CN106662412B - 传热板及包括这种传热板的板式换热器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种传热板(32)和包括这种传热板的板式换热器(26)。传热板(32)具有第一长侧(46)和第二长侧(48)，且包括分配区域(64)、过渡区域(66)和传热区域(54)。过渡区域(66)沿第一边界线(68)邻接分配区域(64)且沿第二边界线(70)邻接传热区域(54)，且其设有包括过渡凸起(98)和过渡凹部(100)的过渡图案。此外，过渡区域(66)包括在第一边界线与第二边界线之间连续布置的第一子区域(66a)、第二子区域(66b)和第三子区域(66c)。假想直线(102)在各个过渡凸起(98)的两个端点(104,106)之间以关于传热板的纵向中心轴线(y)的最小角度αn,n=1,2,3…延伸。第一子区域(66a)内的过渡凸起(98)的至少主要部分的最小角度αn基本上等于第一角度α1。最小角度αn在第二子区域(66b)内的过渡凸起(98)之间变化，使得第二子区域(66b)内的过渡凸起(98)的至少主要部分的最小角度αn大于所述第一角度α1且在从第一长侧(46)到第二长侧(48)的方向上增大。传热板特征为第二边界线(70)的至少主要部分是直的且基本上垂直于传热板(32)的纵向中心轴线(y)。此外，第三子区域(66c)内的第一组过渡凸起(98)的最小角度αn基本上等于所述第一角度α1。

Description

传热板及包括这种传热板的板式换热器
技术领域
本发明涉及一种传热板及其设计。本发明还涉及包括这种传热板的板式换热器。
背景技术
板式换热器PHE通常由两个端板构成，若干传热板以对准的方式(即，成堆叠或组)布置在两个端板之间。平行流动通道形成在传热板之间，在各对传热板之间一个通道。初始不同的温度的两股流体可流过每隔一个通道以用于将热从一股流体传递至另一股，该流体通过传热板中的入口端口孔和出口端口孔进入和流出通道。
通常，传热板包括两个端部区域和中间传热区域。端部区域包括入口端口孔和出口端口孔，以及压有关于传热板的基准平面的凸起和凹部(诸如凸脊和凹谷)的分布图案的分配区域。类似地，传热区域压有关于所述基准平面的凸起和凹部(诸如凸脊和凹谷)的热传图案。一个传热板的分配图案和传热图案的凸脊和凹谷布置成在接触区域中相应地接触相邻的上传热板和下传热板(在它们相应的分配区域和传热区域内)。
传热板的分配区域的主要任务是在流体到达传热区域之前将进入通道中的流体跨过传热板的宽度散布，且收集流体且在其经过传热区域之后将其引导出通道。相反，传热区域的主要任务是传热。由于分配区域和传热区域具有不同的主要任务，故分配图案一般不同于传热图案。分配图案使得其提供相对较弱的流阻和较低压降，其通常与更"开放"的分配图案设计相关联，诸如所谓的巧克力图案，提供相邻传热板之间的相对较少但更大的接触区域。传热图案使得其提供相对较强的流阻和较高压降，其通常与更"密集"的传热图案设计相关联，诸如所谓的鱼骨图案，提供相邻传热板之间的较多但更小的接触区域。
两个相邻传热板之间的接触区域的位置和密度不但取决于两个传热板的凸脊和凹谷之间的距离，而且取决于它们的方向。举例来说，如果两个传热板包含相似但直的等距凸脊和凹谷的镜面对称的图案，如图1a中所示的那样，其中实线对应于下传热板的凸脊且虚线对应于上传热板的凹谷，凸脊和凹谷布置成接触彼此，则传热板之间的接触区域(交叉点)将位于垂直于传热板的纵向中心轴线L的假想等距直线(点划线)上。相反，如图1b中所示，如果下传热板的凸脊不如上传热板的凹谷"陡"，则传热板之间的接触区域将改为位于不垂直于纵向中心轴线的假想等距直线上。作为另一个示例，凸脊与凹谷之间的较小距离对应于更大的接触区域。作为图1c中所示的最后的示例，"较陡的"凸脊和凹谷对应于假想等距直线之间的较大距离，以及布置在相同假想等距直线上的接触区域之间的较小距离。
在分配区域与传热区域之间的过渡处，即，在板图案变化的地方，传热板组的强度可由于接触区域的不均匀分布而相比于板组的其余部分的强度略微降低。接触区域在过渡处越散乱，强度可能越差，因为接触区域局部可分开很远，这可导致个别接触区域中的高负载。结果，具有较陡的密集布置的凸脊和凹谷的类似但镜面对称的图案的传热板的板组通常在过渡处比具有不太陡的不太密集布置的凸脊和凹谷的不同图案的传热板的板组更强。
板式换热器可包括取决于其应用的一种或多种不同类型的传热板。通常，传热板类型之间的差异在于其传热区域的设计，传热板的其余部分基本上相似。举例来说，可存在两种不同类型的传热板，一种具有"较陡的"传热图案，所谓的低θ(theta)图案，其通常与相对较低的传热能力相关联，而另一个具有不太"陡"的传热图案，所谓的高θ图案，其通常与相对较高的传热能力相关联。包含仅低θ传热板的板组可相对较强，因为其与布置在离分配区域和传热区域之间的过渡处相同距离的相对较大数目的接触区域相关联(为了说明，比较根据图1a的区域与根据图1c的区域之间的过渡处)。另一方面，包含交错布置的高θ传热板和低θ传热板的板组可相对较弱，因为其与布置在离过渡处相同距离的较少数目的接触区域相关联(为了说明，比较根据图1a的区域与根据图1b的区域之间的过渡处)。
以上问题的解决方案在申请人自己的专利申请WO 2014/067757中提出，其内容通过引用并入本文中。参看从WO 2014/067757取得的图2a和图2b，该解决方案涉及提供传热板8的分配区域4与传热区域6之间的过渡区域2，而与板类型(即，传热区域图案看上去像什么)无关。因此，过渡至分配区域将相同，而与板组包含的传热板的类型无关。图2a示出了如此的传热板8的一部分，而图2b包含图2a的板部分的部分C的放大，且示意性地示出了传热板8与相邻传热板之间的接触。
过渡区域2设有所谓的鱼骨图案的凸脊10和凹谷(未示出)。凸脊10布置成在接触区域中接触所述相邻传热板的类似但镜面对称的过渡区域的凹谷。过渡区域2内的图案使得凸脊10和凹谷较陡且密集地布置。如之前提到的那样，更密的较陡图案通常可与跨过传热板的宽度的更紧密布置的接触区域相关联。此外，过渡区域2内的凸脊10和凹谷的斜率变化，使得凸脊和凹谷变得在从一个长侧12到传热板8的另一个其它长侧14的方向上不太陡。由于凸脊10和凹谷如此"发散"，故相比凸脊和凹谷改为同样陡的情况下其将实现的，过渡区域2对于跨过传热板的宽度的均匀流体分布贡献显著更大。
过渡区域2为弓形的。更具体而言，过渡区域2与分配区域4之间的边界线16从传热区域6看是凸形的，且延伸而使得分配区域4内的最大数目的接触区域18布置在离边界线16相同距离处，且过渡区域2内的最大数目的接触区域20布置在离边界线16相同距离处。这使得包含传热板8的板组在过渡区域2与分配区域4之间的过渡处相对较强。此外，过渡区域2与传热区域6之间的边界线22从传热区域看也是凸形的。其具有类似于传热区域的两个横向子区域之间的边界线(未示出)的延伸部，以允许通过使用模块化工具制造包含不同数目的传热子区域的不同尺寸的传热板。如从图2b中清楚，传热区域6的较少接触区域24布置在离边界线22相同距离处，且过渡区域2内的较少接触区域20布置在离边界线22相同距离处。这可使板组在过渡区域2与传热区域6之间的过渡处相对较弱。
概要
本发明的一个目的在于提供一种传热板，其允许产生相比于现有技术在到热传区域的过渡处较强的板组。本发明的基本构想在于通过边界线的适当延伸和过渡区域内的适合图案增加布置在离过渡处与传热板的传热区域之间的边界线相同距离的接触区域的数目。因此，在包含传热板的板组中，甚至更均匀的负载分布可在过渡处实现，其改善板组的强度。本发明的另一个目的在于提供一种包括这种传热板的板式换热器。用于实现以上目的的传热板和板式换热器限定在从属权利要求中且在下文中论述。
应当强调的是，用语"接触区域"在本文中用于传热板布置在其内以接触相邻传热板的单个传热板的区域和两个相邻传热板之间的相互实际接合的区域两者。
根据本发明的传热板具有中心延伸平面和第一长侧与第二长侧。其包括沿传热板的纵向中心轴线连续布置的分配区域、过渡区域和传热区域。过渡区域沿第一边界线邻接分配区域且沿第二边界线邻接传热区域。传热区域、分配区域和过渡区域分别设有传热图案、分配图案和过渡图案。过渡图案不同于分配图案和传热图案，且包括关于中心延伸平面的过渡凸起和过渡凹部。过渡区域包括在第一边界线与第二边界线之间连续布置的第一子区域、第二子区域和第三子区域。第一子区域、第二子区域和第三子区域分别沿第五边界线和第六边界线彼此邻接，第五边界线和第六边界线在过渡凸起的相邻凸起之间且沿其延伸。第一子区域最接近第一长侧，而第三子区域最接近第二长侧。假想直线关于纵向中心线以最小角度αn, n = 1, 2, 3…在各个过渡凸起的端点之间延伸。第一子区域内的过渡凸起的至少主要部分的最小角度αn基本上等于第一角度α1。最小角度αn在第二子区域内的过渡凸起之间变化，使得第二子区域内的过渡凸起的至少主要部分的最小角度αn大于所述第一角度α1且在从第一长侧到第二长侧的方向上增大。传热板特征为第二边界线的至少主要部分是直的且基本上垂直于传热板的纵向中心轴线。此外，第三子区域内的第一组过渡凸起的最小角度αn基本上等于所述第一角度α1。从传热板的第一长侧看，第一子区域与第二子区域之间的第五边界线刚好位于过渡区域内的都与大于上文提到的第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续过渡凸起之前。此外，从第五边界线看，第二子区域与第三子区域之间的第六边界线刚好位于过渡区域内的都与等于第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续过渡凸起之前。
第五边界线和第六边界线在过渡凸起的相邻凸起之间且沿其延伸的事实意味着各个过渡凸起整体上将位于一个特定子区域内。
在直过渡凸起的情况下，对应的假想直线将沿整个过渡凸起延伸。对于非直线过渡凸起将不是这种情况。
第二子区域内的所有过渡凸起可与不同角度相关联，或一些但不是所有过渡凸起可与相同角度相关联。
传热板的过渡区域可布置成接触设有相似但镜面对称的图案的相邻传热板的过渡区域。于是，一个过渡区域的第一子区域、第二子区域和第三子区域将分别接触其它过渡区域的至少第三子区域、第二子区域和第一子区域。两个过渡区域之间的准确对接取决于第五边界线和第六边界线的位置和延伸。
由于第二边界线的至少主要部分是直的且基本上垂直于传热板的纵向中心线，故可获得布置在离第二边界线相同距离处的传热区域内的相对较大数目的接触区域，特别是如果传热板布置成接触设有镜面对称的相同传热图案的根据本发明的另一传热板。
由于第一子区域和第三子区域两者都包括具有等于所述第一角度α1的最小角度的过渡凸起，故可获得布置在离第二边界线相同距离处的过渡区域的第一子区域和第三子区域的相对较大数目的接触区域。这与传热板是否布置成接触设有相同传热图案或不同传热图案的根据本发明的另一传热板无关。
传热板可使得第三子区域内的所述第一组过渡凸起中的过渡凸起的至少主要部分从第二边界线延伸。因此，可获得接近第二边界线或甚至基本上在第二边界线上的过渡区域的第三子区域的相对较大数目的接触区域。这允许了包含传热板的板组在到传热区域的过渡处的强度的优化。
传热板可设计成使得第三子区域内的第二组过渡凸起的最小角度αn大于所述第一角度α1。这可有助于朝传热板的第二长侧引导流体，这继而又导致跨过传热板的宽度的更均匀的流体分布。此外，所述第二组中的过渡凸起的至少主要部分可从第一边界线延伸。因此，可获得接近第一边界线或甚至基本上在第一边界线上的过渡区域的第三子区域的相对较大数目的接触区域。这允许了包含传热板的板组在到分配区域的过渡处的强度的优化。
从第二边界线延伸的第三子区域内的过渡凸起的至少主要部分中的每一个可连接到从第一边界线延伸的第三子区域内的过渡凸起的相应一个。因此，可获得从第一边界线延伸到第二边界线的连续凸脊，这继而又允许流体穿过过渡区域的受控引导。从第二边界线延伸的一个或多个凸起可连接到从第一边界线延伸的相同凸起，以便形成"单一凸脊"或分支凸脊。此外，凸脊可整体结合地形成。
传热板的过渡区域的设计可使得第三子区域内沿彼此延伸的两个相邻过渡凸起的假想直线之间的最短距离在第三子区域的主要部分内基本上恒定。因此，可获得布置在离第二边界线相同距离处的过渡区域的第三子区域的相对较大数目的均匀间隔开的接触区域。
传热区域可沿第二边界线的10%到40%毗连过渡区域的第三子区域。此区间允许传热板在离第二边界线相同距离处具有过渡区域的第三子区域的相对较大数目的接触区域，但仍具有相对较窄的过渡区域，即，相对较大的传热区域。传热区域与第三子区域之间的较短边界通常与较小数目的接触区域和较窄过渡区域相关联，且反之亦然。
如从传热区域看，第一边界线的中心部分可为弧形和凸形的，使得第一边界线的中心部分与假想椭圆的轮廓一致。此外，第一边界线可在中心部分外偏离假想椭圆的轮廓。由于第一边界线不一定在各处是凸形的，故传热板的第二长侧附近的分配区域的延伸可使得有助于朝传热板的第二长侧引导流体，如将在下文中进一步论述的那样。这继而又导致跨过传热板的宽度的更均匀的流体分布。
从第一边界线的中心部分朝传热板的第二长侧延伸的第一边界线的第二外部可朝第二边界线延伸。这可意味着第一边界线的第二外部的远端点相比连接到第一边界线的中心部分的其端点更接近第二边界线。这继而又可涉及传热板的第二长侧附近的分配区域的增大延伸，这可延长分配区域内的流体的"停留时间"。
此外，第一边界线的第二外部可在离界定分配区域的第四边界线一定距离处延伸且基本上平行于其。这可导致第一边界线的第二外部与第四边界线之间的接触区域的相对均匀的分布。
第一边界线的中心部分可占据传热板的宽度的40%到90%，该区间允许关于跨过板宽度的均匀流体分布的优化。
根据本发明的板式换热器包括如上文所述的传热板。
本发明的还有其它目的、特征、方面和优点将从以下详细描述和附图中清楚。
附图的简要描述
现在将参照所附示意图来更详细描述本发明，在附图中：
图1a-图1c示出了不同对的传热板图案之间的接触区域，
图2a-图2b为根据现有技术的传热板的平面视图，
图3为根据本发明的板式换热器的前视图，
图4为图3的板式换热器的侧视图，
图5为根据本发明的传热板的平面视图，
图6为图5的传热板的一部分的放大，
图7为图6的传热板部分的一部分的放大，且示意性地示出了传热板的接触区域，
图8为传热板的分配图案的分配凸起的示意性截面，
图9为传热板的分配图案的分配凹部的示意性截面，
图10为传热板的过渡图案的过渡凸起和过渡凹部的示意性截面，以及
图11为传热板的传热图案的传热凸起和传热凹部的示意性截面。
详细描述
参看图3和图4，示出了半焊接的板式换热器26。其包括第一端板28、第二端板30和相应地布置在第一端板28与第二端板30之间的若干传热板。传热板全部是相同类型。它们中的一个标为32，且在图5中进一步详细示出。传热板布置在板组34中，其中一个传热板的前侧(图5中所示)面向第一相邻传热板的前侧且所述一个板的后侧(未示出)面向第二相邻传热板的后侧，这通过使所述第一相邻板和第二相邻板围绕水平中心轴线x旋转180度。
传热板成对焊接在一起以形成盒，该盒通过垫片(未示出)与彼此分开。传热板与垫片和焊缝一起形成平行通道以接收两股流体来用于将热从一股流体传递至另一股。为此，第一流体布置成在每隔一个通道中流动，且第二流体布置成在其余通道中流动。第一流体分别通过入口36和出口38进入和流出板式换热器26。类似地，第二流体分别通过入口40和出口42进入和流出板式换热器26。为了板组34防泄漏，传热板必须压在彼此上，由此垫片在传热板之间密封。为此，板式换热器26包括若干上紧器件44，其布置成使第一端板28和第二端板30分别朝彼此压制。
半焊接板式换热器的设计和功能是公知的，且不会在本文中详细描述。
现在将参照图5、图6和图7以及图8、图9、图10和图11来进一步描述传热板32，图5、图6和图7分别示出了完整的传热板、传热板的部分A和传热板部分A的一部分C，图8、图9、图10和图11示出了传热板的凸起和凹部的截面。
传热板32基本上为不锈钢的矩形板。其具有平行于图5、图6和图7的图形平面以及传热板32的纵向中心轴线y的中心延伸平面c-c(见图4)，以及第一长侧46与第二长侧48。传热板32还包括第一端区域50、第二端区域52和布置在其间的传热区域54。第一端区域50继而又包括布置成分别与板式换热器26的入口36和出口42连通的用于第一流体的入口端口孔56和用于第二流体的出口端口孔58。类似地，第二端区域52继而又包括布置成分别与板式换热器26的入口40和出口38连通的用于第二流体的入口端口孔60和用于第一流体的出口端口孔62。在下文中，将描述第一端区域和第二端区域中的仅第一个，因为第一端区域和第二端区域的结构相同但关于水平中心轴线x部分地镜面对称(过渡区域不镜面对称)。
第一端区域50包括分配区域64和过渡区域66。第一边界线68分开分配区域和过渡区域，且过渡区域66沿第二边界线70毗连传热区域54。第三边界线72和第四边界线74(其从连接点76经由第一边界线68的相应第一端点82和第二端点84延伸至第二边界线70的相应第一端点78和第二端点80)分别将分配区域64和过渡区域66从第一端区域50的其余部分界定。第三边界线和第四边界线是类似的但关于纵向中心线y镜面对称。分配区域相应地在入口端口孔56和出口端口孔58之间从第一边界线68延伸。
具体参看图6，第二边界线70是直的，且垂直于传热板32的纵向中心线y。第一边界线68包括中心部分68a，其从传热区域54看是弧形和凸形的。更具体而言，中心部分68a与假想椭圆(未示出)的轮廓一致，且其占据传热板32的宽度w的62%。此外，第一边界线68包括从中心部分68a的相应端点86和88延伸的第一外部68b和第二外部68c。第一外部和第二外部是类似的但关于纵向中心轴线y镜面对称。第一外线部分68b和第二外线部分68c的相应第一区段68b'和68c'分别朝第一长侧46和第二长侧48且朝第二边界线70延伸。如从附图中清楚，第一线区段68b'和第二线区段68c'基本上分别平行于第三边界线72和第四边界线74延伸，界定了分配区域64。此外，第一外线部分68b和第二外线部分68c的相应第二区段68b''和68c''分别朝第一长侧46和第二长侧48延伸，且平行于第二边界线70。
具体参看图7，分配区域54压有关于中心延伸平面c-c的伸长分配凸起90(实线四边形)和分配凹部92(虚线四边形)的分配图案。附图中示出了这些分配凸起和凹部中的仅一些。分配凸起90沿假想凸起线94布置，线94分别基本上平行于第四边界线74的相应部分延伸，该相应部分从连接点76延伸。图8示出了基本上垂直于相应假想凸起线94截取的分配凸起90的截面。类似地，分配凸起92沿假想的凹部线96布置，其分别基本上平行于第三边界线72的相应部分延伸，该相应部分从连接点76延伸。图9示出了基本上垂直于相应假想凹部线96截取的分配凹部92的截面。
传热板32的分配凸起90布置成沿其整个延伸部接触上面的传热板的第二端区域内的相应分配凸起，同时分配凹部92布置成沿其整个延伸部接触下覆的传热板的第二端区域内的相应分配凹部。分配图案是所谓的巧克力图案。
如从图7中清楚，布置成离第一边界线68最近的沿各个假想凸起线94的分配凸起90和沿各个假想凹部线96的分配凹部92分别布置在中心部分68a、第一外部68b和第二外部68c附近且与其基本上等距。
参看图5，过渡区域66压有关于中心延伸平面c-c为凸脊和凹谷的形式的交错布置的过渡凸起98和过渡凹部100(其中仅示出一些)的过渡图案。图10示出了基本上垂直于其延伸部截取的过渡凸起98和过渡凹部100的截面。在下文中，论证将聚焦于过渡凸起(由于过渡凸起与过渡凹部之间的相似性，聚焦于过渡凹部的对应论证将是多余的)。
各个过渡凸起98均沿类似于第四边界线74的相应部分的线延伸，这将在下文中进一步论述。此外，各个过渡凸起98均与在纵向中心线y与假想直线102之间测得的最小角度αn，n = 1、2、3…相关联，假想直线102在各个过渡凸起98的两个端点104和106之间延伸(针对图5中的两个过渡凸起示出)。这里，最小角度αn沿顺时针方向从假想直线102到纵向中心轴线y测得。对应的最大角度这里将改为沿反时针方向测量。
此外，参看图6，过渡区域66分成了第一子区域66a、第二子区域66b和第三子区域66c，第一子区域和第三子区域分别在传热板32的第一长侧46和第二长侧48附近，且第二子区域布置在第一子区域与第三子区域之间。第一子区域66a和第二子区域66b分别沿第五边界线108邻接彼此，第五边界线108在过渡凸起98a和98b之间且沿它们延伸，而第二子区域66b和第三子区域66c分别沿第六边界线110邻接彼此，第六边界线110在过渡凸起98c、98d和98e之间且沿它们延伸。
第一子区域66a内的过渡凸起98中的每一个均从第一边界线68延伸到第二边界线70，且沿类似于第四边界线74的相应上部直部分的线延伸。因此，第一子区域66a内的过渡凸起98与相同的最小角度(第一角度α1)平行且相关联。
第二子区域66b内的过渡凸起98中的每一个均从第一边界线68延伸到第二边界线70，且沿类似于第一边界线74的相应中间弯曲部分的线延伸。过渡图案在第二子区域66b内是"发散的"，意味着过渡凸起98不平行。更具体而言，对于第二子区域66b内的所有过渡凸起98大于以上第一最小角度α1的最小角度αn在过渡凸起98之间变化，且在从传热板32的第一长侧46到第二长侧48的方向上增大。换言之，第二子区域66b内的过渡凸起98在第一长侧附近比在第二长侧附近更陡。
第三子区域66c包括第一组过渡凸起，其各自从第二边界线70且在相同方向上延伸，且以离第一子区域66a内的过渡凸起98相同的相互距离延伸。这意味着过渡图案在过渡区域66的第一子区域和第二子区域内部分相同。因此，第一组的过渡凸起98与相同最小角度(第一角度α1)平行且相关联。此外，第三子区域66c包括第二组过渡凸起，其各自从第一边界线68延伸，且沿类似于第一边界线74的相应下部的线延伸，该下部具有弯曲部分和直部分。第二组内的过渡凸起98是非平行的，且全部都不如第二子区域66b内的过渡凸起那样陡。对于第二组的所有过渡凸起98大于第一最小角度α1的最小角度αn在第二组过渡凸起98之间变化，且在从传热板32的第一长侧46到第二长侧48的方向上增大。
第一组内的过渡凸起中的每一个均连接到第二组内的过渡凸起的相应一个以形成相应地从第一边界线68和第二边界线70延伸的连续凸脊。如从图6中清楚，第一组过渡凸起中的一些连接到一个和相同的第二组过渡凸起，更具体而言是与其整体结合形成，导致了分支的凸脊。此外，第二组过渡凸起中的一些仅连接到第一组过渡凸起中的一个，更具体而言是与其整体结合形成，导致了"单一"凸脊。第三子区域66c内的过渡凸起中的每一个的长度使得沿彼此延伸的两个相邻的过渡凸起98之间的最短距离基本上在第三子区域内恒定。
从传热板32的第一长侧46看，第一子区域66a与第二子区域66b之间的第五边界线108刚好位于过渡区域内的都与大于上文提到的第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续的过渡凸起之前。此外，从第五边界线108看，第二子区域66b与第三子区域66c之间的第六边界线110刚好位于过渡区域内的都与等于第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续的过渡凸起之前。
如图7中所示，过渡凸起98包括布置成与上面的传热板的第二端区域内的过渡凸起114的相应点形过渡接触区域接合的基本上点形的过渡接触区域112。类似地，过渡凹部100(仅在图5和图10中示出)包括基本上点形的过渡接触区域，其布置成与下面的传热板(未示出)的第二端区域内的过渡凹部的相应点形过渡接触区域接合。过渡图案为所谓的鱼骨图案。
布置成最接近第一边界线68的各个过渡凸起98的过渡接触区域112布置在第一边界线68的相应的中心部分68a、第一外部68b和第二外部68c附近且与它们基本上等距。
传热区域54分别沿第二边界线70的大约27%、46%和27%毗连第一子区域66a、第二子区域66b和第三子区域66c。因此，沿第二边界线70的大约54%(2x27%)且在其附近，过渡图案是相似的。如通过介绍所述，直波纹的类似的镜面对称的图案导致布置在直的等距线上的接触区域。
如从图7中清楚，最接近第二边界线70的各个过渡凸起98的过渡接触区域112分别布置在过渡区域66的第一子区域66a和第三子区域66c内的假想接触线116上，该接触线116平行于第一边界线70。(实际上，如从第一长侧46看到的最后在第一子区域内出现且首先在第三子区域内出现的最接近的过渡接触区域略微布置在接触线116外。这是过渡凸起98d(见图6)相对短的结果，且其效果可忽略)。
此外，在过渡区域66的第二子区域66b内，最接近第二边界线70的过渡接触区域112中的至少一些布置在假想接触线116外。然而，这些最接近的过渡接触区域的扩展相对较小，导致第二子区域内的传热板的强度仍足够。自然，如果第二子区域66b内的过渡凸起认作是对应于第三子区域66c内的第二组过渡凸起(其从第一边界线68延伸)，则第二子区域66b也可包括与最小角度αn相关联的多个直的平行凸起，最小角度αn等于对应于第三子区域66c内的第一组过渡凸起(从第二边界线70延伸)的第一角度α1。然后，最接近的过渡接触区域可布置在跨过板的整个宽度的直线上。然而，这将在损害传热区域的尺寸的情况下导致相对较长(沿轴线y测得的长度)的过渡区域。
参看图5和图11，传热区域54压有关于中心延伸平面c-c分别为凸脊和凹谷的形式的交错布置的基本上直的传热凸起118和传热凹部120的传热图案。凹部120仅在图11中示出，图11示出了垂直于其延伸部截取的传热凸起118和传热凹部120的截面。传热板的第一半122内的传热图案和传热板的第二半124内的传热图案是类似的，但关于纵向中心轴线y镜面对称。此外，第一半122且因此还有第二半124内的传热凸起和凹部是平行的。
参看图7，传热凸起118包括基本上点形的传热接触区域126，其布置成与上面的传热板的传热凸起428的相应点形传热接触区域接合。类似地，传热凹部120包括基本上点形的传热接触区域，其布置成用于与下面的传热板(未示出)的传热凹部的相应点形传热接触区域接合。传热图案为所谓的鱼骨图案。
另外，直波纹的类似镜面对称的图案导致布置在直的等距线上的接触区域。因此，如从图7中清楚，最接近第二边界线70的各个传热凸起118的传热接触区域126(和各个传热凸起120的传热接触区域)布置在平行且接近于第一边界线70的假想接触线130上。
如上文所述，板式换热器26布置成接收两股流体来用于将热从一股流体传递到另一股。参看图5和传热板32，第一流体流动穿过入口端口孔56至传热板32的后侧(不可见)，沿后侧穿过第一端区域的分配区域和过渡区域、传热区域和第二端区域的过渡区域和分配区域，且往回穿过出口端口孔62。类似地，第二流体流动穿过上面的传热板的入口端口孔至传热板32的前侧，该入口端口孔与传热板32的入口端口孔60对准。然后，第二流体沿前侧流动穿过第二端区域的分配区域和过渡区域、传热区域和第一端区域的过渡区域和分配区域，且往回穿过上面的传热板的出口端口孔，该出口端口孔与传热板32的出口端口孔58对准。
如之前提到的那样，分配区域的主要目的在于使流体跨过传热板的宽度均匀地散布，而传热区域的主要目的为传热。过渡区域的主要目的在于使传热板在分配区域与传热区域之间的过渡处相对强。就根据WO 2014/067757的过渡区域而言，最接近第一边界线的分配区域的接触区域正如最接近第一边界线的过渡区域的接触区域那样布置在离第一边界线相等距离处，这有利于板强度。然而，最接近第二边界线的过渡区域的接触区域正如最接近第二边界线的传热区域的接触区域那样布置在离第二边界线不同距离处，这可与内板强度相关联。根据本发明的过渡区域提供了此问题的解决方案。由于使第二边界线为直的且垂直于板的纵向中心轴线，故至少在具有(至少部分)相似的传热图案的两个传热板组合时，最接近第二边界线的传热区域的接触区域将布置在离第二边界线相等距离处。此外，由于过渡区域的第一子区域和第三子区域包括接近第二边界线的相似图案，故第一过渡子区域和第三过渡子区域的接触区域的主要部分将布置在离第二边界线相等距离处。
为了获得第一过渡子区域和第三过渡子区域内的相似图案，使第三子区域内的一些(第一组)过渡凸起相对较陡。由于较陡的图案与相对较低的流阻相关联，且流体趋于选择跨过板的提供最低流阻的通路，故分配区域朝传热板的第一长侧46和第二长侧48"延长"。参看图6，这些"延长部分"由分别在第三边界线72和第一边界线68的第一外部68b以及第四边界线74和第一边界线68的第二外部68c之间延伸的分配区域区段构成。流体将通过这些"延长部分"朝传热板的第一长侧46和第二长侧48引导，这将减少流体"泄漏"到接近第一边界线68的中心部分68a的端点88的过渡区域66中。这改善了跨过板宽度的流体分布。
本发明的上文所述的实施例仅应当看作是示例。本领域的技术人员认识到所述实施例可以以若干方式改变和组合，而不脱离发明的构想。
举例来说，上文指定的分布、过渡和传热图案仅为示例性的。自然，本发明适用于结合其它类型的图案。例如，过渡凸起不必沿类似于第四边界线的相应部分的线延伸。第三区域可包括较多或较少"分支"凸脊，且这些凸脊可具有相同或不同数目的"分支"。此外，过渡凸起可包括直的部分和弯曲部分。
附图中所示的传热板的第一端区域和第二端区域的过渡区域是相似的，但关于彼此围绕板的法向旋转180度。自然，这不必是此情况。作为备选，取决于传热板如何布置成关于板组中的相邻板定向，传热板的第一端区域和第二端区域的过渡区域可相同，但关于板的水平中心轴线x镜面对称。
在过渡区域与分配区域之间延伸的第一边界线不必根据上文延伸。例如，第一边界线的第一外部和第二外部可以以无数的不同方式延伸。此外，第一边界线可为直的且平行于第二边界线，或具有另一形式，诸如波形或锯齿形。
上述板式换热器为平行逆流类型，即，用于各流体的入口和出口布置在板式换热器的同一半上，且流体沿相反方向流过传热板之间的通道。自然，板式换热器可改为对角流类型和/或同流类型。
以上板式换热器仅包括一种板类型。自然，板式换热器可改为包括两种或多种不同类型的交错布置的传热板。此外，传热板可由除不锈钢外的材料制成。
本发明可结合除半焊接外的其它类型的板式换热器使用，诸如全焊接的、(全部)带垫片和钎焊的板式换热器。
在上述实施例中，第二边界线在各处都是的直的。在备选实施例中，第二边界线的部分可偏离直的延伸部。举例来说，为了防止换热器板沿第二边界线弯曲，一个或多个过渡凸起可制造成跨过第二边界线且连接到传热凸起中的相应一个。
在上述实施例中，过渡区域66的第一子区域66a布置成接触上面的过渡区域的第三子区域。此外，第二子区域66b布置成接触上面的过渡区域的第二子区域和第三子区域两者，而第三子区域66c布置成接触上面的过渡区域的第一子区域和第二子区域两者。自然，第五边界线和第六边界线的位置和延伸可不同于上文在备选实施例中所述的，其可改变过渡区域66与上面的过渡区域之间的界面。
在上述实施例中，第一子区域内的过渡凸起(和过渡凹部)具有若干共同特征，例如，它们全部都是直的且与相同的最小角度αn相关联。这些共同的特征限定第一子区域内的过渡凸起的总体设计。自然，第一子区域内的过渡凸起中的一个或多个可没有例如与不同角度相关联的这些共同特征中的一个(或多个)，只要过渡凸起的主要部分具有该共同特征。
对应于上文的论证针对第二子区域内的过渡凸起是有效的。例如，第二子区域的过渡凸起的共同特征是它们与相应的最小角度αn相关联，角度αn在从传热板的第一长侧到第二长侧的方向上增大或恒定。自然，第二子区域内的一个或多个过渡凸起可与偏离该"行为"的最小角度αn相关联，只要过渡凸起的主要部分不与此偏离相关联。
自然，对应于上文的论证也对于第三子区域内的过渡凸起是有效的。
从传热板的第一长侧开始，如果遇到均没有第一子区域的共同特征的两个连续的过渡凸起，这可能意味着这些连续的过渡凸起布置在第二子区域内。
独立的过渡凸起或连接的过渡凸起(在第三子区域内的连续凸脊)不必全部都从第一边界线一直延伸至第二边界线。
最后，在上述实施例中，第一边界线和第二边界线的第一端点以及第一边界线和第二边界线的第二端点布置在离相应的长侧相同距离处。根据备选实施例，第一边界线的第一端点和第二端点可改为布置在离相应长侧比第二边界线的第一端点和第二端点更大的距离处，以产生具有渐缩宽度的过渡区域。
应当强调的是，与本发明无关的细节的描述已省略，且附图仅为示意性的且未根据比例绘制。还应当提到，附图中的一些比其它更简化。因此，一些构件可能在一个图中示出但在另一个图中省去。

Claims (11)

1.一种传热板(32)， 具有中心延伸平面(c-c)、第一长侧(46)和第二长侧(48)，且包括沿所述传热板的纵向中心轴线(y)连续地布置的分配区域(64)、过渡区域(66)和传热区域(54)，所述过渡区域(66)沿第一边界线(68)邻接所述分配区域(64)且沿第二边界线(70)邻接所述传热区域(54)，所述传热区域、所述分配区域(64)和所述过渡区域(66)分别设有传热图案、分配图案和过渡图案，所述过渡图案不同于所述分配图案和所述传热图案，且包括关于所述中心延伸平面的过渡凸起(98)和过渡凹部(100)，所述过渡区域(66)包括在所述第一边界线(68)与所述第二边界线(70)之间连续布置的第一子区域(66a)、第二子区域(66b)和第三子区域(66c)，所述第一子区域(66a)、第二子区域(66b)和第三子区域(66c)分别沿着在所述过渡凸起(98)的相邻凸起(98a, 98b, 98c, 98d, 98e)之间且沿其延伸的第五边界线(108)和第六边界线(110)邻接彼此，所述第一子区域(66a)最接近所述第一长侧(46)，且所述第三子区域(66c)最接近所述第二长侧(48)，假想直线(102)在各个过渡凸起(98)的两个端点(104,106)之间以关于所述纵向中心轴线(y)的最小角度αn, n = 1, 2,3…延伸，所述第一子区域(66a)内的过渡凸起(98)的至少主要部分的最小角度αn基本上等于第一角度α1，且所述最小角度αn在所述第二子区域(66b)内的过渡凸起(98)之间变化，使得所述第二子区域(66b)内的过渡凸起(98)的至少主要部分的最小角度αn大于所述第一角度α1且在从所述第一长侧(46)到所述第二长侧(48)的方向上增大，其特征在于，所述第二边界线(70)的至少主要部分是直的且基本上垂直于所述传热板(32)的纵向中心轴线(y)，且所述第三子区域(66c)内的第一组过渡凸起(98)的最小角度αn基本上等于所述第一角度α1，从所述传热板(32)的第一长侧(46)看，所述第一子区域(66a)与所述第二子区域(66b)之间的第五边界线(108)刚好位于所述过渡区域(66)内的都与大于所述第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续的过渡凸起之前，且从所述第五边界线(108)看，所述第二子区域(66b)与所述第三子区域(66c)之间的第六边界线(110)刚好位于所述过渡区域(66)内的都与等于所述第一角度α1的最小角度αn相关联的头两个连续的过渡凸起之前。
2.根据权利要求1所述的传热板(32)，其特征在于，所述第三子区域(66c)内的所述第一组过渡凸起中的过渡凸起(98)的至少主要部分从所述第二边界线(70)延伸。
3.根据权利要求2所述的传热板(32)，其特征在于，所述第三子区域(66c)内的第二组过渡凸起(98)的最小角度αn大于所述第一角度α1，所述第二组过渡凸起的至少主要部分从所述第一边界线(68)延伸。
4.根据权利要求3所述的传热板(32)，其特征在于，从所述第二边界线(70)延伸的所述第三子区域(66c)内的第一组过渡凸起(98)的至少主要部分中的每一个连接到从所述第一边界线(68)延伸的所述第三子区域内的第二组过渡凸起中的相应一个。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(32)，其特征在于，所述第三子区域(66c)内的沿彼此延伸的两个相邻过渡凸起(98)的假想直线(102)之间的最短距离在所述第三子区域的主要部分内基本上恒定。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(32)，其特征在于，所述传热区域(54)沿所述第二边界线(70)的10%到40%毗连所述过渡区域(66)的第三子区域(66c)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的传热板(32)，其特征在于，所述第一边界线(68)的中心部分(68a)从所述传热区域(54)看是弧形和凸形的，使得所述第一边界线(68)的中心部分(68a)与假想椭圆的轮廓一致，所述第一边界线(68)在所述中心部分(68a)外偏离所述假想椭圆的轮廓。
8.根据权利要求7所述的传热板(32)，其特征在于，从所述第一边界线的中心部分(68a)朝所述传热板的第二长侧(48)延伸的所述第一边界线(68)的第二外部(68c)朝所述第二边界线(70)延伸。
9.根据权利要求8所述的传热板(32)，其特征在于，所述第一边界线(68)的第二外部(68c)在离界定所述分配区域(64)的第四边界线(74)一定距离处延伸且基本上与其平行。
10.根据权利要求7所述的传热板(32)，其特征在于，所述第一边界线(68)的中心部分(68a)占据所述传热板的宽度(w)的40%到90%。
11.一种板式换热器(26)，包括根据前述权利要求中任一项所述的传热板(32)。
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