CN116670460B - 传热板 - Google Patents

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Abstract

提供了一种传热板(2a、2d)。其包括上端部部分(8)、中心部分(24)和下端部部分(16)。上端部部分(8)沿上边界线(30)毗邻中心部分(24)，并且包括第一端口孔(10)和第二端口孔(12)以及提供有上分配图案的上分配区域(14)。上分配图案包括上分配脊(50u)和上分配谷(52u)。上分配脊(50u)沿从上边界线(30)朝向第一端口孔(10)延伸的多条分开的假想上脊线(54u)纵向延伸。上分配谷(52u)沿从上边界线(30)朝向第二端口孔(12)延伸的多条分开的假想上谷线(56u)纵向延伸。假想上脊线(54u)在多个上交叉点(55)中与假想上谷线(56u)交叉。传热板(2a、2d)在多个上交叉点(55)中，在假想第一中间平面(41)中延伸。传热板的特征在于，其在布置在纵向中心轴线(L)的一侧上的上交叉点(55)中的一定数目的第一上交叉点(55c)中，在第一中间平面(41)上方延伸，在布置在纵向中心轴线(L)的另一侧上的上交叉点(55)中的一定数目的第二上交叉点(55b)中，在第一中间平面(41)下方延伸。

Description

传热板
技术领域
本发明涉及一种传热板及其设计。
背景技术
板式热交换器(PHE)通常由两个端部板构成，在两个端部板之间以堆叠或组对准的形式布置了一定数目的传热板。PHE的传热板可为相同类型或不同类型，并且它们可以以不同方式堆叠。在一些PHE中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的后侧和前侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“旋转”的传热板。在其它PHE中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的前侧和后侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“翻转”的传热板。
在一种类型的公知的PHE(即所谓的垫片式PHE)中，垫片布置在传热板之间。端部板并且因此传热板由一些种类的紧固方式压向彼此，由此垫片密封在传热板之间。并流通路形成在传热板之间，每对邻近传热板之间有一个通路。通过入口/出口供给入/离开PHE的初始温度不同的两种流体可交替流过每隔一个通路，以用于将热从一种流体传递到另一种流体，该流体通过与PHE的入口/出口连通的传热板中的入口/出口端口孔进入/离开通路。
通常，传热板包括两个端部部分和一个中间传热部分。端部部分包括入口端口孔和出口端口孔，以及分配区域，该分配区域压有脊和谷的分配图案。类似地，传热部分包括压有脊和谷的传热图案的传热区域。传热板的分配图案和传热图案的脊和谷布置成在接触区域中接触板式热交换器中的邻近传热板的分配图案和传热图案的脊和谷。传热板的分配区域的主要任务在于在流体到达传热区域之前将进入通路的流体扩散跨过传热板的宽度，并且在流体穿过传热区域之后收集流体并且将其引导出通路。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。分配图案可使得其提供相对弱的流动阻力和低压降，这通常与在邻近传热板之间提供相对少但大的细长接触区域的更“开放”的图案设计相关联。传热图案可使得其提供相对强的流动阻力和高压降，这通常与在邻近传热板之间提供更多但更小的点状接触区域的更“密集”的图案设计相关联。
常规分配图案通常限定跨过传热板的分配区域的流动通道，流体在穿过分配区域时应当在该通道中流动。板式热交换器中的两个邻近传热板的两个相对的流动通道形成流道。流体跨过板的相对均匀的扩散对于板的高传热能力是必不可少的。均匀的流体扩散通常需要基本上相同量的流体供给通过流动通道中的各个。然而，流动通道一般为不同的长度，并且由于流体在穿过分配区域时通常力图采取最短路径，故流动通道之间可能存在流体泄漏，导致跨过板的不均匀流体扩散。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种至少部分地解决现有技术的以上论述的问题的传热板。本发明的基本构想是在传热板的分配区域最易于在流动通道之间流体泄漏之处，局部地调整分配区域的设计以降低流体泄漏的风险，并且从而降低跨过板的不均匀流体扩散的风险。用于实现以上目的的传热板(其在本文中也简称为“板”)在所附权利要求书中限定，并且在以下论述。
根据本发明的传热板包括沿传热板的纵向中心轴线连续布置的上端部部分、中心部分和下端部部分。上端部部分包括第一端口孔和第二端口孔以及提供有上分配图案的上分配区域。下端部部分包括第三端口孔和第四端口孔以及提供有下分配图案的下分配区域。中心部分包括传热区域，该传热区域提供有不同于上分配图案和下分配图案的传热图案。上端部部分沿上边界线毗邻中心部分，并且下端部部分沿下边界线毗邻中心部分。上分配图案包括上分配脊和上分配谷，它们可为细长的。上分配脊的相应顶部部分在假想上平面中延伸，并且上分配谷的相应底部部分在假想下平面中延伸。上平面和下平面沿厚度方向限定传热板在上分配区域内的极限延伸。上分配脊沿从上边界线朝向第一端口孔延伸的多条分开的假想上脊线纵向延伸。上分配谷沿从上边界线朝向第二端口孔延伸的多条分开的假想上谷线纵向延伸。假想上脊线在多个上交叉点中与假想上谷线交叉。传热板在多个上交叉点中，在上平面与下平面之间延伸的假想第一中间平面中延伸。传热板的特征在于，传热板在布置在纵向中心轴线的一侧上的上交叉点中的一定数目的第一上交叉点中，在第一中间平面上方延伸。此外，传热板在布置在纵向中心轴线的另一侧上的上交叉点中的一定数目的第二上交叉点中，在第一中间平面下方延伸。
在本文中，“极限延伸”意指某物或更具体是某物的中心不延伸超过其的延伸。上平面和下平面可以是也可以不是整个传热板的极限平面。
第一上交叉点的数目≥1，并且第二上交叉点的数目≥1。第一上交叉点的数目和第二上交叉点的数目可相同，也可不同。
在本文中，如果没有另外说明，则传热板的脊和谷是在观察传热板的前侧时的脊和谷。自然地，在从板的前侧看时的脊是在从板的相对的后侧看时的谷，且在从板的前侧看时的谷是在从板的后侧看时的脊，并且反之亦然。
在全文中，当提及例如从某物朝向“另一物”延伸的线时，该线不必直地延伸，而是可倾斜地或弯曲地朝向“另一物”延伸。
在本文中，由多个意指多于一个。
上平面和下平面可平行于彼此。此外，第一中间平面可平行于上平面和下平面中的一者或两者。
上脊线限定通过传热板的前侧上的上分配区域的流动通道，而上谷线限定通过传热板的相对后侧上的上分配区域的流动通道。如以上论述的，跨过传热板的适当流体分配通常需要通过流动通道的基本相等的流体流。然而，流动通道之间的泄漏可能阻止这一点。根据本发明，传热板的延伸可在沿同一条假想上脊线布置的上分配脊中的邻近上分配脊之间局部升高，并且在沿同一条假想上谷线布置的上分配谷中的邻近上分配谷之间局部降低，以局部“封闭”对应的流动通道。由此，可减少或防止邻近流动通道之间的泄漏。通过将第一交叉点和第二交叉点布置在纵向中心轴线的不同侧上，可在传热板的前侧以及后侧上最需要之处(即最可能发生泄漏之处)实现局部“封闭”。而且，可在传热板的前侧与后侧上实现均匀流动。此外，此构造可使根据本发明设计的板组能够相对于彼此“翻转”以及“旋转”。
传热板可设计成使得所述第一交叉点与第二端口孔布置在纵向中心轴线的相同侧上，并且第二交叉点与第一端口孔布置在纵向中心轴线的相同侧上。通过该设计，可在传热板的前侧以及后侧上最需要之处(即最可能发生泄漏之处)实现局部“封闭”。
传热板可在所述第一上交叉点中，在上平面中延伸，并且在所述第二上交叉点中，在下平面中延伸。此设计实现流动通道的完全或最大的“封闭”，这可使流动通道之间的泄漏最小化。
所述第一上交叉点中的至少一个可沿上脊线中的第二顶部上脊线布置，该第二顶部上脊线布置成上脊线中离第二端口孔第二近。第二顶部上脊线通常是最可能沿其发生流体泄漏的上脊线中的一条。
传热板可设计成使得与沿其它上脊线中的任何相比，所述第一上交叉点中的更多第一上交叉点沿第二顶部上脊线布置。换句话说，根据该实施例，第二顶部上脊线是沿其布置最大数目的第一上交叉点的上脊线。第二顶部上脊线通常是上脊线中第二长的上脊线。
第一上交叉点可沿布置在上脊线中的第一顶部上脊线的内侧上的上脊线中的第x≥1长的上脊线布置，该第一顶部上脊线布置成上脊线中离第二端口孔最近。此外，所述第一上交叉点中的至少一个可沿上脊线中的所述第x长的上脊线中的各条上脊线布置。如以上所述，上脊线中的第二长的上脊线通常是第二顶部上脊线。根据该实施例，第一上交叉点沿布置在第一顶部上脊线的内侧上的第x长的连续上脊线(通常包括第二顶部上脊线)布置。如前所论述，流体泄漏最可能从较长的流动通道发生，即沿较长的上脊线发生。然而，流体泄漏一般不沿第一顶部上脊线发生，因为诸如垫片的密封件通常提供在第一顶部上脊线的外侧上。
传热板可设计成使得第一上交叉点的密度在从第二端口孔朝向上边界线的方向上增加。根据该实施例，与更远离上边界线相比，第一上交叉点更接近上边界线而更密集地布置，这可能是有益的，因为流动通道之间的泄漏更可能发生在流动通道的端部处，即接近上边界线。
沿同一条上脊线的第一上交叉点可为布置成离上边界线最近的上交叉点。此设计可最小化流动通道之间的泄漏，因为如以上所述，泄漏更可能发生在流动通道的端部处，即接近上边界线。
传热板可构造成使得所述第二上交叉点中的至少一个是第一上交叉点中的相应第一上交叉点的平行于传热板的纵向中心轴线的镜像。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化。
第一上交叉点和第二上交叉点一起可为上交叉点中的少数。由此，流动通道可仅在需要之处封闭，使得可实现跨过板的优化流动分配。
传热板可使得假想上脊线和假想上谷线在上分配区域内形成网格。限定网格的各个网孔的上分配谷和上分配脊可包围区域，传热板可在该区域内在假想第二中间平面中延伸，该假想第二中间平面在假想上平面与假想下平面之间延伸。因此，上分配图案可为所谓的巧克力图案，其通常与跨过传热板的有效流动分配相关联。假想第二中间平面可平行于假想上平面和假想下平面。此外，假想第二中间平面可与或可不与假想第一中间平面重合。网孔可为开放的或封闭的。
多个上分配脊可沿至少多条假想上脊线中的各条上脊线布置。此外，多个上分配谷可沿至少多条假想上谷线中的各条上谷线布置。由此，多个上交叉点可沿至少多条假想上脊线和假想上谷线布置。这可便于在传热板的前侧和后侧上形成类似的通道。
基于根据本发明的传热板的一个实施例，第一端口孔和第三端口孔布置在传热板的纵向中心轴线的同一侧处。此外，下分配图案包括下分配脊和下分配谷，它们可为细长的。下分配脊沿从下边界线朝向第三端口孔和第四端口孔中的一个延伸的多条分开的假想下脊线纵向延伸。下分配谷沿从下边界线朝向第三端口孔和第四端口孔中的另一个延伸的多条分开的假想下谷线纵向延伸。假想下脊线在多个下交叉点中与假想下谷线交叉。传热板在下交叉点中的一定数目的第一下交叉点中，在第一中间平面上方延伸，并且传热板在下交叉点中的一定数目的第二下交叉点中，在第一中间平面下方延伸。第一下交叉点和第二下交叉点中的至少一个是上交叉点中的相应上交叉点的平行于传热板的横向中心轴线的镜像。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化。
参考以上实施例，第三端口孔和第四端口孔中的所述一个可为第三端口孔，并且第三端口孔和第四端口孔中的所述另一个可为第四端口孔。由此，假想下脊线可从下边界线朝向第三端口孔延伸，而假想下谷线可从下边界线朝向第四端口孔延伸。此外，所述第一下交叉点可布置在纵向中心轴线的所述一侧上，而所述第二下交叉点可布置在纵向中心轴线的所述另一侧上。第一下交叉点中的至少大多数可为第一上交叉点中的相应第一上交叉点的平行于传热板的横向中心轴线的镜像。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化，该板是所谓的并流类型的。并流式热交换器可仅包括一种板类型。
备选地，第三端口孔和第四端口孔中的所述一个可为第四端口孔，并且第三端口孔和第四端口孔中的所述另一个可为第三端口孔。由此，假想下脊线可从下边界线朝向第四端口孔延伸，而假想下谷线可从下边界线朝向第三端口孔延伸。此外，所述第二下交叉点可布置在纵向中心轴线的所述一侧上，而所述第一下交叉点可布置在纵向中心轴线的所述另一侧上。第二下交叉点中的至少大多数可为第一上交叉点中的相应第一上交叉点的平行于传热板的横向中心轴线的镜像。此实施例可实现在包括根据本发明的传热板的板组中的邻近板之间的邻接方面的优化，该板是所谓的斜流类型的。斜流式热交换器通常可包括多于一种板类型。
传热板可设计成使得布置成离第二端口孔最近的多条假想上脊线沿其延伸的至少一部分弯曲，以便在从第二端口孔看时向外凸出。这可有助于跨过传热板的有效流动分配。
上边界线和下边界线可为非直的，即不垂直于传热板的纵向中心轴线延伸。由此，与如果上边界线和下边界线替代地为直的情况相比，可增加传热板的弯曲强度，在此情况下，上边界线和下边界线可用作传热板的弯曲线。例如，上边界线和下边界线可为弯曲的或拱形的或凹形的，以便在从传热区域看时向内凸出。此弯曲的上边界线和下边界线比对应的直的上边界线和下边界线更长，这导致分配区域的更大的“出口”和更大的“入口”。继而，这可能有助于跨过传热板的有效流动分配。
应该强调的是，当传热板与操作中的板式热交换器的板组中的其它适当构造的传热板(尤其是根据本发明的其它传热板)组合时，本发明的传热板的以上论述特征中的大多数(如果不是全部)的优点出现。
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以及附图清楚。
附图说明
现在将参考所附示意图来更详细地描述本发明，在附图中
图1示意性地示出了传热板的平面视图，
图2示出了在从板组的外侧看时板组中的邻近传热板的邻接外边缘，
图3a包含图1中所示的传热板的上分配区域的放大图，
图3b包含图1中所示的传热板的下分配区域的放大图，以及
图4a-h示意性地示出了通过图1中所示的传热板的上分配区域和下分配区域的截面。
应该说，除了图2之外，以上提到的所有图都示出了用于压根据本发明的传热板的工具，且不是传热板本身。因此，这些图可能无法始终如一地以100％的准确度示出传热板。
具体实施方式
图1示出了如通过引言所描述的带垫片的板式热交换器的传热板2a。未完整示出的带垫片的PHE包括像传热板2a的一组传热板2，即由垫片分开的一组类似的传热板，这些垫片也类似并且未示出。参考图2，在板组中，板2a的前侧4(在图1中示出)面对邻近的板2b，而板2a的后侧6(在图1中不可见但在图2中指示)面对另一个邻近的板2c。
参考图1，传热板2a是基本上矩形的不锈钢板。其包括上端部部分8，该上端部部分继而又包括第一端口孔10、第二端口孔12和上分配区域14。板2a进一步包括下端部部分16，该下端部部分继而又包括第三端口孔18、第四端口孔20和下分配区域22。在图1中，端口孔10、12、18和20示为未切割或封闭的。下端部部分16是上端部部分8的平行于传热板2a的横向中心轴线T的镜像。板2a进一步包括中心部分24和外边缘部分28，该中心部分24继而又包括传热区域26，外边缘部分28围绕上端部部分8和下端部部分16以及中心部分24延伸。上端部部分8沿上边界线30毗邻中心部分24，而下端部部分16沿下边界线32毗邻中心部分24。上边界线30和下边界线32呈拱形，以便朝向彼此凸出。如从图1清楚，上端部部分8、中心部分24和下端部部分16沿板2a的纵向中心轴线L连续布置，该纵向中心轴线垂直于板2a的横向中心轴线T延伸。如从图1还清楚，第一端口孔10和第三端口孔18布置在纵向中心轴线L的同一侧上，而第二端口孔12和第四端口孔20布置在纵向中心轴线L的同一另一侧上。而且，传热板2a包括在从前侧4看时的前垫片凹槽34和在从后侧6看时的后垫片凹槽(未示出)。前垫片凹槽和后垫片凹槽与彼此部分地对准，并且布置成接收相应的垫片。
传热板2a以常规方式压在压工具中以给有期望的结构，更具体地，在传热板的不同部分内的不同波纹图案。如通过引言所论述的，波纹图案针对相应板部分的特定功能而优化。因此，上分配区域14提供有所谓巧克力类型的上分配图案，下分配区域22提供有所谓巧克力类型的下分配图案，并且传热区域26提供有传热图案。此外，外边缘部分28包括使外边缘部分更硬并且因此使传热板2a更抗变形的波纹36。此外，波纹36形成支承结构，因为它们布置成邻接PHE的板组中的邻近传热板的波纹。还再次参考示出了传热板2a与板组的两个邻近传热板2b和2c之间的周边接触的图2，波纹36在平行于图1的图平面的假想上平面38和假想下平面40之间和之中延伸。上平面38和下平面40沿厚度方向t限定整个板2a的极限延伸。假想中心延伸平面42在上平面38与下平面40之间的中途延伸。此处，前垫片凹槽34和后垫片凹槽的相应底部在中心延伸平面42中延伸，但在备选实施例中不一定是此情况。
参考图1和图2，传热图案是所谓的人字型，并且包括沿纵向中心轴线L交替布置并且在上平面38和下平面40之间和之中延伸的V形传热脊44和传热谷46。传热脊44和传热谷46相对于中心延伸平面42对称。因此，在传热区域26内，由板2a和上平面38包围的容积基本上类似于由板2a和下平面40包围的容积。在备选实施例中，传热脊44和传热谷46可替代地相对于中心延伸平面42不对称，以便提供与由板2a和下平面40包围的容积不同的由板2a和上平面38包围的容积。
参考示出了板2a的部分的放大图的图3a和图3b，上分配区域14和下分配区域22各自包括相应的中心部分14a和22a，以及布置在中心部分14a和22a的相对侧上的两个边缘部分14b&c和22b&c。边缘部分14b和22b布置在板2a的纵向中心轴线L的同一侧上，而边缘部分14c和22c布置在板2a的纵向中心轴线L的同一侧上。中心部分与边缘部分之间的边界由图3a和图3b中的虚线58示出。此外，上分配区域14和下分配区域22内的上分配图案和下分配图案各自包括相应的细长的上分配脊50u和下分配脊50l，以及相应的细长的上分配脊52u和下分配谷52l。上分配脊50u和下分配脊50l分成各自包含多个(即两个或更多个)上分配脊50u或下分配脊50l的组。每组的上分配脊50u和下分配脊50l分别沿数条分开的假想上脊线54u和假想下脊线54l中的一条纵向延伸地布置，图3a和图3b中用虚线仅示出了其中的几条。类似地，上分配谷52u和下分配谷52l分成多组。每组的上分配谷52u和下分配谷52l分别沿数条分开的假想的上谷线56u和下谷线56l中的一条纵向延伸地布置，图3a和图3b中用虚线仅示出了其中的几条。如图3a中所示，在上分配区域14中，假想上脊线54u从上边界线30朝向第一端口孔10延伸，而假想上谷线56u从上边界线30朝向第二端口孔12延伸。类似地，如图3b中所示，在下分配区域22中，假想下脊线54l从下边界线32朝向第三端口孔18延伸，而假想下谷线56l从下边界线32朝向第四端口孔20延伸。
假想上脊线54u和假想上谷线56u在多个上交叉点55中彼此交叉以在上分配区域14内形成假想网格。上分配区域14的中心部分14a和两个边缘部分14b&c内的上交叉点55分别表示为55a、55b和55c。“第一上交叉点”对应于上分配区域14的边缘部分14c的上交叉点55c，并且“第二上交叉点”对应于上分配区域14的边缘部分14b的上交叉点55b。类似地，假想下脊线54l和假想下谷线56l在多个下交叉点57中彼此交叉以在下分配区域22内形成假想网格。下分配区域的中心部分22a和两个边缘部分22b&c内的下交叉点57分别表示为57a、57b和57c。“第一下交叉点”对应于下分配区域22的边缘部分22c的下交叉点57c，并且“第二下交叉点”对应于下分配区域22的边缘部分22b的下交叉点57b。限定网格的各个网孔的上分配脊50u和下分配脊50l和上分配谷52u和下分配谷52l包围相应区域62(图1)。沿上边界线30和下边界线32的网孔是开放的，而其余的网孔是封闭的。
图4a-4h示意性地示出了上分配区域14和下分配区域22的截面。参考图3a和图3b，图4a示出了假想上谷线56u中的两条邻近上谷线之间或假想下谷线56l中的两条邻近下谷线之间的板的截面，而图4b示出了假想上脊线54u中的两条邻近上脊线之间或假想下脊线54l中的两条邻近下脊线之间的板的截面。此外，图4c示出了沿上分配区域14的中心部分14a内的假想上脊线54u中的一条或沿下分配区域22的中心部分22a内的假想下脊线54l中的一条的板的截面。图4d示出了沿上分配区域14的中心部分14a内的假想上谷线56u中的一条或沿下分配区域22的中心部分22a内的假想下谷线56l中的一条的板的截面。图4e示出了沿上分配区域14的边缘部分14b内的假想上脊线54u中的一条或沿下分配区域22的边缘部分22b内的假想下脊线54l中的一条的板的截面。图4f示出了沿上分配区域14的边缘部分14b内的假想上谷线56u中的一条或沿下分配区域22的边缘部分22b内的假想下谷线56l中的一条的板的截面。图4g示出了沿上分配区域14的边缘部分14c内的假想上脊线54u中的一条或沿下分配区域22的边缘部分22c内的假想下脊线54l中的一条的板的截面。图4h示出了沿上分配区域14的边缘部分14c内的假想上谷线56u中的一条或沿下分配区域22的边缘部分22c内的假想下谷线56l中的一条的板的截面。
参考图4a-4h，上分配脊50u和下分配脊50l的相应顶部部分50ut和50lt在上平面38中延伸，并且上分配谷52u和下分配谷52l的相应底部部分52ub和52lb在下平面40中延伸。在区域62内，传热板2a在假想第二中间平面63中延伸。分别在上分配区域14和下分配区域22的中心部分14a和22a内，在上分配脊50u或下分配脊50l或上分配谷52u或下分配谷52l中的邻近两者之间，即在上交叉点55a和下交叉点57a中，传热板2a在假想第一中间平面41中延伸。此处，假想第一中间平面41和假想第二中间平面63与中心延伸平面42重合。在备选实施例中，第一中间平面41和第二中间平面63可替代地从中心延伸平面42移位。分别在上分配区域14和下分配区域22的边缘部分14c和22c内，上分配脊50u或下分配脊50l(图4g)或上分配谷52u或下分配谷52l(图4h)中的邻近两者之间，即在上交叉点55c和下交叉点57c中，传热板2a在假想上平面38中延伸。分别在上分配区域14和下分配区域22的边缘部分14b和22b内，在上分配脊50u或下分配脊50l(图4e)或上分配谷52u或下分配谷52l(图4f)中的邻近两者之间，即在上交叉点55b和下交叉点57b中，传热板2a在假想下平面40中延伸。
因此，在上交叉点55和下交叉点57中的大多数中，传热板在中心延伸平面42中延伸。然而，在上交叉点和下交叉点中的一些中，此处是上分配区域14的边缘部分14c内的三个上交叉点55c和下分配区域22的边缘部分22c内的三个下交叉点57c，传热板替代地在上平面38中延伸。此外，在上交叉点和下交叉点中的一些中，此处是上分配区域14的边缘部分14b内的三个上交叉点55b和下分配区域22的边缘部分22b内的三个下交叉点57b，传热板替代地在下平面40中延伸。部分地封闭的流动通道从而限定在上分配区域14和下分配区域22中。
假想上脊线54u中最长的假想上脊线54u(其是上脊线54u中布置成离第二端口孔12最近的假想上脊线)在下文中称为第一顶部上脊线54TR1。类似地，假想上脊线54u中的第二长的假想上脊线54u(其是上脊线54u中布置成离第二端口孔12第二近的假想上脊线)在下文中称为第二顶部上脊线54TR2。此外，假想上脊线54u中的第三长的假想上脊线54u(其是上脊线54u中布置成离第二端口孔12第三近的假想上脊线)在下文中称为第三顶部上脊线。沿第二顶部上脊线54TR2布置成离上边界线30最近的两个上交叉点55是上交叉点55c。而且，沿第三顶部上脊线布置成离上边界线30最近的上交叉点55是上交叉点55c。因此，上交叉点55c接近上边界线30聚集。
布置在传热板的纵向中心轴线L的一侧上的上交叉点是布置在纵向中心轴线L的另一侧上的上交叉点的平行于纵向中心轴线L的镜像。此外，三个第二上交叉点55b中的各个是三个第一上交叉点55c中的相应第一上交叉点的平行于纵向中心轴线L的镜像。因此，对应于以上段落的段落在适当变化的情况下也适用于上交叉点55b。
如以上所述，下端部部分16是上端部部分8的平行于传热板2a的横向中心轴线T的镜像。因此，对应于以上三个段落的段落在适当变化的情况下也适用于下端部部分16，并且尤其是下分配区域22。
如前所述，在板组中，板2a布置在板2b和2c之间。板2b和2c可相对于板2a“翻转”或“旋转”布置。
如果板2b和2c相对于板2a“翻转”布置，则板2a的前侧4和后侧6分别面对板2b的前侧4和板2c的后侧6。这意味着板2a的脊将邻接板2b的脊，而板2a的谷将邻接板2c的谷。更具体地，板2a的传热脊44和传热谷46将在点状接触区域中分别邻接板2b的传热脊44和板2c的传热谷46。此外，板2a的上分配脊50u和下分配脊50l将在细长接触区域中分别邻接板2b的下分配脊50l和上分配脊50u，而板2a的上分配谷52u和下分配谷52l将在细长接触区域中分别邻接板2c的下分配谷52l和上分配谷52u。板2a尤其将在其上交叉点55c和其下交叉点57c中分别与板2b在其下交叉点57c和其上交叉点55c中对准并且邻接。此外，板2a将在其上交叉点55b和其下交叉点57b中分别与板2c在其下交叉点57b和其上交叉点55b中对准并且邻接。
因此，板的流动或分配通道将对准以便在板的分配区域之间形成分配流道。最长的分配流道将接近上边界线和下边界线封闭，以便防止流道之间的泄漏，这将改进跨过板的流动分配。
如果板2b和2c相对于板2a“旋转”布置，则板2a的前侧4和后侧6分别面对板2b的后侧6和板2c的前侧4。这意味着板2a的脊将邻接板2b的谷，而板2a的谷将邻接板2c的脊。更具体地，板2a的传热脊44和传热谷46将在点状接触区域中分别邻接板2b的传热谷46和板2c的传热脊44。此外，板2a的上分配脊50u和下分配脊50l将在细长接触区域中分别邻接板2b的下分配谷52l和上分配谷52u，而板2a的上分配谷52u和下分配谷52l将在细长接触区域中分别邻接板2c的下分配脊50l和上分配脊50u。板2a尤其将在其上交叉点55c和其下交叉点57c中分别与板2b在其下交叉点57b和其上交叉点55b中对准并且邻接。此外，板2a将在其上交叉点55b和其下交叉点57b中分别与板2c在其下交叉点57c和其上交叉点55c中对准并且邻接。
图1和图3a-3b中所示的以上描述的传热板2a为并流类型的，这意味着用于第一流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的一侧上，而用于第二流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的另一侧上。在并流类型的板的板组中，所有板可类似但不一定类似。根据本发明的备选实施例，传热板为斜流类型的，这意味着用于第一流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的相对侧上，并且用于第二流体的入口端口孔和出口端口孔布置在传热板的纵向中心轴线L的相对侧上。斜流类型的板的板组通常包括至少两种不同类型的板。
在斜流类型的板上，下端部部分通常不是上端部部分的平行于板的横向中心轴线的镜像。替代地，上分配图案和下分配图案可具有类似的设计。根据本发明的一个实施例的斜流类型的传热板2d(在图2中示意性地示出)除了在下分配区域22方面之外如以上描述的设计。更具体地，在下分配区域22中，假想下脊线54l从下边界线32朝向第四端口孔20延伸，而假想下谷线56l从下边界线32朝向第三端口孔18延伸。下分配区域22的边缘部分22b与上分配区域14的边缘部分14c布置在板2d的纵向中心轴线L的同一侧上，而下分配区域22的边缘部分22c与上分配区域14的边缘部分14b布置在板2d的纵向中心轴线L的同一侧上。此外，其中传热板2d在下平面40中延伸的三个下交叉点57b与三个上交叉点55c布置在纵向中心轴线L的同一侧上，而其中传热板在上平面38中延伸的三个下交叉点57c与三个上交叉点55b布置在纵向中心轴线L的同一侧上。更具体地，下交叉点57b中的各个是第一上交叉点55c中的相应第一上交叉点的平行于传热板2d的横向中心轴线T的镜像，而下交叉点57c中的各个是第一上交叉点55b中的相应第一上交叉点的平行于传热板2d的横向中心轴线T的镜像。在其它方面，板2d的下分配区域22设计成像板2a的下分配区域22。
在斜流类型的板的板组中，板2d布置在板2b和2c之间。除了上分配区域和下分配区域内之外，相同类型的板2b和2c设计成像板2d。更具体地，板2b和2c的上分配区域和下分配区域是板2d的上分配区域和下分配区域的平行于板的纵向中心轴线的镜像。板2b和2c可相对于板2d“翻转”或“旋转”布置，以便实现以上描述的相互板邻接。
本发明的以上描述的实施例仅应当看作是示例。本领域中的技术人员认识到论述的实施例可以以一定数目的方式改变，而不脱离本发明的构想。
在以上描述的实施例中，传热板在上交叉点55c和下交叉点57c中在假想上平面38中延伸，并且在上交叉点55b和下交叉点57b中在假想下平面40中延伸。在备选实施例中，传热板可替代地在上交叉点55c和下交叉点57c中在布置在中心延伸平面42与上平面38之间的假想平面中延伸，并且在上交叉点55b和下交叉点57b中在布置在中心延伸平面42与下平面40之间的假想平面中延伸。由此，将形成部分地封闭的流动通道。
在以上描述的实施例中，上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c各有三个。在备选实施例中，上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c中的一者或多者可多于或少于三个。
在以上描述的实施例中，每组上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c沿假想上脊线或假想下脊线或假想上谷线或假想下谷线中的两条相应邻近的线布置。在备选实施例中，每组上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c可替代地沿假想上脊线或假想下脊线或假想上谷线或假想下谷线中的相应单条线或沿多于两条相应邻近的线布置。备选地，每组上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c可沿假想上脊线或假想下脊线或假想上谷线和假想下谷线中的两条或更多条相应的不邻近的线布置。
此外，上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c不一定沿假想脊线和假想谷线中的第二长、第三长等的线布置，而是可替代地沿假想脊线和假想谷线中的较短的线布置。而且，上交叉点和下交叉点55b、55c、57b和57c不一定是布置成离上边界线和下边界线最近的上交叉点和下交叉点，而是可为布置成更远离上边界线和下边界线的上交叉点和下交叉点。
例如，传热区域可包括除以上描述的传热图案以外的其它传热图案。此外，上分配图案和下分配图案不一定是巧克力类型的，而是可为其它设计。
分配脊和分配谷中的一些或全部不一定如图中所示设计，而是可具有其它设计。
图中所示的板设计成使得较长的假想上脊线和假想下脊线和假想上谷线和假想下谷线是部分地弯曲的，而较短的假想上脊线和假想下脊线和假想上谷线和假想下谷线是直的。这不一定是此情况。替代地，假想上脊线和假想下脊线和假想上谷线和假想下谷线所有都可为直的，或所有都可为(可能部分地)弯曲的。此外，上边界线和下边界线不一定是弯曲的，而是可具有其它形式。例如，它们可为直的或锯齿形的。
传热板可另外在传热区域和分配区域之间包括过渡带，像在EP2957851、EP2728292或EP 1899671中描述的过渡带。此类板可为“可旋转的”但不是“可翻转的”。
本发明不限于带垫片的板式热交换器，而是还可用于焊接、半焊接、钎焊和熔融结合的板式热交换器中。
传热板不一定是矩形的，而是可具有其它形状，诸如基本上是具有倒圆角部而不是直角部的矩形、圆形或椭圆形。传热板不一定由不锈钢制成，而可由诸如钛或铝的其它材料制成。
应当强调的是，属性前、后、上、下、第一、第二等在本文中仅用于区分细节，而不是表示细节之间的任何种类的定向或相互顺序。
此外，应当强调的是，与本发明无关的细节的描述已省略，并且图仅为示意性的，并且未根据比例绘制。还应该说一些图比其它图更简化。因此，一些构件可在一个图中示出，但在另一个图上省去。

Claims (15)

1.一种传热板(2a、2d)，包括沿所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)连续布置的上端部部分(8)、中心部分(24)和下端部部分(16)，所述上端部部分(8)包括第一端口孔(10)和第二端口孔(12)以及提供有上分配图案的上分配区域(14)，所述下端部部分(16)包括第三端口孔(18)和第四端口孔(20)以及提供有下分配图案的下分配区域(22)，并且所述中心部分(24)包括传热区域(26)，所述传热区域提供有不同于所述上分配图案和所述下分配图案的传热图案，所述上端部部分(8)沿上边界线(30)毗邻所述中心部分(24)，并且所述下端部部分(16)沿下边界线(32)毗邻所述中心部分(24)，其中所述上分配图案包括上分配脊(50u)和上分配谷(52u)，所述上分配脊(50u)的相应顶部部分(50ut)在假想上平面(38)中延伸，并且所述上分配谷(52u)的相应底部部分(52ub)在假想下平面(40)中延伸，所述上平面(38)和所述下平面(40)沿厚度方向(t)限定所述传热板(2a、2b)在所述上分配区域(14)内的极限延伸，所述上分配脊(50u)沿从所述上边界线(30)朝向所述第一端口孔(10)延伸的多条分开的假想上脊线(54u)纵向延伸，所述上分配谷(52u)沿从所述上边界线(30)朝向所述第二端口孔(12)延伸的多条分开的假想上谷线(56u)纵向延伸，其中所述假想上脊线(54u)在多个上交叉点(55)中与所述假想上谷线(56u)交叉，其中所述传热板(2a、2d)在多个所述上交叉点(55)中，在所述上平面(38)与所述下平面(40)之间延伸的假想第一中间平面(41)中延伸，其特征在于，所述传热板(2a、2d)在布置在所述纵向中心轴线(L)的一侧上的所述上交叉点(55)中的一个或多个第一上交叉点(55c)中，在所述第一中间平面(41)上方延伸，并且所述传热板在布置在所述纵向中心轴线(L)的另一侧上的所述上交叉点(55)中的一个或多个第二上交叉点(55b)中，在所述第一中间平面(41)下方延伸。
2.根据权利要求1所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一上交叉点(55c)与所述第二端口孔(12)布置在所述纵向中心轴线(L)的相同侧上，并且所述第二上交叉点(55b)与所述第一端口孔(10)布置在所述纵向中心轴线(L)的相同侧上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述传热板(2a、2d)在所述第一上交叉点(55c)中，在所述上平面(38)中延伸，并且所述传热板(2a、2d)在所述第二上交叉点(55b)中，在所述下平面(40)中延伸。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一上交叉点(55c)中的至少一个沿所述上脊线(54u)中的第二顶部上脊线(54TR2)布置，所述第二顶部上脊线(54TR2)布置成所述上脊线(54u)中离所述第二端口孔(12)第二近。
5.根据权利要求4所述的传热板(2a、2d)，其中，与沿其它上脊线(54u)中的任何相比，所述第一上交叉点(55c)中的更多第一上交叉点沿所述第二顶部上脊线(54TR2)布置。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一上交叉点(55c)沿布置在所述上脊线(54u)中的第一顶部上脊线(54TR1)的内侧上的所述上脊线(54u)中的第x≥1长的上脊线布置，所述第一顶部上脊线(54TR1)布置成所述上脊线(54u)中离所述第二端口孔(12)最近，其中所述第一上交叉点(55c)中的至少一个沿所述上脊线(54u)中的所述第x长的上脊线中的各条上脊线布置。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一上交叉点(55c)的密度在从所述第二端口孔(12)朝向所述上边界线(30)的方向上增加。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，沿所述上脊线(54u)中的同一条上脊线的所述第一上交叉点(55c)是布置成离所述上边界线(30)最近的上交叉点(55)。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第二上交叉点(55b)中的至少一个是所述第一上交叉点(55c)中的相应第一上交叉点的平行于所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)的镜像。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一上交叉点(55c)和所述第二上交叉点(55b)一起是所述上交叉点(55)中的少数。
11.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述假想上脊线(54u)和所述假想上谷线(56u)在所述上分配区域(14)内形成网格，其中限定所述网格的各个网孔的所述上分配谷(52u)和所述上分配脊(50u)包围区域(62)，所述传热板(2a、2d)在所述区域中在假想第二中间平面(63)中延伸，所述假想第二中间平面(63)在所述假想上平面(38)与所述假想下平面(40)之间延伸。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，多个所述上分配脊(50u)沿至少多条所述假想上脊线(54u)中的各条假想上脊线布置，并且多个所述上分配谷(52u)沿至少多条所述假想上谷线(56u)中的各条假想上谷线布置。
13.根据权利要求1或权利要求2所述的传热板(2a、2d)，其中，所述第一端口孔(10)和所述第三端口孔(18)布置在所述传热板(2a、2d)的纵向中心轴线(L)的同一侧处，并且其中所述下分配图案包括下分配脊(50l)和下分配谷(52l)，所述下分配脊(50l)沿从所述下边界线(32)朝向所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的一个延伸的多条分开的假想下脊线(54l)纵向延伸，所述下分配谷(52l)沿从所述下边界线(32)朝向所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的另一个延伸的多条分开的假想下谷线(56l)纵向延伸，其中所述假想下脊线(54l)在多个下交叉点(57)中与所述假想下谷线(56l)交叉，其中所述传热板(2a、2b)在所述下交叉点(57)中的一个或多个第一下交叉点(57c)中，在所述第一中间平面(41)上方延伸，并且所述传热板(2a、2b)在所述下交叉点(57)中的一个或多个第二下交叉点(57b)中，在所述第一中间平面(41)下方延伸，其中所述第一下交叉点(57c)和所述第二下交叉点(57b)中的至少一个是所述上交叉点(55)中的相应上交叉点的平行于所述传热板(2a、2b)的横向中心轴线(T)的镜像。
14.根据权利要求13所述的传热板(2a)，其中，所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述一个是第三端口孔(18)，并且所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述另一个是所述第四端口孔(20)，并且所述第一下交叉点(57c)布置在所述纵向中心轴线(L)的所述一侧上，并且所述第二下交叉点(57b)布置在所述纵向中心轴线(L)的所述另一侧上，其中所述第一下交叉点(57c)中的至少大多数是所述第一上交叉点(55c)中的相应第一上交叉点的平行于所述传热板(2a)的横向中心轴线(T)的镜像。
15.根据权利要求13所述的传热板(2d)，其中，所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述一个是第四端口孔(20)，并且所述第三端口孔(18)和所述第四端口孔(20)中的所述另一个是所述第三端口孔(18)，并且所述第二下交叉点(57b)布置在所述纵向中心轴线(L)的所述一侧上，并且所述第一下交叉点(57c)布置在所述纵向中心轴线(L)的所述另一侧上，其中所述第二下交叉点(57b)中的至少大多数是所述第一上交叉点(55c)中的相应第一上交叉点的平行于所述传热板(2d)的横向中心轴线(T)的镜像。
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