CN101329149A - 用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件 - Google Patents

Abstract

用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件，涉及板壳式换热器的技术领域，尤其涉及波纹板换热元件的技术领域。本发明由波纹板组成，在波纹板上设有波纹，其特征在于在波纹板的一端设置1列中波纹，在波纹板的其它表面设置多列大波纹；中波纹与大波纹表面上分别设有小波纹；大波纹为等腰梯形波，中波纹为等腰三角形波；上述中波纹的两腰的夹角等于等腰梯形大波纹的两腰的夹角；等腰三角形中波纹的两腰沿波纹板轴向的投影之和等于等腰梯形大波纹的其中一个腰的投影；中波纹、大波纹沿波纹板的纵向垂直布置。本发明实现了提高传热传质效率，且具有较合理的强度和制造工艺条件，用一套模具成型制作的目的。

Description

用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件

技术领域

本发明涉及板壳式换热器的技术领域，尤其涉及波纹板换热元件的技术领域。

技术背景

由于板的制造工艺比管子容易，成本较低，所以在中、低压力范围应用的换热器呈现“以板代管”的趋势，尤其是在需要采用不锈钢等优质材料的场合。

从波纹板传热元件来说，国内外对于波纹板的研究主要是针对板式换热器这种两侧均为封闭通道的结构。为了强化一侧是封闭通道另一侧是敞开通道的板壳式换热器中的传热传质，特别是对涉及液膜传热传质的吸收、蒸发和发生等过程实现强化传热传质，申请者此前曾申请一项“双尺度波纹板传热元件”的发明专利，已获授权。

本项发明是在上述发明基础上解决原有方案在制作工艺和使用中的问题，一方面，由于原来的波纹为三角波，相邻波纹在顶靠时呈现尖角相对，因而强度较差，且不易控制板片的波高尺寸；另一方面，如何针对交叉双尺度波纹板的结构特点使用同一种板片组成双尺度波纹板板束，从而减少模具的费用，也是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种能够提高传热传质效率，且具有较合理的强度和制造工艺条件，用一套模具成型制作的用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明由波纹板组成，在波纹板上设有波纹，其特征在于在波纹板的一端设置1列中波纹，在波纹板的其它表面设置多列大波纹；中波纹与大波纹表面上分别设有小波纹；大波纹为等腰梯形波，中波纹为等腰三角形波；上述中波纹的两腰的夹角等于等腰梯形大波纹的两腰的夹角；等腰三角形中波纹的两腰沿波纹板轴向的投影之和等于等腰梯形大波纹的其中一个腰的投影；中波纹、大波纹沿波纹板的纵向垂直布置。

比较好的是，本发明的小波纹水平布置，小波纹为梯形波纹，不同表面上的小波纹在交接处为平滑过渡；

本发明由2N个并列布置的板片和2个接管组成，N为传热板束所包含的对板数；板片分为波纹区、导流区和边框；导流区设在板片的两端，除了非接管侧的外侧板片外，其余板片的两端导流区各有1个导通孔；每2块板片焊接成1个对板，由2块相同的板片的其中1块掉头复合后(即在俯视图中旋转180度)焊接边框构成；相邻对板在导通孔处焊接成一体，接管侧的外侧板片的2个导通孔处各向外焊接1个接管；其特征在于波纹区为矩形，由依次首尾相接排列的若干个相同节距的竖直大波纹加一个竖直中波纹组成；竖直大波纹为等腰梯形波，竖直中波纹为等腰三角形波，等腰三角形波两条腰的夹角2φ等于等腰梯形波两条腰的夹角2φ，竖直中波纹的等腰三角形波两条腰沿波纹板轴向的投影之和等于竖直大波纹的等腰梯形波一条腰的投影；在竖直大波纹和竖直中波纹的各表面上都交叉地叠加了小波纹，小波纹也是梯形波纹，不同表面上的小波纹在交接处为平滑过渡。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、波纹板换热器具有结构紧凑、材料消耗少、可降低成本、耐腐蚀能力强等优点，通过采用双尺度波纹的措施，改进波纹形状，提高敞开通道流体侧的换热效率。使之能适合用于液膜传热传质过程。这些过程在吸收式制冷、乙醇蒸馏、海水淡化、粘稠物料的冷却或加热等工业过程的换热设备中有广泛应用前景。

2、在波纹区的一端设置等腰三角形波竖直中波纹，用竖直中波纹的两条斜边来替换竖直大波纹的一条斜边，其作用是以此实现导流区与波纹区的平滑连接，只需用一套模具压制板片，将两块相同板片中的一块板片掉头后就可组成对板。

3、本发明的梯形交叉双尺度波纹板传热元件方案，从俯视图看，相邻两块对板在竖直大波纹梯形波的波顶互相顶靠，大波纹形成糖葫芦串状通道，主要作为壳侧流体分布液膜或进出传热面的通道。从左视图看，相邻两块对板在水平小波纹的梯形波之波顶也互相顶靠，而水平方向的小波纹的作用是使液膜分布均匀并延长液膜的逗留时间，避免竖直平板常见的液膜出现溪流状或干涸表面的缺点。采用上述梯形交叉双尺度波纹结构就可保证传热元件在实现较均匀的液膜分布和较高的传热传质效率的同时还具有较好的强度结构和尺寸控制精度，波纹板的模具制造也具备较强的工艺可行性。

附图说明

图1是本发明结构的主视图。

图2是本发明结构的俯视图。

图3是图1的A-A向左视图。

图4是图2中I部的剖面放大图。

图5是图3中II部的剖面放大图。

图6是本发明波纹区结构的立体图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例：如图1-图6所示，本发明由2N个并列布置的波纹板1和2个接管2组成，N为传热板束所包含的对板数；波纹板1分为波纹区11、导流区12和边框13；导流区12设在板片的两端，除了非接管侧的外侧板片外，其余板片的两端导流区12各有1个导通孔121；每2块波纹板1焊接成1个对板，由2块相同的板片1的其中1块掉头复合后焊接边框13构成，即在图2的俯视图中旋转180度；相邻对板在导通孔121处焊接成一体，接管侧的外侧板片的2个导通孔处各向外焊接1个接管2；其特征在于波纹区11为矩形，由依次首尾相接排列的若干个相同节距的竖直大波纹111加一个竖直中波纹112组成；竖直大波纹111为等腰梯形波，竖直中波纹112为等腰三角形波，等腰三角形波两条腰的夹角2φ等于等腰梯形波两条腰的夹角2φ，竖直中波纹112的等腰三角形波两条腰沿波纹板轴向的投影之和等于竖直大波纹111的等腰梯形波一条腰的投影；在竖直大波纹111和竖直中波纹112的各表面上都交叉地叠加了小波纹1111，小波纹也是梯形波纹，不同表面上的小波纹在交接处为平滑过渡。

将上述传热元件放置在吸收器壳体内，溴化锂浓溶液喷淋在传热元件上形成下降液膜，液膜吸收周围的冷剂水蒸气后成为稀溶液流出，水蒸气释放的汽化潜热由传热元件内的冷却水带走，冷却水由接管进入导流区，分配到各对板内的波纹通道，再经另一端的导流区和接管流出。

Claims (2)

1、一种用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件，由波纹板(1)组成，在波纹板(1)上设有波纹区(11)、导流区(12)和边框(13)，其特征在于在波纹区(11)的一端设置1列中波纹(112)，在波纹区(11)的其它表面设置多列大波纹(111)；中波纹(112)与大波纹(111)表面上分别设有小波纹(1111)；大波纹(111)为等腰梯形波，中波纹(112)为等腰三角形波；上述中波纹(112)的两腰的夹角等于等腰梯形大波纹(111)的两腰的夹角；等腰三角形中波纹(112)的两腰沿波纹板轴向的投影之和等于等腰梯形大波纹(111)的其中一个腰的投影；大波纹(111)、中波纹(112)沿波纹板的纵向垂直布置。

2、根据权利要求1所示的用于板壳式换热器的交叉双尺度波纹板换热元件，其特征在于上述小波纹(1111)水平布置，小波纹(1111)为梯形波纹，不同表面上的小波纹在交接处为平滑过渡。

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