CN108139182B - 传热板及板式换热器 - Google Patents

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Abstract

一种传热板，其具有：基板(40)；布置在基板(40)的第一端部区段上的流体分配板(50)，以及布置在基板(40)的第二端部区段上的流体收集板(50')，流体分配板(50)包括面向基板(40)的传热区段(43)的基缘、位于离基缘一定距离处的远侧部分、包括沿从基缘朝远侧部分的方向的延伸的流体通路边缘、包括沿从基缘朝远侧部分的方向的延伸的封闭边缘，以及流体分配通道，其从流体通路边缘延伸至基缘，以用于将流体(F1)从流体通路边缘引导至传热区段。

Description

传热板及板式换热器
技术领域
本发明涉及一种具有基板的类型的传热板，基板具有第一端部区段、第二端部区段和位于其间的传热区段。流体分配板布置在第一端部区段之上以用于在传热区段上分配流体，且流体收集板布置在第二端部区段之上以用于从传热区段收集流体。本发明还涉及一种包括此类传热板的换热器。
背景技术
现今存在许多不同类型的板式换热器，且取决于其类型在各种应用中使用。大体上，换热器具有连结到彼此上以形成板堆叠的许多传热板。在板堆叠中，在板之间存在交错的第一流动通路和第二流动通路。第一流体在第一流动通路中流动，且第二流体在第二流动通路中流动。在这样的流动进行时且在流体之间存在温差时，热量从较热的流体传递至较冷的流体。
传热板的设计对于提供流体之间的有效热传递很重要。板还必须耐用，且应当经得起例如可由于压力变化和温差而出现的各种应力。
传热板通常具有专用的传热区域，其具有压入板中的图案。通常，板还具有带有专用图案的流体分配区域，其将流体从入口端口或边缘朝传热区域分配。对应的流体收集区域收集在传热区域上经过的流体，且将其朝出口端口或边缘引导。用于流体分配区域和流体收集区域的图案通常随着用于传热区域的图案的压制同时压入板中。
然而，并非总是期望在同一板上具有与传热图案相同的流体分配和/或流体收集图案。然后使用特殊类型的换热器，诸如独立流体分配板和独立流体收集板位于连结到彼此上的基板之间的类型。在各对基板之间，流体分配板然后位于一端处，且流体收集板位于另一端处。在两端之间，基板具有传热区域。此类布置提供了例如实现大型换热器的成本效益合算的制造，同时仍确保流体有效分配至传热区域且在其经过传热区域之后对流体的后续收集。
已经公开了具有独立的流体分配板和流体收集板的换热器的许多实施例。相比于若干其它类型的板式换热器，换热器允许使用较大的传热板且提供有效的传热，同时仍耐用。然而，预计具有独立流体分配板和流体收集板的换热器可关于其将流体有效分配至其中心传热区段的能力来改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的传热板，其可用于具有独立的流体分配板和流体收集板的板式换热器。具体而言，目的在于提供用于此类板式换热器的改进的流动分布。
为了解决这些目的，提供了一种换热板。该换热板包括：具有第一端部区段、第二端部区段和位于端部区段之间的传热区段的基板；布置在基板的第一端部区段上以用于在传热区段上分配流体的流体分配板；以及布置在基板的第二端部区段上以用于从传热区段收集流体的流体收集板。流体分配板包括：面向基板的传热区段的基缘；位于离基缘一定距离处的远侧部分；包括沿从基缘朝远侧部分的方向的延伸的流体通路边缘；包括沿从基缘朝远侧部分的方向的延伸的封闭边缘；以及从流体通路边缘延伸至基缘以用于将流体从流体通路边缘引导至传热区段的流体分配通道。流体通路边缘包括相比流体通路边缘的第二区段离流体分配板的基缘更远的第一区段。第二区段处的流体分配通道相比第一区段处的流体分配通道具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。
给出入口边缘的延伸是有利的，其对于具有独立的流体分配板的换热器提供了改进的流动分布。根据本发明的另一个方面，提供了一种使用传热板的板式换热器。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出现。
附图说明
现在将通过举例参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1为具有独立的流体分配板和流体收集板的板式换热器的透视图，
图2为图1的板式换热器的另一个透视图，
图3为图1的板式换热器的视图，示出了板式换热器的内部的一部分，
图4为用于图1的板式换热器中的三个传热板的透视图，
图5-8为基板、间隔物、流体分配板和流体收集板的顶视图，其为图4的最上方和最下方的传热板的部分，
图9-12为基板、间隔物、流体分配板和流体收集板的顶视图，其为在最上方的传热板与最下方的传热板之间位于图4的中部的传热板的部分，
图13为对应于流体分配板和流体收集板的板的顶视图，其为图4的最上方的传热板和最下方的传热板的部分，
图14为对应于流体分配板和流体收集板的板的顶视图，其为在最上方的传热板与最下方的传热板之间位于图4的中部的传热板的部分，以及
图15-18为可用于图13和14中所示的板的备选的主要形状，
图19-21为用于图1中所示的板式换热器的备选汇流箱的透视图。
具体实施方式
参看图1-3，示出了具有独立的流体分配板和流体收集板的类型的板式换热器1。板式换热器1具有壳101，其由四个侧面板14-17和两个汇流箱7,8制成。侧面板14-17连结到彼此上，以便与两个相对的开放侧形成立方形的箱。第一汇流箱7在第一开放侧处附接到侧面板14-17上，且第二汇流箱8在第二开放侧处附接到侧面板14-17上。侧面板14-17和汇流箱7,8一起形成密封封壳，板堆叠20布置在其中。
第一汇流箱7具有用于第一流体F1的入口2以及用于第二流体F2的出口5。第二汇流箱8具有用于第一流体F1的出口3以及用于第二流体F2的入口4。板堆叠20由连结到彼此上的许多传热板31-33制成，使得用于第一流体F1和第二流体F2的交错的第一流动通路21和第二流动通路22形成在传热板31-33之间。传热板31-33间隔开，以便流动通道形成于传热板之间，且传热板之间每隔一个流动通道是第一流体通路21的部分，而传热板之间每隔另一个流动通道是第二流体通路22的部分。
板式换热器1的每个构件可由金属(诸如钢)制成，且传热板通常由如行业内常见的钢板制成。板式换热器1的部分通常通过常规的焊接技术连结。也可使用用于连结部分的其它材料和技术。
参看图4，示出了作为板堆叠20的部分的三个传热板31-33。使用了两种不同类型的传热板，且其交错地附接到彼此上以形成板堆叠20。第一类型的传热板在图中由第一传热板31且由第三传热板33表示，而第二类型的传热板由位于第一传热板31与第三传热板33之间的第二传热板32表示。板堆叠20可具有任何适合数目的所示类型的传热板，诸如10到200个或更多的传热板。两种不同类型的传热板交错地堆叠在彼此之上。
第一流体F1在板堆叠20中的每隔一对传热板之间的空隙中流动，诸如在第一传热板31与第二传热板32之间。第二流体F2在板堆叠20中的每隔另一对传热板之间的空隙中流动，诸如在第二传热板32与第三传热板33之间。如附图中可见，第二流体F2的流动方向与第一流体F1的流动方向相反。
进一步参看图5-8，这里由第一传热板31表示的第一类型的传热板包括基板40(图5)、流体分配板50(图7)，以及流体收集板50'(图8)。在所示实施例中，流体收集板50'具有与流体分配板50相同的主要形状和特征，且通常可与流体分配板50相同。
基板40具有第一端部区段41、第二端部区段42，以及位于端部41,42之间的传热区段43。传热区段43设有提供流动通路21,22之间的期望热传递的任何适合的常规类型的波状图案。第一端部区段41和第二端部区段43是平的。基板40具有在端部区段41,42之间延伸的第一长形侧44和第二长形侧45，且传热区段43位于长形侧44,45之间。
如图可见，基板40具有矩形形状，具有矩形的转角处的四个凹形的转角切口461-464，且具有矩形的第一短侧的中心处的第一凹形中心切口465，以及矩形的第二短侧的中心处的第二凹形中心切口466。第一转角切口461和第二转角切口462位于矩形的第一短侧处，且第一凹形切口465位于第一短侧的中心处，在第一转角切口461与第二转角切口462之间。第三转角切口463和第四转角切口464位于矩形的第二短侧处，且第二凹形切口465位于第二短侧的中心处，在第三转角切口463与第四转角切口464之间。
从图示将清楚的是，第一中心切口465位于第一转角切口461与第二转角切口462之间。对应地，第二中心切口466位于第三转角切口463与第四转角切口464之间。
第一转角切口461和第二转角切口462以及第一短侧的中心处的第一凹形切口465位于第一端部区段41上。第三转角切口463和第四转角切口464以及第二短侧的中心处的第二凹形切口466位于第二端部区段42上。各个切口461-466的形状通常是连续弯曲的，以便切口461-466是弧形形状的。
间隔物位于传热板之间，这样的第一类型的间隔物80布置在第一类型的传热板(第一传热板31)的基板40上。间隔物80具有四个间隔物部分81-84。第一间隔物部分81沿基板40的第一长形侧44延伸，且具有第一间隔物延伸部811和第二间隔物延伸部812。第一间隔物延伸部811沿第一转角切口461延伸，且第二间隔物延伸部812沿第三转角切口463延伸。
第二间隔物部分82沿基板40的第二长形侧45延伸，且具有第一间隔物延伸部821和第二间隔物延伸部822，其中第一间隔物延伸部812沿第二转角切口462延伸，且其中第二间隔物延伸部822沿第四转角切口464延伸。
第三间隔物部分83是位于第一中心切口465的中部(即，在离长形侧44,45的相等距离处)的小部分。第四间隔物部分84是相似的小部分，但位于第二中心切口466的中部，即，也离长形侧44,45相等距离。
流体分配板50置于基板40的第一端部区段41之上，且流体收集板50'置于基板40的第二端部区段42之上(见图4)。第一间隔物部分81和第二间隔物部分82具有凸片88，其接合流体分配板50和流体收集板50'。间隔物80的所有部分通常点焊到基板40上，且流体分配板50和流体收集板50'点焊到间隔物80上。
进一步参看图9-12，这里由第二传热板32表示的第二类型的传热板包括基板40、流体分配板60和流体收集板60'。在所示实施例中，流体收集板60'具有与流体分配板60相同的主要形状，且通常可与流体分配板60相同。
用于第二传热板32的基板40类似于用于第一传热板31的基板，即，两种类型的传热板31,32具有相同类型的基板。由于基板40是对称的，故用于第二传热板32的基板40可围绕平行于长形侧44,45的轴线翻转180°。相比于用于第一传热板31的传热区域的图案，唯一差别然后在于传热区域43的图案对于第二传热板32成镜像。在所有其它方面，用于第一传热板31和第二传热板32两者的基板40是相同的，且因此在附图中给出相同的参考标号。备选地，用于第二传热板32的传热区域43的图案可不同于基板40压印，或其可与用于第一传热板31的相同。
第二不同类型的间隔物90置于用于第二传热板32的基板40上。该间隔物90具有四个间隔物部分91-94，其中第一间隔物部分91沿基板40的第一长形侧44延伸，且第二间隔物部分92沿基板40的第二长形侧45延伸。第三间隔物部分93沿第一中心切口465延伸，且第四间隔物部分94沿第二中心切口466延伸。
用于第二传热板32的流体分配板60置于基板40的第一端部区段41之上，且用于第二传热板32的流体收集板60'置于基板40的第二端部区段42之上(见图4)。
第三间隔物部分93和第四间隔物部分94具有凸片98，其接合用于第二传热板32的流体分配板60和流体收集板60'。间隔物90的所有部分通常点焊到基板40上，且流体分配板60和流体收集板60'点焊到间隔物90上。用于第二传热板31的流体分配板60和流体收集板60'不同于第一传热板31的流体分配板50和流体收集板50'。
所有间隔物部分81-84和91-94均具有朝它们布置于其上的基板的中心向内延伸的相应宽度。
第二传热板32置于第一传热板31之上。空间(即，流体通道)然后由于第一类型的间隔物80形成在板31,32之间。板31,32之间的流体通道然后是用于第一流体F1的第一流体通路21的部分。板31,32之间的间距对应于间隔物80的高度。类似于第一传热板31的第三传热板33置于第二传热板32之上。空间(即，流体通道)然后由于第二类型的间隔物90形成在第二传热板32与第三传热板33之间。第二传热板32与第三传热板33之间的流体通道则是用于第二流体F2的第二流体通路22的部分。板32,33之间的间距对应于间隔物90的高度。
两种不同类型的传热板以此方式连续地且交错地堆叠在彼此上，以用于在板之间产生用于第一流体F1和第二流体F2的流体通道。当堆叠了期望数目的传热板时，然后板通过在间隔物抵靠基板40的外周边缘的位置处沿间隔物80,90焊接来连结到彼此上。因此，各个间隔物均焊接到间隔物位于其间的两个基板中的各个上。以此方式，形成了板堆叠20。堆叠中的最外部的板可为普通的平板，因为它们将在其侧中的仅一侧上具有流体通道，且因此将不会在流体F1,F2之间传递任何热量。流体分配板和流体收集板50,50',60,60'是波状的，且流体在各个板的两侧经过。
对于本文中所述的板，基板40可称为第一板，流体分配板50或60可称为第二板，且流体收集板50'或60'可称为第三板。这三种类型的板是组装在一起来形成传热板的独立板。
如所述的那样，流体收集板50'类似于流体分配板50。因此，流体分配板50的形状确定了将流体分配至基板40的传热区段43或从其收集流体多有效。基板40中的切口461-466因此具有对应于流体分配板50的给定形状(考虑间隔物80,90)。
参看图13，可详细看到用于第一传热板31的流体分配板50的形状。流体分配板50具有面向基板40的传热区段43的基缘51。远侧部分52位于离基缘51一定距离h1处。这里，"远侧部分"意思是位于离基缘51一定距离处(因此在远侧)的流体分配板50的部分。远侧部分52也可称为末梢52，其可具有尖或钝的末梢形状。流体通路边缘53从末梢52沿朝基缘51的方向延伸。换言之，流体通路边缘53具有沿从基缘51朝末梢52的方向D1的延伸。如可从附图看到的那样，流体通路边缘53还具有沿平行于基缘51的方向的延伸。方向D1可称为第一方向D1。
流体分配板50具有封闭边缘54，其包括沿从基缘51朝远侧部分52(即，末梢52)的相同方向D1的延伸。封闭边缘54也具有沿平行于基缘51的方向的延伸。流体分配通道56从流体通路边缘53延伸至基缘51，以用于将第一流体F1从流体通路边缘53引导至传热区段43。
在使用不同术语的流体分配板50的另一个实施例中，可以说流体分配板50包括：面向基板40的传热区段43的基缘51；位于离基缘51一定距离h1处的末梢52；从末梢52且沿朝基缘51的方向延伸的流体通路边缘53；从末梢52沿朝基缘51的方向且从末梢52的一侧延伸的封闭边缘54，该侧与流体通路边缘53从其延伸的末梢52的一侧相对；以及流体分配通道56，其从流体通路边缘53延伸至基缘51，以用于将流体F1从流体通路边缘53引导至传热区段43。
基缘51从第一基端511延伸至流体分配板50的第二基端512，且末梢52位于两个基端511,512之间，如沿垂直于从第一基端511延伸至第二基端512的线L1的方向D1看到的那样。
从第一基端511延伸至第二基端521的线L1形成第一线L1。第二线L2从第一基端511延伸至末梢52上的点521。第三线L3从第二基端512延伸至末梢52上的点521。由于末梢52的位置，第一线L1、第二线L2和第三线L3形成锐角三角形。流体通路边缘53包括凹形形状。封闭边缘54也包括凹形形状。线L1,L2,L3全部都是直线。
流体通路边缘53包括至少一个边缘区段531，其从流体通路边缘53上的第一点532延伸至流体通路边缘53上的第二点533，其中第二点533定位得比第一点532更接近基缘51。使用该术语，流体分配板50的另一个实施例包括：面向基板40的传热区段43的基缘51；具有从流体通路边缘53上的第一点532延伸至流体通路边缘53上的第二点533的边缘区段531的流体通路边缘53，第一点532定位得比第二点533离基缘51更远；封闭边缘54；以及流体分配通道56，其从流体通路边缘53延伸至基缘51，以用于将流体F1从流体通路边缘53引导至传热区段43。
延伸通过第一点532且通过第二点533的直线L4相对于第一线L1倾斜15度到75度的角α1。用于描述流体分配板50的不同实施例或变型可组合。
如可从附图中看到的那样，远侧部分52为第一远侧部分52或第一远侧末梢52，而封闭边缘54是第一封闭边缘54。分配板50包括第二远侧部分57或末梢57，其位于离基缘51一定距离h2处。第二封闭边缘55具有沿从基缘51朝第二末梢57的方向D1的延伸。流体通路边缘53从第一末梢52延伸至第二末梢57。
因此，流体分配板50包括：基缘51；位于离基缘51一定距离h2处的第二末梢57，流体通路边缘53也从第二末梢57且沿朝基缘51的方向延伸；从第二末梢52沿朝基缘51的方向且从第二末梢52的一侧延伸的第二封闭边缘55，该侧与流体通路边缘53从其延伸的第二末梢57的一侧相对。
第二封闭边缘55包括凹形形状。基本上，流体通路边缘53包括延伸到流体分配板50中的弧形的形式。第一封闭边缘54和第二封闭边缘55中的各个也包括弧形的形式。
如所述的那样，流体通路边缘53包括第一区段531。该区段定位得比流体通路边缘53的第二不同区段534离基缘51更远。第二区段534处的流体分配通道562相比第一区段531处的流体分配通道561具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。这样的备选形式是，从第二区段534延伸的流体分配通道562相比从第一区段531延伸的流体分配通道561具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。这样的另一个备选形式是，从第二区段534处的流体通路边缘53延伸至基缘51的流体分配通道562相比从第一区段531处的流体通路边缘53延伸至基缘51的流体分配通道561具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。通过在第二区段534处的流体分配通道562中比第一区段531处的流体分配通道561中具有关于流体分配通道的长度的较高流阻，进入基板40的传热区段43的流体将具有更一致的特征，这意味着进入传热区段的流体将更均匀，例如，在速度和压力方面，且流体将更均匀地分布在基板40的传热区段43上。因此，获得了更有效的传热。通过对于第二区段534处的流体分配通道562比对于第一区段531处的流体分配通道561具有关于流体分配通道的长度更高的流阻，补偿了第一区段处的较长的流体分配通道。
第二区段534处的流体分配通道562可比第一区段531处的流体分配通道561具有按流体分配通道的单位长度更高的流阻。
第一区段531处的流体分配通道561可具有与第二区段534处的流体分配通道562大致相同的流阻，例如，大致相同的摩擦。更确切地说，第一区段531处的流体分配通道561可具有与第二区段534处的流体分配通道562大致相同的总流阻。即，第一区段531处的流体分配通道561可在整个流体分配通道上具有与第二区段534处的流体分配通道562大致相同的流阻，即，从流体通路边缘53到基缘51的相同总流阻。因此，从第一区段531处的流体分配通道561和从第二区段534处的流体分配通道562进入基板40的传热区段43的流体将具有例如速度和压力方面的一致特征，且流体将均匀分布在基板40的传热区段43上。这也可表达为第一区段531处的流体分配通道561可具有与第二区段534处的流体分配通道562大致相同的压降，即，相同的总压降。压降是分配通道的入口与出口之间的压差，即，流体通路边缘53处的压力与基缘51处的压力之间的差异。
较高的流阻可通过流体分配通道的较小平均截面面积和/或流体分配通道中的限制物来获得。
第二区段534处的流体分配通道562相比第一区段531处的流体分配通道561具有较小的平均截面面积。平均截面面积是沿从流体通路边缘53延伸到基缘51的流体分配通道的平均截面面积。较小的平均截面面积给出较高的流阻和较高的压降。
较小的平均截面面积可通过第二区段534处的流体分配通道562比第一区段531处的流体分配通道561更窄来获得，第一区段531处的流体分配通道561分成子通道，且/或分成比第二区段534处的流体分配通道562更多的子通道，且/或第一区段531处的流体分配通道561分成比第二区段534处的流体分配通道562分成的子通道更宽的子通道。因此，第一区段531处的流体分配通道561和第二区段534处的流体分配通道562均可分成子通道，但第一区段531处的流体分配通道561的子通道比第二区段534处的流体分配通道562的子通道更多且/或更宽。
相比第一区段531处的流体分配通道561更窄的第二区段534处的流体分配通道562意味着第一区段531处的流体分配通道561比第二区段534处的流体分配通道562更宽。
第二区段534处的流体分配通道562可包括限制物，例如，第二区段534处的流体分配通道562可包括弯曲部或障碍物。限制物给出较高的流阻和较高的压降。
例如，弯曲部可为曲径，诸如Z字形路径，使得第二区段534处的流体分配通道562包括描述弯曲部(诸如曲径)的至少一部分。第二区段534处的流体分配通道562可为曲径的形状。
障碍物可为布置在流体分配通道中的物体(诸如球突或柱)，或突入流体分配通道的板中的凸起。
从流体通路边缘53上沿方向D1相对较远离远侧部分52的位置延伸的流体分配通道562比从流体通路边缘53上沿方向D1相对较接近远侧部分52的位置延伸的流体分配通道561具有关于流体分配通道的长度逐渐较高的流阻。关于流体分配通道的长度的逐渐较高的流阻可对于每个流体分配通道连续较高或逐步较高。逐步较高的流阻可布置成使得相邻的流体分配通道的组具有关于流体分配通道的长度的相同流阻。逐步较高的流阻可获得，使得相对较接近远侧部分的优选包括少数流体分配通道的第一组流体分配通道基本上具有关于流体分配通道的长度的相同流阻，且相对较远离远侧部分的优选也包括少数流体分配通道(该数目可与第一组流体分配通道中的流体分配通道的数目相同或不同)的第二组流体分配通道基本上具有关于流体分配通道的长度的相同流阻，且第二组流体分配通道相比第一组流体分配通道具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。
第一区段531处的流体分配通道561比第二区段534处的流体分配通道562更宽。原则上，流体分配通道从流体通路边缘53延伸至基线51。朝基线51延伸更远的那些通道(即，相对较长的那些)比具有较短延伸的那些通道更宽。
参看图14，可更详细看到用于第二传热板32的流体分配板60的形状。流体分配板60具有面向第二传热板32的基板40的传热区段43的基缘61。远侧部分62位于离基缘61一定距离h3处。"远侧部分"意思是位于离基缘61一定距离处的流体分配板60的部分。远侧部分62也可称为末梢62，其可具有尖或钝的末梢形状。流体通路边缘64从远侧末梢62沿朝基缘61的方向延伸。换言之，流体通路边缘64具有沿从基缘61朝末梢62的方向D1的延伸。如可从附图看到的那样，流体通路边缘64还具有沿平行于基缘61的方向的延伸。
流体分配板60具有封闭边缘63，其包括沿从基缘61朝末梢62的相同方向D1的延伸。封闭边缘64也具有沿平行于基缘61的方向的延伸。流体分配通道66从流体通路边缘64延伸至基缘61，以用于将第二流体F2从流体通路边缘64引导至基板40的传热区段43。
在使用不同术语的流体分配板60的另一个实施例中，可以说流体分配板60包括：面向基板40的传热区段43的基缘61；位于离基缘61一定距离h3处的末梢62；从末梢62且沿朝基缘61的方向延伸的流体通路边缘64；从末梢62沿朝基缘61的方向且从末梢62的一侧延伸的封闭边缘64，该侧与流体通路边缘64从其延伸的末梢62的一侧相对；以及流体分配通道66，其从流体通路边缘64延伸至基缘61，以用于将流体F2从流体通路边缘64引导至传热区段43。
基缘61从流体分配板60的第一基端611延伸至第二基端612，且末梢62位于两个基端611,612之间，如沿垂直于从第一基端611延伸至第二基端612的线L1'的方向D1看到的那样。
从第一基端611延伸至第二基端621的线L1'形成流体分配板60的第一线L1'。第二线L2'从第一基端611延伸至远侧部分62或末梢62上的点621。第三线L3'从第二基端612延伸至末梢62上的点621。由于末梢62的位置，第一线L1'、第二线L2'和第三线L3'形成锐角三角形。流体通路边缘64包括凹形形状。封闭边缘63也包括凹形形状。线L1',L2',L3'全部都是直线。
流体通路边缘64包括至少一个边缘区段641，其从流体通路边缘64上的第一点642延伸至流体通路边缘64上的第二点643，其中第二点643定位得比第一点642更接近基缘61。使用该术语，流体分配板60的另一个实施例包括：面向基板40的传热区段43的基缘61；具有从流体通路边缘64上的第一点642延伸至流体通路边缘64上的第二点643的边缘区段641的流体通路边缘64，第一点642定位得比第二点643离基缘61更远；封闭边缘63；以及流体分配通道66，其从流体通路边缘64延伸至基缘61，以用于将流体F2从流体通路边缘64引导至传热区段43。
对于所示实施例，与第二线L2'相同(但不一定如此)的直线延伸通过第一点642且通过第二点643，且相对于第一线L1'倾斜15到75度之间的角α2。用于描述流体分配板60的不同实施例或变型可组合。
如可从附图看到的那样，远侧部分62是第一远侧部分62或第一末梢62，且流体通路边缘64是第一流体通路64。分配板60包括第二远侧部分67或末梢67，其位于离基缘61一定距离h4处。第二流体通路边缘65具有沿从基缘61朝第二末梢67的方向D1的延伸。封闭边缘63从第一末梢62延伸至第二末梢67。
因此，流体分配板60包括：基缘61；位于离基缘61一定距离h4处的第二末梢67，从第一末梢62延伸至第二末梢67的封闭边缘63；第二流体通路65从第二末梢52沿朝基缘51的方向且从第二末梢62的一侧延伸，该侧与封闭边缘63从其延伸的第二末梢67的一侧相对的。
第二流体通路65包括凹形形状，且具有与第一流体通路64相同的形状和相同的对应特征，其中差别是其为镜像的。基本上，流体通路边缘64,65包括延伸到流体分配板60中的相应的弧形的形式。封闭边缘63还包括延伸到流体分配板60中的弧形的形式。
如所述的那样，流体通路边缘64包括第一区段641。该区段定位得比流体通路边缘64的第二不同的区段644离基缘61更远。第二区段644处的流体分配通道662相比第一区段641处的流体分配通道661具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。这样的备选形式是，从第二区段644延伸的流体分配通道662相比从第一区段641延伸的流体分配通道661具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。这样的另一个备选形式是，从第二区段644处的流体通路边缘64延伸至基缘61的流体分配通道662相比从第一区段641处的流体通路边缘64延伸至基缘61的流体分配通道661具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。通过在第二区段644处的流体分配通道662中比在第一区段641处的流体分配通道661中具有关于流体分配通道的长度的较高流阻，进入基板40的传热区段43的流体将具有更一致的特征，这意味着进入传热区段的流体将在例如速度和压力方面更均匀，且流体将更均匀地分布在基板40的传热区段43上。因此，获得了更有效的传热。通过对于第二区段644处的流体分配通道662比对于第一区段641处的流体分配通道661具有关于流体分配通道的长度更高的流阻，补偿了第一区段处的较长的流体分配通道。
第二区段644处的流体分配通道662可比第一区段641处的流体分配通道661具有按流体分配通道的单位长度更高的流阻。
第一区段641处的流体分配通道661可具有与第二区段644处的流体分配通道662大致相同的流阻，例如，大致相同的摩擦。更确切地说，第一区段641处的流体分配通道661可具有与第二区段644处的流体分配通道662大致相同的总流阻。即，第一区段641处的流体分配通道661可在整个流体分配通道上具有与第二区段644处的流体分配通道662大致相同的流阻，即，从流体通路边缘64到基缘61的相同总流阻。因此，从第一区段641处的流体分配通道661和从第二区段644处的流体分配通道662进入基板40的传热区段43的流体将具有例如速度和压力方面的一致特征，且流体将均匀地分布在基板40的传热区段43上。这也可表达为第一区段641处的流体分配通道661可具有与第二区段644处的流体分配通道662大致相同的压降，即，相同的总压降。压降是分配通道的入口与出口之间的压差，即，流体通路边缘64处的压力与基缘61处的压力之间的差异。
较高的流阻可通过流体分配通道的较小平均截面面积和/或流体分配通道中的限制来获得。
第二区段644处的流体分配通道662相比第一区段641处的流体分配通道661具有较小的平均截面面积。平均截面面积是沿从流体通路边缘64延伸到基缘61的流体分配通道的平均截面面积。较小的平均截面面积给出较高的流阻和较高的压降。
较小的平均截面面积可通过第二区段644处的流体分配通道662比第一区段641处的流体分配通道661更窄来获得，第一区段641处的流体分配通道661分成子通道，且/或分成比第二区段644处的流体分配通道662更多的子通道，且/或第一区段641处的流体分配通道661分成比第二区段644处的流体分配通道662分成的子通道更宽的子通道。因此，第一区段641处的流体分配通道661和第二区段644处的流体分配通道662均可分成子通道，但第一区段641处的流体分配通道661的子通道比第二区段644处的流体分配通道662的子通道更多且/或更宽。
相比第一区段641处的流体分配通道661更窄的第二区段644处的流体分配通道662意味着第一区段641处的流体分配通道661比第二区段644处的流体分配通道662更宽。
第二区段644处的流体分配通道662可包括限制物，例如，第二区段644处的流体分配通道662可包括弯曲部或障碍物。限制物给出较高的流阻和较高的压降。
例如，弯曲部可为曲径，诸如Z字形路径，使得第二区段644处的流体分配通道662包括描述弯曲部(诸如曲径)的至少一部分。第二区段644处的流体分配通道662可为曲径的形状。
障碍物可为布置在流体分配通道中的物体(诸如球突或柱)，或突入流体分配通道的板中的凸起。
从流体通路边缘64上沿方向D1相对较远离远侧部分62的位置延伸的流体分配通道662比从流体通路边缘64上沿方向D1相对较接近远侧部分62的位置延伸的流体分配通道661具有关于流体分配通道的长度逐渐较高的流阻。关于流体分配通道的长度的逐渐较高的流阻可对于每个流体分配通道连续较高或逐步较高。逐步较高的流阻可布置成使得相邻的流体分配通道的组具有关于流体分配通道的长度的相同流阻。逐步较高的流阻可获得，使得相对较接近远侧部分的优选包括少数流体分配通道的第一组流体分配通道基本上具有关于流体分配通道的长度的相同流阻，且相对较远离远侧部分的优选也包括少数流体分配通道(数目可与第一组流体分配通道中的流体分配通道的数目相同或不同)的第二组流体分配通道基本上具有关于流体分配通道的长度的相同流阻，且第二组流体分配通道相比第一组流体分配通道具有关于流体分配通道的长度更高的流阻。
第一区段641处的流体分配通道661比第二区段644处的流体分配通道662更宽。原则上，流体分配通道从流体通路边缘64延伸至基线61。从基线61延伸更远的那些通道(即，相对较长的那些)比具有较短延伸的那些通道更宽。
流体通路边缘53具有第一类型的流体分配板50中的凹形形状。封闭边缘63具有第二类型的流体分配板60中的凹形形状。
因此，板式换热器1具有许多传热板31-33，其连结到彼此上以形成板堆叠20，板堆叠20具有用于第一流体F1和第二流体F2的交错的第一流动通路21和第二流动通路22。由于不同类型的传热板，在第一流体通路21中且在板堆叠20的第一端处的流分配板50的所有流体通路边缘53对于到板堆叠20中的第一流体F1形成流体入口。在第一流体通路21中且在板堆叠20的第二端处的流收集板50'的流体通路边缘53对于来自板堆叠20的第一流体F1形成流体出口。当流体F1,F2在板堆叠20中沿相反方向流动时，在第一流体通路22中且在板堆叠20的第一端处的流收集板60'的流体通路边缘64,65对于来自板堆叠20的第二流体F2形成流体出口。在第二流体通路22中和板堆叠20的第二端处的流分配板60的流体通路边缘64,65然后形成对于到板堆叠20中的第二流体F2形成流体入口。
因此，每隔一个传热板31的流体分配板50包括相应两个末梢52,57，其位于离流体分配板50的基缘51相应的距离h1,h2处，具有在两个末梢52,57之间具有延伸的流体通路边缘53，且具有位于流体通路边缘53的相应侧处的两个封闭边缘54,55。每隔另一个传热板32的流体分配板60包括相应两个末梢62,67，其位于离流体分配板60的基缘61相应的距离d3,d4处，具有在两个末梢62,67之间具有延伸的封闭边缘63，且具有位于封闭边缘63的相应侧处的两个流体通路边缘64,65。通常，距离h1和h2是相等的，而距离h3和h4是相等的。
第一汇流箱7覆盖位于板堆叠20(见图3)的第一端处的流分配板50和流收集板60'的所有流体通路边缘53,64,65。第二汇流箱8覆盖位于板堆叠20的第二端处的流分配板60和流收集板50'的所有流体通路边缘53,64,65。第一汇流箱7具有用于接收第一流体F1的管9，且管9具有出口开口901，其面向位于板堆叠20的第一端处的流分配板50的流体通路边缘53。管9从入口2接收第一流体F1，且将其引导至流体通路边缘53。汇流箱7还具有中空空间701，管9布置在其中。中空空间701从管9的内部密封，且面向位于板堆叠20的第一端处的流体收集板60'的流体通路边缘64,65。中空空间701对于第二类型的传热板(如第二传热板32)从收集板60'的流体通路边缘64,65接收第二流体F2，且将第二流体F2在第一汇流箱7中引导至其出口5。
第二汇流箱8与第一汇流箱7相同，且布置在板堆叠20的第二端处。第二汇流箱8因此具有管10，其具有用于在第一流体F1离开板堆叠20时接收第一流体F1的开口。显然，管中的管开口面向位于板堆叠20的第二端处的流收集板50'的流体通路边缘53。管10将第一流体F1输送至出口3。第二汇流箱8的中空空间包括用于第二流体F2的入口4，且对于第二类型的传热板32将第二流体F2引导至分配板60的流体通路边缘64,65。
作为图1-3中所示的汇流箱7,8的备选方案，可使用如图19中所示的汇流箱7',8'。汇流箱7'类似于汇流箱7，但除入口2外，汇流箱7'具有布置成与入口2相对的入口2'，即，在与入口2布置于其中的壁相对的汇流箱的壁中。管9从入口2,2'接收第一流体F1，且将其引导至流体通路边缘53。汇流箱8'与汇流箱7'相同，且因此也类似于汇流箱8。除出口3外，汇流箱8'具有出口3'。管10将第一流体F1输送至出口3,3'。
作为图1-3中所示的汇流箱7,8的另一个备选方案，可使用如图20中所示的汇流箱7'',8''。汇流箱7''类似于汇流箱7'，且除入口2外也具有入口2'，该入口2'布置成与入口2相对。然而，入口2'由盖11封闭，使得管9仅从入口2接收第一流体F1，且将其引导至流体通路边缘53。汇流箱8''与汇流箱7''相同，且因此也类似于汇流箱8'。汇流箱8''除出口3外也具有出口3'。然而，出口3'由盖12封闭，使得管10将第一流体F1仅输送至出口3。
作为图1-3中所示的汇流箱7,8的另一个备选方案，可使用如图21中所示的汇流箱7''',8'''。汇流箱7'''类似于汇流箱7，但代替入口2，汇流箱7'''包括垂直地连接到管9上且延伸穿过汇流箱的中空空间701的入口管2''。汇流箱8'''与汇流箱7'''相同，且因此也类似于汇流箱8。代替出口3，汇流箱8'''包括垂直地连接到管10上且延伸穿过中空空间801的出口管3''。
两种不同类型的分配板50,60中的各个可相应制成一件。然而，它们可由如图所示的两个相应件制成，其通常是彼此的镜像。
进一步参看图15-18，流体分配板50,60且因此还有流体分配板50',60'由于这些可与流体分配板50,60相同，所以可具有与关于图13和14所示的那些不同的其它主要形状。图15示出了与图13和14相同的主要形状691。然而，板可对于流体通路边缘和封闭边缘具有更直的形状691，如图16中所示的那样，或它们可为其中流体通路边缘和封闭边缘具有与弧形的主要形状成组合形式的直线形式的形状693，如图17中所示的那样。在一个特殊实施例中，如图18中所示，形状694仅提供了一个入口边缘和一个封闭边缘，其位于单个末梢的相应侧上。在此情况下，汇流箱应当改变以实现适合的流体分配和流体收集。
从以上描述得出的是，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施例，但本发明不限于此，而是还可体现为以下权利要求中限定的主题的范围内的其它方式。

Claims (15)

1.一种传热板(31)，包括：
基板(40)，其具有第一端部区段(41)、第二端部区段(42)和位于所述端部区段(41,42)之间的传热区段(43)，
流体分配板(50)，其布置在所述基板(40)的第一端部区段(41)上，以用于在所述传热区段(43)上分配流体(F1)，
流体收集板(50')，其布置在所述基板(40)的第二端部区段(42)上，以用于从所述传热区段(43)收集所述流体(F1)，
其中所述流体分配板(50)包括
面向所述基板(40)的传热区段(43)的基缘(51)，
位于离所述基缘(51)一定距离(h1)处的远侧部分(52)，
流体通路边缘(53)，其包括沿从所述基缘(51)朝所述远侧部分(52)的方向(D1)的延伸，
封闭边缘(54)，其包括沿从所述基缘(51)朝所述远侧部分(52)的方向(D1)的延伸，以及
流体分配通道(56)，其从所述流体通路边缘(53)延伸至所述基缘(51)，以用于将所述流体(F1)从所述流体通路边缘(53)引导至所述传热区段(43)，
其中所述流体通路边缘(53)包括相比所述流体通路边缘(53)的第二区段(534)离所述流体分配板(50)的基缘(51)更远的第一区段(531)，且所述第二区段(534)处的流体分配通道(562)相比所述第一区段(531)处的流体分配通道(561)具有关于所述流体分配通道的长度更高的流阻。
2.根据权利要求1所述的传热板(31)，其特征在于，所述第二区段(534)处的流体分配通道(562)相比所述第一区段(531)处的流体分配通道(561)具有较小的平均截面面积，且/或所述第二区段(534)处的流体分配通道(562)包括限制物。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(31)，其特征在于，所述基缘(51)从所述流体分配板(50)的第一基端(511)延伸至第二基端(512)，所述远侧部分(52)如沿垂直于从所述第一基端(511)延伸至所述第二基端(512)的线(L1)的方向(D1)所见位于所述第一基端(511)和第二基端(512)之间。
4.根据权利要求3所述的传热板(31)，其特征在于，从所述第一基端(511)延伸至所述第二基端(512)的所述线(L1)是第一线(L1)，第二线(L2)从所述第一基端(511)延伸至所述远侧部分(52)上的点(521)，且第三线(L3)从所述第二基端(512)延伸至所述远侧部分(52)上的点(521)，所述第一线(L1)、所述第二线(L2)和所述第三线(L3)形成锐角三角形。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(31)，其特征在于，所述流体通路边缘(53)包括凹形形状。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(31)，其特征在于，所述流体分配板(50)的流体通路边缘(53)包括至少一个边缘区段(531)，其从所述流体通路边缘(53)上的第一点(532)延伸至所述流体通路边缘(53)上的第二点(533)，所述第二点(533)定位得比所述第一点(532)更接近所述流体分配板(50)的基缘(51)。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(31)，其特征在于，所述远侧部分(52)是第一远侧部分(52)，且所述封闭边缘(54)是第一封闭边缘(54)，所述流体分配板(50)包括
位于离所述基缘(51)一定距离(h2)处的第二远侧部分(57)，
包括沿从所述基缘(51)朝所述第二远侧部分(57)的方向(D1)的延伸的第二封闭边缘(55)，以及
包括沿从所述第一远侧部分(52)到所述第二远侧部分(57)的方向的延伸的所述流体通路边缘(53)。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(31)，其特征在于，所述第一区段(531)处的流体分配通道(561)比所述第二区段(534)处的流体分配通道(562)更宽。
9.一种包括多个根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的传热板(31-33)的换热器，所述传热板连结到彼此上以形成板堆叠(20)，其具有用于所述传热板(31-33)之间的第一流体(F1)和第二流体(F2)的交错的第一流体通路(21)和第二流体通路(22)，其中
在所述第一流体通路(21)中且在所述板堆叠(20)的第一端处的流体分配板(50)的流体通路边缘(53)对于到所述板堆叠(20)中的所述第一流体(F1)形成流体入口，
在所述第一流体通路(21)中且在所述板堆叠(20)的第二端处的流体收集板(50')的流体通路边缘(53)对于来自所述板堆叠(20)的所述第一流体(F1)形成流体出口，
在所述第二流体通路(22)中且在所述板堆叠(20)的第一端处的流体收集板(60')的流体通路边缘(64,65)对于来自所述板堆叠(20)的所述第二流体(F2)形成流体出口，且
在所述第二流体通路(22)中且在所述板堆叠(20)的第二端处的流体分配板(60)的流体通路边缘(64,65)对于到所述板堆叠(20)中的所述第二流体(F2)形成流体入口。
10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，每隔一个传热板(31)的所述流体分配板(50)包括相应的
-位于离所述流体分配板(50)的基缘(51)相应的距离(h1,h2)处的两个远侧部分(52,57)，
-在所述两个远侧部分之间具有延伸的流体通路边缘(53)，以及
-位于所述流体通路边缘(53)的相应侧处的两个封闭边缘(54,55)，
每隔另一个传热板(32)的所述流体分配板(60)包括相应的
-位于离所述流体分配板(60)的基缘(61)相应的距离(h3,h4)处的两个远侧部分(62,67)，
-在所述两个远侧部分(62,67)之间具有延伸的封闭边缘(63)，以及
-位于所述封闭边缘(63)的相应侧处的两个流体通路边缘(64,65)。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括间隔物(80,90)，其位于所述传热板(31,32,33)之间、沿主板(40)的长形侧(44,45)且沿所述流体分配板(50)的封闭边缘(54,55,63)所处的所述主板(40)的侧部。
12.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于，所述间隔物(80,90)包括接合所述流体分配板(50)的凸片(88,98)。
13.根据权利要求9或权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括覆盖位于所述板堆叠(20)的第一端处的流体分配板(50)和流体收集板(60')的流体通路边缘(53,64,65)的汇流箱(7)。
14.根据权利要求13所述的换热器，其特征在于，所述汇流箱(7)包括用于接收所述第一流体(F1)的管(9)，所述管(9)具有面向位于所述板堆叠(20)的第一端处的流体分配板(50)的流体通路边缘(53)的出口开口(901)。
15.根据权利要求14所述的换热器，其特征在于，所述汇流箱(7)包括所述管(9)布置在其中的中空空间(701)，所述中空空间(701)从所述管(9)的内部密封且面向位于所述板堆叠(20)的第一端处的流体收集板(60')的流体通路边缘(64,65)。
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