CN1637376A - 热交换板和热交换单元 - Google Patents

Abstract

具有不规则图案的一块热交换板与其他板结合构成的热交换器。该板具有主突出部分和中间突出部分。该主突出部分为四角形棱锥形状，带有一个顶部，第一和第二对侧表面。该第一和第二对侧表面在第一和第二方向上彼此相对。该主突出部分在这些方向上排成一直线，使该主突出部分的这些对表面与相邻的突出部分的相应表面相对。该中间突出部分位于相邻的主突出部分之间，并具有相对的脚部分和放在它们之间的一个头部隆起部分。该脚部分位于相邻两个主突出部分的脊线相交的最低位置上。该头部隆起部分位于比该脚部分高但比该主突出部分的顶部低的高度上。

Description

热交换板和热交换单元

技术领域

本发明涉及一种热交换板，该热交换板由金属薄板构成，并与其他板在对齐状态下结合形成一个热交换器；本发明特别是涉及不论流动系统如何，可使热交换流体在与其他板结合使用时，沿着该热交换板的相对的表面缓慢地平稳流动，以进行有效地热交换的热交换板，其中通常流动系统有：热交换流体互相平行流动的平行流动系统，热交换体互相在相反方向流动的反向流动系统和热交换流体沿互相垂直方向流动的交叉流动系统。另外本发明还涉及由这种热交换板和其他板结合构成热交换单元。

背景技术

如果需要使用在高温流体和低温流体之间进行热交换的热交换器，以提高传热系数，增强热交换的有效性，通常广泛使用的是平板式热交换器。这种平板式热交换器的结构是多块平板，即具有平板形状的传热件，以预先确定的间隔彼此平行放置，形成由各自的平板隔开的通道。高温流体和低温流体交替地在上述通道中流动，通过该各自的平板进行热交换。日本临时专利公报S53-56748号说明了这种传统的平板式热交换器的一个例子。

在传统的平板式热交换器中，由弹性材料制成的密封垫片件放置在相邻的二块板之间，使它们之间的距离固定并形成流体通道。然而，在该平板之间流动的热交换流体的高压可使该密封垫片件变形，这样，就不能保证很好地隔开流体，或导致平板之间不适宜的距离变化。在这种情况下，就不能有效地进行热交换，因此，会产生问题。考虑到这些事实，传统的热交换器有一个问题，即只能在密封垫片件能承受的压力范围内使用热交换流体。

近来提出了一种热交换器，其结构是将以预先确定的间隔放置的金属薄板的末端，利用焊接连接在一起，以将平板装配成一个单元，在各自的平板的相对二侧形成作为热交换流体通道的间隔。日本临时专利公报2003-194490号作为本发明者的发明的一个例子，说明了一种热交换单元，其中，薄板互相平行，彼此隔开对齐，这些平板的周边，除了一侧以外，焊接成一个统一体，该体具有一个开口，该开口由一块端板封闭。

如上述专利公报所述，上述传统的热交换器，即热交换单元的结构是，每一块平板具有一定形状和布局不规则的图案，利用这种图案可使各自的热交换流体流动方向上的传热性能最优。在大多数情况下，在使用平板的热交换器中使用的热交换流体具有基于平行流动系统、反向流动系统或交叉流动系统的关系。传统的热交换平板只对平行流动系统、反向流动系统和交叉流动系统中的任何一种系统具有最优的不规则性图案。当具有只对原来使用的流动系统最优的不规则图案的平板用在不同的流动系统中时，流动条件发生的变化，会使传热性能恶化，因此导致热交换率降低并增加压力损失。因此需要使用具有对原来采用的流动系统，且只对这种流动系统为最优的不规则图案的平板。

另外，在传统的平板式热交换器中，热交换流体从一个狭窄的入口进入热交换器，在平板宽大的平面上扩张延伸进行流动，然后汇聚至一个狭窄的出口。为了将液体引入该平板的每一个区域上，每一块板有三种不规则的图案，即：流入的扩张区域、主要传热区域和流出冷凝区域。然而，一般重点是放在流体的导向性能上的具有不规则图案的流入扩张区域和流出冷凝区域传热性能不好。由于这些区域不能提供良好的传热性能，结果，用在热交换器中的有效区域，相对于平板的总区域较小，造成占有空间的浪费和成本提高。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是要提供一种热交换板，在该板的表面上适当地形成不规则的图案，在流动系统中使用时具有适应性，可保证相对于流体良好的传热性能由此提供良好的传热性质，以及一种热交换单元，该热交换单元将这种热交换板和其他板结合，以提供确定的传热性质。

为了达到上述目的，本发明的第一方面的热交换板，包括具有预先确定的不规则图案的金属板件，所述板件与至少一个另一块板件结合，互相平行构成热交换器，该热交换器可在与所述金属板件的一个表面接触的一种热交换流体和与所述金属板件的另一个表面接触的另一种热交换流体之间进行热交换；所述金属板件包括：

在所述板件的一个表面上形成的多个主突出部分，每一个所述主突出部分具有四角形棱锥体和四角形截棱锥体中的任何一种形状，它带有顶部、第一对相对的侧表面和第二对相对的侧表面；所述第一对相对的侧表面在第一方向上彼此面对，而第二对相对的侧表面在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此面对；所述主突出部分在第一方向和第二方向上对齐，隔开一个预先确定的距离，使得一个主突出部分的第一对相对的表面和第二对相对的表面面对相邻的突出部分的相应的相对表面；和

在所述板件上相邻的两个主突出部分之间形成的多个中间突出部分，每一个所述的中间突出部分具有相对的脚部分和在所述脚部分之间的一个头部隆起部分；每一个所述脚部分位于相邻的两个主突出部分的脊线彼此相交的最低位置；而所述头部隆起部分位于比所述脚部分高且比每一个主突出部分的所述顶部低的高度上，形成一个弯曲的顶盖形状；所述中间突出部分和所述主突出部分形成所述的预先确定的不规则图案。

根据本发明的第一方面，该热交换板由具有不规则图案的金属板件构成，该图案包含在该板件上的包括主突出部分和中间突出部分。将这种热交换板与其他的热交换板结合，使这些板在相同的侧面互相面对，而该板的主突出部分的顶部与另一块板的主突出部分的相应顶部接触，或使这些板在相同的另一侧互相相对，板的两个相邻的中间突出部分之间突出部分与另一块板的相应的凸起部分接触，在相邻的二块板之间形成一个间隙。上述间隙的尺寸与该板的不规则图案相适应。在该图案中，相同的不规则图案的一个单元在互相垂直的两个方向上重复，形成在上述两个方向上延伸的线性通道，使该通道成直角彼此交叉。更具体地说，在该方向上延伸的每一个线性通道包括在相同方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域；另一方面，在与上述方向垂直的方向上延伸的线性通道同样包括在相同的垂直方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域。不论热交换流体的流动系统如何，即平行流动系统，相反流动系统和交叉流动系统中的任何一种，使用这样装配的板可使热交换流体流动方向与线性通道与一致或者与其垂直，可以对热交换流体赋予大致相同的特性。结果，甚至当热交换流体以任何方式在其流动方向上以任何方式结合时，都可在低压力损失下进行平稳的传热，进行有效的热交换，从而使热交换器的设计自由度高，在一般使用中性能优越。另外，不论热交换流体的流动方向如何，热交换流体可以自由地沿着该板在上述两个方向上流动，并且可得到固定的传热性质。因此，可使热交换液体在该板的整个区域上散布，使该整个区域作为有效传热区域，这样可明显增加单位面积的传热量，达到高的性能。另外，使该板的突出部分与另一块板的相应的突出部分接触，可以明显改善装配的板的强度，因此即使在热交换液体之间有大的压力差时，也可使相邻二块板之间的距离保持固定不变，这样增强耐压性质。

在本发明的第二方面中，所述板件的形状为带有侧边缘的长方形和正方形中的任何一种，所述主突出部分的所述脊线沿着所述缘与所述板件的所述侧边缘平行或垂直。

根据本发明的第二方面，该板件具有主突出部分的脊线与该板件的侧边缘平行或垂直的不规则图案。放置具有这种不规则图案的板，使板的侧边缘与水平方向或垂直方向一致，可在中间突出部分和脚部分之间形成一些区域，其中每一个这种区域相对于水平或垂直方向倾斜延伸。结果，导入结合板中的热交换流体在倾斜方向流动，并重复散开和汇合，在板的每一个区域上扩散。因此可以使热交换流体在热交换板的整个区域上扩散，便于在热交换流体之间的传热和改善热交换速率。

为了达到上述目的，本发明的第三个方面的热交换板包括：一种热交换板，由具有预先确定的不规则图案的金属板件，所述板与至少一个另一块板件结合，互相平行构成热交换器，该热交换器可在与所述金属板件的一个表面接触的一种热交换流体和与所述金属板件的另一个表面接触的另一种热交换流体之间进行热交换；所述金属板件包括：

在所述板件的一个表面上形成的多个突出部分，每一个所述主突出部分具有带脊线的四角形棱锥体和四角形截棱锥体中的任何一种形状，所述突出部分隔开一个预先确定的距离对齐，使得平行平面包括所述突出部分的所述脊线；和

在所述板件上的相邻两个突出部分之间形成的多个凹下部分，通过使所述板件在与所述突出部分突出的方向相反的方向上变形，每一个所述凹下部分的形状基本与所述突出部分相同；在所述板件的表面上的所述突出部分和所述凹下部分形成所述预先确定的不规则图案，以便在所述板件的另一个表面上形成与所述预先确定的不规则图案相似的不规则图案。

根据本发明的第三方面，该热交换板由具有不规则图案的金属板件构成，该图案包含设置在该板件上主突出部分和中间突出部分。将这种热交换板与其他热交换板结合，使些板在相同的侧面互相面对，而该板的主突出部分的顶部与另一块板的主突出部分的相应顶部接触。上述间隙的尺寸与该板的不规则图案相适应，在该图案中，相同的不规则图案的一个单元在互相垂直的两个方向上重复，形成在上述两个方向上延伸的线性通道，使该通道成直角彼此交叉。更具体地说，在该方向上延伸的每一个线性通道包括在相同方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域；另一方面，在与上述方向垂直的方向上延伸的线性通道同样包括在相同的垂直方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域。不论热交换流体的流动系统如何，即平行流动系统，相反流动系统和交叉流动系统中的任何一种，使用这样装配的板可使热交换流体流动方向与线性通道与一致，或者与其垂直，可以对热交换流体赋予大致相同的特性。结果，甚至当热交换流体以任何方式在其流动方向上结合时，都可在低压力损失下进行平稳的传热，进行有效的热交换，从而使热交换器的设计自由度高，在一般使用中性能优越。另外，不论热交换流体的流动方向如何，热交换流体可以自由地沿着该板在上述两个方向上流动，并且可得到固定的传热性质。因此，可使热交换液体在该板的整个区域上散布，使该整个区域作为有效传热区域，这样可明显增加单位面积的传热量，达到高的性能。另外，使该板的突出部分与另一块板的相应的突出部分接触，可以明显改善装配的板的强度，因此即使在热交换液体之间有大的压力差时，也可使相邻二块板之间的距离保持固定不变，这样增强耐压性质。

为了达到上述目的，本发明第4个方面的热交换单元包括根据本发明第1-第3个方面的任何一个的第一组热交换板。每一个所述板的板件具有带有侧边缘的长方形和正方形的任何一种形状，主突出部分或突出部分的脊线与该板件的侧边缘平行或垂直，这样形成预先确定的不规则图案。另外还包括具有不同的预先确定的不规则图案的第二组板。所述不同的预先确定的不规则图案基本上与所述第一组板的所述预先确定的不规则图案相同。但相对于它转动大约45°。所述第一组板和所述第二组板以变化的组合方式装配成一个单元。

根据本发明的第4个方面，两种板，即第一组板1和脊线在与第一组板的脊线的延伸方向不同的方向上延伸的第二组板10以适当的组合方式装配成一个单元，可提供二种的不同的热交换性质的板的结合性质。因此，通过用不同方式将二种板组合，可以调整该单元总体结构的热交换性质，这样较容易得到所希望的热交换性质。结果，根据热交换液体的种类，状态和数量，以及热交换器的实际使用，可以提供一种性质最优，热交换效率很好的热交换器。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例的热交换板的示意性结构图；

图2为根据本发明的第一实施例的热交换板的基本结构的放大平面图；

图3(A)为沿着图2中的A-A线所切的横截面图，图(3)B为沿着图2的B-B线所切的横截面图；图3(C)为沿着图2的C-C线所切的横截面图；

图4(A)为沿着图2的D-D线所切的横截面图，图4(B)为沿着图2的E-E线所切的横截面图；

图5(A)和5(B)为说明在根据本发明的第一实施例的一对结合的热交换板之间形成的间隙和在根据本发明的第一实施例的另一对结合的热交换板之间形成的其他间隙的说明图；

图6为根据本发明的第二实施例的热交换板的示意性结构图；

图7为表示在根据本发明的第二实施例的结合的热交换板中的热交换流体的流动的说明图；

图8为根据本发明的另一个实施例的热交换板的基本结构的放大平面图；

图9(A)为沿着图8的F-F线所切的横截面图；图9(B)为沿着图8的G-G线所切的横截面图；

图10(A)为沿着图8中的H-H线所切的横截面图，图10(B)为沿着图8中的I-I线所切的横面图，图10(C)为表示根据本发明的另一个实施例的热交换板互相结合的状态的说明图；和

图11为根据本发明的第三个实施例的热交换板单元的示意性结构图。

具体实施方式

( 本发明的第一实施例)

现参照图1-5(B)详细说明本发明的第一实施例。图1为根据本发明的第一实施例的热交换板的示意性结构图。图2为根据本发明的第一实施例的热交换板的基本结构的放大平面图。图3(A)为沿着图2中的A-A线所切的横截面图，图(3)B为沿着图2的B-B线所切的横截面图；图3(C)为沿着图2的C-C线所切的横截面图。图4(A)为沿着图2的D-D线所切的横截面图，图4(B)为沿着图2的E-E线所切的横截面图。图5(A)和5(B)为说明在根据本发明的第一实施例的一对结合的热交换板之间形成的间隙以及在根据本发明的第一实施例的另一对结合的热交换板之间形成的其他间隙的说明图。

如图1～图5(B)所示，根据本发明的第一实施例的热交换板1包括矩形形状的一块金属板中。具有通过压制成形而形成的不规则图案的该板件包括多个在该板件的一个表面上形成的主突出部分2和多个在该板件上相邻的两个主突出部分2之间形成的中间突出部分3。每一个主突出部分2的形状为带有一个顶部、第一对相对的侧表面和第二对相对的侧表面的四角形棱锥状体。该第一对相对的侧表面在第一方向上彼此面对。该第二对相对的侧表面在与第一方向垂直的第二方向上彼此面对。该主突出部分在第一方向和第二方向上以开一个预先确定的距离对齐。使该一个主突出部分的该第一对相对的表面和第二对相对表面面对相邻的突出部分的相应的相对表面。每一个中间突出部分3具有相对的脚部分3a和放置在该脚部分3a之间的一个头部隆起3b。每一个脚部分3a位于最下面的位置，在该位置相邻的两个主突出部分2的脊线2b彼此相交。头部隆起部分3b放置的高度比该脚3a高，并比每一个主突出部分2的顶部2a低的高度以形成一个弯曲顶盖形状。该主突出部分2和中间突出部分3形成预先确定的不规则图案。

上述热交换板1的结构为沿着四角形棱锥体的主突出部分2的任意一条脊线2b延伸的方向与矩形形状的平板的任一侧面以45℃角相交。本发明不是只限于这种结构。而是主突出部分的脊线2b沿着它以所希望的角度与平板的侧面相交的方向可形成所希望的不规则图案。

上述的热交换板1与具有相同结构的另一块板结合。使这些板在相同的侧面上彼此相对；而该板1的主突出部分2的顶部2a与另一块板的主突出部分2的相应顶部2a接触；或者使这些板在相同的另一侧彼此面对，且该板的相邻两个中间突出部分3之间的凸起部分与另一块板的相应的凸起部分接触。这种结合在除了接触部分以外的相邻的二块板1之间形成热交换流体可流动的间隙4，这样形成一个热交换器。在该热交换器中，可在与板1的上表面接触的热交换流体和与板1的下表面接触的另一种热交换流体之间进行热交换。

如上所述，当板互相结合时，该主突出部分2和中间突出部分3伸入该间隙中，而高度比主突出部分2低的板1的中间突出部分3与另一块板1的相应的中间突出部分3面对，彼此离开一个预先确定的距离。另外，位于最低的高度的该板1的脚部分3a与另一块板1的相应的脚部分3a面对以彼此隔开一个预先确定的较大的距离。在中间突出部分2之间形成的区域和在该脚部分3a之间形成的区域交替地互相连通，形成网状物形状的线性通道。在这种线性通道中，该脚部分3a之间的区域形成比由中间突出部分3之间的区域形成的孔大的孔，结果，相应的通道包括扩张区域和缩小区域，它们交替地重复，沿直线延伸，并与其他通道相交，与它们连通(见图5(A))。

在板的突出部分2、3的突出方向的相反侧上，在高度比主突出部分2的高度的小的相对的中间突出部分3之间形成的空间区域，使在相对的主突出部分2之间形成的相邻区域彼此连通，以形成线性通道。在这种线性通道中，在主突出部分2之间的区域形成比由中间突出部分3之间的区域形成的孔大的孔。结果，相应的通道包括扩大区域和减小区域。它们交替地重复，在与主突出部分2对齐的方向上直线地延伸，并与其他通道相交，与它们连通(见图5(B))

下面说明使用根据本发明的第一实施例的热交换板的热交换器的工作状态。在热交换板1互相平行的结合装配状态下，将热交换流体导入相应的突出部分2、3伸入其中的间隙4中并从间隙4排出，同时通过在与突出部分2、3突出侧相对的一侧上的间隙5导入另一种热交换流体，通过该热交换板1，将间隙5与间隙4隔开，在二种热交换流体之间进行热交换。

在平板之间形成的间隙4、5在与突出部分2、3的相应形状相适应，并在与突出部分2、3对齐的方向上呈直线地延伸。即使当根据平行流动系统、反向流动系统和交叉流系统中的任何一种流动系统，将二种热交换流体分别引入间隙4、5中时，热交换流体也可处在基本上相同的条件下。因此可使热交换流体分别平稳地通过间隙4、5进行有效地热交换。另外，热交换流体通过具有扩大区域和喉部区域交替地放置以相对于平板进行有效的热交换的特殊形式的通道，这样可改善流体之间的热交换效率，并消除通道中的压力损失。

另外，通过使该板的突出部分与另一块板的相应的突出部分接触，可明显地改善装配板的强度，因此可使相邻二块板之间的距离保持固定不变，从而可应付热交换流体之间存在大的压力差的情况。

根据本发明的第一实施例的热交换板1由矩形的金属板件构成，该金属板件具有包括设置在该板件上的主突出部分和中间突出部分的不规则的图案。将这种热交换板1与其他热交换板结合，使这些板在相同的侧面互相面对，且该板的突出部分2的顶部2a与另一块板的主突出部分的相应顶部接触，或使这些板在相同的另一个侧面彼此面对，并使该板的两个相邻的中间突出部分之间的凸起部分与另一块板的相应的凸起部分接触，可在相邻的二块板之间形成间隙4。使另外的一块板用同样的方法与这些板中的一块结合，在它们之间形成另一个间隙5。上述间隙4、5中的每一个尺寸与板的不规则图案相适应，在该图案中，相同的不规则图案的单元在互相垂直的两个方向上重复，形成在上述两个方向上延伸的线性通道，使该通道彼此成直角交叉。更具体地说，在该方向上延伸的每一个线性通道包括在相同方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域；另一方面，在与上述方向垂直的方向上延伸的线性通道同样包括在相同的垂直方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域。不论在热交换流体的流动系统如何，即平行流动系统、反向流动系统和交叉流动系统中的任何一种，使用这样装配的板可使热交换流体的工作状态基本上相同，结果，甚至当热交换流体以任何方式在其流动方向上结合时，都可在低压力损失下进行平稳地传热，以进行有效的热交换，从而使热交换器的设计自由度高，在一般使用中性能优越。

本发明不只是限于上述的本发明的第一实施例中，其中，热交换板通过焊接直接互相连接，形成热交换器。本发明可以用在传统的平板式热交换器中，其中平板在由弹性材料构成的密封垫片放在该板之间的状态下装配成一个单元。

( 本发明的第二实施例)

下面参照图6和图7详细说明本发明的第二实施例。图6为根据本发明的第二实施例的热交换板的示意性结构图。图7为表示根据本发明的第二实施例的结合的热交换板的热交换流体流动的说明图。

如图6和图7所示，根据本发明的第二实施例的热交换板10具有与上述本发明的第一实施例同样的带有主突出部分11和中间突出部分12的不规则图案。然而，根据第二实施例的热交换板10与第一实施例不同，主突出部分11的脊线14与热交换板10的侧边缘平行或垂直。

关于热交换板的不规则图案，主突出部分11和中间突出部分12突出在间隙中，高度比主突出部分11低的板的中间突出部分12与另一块板1的相应的中间部分12面对，彼此隔开一个预先确定的距离；并且位于最低高度的板的相应的脚部分5与另一块板的相应的脚部分15面对，并与上述本发明的第一实施例同样，彼此隔开一个预先确定的较大的距离。

下面说明在根据本发明的第二实施例的热交换板的相应表面上流动的热交换流体的工作状态。在热交换板装配成一个单元互相平行地放置的状态下，不同种类的热交换流体分别在热交换板10的相对的表面上流动，如同本发明的第一实施例同样，形成反向流动系统。然而，在突出部分11、12突出的板的上表面上，流体通道在突出部分11和中间突出部分12沿着它交替地排列的两个方向上倾斜延伸。在每一个流体通道中具有中间高度的中间突出部分12和具有最低高度的脚部分15交替地重复。热交换流体在上述流体通道中向下流动(如图7中实线的空心箭头所示)。在与突出部分11、12的突出方向相对的板的下表面一侧上，由直接在该主突出部分11下面形成的凹下部分和直接在中间突出部分2下面形成的其他凹下部分组合形成倾斜延伸的其他流体通道，另一种热交换流体在这些流体通道中向上流动(如图7中的虚线的空心箭头所示)。每一种热交换流体倾斜地流动，同时重复散开和汇合，平稳地在热交换板10的每一个区域上扩散。结果，在不同种类的热交换流体之间，通过热交换板10可进行有效的传热。

根据本发明的第二方面的热交换板的板件具有主突出部分11的脊线与板10的侧边缘平行或垂直延伸的不规则的图案。放置具有这种不规则图案的板10，使板的侧边缘与水平方向或垂直方向一致，可在中间突出部分12和脚部分15之间形成一些区域，其中每一个这种区域相对于水平或垂直方向倾斜延伸。结果，导入结合板中的热交换流体在倾斜方向流动，并重复散开和汇合，在板10的每一个区域上扩散。因此可以使热交换流体在热交换板10的整个区域上扩散，便于在热交换流体之间的传热和改善热交换速率。

根据本发明第一和第二实施例的热交换板的结构为使用四角形棱锥体形的主突出部分2、11，和高度比主突出部分2、11低的、具有弯曲的顶盖形状的中间突出部分3、12的结合的不规则图案。本发明不是仅限于这种结构，也可以采用图8-图10(c)所示的结构。这种结构中，该不规则图案是由许多突出部分6和许多凹下部分7构成的。每一个都以四角形棱锥体或具有4条脊线的四角形截棱锥体形式突出出来的突出部分6排列在两个互相垂直的方向上，使突出部分6互相离开一个预先确定的距离，并且突出部分6的脊线位于与上述两个方向相应的直线上。每一个凹下部分7在4个突出部分之间作成四角形棱锥体或四角形截棱锥体形状，被四个突出部分6包围。结果，该板的相反的表面上带有具有相反突出关系的不规则图案，在上表面的相应区域中带有突出部分6，在下表面的相应区域中带有凹下部分7。当将该热交换板与具有同样结构的另一块板结合，使前者的突出部分6与后者的突出部分接触时，该板的突出部分的脊线6a面对着另一块板的相应的突出部分的脊线隔开一个预先确定的距离；而该板的凹下部分7面对着另一块板的相应部分，在间隔8内隔开一个预先确定的距离。在相邻的突出部分6之间形成的空间交替地与由凹下部分7形成的空间连通，以形成线性通道。因此，在该方向延伸的每一个线性通道包括在相同方向上交替设置的扩大区域和喉部区域；另一方面，在与上述方向垂直的方向上延伸的线性通道包括同样在该垂直方向上交替地设置的扩大区域和喉部区域(见图10(C))。即使当二种热交换流体分别根据平行流动系统，反向流动系统和交叉流动系统中的任何一种系统导入间隙8中时，与本发明的第一实施例同样，该热交换流体处在基本上相同的条件下。因此可使热交换流体分别平稳地通过间隙8，进行有效的热交换。

在根据本发明的第一和第二实施例的热交换板中，对在该热交换板的相对的表面上流动的二种热交换流体的导入和排出方向没有限制，以便在这些流体之间和在其流动系统中进行热交换。这些限制根据热交换器的使用给出。更具体地说，可以采用第一种流体的入口和出口分别设在热交换板的纵向的相对边缘上，而第二种流体的入口和出口分别设在热交换板的横向侧面的相对的边缘上的结构。这样，根据交叉流动系统，第一种流体在纵向流动，第二种流体在横向流动。另一种方案是，可以采用第一种流体的入口和出口分别设在热交换板的纵向侧面的相对的边缘上，而第二种流体的入口和出口分别设在热交换板剩余的纵向侧面的相对边缘上的结构。这样，根据平行流动系统或反向流动系统，第一种流体在纵向流动，第二种流体也在纵向流动。还可以采用第一种流体的入口和出口分别设在热交换板的纵向侧面的相对的边缘上，而第二种流体的入口和出口分别设在相同的相对边缘上。这样，根据反向流动系统，第一种流体在纵向流动，第二种流体在相反的纵向流动。

( 本发明的第三个实施例)

现参照图11详细说明本发明的第三个实施例。第三个实施例说明了将本发明的上述热交换板装配成互相平行的热交换单元，图11为根据本发明的第三个实施例的热交换单元的示意性结构图。

如图11所示，热交换单元50的结构是将根据第一实施例的预先确定数目的第一热交换板和第二实施例的预先确定数目的第二热交换板互相组合。更具体地说，将每一个都具有主突出部分2的脊线2b以45°角和矩形的板的任一个侧面相交的不规则图案的第一热交换板，与每一个都具有主突出部分11的脊线14与矩形板的任一个侧面平行或垂直地不规则图案的第二热交换板，以适当地组合装配成该单元。

在热交换单元50中使用的热交换板分成：具有相同的不规则图案，并且一个放在另一个上的第一组热交换板1；和不规则图案彼此相同，但与第一组热交换板1不同，并同样一个放在另一个上的第二组热交换板10。使用由于不规则图案不同造成热交换性质不同，并互相平行放置的二组热交换板，提供介于根据只使用第一组热交换板的单元的第一种性质和根据只使用第二组热交换板的单元的第二种性质之间的中间性质。当将这种单元用在适合于这种中间性质的热交换流体中时，可以适当方式进行热交换，从而改善热交换效率。

根据本发明的第三个实施例的热交换单元，二种板，即第一组板1和脊线在与第一组板的脊线的延伸方向不同的方向上延伸的第二组板10，以适当的组合装配成一个单元，可提供二种板的不同的热交换性质的结合性质。因此可以提供用一种板的结合不能得到的有效的热交换性质的热交换器。

在根据本发明的第三个实施例的热交换单元中，将二种热交换板1、10装配成该单元，使具有相同的不规则图案的第一组板和具有相同的不规则图案的第二组板互相平行地结合。本发明不只限于这种结构。许多种具有不同的不规则图案的板(例如二种板，即具有如图1所示的不同规则图案的热交换板，和具有图6所示的不规则图案的热交换板10)可以交替地一个放在另一个上。另一种方案是，可以将具有不同的不规则图案的一块或多块板放置在具有相同的不规则图案的多组板之间。这样，可以严格按照相应的组中的板数目来改变板的组合。因此，可以适当地调整具有由于不同的不规则图案引起的不同的热交换性质的各种板的配置，以得到该单元总体结构的所希望的热交换性质，这样可提供根据热交换流体的种类，状态和数量以及热交换器的实际使用，提供具有最优性质和优越的热交换效率的热交换器。

Claims (4)

1、一种热交换板，包括具有预先确定的不规则图案的金属板件，所述板件与至少一个另一块板件结合，互相平行构成热交换器，该热交换器可在与所述金属板件的一个表面接触的一种热交换流体和与所述金属板件的另一个表面接触的另一种热交换流体之间进行热交换；所述金属板件包括：

在所述板件的一个表面上形成的多个主突出部分，每一个所述主突出部分具有四角形棱锥体和四角形截棱锥体中的任何一种形状，该四角形棱锥体和四角形截棱锥体带有顶部、第一对相对的侧表面和第二对相对的侧表面，所述第一对相对的侧表面在第一方向上彼此面对，而第二对相对的侧表面在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此面对，所述主突出部分在第一方向和第二方向上隔开一个预先确定的距离对齐，使得一个主突出部分的第一对相对的表面和第二对相对的表面面对相邻的突出部分的相应的相对表面；和

在所述板件上相邻的两个主突出部分之间形成的多个中间突出部分，每一个所述的中间突出部分具有相对的脚部分和在所述脚部分之间的一个头部隆起部分；每一个所述脚部分位于相邻的两个主突出部分的脊线彼此相交的最低位置，而所述头部隆起部分位于比所述脚部分高且比每一个主突出部分的所述顶部低的高度上，形成一个弯曲的顶盖形状，所述中间突出部分和所述主突出部分形成所述预先确定的不规则图案。

2、如权利要求1所述的热交换板，其特征为，所述板件的形状为带有侧边缘的长方形和正方形中的任何一种，所述主突出部分的所述脊线沿着所边缘与所述板件的所述侧边缘平行或垂直。

3、一种热交换板，包括具有预先确定的不规则图案的金属板件，所述板与至少一个另一块板件结合，互相平行构成热交换器，该热交换器可在与所述金属板件的一个表面接触的一种热交换流体和与所述金属板件的另一个表面接触的另一种热交换流体之间进行热交换；所述金属板件包括：

在所述板件的一个表面上形成的多个突出部分，每一个所述突出部分具有带脊线的四角形棱锥体和四角形截棱锥体中的任何一种形状；所述突出部分隔开一个预先确定的距离对齐，使得平行平面包括所述突出部分的所述脊线；和

在所述板件上的相邻两个突出部分之间形成的多个凹下部分，通过使所述板件在与所述突出部分的突出方向相反的方向上变形，每一个所述凹下部分的形状基本与所述突出部分相同，在所述板件的表面上的所述突出部分和所述凹下部分形成所述预先确定的不规则图案，以在所述板件的另一个表面上形成与所述预先确定的不规则图案相似的不规则图案。

4、一种热交换单元，包括：

如权利要求1-3中任何一项所述的第一组热交换板，每一所述板的板件具有带侧边缘的长方形和正方形中的任何一种形状，主突出部分或突出部分的脊线沿着该侧边缘与该板件的侧边缘平行或垂直延伸，形成该预先确定的不规则图案；

具有不同的预先确定的不规则图案的第二组板，所述不同的预先确定的不规则图案基本上与所述第一组板的所述预先确定的不规则图案相同，但相对于所述第一组板的图案转动大约45°，所述第一组板和所述第二组板以变化的组合方式装配成一个单元。

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