TW201839344A - 傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器 - Google Patents

傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
TW201839344A
TW201839344A TW106144328A TW106144328A TW201839344A TW 201839344 A TW201839344 A TW 201839344A TW 106144328 A TW106144328 A TW 106144328A TW 106144328 A TW106144328 A TW 106144328A TW 201839344 A TW201839344 A TW 201839344A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
heat transfer
transfer plate
imaginary straight
imaginary
ridges
Prior art date
Application number
TW106144328A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI665424B (zh
Inventor
馬提亞斯 挪芮恩
Original Assignee
瑞典商阿爾法拉瓦公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 瑞典商阿爾法拉瓦公司 filed Critical 瑞典商阿爾法拉瓦公司
Publication of TW201839344A publication Critical patent/TW201839344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI665424B publication Critical patent/TWI665424B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/044—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本發明提供一種傳熱板(8)及一種包含複數個此種傳熱板之熱交換器(2)。該傳熱板包括具備一波紋圖案之一傳熱區域(22)，該波紋圖案包含相對於該傳熱板之一中央延伸平面(C)交替配置之脊部(36)及谷部(38)。該等脊部形成包含第一箭頭(58)之箭頭，該等第一箭頭各自包含：兩個支腿，其配置在平行於該傳熱板之一縱向中心軸線(1)跨越該整個傳熱區域延伸之第一數目個假想直線(60)中之一相應假想直線之相對側上；及一頭部(59)，其配置在該相應假想直線上。該等假想直線(60)中之每一者包含至少一個主要部分(66)，該等第一箭頭(59)中之至少三者沿著該至少一個主要部分均一隔開地配置。該傳熱板(8)之特徵在於該等假想直線(60)中之至少大多數各自包含至少一個次要部分(68)，該假想直線(60)之一側上之該等脊部(36)及谷部(38)之一延伸部沿著該至少一個次要部分與該假想直線之另一相對側上之該等脊部及谷部之該延伸部平行。

Description

傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器
本發明係關於一種傳熱板及其設計。本發明亦係關於一種包含複數個此種傳熱板之板式熱交換器。
板式熱交換器(PHE)通常由兩個端板組成，在該兩個端板之間以對準方式，即以堆疊或封裝方式配置有數個傳熱板。在該等傳熱板之間形成平行流動通道，在每對鄰近傳熱板之間形成一個通道。初始溫度不同之兩種流體可交替地流過每隔一個通道，用於將熱自一種流體傳遞至另一種流體，流體經由傳熱板上之入口孔道及出口孔道而進出。
通常，傳熱板包含兩個末端區域及一中間傳熱區域。末端區域包含入口孔道及出口孔道以及相對於傳熱板之中央延伸平面以突起及凹陷(諸如脊部及谷部)之分佈圖案按壓之分配區域。類似地，傳熱區域被相對於該中央延伸平面用諸如脊部及谷部之突起及凹陷之傳熱圖案按壓。在板式熱交換器中，一個傳熱板之分配及傳熱圖案之脊部及谷部可配置成在接觸區域中接觸鄰近傳熱板之分配及傳熱圖案之脊部及谷部。
傳熱板之分配區域之主要任務為在流體到達傳熱區域之前使進入通道之流體在傳熱板之整個寬度上擴散，且收集流體並在其通過傳熱區域之後將流體引導出通道。相反，傳熱區域之主要任務係傳熱。由於分配區域與傳 熱區域之主要任務不同，因此分配圖案通常不同於傳熱圖案。分配圖案可使得其提供相對較弱之流動阻力及低壓降，低壓降通常與提供鄰近傳熱板之間的相對少但大之接觸區域的更為「開放」之圖案設計相關聯，諸如所謂的巧克力圖案。傳熱圖案可使得其提供相對較強之流動阻力及高壓降，高壓降通常與在鄰近傳熱板之間提供較多但較小接觸區域之更為「密集」的圖案設計相關聯。
一種眾所周知之傳熱圖案為所謂的人字形或V形圖案，其包含形成箭頭之脊部及谷部，該等箭頭具有平行於傳熱板之縱向中心軸線跨越傳熱區域延伸之配置成列之頭部，該縱向中心軸線延伸穿過傳熱板之兩個末端區域。源自GB 1468514之圖1a說明了此種人字形傳熱圖案。此圖案可使傳熱板具有良好傳熱能力，但其亦可能使傳熱板在尺寸上不穩定且難以處理，傳熱板大之情況下尤其如此。US 6702005提出了此問題之解決方案。圖1b源自US 6702005，且說明具備傳熱圖案之傳熱板，該傳熱圖案包含具有以虛線說明之配置成列之頭部的箭頭，該等頭部平行於傳熱板之縱向中心軸線l跨越傳熱區域延伸。箭頭之頭部在列之不同部分內在相反方向上配置在同一列點中，即傳熱圖案沿著傳熱板之縱向中心軸線l變化。由此，傳熱板在尺寸上變得更加穩定或更硬，因此更易於處理。然而，在傳熱圖案改變且箭頭指向彼此之情況下，即在傳熱區域之圈起區域a內，可能形成應力集中，其可能導致在傳熱板中形成裂縫。此外，關於根據圖1a之傳熱板，如同根據圖1b之傳熱板，箭頭頭部之列可能引起流過PHE之通道的流體之圍擋且阻礙流體在傳熱區域上之分佈，此可能會影響PHE之傳熱能力。
本發明之目標為提供一種解決或至少很大程度上減少上述問題之傳熱板。本發明之基本概念係為傳熱板提供具有波紋圖案之傳熱區域，該波紋圖案跨越傳熱區域界定不連續之箭頭頭部列，即更開放之波紋圖案。本發明 之另一目標為提供一種包含複數個此種傳熱板之熱交換器。用於達成上述目標之傳熱板及熱交換器在所附申請專利範圍中界定且在下文論述。
根據本發明之傳熱板包括傳熱區域。該傳熱區域具備波紋圖案，該波紋圖案包含相對於傳熱板之中央延伸平面交替配置之脊部及谷部。該等脊部形成包含第一箭頭之箭頭。該等第一箭頭為各自包含以下各者之箭頭：兩個支腿，其配置在平行於該傳熱板之縱向中心軸線跨越整個傳熱區域延伸之第一數目個假想直線中之一相應假想直線之相對側上；及一頭部，其配置在該相應假想直線上。該等假想直線中之每一者包含至少一個主要部分，該等第一箭頭中之至少三者沿著該至少一個主要部分均一隔開地配置。該傳熱板之特徵在於該等假想直線中之至少大多數各自包含至少一個次要部分，該假想直線之一側上之該等脊部及谷部之一延伸部沿著該至少一個次要部分與該假想直線之另一相對側上之該等脊部及谷部之該延伸部平行。另外，該傳熱區域劃分成橫向於該傳熱板之該縱向中心軸線自該傳熱區域之一第一長側延伸至一相對第二長側之第二數目個橫向帶。在最外側之橫向帶內，該波紋圖案係類似的。
因此，傳熱區域內之波紋圖案至少部分為人字形或V形類型。脊部與谷部彼此平行延伸，因此脊部及谷部皆形成箭頭。該等箭頭包含如上界定之第一箭頭。該等箭頭亦可包含第二箭頭，該等第二箭頭各自包含：兩個支腿，其配置在平行於該傳熱板之縱向中心軸線跨越整個傳熱區域延伸之第三數目個假想直線中之一相應假想直線之相對側上；及一頭部，其配置在該相應假想直線上。
因此，假想直線之主要部分中之每一者的每一端點由第一箭頭中之一者的頭部界定，即，與之重合，且至少一個另外之第一箭頭頭部配置在主要部分中之每一者的端點之間。另外，該等第一箭頭頭部中之兩個鄰近箭頭之間的距離沿著每一主要部分係均一的，但可在主要部分之間變化。
沿著假想直線之整個次要部分，在假想直線之相對側上且緊鄰假想直線之脊部及谷部之延伸部係平行的。沿著次要部分中之每一者，至少三個均一隔開之脊部可配置在對應假想直線之每一側上。假想直線一側上之鄰近脊部之間的距離可或可不等於假想直線另一側上之鄰近脊部之間的距離。
每一假想直線之主要部分與次要部分係不重疊的。另外，假想直線之兩個主要部分不會相繼配置，假想直線之兩個次要部分亦如此。
第一箭頭可由成角度之或彎曲之脊部形成，彎曲部界定第一箭頭之頭部。或者，第一箭頭可由兩個相對於彼此自端點至端點成角度之脊部形成，該等端點界定第一箭頭之頭部。該等端點可彼此接觸，或沿著橫向中心軸線彼此略微分開，及/或沿著縱向中心軸線相對於彼此略微移位。
沿著假想直線之次要部分，假想直線之一側上之脊部及谷部可與假想直線之另一側上的脊部及谷部成整體或分開。
當然，中央延伸平面係假想的。
「脊部」係指伸長之連續高度，平直或彎曲，其可相對於傳熱板之縱向中心軸線傾斜地跨越整個傳熱區域或其一部分延伸。類似地，谷部係指伸長之連續溝槽，平直或彎曲，其可相對於傳熱板之縱向中心軸線傾斜地跨越整個傳熱區域或其一部分延伸。
當然，假想直線之第一數目判定「至少大多數」係多少。假想直線之第一數目可為三個或更多。在三個假想直線之情況下，「至少大多數」為兩個或三個。在五個假想直線之情況下，「至少大多數」為三個、四個或五個。
橫向帶之第二數目2，更佳3。
如上所述，傳熱區域之最外橫向帶中之一者內的波紋圖案類似於最外橫向帶中之另一者內的波紋圖案。此處，「類似」不應解釋為必然完全意義上的，而是至少在本質上係相同的。另外，此處，「類似」意謂波紋圖案在最外 側橫向帶中具有相同定向，即，若最外側橫向帶中之一者內之波紋圖案能夠沿著傳熱板之縱向中心軸線移位，則其可與另一最外側橫向帶內之波紋圖案重合。應強調，即使最外側橫向帶內之波紋圖案類似，最外側橫向帶中之一者內之波紋圖案亦可相對於最外側橫向帶中之另一者內之波紋圖案移位。換言之，最外側橫向帶中之該一者內的波紋圖案相對於最外側橫向帶中之一者的邊界之位置可不同於最外側橫向帶中之另一者內的波紋圖案相對於最外側橫向帶中之該另一者的邊界之位置。當涉及在板式熱交換器中堆疊複數個傳熱板時，最外側橫向帶之間的圖案類似性係有益的。此通常涉及每隔一個傳熱板圍繞平行於傳熱板之法線方向延伸之軸線相對於參考板定向旋轉180度。圖案類似性接著可實現圖案交叉，從而導致兩個鄰近傳熱板之間的接觸點之足夠密度及合適之分佈。
因此，第一箭頭頭部配置成平行於傳熱板之縱向中心軸線跨越傳熱區域延伸之列。此等列與假想直線重合。由於至少大多數之假想直線各自包含至少一個次要部分，因此至少大多數第一箭頭頭部之列係不連續的。因此，本發明使得有可能沿著傳熱板之縱向中心軸線改變傳熱區域內之波紋圖案，從而使傳熱板在尺寸上穩定且易於處理。此外，波紋圖案可改變而不會產生或僅產生少數(與US 6702005相比)傳熱圖案改變之區域，且第一箭頭指向彼此。由此，沿著假想直線之傳熱板中之應力集中可減小，此導致形成裂紋之風險降低。此外，不連續之第一箭頭頭部列使得波紋圖案更加開放，使得流過傳熱區域之流體可更容易地穿過假想直線，以跨越傳熱板更均一地分配流動。
傳熱板可進一步包含兩個末端區域，傳熱區域配置在該兩個末端區域之間。該等末端區域中之每一者可包含：兩個孔道區域，其可為開放的，即孔道，或封閉的；及分配區域，其配置在傳熱區域與孔道區域之間且具備不同於傳熱區域之波紋圖案的波紋圖案。傳熱板之縱向中心軸線延伸穿過末端區 域及傳熱區域。
該傳熱板可使得沿著該至少大多數假想直線之該等次要部分，該假想直線之該一側上之脊部及谷部之延伸與該脊部及谷部之延伸部與在該假想直線之該相對側上之脊部及谷部之該延伸部對準。此使得有可能在假想直線兩側及/或脊部及谷部具有方向不變之相同波紋圖案，此可能導致更容易處理之較硬傳熱板。
傳熱板可使得除了該等假想直線中之一第一假想直線之外，該等假想直線中之每一者包含至少一個次要部分。此意謂只有一個第一箭頭頭部列係連續的，此使得傳熱板能夠特別穩定且容易處理，且具有更加開放之波紋圖案，用於跨越傳熱板之更均一之流量分佈。
第一假想直線可與傳熱板之縱向中心軸線重合。此使得傳熱區域具有相對於縱向中心軸線對稱之波紋圖案。
傳熱板可如下設計：使得第一假想直線之每一側上之假想直線中之至少一者包含至少兩個主要部分，且第一假想直線之每一側上之至少另一假想直線包含至少兩個次要部分，此可能導致尺寸更加穩定之更容易處理之傳熱板。
如上所述，傳熱區域劃分成第二數目個橫向帶。該等橫向帶中之每一者內之波紋圖案自該等橫向帶中之一鄰近者內的該波紋圖案變化。而且，配置在兩個其他橫向帶之間的橫向帶內之波紋圖案可不同於兩個其他橫向帶中之每一者內之波紋圖案。另外，不管鄰近橫向帶內之波紋圖案是否不同，假想直線之主要部分及次要部分中之每一者可完全跨越橫向帶中之相應橫向帶延伸。
該等橫向帶中之每兩個鄰近橫向帶由在該傳熱板之中央延伸平面中自該傳熱區域之第一長側延伸至第二長側之相應凹槽分開。由此，可促進 跨越傳熱區域之波紋圖案之變化。如上所述，此種變化可使傳熱板在尺寸上更加穩定，或更硬、更易於處理。
界定傳熱區域之兩個相對之第一短側及第二短側之最外側橫向帶可具有類似之輪廓或構型或邊界。此處，「類似」不應解釋為必然完全意義上的，而是至少在本質上係相同的。當在板式熱交換器中堆疊複數個傳熱板時，此係有利的，此通常涉及每隔一個傳熱板圍繞平行於傳熱板之法線方向延伸之軸線相對於參考板定向旋轉180度。輪廓類似性可接著使得兩個鄰近傳熱板之間的接觸點具有足夠密度及合適之分佈。
該等橫向帶中之每一者可由一第一邊界線及一第二邊界線定界，該第一邊界線及該第二邊界線中至少一者係彎曲的。此意謂兩個鄰近橫向帶之間的邊界或外部橫向帶中之一者及末端區域中之一者可為彎曲的。因此，與邊界平直的情況相比，傳熱板之彎曲強度可在邊界處增加，在此種情況下，邊界可用作傳熱板之彎曲線。
該等最外側橫向帶中之每一者可具有平行於該傳熱板之該縱向中心軸線而量測之變化之寬度。該寬度可在自該傳熱區域之第一長側朝向傳熱板之縱向中心軸線之一方向及自該傳熱區域之第二長側朝向該傳熱板之該縱向軸線之一方向上減小。此實施例可使得傳熱板之末端區域有可能具有朝向傳熱板之中心向外凸出之面向傳熱區域之邊界線。如下文將進一步論述，此種末端區域可涉及增大分配效率。
配置在該等最外橫向帶之間的該等橫向帶中之一者可具有平行於該傳熱板之該縱向中心軸線而量測之一變化之寬度。該寬度可在自該傳熱區域之第一長側朝向該傳熱板之該縱向中心軸線之一方向及自該傳熱區域之第二長側朝向該傳熱板之該縱向軸線之一方向上增大。由此，此中間橫向帶可與最外側橫向帶配合在一起，此使得橫向帶有可能佔據整個傳熱區域。關於傳熱板 之傳熱能力，此係有利的。
傳熱區域之波紋圖案可相對於傳熱板之縱向中心軸線對稱。當在板式熱交換器中堆疊複數個傳熱板時，此係有利的，此通常涉及每隔一個傳熱板圍繞平行於傳熱板之法線方向延伸之軸線相對於參考板定向旋轉180度。此種對稱性可接著實現兩個鄰近傳熱板之間的接觸點之足夠之密度及合適之分佈。
沿著該等假想直線中之同一假想直線配置之第一箭頭指向相同方向。此實施例可使得包含波紋圖案之傳熱區域完全無傳熱圖案改變之區域，且第一箭頭指向彼此。此又使得能夠形成特別抗裂之傳熱板。
在該等假想直線中之一最外側假想直線之一外側上的脊部及谷部全部相對於該最外側假想直線以0至90度之一最小角度延伸，如在一第一方向上自該最外側假想直線所量測。該第一方向係順時針或逆時針方向。由此，可達成由傳熱板之按壓導致之相對均一之邊緣移位，且因此達成相對均一之傳熱板邊緣，此對於傳熱板之強度係有利的。當然，上述特徵可存在於兩個最外側假想直線之外側。
根據本發明之熱交換器包含複數個如上所述之傳熱板。
本發明之其他目的、特徵、態樣及優點將見於以下詳細描述及附圖中。
現在將參考所附之示意圖更詳細地描述本發明，其中：圖1a至圖1b為先前技術傳熱板之平面圖，圖2為根據本發明之板式熱交換器之側視圖，圖3至圖6為根據本發明之四個不同實施例之傳熱板之示意性平面圖，且圖7示意性地說明沿線A-A截取之圖3之傳熱板之橫截面之一部分。
參考圖2，說明帶墊圈的板式熱交換器2。其包含第一端板4、第二端板6及數個傳熱板8，該等傳熱板分別配置在第一端板4與第二端板6之間的板組10中。傳熱板全部為圖3所說明之類型。
傳熱板8藉由墊圈(未說明)彼此分開。傳熱板與墊圈一起形成平行通道，其設置為交替地接收兩種流體以將熱自一種流體傳遞至另一種流體。為此，第一流體配置成在每隔一個通道中流動，且第二流體配置成在其餘通道中流動。第一流體分別經由入口12及出口14進入及退出板式熱交換器2。類似地，第二流體分別經由入口及出口(圖中不可見)進入及退出板式熱交換器2。為了使通道防漏，必須將傳熱板彼此壓緊，由此墊圈在傳熱板8之間密封。為此，板式熱交換器2包含數個緊固構件16，該等緊固構件經配置以將第一端板4與第二端板6分別朝向彼此按壓。
帶墊圈之板式熱交換器之設計及功能係眾所周知的，在此不再詳細描述。
現在將參考分別說明傳熱板及傳熱板之橫截面的圖3及圖7進一步描述傳熱板8中之一者。傳熱板8為基本上矩形之不銹鋼片，以習知方式在壓製工具中壓製，以得到所需之結構。其界定彼此平行且與圖3之圖平面平行之頂平面T、底平面B及中央延伸平面C(亦參見圖2)。中央延伸平面C分別在頂平面T與底平面B之間延伸一半。傳熱板進一步具有縱向中心軸線l及橫向中心軸線t。
傳熱板8包含第一末端區域18、第二末端區域20及配置在其間之傳熱區域22。第一末端區域18又包含用於第一流體之開放之入口孔道區域，即入口孔道24及用於第二流體之開放出口孔道區域，即出口孔道26，其經配置以分別與板式熱交換器2之用於第一流體之入口12及用於第二流體之出口連通。另外，第一末端區域18包含第一分配區域28，該第一分配區域具備所謂的巧克力圖案形式之分配圖案(在圖3中未說明，但在圖6中說明)。類似地，第二末端區 域20又包含用於第一流體之開放出口孔道區域，即出口孔道30及用於第二流體之開放入口孔道區域，即入口孔道32，其分別與板式熱交換器2之第一流體之出口14及第二流體之入口連通。另外，第二末端區域20包含第二分配區域34，該第二分配區域具備所謂的巧克力圖案形式之分配圖案(在圖3中未說明，但在圖6中說明)。第一末端區域與第二末端區域之結構相同，但相對於橫向中心軸線t係鏡像倒置的。
傳熱區域22具備相對於傳熱板之縱向中心軸線l對稱之人字形波紋圖案。其包含相對於中央延伸平面C交替設置之脊部36及谷部38，該中央延伸平面界定脊部與谷部之間的邊界。此可自圖7而顯而易見，然而，圖7僅說明一個完整脊部及兩個谷部。在圖3中，之字形線說明脊部，而之字形線之間的空間說明谷部。當然，自傳熱板之一側觀看時的脊部及谷部在自傳熱板之另一側觀看時分別為谷部及脊部。
傳熱區域22劃分成三個橫向帶，兩個最外側橫向帶40及42及一個配置在最外側橫向帶之間的中間橫向帶44。該等橫向帶中之每一者橫向於傳熱板8之縱向中心軸線l而延伸，且自傳熱區域22之第一長側46延伸至第二長側48。最外側橫向帶40與42基本類似，且其內部之波紋圖案因此類似。然而，最外側橫向帶40內之波紋圖案相對於最外側橫向帶42內之波紋圖案移位，使得最外側帶40中之谷部之位置對應於最外側帶42中之脊部之位置。中間橫向帶44內之波紋圖案不同於最外側帶40及42內之波紋圖案。應強調，在圖3(及圖4及圖5)中僅說明波紋圖案之脊部及谷部中之一些。實際上，如圖6所說明，波紋圖案覆蓋整個傳熱區域22。由此，脊部及谷部中之一些將為之字形，一些將為V形，且一些將為平直的。
橫向帶中之每一者由第一邊界線及第二邊界線界定，對於最外側橫向帶40分別表示為50及52。中間橫向帶44之第一邊界線及第二邊界線分別與 最外側橫向帶40之第二邊界線52及最外側橫向帶42之第一邊界線重合。橫向帶之重合之邊界線與在傳熱板之中央延伸平面C中自傳熱區域22之第一長側46延伸至第二長側48之凹槽54及56重合。
自圖3顯而易見，最外側橫向帶40之第一邊界線50及第二邊界線52及因此最外側橫向帶42係彎曲的，且自相應之最外側橫向帶內部看係向內凸出或凹入的。此使得最外側橫向帶40及42具有變化之寬度，該寬度係平行於縱向中心軸線l而量測，更特定言之，為自傳熱區域22之第一長側46及第二長側48朝向傳熱板8之縱向中心軸線l減小之高度。此外，中間橫向帶44之第一邊界線及第二邊界線自中間橫向帶內部看係彎曲的且向外凸出或突出。此給中間橫向帶44提供了變化之寬度，更特定言之，自第一長側46及第二長側48朝向縱向中心軸線l增大之寬度。
橫向帶內之之字形及V形脊部形成具有相應頭部59之第一箭頭58。由於谷部在脊部之間延伸且與脊部平行，因此此等谷部亦形成具有相應頭部之箭頭。橫向帶中之每一者內之第一箭頭按順序自橫向帶之第一邊界線延伸至第二邊界線，其中第一箭頭頭部59沿著完整之順序配置，在鄰近之第一箭頭頭部之間具有均一之距離。此等序列形成與假想直線60重合之連續或不連續之列，此處為五條之該等假想直線跨越整個傳熱區域自其第一短側62延伸至第二短側64。假想直線60平行於傳熱板8之縱向中心軸線l相互間隔一定距離而延伸。
沿著同一假想直線之第一箭頭58全部指向相同方向。另外，如自圖3顯而易見，所有第一箭頭具有相同之角度γ。因此，所有脊部36及谷部38在最外側假想直線60a、60b之外側平行地延伸。更特定言之，在最外側假想直線60a之外側，脊部36及谷部38全部相對於最外側假想直線60a以相同之最小角度α=γ/2=60度延伸，如自最外側假想直線60a在順時針方向上量測。類似地，在最外側假想直線60b之外側，脊部36及谷部38相對於最外側假想直線60b以相同之 最小角度β=γ/2=60度延伸，如自最外側假想直線60b在逆時針方向上所量測。
由第一箭頭頭部59之序列所佔據之假想直線60之部分(即，複數個第一箭頭沿著該部分均一地間隔配置)在本文中被稱為主要部分66。如自圖3顯而易見，在傳熱區域22之橫向帶40、42及44中之每一者內存在三個主要部分66。另外，假想直線60中之每一者包含一個、兩個或三個主要部分66。假想直線60之位於主要部分外側之部分在本文中被稱為次要部分68。沿著次要部分68，脊部36及谷部38與未彎曲，即方向不變之假想直線60交叉，使得直接在脊部之一側上之脊部及谷部之延伸部與直接在假想直線之相對側上之脊部及谷部之延伸部對準。如自圖3顯而易見，在傳熱區域22之橫向帶40、42及44中之每一者內存在兩個次要部分68。另外，除了第一中心假想直線60'以外的與縱向中心軸線l重合的所有假想直線60包含一個或兩個次要部分68。第一假想直線60'不含次要部分。
因此，如自圖3顯而易見，最外側假想直線60a、60b各自包含一個主要部分及兩個次要部分，而配置在第一中心假想直線與最外側假想直線中之每一者之間的中間假想直線各自包含一個次要部分及兩個主要部分。
如上所述，傳熱區域22之橫向帶40、42及44之邊界線係彎曲的。另外，如自圖3顯而易見，末端區域18及20之相應第一邊界線70及72亦係彎曲的，且自相應末端區域內觀之向外凸出或突出。末端區域18及20之相應第一邊界線70及72分別與最外側橫向帶40之第一邊界線50及最外側橫向帶42之第二邊界線重合，且分別與凹槽74及76重合。該等凹槽在傳熱板8之中央延伸平面C中延伸，且自傳熱區域22之第一長側46延伸至第二長側48。
橫向帶及末端區域之邊界線全部係均一的。由此，能夠利用用於藉由添加/移除鄰近於末端區域之橫向帶來製造含有不同數目個橫向帶之不同大小傳熱板之模組化工具來對傳熱板進行按壓。
由於第一邊界線70及72向外凸出，因此其比對應之平直第一邊界線要長。此導致末端區域之較大「出口」，其在跨越傳熱區域之寬度之流體分佈方面係有利的。
板式熱交換器2之傳熱板8在第一端板4與第二端板6之間堆疊，其中一個傳熱板之前側(圖3中可見)及後側分別面向鄰近傳熱板之後側及前側。此外，每隔一個傳熱板相對於參考定向圍繞傳熱板之中心軸線(X)旋轉180度，該中心軸線延伸穿過傳熱板之中心且垂直於中央延伸平面(C)。由此，該一個傳熱板之脊部及谷部將分別交叉且接觸該等鄰近傳熱板之谷部及脊部。由於傳熱板並不僅僅包含平行於傳熱板之縱向中心軸線跨越整個傳熱區域延伸之連續之等間距之第一箭頭，因此形成在傳熱板中之兩個鄰近者之間的通道將相對開放，從而允許跨越傳熱板之傳熱區域的有效流體散佈。另外，由於缺少包含第一箭頭指向彼此之圖案變化之區域，因此傳熱板將抵抗裂紋形成。
圖4及圖5說明根據本發明之傳熱板之其他可能設計之範例。顯而易見，大部分上述描述對於圖4及圖5之傳熱板亦係有效的。然而，根據圖4及圖5之傳熱板有三條假想直線而非五條。根據圖4之傳熱板之三條假想直線中之兩條各自包含兩個次要部分，而根據圖5之傳熱板之三條假想直線中之兩條各自包含一個次要部分。另外，沿著兩個傳熱板之第一中心假想直線，中間橫向帶內之第一箭頭與最外側橫向帶內之第一箭頭指向相反方向。因此，兩個傳熱板均各自包含一個區域，每一區域以上部(如圖4及圖5中所示)最外側與中間橫向帶之間的邊界為中心，在該區域內，波紋圖案變化，且第一箭頭指向彼此。
圖6說明根據本發明之傳熱板之另一種可能設計之範例。除了配置在每一分配區域28及34與傳熱區域22之間的過渡區域78之外，圖6中之傳熱板基本上類似於圖3中之傳熱板。此種過渡區域之設計、功能及目的描述於WO公開案2014/067757中。
當然，在本發明之範圍內，許多其他傳熱板設計亦係可能的。
本發明之上述實施例應僅被視為範例。在此技術領域中具有通常知識者認識到所論述之實施例可以多種方式變化及組合，而不偏離本發明之構思。
作為實例，分配區域內之波紋圖案不必為巧克力圖案，而可為其他類型。
另外，傳熱板不需要包含三個橫向帶及五條或三條假想直線，而可包含另一數目之橫向帶及假想直線，且因此，在本發明之範圍內包含主要部分與次要部分之其他數目及組合。作為實例，傳熱板可包含五個橫向帶，其中最外側帶及中心帶凹入，且中心帶與最外側帶中之每一者之間的帶突出。
橫向帶之一條或全部邊界線及末端區域之第一邊界線可為平直而非彎曲的。因此，橫向帶可具有均一之寬度。
傳熱區域內之第一箭頭不需要如上所述具有相同之第一箭頭角度，而可具有變化之銳度。另外，α與β不需要相等或等於60度。另外，假想直線可跨越傳熱區域均一地分佈。
在板式熱交換器中，傳熱板不需要如上所述地堆疊，而可代替地將一個傳熱板之前側及背側堆疊為分別面向鄰近傳熱板之前側及背側，且每隔一個傳熱板旋轉180度。
脊部及谷部不需要具有如圖7所說明之橫截面，而可具有任何橫截面，諸如包含連接脊部與谷部之一個或多個凸肩或凸緣之橫截面。
上述板式熱交換器係平行逆流式的，即每種流體之入口及出口配置在板式熱交換器之同一半上，且流體在相反方向上流過傳熱板之間的通道。當然，板式熱交換器可替代地為斜流型及/或並流型的。
上述板式熱交換器僅包含一個板型。自然，板式熱交換器可替代 地包含兩種或更多種不同類型之交替配置之傳熱板。另外，傳熱板可由不同於不銹鋼之其他材料製成。
本發明可與不同於帶墊圈之板式熱交換器的其他類型之板式熱交換器結合使用，諸如全焊接式、半焊接式及釺焊式板式熱交換器。
應強調，已省略與本發明不相關之細節之描述，且附圖僅僅為示意性的而非按比例繪製。亦應指出，一些圖比其他圖更為簡化。因此，一些組件可能在一個圖中說明，但在另一圖上略去。

Claims (15)

  1. 一種傳熱板(8)，其包括具備一波紋圖案之一傳熱區域(22)，該波紋圖案包含相對於該傳熱板之一中央延伸平面(C)交替配置之脊部(36)及谷部(38)，該等脊部形成包含第一箭頭(58)之箭頭，該等第一箭頭各自包含：兩個支腿，其配置在平行於該傳熱板之一縱向中心軸線(1)跨越該整個傳熱區域延伸之第一數目個假想直線(60)中之一相應假想直線之相對側上；及一頭部(59)，其配置在該相應假想直線上，該等假想直線(60)中之每一者包含至少一個主要部分(66)，該等第一箭頭(59)中之至少三者沿著該至少一個主要部分均一隔開地配置，該傳熱板之特徵在於：該等假想直線(60)中之至少大多數各自包含至少一個次要部分(68)，該假想直線(60)之一側上之該等脊部(36)及谷部(38)之一延伸部沿著該至少一個次要部分與該假想直線之另一相對側上之該等脊部及谷部之該延伸部平行，其中該傳熱區域(22)劃分成橫向於該傳熱板(8)之該縱向中心軸線(1)自該傳熱區域(22)之一第一長側(46)延伸至一相對第二長側(48)之第二數目個橫向帶(40、42、44)，其中，在最外側之橫向帶(40、42)內，該波紋圖案係類似的。
  2. 如申請專利範圍第1項之傳熱板(8)，其中，沿著該等假想直線(60)中之該至少大多數之該等次要部分(68)，在該假想直線之該一側上之該等脊部(36)及谷部(38)之該延伸部與在該假想直線之該相對側上之該等脊部及谷部之該延伸部對準。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之傳熱板(8)，其中除了該等假想直線中之一第一假想直線(60')之外，該等假想直線(60)中之每一者包含至少一個次要部分(68)。
  4. 如申請專利範圍第3項之傳熱板(8)，其中該第一假想直線(60')與該傳熱板之該縱向中心軸線(1)重合。
  5. 如申請專利範圍第3項至第4項中任一項之傳熱板(8)，其中在該第一假想直線(60')之每一側上之該等假想直線(60)中之至少一者包含至少兩個主要部分(66)，且在該第一假想直線(60')之每一側上之該等假想直線(60)中之至少另一者包含至少兩個次要部分(68)。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之傳熱板(8)，其中該等橫向帶(40、42、44)中之每一者內之波紋圖案自該等橫向帶中之一鄰近者內的該波紋圖案變化，且該等假想直線(60)之該等主要部分(66)及該等次要部分(68)中之每一者完全跨越該等橫向帶(40、42、44)中之一相應橫向帶延伸。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之傳熱板(8)，其中該等橫向帶中之每兩個鄰近橫向帶由在該傳熱板(8)之該中央延伸平面(C)中自該傳熱區域(22)之該第一長側(46)延伸至該第二長側(46)之一相應凹槽(54、56)分開。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之傳熱板(8)，其中該等最外橫向帶(40、42)之輪廓係類似的。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之傳熱板(8)，其中該等橫向帶(40、42、44)中之每一者由一第一邊界線(50)及一第二邊界線(52)定界，該第一邊界線及該第二邊界線中至少一者係彎曲的。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之傳熱板(8)，其中該等最外側橫向帶(40、42)中之每一者具有平行於該傳熱板之該縱向中心軸線(1)而量測之一變化之寬度，該寬度在自該傳熱區域(22)之該第一長側(46)朝向該傳熱板(8)之該縱向中心軸線(1)之一方向及自該傳熱區域(22)之該第二長側(48)朝向該傳熱板(8)之該縱向軸線(1)之一方向上減小。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之傳熱板(8)，其中配 置在該等最外橫向帶(40、42)之間的該等橫向帶(44)中之一者具有平行於該傳熱板(8)之該縱向中心軸線(1)而量測之一變化之寬度，該寬度在自該傳熱區域(22)之該第一長側(46)朝向該傳熱板之該縱向中心軸線(1)之一方向及自該傳熱區域(22)之該第二長側(48)朝向該傳熱板(8)之該縱向軸線(1)之一方向上增大。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之傳熱板(8)，其中該傳熱區域(22)之該波紋圖案相對於該傳熱板(8)之該縱向中心軸線(1)對稱。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之傳熱板(8)，其中沿著該等假想直線(60)中之同一假想直線配置之該等第一箭頭(58)指向相同方向。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之傳熱板(8)，其中在該等假想直線(60)中之一最外側假想直線(60a、60b)之一外側上的該等脊部(36)及谷部(38)全部相對於該最外側假想直線(60a、60b)以0至90度之一最小角度(α、β)延伸，如在一第一方向上自該最外側假想直線所量測。
  15. 一種熱交換器(2)，其包含複數個如申請專利範圍第1項至第14項中任一項之傳熱板(8)。
TW106144328A 2017-04-26 2017-12-18 傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器 TWI665424B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??17168160.4 2017-04-26
EP17168160.4A EP3396293A1 (en) 2017-04-26 2017-04-26 Heat transfer plate and heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201839344A true TW201839344A (zh) 2018-11-01
TWI665424B TWI665424B (zh) 2019-07-11

Family

ID=58632873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106144328A TWI665424B (zh) 2017-04-26 2017-12-18 傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器

Country Status (18)

Country Link
US (1) US11226163B2 (zh)
EP (2) EP3396293A1 (zh)
JP (1) JP6823200B2 (zh)
KR (1) KR102292846B1 (zh)
CN (1) CN110537069B (zh)
AU (1) AU2017411398B2 (zh)
BR (1) BR112019020564B1 (zh)
CA (1) CA3061540C (zh)
DK (1) DK3615878T3 (zh)
ES (1) ES2864498T3 (zh)
MX (1) MX2019012558A (zh)
MY (1) MY196326A (zh)
PL (1) PL3615878T3 (zh)
PT (1) PT3615878T (zh)
RU (1) RU2722078C1 (zh)
SA (1) SA519410397B1 (zh)
TW (1) TWI665424B (zh)
WO (1) WO2018197031A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI836283B (zh) * 2020-10-23 2024-03-21 瑞典商阿爾法拉瓦公司 熱交換器板模組、板型熱交換器及用於生產該板型熱交換器之製程

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2787017T3 (es) * 2017-08-22 2020-10-14 Innoheat Sweden Ab Intercambiador de calor
EP3447429B1 (en) * 2017-08-22 2023-06-07 InnoHeat Sweden AB Heat exchanger plate and heat exchanger
CN111928705B (zh) * 2019-05-13 2022-03-25 亚浩电子五金塑胶（惠州）有限公司 具有重力型回路热管的散热装置
EP3828489A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-02 Alfa Laval Corporate AB Heat transfer plate
CN110749215A (zh) * 2019-12-06 2020-02-04 江苏唯益换热器有限公司 一种多级分流的钎焊换热器板片组

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1468514A (en) 1974-06-07 1977-03-30 Apv Co Ltd Plate heat exchangers
SE411952B (sv) * 1978-07-10 1980-02-11 Alfa Laval Ab Vermevexlare innefattande ett flertal i ett stativ inspenda vermevexlingsplattor
SE418058B (sv) * 1978-11-08 1981-05-04 Reheat Ab Forfarande och anordning for pregling av vermevexlarplattor for plattvermevexlare
SE466171B (sv) * 1990-05-08 1992-01-07 Alfa Laval Thermal Ab Plattfoeraangare daer aatminstone den ena plattan i en foeraangningspassage aer uppdelad i faelt anordnade bredvid varandra mellan plattans laangsidor, vilka faelt uppvisar sinsemellan olika korrugeringsmoenster saa att stroemningsmotstaandet successivt minskar fraan ena sidan till den andra
DE4020735A1 (de) 1990-06-29 1992-01-02 Schmidt Bretten W Gmbh Plattenwaermeaustauscher
SE505225C2 (sv) * 1993-02-19 1997-07-21 Alfa Laval Thermal Ab Plattvärmeväxlare och platta härför
CN2809567Y (zh) 2005-06-20 2006-08-23 张延丰 软硬波纹板片结构
SE531472C2 (sv) 2005-12-22 2009-04-14 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlare med värmeöverföringsplatta med jämn lastfördelning på kontaktpunkter vid portområden
SE532524C2 (sv) 2008-06-13 2010-02-16 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta samt värmeväxlarmontage innefattandes fyra plattor
SE534306C2 (sv) * 2008-06-17 2011-07-05 Alfa Laval Corp Ab Värmeväxlarplatta och plattvärmeväxlare
SE534765C2 (sv) 2010-04-21 2011-12-13 Alfa Laval Corp Ab Plattvärmeväxlareplatta och plattvärmeväxlare
JP5710232B2 (ja) 2010-12-09 2015-04-30 株式会社日阪製作所 プレート式熱交換器
CN202793111U (zh) 2012-09-17 2013-03-13 江苏宝得换热设备有限公司 一种热交换器
DK2728292T3 (en) 2012-10-30 2017-01-30 Alfa Laval Corp Ab HEAT TRANSFER PLATE AND PLATE HEAT EXCHANGERS THAT INCLUDE SUCH A HEAT TRANSFER PLATE
EP2728293B1 (en) 2012-10-30 2016-11-23 Alfa Laval Corporate AB Heat exchanger plate and plate heat exchanger comprising such a heat exchanger plate
DK2886997T3 (en) * 2013-12-18 2018-07-30 Alfa Laval Corp Ab HEAT TRANSFER PLATE AND PLATE HEAT EXCHANGE
CN204188044U (zh) 2014-05-09 2015-03-04 株洲鸿新实业有限公司 一种全包不锈钢型板式热交换器
PT2957851T (pt) 2014-06-18 2017-07-14 Alfa Laval Corp Ab Placa de transferência de calor e permutador de calor de placas compreendendo uma tal placa de transferência de calor
CN106197094B (zh) 2015-05-08 2019-07-16 浙江三花汽车零部件有限公司 一种换热器
CN205279836U (zh) 2015-11-27 2016-06-01 Omexell(济南)传热技术有限公司 一种多鲱鱼骨式高湍流换热区换热板片
CN206001956U (zh) 2016-08-10 2017-03-08 曾鸿武 一种新型板式换热器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI836283B (zh) * 2020-10-23 2024-03-21 瑞典商阿爾法拉瓦公司 熱交換器板模組、板型熱交換器及用於生產該板型熱交換器之製程

Also Published As

Publication number Publication date
SA519410397B1 (ar) 2022-06-05
US20200386493A1 (en) 2020-12-10
MX2019012558A (es) 2020-01-30
RU2722078C1 (ru) 2020-05-26
PL3615878T3 (pl) 2021-06-14
TWI665424B (zh) 2019-07-11
BR112019020564A2 (pt) 2020-04-28
PT3615878T (pt) 2021-04-13
CA3061540C (en) 2022-05-31
KR20200002949A (ko) 2020-01-08
CN110537069B (zh) 2021-03-30
KR102292846B1 (ko) 2021-08-25
JP6823200B2 (ja) 2021-01-27
DK3615878T3 (da) 2021-06-07
ES2864498T3 (es) 2021-10-13
EP3615878B1 (en) 2021-03-03
CN110537069A (zh) 2019-12-03
AU2017411398A1 (en) 2019-10-17
WO2018197031A1 (en) 2018-11-01
CA3061540A1 (en) 2018-11-01
MY196326A (en) 2023-03-24
EP3615878A1 (en) 2020-03-04
EP3396293A1 (en) 2018-10-31
US11226163B2 (en) 2022-01-18
JP2020517903A (ja) 2020-06-18
BR112019020564B1 (pt) 2022-08-02
AU2017411398B2 (en) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI665424B (zh) 傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器
US11359867B2 (en) Heat transfer plate
CA3120901C (en) Heat transfer plate
KR102514787B1 (ko) 열 전달 플레이트
US11946707B2 (en) Heat transfer plate with upper distribution ridges having corners of different curvature radius