CN105651084A - 板式热交换器 - Google Patents

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CN105651084A
CN105651084A CN201610047528.3A CN201610047528A CN105651084A CN 105651084 A CN105651084 A CN 105651084A CN 201610047528 A CN201610047528 A CN 201610047528A CN 105651084 A CN105651084 A CN 105651084A
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孟继安
戴丁军
卓宏强
孙旭光
胡旭
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宁波市哈雷换热设备有限公司
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D9/00Heat-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2210/00Heat exchange conduits
    • F28F2210/10Particular layout, e.g. for uniform temperature distribution

Abstract

本发明公开了一种板式热交换器,其由成对板单元逐层叠加构成,成对板单元由第一热交换板和第二热交换板叠加配合形成;成对板单元设有第一流体进口和第一流体出口;第二热交换板设置有第二凸起;第一热交换板与第二热交换板密封配合形成第一介质通道,第一介质通道连通第一流体进口与第一流体出口;第二凸起与相邻的成对板单元的第一热交换板相连接,形成第二介质通道;第二凸起对应第二介质通道的进口横向阵列排布,相邻两排的两个第二凸起的中心连线不与第二介质通道的进口位置处的第二流体方向平行。本发明结构简单合理,通过错排设置的第二凸起的支撑和扰流作用,不但提高了第二流体对流换热效果,而且提高了第二介质通道的承压能力。

Description

板式热交换器
技术领域
[0001]本发明涉及热交换设备,特别涉及一种烟气余热回收的板式热交换器。
背景技术
[0002]目前两种流体热交换的设备通常采用板式热交换器,由换热用的板式单元逐层叠加构成,每组板式单元由两片换热板连接构成,换热板上设有点分布的凸起,使得换热板组成单元后,单元内的换热板之间形成第一介质通道,板式单元与上层及下层的板式单元之间形成第二介质通道,第一介质通道中通常流过第一流体,板式单元上设有进水口和出水口,第一流体从进水口流至出水口,第二介质通道中流过含有热量的第二流体,第二流体将第一流体加热;第二介质通道通过两片换热板的凸起支撑形成,由于换热板上的凸起是对应第二流体的方向顺向排列的,从而凸起将第二介质通道分隔为多个正对第二流体的方向的顺排通道,第二流体沿着顺排通道直接通过,第二流体流速较快,换热强度较差,第二流体中的热量未能被充分利用,具有改进的空间。
发明内容
[0003]本发明是为了克服上述现有技术中缺陷,提供一种换热效率高,承压能力强的板式热交换器。
[0004]为实现上述目的,本发明提供一种板式热交换器,其由成对板单元逐层叠加构成,所述成对板单元由第一热交换板和第二热交换板叠加配合形成;
[0005]所述成对板单元为四边形结构,其设有第一流体进口和第一流体出口 ;
[0006]所述第一热交换板包括第一热交换板上表面和第一热交换板下表面;
[0007]所述第二热交换板包括第二热交换板上表面和第二热交换板下表面,所述第二热交换板上表面设置有由第二热交换板下表面向第二热交换板上表面凹陷形成的第二凸起;
[0008]所述第一热交换板上表面与第二热交换板下表面之间密封配合形成有供第一流体流动的第一介质通道,所述第一介质通道连通第一流体进口与第一流体出口;
[0009]所述第二凸起与相邻的所述成对板单元的第一热交换板下表面相连接,相邻的所述成对板单元之间形成供第二流体流动的第二介质通道;
[0010]其中,所述第二凸起对应第二介质通道的进口横向阵列排布,相邻两排的两个所述第二凸起的几何中心连线不与第二介质通道的进口位置处的第二流体方向平行。
[0011]通过上述设置,第二凸起与相邻的成对板单元的第一热交换下表面相连接形成第二介质通道,第一热交换板上表面与第二热交换板下表面密封配合形成第一介质通道,第一介质通道与第二介质通道相隔离,在第一介质通道内流动第一流体,第二介质通道内流动第二流体,实现两种流体之间的热交换;第二凸起在第二热交换板上呈错排设置,相邻两排的第二凸起非对正设置,从第二介质通道进入的第二流体在第二凸起的扰流作用下,改变第二流体的流动方向,从而提高了实现第二介质通道内第二流体热交换的最大化,使热交换更加充分;同时通过第二凸起与第一热交换板下表面的连接,第二凸起支撑承压的作用,从而提高了第二介质通道的承压能力,提高了相邻成对板单元之间的支撑强度,提高了板式热交换器的使用寿命。
[0012]进一步设置:所述第一热交换板上表面设置有向第一热交换板下表面凹陷的第一连通槽,所述第一连通槽在第一热交换板下表面形成第一连通槽外凸棱面,所述第一介质通道由第一连通槽与第二热交换板下表面密封配合形成。
[0013] 通过上述设置,上述为第一介质通道的形成形式,由第一连通槽与第二热交换板下表面密封配合形成。
[0014]进一步设置为:所述第一连通槽为多折回设置,由多条主槽道以及连接两条所述主槽道的连接槽道组成,所述主槽道之间相互平行和/或所述连接槽道之间相互平行。
[0015]通过上述设置,第一连通槽在第一热交换板上表面多折回设置,以主槽道之间相互平行和/或连通槽道之间相互平行的形式,实现第一连通槽布满第一热交换板上表面,实现第一流体在沿着第一介质通道在成对板单元内流动无死角,从而使板式热交换器的换热更加均匀。
[0016]进一步设置为:所述第一连通槽的底部设置有一条或者一条以上的沿着第一连通槽的槽道路径设置的分隔筋,所述分隔筋将第一连通槽分隔为两个或者两个以上的分流槽。
[0017]通过上述设置,通过分隔筋将第一连通槽分隔为多个分流槽,通过多个分流槽的设置,使板式热交换器的换热更加均匀,换热更加充分。
[0018]进一步设置为:所述分隔筋与其相对应的第二热交换板下表面密封配合。
[0019]通过上述设置,第一流体的流动更加可靠,第一流体沿着各自的分流槽的槽道流动。
[0020]进一步设置为:所述第二凸起对应第一连通槽的槽道路径设置,所述第二凸起与相邻的成对板单元的第一连通槽外凸棱面相连接。
[0021]通过上述设置,第二介质通道由第二凸起与第一连通槽外凸棱面的配合形成,第一介质通道由第一连通槽与第二凸起以及第二热交换板下表面配合形成。
[0022]进一步设置为:对应第一连通槽的槽道路径上的相邻两个所述第二凸起之间设置有连通沟槽。
[0023]通过上述设置,第一介质通道由第一连通槽、第二凸起、第二凸起之间的连通沟槽以及第二热交换板下表面配合形成,同时通过流通沟槽的设置,增加了第一介质通道与第二介质通道的热交换面积,增加了换热效率。
[0024]进一步设置为:所述第二热交换板下表面对应第一连通槽设置有向第二热交换板上表面凹陷的第二连通槽,所述第二连通槽在第二热交换板上表面形成第二连通槽外凸棱面,所述第二凸起设置在第二连通槽外凸棱面上。
[0025]通过上述设置,第一介质通道由第一连通槽、第二连通槽、设置在第一连通槽底部的第二凸起以及第二热交换板下表面配合形成,增加了第一介质通道与第二介质通道的热交换面积,提高了换热效率;提高第二凸起在第二连通槽的底部形成凹坑结构,凹坑结构不但增加了换热面积,而且能够对流过的第一流体产生扰流作用,提高第一流体的对流换热效果,增加了板式热交换器的换热效率。
[0026]进一步设置:所述第一连通槽外凸棱面对应第二凸起设置有第一凸起,所述第一凸起由第一连通槽的底部向第一连通槽外凸棱面凹陷形成,所述第一凸起与相邻的成对板单元的第二凸起相连接。
[0027] 通过上述设置,通过第一凸起与第二凸起的连接,增加了相邻成对板单元之间的间隙,从而提高了第二介质通道内第二流体的热交换效果。
[0028]进一步设置为:至少有一组相邻的两个所述分流槽相连通。
[0029]通过上述设置,实现了相邻分流槽之间第一流体的相互串流,避免了堵塞。
[0030]进一步设置为:所述第一热交换板的第一流体进口与第一流体出口均为第一阶梯孔结构,由第一热交换板上表面向第一热交换板下表面凹陷,在第一热交换板下表面形成第一阶梯孔凸台面;
[0031]所述第二热交换板的第二流体进口和第二流体出口均为第二阶梯孔结构,由第二热交换板下表面向第二热交换板上表面凹陷,在第二热交换上表面形成第二阶梯孔凸台面;
[0032]所述第一阶梯孔凸台面与相邻所述成对板单元的第二阶梯孔凸台面之间密封配合连接。
[0033]通过上述设置,第一阶梯孔凸台面与第二阶梯孔凸台面密封配合,实现了第一流体与第二流体之间可靠的分隔,提高了板式热交换器的使用效果,同时通过第一阶梯孔凸台面与第二阶梯孔凸台面的连接,进一步提高了相邻成对板单元之间的支撑强度以及承压能力。
[0034]进一步设置为:所述第一热交换板对应第二介质通道的进口边缘和/或出口边缘设置有第三凸起;
[0035]所述第二热交换板的边缘对应第三凸起设置有第四凸起;
[0036]所述第三凸起与相邻的成对板单元的第四凸起相连接。
[0037]通过上述设置,方便了相邻成对板单元之间的连接,同时提高了相邻成对板单元之间的支撑强度以及承压能力。
[0038]进一步设置为:所述第一热交换板的拐角处均设置有第一翻边;
[0039]所述第二热交换板的拐角处均设置有第二翻边;
[0040]相邻的所述第一热交换板与第二交换板通过第一翻边与第二翻边之间的相互配合连接。
[0041]通过上述设置,通过第一翻边与第二翻边的相互配合,方便了第一热交换板与第二热交换之间的叠加以及连接,同时也方便了成对板单元之间的叠加以及连接,提高了生产效率。
[0042]进一步设置为:所述第一翻边设置有第一切口,所述第一切口的根部与第一热交换板的板面相齐平;
[0043]所述第二翻边对应第一切口设置有第二切口,所述第二切口的根部与第二热交换板的板面相齐平;
[0044]所述第一切口与第二切口相配合形成与第二介质通道相连通的冷凝水出口。
[0045]通过上述设置,方便了第二介质通道内冷凝水的排出。
[0046]进一步设置为:所述第一热交换板对应第二介质通道的进口边缘和/或出口边缘设置有第三翻边;
[0047]所述第二热交换板对应第三翻边设置有第四翻边;
[0048]所述第三翻边与第四翻边密封连接,且所述第三翻边与第四翻边翻折的高度低于第二介质通道的高度。
[0049] 通过上述设置,通过第三翻边与第四翻边的密封贴合,提高了第一介质通道的密封性,从而提高了第一流体在第一介质通道内流动的稳定性,不会发生渗漏现象。
[0050]进一步设置为:所述第一流体进口与第一流体出口分别设置在四边形的一组对角或者一组邻角位置。
[0051]进一步设置为:所述第一热交换板与第二热交换板均由钣金成型。
[0052]进一步设置为:所述第二热交换板堆叠于第一热交换板的上方。
[0053]进一步设置为:所述第一热交换板堆叠于第二热交换板的上方。
[0054]进一步设置为:所述成对板单元的拐角为圆弧过渡。
[0055]进一步设置为:所述第一连通槽的折回处为圆弧过渡。
[0056]与现有技术相比,本发明结构简单合理,实现第一介质通道内的第一流体与第二介质通道内的第二流体进行热交换;通过第一介质通道实现第一流体在成对板单元之间流动无死角,热交换更加均匀,连通槽底部设置的凹坑结构,提高了第一流体的对流换热,提高了换热效率;通过第一、第二凸起的扰流以及支撑作用,提高了第二流体的对流换热效果,同时也提高了第二介质通道以及成对板单元之间的承压能力;本发明显著增加了第一流体与第二流体的热交换,有效减低了热交换板的使用数量,减少了制造成本,同时提高了热交换器的承压能力,延长了热交换器的使用寿命,也相应扩充了其应用范围。
附图说明
[0057]图1是实施例一的一种板式热交换器的结构示意图;
[0058]图2是实施例一的两个连续的成对板单元的结构示意图;
[0059]图3是实施例一的两个连续的成对板单元另一侧结构示意图;
[0060]图4是实施例一的第一热交换板的结构示意图(外侧面可见);
[0061]图5是实施例一的第一热交换板的结构示意图(内侧面可见);
[0062]图6是实施例一的第二热交换板的结构示意图(外侧面可见);
[0063]图7是实施例一的第二热交换板的结构示意图(内侧面可见);
[0064]图8是实施例一的成对板单元的横截面局部剖视结构示意图;
[0065]图9是实施例一的并联多折回通道的原理示意图;
[0066]图10是实施例二的两个连续的成对板单元的结构示意图;
[0067]图11是实施例二的第二热交换板的结构示意图(内侧面可见);
[0068]图12是实施例三的成对板单元的横截面局部剖视结构示意图;
[0069]图13是实施例三的并联多折回通道的原理示意图;
[0070]图14是实施例四的并联多折回通道的原理示意图;
[0071]图15是实施例五的成对板单元的结构示意图;
[0072]图16是图15中第一、第二热交换板的分离图。
[0073] 附图标记:
[0074] 1、成对板单元;11、第一流体进口; 12、第一流体出口; 13、第一介质通道;131、第一折回通道;132、第二折回通道;133、第三折回通道;14、第二介质通道;
[0075] 2、第一热交换板;201、第一热交换板上表面;202、第一热交换板下表面;21、第一连通槽;2101、第一连通槽内凹槽面;2102、第一连通槽外凸棱面;2103、主槽道;2104、连接槽道;2105、第一分隔筋;2106、第一分流槽;22、第一凸起;2201、第一凸起内凹坑面;2202、第一凸起外凸包面;23、第一翻边;2301、第一切口; 24、第一阶梯孔;2401、第一阶梯孔内凹面;2402、第一阶梯孔凸台面;25、第三凸起;26、第三翻边;
[0076] 3、第二热交换板;301、第二热交换板下表面;302、第二热交换板上表面;31、第二连通槽;3101、第二连通槽内凹槽面;3102、第二连通槽外凸棱面;32、第二凸起;3201、第二凸起内凹坑面;3202、第二凸起外凸包面;33、第二翻边;3301、第二切口 ;34、第二阶梯孔;3401、第二阶梯孔内凹面;3402、第二阶梯孔凸台面;35、第四凸起;36、连通沟槽;37、第四翻边;
[0077] 4、前端盖板;5、后端盖板;6、进水接头;7、出水接头;8、第二流体方向;9、第一流体方向。
具体实施方式
[0078]下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0079]在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0080]第一流体可以为水、油、烟气、蒸汽、空气或者废气等流体;第二流体可以为水、油、烟气、蒸汽、空气或者废气等流体,本专利的结构式可以实现两种流体之间的热交换。
[0081] —种板式热交换器,由若干成对板单元I逐层叠加构成,成对板单元I由一块第一热交换板2和一块第二热交换板3叠加配合形成,第一热交换板2与第二热交换板3均由钣金成型,第一热交换板2可以叠加于第二热交换板3上方,也可以叠加于第二热交换板3的下方。
[0082]成对板单元I为四边形结构,优选为梯形或者平行四边形或者矩形,成对板单元I的一组对角位置或者一组邻角位置分别设置第一流体进口 11和第一流体出口 12,成对板单元I的拐角通过圆弧过渡。
[0083]第一热交换板2包括第一热交换板上表面201和第一热交换板下表面202,第二热交换板3包括第二热交换板上表面302和第二热交换板下表面301,成对板单元I由第一热交换板上表面201与第二热交换板下表面301叠加配合形成;第一热交换板上表面201与第二热交换板下表面301密封配合形成有供第一流体流动的第一介质通道13,第一介质通道13连通第一流体进口 11和第一流体出口 12,相邻的成对板单元I之间配合形成有供第二流体流动的第二介质通道14,实现第一介质通道13内的第一流体与上、下两侧第二介质通道14内的第二流体进行热交换。
[0084]下面参考图1-图14所示的四个不同具体实施例,来详细描述根据本发明实施例的一种板式热交换器的结构。
[0085] 实施例一
[0086]在实施例一中,如图1-图9所示,一种板式热交换器,包括前端盖板4、后端盖板5、进水接头6、出水接头7以及若干逐层叠加的成对板单元I。
[0087]其中,成对板单元I由第一热交换板2和第二热交换板3组成,第一热交换板2与第二热交换板3均由钣金成型;第一热交换板上表面201与第二热交换板下表面301密封配合形成供第一流体流动的第一介质通道13,第一热交换板下表面202与相邻的成对板单元I的第二热交换板上表面302配合形成供第二流体流动的第二介质通道14,第一热交换板2可叠加于第二热交换板3的上方,也可以叠加于第二热交换板3的下方;成对板单元I为长方形,其拐角处采用圆弧过渡,在成对板单元I的一组相对的对角位置分别设置有第一流体进口11和第一流体出口 12。
[0088]在第二热交换板上表面302设置有第二凸起32,该第二凸起32由第二热交换板下表面301向第二热交换板下表面301凹陷形成,在第二热交换板下表面301形成第二凸起内凹坑面3201,相应的,在第二热交换板上表面302形成第二凸起外凸包面3202;第二凸起32与相邻的成对板单元I的第一热交换板2相连接,第二凸起32与第二热交换板3通过焊接连接在一起,第二凸起32与第一热交换板2配合形成第二介质通道14,其中第二凸起32对应第二介质通道14的进口呈横向阵列设置,相邻两排的相邻两个第二凸起32的几何中心连线不与第二介质通道14的进口位置处的第二流体方向8平行,即相邻两排的两个第二凸起32的几何中心连线与第二介质通道14的进口位置处的第二流体方向8呈一定的角度设置,即相邻两排的第二凸起32为错排非对正设置,从而第二凸起32对从而第二介质通道14的进口流入的第二流体具有扰流作用,可以提高第二流体的对流换热效果,提高板式热交换板的换热效率;第二介质通道14的进口位置处的第二流体方向8优选为正对垂直第二介质通道14的进口方向设置,第二流体方向8也可以与第二介质通道14的进口呈一定的角度设置,但是第二流体方向8不能与相邻两排的相邻两个第二凸起32的几何中心连线平行;在图2、6、7中,第二热交换板3为长方形,第二介质通道14的进口对应长方形的长边设置,第二凸起32对应长方形的长边横向阵列设置,相邻的三个第二凸起32的几何中心的连接构成的三角形优选为等腰三角形,即迎向第二流体的后一排的第二凸起32位于前一排的相邻两个第二凸起32的中间位置。
[0089]在第一热交换板上表面201设置有向第一热交换板下表面202凹陷的多折回的第一连通槽21,第一连通槽21在第一热交换板上表面201形成第一连通槽内凹槽面2101,相应的,在第一热交换板下表面202形成第一连通槽外凸棱面2102;第一连通槽21包括多条主槽道2103以及连接相邻主槽道2103的连接槽道2104,主槽道2103与连接槽道2104的连接处为圆弧过渡,优选第二介质通道14的进口或出口方向对应主槽道2103设置,从而获得最大化的热交换;主槽道2103之间相互平行和/或连接槽道2104之间相互平行,在图3、4、5中,本实施例中,第一热交换板2为长方形,第一连通槽21沿着长方形的长边平行多折回设置,即主槽道2103与长边相平行,连接槽道2104与长方形的短边相平行,第二介质通道14的进口和出口对应长方形的长边设置。
[0090]如图4和图5所示,第一连通槽内凹槽面2101上设置有一条或者一条以上沿着第一连通槽21的槽道路径设置的第一分隔筋2105,该第一分隔筋2105将第一连通槽21分隔为两条或者两条以上的第一分流槽2106,第一分流槽2106与第二热交换板下表面301密封配合形成多折回通道。
[0091] 如图4和图5所示,在第一热交换板下表面202设置第一凸起22,该第一凸起22由第一热交换板上表面201向第一热交换板下表面202凹陷形成,在第一热交换板上表面201形成第一凸起内凹坑面2201,相应的,在第一热交换板下表面202形成第一凸起外凸包面2202;第一凸起22设置在第一连通槽外凸棱面2102上,由第一连通槽内凹槽面2101向第一连通槽外凸棱面2102凹陷形成;如图2、3、8所示,第一凸起22与第二凸起32—一对应设置,第一凸起22与相邻的成对板单元I的第二凸起32相连接,优选为焊接连接在一起,即相邻两排的相邻两个第一凸起22的几何中心连线不与第二介质通道14的进口位置处的第二流体方向8平行,第二凸起32对应第一连通槽21的槽道路径设置。
[0092] 第一连通槽内凹槽面2101和第一凸起内凹坑面2201形成第一介质通道13的一部分内壁面,第二凸起内凹坑面3201与第二热交换板下表面301形成第一介质通道13的另一部分内壁面,第一连通槽内凹槽面2101、第一凸起内凹坑面2201、第二凸起内凹坑面3201以及第一热交换板上表面201、第二热交换板下表面301密封配合形成第一介质通道13,第一热交换板上表面201对应第一连通槽21的外侧四周边缘与相对应的第二热交换板下表面301无缝连接,第一分隔筋2105与其相对应的第二热交换板下表面301无缝连接;成对板单元I内部的第一介质通道13连接第一流体进口 11至第一流体出口 12,第一流体方向9从第一流体进口沿着第一介质通道从第一流体出口流出,第一流体从第一流体进口 11进入成对板单元I后,流经第一介质通道13与第二介质通道14内流过的第二流体传热并吸收第二流体的热量后到达第一流体出口 12后流出。
[0093]设置在第一连通槽21上的第一凸起22,其位于第一连通槽内凹槽面2101上的凹坑结构可以显著强化流经第一介质通道13的第一流体的对流换热,而其位于第一热交换板下表面202的第一凸起外凸包面2202与相邻成对板单元I的第二凸起外凸包面3202相连接,能够起到将相邻的成对板单元I连接支撑的功能,以及明显提高成对板单元I之间第二介质通道14的承压能力。
[0094]所述第一热交换板上表面201和第二热交换板下表面301叠加组装后形成第一介质通道13,第一介质通道13在成对板单元I内部连通所述第一流体进口 11和第一流体出口
12。本实施例的所述第一介质通道13包括三个并联的从第一流体进口 11到第一流体出口 12的多折回通道,即第一折回通道131、第二折回通道132和第三折回通道133。本实施例的所述第一介质通道13在成对板单元I内沿长边平行布置并折回两次而均匀布满整个成对板单元1,从而实现水流动无死角,热交换更加均匀,也明显最强了换热,而且流动阻力相对于现有波纹板通道显著降低。本实施例的所述第一介质通道13上还设置有若干第二凸起32和第一凸起22,使得第一介质通道13的第一流体反复多次过凹坑状的第二凸起32和第一凸起22时产生多纵向涡流和强扰流而显著强化对流换热。在图4、5、6、7、9中,第二凸起32和第一凸起22均为错排结构,相对于顺排结构,显著强化了第二介质的换热而烟气流动阻力增加不明显,从而获得优良的综合换热性能。
[0095]所述第一介质通道13结构,不仅使得相互配合的第一热交换板2和第二热交换板3之间的配合接触面大,而且这种小尺寸的槽道结构本身的承压强度就较大,外加在第一介质通道13的两侧还设置有密集错排的凸起也能够显著增强其强度,因而本发明设置的第一介质通道13结构,在获得显著的强化传热的同时,相对于现有基于波纹板式的换热器,承压能力可显者提尚。
[0096]成对板单元I的一组相对的对角位置上分别设置有第一流体进口 11和第一流体出口 12,第一块成对板单元I的第一流体进口 11和第一流体出口 12分别连接有进水接头6和出水接头7;热交换器的两端分别设置有前端盖板4和后端盖板5,分别贴设在第一块成对板单元I和最后一块成对板单元I的板面上。
[0097]本实施例的所述第一介质通道13设置了三个并联的从第一流体进口 11到第一流体出口 12的多折回通道,即第一折回通道131、第二折回通道132和第三折回通道133,第一折回通道131的长度与第二折回通道132的长度以及第三折回通道133的长度基本上相同。一般地,所述多折回通道的数量为两个或者两个以上但不多于六个,设置过少的多折回通道会使得水流动阻力过大、水流通道分布均匀性变差以及容易堵塞等,而设置过多的多折回通道会使得过水流速过低,换热性能变差,结构也比较复杂,推荐择优选择设置三至四个多折回通道。
[0098]此外,第一热交换板2上的第一流体进口 11与第一流体出口 12均为第一阶梯孔24结构,由第一热交换板上表面201向第一热交换板下表面202凹陷,在第一热交换板下表面202形成第一阶梯孔凸台面2402;第二热交换板3上的第一流体进口 11和第一流体出口 12均为第二阶梯孔34结构,由第二热交换板下表面301向第二热交换板上表面302凹陷,在第二热交换上表面形成第二阶梯孔凸台面3402;第一阶梯孔凸台面2402与相邻的成对板单元I的第二阶梯孔凸台面3402密封配合,实现第一流体进口 11、第一流体出口 12内的第一流体与第二介质通道14内第二流体的分隔,同个成对板单元I的第一阶梯孔内凹面2401与第二阶梯孔内凹面3401呈背离设置。
[00"]第一热交换板2的拐角处设置有第一翻边23,由第一热交换板上表面201向第一热交换板下表面202翻边,第一翻边23设置有第一切口 2301,所述第一切口 2301的根部与第一热交换板2的板面相齐平;第二热交换板3的拐角处设置有第二翻边33,由第二热交换板上表面302向第二热交换板下表面301翻边,第二翻边33设置有第二切口 3301,所述第二切口3301的根部与第二热交换板3的板面相齐平;第一热交换板2与第二热交换板3通过第一翻边23与第二翻边33相互配合,通过焊接连接在一起,第一切口 2301与第二切口 3301相对应设置,配合形成与第二介质通道14相连通的冷凝水出口;相应的,第一翻边23也可以由第一热交换板下表面202向第一热交换板上表面201翻边,第二翻边33由第二热交换板下表面301向第二热交换板上表面302翻边。
[0100]此外,第一热交换板2对应第二介质通道14的进口边缘和/或出口边缘设置有第三凸起25,第二热交换板3的边缘对应第三凸起25设置有第四凸起35,第三凸起25与相邻的成对板单元I的第四凸起35相抵接,提高了相邻成对板单元I之间的支撑强度,提高了第二介质通道14的承压能力。
[0101]综上所述,本实施例主要具有如下结构特点:
[0102]本实施例的所述成对板单元I的第二凸起32和第一凸起22在换热板片法向相对应,第一凸起22与相邻的成对板单元I的第二凸起32相连接,不仅结构简单、成形工艺性能好和承压能力强,而且第二凸起32和第一凸起22的错排结构相对于顺排结构还具有优良的综合换热性能。
[0103]本实施例的所述成对板单元I由第一热交换板上表面201和第二热交换板下表面301叠加组装而成,由第一热交换板上表面201上设置的第一连通槽内凹槽面2101和第一凸起内凹坑面2201,与第二热交换下表面上设置的第二凸起内凹坑面3201,经密封配合形成第一介质通道13,第一介质通道13在成对板单元I内部连通所述第一流体进口 11和第一流体出口 12。该第一介质通道13结构,不仅使水流动无死角,热交换更加均匀,而且具有显著的水侧强化换热性能和较小的水侧流动阻力特性,并且其结构简单,成形工艺优良。
[0104] 实施例二
[0105]在实施例二中,如图10和图11所示,实施例二的一种板式热交换器与实施例一的一种板式热交换器结构大体相同,这里不再赘述。
[0106]所不同的是,在实施例二中,如图10和图11所示,在第一热交换板上表面201设置有向第一热交换板下表面202凹陷的第一连通槽21,其在第一热交换板上表面201形成第一连通槽内凹槽面2101,相应的在第一热交换板下表面202形成第一连通槽外凸棱面2102;所述第一热交换板下表面202设置有第一凸起22,该第一凸起22由第一连通槽内凹槽面2101向第一热交换板下表面202凹陷形成,其在第一连通槽内凹槽面2101形成第一凸起内凹坑面2201,相应的在第一连通槽外凸棱面2102上形成第一凸起外凸包面2202;在第二热交换板上表面302对应第一凸起22设置有第二凸起32,该第二凸起32由第二热交换板下表面301向第二热交换板上表面302凹陷形成,第二凸起32在第二热交换板下表面301形成第二凸起内凹坑面3201,在第二热交换板上表面302形成第二凸起外凸包面3202;第二凸起32对应第一并联多折回槽的槽道路径设置,相对于槽道路径上的相邻两个第二凸起内凹坑面3201之间设置有连通沟槽36,连通沟槽36将相邻的第二凸起内凹坑面3201相连通。
[0107]第一介质通道13由第一连通槽内凹槽面2101、第一凸起内凹坑面2201、第二凸起内凹坑面3201、相邻两个第二凸起内凹坑面3201之间的连通沟槽36以及第一、第二热交换板3密封配合形成。
[0108] 实施例三
[0109]在实施例三中,如图12和图13所示,实施例二的一种板式热交换器与实施例一的一种板式热交换器结构大体相同,这里不再赘述。
[0110]所不同的是,在实施例三中,如图13所示,在第一热交换板上表面201设置有第一连通槽21,在第二热交换板下表面301对应第一连通槽21设置有第二连通槽31,也就是在第一热交换板2和第二热交换板3上均设置有连通槽;而在实施例一和实施二中,只在第一热交换板2上设置有第一连通槽21,而在第二热交换板3上并没有设置有第二连通槽31。两者只是结构的细微不同,在性能上没有明显的差别。
[0111]本实施例的所述成对板单元I由第一热交换板上表面201和第二热交换板下表面301叠加组装而成,第一热交换板2上设置有第一连通槽21和第一凸起22,其中第一连通槽21由第一热交换板上表面201向第一热交换板下表面202凹陷,第一凸起22由第一连通槽21的底部向第一热交换板下表面202凹陷,第一连通槽21在第一热交换板上表面201形成第一连通槽内凹槽面2101,在第一热交换板下表面202形成第一连通槽外凸棱面2102,第一凸起22在第一连通槽内凹槽面2101上形成第一凸起内凹坑面2201,在第一连通槽外凸棱面2102上形成第一凸起外凸包面2202;第二热交换板3上设置有第二连通槽31和第二凸起32,其中第二连通槽31由第二热交换板下表面301向第二热交换板上表面302凹陷,第二凸起32由第二连通槽31的底部向第二热交换板上表面302凹陷,第二连通槽31在第二热交换板下表面301形成第二连通槽内凹槽面3101(图中未标注),在第二热交换板上表面302形成第二连通槽外凸棱面3102(图中未标注),第二凸起32在第二连通槽内凹槽面3101上形成第二凸起内凹坑面3201,在第二连通槽外凸棱面3102上形成第二凸起外凸包面3202,第一凸起外凸包面2202与相邻的成对板单元I的第二凸起外凸包面3202相连接。
[0112]第一连通槽内凹槽面2101设置有一条或者一条以上沿着第一连通槽21的槽道路径设置有第一分隔筋2105,所述第一分隔筋2105将第一连通槽21分隔为两个或者两个以上的第一分流槽2106,第二连通槽内凹槽面3101对应第一分隔筋2105设置有第二分隔筋(图中未标注),所述第二分隔筋的端面与第一分隔筋2105的端面无缝连接。
[0113] 第一连通槽内凹槽面2101、第一凸起内凹坑面2201、第二连通槽内凹槽面3101、第二凸起内凹坑面3201以及第一、第二热交换板3密封配合形成第一介质通道13,第一介质通道13在成对板单元I内部连通所述第一流体进口 11和第一流体出口 12。
[0114]所不同的还有,在实施例三中,如图13所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道13,沿长边平行布置并折回四次;而在实施例一中,如图9所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道13,沿长边平行布置并折回两次。两者只是结构的细微不同,在性能上没有明显的差别。一般地,第一介质通道13的折回次数范围为二至六次,设置过少的第一介质通道13的折回次数其换热性能变差,而过多的第一介质通道13的折回次数使第二流体阻力显著增加。建议第一介质通道13的折回次数优选范围为二至四次。
[0115] 一般地,实施例一是在第一热交换板2上设置有第一连通槽21,实施例三是在第一热交换板2上设置有第一连通槽21,在第二热交换板3上设置有第二连通槽31,也就是在第一热交换板2和第二热交换板3上均设置有连通槽,还可以只在第二热交换板3上设置有第二连通槽31,则其结构与实施例一类似。因此,在成对板单元I的第一热交换板2或第二热交换板3上设置并联多折回连通槽,或者在在成对板单元I的第一热交换板2和第二热交换板3上均设置连通槽,则第一热交换板上表面201和第二热交换板下表面301配合连接后形成连接第一流体进口 11和第一流体出口 12的第一介质通道13。
[0116]实施例四
[0117]在实施例四中,如图14所示,实施例四的一种板式热交换器与实施例一的一种板式热交换器结构大体相同,这里不再赘述。
[0118]所不同的是,在实施例一中,如图9所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道13沿长边平行布置并折回两次,成对板单元I相对的两个对角上分别设置有第一流体进口 11和第一流体出口 12;而在实施例四中,如图14所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道
13沿长边平行布置并折回三次,成对板单元I的一组邻角上分别设置有第一流体进口 11和第一流体出口 12。两者只是结构的细微不同,在性能上没有明显的差别。
[0119]所不同的还有,在实施例一中,如图9所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道13包括三个并联的从第一流体进口 11到第一流体出口 12的多折回通道,即第一折回通道131、第二折回通道132和第三折回通道133,每个并联的多折回通道连通从第一流体进口 11到第一流体出口 12且在通道中间没有相互连通,称其为单并联结构;而在实施例四中,如图14所示,在成对板单元I内设置的第一介质通道13包括三个并联的从第一流体进口 11到第一流体出口 12的多折回通道,即第一折回通道131、第二折回通道132和第三折回通道133,每个并联的多折回通道连通从第一流体进口 11到第一流体出口 12,且在通道中间多次相互连通,称其为并串联结构。实施例一和实施例四,两者只是结构的细微不同,在性能上没有明显的差别,但实施例四的并串联结构相对复杂一些而抗堵塞性能更佳,可根据情况选用。
[0120]实施例五
[0121 ]在实施例五中,如图15和图16所不,实施例五的一种板式热交换器与实施例一的一种板式热交换器结构大体相同,这里不再赘述。
[0122]所不同的是,在实施例一中,如图2、3、4、5、6、7所不,第一热交换板2对应第二介质通道14的进口边缘和/或出口边缘设置有第三凸起25,第二热交换板3对应第三凸起25设置有第四凸起35,第一热交换板2的第三凸起25与相邻的成对板单元I的第二热交换板3的第四凸起35相连接,通过第三凸起25与第四凸起35的连接,提高了第二介质通道14的承压能力;而在实施例五中,如图15和16所示,第一热交换板2对应第二介质通道14的进口边缘和/或出口边缘设置有由第一热交换板上表面201向第一热交换板下表面202翻折的第三翻边26,第二热交换板3对应第三翻边26设置有由第二热交换板上表面302向第二热交换板下表面301翻折的第四翻边37,第三翻边26与第四翻边37密封连接,同时第三翻边26与第四翻边37的高度低于第二介质通道14的高度,通过第三翻边26与第四翻边37的密封连接,提高了第一介质通道13的密封性,提高了第一流体在第一介质通道13内流动的稳定性,避免了渗漏冋题。
[0123]与现有技术相比,本发明结构简单合理,实现第一介质通道13内的第一流体与第二介质通道14内的第二流体进行热交换;通过第一介质通道13实现第一流体在成对板单元I之间流动无死角,热交换更加均匀,连通槽底部设置的凹坑结构,提高了第一流体的对流换热,提高了换热效率;通过第一、第二凸起32的扰流以及支撑作用,提高了第二流体的对流换热效果,同时也提高了第二介质通道14以及成对板单元I之间的承压能力;本发明显著增加了第一流体与第二流体的热交换,有效减低了热交换板的使用数量,减少了制造成本,同时提高了热交换器的承压能力,延长了热交换器的使用寿命,也相应扩充了其应用范围。
[0124]在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0125]以上公开的仅为本发明的实施例,但是,本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种板式热交换器,其特征在于,其由成对板单元逐层叠加构成,所述成对板单元由第一热交换板和第二热交换板叠加配合形成; 所述成对板单元为四边形结构,其设有第一流体进口和第一流体出口; 所述第一热交换板包括第一热交换板上表面和第一热交换板下表面; 所述第二热交换板包括第二热交换板上表面和第二热交换板下表面,所述第二热交换板上表面设置有由第二热交换板下表面向第二热交换板上表面凹陷形成的第二凸起; 所述第一热交换板上表面与第二热交换板下表面之间密封配合形成有供第一流体流动的第一介质通道,所述第一介质通道连通第一流体进口与第一流体出口; 所述第二凸起与相邻的所述成对板单元的第一热交换板下表面相连接,相邻的所述成对板单元之间形成供第二流体流动的第二介质通道; 其中,所述第二凸起对应第二介质通道的进口横向阵列排布,相邻两排的两个所述第二凸起的几何中心连线不与第二介质通道的进口位置处的第二流体方向平行。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板上表面设置有向第一热交换板下表面凹陷的第一连通槽,所述第一连通槽在第一热交换板下表面形成第一连通槽外凸棱面,所述第一介质通道由第一连通槽与第二热交换板下表面密封配合形成。
3.根据权利要求2所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一连通槽为多折回设置,由多条主槽道以及连接两条所述主槽道的连接槽道组成,所述主槽道之间相互平行和/或所述连接槽道之间相互平行。
4.根据权利要求3所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一连通槽的底部设置有一条或者一条以上的沿着第一连通槽的槽道路径设置的分隔筋,所述分隔筋将第一连通槽分隔为两个或者两个以上的分流槽。
5.根据权利要求4所述的板式热交换器,其特征在于,所述分隔筋与其相对应的第二热交换板下表面密封配合。
6.根据权利要求5所述的板式热交换器,其特征在于,所述第二凸起对应第一连通槽的槽道路径设置,所述第二凸起与相邻的成对板单元的第一连通槽外凸棱面相连接。
7.根据权利要求6所述的板式热交换器,其特征在于,对应第一连通槽的槽道路径上的相邻两个所述第二凸起之间设置有连通沟槽。
8.根据权利要求6所述的板式热交换器,其特征在于,所述第二热交换板下表面对应第一连通槽设置有向第二热交换板上表面凹陷的第二连通槽,所述第二连通槽在第二热交换板上表面形成第二连通槽外凸棱面,所述第二凸起设置在第二连通槽外凸棱面上。
9.根据权利要求6或7或8所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一连通槽外凸棱面对应第二凸起设置有第一凸起,所述第一凸起由第一连通槽的底部向第一连通槽外凸棱面凹陷形成,所述第一凸起与相邻的成对板单元的第二凸起相连接。
10.根据权利要求4所述的板式热交换器,其特征在于,至少有一组相邻的两个所述分流槽相互连通。
11.根据权利要求1述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板的第一流体进口与第一流体出口均为第一阶梯孔结构,由第一热交换板上表面向第一热交换板下表面凹陷,在第一热交换板下表面形成第一阶梯孔凸台面; 所述第二热交换板的第二流体进口和第二流体出口均为第二阶梯孔结构,由第二热交换板下表面向第二热交换板上表面凹陷,在第二热交换上表面形成第二阶梯孔凸台面;所述第一阶梯孔凸台面与相邻所述成对板单元的第二阶梯孔凸台面之间密封配合连接。
12.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板对应第二介质通道的进口边缘和/或出口边缘设置有第三凸起; 所述第二热交换板的边缘对应第三凸起设置有第四凸起; 所述第三凸起与相邻的成对板单元的第四凸起相连接。
13.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板的拐角处均设置有第一翻边; 所述第二热交换板的拐角处均设置有第二翻边; 相邻的所述第一热交换板与第二交换板通过第一翻边与第二翻边之间的相互配合连接。
14.根据权利要求13所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一翻边设置有第一切口,所述第一切口的根部与第一热交换板的板面相齐平; 所述第二翻边对应第一切口设置有第二切口,所述第二切口的根部与第二热交换板的板面相齐平; 所述第一切口与第二切口相配合形成与第二介质通道相连通的冷凝水出口。
15.根据权利要求1所述的一种板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板对应第二介质通道的进口边缘和/或出口边缘设置有第三翻边; 所述第二热交换板对应第三翻边设置有第四翻边; 所述第三翻边与第四翻边密封连接,且所述第三翻边与第四翻边翻折的高度低于第二介质通道的高度。
16.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一流体进口与第一流体出口分别设置在四边形的一组对角或者一组邻角位置。
17.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板与第二热交换板均由钣金成型。
18.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第二热交换板堆叠于第一热交换板的上方。
19.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一热交换板堆叠于第二热交换板的上方。
20.根据权利要求1所述的板式热交换器,其特征在于,所述成对板单元的拐角为圆弧过渡。
21.根据权利要求3所述的板式热交换器,其特征在于,所述第一连通槽的折回处为圆弧过渡。
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