体中，板片的设计厚度与其换热器的承压能力有关。由于本热交换器中两种流道形成了密度大、分布均匀的支点，因此用很薄的板片厚度即可实现很高的承压能力，本实用新型中优选的板片厚度为0.5～1.0mm，通过采用很小厚度的板片，一方面能够降低制造成本，另一方面能够提高传热效率，使产品换热效率提高；板片的材质优选奥氏体不锈钢，导热性能好，热导率约14.4W/(m·K)，强度高，冲压性能好，不易被氧化，价格比钛合金和铜合金低，因此特别适用于供热工程中使用。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
1、本实用新型设有宽间隙流道与窄间隙流道两种流道形式，可充分满足含杂质较多的介质以及干净介质两种不同介质的换热需求，同时，两侧流道因形成了密度大、分布均匀的支点，湍动程度大，从而使得产品不仅传热效率高，而且承压能力很高(耐压可达3MPa以上)；
2、板间流道内流体运动激烈且板间流道的表面光滑，因此不易积垢，整体设备工作周期长，可以大幅度减少小检或停机时所耗费的人力、物力、财力；
3、板片选用很小的厚度即可实现较高的承压能力，很大程度上降低了产品制造成本，同时提高了传热效率。
附图说明
图1是本实用新型中芯体的结构示意图；
图2是图1的A向视图；
图3是图1的B向视图。
图中：1、板片；2、凸起开口；3、长圆形凹槽；4、管间流道；5、板对；6、板间流道；7、齿形隔板；8、板间流道口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
如图1～3所示，本新型板式热交换器包括芯体，芯体由多个板对5层层叠加而成，每个板对5包括相向设置的上、下两板片1，每张板片1上沿长度方向均匀分布若干正弦波纹且在左、右两端设置凸起开口2，正弦波纹的波峰、波谷均为平面，上板片的波峰、波谷分别与下板片的波谷、波峰位置相对应，上板片的前、后两侧边分别与下板片的前、后两侧边焊接且两板片1之间形成板间流道6，上、下板片两端的凸起开口2均相互对应且共同形成板间流道口8，板片1上的两凸起开口2长度不同；相邻两板对5上、下对称且二者接触位置相互焊接，相邻板对5之间形成管间流道4；芯体中设有四个齿形隔板7，齿形隔板7焊接在板对5前、后两侧边的两端并将管间流道4与板间流道6隔开。
本热交换器中：
每个板对5中上、下两板片之间形成S型板间流道6，该流道为窄间隙流道，适合干净介质流动；相邻板对5(板片波谷对波谷)之间形成管间流道4，该流道为宽间隙流道，适合含杂质多的复杂介质流动；齿形隔板7一端的齿形结构与板对5焊接、另一端与外壳连接，通过外壳、齿形隔板能够将管间流道4与板间流道6分开，形成两个独立的流道***。
本实用新型通过采用宽间隙流道与窄间隙流道管两种流道形式，可充分满足两种不同介质的换热需求，同时，两种流道因形成了密度大、分布均匀的支点，湍动程度大，从而使得产品不仅传热效率高，而且承压能力很高(耐压可达3MPa以上)。板间流道6内流体运动激烈且板间流道6的内表面光滑，因此不易积垢，整体设备工作周期长，可以大幅度减少小检或停机时所耗费的人力、物力、财力。
在本实施例中：
每个板对5中一张板片旋转180°后与另一张板片重合，这样芯体中采用相同的板片即可，便于制作、压型，节省了生产成本；
板片1上的正弦波纹通过以下形式实现，即在板片1上间隔冲压长圆形凹槽3，长圆形凹槽3均匀分布形成正弦波纹；
热交换器的芯体中，板片1的设计厚度与其换热器的承压能力有关。由于本热交换器中两种流道形成了密度大、分布均匀的支点，因此用很薄的板片厚度即可实现很高的承压能力，本实用新型中优选的板片厚度为0.5～1.0mm，通过采用很小厚度的板片，一方面能够降低制造成本，另一方面能够提高传热效率，使产品换热效率提高；
板片1的材质优选奥氏体不锈钢，导热性能好，热导率约14.4W/(m·K)，强度高，冲压性能好，不易被氧化，价格比钛合金和铜合金低，因此特别适用于供热工程中使用。
本实用新型相比传统的热交换器，具有换热效率的优势，主要有以下三个关键因素：
一是增大流道内的湍流程度，该板片使得产品两流道形成了密度大、分布均匀的支点，能在较低的雷诺数(一般Re＝50～200)下产生紊流，因此换热效率很高；
二是防止板片结垢，板片结垢厚度为1mm时，传热系数降低约10％，该板片组成的两流道内水流湍急，会使板片表面垢物自动脱落，不易结垢，从而提高的换热效率；
三是减小板片厚度，因该板片选用很小的厚度(0.5～1.0mm)，因此传热效率很高。
除上述外，为了增加换热器内流体的流速，改善换热效果，还可以按照常规热交换器的结构，在热交换器沿长度方向的芯体两侧安装折流板，使得管间通道内流体从热交换器的管侧入口进入后在管侧壳体内呈S型折流后，从管侧出口流出。

Claims (5)

1.一种新型板式热交换器，包括芯体，芯体由多个板对(5)层层叠加而成，其特征在于：每个板对(5)包括相向设置的上、下两板片(1)，每张板片(1)上沿长度方向均匀分布若干正弦波纹且在左、右两端设置凸起开口(2)，正弦波纹的波峰、波谷均为平面，上板片的波峰、波谷分别与下板片的波谷、波峰位置相对应，上板片的前、后两侧边分别与下板片的前、后两侧边焊接且两板片(1)之间形成板间流道(6)，上、下板片两端的凸起开口(2)均相互对应且共同形成板间流道口(8)，板片(1)上的两凸起开口(2)长度不同；相邻两板对(5)上、下对称且二者接触位置相互焊接，相邻板对(5)之间形成管间流道(4)；芯体中设有四个齿形隔板(7)，齿形隔板(7)焊接在板对(5)前、后两侧边的两端并将管间流道(4)与板间流道(6)隔开。
2.根据权利要求1所述的新型板式热交换器，其特征在于：所述的每个板对(5)中一张板片旋转180°后与另一张板片重合。
3.根据权利要求1所述的新型板式热交换器，其特征在于：所述的板片(1)上间隔冲压长圆形凹槽(3)，长圆形凹槽(3)均匀分布形成正弦波纹。
4.根据权利要求1、2或3所述的新型板式热交换器，其特征在于：所述的板片(1)厚度为0.5～1.0mm。
5.根据权利要求1、2或3所述的新型板式热交换器，其特征在于：所述的板片(1)的材质为奥氏体不锈钢。
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