CN110530179B - 一种对称鼓泡型板式传热元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对称鼓泡型板式传热元件，包括两个及以上相叠加的换热板片，所述换热板片的两侧均压制有鼓泡型的凸体，凸体与流体主流方向的夹角为45°，换热板片单侧面上相邻凸体对称。相邻换热板片上的凸体相互支撑形成通道，相互接触的凸体垂直。凸体间空隙形成大直通区域流体通道，适合易结垢、粘度系数大、流动压降低的介质，可使用高压水直接重洗通道，简化了物理清洗过程。本发明流动阻力小，整体传热效率更高，整体性能好，具有广阔的应用前景。

Description

一种对称鼓泡型板式传热元件
技术领域
本发明属于换热装置技术领域，具体涉及一种对称鼓泡型板式传热元件。
背景技术
热交换器是开发利用二次能源、实现余热回收和节能减排的主要设备，在石油、化工、电力、制冷、船舶、车辆、供暖等领域中广泛应用。传统的管壳式热交换器由于运行稳定性较好而得到了广泛的应用，但是由于结构限制，管壳式热交换器成本高、重量与体积大，难以用于对重量与体积有要求的应用场合。
与传统管壳式热交换器相比，板式热交换器具有换热效率高、结构紧凑轻巧、占地面积小、使用寿命长等优点，市场占有份额逐渐上升。
工业上常用的板式热交换器，主要由压制有人字形波纹的板片焊接或配合垫片压紧组成。这类板式热交换器通道弯曲狭窄，易结垢、堵塞、物理清洗复杂、流动阻力高等缺点，不适用于高黏、易结垢、含杂质等工质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对称鼓泡型板式传热元件，以解决现有技术中热交换器通道弯曲狭窄，易结垢、堵塞、物理清洗复杂、流动阻力高，不适用于高黏、易结垢、含杂质等工质的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种对称鼓泡型板式传热元件，包括两个及以上相叠加的换热板片，所述换热板片的两侧均压制有鼓泡型的凸体，凸体与流体主流方向的夹角为45°，换热板片单侧面上相邻凸体对称。相邻换热板片上的凸体相互接触、支撑形成板式波纹通道，相互接触的凸体排列方向互相垂直。
进一步的，凸体尺寸相同。
进一步的，凸体长度为10～30mm，凸体宽度为5～20mm，凸体高度为1～5mm。
进一步的，同一换热板片一面上的相邻凸体间距为2～20mm。
进一步的，凸体形状为半椭圆球体，所述凸体与换热板片平直部分圆滑过渡。
进一步的，换热板片由不锈钢、碳素钢、低合金钢、镍及镍合金或钛及钛合金中的一种制成。
进一步的，换热板片为冲压成型。
一种包含有对称鼓泡型板式传热元件的热交换器，包括由两块及以上换热板片堆叠形成的换热芯体、分别位于换热芯体两端的热流体进口段、热流体出口段、冷流体进口段和冷流体出口段。
本发明的有益效果如下：
1、流体冲刷凸体迎风面强化传热，通道中形成反向旋转的纵向涡对，扰动边界层强化传热，能效高，流动传热综合性能好。
2、换热板片通道内流动死区小，流体直通区大，适合易结垢、粘度系数大、流动压降低的介质，可使用高压水直接重洗通道，简化了物理清洗过程。
3、凸体互相支撑，增加了板片间接触点，使板片间距更均匀，增强热交换器耐压能力。
4、凸体与换热板片的圆滑过渡能够有效降低流道尖角和肋片尖角引起的热应力集中现象，避免了应力集中产生的塑性变形，提高使用寿命。
5、换热板片冲压成型，生产效率高，生产成本低，环境友好，节省材料。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明对称鼓泡型板式传热元件的一个换热板片结构示意图；
图2为本发明对称鼓泡型板式传热元件的换热板片叠加示意图；
图3为本发明对称鼓泡型板式传热元件的通道流动截面示意图；
图4为包含本发明对称鼓泡型板式传热元件的换热器结构图；
其中：1换热板片、11凸体、2换热芯体、3热流体进口段、4热流体出口段、5冷流体进口段、6冷流体出口段。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
参见图1和图2，一种对称鼓泡型板式传热元件，包括两个及以上相叠加的换热板片1，所述换热板片1的两侧均压制有鼓泡型的凸体11，凸体与流体主流方向的夹角为45°，换热板片单侧面上相邻凸体对称。相邻换热板片1上的凸体11相互接触、支撑形成板式波纹通道，相互接触的凸体排列方向互相垂直，同一换热板片1一面上的相邻凸体11之间形成流体直通区。。进一步的，所述凸体11尺寸相同。
进一步的，凸体11长度为10～30mm，凸体11宽度为5～20mm，凸体11高度为1～5mm。
进一步的，同一换热板片1一面上的相邻凸体11间距为2～20mm。
进一步的，凸体11形状为半椭圆球体，所述凸体11与换热板片1平直部分圆滑过渡。
进一步的，换热板片1由不锈钢、碳素钢、低合金钢、镍及镍合金或钛及钛合金中的一种制成。
进一步的，换热板片1为冲压成型。
参见图4，一种包含有对称鼓泡型板式传热元件的热交换器，包括由两块及以上换热板片1堆叠形成的换热芯体2、分别位于换热芯体2两端的热流体进口段3、热流体出口段4、冷流体进口段5和冷流体出口段6。
参见图1，换热板片1压制有鼓泡形的凸体11，凸体11尺寸相同，凸体与流体主流方向的夹角为45°，换热板片单侧面上相邻凸体对称。换热板片1堆叠形成波纹通道，根据凸体11与通道的位置，可以将凸体11分为内凸体与外凸体。冷、热流体在波纹通道内逆向流动换热。
参见图2，换热板片1堆叠形成对称鼓泡型板式波纹通道。相邻换热板片1上相互接触的凸体排列方向垂直。凸体扰动流体，产生反向旋转的纵向涡对。凸体间隔区形成流体直通的大通道区域，降低流动阻力，减少积垢，简化清洗过程。
参见图4，本发明的对称鼓泡型板式传热元件可配合冷、热流体进口、出口段组成热交换器。热交换器包括由换热板片1堆叠形成的换热芯体2，分别位于换热芯体2两端的热流体进口段3、热流体出口段4，冷流体进口段5、冷流体出口段6。换热芯体2至少由2块换热板片1堆叠而成。热交换器工作过程为：冷、热流体分别通过各自流体入口进入流体分配区，实现流量均匀分布，之后在换热芯体，即对称鼓泡型换热板片1通道内进行对流换热，最后分别从冷、热流体出口区流出热交换器。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种对称鼓泡型板式传热元件，其特征在于，包括两个及以上相叠加的换热板片，所述换热板片的两侧均压制有鼓泡型的凸体，凸体与流体主流方向的夹角为45°，换热板片单侧面上相邻凸体对称，相邻换热板片上的凸体相互接触、支撑形成板式波纹通道，相互接触的凸体垂直，所述换热板片的两侧凸起呈错位设置；
凸体尺寸相同；
凸体长度为10～30mm，凸体宽度为5～20mm，凸体高度为1～5mm；
同一换热板片一面上的相邻凸体间距为2～20mm；
凸体形状为半椭圆球体，所述凸体与换热板片平直部分圆滑过渡。
2.根据权利要求1所述的对称鼓泡型板式传热元件，其特征在于，换热板片由不锈钢、碳素钢、低合金钢、镍及镍合金或钛及钛合金中的一种制成。
3.根据权利要求1所述的对称鼓泡型板式传热元件，其特征在于，换热板片为冲压成型。
4.一种包含有权利要求1-3任一项所述的对称鼓泡型板式传热元件的热交换器，其特征在于，包括由两块及以上换热板片堆叠形成的换热芯体、分别位于换热芯体两端的热流体进口段、热流体出口段、冷流体进口段和冷流体出口段。
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