CN115628631A - 一种六孔式板式换热器板片 - Google Patents

一种六孔式板式换热器板片 Download PDF

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褚笛轲
刘凯
仓鹏
先川平
朱丕亮
吴奎
田尚雨
王震
赵伟
司苏美
李晓东
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    • F28D9/00—Heat-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
    • F28D9/04—Heat-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 the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开一种六孔式板式换热器板片，属于板式换热器技术领域。所述的六孔式板式换热器板片（1）上设置有六个孔，两个孔径相等的大孔（2）和四个孔径相等的小孔（3）。板片上下各设置梯形定位槽（6）和导流区（5），板片中部为换热区（4）。在上下梯形定位槽和导流区之间板片的对称中线上各设置一个大孔，在每个大孔两侧分别对称设置一个小孔。根据板片密封垫片结构的不同设计，可组成：一面两个大孔联通的流道和另一面四个小孔联通的流道；一个大孔和另一端两个小孔相联通的流道。这种六孔式板式换热器板片结构以及流道设计形式，能够产生对称分布的流场，可避免目前的四孔板式换热器由于流体分布不均对阻力和换热产生的不良影响。

Description

一种六孔式板式换热器板片
技术领域
本发明属于换热器技术领域，尤其涉及板式换热器板片结构的设计。
背景技术
板式换热器广泛应用于航天、石油、军工、制药、机械、船舶、供电供暖等行业和领域。板式换热器的优越性越来越受人们的关注。但是，仍有些关键设计与制造技术问题需要进一步深入研究，如何提高板式换热器的热交换率和降低流体阻力，即提高换热器的综合传热性能因子就是其中之一。
目前，常用的板片结构均为四个角孔式，在板式换热器两端各有两孔，一端的一个孔与另一端的一个孔相连形成流道，再通过与板片组合形成换热腔体。板式换热器的流道分为单边流（相连角孔为同一侧）和对角流（相连角孔为对角），这两种流道都会产生流体分布不均，一般需要使用大的导流角，而导流角增大流体阻力也随之增大，这种情况影响了换热器的换热效率与流动阻力，会减低换热器的综合传热性能因子。
发明内容
本发明为解决当前板式换热器流场分布不均和介质流动阻力大的问题，提出了六孔式板式换热器板片，能使流场分布相对均匀，提高换热器的综合传热性能因子。
本发明采用的技术方案是：
一种六孔式板式换热器板片（如图1所示），在所述板片（1）设有两个直径相等的大孔（2）和四个直径相等的小孔（3）、换热区（4）、导流区（5）和上下定位槽（6）。
所述的大孔（2）分别设置在上下梯形定位槽（6）和导流区（5）之间，孔中心位于板片的对称中线上，每个大孔（2）两侧分别对称设置有一个小孔（3）。
所述的大孔（2）面积为小孔（3）面积的两倍。
所述的板片的中部换热区（4）和上下导流区（5）的结构形式以板片的对称中线两侧对称设计。
所述的六孔式板式换热器板片（1），根据板片密封垫片（7）结构的不同设计，可组成如下两种板片形式：
第一种形式是板片一面两个大孔（2）相连通、其余四个小孔（3）周围都密封（如图2所示），板片的另一面上四个小孔（3）相连通、而两个大孔（2）周围都密封（如图3所示）；
第二种形式是板片一面上的一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图4所示），板片另一面上的另一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图5所示）。
本发明具有的有益效果：
本发明提供的六孔式板式换热器板片，使两块板片之间形成的流场以板片中心线对称，易于使流体分布更加均匀，能较好地克服传统板式换热器板片为使流体分布均匀增大导流角引起的流体阻力增加，不但减小了泵功消耗，而且还可以提高换热器的综合传热性能因子。
附图说明
图1为六孔式板式换热器板片示意图。
图2为大孔与大孔连接的板片与密封垫片结构示意图。
图3为图2板片另一面小孔与小孔连接的板片与密封垫片结构示意图。
图4为大孔与另一端两小孔连接的板片与密封垫片结构示意图。
图5为图4板片另一面另一端大孔与两小孔相连的板片与密封垫片结构示意图。
具体实施方式
传统板片在四个顶角处开设四个孔作为两种介质的进出口，流道分为对角流和单边流，由于流体入口和出口位于板片一侧的角处，为使流场分布均匀，都需要有较大的导流角，但，这样流体流经导流区时阻力较大。
下面结合附图1、图2、图3、图4和图5，对本发明的技术具体实施方案进行描述，使本发明的原理和益处更易理解。
本发明提供的六孔式板式换热器板片，如图1所示，所述的六孔式板式换热器板片（1）上设置有两个孔径相等的大孔（2）和四个孔径相等的小孔（3）。板片中部为换热区（4）、导流区（5），板片上下设置有梯形定位槽（6）。两个大孔分别设置在上下梯形定位槽（6）和导流区（5）之间，且孔中心在板片（1）对称中线上，在每个大孔（2）两侧分别对称设置有一个小孔（3）。
所述的六孔式板式换热器板片，大孔（2）的面积是小孔（3）面积的两倍。
所述的板片的中部换热区（4）和上下导流区（5）的结构形式以板片的对称中线两侧对称设计。
所述的六孔式板式换热器板片，根据板片密封垫片（7）结构的不同设计，可组成如下两种板片形式：
第一种形式是板片一面两个大孔（2）相连通、其余四个小孔（3）周围都密封（如图2所示），板片的另一面上四个小孔（3）相连通、而两个大孔（2）周围都密封（如图3所示）；
第二种形式是板片一面上的一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图4所示），板片另一面上的另一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图5所示）。
当按照第一种形式板片制作板式换热器时，上下两个大孔（2）相连通形成一相流体（热或冷）回路，而上端两小孔和下端两小孔各合并为一路，上下两路连通后形成另一相流体（冷或热）回路。这样就保证了板式换热器板片（1）两侧为不同相的流体。由于所述的板片结构形式是以板片中心线对称的，两块板片之间形成的流场也将是以板片中心线对称的，这样易于流场均匀而不需要较大的导向角，有利于减小流动阻力，从而提高换热器的综合传热性能因子。
同理，当按照第二种形式板片制作板式换热器时，板片上一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通形成一相流体（热或冷）回路，而板片另一面上的另一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通形成另一相流体（冷或热）回路。这样就保证了板式换热器板片（1）两侧为不同相的流体。由于大孔的面积是小孔的面积的两倍，因此，可保证板片进口和出口的流体流量相同。所述的板片结构形式是以板片中心线对称的，两块板片之间形成的流场也是以板片中心线对称的，这样易于流场均匀而不需要较大的导向角，有利于减小流动阻力，从而提高换热器的综合传热性能因子。
可见，由本发明提供的六孔式板式换热器板片制作的板式换热器，两块板片之间形成的流场也是以板片中心线对称的，易于流场均匀而不需要较大的导向角，有利于减小流动阻力，从而提高换热器的综合传热性能因子。

Claims (4)

1.一种六孔式板式换热器板片，如图1所示，其特征在于，所述的六孔式板式换热器板片（1）上设置有两个孔径相等的大孔（2）和四个孔径相等的小孔（3）；片上下设置有梯形定位槽（6）和导流区（5），板片中部为换热区（4）；两个大孔分别设置在上下梯形定位槽（6）和导流区（5）之间，且孔中心在板片对称中线上；在每个大孔（2）两侧分别对称设置有一个小孔（3）。
2.根据权利要求1所述的六孔式板式换热器板片，其特征在于，大孔（2）面积是小孔（3）面积的两倍。
3.根据权利要求1所述的六孔式板式换热器板片，其特征在于，板片的中部换热区（4）和上下导流区（5）的结构形式以板片的对称中线两侧对称设计。
4.根据权利要求1所述的六孔式板式换热器板片，其特征在于，根据板片密封垫片（7）结构的不同设计，可组成两种板片形式：第一种形式是板片一面两个大孔（2）相连通、其余四个小孔（3）周围都密封（如图2所示），板片的另一面上四个小孔（3）相连通、而两个大孔（2）周围都密封（如图3所示）；第二种形式是板片一面上的一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图4所示），板片另一面上的另一个大孔（2）和另一端两个小孔（3）相连通、其余三个孔周围都密封（如图5所示）。
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CN116642353A (zh) * 2023-07-24 2023-08-25 中国核动力研究设计院 一种集流结构、换热芯体和换热器

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