專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于蒸發(fā)流體的板式換熱器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于蒸發(fā)流體的板式換熱器，包括毗鄰的矩形的并且基本上豎直 布置的傳熱板的組，其確定在它們之間的流動(dòng)空間的界限并且具有脊部和槽部的皺狀 (corrugation)樣式，所述脊部在每個(gè)流動(dòng)空間的至少一部分中交叉地彼此毗鄰并且在鄰 近的傳熱板之間形成許多支撐點(diǎn)，其中，每個(gè)交替的流動(dòng)空間形成蒸發(fā)通路，該蒸發(fā)通路具 有在它的下部的用于流體的進(jìn)口和在它的上部、靠近傳熱板的一個(gè)豎直側(cè)面的用于流體和 產(chǎn)生的蒸氣的出口，并且剩余的流動(dòng)空間形成用于加熱的流體的通路，該通路具有在它們 的上部、靠近傳熱板的另一個(gè)豎直側(cè)面的進(jìn)口和在它們的下部的出口。在DE-3721132描述的這種已知板式換熱器中，每個(gè)傳熱板的傳熱部分的主要部 分在它的整個(gè)表面上具有同一個(gè)種類的皺狀樣式。這對(duì)于板式換熱器的傳熱能力是低效 的。在先前已知的板式換熱器中，用于流體和產(chǎn)生的蒸氣的出口導(dǎo)管還延伸通過(guò)傳熱板的 組，該出口導(dǎo)管由傳熱板的排列的開口形成。開口做得盡可能大以最小化在用于產(chǎn)生的蒸 氣的出口導(dǎo)管中的流動(dòng)阻力。在實(shí)踐中，每個(gè)傳熱板的上部的大部分用于這種開口。因?yàn)?作為意圖用于加熱的流體的進(jìn)口導(dǎo)管也必須延伸通過(guò)傳熱板的組的上部，所以不可能使用 傳熱板的整個(gè)寬度僅僅用于出口導(dǎo)管。這造成不同長(zhǎng)度的流動(dòng)路徑，其形成在它的進(jìn)口與 它的出口之間的每個(gè)蒸發(fā)通路中用于供應(yīng)的流體和從中產(chǎn)生的蒸氣的不同部分。由于已知傳熱板在它們的傳熱部分上具有一種皺狀樣式并且由此引起在每個(gè)蒸 發(fā)通路中用于流體和產(chǎn)生的蒸氣的每個(gè)流動(dòng)路徑的每單位長(zhǎng)度相等的流動(dòng)阻力，所以總的 流動(dòng)阻力將沿最長(zhǎng)的流動(dòng)路徑最大。因此，流體和蒸氣的最小量通過(guò)該路徑。這將導(dǎo)致不 是所有的流體經(jīng)受相同的熱處理并且沿最長(zhǎng)的流動(dòng)路徑尤其是靠近加熱的流體的進(jìn)口存 在變干的風(fēng)險(xiǎn)。EP 0 477 346 Bl描述改進(jìn)的換熱器板，其中換熱器板劃分成不同的帶，帶具有不 同的皺狀樣式。以這種方式，通過(guò)流動(dòng)通道的流動(dòng)阻力被優(yōu)化。EP 0 458 555 Bl描述進(jìn)一步改進(jìn)的換熱器板，其中，下傳熱區(qū)域水平地劃分成不 同部分而上下傳熱區(qū)域被豎直地劃分。下傳熱區(qū)域的任何部分的最小角度具有與在上傳熱 區(qū)域中的任何角度基本上相同的尺寸。由此，在流動(dòng)通道中從進(jìn)口并且向前實(shí)現(xiàn)均勻的和 改進(jìn)的流量分配。盡管這些已知的換熱器板示出有利的效率并且證明了是商業(yè)的成功，但是仍然存 在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供具有改進(jìn)的效率和因此改進(jìn)的流量分配的改進(jìn)的換熱 器。本發(fā)明的另外的目的是提供排出的流體和產(chǎn)生的蒸氣的均質(zhì)性。
在權(quán)利要求1的特征部分中描述根據(jù)本發(fā)明的問(wèn)題的解決方案。權(quán)利要求2到7 包括換熱器板的有利的實(shí)施例。權(quán)利要求8到12包括換熱器的有利的實(shí)施例。對(duì)于用于換熱器的換熱器板，板包括具有端孔的第一分配區(qū)域、傳熱區(qū)域和具有 端孔的第二分配區(qū)域，板包括具有脊部和槽部的皺狀樣式，傳熱區(qū)域豎直地劃分成下傳熱 區(qū)域和上傳熱區(qū)域，下傳熱區(qū)域水平地劃分成多個(gè)鄰近的傳熱分段，本發(fā)明的目的這樣實(shí) 現(xiàn)，即在下傳熱區(qū)域中的任何傳熱分段的脊部和槽部的最小角度比上傳熱區(qū)域的角度大至 少 15°。通過(guò)用于換熱器的板的該第一實(shí)施例，獲得在換熱器中允許最佳傳熱和待蒸發(fā)流 體的早期蒸發(fā)的換熱器板。這通過(guò)在傳熱通路中的流動(dòng)路徑的開始處，即在下傳熱通路中， 具有高流動(dòng)阻力而完成。在上傳熱通路中，流動(dòng)阻力更低，其允許蒸發(fā)的流體容易地通過(guò)。在本發(fā)明的板的有利發(fā)展中，在任何傳熱分段中的脊部和槽部的方向不同于在下 傳熱區(qū)域中的鄰近的傳熱分段。在本發(fā)明的板的另外的有利發(fā)展中，任何傳熱分段的脊部 和槽部的角度不同于在下傳熱區(qū)域中的鄰近的傳熱分段。這是有利的，因?yàn)樵谙聜鳠嵬?中的流動(dòng)阻力可在傳熱通路的寬度上被控制。以這種方式，通過(guò)使壓降適于通過(guò)流動(dòng)通道 的流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度可進(jìn)一步改進(jìn)流量分配。任何傳熱分段的脊部和槽部的角度優(yōu)選地在 45°與65°之間的區(qū)間中。以這種方式，可獲得在下傳熱通路中的相對(duì)高的流動(dòng)阻力。在本發(fā)明的板的另外的有利發(fā)展中，在下分配區(qū)域中的樣式的中性平面偏移，使 得槽部與中性平面相比的深度大于脊部與中性平面相比的高度。這種的優(yōu)點(diǎn)是在兩個(gè)分配 區(qū)域之間形成的分配通路的高度降低，這將增加通路中的流動(dòng)阻力。下分配通路中的增加 的流動(dòng)阻力將增加通路中的背壓，這將使蒸發(fā)在分配通路中更早開始。這將增大換熱器的 效率。在本發(fā)明的板的另外的有利發(fā)展中，在上分配區(qū)域中的樣式的中性平面偏移，使 得脊部與中性平面相比的高度大于槽部與中性平面相比的深度。這種的優(yōu)點(diǎn)是在兩個(gè)分配 區(qū)域之間形成的分配通路的高度增加，這將減小通路中的流動(dòng)阻力。上分配通路中的減小 的流動(dòng)阻力將允許具有大體積的蒸發(fā)的流體更容易引導(dǎo)到出口端口。這將增大換熱器的效率。在板式換熱器中，換熱器包括第一板與第二板之間的第一流動(dòng)通道，流動(dòng)通道包 括具有端口的第一分配通路、傳熱通路和具有端口的第二分配通路，傳熱通路豎直地劃分 成下傳熱通路和上傳熱通路并且下傳熱通路水平地劃分成多個(gè)鄰近的傳熱帶，本發(fā)明的目 的這樣實(shí)現(xiàn)，即在下傳熱通路中的任何傳熱帶中的脊部和槽部之間的最小中間角度比上傳 熱通路中的脊部和槽部的中間角度大至少30°。通過(guò)換熱器的該第一實(shí)施例，獲得在換熱器中允許待蒸發(fā)流體的早期蒸發(fā)的換熱 器。這通過(guò)在傳熱通路中的流動(dòng)路徑的開始處，即在下傳熱通路中，具有高流動(dòng)阻力而完 成。在上傳熱通路中，流動(dòng)阻力更低，這允許蒸發(fā)的流體容易地通過(guò)。在本發(fā)明的換熱器的有利發(fā)展中，在任何傳熱帶中的脊部和槽部之間的中間角度 在90°與130°之間的區(qū)間中。該角度范圍將給予下傳熱通路的傳熱帶足夠高的角度以便 獲得早期蒸發(fā)。通過(guò)給予至少一些帶不同的角度，流量分配可在水平方向上在板的寬度上 進(jìn)一步被優(yōu)化。在本發(fā)明的換熱器的另外的有利發(fā)展中，在下分配通路的兩個(gè)鄰近分配區(qū)域的中性平面之間的距離小于板的一個(gè)壓制深度。分配通路高度的降低將增大分配通路中的流動(dòng) 阻力。這將在換熱器中允許待蒸發(fā)流體的早期蒸發(fā)。在本發(fā)明的換熱器的另外的有利發(fā)展中，在上分配通路的兩個(gè)鄰近分配區(qū)域的中 性平面之間的距離大于板的一個(gè)壓制深度。分配通路高度的增加將減小分配通路中的流動(dòng) 阻力。這將有助于蒸發(fā)的流體從換熱器的離開。


參考在附圖中示出的實(shí)施例，以下將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明形成的并且包括三個(gè)傳熱板的板式換熱器的示意性分解圖，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的用于板式換熱器的第一傳熱板，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于板式換熱器的第二傳熱板，圖4示出根據(jù)本發(fā)明的傳熱板的下分配區(qū)域的詳圖，以及圖5示出根據(jù)本發(fā)明的傳熱板的上分配區(qū)域的詳圖。
具體實(shí)施例方式以下描述的具有另外發(fā)展的本發(fā)明的實(shí)施例將被僅僅視為示例并且決不限制由 權(quán)利要求提供的保護(hù)范圍。在描述中使用的表達(dá)下、上、豎直和水平指示當(dāng)用于裝配的換熱 器時(shí)在傳熱板上的位置。因此，提及例如下將指示在使用中定位在換熱器的下部處的細(xì)節(jié)。圖1示出的板式換熱器組件1包括兩種類型的矩形的、伸長(zhǎng)的傳熱板101、201，其 通過(guò)壓制具有不同的皺狀樣式。意圖以傳統(tǒng)方式裝配在框架中的傳熱板沿它們的邊緣可具 有橡膠墊圈以確定在它們之間的流動(dòng)通道的界限，但是作為替代，它們可以彼此永久連接， 例如通過(guò)軟焊、焊接或膠合。也可能在半焊接組件中裝配兩個(gè)板，以及利用墊圈裝配半焊接 板組件。完成的換熱器還將包括特定的前板和后板(未示出)，其具有比單獨(dú)的換熱器板更 大的厚度。前板和后板將包括連接部等等。傳熱板101和201通過(guò)壓制具有脊部和槽部的皺狀樣式，在流動(dòng)通道3、2中的兩 個(gè)鄰近的傳熱板的脊部彼此交叉和毗鄰以形成在傳熱板之間的許多支撐點(diǎn)。在板201與板 101之間，形成蒸發(fā)流動(dòng)通道2用于流體的蒸發(fā)。流動(dòng)通道2具有由延伸通過(guò)傳熱板的下部 的進(jìn)口端孔205、105形成的流體進(jìn)口端口 5和由延伸通過(guò)傳熱板的上部的出口端孔206、 106形成的用于流體和產(chǎn)生的蒸氣的出口端口 6。箭頭11示出流動(dòng)通道2中的大致流向。在板101與板201之間，形成流動(dòng)通道3用于加熱的流體或加熱的蒸汽。蒸汽流 動(dòng)通道3具有由延伸通過(guò)傳熱板的上部的蒸汽進(jìn)口端孔108、208形成的蒸汽進(jìn)口端口 8和 由延伸通過(guò)傳熱板的下部的冷凝物出口端孔109、209與110、210形成的兩個(gè)冷凝物出口端 口 9、10。箭頭12示出流動(dòng)通道3中的大致流向。本發(fā)明的換熱器主要意圖用于各種液體產(chǎn)物通過(guò)升膜蒸發(fā)的蒸發(fā)或濃縮。傳熱板 101和201的長(zhǎng)側(cè)將在裝配的換熱器中沿豎直軸線4豎直地布置并且待蒸發(fā)流體將在下部 供應(yīng)到流動(dòng)通道2并且在上部排出。在該示例中，換熱器布置成具有逆流熱交換，其中蒸汽 作為加熱介質(zhì)將在流動(dòng)通道3的上部供應(yīng)并且產(chǎn)生的冷凝物將在通道3的下部排出。圖2示出的第一換熱器板101包括下分配區(qū)域115、傳熱區(qū)域116和上分配區(qū)域 119。傳熱區(qū)域116豎直地劃分成下傳熱區(qū)域117和上傳熱區(qū)域118。板具有縱向或豎直軸線104。下分配區(qū)域115具有進(jìn)口端孔105和兩個(gè)出口端孔109、110。將理解的是，換熱器板的整個(gè)表面是傳熱區(qū)域，其中在板的另一個(gè)側(cè)面上存在流 體通路。盡管在傳熱區(qū)域中也將存在一些流體分配，但是因?yàn)橹饕康氖莻鳠?，因此傳熱區(qū) 域116稱為傳熱區(qū)域。下和上分配區(qū)域具有流體分配以及熱傳遞的雙重目的。板的上分配區(qū)域119具有出口端孔106和蒸汽進(jìn)口端孔108。盡管其它樣式也 可能使用，但是如以下進(jìn)一步描述的，在該示例中，下和上分配區(qū)域的樣式呈條紋(bar)樣 式。條紋樣式是有利的，因?yàn)樗o予流體的良好流量分配。圖3示出的第二換熱器板201包括下分配區(qū)域215、傳熱區(qū)域216和上分配區(qū)域 219。傳熱區(qū)域216豎直地劃分成下傳熱區(qū)域217和上傳熱區(qū)域118。板具有豎直軸線204。 下分配區(qū)域215具有進(jìn)口端孔205和兩個(gè)出口端孔209、210。板的上分配區(qū)域219具有出口端孔206和蒸汽進(jìn)口端孔208。盡管其它樣式也可 能使用，但是在該示例中，下和上分配區(qū)域的樣式呈條紋樣式。條紋樣式是有利的，因?yàn)樗?給予流體的良好分配。因此，傳熱板101和201中的每一個(gè)具有下分配區(qū)域115、215，傳熱區(qū)域116、216 以及上分配區(qū)域119、219，傳熱區(qū)域116、216豎直地劃分成具有不同皺狀樣式的下和上水 平延伸的區(qū)域117,118和217,2180第一傳熱板101和第二傳熱板201兩者都以前視圖示出在圖1和圖2中。流動(dòng)通 道2形成在第一板101的前側(cè)與第二板201的后側(cè)之間。流動(dòng)通道3形成在第二板201的 前側(cè)與第一板101的后側(cè)之間。因此參考將根據(jù)描述的通道而考慮應(yīng)用到板的前側(cè)和后側(cè)兩者。在兩個(gè)板之間的流動(dòng)通道中，形成流體通路。當(dāng)板在換熱器中裝配時(shí)，在流動(dòng)通道 2中，在下分配區(qū)域215、115之間，提供下分配通路15。當(dāng)板在換熱器中裝配時(shí)，在傳熱區(qū)域 216、116之間，提供傳熱通路16并且在上分配區(qū)域219、119之間，提供上分配通路19。當(dāng)板 在換熱器中裝配時(shí)，在流動(dòng)通道3中，在下分配區(qū)域115、215之間，提供下分配通路65。當(dāng) 板在換熱器中裝配時(shí)，在傳熱區(qū)域116、216之間，提供傳熱通路66，并且在上分配區(qū)域119、 219之間，提供上分配通路69。形成在傳熱區(qū)域216、116之間的傳熱通路16劃分成形成在 下傳熱區(qū)域217、117之間的下傳熱通路17和形成在上傳熱區(qū)域218、118之間的上傳熱通 路18。因此，下分配區(qū)域215、115布置成形成下分配通路15。下分配通路的主要目的是 在通道2中從進(jìn)口端口 5向上朝傳熱通路16輸送和分配流體。同時(shí)，下分配區(qū)域115、215 布置成在通道3中形成下分配通路65以豎直向下和水平地朝向出口端口 9和10輸送冷凝 物。下部水平延伸的傳熱通路17形成在傳熱區(qū)域217、117之間并且水平地劃分成彼 此鄰近、緊鄰下分配通路布置的許多傳熱帶23、24、25和沈。在示出的示例中，鄰近的帶具 有不同的皺狀樣式。在兩個(gè)板的帶23、24、25和沈中的脊部和槽部以如下方式被引導(dǎo)，即 使得它們合作以對(duì)在蒸發(fā)通道2中向上流動(dòng)的流體和產(chǎn)生的蒸氣提供從傳熱板的豎直側(cè) 面中的一個(gè)到另一個(gè)減少的流動(dòng)阻力。這時(shí)，在所述豎直側(cè)面之間的蒸發(fā)通道2中實(shí)現(xiàn)流 體流量的希望分配。通過(guò)給予帶23、24、25和沈中的脊部和槽部相對(duì)于豎直軸線和因此相 對(duì)于主流向的相對(duì)大的角度，實(shí)現(xiàn)有效的蒸發(fā)過(guò)程。
傳熱板101和201在它們的端部中的每一個(gè)處具有沖孔。對(duì)于通道2，在下端提供 進(jìn)口端孔205、105用于待蒸發(fā)流體并且在上端提供出口端孔206、106用于濃縮的流體和產(chǎn) 生的蒸氣。對(duì)于通道3，在上端提供蒸汽進(jìn)口端孔108、208用于加熱的蒸汽進(jìn)入通道并且在 下端分別提供兩個(gè)出口端孔109、110和209、210用于冷凝物和加熱介質(zhì)的最終未冷凝蒸汽 尚開。傳熱板101在它的側(cè)面中的一個(gè)上具有適于接收整體墊圈的許多密封槽部122。 墊圈圍繞端孔105和106中的每一個(gè)以及圍繞板的整個(gè)外圍延伸。類似地，換熱板201具 有許多密封槽部222，其適于容納圍繞端孔209、210和208中的每一個(gè)以及圍繞板的整個(gè) 外圍延伸的墊圈。作為替代，墊圈槽部可形成使得兩個(gè)鄰近的板可焊接在一起，從而使槽部 的底部彼此相對(duì)，其中，僅僅交替的板間隙具有墊圈，在這種情況下墊圈定位在鄰近的傳熱 板中的面對(duì)的槽部中。在示出的示例中，墊圈布置成在鄰近的傳熱板201與101之間密封 并且因此密封和限定流動(dòng)通道2。板101、201在示出的示例中將被半焊接，使得流動(dòng)通道3 由焊接的或軟焊的板密封和限定。在水平延伸的傳熱區(qū)域117、118和217、218中，脊部和槽部相對(duì)流體的預(yù)期主流 向分別不同地傾斜。將完全地或部分地蒸發(fā)的流體通過(guò)定位在換熱器的下部的流體進(jìn)口端 口 5供應(yīng)到板式換熱器，并且然后流體通過(guò)通道2向上流動(dòng)。通過(guò)在下分配區(qū)域215與115 之間形成的下分配通路15，流體橫跨傳熱板的寬度均勻分配。在傳熱區(qū)域216與116之間 的傳熱通路16中，流體首先通過(guò)區(qū)域217和117，其分別包括四個(gè)分段223、224、225、2沈和 123、124、125、126。定位在板的一個(gè)豎直側(cè)面處的分段223和123具有帶有大的樣式角度的皺狀樣 式，該角度在蒸發(fā)通道2中對(duì)向上流動(dòng)的流體提供相對(duì)大的流動(dòng)阻力，即板的脊部以相對(duì) 流體的流向引導(dǎo)的較大干涉角度彼此交叉。樣式(即脊部和槽部)的角度在順時(shí)針或逆時(shí) 針?lè)较蛏舷鄬?duì)豎直軸線測(cè)量。因此，板與流體之間的傳熱變得相對(duì)有效率并且從而，蒸氣在 通道2的這些部分中相對(duì)快地產(chǎn)生。在示出的示例中，分段223的脊部和槽部具有在逆時(shí) 針?lè)较蛏蠝y(cè)量的相對(duì)豎直軸線60°的角度。分段123的脊部和槽部類似但是鏡像反轉(zhuǎn)。在水平方向上緊鄰分段223和123定位的分段224、IM具有皺狀樣式，其具有不 同于分段223、123的方向，但是具有相同的角度。該角度在蒸發(fā)通道2中對(duì)向上流動(dòng)的流 體也提供相對(duì)大的流動(dòng)阻力。因此，板與流體之間的傳熱變得相對(duì)有效率并且從而，蒸氣在 通道2的這些部分中相對(duì)快地產(chǎn)生。在示出的示例中，分段224的脊部和槽部具有在順時(shí) 針?lè)较蛏蠝y(cè)量的相對(duì)豎直軸線60°的角度。分段124的脊部和槽部類似但是鏡像反轉(zhuǎn)。在水平方向上緊鄰分段2M和IM定位的分段225、125具有皺狀樣式，其具有不 同于分段224、124的方向和角度。這里分段225、125的角度略微小于分段223、123以及 224、124的角度。該角度將仍然提供高流動(dòng)阻力，但是與在分段223、123之間以及224、124 之間、在蒸發(fā)通道2中對(duì)向上流動(dòng)的流體實(shí)現(xiàn)的流動(dòng)阻力相比，它將略微減小。在示出的示 例中，分段225的脊部和槽部具有在逆時(shí)針?lè)较蛏蠝y(cè)量的相對(duì)豎直軸線的角度。分段 125的脊部和槽部類似但是鏡像反轉(zhuǎn)。在水平方向上緊鄰分段225和125定位的分段226、1 具有皺狀樣式，其具有不 同于分段225、125的方向和角度。分段226、126的角度略微小于分段225、125的角度。該 角度將仍然提供高流動(dòng)阻力，但是與在分段225、125之間、在蒸發(fā)通道2中對(duì)向上流動(dòng)的流體實(shí)現(xiàn)的流動(dòng)阻力相比，它將略微減小。在示出的示例中，分段2 的脊部和槽部具有在順 時(shí)針?lè)较蛏蠝y(cè)量的相對(duì)豎直軸線48°的角度。分段126的脊部和槽部類似但是鏡像反轉(zhuǎn)。在形成在傳熱分段223-2 之間以及123-1 之間的傳熱帶23_26中，如以上所 述，脊部和槽部因此相對(duì)流體的預(yù)期主流向分別不同地傾斜。因此，板201和101的相交的 脊部和槽部的中間角度在帶23和M中將為120°，在帶25中為108°并且在帶沈中為 96°。在帶23、24中，通路17中的流動(dòng)阻力將是最高的。流動(dòng)阻力在帶25中將略微減 小并且在帶沈中將略微更多地減小。以這種方式，因?yàn)榱黧w流過(guò)帶23和M的流動(dòng)路徑略 微短于流體流過(guò)例如帶沈，所以流體的流量分配被優(yōu)化。在上傳熱區(qū)域218、118中，脊部和槽部的角度小很多。在傳熱區(qū)域218、118之間， 形成具有相對(duì)低的流動(dòng)阻力的上傳熱通路18。在示出的示例中，上傳熱區(qū)域218、118劃分 成兩個(gè)區(qū)域，第一傳熱區(qū)域220、120和第二傳熱區(qū)域221、121。在第一和第二傳熱區(qū)域中的 脊部和槽部的角度相同，但是方向不同。因此角度將根據(jù)傳熱區(qū)域在順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较?上測(cè)量。也可能讓整個(gè)上傳熱區(qū)域在整個(gè)表面上具有相同的角度。在示出的示例中，傳熱區(qū)域218的脊部和槽部的角度為對(duì)°。區(qū)域128的脊部和 槽部類似但是鏡像反轉(zhuǎn)。因此對(duì)于上傳熱通路18，板201和101的相交的脊部和槽部的中 間角度將為48°。參考對(duì)于現(xiàn)在的換熱器的某個(gè)換熱任務(wù)選擇對(duì)于這些角度給定的值。當(dāng)然可選擇 其它值用于其它換熱任務(wù)。對(duì)于下傳熱區(qū)域217、117的分段的角度優(yōu)選地在45° -65°之 間的范圍中。對(duì)于上傳熱區(qū)域218、118的角度優(yōu)選地在20° -30°之間的范圍中。區(qū)域 217、117與區(qū)域218、118的最小角度之間的差別優(yōu)選地大于15°。該角度差別將給予通路 17中的流動(dòng)阻力與通路18中的流動(dòng)阻力之間的良好平衡并且將幫助給予蒸發(fā)過(guò)程的早期 開始以及同時(shí)允許蒸發(fā)的流體容易地通過(guò)上傳熱通路。在下傳熱通路17中給予脊部和槽部相對(duì)大的角度的優(yōu)點(diǎn)是流動(dòng)阻力將相對(duì)高。 這將允許在傳熱通路中，即在傳熱通路的下部中，早期開始蒸發(fā)，這反過(guò)來(lái)將使在換熱器中 的蒸發(fā)和傳熱更加有效。上傳熱通路18中的脊部和槽部的角度被給予相對(duì)小的值。這將 提供低流動(dòng)阻力，其將給予通路中的低壓降。因?yàn)榱黧w或多或少地在該通路中蒸發(fā)，所以流 體的體積將大很多并且因此低流動(dòng)阻力是有利的。從下傳熱通路17，流體和產(chǎn)生的蒸氣在蒸發(fā)通道中通過(guò)上傳熱通路18繼續(xù)向上。 在下傳熱通路17中，流體和產(chǎn)生的蒸氣的流動(dòng)阻力從一個(gè)豎直側(cè)面到另一個(gè)側(cè)面減小。流 動(dòng)阻力還沿在傳熱通路17和18中流體的流向減小。然后流體和產(chǎn)生的蒸氣繼續(xù)至形成在 上分配區(qū)域219、119之間的上分配通路19并且進(jìn)一步通過(guò)出口端口 6。在用于加熱的介質(zhì)的通道3中，流動(dòng)發(fā)生在相反的方向上。這里蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn) 口端口 8供應(yīng)并且在通道3中受到沿流動(dòng)路徑的增大的流動(dòng)阻力。在示出的示例中，示出 兩個(gè)冷凝物出口 9、10，但是也可能僅僅使用一個(gè)。當(dāng)蒸汽通過(guò)進(jìn)口端口 8進(jìn)入通道3時(shí)，蒸汽通過(guò)中間分配通路運(yùn)送到形成在上分 配區(qū)域119、219之間的上分配通路69，在此處蒸汽在通路的寬度上均勻分配。蒸汽的冷凝 也在上分配通路中開始。蒸汽和冷凝物然后進(jìn)入傳熱通路66，在其中發(fā)生冷凝的主要部分。 傳熱通路66包括上傳熱通路68和下傳熱通路67。上傳熱通路68形成在傳熱區(qū)域118、218之間并且下傳熱通路形成在傳熱區(qū)域117、217之間。在該示例中，傳熱區(qū)域118、218劃分 成第一傳熱區(qū)域120、220和第二傳熱區(qū)域121、221。因?yàn)樯蟼鳠嵬?8中的脊部和槽部的 角度相對(duì)小，所以上傳熱通路中的流動(dòng)阻力將相對(duì)低。這允許未冷凝的蒸汽相當(dāng)容易地移 動(dòng)通過(guò)上傳熱通路。下傳熱通路67中的脊部和槽部的角度相對(duì)大，使得獲得更高的流動(dòng)阻 力。因?yàn)樵谛纬稍谙聜鳠釁^(qū)域117、217之間的下傳熱通路67中的流動(dòng)阻力由于脊部 和槽部的大角度而相對(duì)高，所以通道3中的傳熱將略微改進(jìn)。流動(dòng)阻力在傳熱通路67的水 平方向上略微變化的事實(shí)將不會(huì)在任何更大的程度上影響通道3中的流動(dòng)，這是因?yàn)楣?yīng) 的蒸汽的主要部分或全部在流體進(jìn)入通路67之前冷凝。下傳熱通路67中的流動(dòng)阻力也將 不會(huì)在任何本質(zhì)程度上影響上傳熱通路68中的蒸汽的分配。為了進(jìn)一步增大換熱器的效率，在流動(dòng)通道2 (即蒸發(fā)通道)的分配通路中的壓降 可被控制，使得在下分配通路15中的壓降增加并且在上分配通路19中的壓降減少。在分 配通路中的壓降通過(guò)改變?cè)趥鳠岚?01、101的分配區(qū)域215、115中的中性平面的壓制深度 來(lái)進(jìn)行控制。當(dāng)分配通路15中的流動(dòng)阻力增大時(shí)，流體的蒸發(fā)將在通路中更早開始，這將增大 換熱器的效率。圖4示出下分配區(qū)域的分配樣式的視圖。樣式包括脊部20、槽部21以及 中性平面22。在中性平面上方的脊部的高度表示為a，而槽部離中性平面的深度表示為b。 從槽部到脊部的高度，即a+b，為板的壓制深度。在具有相同類型的分配樣式的傳統(tǒng)傳熱板的分配樣式中，尺寸a和b通常是相同 的。在本發(fā)明的傳熱板的下分配區(qū)域中，該關(guān)系被改變以便控制流動(dòng)阻力。因此，尺寸b大 于尺寸a，即槽部比脊部的高度更深。當(dāng)兩個(gè)板彼此緊鄰安裝使得分配通路形成在它們之間 時(shí)，兩個(gè)鄰近區(qū)域的脊部20將彼此承靠。這意味著兩個(gè)中性平面之間的距離將是a+a，并且 因?yàn)槌叽鏰減小，所以通路的高度將小于一個(gè)壓制深度。因?yàn)榧共科叫杏谥髁飨蚨ㄎ?，所?流體的主要部分將流過(guò)在脊部之間的該通路。通過(guò)分配通路15的流動(dòng)阻力將因此增大。對(duì)應(yīng)于脊部的高度的中性平面的高度位置的偏移有利地在30-80%的范圍中。這 意味著在下分配區(qū)域中的脊部的高度將是板的壓制深度的一半的0. 3到0. 8倍。因此，尺 寸b以相反的方式跟隨，使得槽部的深度將是壓制深度的一半的1. 7到1. 2倍。同時(shí)，在通道3中的分配通路65中的流動(dòng)阻力將略微減小。因?yàn)樵诜峙渫?5中 的流向引導(dǎo)朝向出口端口 9和10，所以流向?qū)⒒蚨嗷蛏俚嘏c槽部平行。中性平面之間的距 離這里將是b+b，即大于一個(gè)壓制深度，并且流動(dòng)阻力將因此略微減小。在分配通路65中， 分配區(qū)域的槽部將彼此承靠。在上分配通路19中，流動(dòng)阻力略微減小。因?yàn)榱黧w的大部分或全部將在上分配通 路中蒸發(fā)，所以將有助于具有大體積的蒸氣的流動(dòng)。這還將增大換熱器的效率。圖5示出 上分配區(qū)域的分配樣式的視圖。樣式包括脊部20、槽部21以及中性平面22。在中性平面 上方的脊部的高度表示為a，而槽部離中性平面的深度表示為b。從槽部到脊部的高度，即 a+b，為板的壓制深度。在上分配區(qū)域中，脊部離中性平面的高度略微增加，使得尺寸a大于尺寸b，即脊 部的高度大于槽部的深度。當(dāng)兩個(gè)板彼此緊鄰安裝使得分配通路形成在它們之間時(shí)，兩個(gè) 鄰近區(qū)域的脊部20將彼此承靠。這意味著兩個(gè)中性平面之間的距離將是a+a，并且因?yàn)閍增大，所以通路的高度將大于一個(gè)壓制深度。在上分配通路中的流向?qū)⑴c分配樣式的脊部 大體平行。通過(guò)分配通路19的流動(dòng)阻力將因此減小。對(duì)應(yīng)于脊部的高度的中性平面的高度位置的偏移對(duì)于上分配區(qū)域有利地在 170-120%的范圍中。這意味著在上分配區(qū)域中的脊部的高度將是板的壓制深度的一半的 1. 7到1. 2倍。因此，尺寸b以相反的方式跟隨，使得槽部的深度將是壓制深度的一半的0. 3 到0.8倍。在通道3中的上分配通路69中的流動(dòng)阻力同時(shí)將略微增大。在分配通路69中的 流向從進(jìn)口端口 8引導(dǎo)至傳熱通路66，這意味著流動(dòng)將與樣式的槽部大體平行。在通路中 的中性平面之間的距離是b+b，并且因?yàn)槌叽鏱減小，所以流動(dòng)阻力將略微增大。在分配通 路69中，分配區(qū)域的槽部將彼此承靠。在下分配通路中的流動(dòng)阻力可單獨(dú)或結(jié)合上分配通路改變。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)的流動(dòng)阻 力必須適于在整個(gè)裝設(shè)系統(tǒng)中的壓降。在附圖示出的本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)安裝在換熱器中時(shí)，傳熱板201和101兩者形 成具有不同皺狀樣式的下傳熱通路17和上傳熱通路18以及在通路17中的若干不同傳熱 帶。然而，即使僅僅一個(gè)傳熱板以這種方式劃分，而另一個(gè)傳熱板在整個(gè)傳熱區(qū)域上具有相 同皺狀樣式，應(yīng)該可能獲得本發(fā)明的目標(biāo)效果。此外，板的不同區(qū)域217-218和117-118以 及下傳熱區(qū)域的不同分段223-2 和123-1 示出為彼此直接相對(duì)地定位，但是作為替代 它們可定位使得它們僅僅彼此部分重疊。當(dāng)然，區(qū)域和分段的數(shù)目和尺寸也可變化。通過(guò)本發(fā)明，可獲得改進(jìn)的板式換熱器，其示出在換熱器的總熱性能中的相當(dāng)大 的改進(jìn)。這主要是由于在蒸發(fā)通道的傳熱通路的下部中的增大的流動(dòng)阻力。本發(fā)明不被視 為限制于以上描述的實(shí)施例，許多附加變型和改變可能在隨后的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。附圖標(biāo)記
1 傳熱板組件
2 流動(dòng)通道
3 流動(dòng)通道
4 豎直軸線
5 流體進(jìn)口端口
6 出口端口
8 蒸汽進(jìn)口端口
9 冷凝物出口端口
10冷凝物出口端口
11流向
12流向
15下分配通路
16傳熱通路
17下傳熱通路
18上傳熱通路
19上分配通路
20脊部
21 槽部
22 中性平面
23 第一傳熱帶
24 第二傳熱帶
25 第三傳熱帶
26 第四傳熱帶
65 下分配通路
66 傳熱通路
67 下傳熱通路
68 上傳熱通路
69 上分配通路
101傳熱板
104豎直軸線
105流體進(jìn)口端孔
106出口端孔
108蒸汽進(jìn)口端孔
109冷凝物出口端孔
110冷凝物出口端孔
115下分配區(qū)域
116傳熱區(qū)域
117下傳熱區(qū)域
118上傳熱區(qū)域
119上分配區(qū)域
120第一傳熱區(qū)域
121第二傳熱區(qū)域
122密封槽部
123第一傳熱分段
124第二傳熱分段
125第三傳熱分段
126第四傳熱分段
201傳熱板
204豎直軸線
205流體進(jìn)口端孔
206出口端孔
208蒸汽進(jìn)口端孔
209冷凝物出口端孔
210冷凝物出口端孔
215下分配區(qū)域
216傳熱區(qū)域
217下傳熱區(qū)域
218上傳熱區(qū)域
219上分配區(qū)域
220第一傳熱區(qū)域
221第二傳熱區(qū)域
222密封槽部
223第一傳熱分段
224第二傳熱分段
225第三傳熱分段
226第四傳熱分段
權(quán)利要求
1.一種用于換熱器的換熱器板(101 ；201)，所述板包括具有端孔(105，109，110 ；205, 209,210)的第一分配區(qū)域(115 ;215)、傳熱區(qū)域(116 ；216)和具有端孔(106,107 ；206, 208)的第二分配區(qū)域(119 ;219)，所述板包括具有脊部和槽部的皺狀樣式，所述脊部和槽 部具有相對(duì)于所述換熱器板的豎直軸線(104，204)測(cè)量的所述脊部和槽部的角度，所述傳 熱區(qū)域(116 ；216)豎直地劃分成下傳熱區(qū)域(117 ；217)和上傳熱區(qū)域(118 ；218)，所述下 傳熱區(qū)域(117 ；217)水平地劃分成多個(gè)鄰近的傳熱分段(123，124，125，126 ；223，224，225， 226)，其特征在于，在所述下傳熱區(qū)域(117，217)中的任何傳熱分段(123，124，125，126 ； 223，224，225，226)的脊部和槽部的最小角度比所述上傳熱區(qū)域(118 ;218)的角度大至少 15°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，在任何所述傳熱分段(123，124，125，126; 223，224，225，226)中的脊部和槽部的方向不同于在所述下傳熱區(qū)域(117 ;217)中的鄰近 的傳熱分段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板，其特征在于，任何所述傳熱分段(123，IM，125,1 ; 223，224，225，226)的脊部和槽部的角度不同于在所述下傳熱區(qū)域(117 ;217)中的鄰近的 傳熱分段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的板，其特征在于，任何所述傳熱分段(123， 124，125，126 ;223，224，225，226)的脊部和槽部的角度在45°與65°之間的區(qū)間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的板，其特征在于，所述上傳熱區(qū)域(118；218) 豎直地劃分成多個(gè)水平延伸的傳熱區(qū)域(120，121 ；220，221)，其具有帶有不同角度和/或 方向的樣式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的板，其特征在于，在所述下分配區(qū)域(115; 215)中，槽部(21)與中性平面(22)相比的深度(b)大于脊部與所述中性平面(22)相比的 高度(a)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的板，其特征在于，在所述上分配區(qū)域(119； 219)中，脊部(20)與中性平面(22)相比的高度(a)大于槽部(21)與所述中性平面(22) 相比的深度(b)。
8.一種板式換熱器，其包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的傳熱板，并且還 包括前板和后板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的板式換熱器，其特征在于，所述換熱器包括第一板(101)與 第二板O01)之間的第一流動(dòng)通道O)，所述流動(dòng)通道( 包括具有端口(5，9，10)的第一 分配通路(15)、傳熱通路(16)和具有端口(6，8)的第二分配通路(19)，所述傳熱通路(16) 豎直地劃分成下傳熱通路(17)和上傳熱通路(18)并且所述下傳熱通路(17)水平地劃分 成多個(gè)鄰近的傳熱帶03，M，25，沈)，其特征在于，在所述下傳熱通路(17)中的任何傳熱 帶Q3，M，25J6)中的脊部和槽部之間的最小中間角度比所述上傳熱通路(18)中的脊部 和槽部的中間角度大至少30°。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板式換熱器，其特征在于，在任何所述傳熱帶03，對(duì)，25， 26)中的脊部和槽部之間的中間角度在90°與130°之間的區(qū)間中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的板式換熱器，其特征在于，在所述下分配通路(15)的 兩個(gè)鄰近分配區(qū)域(115，215)的中性平面0 之間的距離小于所述板的一個(gè)壓制深度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的板式換熱器，其特征在于，在所述上分配通 路(19)的兩個(gè)鄰近分配區(qū)域(119，219)的中性平面02)之間的距離大于所述板的一個(gè)壓 制深度。
全文摘要
本發(fā)明涉及板式換熱器，換熱器包括在第一板與第二板之間的第一流動(dòng)通道，并且流動(dòng)通道包括第一分配通路、傳熱通路和第二分配通路，傳熱通路豎直地劃分成下傳熱通路和上傳熱通路并且下傳熱通路水平地劃分成多個(gè)鄰近的傳熱帶，在下傳熱通路的任何傳熱帶中的脊部和槽部之間的中間角度比上傳熱通路的中間角度大至少30°。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，提供具有增強(qiáng)的熱性能和改進(jìn)的蒸發(fā)能力的改進(jìn)的換熱器。
文檔編號(hào)F28D9/00GK102084204SQ200980123356
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者F·布洛姆格倫, M·霍爾姆, T·科瓦克斯 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司