TWI752723B - 傳熱板 - Google Patents
傳熱板 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI752723B TWI752723B TW109139330A TW109139330A TWI752723B TW I752723 B TWI752723 B TW I752723B TW 109139330 A TW109139330 A TW 109139330A TW 109139330 A TW109139330 A TW 109139330A TW I752723 B TWI752723 B TW I752723B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- heat transfer
- plate
- ridges
- valleys
- transfer plate
- Prior art date
Links
Images
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
- F28F3/04—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
-
- 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
- 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
-
- 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
- F28F3/08—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
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
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)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
Abstract
本發明提供一種用於一板式熱交換器(2)之傳熱板(8)。其包含具備一傳熱圖案之一傳熱區域(22)。該傳熱圖案包含狹長的交替配置之傳熱隆脊及傳熱凹谷(36、38),該等傳熱隆脊(36)之一各別頂部部分(40)在一頂部平面(T)中延伸且該等傳熱凹谷(38)之一各別底部部分(42)在一底部平面(B)中延伸。該等傳熱隆脊(36)包含隆脊接觸區域(52、62),在該等隆脊接觸區域內,該等傳熱隆脊(36)經配置以鄰接該板式熱交換器(2)中之一鄰近的第一傳熱板(48),且該等傳熱凹谷(38)包含凹谷接觸區域(54、64),在該等凹谷接觸區域內,該等傳熱凹谷(38)經配置以鄰接該板式熱交換器(2)中之一鄰近的第二傳熱板(50)。在該傳熱區域(22)之至少一半內,該等傳熱隆脊(36)之該等頂部部分(40)具有一第一寬度w1,且該等傳熱凹谷(38)之該等底部部分(42)具有一第二寬度w2,w1≠w2。該傳熱板(8)之特徵在於,該等隆脊接觸區域(52、62)之一各別第一隆脊接觸區域(52a、62b)內的該等傳熱隆脊(36)之數個第一傳熱隆脊(36a、36b)之該頂部部分(40)具有一第三寬度w3,其中,若w1>w2,則w3<w1,且若w1<w2,則w3>w1。
Description
本發明係關於一種傳熱板及其設計。
板式熱交換器可典型地由兩個端板組成,在該兩個端板之間,數個傳熱板係以對準方式配置,亦即以堆疊或包裝形式配置。PHE之傳熱板可屬於相同或不同類型且其可以不同方式堆疊。在一些PHE中,傳熱板被堆疊成一個傳熱板之前側及背側分別面對其他傳熱板之背側及前側,且每隔一個傳熱板相對於其餘傳熱板倒置。典型地,此被稱作傳熱板相對於彼此「旋轉」。在其他PHE中,傳熱板被堆疊成一個傳熱板之前側及背側分別面對其他傳熱板之前側及背側,且每隔一個傳熱板相對於其餘傳熱板倒置。典型地,此被稱作傳熱板相對於彼此「翻轉」。
在一種類型之熟知PHE--所謂的帶墊片PHE中,墊片配置於傳熱板之間。藉由某種拉緊構件將端板且因此將傳熱板朝向彼此壓製,藉以墊片密封於傳熱板之間。並流通道形成於傳熱板之間,在每一對鄰近的傳熱板之間有一個通道。通過入口/出口饋入至PHE/自PHE饋入的最初具有不同溫度之兩種流體可交替地流動通過每一第二通道以用於將熱自一種流體傳遞至另一流體,該等流體通過傳熱板中之與PHE之入口/出口連通的入口/出口孔道進入/離開該等通道。
典型地,傳熱板包含兩個端部分及一中間傳熱部分。端部分包含
入口及出口孔道,以及用隆脊及凹谷之分佈圖案壓製之分佈區域。相似地,傳熱部分包含用隆脊及凹谷之傳熱圖案壓製之傳熱區域。傳熱板之分佈圖案及傳熱圖案之隆脊及凹谷經配置以在接觸區域中接觸板式熱交換器中之鄰近的傳熱板之分佈圖案及傳熱圖案之隆脊及凹谷。傳熱板之分佈區域之主要任務係在進入通道之流體到達傳熱區域之前使該流體橫越傳熱板之寬度散佈,且在該流體已通過傳熱區域之後收集該流體並將其引出通道。相反地,傳熱區域之主要任務係傳熱。
由於分佈區域及傳熱區域具有不同的主要任務,故分佈圖案通常不同於傳熱圖案。分佈圖案可使得其提供典型地與諸如所謂的巧克力狀圖案之更「疏開的(open)」圖案設計相關聯的相對弱流阻及低壓降,從而在鄰近的傳熱板之間提供相對少但大的接觸區域。傳熱圖案可使得其提供典型地與諸如所謂的魚骨狀圖案之更「密集的(dense)」圖案設計相關聯的相對強流阻及高壓降,從而在鄰近的傳熱板之間提供較多但較小的接觸區域。
在許多應用中,待通過PHE饋入之兩種流體之流動不同,及/或該兩種流體之物理特性不同,此對於最佳傳熱而言可能要求用於接收該等流體中之一者的通道相比於用於接收該等流體中之另一者的通道具有不同特性。在其他應用中,較佳的是對於所有通道具有相似特性。具備所謂的不對稱傳熱圖案之傳熱板在市場上係已知的,該等不對稱傳熱圖案取決於其相對於彼此如何堆疊而可提供不同類型之通道。圖1a及圖1b各自繪示包含傳熱圖案之四個傳熱板1,該傳熱圖案不對稱,此在於隆脊3寬於凹谷5。在圖1a中,傳熱板1相對於彼此「翻轉」,使得傳熱板1之隆脊3在接觸區域中彼此鄰接,而傳熱板1之凹谷5在接觸區域中彼此鄰接。自圖1a清楚可見的是,此類板「翻轉」產生具有不同特性之通道,該等不同特性更特別係不同體積。在圖1b中,傳熱板1相對於彼此「旋轉」,使得一個傳熱板之隆脊3及凹谷5在接觸區域中分別鄰接鄰近的傳熱板
1之凹谷5及隆脊3。自圖1b清楚可見的是,此類板「旋轉」產生具有相似特性之通道,該等相似特性更特別係相似體積。
即使圖1a及圖1b中所繪示之傳熱板1可用於以簡單方式取決於板相對於彼此如何定向而產生不同類型之通道,接觸區域中亦可能會發生板變形,尤其係在圖1b中所繪示之旋轉狀況下,其中較多窄凹谷5鄰接較寬隆脊3。在包含圖1b之傳熱板1之板包裝之壓縮期間,凹谷5可「切入」隆脊3並使其變形。此會不必要地限制傳熱板之壓力效能。
本發明之一目標係提供一種至少部分地解決先前技術之上述問題之傳熱板。本發明之基本概念係局部地改變傳熱板之傳熱圖案,此可減小凹谷之底部部分之寬度與隆脊之頂部部分之寬度之間的差。所附申請專利範圍中定義且下文論述用於達成上述目標之傳熱板,在本文中亦被僅僅稱作「板」。
根據本發明之傳熱板經配置以包含於板式熱交換器中。傳熱板包含沿著傳熱板之縱向中心軸線依次地配置之第一分佈區域、傳熱區域及第二分佈區域。縱向中心軸線垂直於傳熱板之橫向中心軸線而延伸。傳熱區域具備不同於第一分佈區域及第二分佈區域內之圖案的傳熱圖案。第一分佈區域沿著上邊界線毗連傳熱區域。相似地,第二分佈區域沿著下邊界線毗連傳熱區域。傳熱圖案包含狹長的交替配置之傳熱隆脊及傳熱凹谷。傳熱隆脊之各別頂部部分在頂部平面中延伸,且傳熱凹谷之各別底部部分在底部平面中延伸。頂部平面與底部平面彼此平行。在頂部平面與底部平面中間延伸並平行於頂部平面及底部平面之中心平面界定傳熱隆脊與傳熱凹谷之間的邊界。傳熱隆脊包含隆脊接觸區域,在隆脊接觸區域內,傳熱隆脊經配置以鄰接板式熱交換器中之鄰近的第一傳熱板。相似地,傳熱凹谷包含凹谷接觸區域,在凹谷接觸區域內,傳熱
凹谷經配置以鄰接板式熱交換器中之鄰近的第二傳熱板。在傳熱區域之至少一半內,傳熱隆脊之頂部部分具有第一寬度w1,且傳熱凹谷之底部部分具有第二寬度w2。頂部部分及底部部分之寬度係垂直於傳熱隆脊及傳熱凹谷之縱向延伸部而量測,且w1≠w2。傳熱板之特徵在於,隆脊接觸區域之各別第一隆脊接觸區域內的傳熱隆脊之數個第一傳熱隆脊之頂部部分具有第三寬度w3。若w1>w2,則w3<w1,且若w1<w2,則w3>w1。
當板以特定參考定向位於平坦表面上時,傳熱隆脊自中心平面向上突出,且傳熱凹谷自中心平面向下下降。當然,當板在用於板式熱交換器中時,傳熱隆脊無需向上突出,而可代替地例如指向下或指向側。相似地,當板在用於板式熱交換器中時,傳熱凹谷無需向下下降,而可代替地例如指向上或指向側。自然地,自一側觀察板時之傳熱隆脊及凹谷分別為自相對側觀察板時之傳熱凹谷及隆脊。對應推理對於上邊界線及下邊界線係有效的。取決於傳熱板之定向,下邊界線可配置於上邊界線上方。
頂部平面、底部平面及中心平面係假想的。
傳熱隆脊之頂部部分為在頂部平面中延伸的傳熱隆脊之部分。相似地,傳熱凹谷之底部部分為在底部平面中延伸的傳熱凹谷之部分。
第一傳熱隆脊之數目及每個第一傳熱隆脊的第一隆脊接觸區域之數目可為一個或多個。
傳熱板可或可不屬於與第一傳熱板及第二傳熱板中之一者或兩者相同的類型。
在本文中,當談及頂部部分及底部部分之寬度時,若未另外描述,則係指完整的頂部部分及底部部分之寬度。舉例而言,在傳熱隆脊及傳熱凹谷之端處,若傳熱隆脊及傳熱凹谷相對於傳熱板之縱向中心軸線傾斜地延伸,典型狀況便是如此,則頂部部分及底部部分可傾斜且不完整。
因為傳熱隆脊之頂部部分之寬度不同於傳熱區域之至少一半內的傳熱凹谷之底部部分之寬度,所以傳熱板相對於傳熱區域之至少一半內的中心平面不對稱。在第一傳熱隆脊之第一隆脊接觸區域內,頂部部分之寬度增大或減小以便較接近或甚至等於傳熱區域之至少一半內的傳熱凹谷之底部部分之寬度。藉此,當將傳熱板與根據本發明之另一傳熱板鄰接時,兩個傳熱板之接觸區域的大小可局部地大於在第一隆脊接觸區域內之頂部部分寬度無局部改變之狀況下將具有的大小。因此,可降低傳熱板中之一者「切入」傳熱板中之另一者的風險。
傳熱隆脊及傳熱凹谷可為筆直的。此外,傳熱隆脊及傳熱凹谷可相對於傳熱板之橫向中心軸線傾斜地延伸。此外,傳熱隆脊及傳熱凹谷可形成V形波紋。此等V形波紋之頂點可沿著傳熱板之縱向中心軸線配置。
第一寬度w1及第二寬度w2可為常數。
傳熱板可進一步包含圍封第一分佈區域及第二分佈區域及傳熱區域之外邊緣部分。外邊緣部分可包含在頂部平面與底部平面之間及在頂部平面及底部平面中延伸之波紋。完整的外邊緣部分或僅其一個或多個部分可包含波紋。波紋可沿著邊緣部分均勻地或不均勻地分佈,且波紋可或可不全部看起來一樣。波紋可界定可向邊緣部分給出波狀設計之隆脊及凹谷。
傳熱板可進一步包含經配置以收納墊片之墊片凹槽。沿著傳熱區域之兩個相對長側,墊片凹槽可毗鄰於或限制傳熱區域並在傳熱區域與外邊緣部分之間延伸。
傳熱板可使得若w1>w2,則w3w2,此意謂第一隆脊接觸區域內之頂部部分寬度減小,但維持不小於傳熱區域之該至少一半內之底部部分寬度。相反地,傳熱板可使得若w1<w2,則w3w2,此意謂第一隆脊接觸區域內之頂部部分寬度增大,但維持不大於傳熱區域之該至少一半內之底部部分寬
度。若w3=w2,則第一隆脊接觸區域內之頂部部分寬度增大或減小以便等於傳熱區域之該至少一半內的傳熱凹谷之底部部分之寬度。當將傳熱板與根據本發明之另一傳熱板鄰接時,此可最小化傳熱板中之一者「切入」傳熱板中之另一者的風險。
傳熱板可使得參考穿過傳熱隆脊及傳熱凹谷並垂直於傳熱隆脊及傳熱凹谷之縱向延伸部的橫截面,第一隆脊接觸區域內之第一傳熱隆脊與傳熱區域之該至少一半內之傳熱凹谷相對於該中心平面對稱。此具體實例可使大體上不對稱傳熱板局部地對稱。繼而,當將傳熱板與根據本發明之另一傳熱板鄰接時,此可最小化傳熱板使彼此變形之風險。
傳熱板可經設計使得w1>w2,亦即使得傳熱隆脊之頂部部分寬於傳熱區域之至少一半內的傳熱凹谷之底部部分。此外,傳熱凹谷之數個第一傳熱凹谷之底部部分可在凹谷接觸區域之各別第一凹谷接觸區域內具有第四寬度w4,其中w2<w4。藉此,頂部部分之寬度在第一傳熱隆脊之第一隆脊接觸區域內減小,而底部部分之寬度在第一傳熱凹谷之第一凹谷接觸區域內增大。與僅頂部部分寬度局部地改變之情況相比,此可實現傳熱隆脊之頂部部分之寬度之較小變化,其可改良傳熱板之強度並促進傳熱板之製造。
第一傳熱凹谷之數目及每個第一傳熱凹谷的第一凹谷接觸區域之數目可為一個或多個。
當w1>w2時,傳熱板可使得w4w3,此意謂頂部部分寬度被維持不小於完整的傳熱區域內之底部部分寬度。若w4=w3,則第一傳熱隆脊之第一隆脊接觸區域內的頂部部分之寬度等於第一傳熱凹谷之第一凹谷接觸區域內的底部部分之寬度。當將傳熱板與根據本發明之另一傳熱板鄰接時,此可最小化傳熱板中之一者「切入」傳熱板中之另一者的風險。
參考穿過傳熱隆脊及傳熱凹谷並垂直於傳熱隆脊及傳熱凹谷之
縱向延伸部的橫截面,第一隆脊接觸區域內之第一傳熱隆脊與第一凹谷接觸區域內之第一傳熱凹谷相對於該中心平面對稱。此具體實例可使大體上不對稱傳熱板局部地對稱。繼而,當將傳熱板與根據本發明之另一傳熱板鄰接時,此可最小化傳熱板使彼此變形之風險。
按照先前論述,第一分佈區域及第二分佈區域典型地具備在鄰近的傳熱板之間提供少但大的接觸區域之圖案,而傳熱區域典型地具備在鄰近的傳熱板之間提供較多但較小的接觸區域之圖案。因此,第一分佈區域及第二分佈區域內之鄰近的接觸區域之間的距離可典型地大於傳熱區域內之鄰近的接觸區域之間的距離。經對準傳熱板之包裝典型地較弱,其中鄰近的接觸區域之間的距離相對大。此外,在分佈區域與傳熱區域之間的過渡區處,亦即在板圖案改變之處,接觸區域典型地相對分散,此可不利地影響傳熱板包裝在過渡區處之強度。在板包裝較不強之情況下,其更傾於變形,此可導致板式熱交換器出故障。
因此,由於傳熱板在接近第一分佈區域及第二分佈區域之處可最傾於變形,故第一傳熱凹谷中之每一者可自該上邊界線及該下邊界線中之一者延伸。
類似地,對於第一傳熱凹谷中之每一者,第一凹谷接觸區域可為經配置成最接近該上邊界線及該下邊界線中之該一者的凹谷接觸區域,此係由於在此處最可能發生板變形。自然地,在第一傳熱凹谷僅包含一個凹谷接觸區域之狀況下,此凹谷接觸區域為此上下文中所提及之凹谷接觸區域。
按照上文,第一凹谷接觸區域可包含於第一傳熱凹谷之各別端部分中,該端部分自該上邊界線及該下邊界線中之該一者延伸並在底部部分內具有恆定寬度。此類具體實例可促進傳熱板之設計及製造。
傳熱板可經建構使得分別配置於傳熱板之右上四分之一部、左上
四分之一部、右下四分之一部及左下四分之一部內的第一隆脊接觸區域中之各別者相對於傳熱板之縱向中心軸線及橫向中心軸線的絕對位置與分別配置於傳熱板之左下四分之一部、右下四分之一部、左上四分之一部及右上四分之一部內的第一凹谷接觸區域中之各別者相對於傳熱板之縱向中心軸線及橫向中心軸線的絕對位置至少部分地重疊。縱向中心軸線及橫向中心軸線將傳熱板劃分成四個四分之一部。”「右上」、「左下」等為在傳熱板配置於特定參考方向上時僅用以界定傳熱板之四分之一部的屬性,且在傳熱板配置於板式熱交換器中時不限制傳熱板之定向。絕對位置意謂在來自縱向軸線及橫向軸線之任何方向上--亦即在該等軸線之任一側上--距該等軸線之某一距離的位置。當將根據此具體實例之傳熱板與根據此具體實例之另一「旋轉」頂置式傳熱板鄰接時,分別配置於傳熱板之右上四分之一部、左上四分之一部、右下四分之一部及左下四分之一部內的第一隆脊接觸區域中之該各別者可鄰接分別配置於頂置式傳熱板之左下四分之一部、右下四分之一部、左上四分之一部及右上四分之一部內的第一凹谷接觸區域中之各別者。相似地,當將根據此具體實例之傳熱板與根據此具體實例之另一「旋轉」下伏式傳熱板鄰接時,分別配置於傳熱板之右上四分之一部、左上四分之一部、右下四分之一部及左下四分之一部內的第一凹谷接觸區域中之該各別者可鄰接分別配置於下伏式傳熱板之左下四分之一部、右下四分之一部、左上四分之一部及右上四分之一部內的第一隆脊接觸區域中之各別者。
傳熱板可經建構使得配置於傳熱板之上半部內的第一凹谷接觸區域中之一者之位置橫越傳熱板之橫向中心軸線的鏡像與配置於傳熱板之下半部內的第一凹谷接觸區域中之一者之位置至少部分地重疊。當將根據此具體實例之傳熱板與根據此具體實例之另一「翻轉」下伏式傳熱板鄰接時,配置於傳熱板之上半部內的第一凹谷接觸區域中之該一者可鄰接配置於下伏式傳熱板之
下半部內的第一凹谷接觸區域中之一者。此外,配置於傳熱板之下半部內的第一凹谷接觸區域中之該一者可鄰接配置於下伏式傳熱板之上半部內的第一凹谷接觸區域中之一者。
類似地,傳熱板可經建構使得配置於傳熱板之上半部內的第一隆脊接觸區域中之一者之位置橫越傳熱板之橫向中心軸線的鏡像與配置於傳熱板之下半部內的第一隆脊接觸區域中之一者之位置至少部分地重疊。當將根據此具體實例之傳熱板與根據此具體實例之另一「翻轉」頂置式傳熱板鄰接時,配置於傳熱板之上半部內的第一隆脊接觸區域中之該一者可鄰接配置於頂置式傳熱板之下半部內的第一隆脊接觸區域中之一者。此外,配置於傳熱板之下半部內的第一隆脊接觸區域中之該一者可鄰接配置於頂置式傳熱板之上半部內的第一隆脊接觸區域中之一者。
如上文所論述,由於傳熱板在接近第一分佈區域及第二分佈區域之處可最傾於變形,故第一傳熱隆脊中之每一者可自該上邊界線及該下邊界線中之一者延伸。
類似地,對於第一傳熱隆脊中之每一者,第一隆脊接觸區域可為經配置成最接近該上邊界線及該下邊界線中之該一者的隆脊接觸區域,此係由於在此處最可能發生板變形。自然地,在第一傳熱隆脊僅包含一個隆脊接觸區域之狀況下,此隆脊接觸區域為此上下文中所提及之隆脊接觸區域。
按照上文,第一隆脊接觸區域可包含於第一傳熱隆脊之各別端部分中,該端部分自該上邊界線及該下邊界線中之該一者延伸並在頂部部分內具有恆定寬度。此類具體實例可促進傳熱板之設計及製造。
上邊界線及下邊界線可為非筆直的,亦即非垂直於縱向中心軸線而延伸。藉此,與上邊界線及下邊界線代替地為筆直之情況相比,傳熱板之彎曲強度可增大,在此狀況下,上邊界線及下邊界線可充當傳熱板之彎曲線。
上邊界線及下邊界線可為弧形或拱形或凸形,以便朝向傳熱區域凸出。此類弧形上邊界線及下邊界線長於對應筆直上邊界線及下邊界線,此產生分佈區域之較大「出口」及較大「入口」。繼而,此促成流體橫越傳熱板之寬度之分佈及已通過傳熱區域之流體之收集。藉此,可在維持分佈及收集效率之情況下使分佈區域較小。
應強調,本發明之傳熱板之上述特徵之大部分(若並非全部)優點在傳熱板與其他經合適建構之傳熱板組合於板包裝中時出現。
本發明之其他目標、特徵、態樣及優點將自以下實施方式以及自圖式出現。
1:傳熱板
2:板式熱交換器
3:隆脊
4:第一端板
5:凹谷
6:第二端板
8:傳熱板
10:板包裝
12:入口
14:出口
16:拉緊構件
18:第一端區域
20:第二端區域
22:傳熱區域
24:入口孔道
26:出口孔道
28:第一分佈區域
30:出口孔道
32:入口孔道
34:第二分佈區域
35:外邊緣部分
36:傳熱隆脊
36':端部分
36a:第一傳熱隆脊
36b:第一傳熱隆脊
37:邊緣隆脊
38:傳熱凹谷
38a:第一傳熱凹谷
38b:第一傳熱凹谷
38':端部分
39:邊緣凹谷
40:頂部部分
41:墊片凹槽
42:底部部分
43:長側
44:上邊界線
45:長側
46:下邊界線
48:第一傳熱板
50:第二傳熱板
52:隆脊接觸區域
52a:第一隆脊接觸區域
52a1:第一隆脊接觸區域
52a2:第一隆脊接觸區域
52a3:第一隆脊接觸區域
52a4:第一隆脊接觸區域
54:凹谷接觸區域
54a:第一凹谷接觸區域
54a1:第一凹谷接觸區域
54a2:第一凹谷接觸區域
54a3:第一凹谷接觸區域
54a4:第一凹谷接觸區域
56:上條帶
58:下條帶
62:隆脊接觸區域
62b:第一隆脊接觸區域
62bl1:第一隆脊接觸區域
62bu1:第一隆脊接觸區域
64:凹谷接觸區域
64b:第一凹谷接觸區域
64bl2:第一凹谷接觸區域
64bu2:第一凹谷接觸區域
a:右上四分之一部
b:左上四分之一部
B:底部平面
c:右下四分之一部
C:中心平面/中心軸線
d:左下四分之一部
l:縱向中心軸線
pl1:距離
pl2:距離
pl3:距離
pl4:距離
pt1:距離
pt2:距離
pt3:距離
pt4:距離
t:橫向中心軸線
T:頂部平面
V1:體積
V2:體積
V3:體積
V4:體積
w1:第一寬度
w2:第二寬度
w3:第三寬度
w4:第四寬度
現在將參考隨附示意性圖式更詳細地描述本發明,在圖式中[圖1a]示意性地繪示以第一方式堆疊時形成於先前技術之傳熱板之間的通道,[圖1b]示意性地繪示以第二方式堆疊時形成於圖1a之傳熱板之間的通道,[圖2]為板式熱交換器之示意性側視圖,[圖3]為根據本發明之傳熱板之示意性平面圖,[圖4]示意性地繪示圖3之傳熱板之傳熱圖案之整體橫截面,[圖5]示意性地繪示圖3之傳熱板之傳熱圖案之局部橫截面,[圖6a]示意性地繪示以第一方式堆疊時在較大傳熱區域部分內形成於根據本發明之傳熱板之間的通道,[圖6b]示意性地繪示以第一方式堆疊時在較小傳熱區域部分內形成於根據本發明之傳熱板之間的通道,[圖7a]示意性地繪示以第二方式堆疊時在較大傳熱區域部分內形成於根據
本發明之傳熱板之間的通道,[圖7b]示意性地繪示以第二方式堆疊時在較小傳熱區域部分內形成於根據本發明之傳熱板之間的通道,[圖8]示意性地繪示在圖3之傳熱板以板包裝形式配置於根據圖3之兩個其他傳熱板之間時隆脊接觸區域及凹谷接觸區域之部位,且[圖9]示意性地繪示圖3之傳熱板之第一隆脊接觸區域及第一凹谷接觸區域之部位。
參考圖2,展示帶墊片板式熱交換器2。其包含第一端板4、第二端板6及數個傳熱板,該等傳熱板中之一者被標示為8,其分別在第一端板4與第二端板6之間配置於板包裝10中。傳熱板全部屬於同一類型並相對於彼此「旋轉」。
傳熱板彼此由墊片(圖中未示)分離。傳熱板與墊片一起形成平行通道,平行通道經配置以交替地接收兩種流體或介質以用於將熱自一種流體或介質傳遞至另一流體或介質。為此目的,第一流體經配置以在每一第二通道中流動,且第二流體經配置以在剩餘通道中流動。第一流體通過入口12及出口14分別進入及離開板式熱交換器2。相似地,第二流體通過入口及出口(圖中不可見)分別進入及離開板式熱交換器2。為了使通道防漏,傳熱板必須被彼此抵壓,藉以墊片密封於傳熱板之間。為此目的,板式熱交換器2包含經配置以朝向彼此分別壓製第一端板4及第二端板6之數個拉緊構件16。
帶墊片板式熱交換器之設計及功能係熟知的且將不在本文中予以詳細地描述。
現在將參考圖3、圖4及圖5進一步描述傳熱板8,該等圖繪示該傳
熱板之完整的傳熱板及橫截面。傳熱板8為在壓製工具中以習知方式壓製以被給出所要結構之不鏽鋼之基本上矩形薄片。傳熱板界定頂部平面T、底部平面B及中心平面C(亦參見圖2),該等平面彼此平行並平行於圖3之圖平面。中心平面C分別在頂部平面T與底部平面B中間延伸。此外,傳熱板具有縱向中心軸線l及橫向中心軸線t,該等軸線將傳熱板8劃分成右上四分之一部a及左上四分之一部b,以及右下四分之一部c及左下四分之一部d。
傳熱板8包含第一端區域18、第二端區域20及配置於其間之傳熱區域22。繼而,第一端區域18包含用於第一流體之入口孔道24及用於第二流體之出口孔道26,該等孔道經配置以用於分別與板式熱交換器2的用於第一流體之入口12及用於第二流體之出口連通。此外,第一端區域18包含第一分佈區域28,該第一分佈區域具備呈所謂的巧克力狀圖案之形式的分佈圖案。相似地,繼而,第二端區域20包含用於第一流體之出口孔道30及用於第二流體之入口孔道32,該等孔道經配置以用於分別與板式熱交換器2的第一流體之出口14及第二流體之入口連通。此外,第二端區域20包含第二分佈區域34,該第二分佈區域具備呈所謂的巧克力狀圖案之形式的分佈圖案。第一端區域及第二端區域之結構相同,但相對於橫向中心軸線t進行鏡像反轉。
傳熱板8進一步包含分別繞第一端區域18及第二端區域20延伸之外邊緣部分35,及傳熱區域22。外邊緣部分35包含在頂部平面T與底部平面B之間及在該頂部平面及該底部平面中延伸以界定邊緣隆脊37及邊緣凹谷39之波紋。傳熱板8進一步包含經配置以收納墊片之墊片凹槽41。沿著傳熱區域22之兩個相對長側43及45,墊片凹槽41毗鄰於或限制傳熱區域22並在傳熱區域22與外邊緣部分35之間延伸。帶墊片板式熱交換器之墊片凹槽之設計係熟知的且將不在本文中予以詳細地描述。
傳熱區域22具備呈所謂的魚骨狀圖案之形式的傳熱圖案。該傳熱
圖案包含相對於界定隆脊與凹谷之間的過渡區之中心平面C的交替配置之筆直狹長傳熱隆脊36及傳熱凹谷38,在下文中亦被僅僅稱作隆脊及凹谷。隆脊36及凹谷38相對於橫向中心軸線t傾斜地延伸並形成V形波紋,該等波紋之頂點沿著傳熱板8之縱向中心軸線l配置。參考圖4及圖5,隆脊36之各別頂部部分40在頂部平面T中延伸,而凹谷38之各別底部部分42在底部平面B中延伸。傳熱區域22分別沿著上邊界線44及下邊界線46分別毗連第一分佈區域28及第二分佈區域34(圖3)。
如下文將進一步所論述,在板式熱交換器2中,傳熱板8經配置以定位於第一傳熱板48與第二傳熱板50之間,如圖6a及圖6b中所繪示。類似地配置,傳熱板8之波紋狀外邊緣部分35將鄰接傳熱板48及50之波紋狀外邊緣部分。此外,傳熱板8之傳熱圖案將與傳熱板48及50之傳熱圖案交叉,如圖8中針對傳熱板8之傳熱區域22之左上部分示意性地所繪示。更特定言之,由於板相對於彼此「旋轉」,故傳熱板8之隆脊36(由較粗實線繪示)將在隆脊接觸區域52(其中一些由用較粗線所畫之圓繪示)中與第一傳熱板48之凹谷(由較細虛線繪示)交叉及鄰接。此外,傳熱板8之凹谷38(由較粗實線繪示)將在凹谷接觸區域54(其中一些由用較細線所畫之圓繪示)中與第二傳熱板50之隆脊(由較粗虛線繪示)交叉及鄰接。
除自上邊界線44及下邊界線46延伸之隆脊及凹谷以外,所有隆脊36及凹谷38沿著其長度具有基本上恆定橫截面,圖4中繪示該等橫截面。在此等橫截面中,隆脊36之頂部部分40具有第一寬度w1,而凹谷38之底部部分42具有第二寬度w2,頂部部分40及底部部分42之寬度係垂直於隆脊36及凹谷38之縱向延伸部而量測。w1大於w2,此意謂頂部部分40寬於底部部分42。
自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱隆脊36及傳熱凹谷38具有沿著其長度變化之橫截面。自上邊界線44及下邊界線46延伸之隆脊36及凹谷
38分別在傳熱區域22(圖3)之上條帶56及下條帶58內--亦即在自上邊界線44及下邊界線46延伸之各別端部分36'及38'(圖8中針對上邊界線44所繪示)內--具有如圖5中所繪示之橫截面。上條帶56以均一寬度沿著並緊鄰上邊界線44而延伸,而下條帶58以相同均一寬度沿著並緊鄰下邊界線46而延伸,如圖8中由平行於上邊界線44而延伸之虛線針對上條帶56所繪示。在上條帶56及下條帶58內,隆脊36之頂部部分40具有第三寬度w3,且凹谷38之底部部分42具有第四寬度w4,w3<w1且w2<w4。此處,w3=w4,此意謂頂部部分與底部部分在上條帶56及下條帶58內具有相等寬度。另外,在上條帶56及下條帶58內,隆脊36與凹谷38相對於中心軸線C對稱。因此,在上條帶56及下條帶58內,隆脊36及凹谷38分別具有局部減小之頂部部分寬度及局部增大之底部部分寬度。在上條帶56及下條帶58外,自上邊界線44及下邊界線46延伸之隆脊36及凹谷38具有如圖4中所繪示之橫截面,亦即超過底部部分寬度之頂部部分寬度。
因此,傳熱區域22之上條帶56及下條帶58具備對稱傳熱圖案,而該傳熱區域之其餘部分具備整體不對稱傳熱圖案。
參考圖3及圖8,自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱隆脊36中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於上條帶56及下條帶58內之隆脊接觸區域52。在本文中,此等傳熱隆脊及隆脊接觸區域被稱作第一傳熱隆脊或僅僅為第一隆脊36a,及第一隆脊接觸區域52a。相似地,自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱凹谷38中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於上條帶56及下條帶58內之凹谷接觸區域54。在本文中,此等傳熱凹谷及凹谷接觸區域被稱作第一傳熱凹谷或僅僅為第一凹谷38a,及第一凹谷接觸區域54a。
自圖清楚可見的是,界定第一分佈區域28及第二分佈區域34以及傳熱區域22之延伸部之上邊界線44及下邊界線46朝向傳熱板8之橫向中心軸線t
彎曲並向外凸出,以改良傳熱板8之強度及流動分佈能力。由於此邊界線彎曲,接近上邊界線44及下邊界線46之鄰近的隆脊接觸區域52與凹谷接觸區域54之間的距離可長於上邊界線及下邊界線代替地為筆直之情況下的距離。當傳熱板8配置於板式熱交換器2中之板包裝10中之第一傳熱板48與第二傳熱板50之間時,鄰近的接觸區域之間的較長距離可導致板變形之風險增加,尤其係在熱交換器之操作期間。此外,可增加板變形風險之另一因素為包含分別具有不同寬度之頂部部分及底部部分之隆脊及凹谷的不對稱傳熱圖案。在此類不對稱傳熱圖案之情況下,當板包裝中之傳熱板相對於彼此「旋轉」時,變形風險最高,在此狀況下,一個傳熱板之隆脊頂部部分及凹谷底部部分鄰接鄰近的傳熱板之凹谷底部部分及隆脊頂部部分。根據本發明,在板變形風險最高的接近上邊界線及下邊界線之處,局部地減小或甚至消除了隆脊頂部部分寬度與凹谷底部部分寬度之間的差,此減小了板變形風險。藉此,傳熱板之強度得以改良,而傳熱板維持其橫越大部分傳熱區域之不對稱性質及其總體不對稱特性。使傳熱圖案被局部地改變所在的上條帶及下條帶足夠寬以包含自上邊界線及下邊界線延伸之至少大部分隆脊之至少一個隆脊接觸區域,及自上邊界線及下邊界線延伸之至少大部分凹谷之至少一個凹谷接觸區域。同時,使傳熱圖案被局部地改變所在的上條帶及下條帶足夠窄以便對傳熱圖案之不對稱特性具有產生不顯著的影響。
在熱交換器2之板包裝10中,第一傳熱板48及第二傳熱板50經配置成相對於傳熱板8「旋轉」。因此,傳熱板8之右上四分之一部a及左上四分之一部b以及右下四分之一部c及左下四分之一部d內的隆脊36在隆脊接觸區域52內鄰接傳熱板48之分別在凹谷接觸區域內之左下四分之一部及右下四分之一部以及左上四分之一部及右上四分之一部內的凹谷。此外,傳熱板8之右上四分之一部a及左上四分之一部b以及右下四分之一部c及左下四分之一部d內的凹谷38在凹谷接觸區域54內鄰接傳熱板50之分別在隆脊接觸區域內之左下四分之一部
及右下四分之一部以及左上四分之一部及右上四分之一部內的隆脊。在板包裝10中,板8之上條帶56配置於板48及50之下條帶之間,而板8之下條帶58配置於板48及50之上條帶之間。橫截面局部地改變之板部分應彼此鄰接,亦即傳熱板8之第一隆脊接觸區域及第一凹谷接觸區域應鄰接傳熱板48及50之第一凹谷接觸區域及第一隆脊接觸區域。為此目的,由於板8、48及50看起來一樣,故相對於縱向中心軸線l及橫向中心軸線t,分別在傳熱板8之右上四分之一部a、左上四分之一部b、右下四分之一部c及左下四分之一部d內的第一隆脊接觸區域52a之絕對位置與分別配置於傳熱板8之左下四分之一部d、右下四分之一部c、左上四分之一部b及右上四分之一部a內的第一凹谷接觸區域54a之絕對位置至少部分地重疊。此在圖9中針對第一隆脊接觸區域52a1、52a2、52a3及52a4予以繪示,該等第一隆脊接觸區域經配置成與第一凹谷接觸區域54a1、54a2、54a3及54a4在距縱向中心軸線l及橫向中心軸線t之相同距離(pt1、pl1)、(pt2、pl2)、(pt3、pl3)及(pt4、pl4)處。
圖6a及圖6b繪示在傳熱板8、48及50之傳熱區域之上條帶及下條帶內(圖6b)及外(圖6a)的板式熱交換器2之板包裝10內部之外觀。應認為,圖6a及圖6b係出於清晰之原因而被簡化且未描繪板包裝之真實橫截面,此係由於不同板之隆脊及凹谷相對於彼此傾斜地延伸而非如由圖所指示平行地延伸。如先前所描述,在傳熱區域22內,板8之隆脊36之頂部部分40及凹谷38之底部部分42分別鄰接板48及50之凹谷之底部部分及隆脊之頂部部分。參考圖6a,在上條帶及下條帶外,板之隆脊之頂部部分寬於板之凹谷之底部部分。參考圖6b,在上條帶及下條帶內,板之隆脊之頂部部分與板之凹谷之底部部分的寬度相等,以便減小最可能發生板變形之處的板變形風險。板8及48形成體積V1之通道,且板8及50形成體積V2之通道,其中V1等於V2。
代替相對於彼此「旋轉」,板包裝中之板可相對於彼此「翻轉」,
如圖7a及圖7b中所繪示。類似地配置,傳熱板8之傳熱圖案將與傳熱板48及50之傳熱圖案交叉,如圖8中針對傳熱板8之傳熱區域22之左上部分示意性地所示出。更特定言之,由於板相對於彼此「翻轉」,故傳熱板8之隆脊36(由較粗實線繪示)將在隆脊接觸區域62(其中一些由用較粗線所畫之正方形繪示)中與第一傳熱板48之隆脊(由較粗虛線繪示)交叉及鄰接。此外,傳熱板8之凹谷38(由較細實線繪示)將在凹谷接觸區域64(其中一些由用較細線所畫之正方形繪示)中與第二傳熱板50之凹谷(由較細虛線繪示)交叉及鄰接。
清楚的是,傳熱板8之隆脊接觸區域及凹谷接觸區域之部位取決於該傳熱板經配置成相對於板包裝中之其他板「旋轉」抑或「翻轉」。
參考圖3及圖8,自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱隆脊36中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於上條帶56及下條帶58內之隆脊接觸區域62。在本文中,此等傳熱隆脊及隆脊接觸區域被稱作第一傳熱隆脊或僅僅為第一隆脊36b,及第一隆脊接觸區域62b。相似地,自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱凹谷38中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於上條帶56及下條帶58內之凹谷接觸區域64。在本文中,此等傳熱凹谷及凹谷接觸區域被稱作第一傳熱凹谷或僅僅為第一凹谷38b,及第一凹谷接觸區域64b。
如先前所描述,若第一傳熱板48及第二傳熱板50經配置成相對於傳熱板8「翻轉」,則傳熱板8之隆脊36在隆脊接觸區域62內鄰接傳熱板48之在隆脊接觸區域內之隆脊。此外,傳熱板8之凹谷38在凹谷接觸區域64內鄰接傳熱板50之在凹谷接觸區域內之凹谷。板8之上條帶56配置於板48及50之下條帶之間,而板8之下條帶58配置於板48及50之上條帶之間。橫截面局部地改變之板部分應彼此鄰接,亦即傳熱板8之第一隆脊接觸區域及第一凹谷接觸區域應鄰接傳熱板48及50之第一隆脊接觸區域及第一凹谷接觸區域。為此目的,由於板8、48及50
看起來一樣,故配置於傳熱板8之上半部--亦即左上四分之一部a及右上四分之一部b--內的第一凹谷接觸區域64b之位置橫越傳熱板8之橫向中心軸線t的鏡像與配置於傳熱板8之下半部--亦即左下四分之一部c及右下四分之一部d--內的第一凹谷接觸區域64b之位置至少部分地重疊。相似地,配置於傳熱板8之上半部--亦即左上四分之一部a及右上四分之一部b--內的第一隆脊接觸區域62b之位置橫越傳熱板8之橫向中心軸線t的鏡像與配置於傳熱板8之下半部--亦即左下四分之一部c及右下四分之一部d--內的第一隆脊接觸區域62b之位置至少部分地重疊。
此在圖9中針對第一隆脊接觸區域62bu1及62bl1以及第一凹谷接觸區域64bu2及64bl2予以繪示,該等第一隆脊接觸區域配置於距縱向中心軸線l及橫向中心軸線t之相同距離(Pt1、Pl1)處,且該等第一凹谷接觸區域配置於距縱向中心軸線l及橫向中心軸線t之相同距離(Pt2、Pl2)處。
圖7a及圖7b繪示傳熱板8、48及50之傳熱區域之上條帶及下條帶內(圖7b)及外(圖7a)的板包裝內部之外觀,其中板相對於彼此「翻轉」而非「旋轉」。正如圖6a及圖6b,圖7a及圖7b係出於清晰之原因而被簡化且未描繪板包裝之真實橫截面。如先前所描述,在傳熱區域22內,板8之隆脊36之頂部部分40及凹谷38之底部部分42分別鄰接板48及50之隆脊之頂部部分及凹谷之底部部分。參考圖7a,在上條帶及下條帶外,板之隆脊之頂部部分寬於板之凹谷之底部部分。參考圖7b,在上條帶及下條帶內,板之隆脊之頂部部分與板之凹谷之底部部分的寬度相等。板8及48形成體積V3之通道,且板8及50形成體積V4之通道,其中V3<V4。
因此,傳熱板8具有用於「旋轉」配置之一組隆脊接觸區域52及凹谷接觸區域54,及用於「翻轉」配置之一組隆脊接觸區域62及凹谷接觸區域64。較佳地使上條帶56及下條帶58足夠寬,使得自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱隆脊36中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於
上條帶56及下條帶58內之隆脊接觸區域52及隆脊接觸區域62。此等傳熱隆脊接著為第一隆脊36a以及第一隆脊36b。相似地,較佳地使上條帶56及下條帶58足夠寬,使得自上邊界線44及下邊界線46延伸之傳熱凹谷38中之至少一些(此處為除可能最外者以外之全部)包含配置於上條帶56及下條帶58內之凹谷接觸區域54及凹谷接觸區域64。此等傳熱凹谷接著為第一凹谷38a以及第一凹谷38b。同時,使上條帶56及下條帶58儘可能地窄,以便在最大可能程度上維持傳熱板之不對稱特性。
傳熱板8包含傳熱區域22,該傳熱區域具備交替配置之隆脊36及凹谷38之傳熱圖案。在傳熱區域之上條帶56及下條帶58外,傳熱圖案不對稱,此在於隆脊36之頂部部分40寬於凹谷38之底部部分42。在上條帶及下條帶內,減小了隆脊之頂部部分之寬度,而增大了凹谷之底部部分之寬度,以向頂部部分及底部部分給出相等寬度並使傳熱圖案局部地對稱。在替代具體實例中,上條帶及下條帶內部之頂部部分與底部部分寬度無需相等,而可僅在不到上條帶及下條帶外之處不同。頂部部分寬度可甚至大於上條帶及下條帶外之底部部分寬度,且小於上條帶及下條帶內之底部部分寬度。此外,代替改變上條帶56及下條帶58內之頂部部分寬度及底部部分寬度兩者,可僅改變其中之一者。作為一實例,在上條帶及下條帶內,可增大凹谷之底部部分之寬度,而可維持隆脊之頂部部分之寬度。替代地,在上條帶及下條帶內,可減小隆脊之頂部部分之寬度,而可維持凹谷之底部部分之寬度。亦在此處,在上條帶及下條帶內,頂部部分寬度與底部部分寬度可但無需相等。此外,在頂部部分與底部部分寬度相等之狀況下,參考穿過傳熱隆脊及傳熱凹谷並垂直於傳熱隆脊及傳熱凹谷之縱向延伸部的橫截面,亦在此處,隆脊及凹谷可相對於上條帶及下條帶內之中心平面對稱。
應僅將本發明之上述具體實例視為實例。所屬領域中具有通常知
識者認識到,所論述之具體實例可以數種方式變化及組合,而不偏離本發明之概念。
作為一實例,傳熱圖案被局部地改變所在的上條帶及下條帶無需沿著其延伸部具有均一寬度及/或無需為連續的,而可為間斷的。因此,並非自上邊界線及下邊界線延伸之所有傳熱隆脊及傳熱凹谷皆必須具有局部改變之橫截面。
此外,傳熱圖案被局部地改變所在的上條帶及下條帶無需沿著延伸部之部分或其完整的延伸部毗鄰上邊界線及下邊界線,而可與上邊界線及下邊界線分離。
此外,傳熱圖案甚至無需在接近上邊界線及下邊界線之處局部地改變,而可代替地在傳熱區域內之其他某處改變,例如沿著傳熱板之縱向中心軸線、在接近傳熱圖案之V形波紋之頂點之處或在接近傳熱區域之縱向邊緣之處。
上文所指定之巧克力型分佈圖案及魚骨型傳熱圖案僅僅係例示性的。自然地,本發明適用於與其他類型之圖案結合。舉例而言,傳熱圖案可包含V形波紋,其中每一波紋之頂點自傳熱板之一個長側指向另一長側。此外,傳熱隆脊及傳熱凹谷無需具有圖中所繪示之橫截面。作為一實例,傳熱隆脊及凹谷可形成如WO 2017/167598中所說明之「肩狀部」。亦應認為,分佈區域內之分佈圖案可對稱或不對稱。
上述板式熱交換器屬於平行逆流式,亦即用於每一流體之入口及出口配置於板式熱交換器之同一半部上且該等流體在相對方向上流動通過傳熱板之間的通道。自然地,板式熱交換器可代替地為斜流式及/或共流式。
以上板式熱變換器僅包含一種板類型。自然地,板式熱交換器可代替地包含兩種或更多種不同類型之交替配置之傳熱板,例如具有不同傳熱圖
案之兩種類型,諸如不同傾角之傳熱隆脊及凹谷。
傳熱板無需為矩形,而可具有其他形狀,諸如具有圓形隅角而非右直隅角之基本上矩形、圓形,或橢圓形。傳熱板無需由不鏽鋼製成,而可由諸如鈦或鋁之其他材料製成。
本發明可結合除帶墊片板式熱交換器以外的其他類型之板式熱交換器而使用,諸如全焊接、半焊接、融合接合及硬焊板式熱交換器。
上邊界線及下邊界線無需呈弧形,而可具有其他形態。舉例而言,該等邊界線可為筆直的或Z形。
傳熱板之傳熱區域可包含上過渡帶及下過渡帶,該等過渡帶毗鄰於上邊界線及下邊界線並具備不同於傳熱區域之其餘部分的圖案,其中上條帶及下條帶將包含於此等上過渡帶及下過渡帶中。此類過渡帶可例如被設計成類似於根據EP2728292之傳熱板之過渡區域。
應強調,前部、背部、上部、下部、第一、第二、第三、上部、下部等屬性在本文中僅僅用以區分細節,且並不表達該等細節之間的任何種類之定向或相互次序。
此外,應強調,已省略不與本發明相關之細節的描述,且圖僅僅係示意性的且未按比例繪製。亦應認為,圖中之一些已比其他圖更簡化。因此,一些組件可在一個圖中被繪示,而在另一圖上被省去。
8:傳熱板
18:第一端區域
20:第二端區域
22:傳熱區域
24:入口孔道
26:出口孔道
28:第一分佈區域
30:出口孔道
32:入口孔道
34:第二分佈區域
35:外邊緣部分
36:傳熱隆脊
36a:第一傳熱隆脊
37:邊緣隆脊
38:傳熱凹谷
38a:第一傳熱凹谷
39:邊緣凹谷
41:墊片凹槽
43:長側
44:上邊界線
45:長側
46:下邊界線
56:上條帶
58:下條帶
a:右上四分之一部
b:左上四分之一部
c:右下四分之一部
d:左下四分之一部
I:縱向中心軸線
t:橫向中心軸線
Claims (15)
- 一種用於一板式熱交換器(2)之傳熱板(8),其包含沿著該傳熱板(8)之一縱向中心軸線(1)依次地配置之一第一分佈區域(28)、一傳熱區域(22)及一第二分佈區域(34),該縱向中心軸線垂直於該傳熱板(8)之一橫向中心軸線(t)而延伸,該傳熱區域(22)具備不同於該第一分佈區域及該第二分佈區域內之一圖案的一傳熱圖案,該第一分佈區域(28)沿著一上邊界線(44)毗連該傳熱區域(22),且該第二分佈區域(34)沿著一下邊界線(46)毗連該傳熱區域(22),其中該傳熱圖案包含狹長的交替配置之傳熱隆脊及傳熱凹谷(36、38),該等傳熱隆脊(36)之一各別頂部部分(40)在一頂部平面(T)中延伸且該等傳熱凹谷(38)之一各別底部部分(42)在一底部平面(B)中延伸,該頂部平面與該底部平面(T、B)彼此平行,在該頂部平面與該底部平面(T、B)中間延伸並平行於該頂部平面及該底部平面之一中心平面(C)界定該等傳熱隆脊與該等傳熱凹谷(36、38)之間的一邊界,其中該等傳熱隆脊(36)包含隆脊接觸區域(52、62),在該等隆脊接觸區域內,該等傳熱隆脊(36)經配置以鄰接該板式熱交換器(2)中之一鄰近的第一傳熱板(48),且該等傳熱凹谷(38)包含凹谷接觸區域(54、64),在該等凹谷接觸區域內,該等傳熱凹谷(38)經配置以鄰接該板式熱交換器(2)中之一鄰近的第二傳熱板(50),其中,在該傳熱區域(22)之至少一半內,該等傳熱隆脊(36)之該等頂部部分(40)具有一第一寬度w1,且該等傳熱凹谷(38)之該等底部部分(42)具有一第二寬度w2,該等頂部部分及該等底部部分(40、42)之一寬度係垂直於該等傳熱隆脊及該等傳熱凹谷(36、38)之一縱向延伸部而量測,且w1≠w2,其特徵在於,該等隆脊接觸區域(52、62)之一各別第一隆脊接觸區域(52a、62b)內的該等傳熱隆脊(36)之數個第一傳熱隆脊(36a、36b)之該頂部部分(40)具有一第三寬度w3,其中,若w1>w2,則w3<w1,且若w1<w2, 則w3>w1。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中w1>w2,且其中該等凹谷接觸區域(54、64)之一各別第一凹谷接觸區域(54a、64b)內的該等傳熱凹谷(38)之數個第一傳熱凹谷(38a、38b)之該底部部分(42)具有一第四寬度w4,w2<w4。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中,參考穿過該等傳熱隆脊(36)及該等傳熱凹谷(38)並垂直於該等傳熱隆脊及該等傳熱凹谷之該縱向延伸部的一橫截面,該等第一隆脊接觸區域(52a、62b)內之該等第一傳熱隆脊(36a、36b)及該等第一凹谷接觸區域(54a、64b)內之該等第一傳熱凹谷(38a、38b)相對於該中心平面(C)對稱。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中該等第一傳熱凹谷(38a、38b)中之每一者自該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之一者延伸。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中,對於該等第一傳熱凹谷(38a、38b)中之每一者,該第一凹谷接觸區域(54a、64b)為經配置成最接近該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之該一者的該凹谷接觸區域(54、64)。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中該等第一凹谷接觸區域(54a、64b)包含於該等第一傳熱凹谷(38a、38b)之一各別端部分(38')中,該端部分(38')自該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之該一者延伸並在該底部部分(42)內具有一恆定寬度。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中分別配置於該傳熱板(8)之一右上四分之一部(a)、左上四分之一部(b)、右下四分之一部(c)及左下四分 之一部(d)內的該等第一隆脊接觸區域(52a1、52a2、52a3、52a4)中之一各別者相對於該傳熱板(8)之該縱向中心軸線及該橫向中心軸線(l、t)的一絕對位置((pt1、pl1)、(pt2、pl2)、(pt3、pl3)、(pt4、pl4))與分別配置於該傳熱板(8)之一左下四分之一部(d)、右下四分之一部(c)、左上四分之一部(b)及右上四分之一部(a)內的該等第一凹谷接觸區域(54a1、54a2、54a3、54a4)中之一各別者相對於該傳熱板(8)之該縱向中心軸線及該橫向中心軸線(l、t)的一絕對位置((pt1、pl1)、(pt2、pl2)、(pt3、pl3)、(pt4、pl4))至少部分地重疊。
- 如請求項3之傳熱板(8),其中配置於該傳熱板之一上半部(a+b)內的該等第一凹谷接觸區域(64bu2)中之一者之一位置(Pt2、Pl2)橫越該傳熱板(8)之該橫向中心軸線(t)的一鏡像與配置於該傳熱板(8)之一下半部(c+d)內的該等第一凹谷接觸區域(64bl2)中之一者之一位置(Pt2、Pl2)至少部分地重疊。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中配置於該傳熱板(8)之一上半部(a+b)內的該等第一隆脊接觸區域(62bu1)中之一者之一位置(Pt1、Pl1)橫越該傳熱板(8)之該橫向中心軸線(t)的一鏡像與配置於該傳熱板(8)之一下半部(c+d)內的該等第一隆脊接觸區域(62bl1)中之一者之一位置(Pt1、Pl1)至少部分地重疊。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中該等第一傳熱隆脊(36a、36b)中之每一者自該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之一者延伸。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中,對於該等第一傳熱隆脊(36a、36b)中之每一者,該第一隆脊接觸區域(52a、62b)為經配置成最接近該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之該一者的該隆脊接觸區域(52、62)。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中該等第一隆脊接觸區域 (52a、62b)包含於該等第一傳熱隆脊(36a、36b)之一各別端部分(36')中,該端部分(36')自該上邊界線及該下邊界線(44、46)中之該一者延伸並在該頂部部分(40)內具有一恆定寬度。
- 如請求項1或2之傳熱板(8),其中該上邊界線及該下邊界線(44、46)係非筆直的。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19211477.5 | 2019-11-26 | ||
EP19211477.5A EP3828489A1 (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Heat transfer plate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202130965A TW202130965A (zh) | 2021-08-16 |
TWI752723B true TWI752723B (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=68696322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109139330A TWI752723B (zh) | 2019-11-26 | 2020-11-11 | 傳熱板 |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230160642A1 (zh) |
EP (2) | EP3828489A1 (zh) |
JP (1) | JP7214923B2 (zh) |
KR (1) | KR102514787B1 (zh) |
CN (1) | CN114729789B (zh) |
AU (1) | AU2020390520B2 (zh) |
BR (1) | BR112022008060B1 (zh) |
CA (1) | CA3159923C (zh) |
DK (1) | DK4065915T3 (zh) |
ES (1) | ES2966814T3 (zh) |
FI (1) | FI4065915T3 (zh) |
LT (1) | LT4065915T (zh) |
MX (1) | MX2022006126A (zh) |
PL (1) | PL4065915T3 (zh) |
PT (1) | PT4065915T (zh) |
RS (1) | RS65003B1 (zh) |
SA (1) | SA522432757B1 (zh) |
TW (1) | TWI752723B (zh) |
UA (1) | UA128277C2 (zh) |
WO (1) | WO2021104815A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116817640A (zh) * | 2022-04-28 | 2023-09-29 | 浙江三花板换科技有限公司 | 板式换热器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI445917B (zh) * | 2010-06-24 | 2014-07-21 | Alfa Laval Corp Ab | 熱交換器板以及板式熱交換器 |
WO2018197031A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-01 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat transfer plate and heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates |
TW201923301A (zh) * | 2017-10-05 | 2019-06-16 | 瑞典商阿爾法拉瓦公司 | 傳熱板以及用於熱交換器之包含此傳熱板的板組件 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE415928B (sv) * | 1979-01-17 | 1980-11-10 | Alfa Laval Ab | Plattvermevexlare |
JPS5896987A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-09 | Hisaka Works Ltd | プレ−ト式熱交換器 |
SE468685B (sv) * | 1991-06-24 | 1993-03-01 | Alfa Laval Thermal Ab | Plattvaermevaexlare med plattor som har aasar och raennor daer aasar paa en platta anligger mot parallellt med desamma loepande aasar paa den andra plattan |
SE470339B (sv) * | 1992-06-12 | 1994-01-24 | Alfa Laval Thermal | Plattvärmeväxlare för vätskor med olika flöden |
SE505225C2 (sv) | 1993-02-19 | 1997-07-21 | Alfa Laval Thermal Ab | Plattvärmeväxlare och platta härför |
JP2001280887A (ja) | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Hisaka Works Ltd | プレート式熱交換器 |
SE531781C2 (sv) * | 2006-04-10 | 2009-08-04 | Alfa Laval Corp Ab | Värmeöverföringsplatta och värmeväxlare innefattande sådan värmeöverföringsplatta |
SE532714C2 (sv) * | 2007-12-21 | 2010-03-23 | Alfa Laval Corp Ab | Plattvärmeväxlaranordning och plattvärmeväxlare |
PT2394129E (pt) * | 2009-02-04 | 2014-12-09 | Alfa Laval Corp Ab | Permutador de calor de placas |
SE534765C2 (sv) | 2010-04-21 | 2011-12-13 | Alfa Laval Corp Ab | Plattvärmeväxlareplatta och plattvärmeväxlare |
WO2012143998A1 (ja) | 2011-04-18 | 2012-10-26 | 三菱電機株式会社 | プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置 |
CN103688128B (zh) * | 2011-07-13 | 2015-11-25 | 三菱电机株式会社 | 板式换热器及热泵装置 |
PL2728292T3 (pl) * | 2012-10-30 | 2017-08-31 | Alfa Laval Corporate Ab | Płyta przekazywania ciepła i płytowy wymiennik ciepła zawierający taką płytę przekazywania ciepła |
PL2886997T3 (pl) * | 2013-12-18 | 2018-08-31 | Alfa Laval Corporate Ab | Płyta wymiennika ciepła i płytowy wymiennik ciepła |
CN107036479B (zh) * | 2016-02-04 | 2020-05-12 | 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 | 换热板以及使用其的板式换热器 |
EP3225947A1 (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-04 | Alfa Laval Corporate AB | Heat transfer plate and plate heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates |
CN107462093B (zh) * | 2016-06-02 | 2020-09-25 | 杭州三花研究院有限公司 | 板式换热器 |
CN107525429A (zh) * | 2016-06-22 | 2017-12-29 | 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 | 用于板式换热器的换热板及该板式换热器 |
JP7018299B2 (ja) * | 2017-11-22 | 2022-02-10 | 株式会社日阪製作所 | プレート式熱交換器 |
-
2019
- 2019-11-26 EP EP19211477.5A patent/EP3828489A1/en not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-11-04 EP EP20801252.6A patent/EP4065915B1/en active Active
- 2020-11-04 AU AU2020390520A patent/AU2020390520B2/en active Active
- 2020-11-04 UA UAA202202144A patent/UA128277C2/uk unknown
- 2020-11-04 WO PCT/EP2020/080936 patent/WO2021104815A1/en active Application Filing
- 2020-11-04 PT PT208012526T patent/PT4065915T/pt unknown
- 2020-11-04 MX MX2022006126A patent/MX2022006126A/es unknown
- 2020-11-04 CA CA3159923A patent/CA3159923C/en active Active
- 2020-11-04 PL PL20801252.6T patent/PL4065915T3/pl unknown
- 2020-11-04 RS RS20231213A patent/RS65003B1/sr unknown
- 2020-11-04 BR BR112022008060-3A patent/BR112022008060B1/pt active IP Right Grant
- 2020-11-04 DK DK20801252.6T patent/DK4065915T3/da active
- 2020-11-04 CN CN202080081714.3A patent/CN114729789B/zh active Active
- 2020-11-04 US US17/769,463 patent/US20230160642A1/en active Pending
- 2020-11-04 JP JP2022530970A patent/JP7214923B2/ja active Active
- 2020-11-04 ES ES20801252T patent/ES2966814T3/es active Active
- 2020-11-04 KR KR1020227021213A patent/KR102514787B1/ko active IP Right Grant
- 2020-11-04 FI FIEP20801252.6T patent/FI4065915T3/fi active
- 2020-11-04 LT LTEPPCT/EP2020/080936T patent/LT4065915T/lt unknown
- 2020-11-11 TW TW109139330A patent/TWI752723B/zh active
-
2022
- 2022-05-26 SA SA522432757A patent/SA522432757B1/ar unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI445917B (zh) * | 2010-06-24 | 2014-07-21 | Alfa Laval Corp Ab | 熱交換器板以及板式熱交換器 |
WO2018197031A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-01 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat transfer plate and heat exchanger comprising a plurality of such heat transfer plates |
TWI665424B (zh) * | 2017-04-26 | 2019-07-11 | 瑞典商阿爾法拉瓦公司 | 傳熱板以及包含複數個該傳熱板的熱交換器 |
TW201923301A (zh) * | 2017-10-05 | 2019-06-16 | 瑞典商阿爾法拉瓦公司 | 傳熱板以及用於熱交換器之包含此傳熱板的板組件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112022008060B1 (pt) | 2023-01-24 |
SA522432757B1 (ar) | 2023-06-15 |
LT4065915T (lt) | 2023-11-10 |
KR102514787B1 (ko) | 2023-03-29 |
EP4065915B1 (en) | 2023-10-18 |
EP3828489A1 (en) | 2021-06-02 |
UA128277C2 (uk) | 2024-05-22 |
CN114729789A (zh) | 2022-07-08 |
KR20220097537A (ko) | 2022-07-07 |
RS65003B1 (sr) | 2024-01-31 |
JP7214923B2 (ja) | 2023-01-30 |
JP2022547356A (ja) | 2022-11-11 |
DK4065915T3 (da) | 2024-01-15 |
CA3159923A1 (en) | 2021-06-03 |
BR112022008060A2 (pt) | 2022-07-12 |
AU2020390520B2 (en) | 2022-06-23 |
FI4065915T3 (fi) | 2023-12-28 |
EP4065915A1 (en) | 2022-10-05 |
TW202130965A (zh) | 2021-08-16 |
PT4065915T (pt) | 2023-12-07 |
PL4065915T3 (pl) | 2024-01-29 |
CA3159923C (en) | 2022-12-06 |
WO2021104815A1 (en) | 2021-06-03 |
US20230160642A1 (en) | 2023-05-25 |
MX2022006126A (es) | 2022-06-16 |
ES2966814T3 (es) | 2024-04-24 |
CN114729789B (zh) | 2022-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2520767C1 (ru) | Теплообменная пластина и пластинчатый теплообменник | |
KR101265442B1 (ko) | 플레이트 열 교환기를 위한 플레이트 및 가스켓 | |
CN110537069B (zh) | 热传递板和包括多个此类热传递板的热交换器 | |
KR102432036B1 (ko) | 열 전달 판 및 가스켓 | |
CN112912682B (zh) | 热传递板 | |
TWI752723B (zh) | 傳熱板 | |
JP4504092B2 (ja) | プレート式熱交換器 | |
US20210247143A1 (en) | A plate of plate heat exchangers | |
JP7440707B2 (ja) | 伝熱板 | |
CN117255926B (zh) | 传热板和垫片 |