CN211903859U - 板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种板式换热器,包括板组件,板组件包括第一板片和第二板片;第一板片具有位于其主换热区的第一板部和多个第一凸起结构;第二板片具有位于其主换热区的第二板部和多个第二凸起结构;第一凸起结构和第二凸起结构均具有多个延伸段以及多个连接段;每个连接段连接于相邻的两个延伸段之间;其中,第一凸起结构在其延伸段处与第二凸起结构在其延伸段处相接触且交叉设置;第一板片和第二板片中的至少一张板片满足归属于该板片的凸起结构在其每个延伸段处与相邻的另一张板片的凸起结构的延伸段接触形成的交叉位置的数量为一个。本申请有利于在获得较好的换热效果的同时尽可能降低流体压降。
Description
技术领域
本申请涉及换热技术领域,尤其涉及一种板式换热器。
背景技术
板式换热器广泛应用在制冷空调、新能源汽车等行业。相关技术中,板式换热器的板片具有以人字波形态特征的波纹结构,相邻两张板片人字波的夹角以指向相反方向的方式进行装配,从而形成流体通道。
相关技术存在如图1所示的板片,该种板片示意人字波的波夹角为 90°且板片宽度方向上具有连续的3个左右的重数的多重人字波;参考图 2所示的板片俯视图,两个相邻板片之间的接触点用圆圈标出。
但是相关技术的板式换热器仍然存在较低的流体压降条件下提供较好换热性能的改进空间。
实用新型内容
为解决上述问题,本申请采用如下技术方案,一种板式换热器,包括若干层叠设置的板组件,所述板组件包括第一板片和第二板片;所述第一板片正面与所述第二板片反面相对,所述第一板片反面与相邻板组件的第二板片正面相对;第一板片和第二板片均设有主换热区;第一板片具有位于其主换热区的第一板部和多个第一凸起结构,多个第一凸起结构彼此间隔且所述第一凸起结构在第一板片正面自所述第一板部凸起;第二板片具有位于其主换热区的第二板部和多个第二凸起结构,多个第二凸起结构彼此间隔且所述第二凸起结构在第二板片反面自所述第二板部凸起;第一凸起结构和第二凸起结构均具有至少两个延伸段以及至少一个连接段,该至少一个连接段分别连接于该至少一组相邻的两个延伸段之间;
其中,所述第一凸起结构在其延伸段处与所述第二凸起结构在其延伸段处相接触且交叉设置;所述第一板片和所述第二板片中的至少一张板片满足归属于该板片的凸起结构在其每个延伸段处与相邻的另一张板片的凸起结构的延伸段接触形成的交叉位置的数量为一个。
本申请通过约束板组件的至少一张板片的凸起结构在其每个延伸段处用于与相邻另一张板片的凸起结构的延伸段接触并固定的交叉位置的个数为一个,有利于缩短该板片凸起结构的延伸段的尺寸,从而在有限的板宽条件下有利于使板片的凸起结构形成更多的延伸段和连接段。板片依靠多个连接段的位置有利于阻挡流体在沿延伸段的延伸方向的槽道内的流动趋势,相对较多数量的连接段对流体槽向运动的多次折流有利于使得流体能获得较好的沿主流通方向的纵向流动效果。从而有利于降低流体流动压降,并且,相对较短尺寸的延伸段以及连接段的多次折流,有利于使气相工质和液相工质掺混效果好,利于实现气相工质和液相工质二者的有效夹带,对应的流体蒸发过程将获得较好的强化换热效果。
附图说明
图1是本申请背景技术涉及的相关板片的结构示意图;
图2是本申请背景技术涉及的板片层叠后的俯视效果示意图;
图3是本申请实施方式涉及的一种板式换热器的结构示意图;
图4是本申请实施方式涉及的一种板组件的爆炸结构示意图;
图5是本申请实施方式涉及的一种第一板片和第二板片叠加后的俯视示意图;
图6是本申请实施方式涉及另一种第一板片的结构示意图;
图7是本申请实施方式涉及的另一种第一板片的结构放大示意图;
图8是本申请实施方式涉及的另一种第一板片和第二板片叠加后的俯视示意图;
图9是本申请实施方式涉及的另一种第一板片和第二板片叠加后的俯视示意图;
图10是本申请实施方式涉及的一种第一凸起结构的部分区域放大示意图;
图11是本申请实施方式涉及的一种第二凸起结构的部分区域放大示意图;
图12是本申请实施方式图10和图11两种凸起结构叠加后的截面效果示意图;
图13是本申请实施方式涉及的一种具有第一凹陷的第一板片的一种截面示意图;
图14是本申请实施方式涉及的一种具有第二凹陷的第二板片的一种截面示意图;
图15是本申请实施方式涉及的一种第一板片的部分区域结构放大示意图。
具体实施方式
对板式换热器而言,人字波技术通过在板片上以周期性交替出现的“人字”形式凸脊和凹槽布置形成板片。相邻两张流通板通过人字尖角相对的方式进行装配,形成流体通道,具有湍流程度高,强化换热效果好的技术特点,在制冷空调、冷冻冷藏、汽车、航空航天等方面,被广泛采用。
对于板片具有以类似人字波形态特征的波纹结构的板式换热器而言,流体的流动方式被分解为沿着槽道的槽向流(furrow flow)和大致沿着板片进出口之间的主流动方向上的纵向流(longitude flow)。
在满足模具成型与结构强度要求的波距参数下,人字波波角为钝角的板片,流体沿其主流动方向上的流动流阻较大,但换热性能相对较好,人字波波角为锐角的板片,流体沿其主流动方向上的流阻较小,但换热性能相对一般,因此,相关技术通过设计人字波的波角角度、波距等关键参数来切换此二者的主要地位和次要地位,从而达到平衡换热效果和流体压降这两个参数,在一些特定的技术需求下,相关技术会将波纹角度设置为 90°以平衡压降和换热性能。目前一些相关技术的板式换热器是采用2重左右或3重左右的多重人字波结构的板片,可参考图1和图2所示的板片结构。本申请提供的板式换热器,板片的结构通过在凸起结构的“延伸段”和“连接段”两个位置流动与换热机理进行设计和改进,同时结合板片装配关系,从而提出了创新的解决方案。下面对本申请的技术方案进行详细阐述。
如图3所示,本申请的一种实施方式涉及一种板式换热器10,包括若干层叠设置的板组件100。
图4示意板组件100的分解示意图,板组件100包括第一板片101和第二板片102,每张板片包括相对的正面1001和反面1002,第一板片101 的正面1001与第二板片102的反面1002相对,第一板片101的反面1002 与相邻板组件100的第二板片102的正面1001相对。具体的,第一板片 101和第二板片102的板片边沿均具有翻边21,定义翻边21的翻折方向所在的一侧为板片的反面1002,相反的,另一侧为板片的正面1001。图4 中,下方第一板片101可视的一侧为其正面1001,不可视的另一侧为其反面1002,上方第二板片102可视的一侧为其反面1002,不可视的另一侧为其正面1001。
第一板片101和第二板片102均设有主换热区20。主换热区20可以位于板片的中间位置,沿板片的长度方向,板片还具有位于主换热区20 的两侧的角孔区,角孔区设有贯穿板片的通孔,流体通过该通孔实现流入和流出。
当然,对板式换热器10产品而言,其还可以包括两种流体即制冷剂和载冷剂的进出口对应的外部接管11,两种流体对应的外部接管11可以位于板式换热器10的厚度方向的同侧或者不同侧,在图3中,外部接管 11以位于板式换热器10的不同侧进行示意,外部接管11数量可以为4 个,其中2个作为制冷剂的进出管,另外2个作为载冷剂的进出管。
第一板片101具有位于其主换热区20的第一板部12和多个第一凸起结构13,多个第一凸起结构13彼此间隔排布且第一凸起结构13在第一板片101正面1001自第一板部12凸起。相邻的两个第一凸起结构13之间形成第一沟槽14。
第二板片102具有位于其主换热区20的第二板部22和多个第二凸起结构23,多个第二凸起结构23彼此间隔排布且第二凸起结构23在第二板片102反面1002自第二板部22凸起。相邻的两个第二凸起结构23之间形成第二沟槽24。
第一板片101和第二板片102在主换热区20均通过对应的凸起结构形成多个波峰和多个波谷,多个波峰和多个波谷沿板片长度方向交替设置,相邻的两个波谷相对于位于其之间的波峰可以具有相同或者不同的深度。第一凸起结构13在第一板片101的主换热区20上相互间隔一定距离排列,多个第一凸起结构13之间的间距可以相等,也可以不等。第二凸起结构23在第二板片102的主换热区20上相互间隔一定距离排列,多个第二凸起结构23之间的间距可以相等,也可以不等。
第一凸起结构13和第二凸起结构23均具有至少两个延伸段31以及至少一个连接段32,每一连接段32连接于相邻的两个延伸段31之间。在本申请的一些实施方式中,第一凸起结构13和第二凸起结构23均具有多个延伸段31以及多个连接段32,相邻的两个延伸段31的延伸方向相交,参考图4、图5的示意,其中,图5以第一凸起结构13的俯视结构示意,相邻的两个延伸段31的延伸方向相交,多个连接段32分别连接于多组相邻的两个延伸段31之间,第一凸起结构13和第二凸起结构23均形成连续图案。具体的,该连续图案可以为连续的多重人字形波纹图案。
其中,第一凸起结构13在其延伸段31处与第二凸起结构23在其延伸段31处相接触且二者呈交叉设置,第一板片101和第二板片102中的至少一张板片满足归属于该板片的凸起结构在其每个延伸段31处与相邻的另一张板片的凸起结构的延伸段接触形成的交叉位置的数量为一个。
该至少一张板片以第一板片101为例,在第一板片101和第二板片102 装配后,第一板片101正面1001的第一凸起结构13在其延伸段31处与第二凸起结构23在其延伸段处接触并形成交叉位置,第一凸起结构13的延伸段31处的交叉位置的数量为一个。对第二板片102而言,交叉位置的数量与相邻的第二凸起结构23之间的间距有关。其反面1002的第二凸起结构23在其延伸段31处的交叉位置的数量可以大于等于1。
在本申请图5的实施方式中,第一凸起结构13在其延伸段31处与第二凸起结构23的延伸段31以焊接固定的方式形成交叉位置,具体的,该接触的位置可通过钎焊的方式固定形成焊点,且第一凸起结构13在其每个延伸段31形成的与第二凸起结构23的延伸段31焊接的交叉位置数量为一个,第二凸起结构23在其每个延伸段31处形成的与第一凸起结构13的延伸段31焊接的交叉位置数量也为一个。第一凸起结构13的顶部和第二凸起结构23的顶部具有用于焊接的平面或者微曲面。
延伸段31的焊点位置可参考图5示意的标号为(a1,a2)虚线圆圈框,图5中虚线代表第一凸起结构13朝向第二板片102反面1002的顶面,实线代表第二凸起结构23朝向第一板片101正面1001的顶面。
发明人经过研究发现,相关技术的解决思路在于取两个相邻延伸段的延伸方向夹角角度为90°,以实现换热效果与压降的平衡。发明人提供的技术方案并非沿着相关技术中的解决思路,当板式换热器产品作为蒸发器使用时,设计理念是以气态工质夹带液态工质,从多个板片间形成的流道内通过,由于气液两相流自身的特点,气相工质容易受浮力作用影响,沿最短路径离开流道,液相工质受液态粘性力影响,容易沿着最小压降方向流动,为了实现二者的有效夹带,沿着板片的主流动方向的流动形式是理想的选择,本申请提供的方式是在有限的板片板面宽度条件下,通过使第一凸起结构13的延伸段31不与第二凸起结构23的延伸段31接触,从而第一凸起结构13的延伸段31和第二凸起结构23的延伸段31之间没有形成交叉位置,这样延伸段 31的尺寸可以缩小,从而在板片宽度方向可以形成更多的延伸段31和连接段32。从而有利于形成重数较多的连续人字波,一方面,第一凸起结构 13的连接段32与第二凸起结构23的连接段32相接触,有利于提高板片与板片之间的固定强度,提高板式换热器10的产品强度和稳定性。另一方面,板片依靠多个延伸段31的位置使得流体以较小的流动阻力在槽道内流动换热,以及板片依靠多个连接段32的位置可阻挡流体沿槽向的流动趋势,保证流体运动的折流效果,有利于使流体流动方式切换为形成于流体进出口之间的主流动方向上的纵向流,有利于降低流体流动压降。这样,人字波的重数越多,流体更容易向纵向流的方式转变,以及对气液两相的制冷剂而言,延伸段31的尺寸缩小和连接段32的多次折流使得两相流形式的流体掺混效果好,有利于气相和液相工质二者的有效夹带,对应的流体蒸发过程将获得更好的强化换热效果。
如图5所示,第一凸起结构13的延伸段31处形成的与第二凸起结构 23延伸段31的焊接交叉位置记为第一焊点a1,第一焊点a1位于延伸段 31的中间位置,第一焊点a1距离第一凸起结构13的延伸段31延伸方向两侧的连接段32的距离相等。或者如图8所示,第一焊点a1距离第一凸起结构13的延伸段31延伸方向两侧的连接段中较近的连接段32的距离大于等于延伸段31长度的20%。
延伸段31处的焊点的位置不能与连接段32的距离过近,对板片而言,由于连接段32通常以弯折或弯曲的形态连接于两个相邻延伸段31之间,人字波的连接段32的位置对流体的流动性影响较大,容易形成流动死区,对板片的流动均匀性造成影响,通过设计焊点与较近连接段32之间的间距以大于等于延伸段31长度的20%,从而避免在连接段32的附近形成较大焊点,或者与连接段32处的焊点形成连焊的问题,有利于流体在人字波的连接段32位置处的流动效果,有利于提高板片的换热性能。
同理,第二凸起结构23的延伸段31处形成的与第一凸起结构13延伸段31的焊接交叉位置记为第二焊点a2,如图5所示,第二焊点a2距离第二凸起结构23的延伸段31延伸方向两侧的连接段32的距离相等,或者如图8所示,第二焊点a2距离第二凸起结构23的延伸段31延伸方向两侧的连接段中较近的一侧连接段32的距离大于等于延伸段31长度的 20%。
在本申请的一些实施方式中,如图8所示,第一板片101正面1001 的第一凸起结构13在第一部分连接段32处与第二板片102的反面1002 的第二凸起结构23的连接段32相接触,从而第一凸起结构13在第一部分连接段32处会与第二板片102接触形成焊点,标号M的虚线框示意第一部分连接段32位置处的焊点。第一凸起结构13在第二部分连接段32 处与第二板片102的反面1002的第二凸起结构23的连接段32不相接触。第一板片101的第一凸起结构13的第二部分的连接段32至少部分与第二板片102反面1002的第二沟槽24相对,从而第一凸起结构13在第二部分连接段32处不会与第二板片102接触形成焊点。
在本申请的另一些实施方式中,如图5所示,第一板片101正面1001 的第一凸起结构13在其每个连接段32处均与第二板片102的反面1002 的第二凸起结构23的连接段32至少部分区域相接触。标号M的虚线框示意连接段32位置处的焊点。
以图5中所示,四个流体域(C1、C2、C3、C4)的流通面积较为相当,流体在板片上流动时,从流体域C1出发,会概率性的流入流体域C2 和流体域C3,流体朝该两个方向的流动概率相当,从而对流体流动的均匀性有利,有利于提高板片的换热性能。
在本申请的一些实施方式中,例如图5所示。延伸段31具有大致直线型的延伸方向,连接段32沿着弯曲路径延伸,从而第一凸起结构13在其延伸方向的中心线和第二凸起结构23在其延伸方向的中心线均形成连续的折弯形状。将连接段32以弯曲路径延伸设置,有利于使流体的流动路径相对平滑和顺畅,有利于降低流体流动压降,提高换热效果。
或者,延伸段31以及连接段32均具有大致直线型的延伸方向,第一凸起结构13的在其延伸方向的中心线和第二凸起结构23在其延伸方向的中心线形成连续的梯形形状。图7中的虚线以第一凸起结构13的延伸方向的中心线进行示例。将连接段32以直线路径设置,有利于扩大第一凸起结构13的连接段32和第二凸起结构23的连接段32之间的接触面积,使焊点面积增大从而提高板片连接的稳定性。
或者,延伸段31以及连接段32均沿弯曲路径延伸,第一凸起结构13 在其延伸方向的中心线和第二凸起结构23在其延伸方向的中心线形成连续的波浪形状。
对第一板片101和第二板片102而言,在一些实施方式中,参考图6,以第一板片101为例,第一板片的长度方向L构成流体主流通方向,即流体在第一板片101的长度方向L上从一侧流至另一侧。第一凸起结构13 和第二凸起结构23均以连续的起伏波纹形态沿第一板片101的宽度方向 W上下起伏。当然,第一凸起结构13和第二凸起结构23也可以以连续的波纹形态沿偏离板片宽度方向W一定角度的方向上下起伏。
第一凸起结构13和第二凸起结构23均沿板片宽度方向W形成连续的多重人字波,第一凸起结构13形成的人字波的重数与第二凸起结构23 形成的人字波的重数相同,第一凸起结构13形成的每一重人字波与其他人字波可以相同形状和尺寸,也可以为不相同的形状和尺寸,例如,其中一重人字波为沿板片长度方向对称的人字波,另一重人字波的两个相邻延伸段中一个延伸段相对于板片长度方向向板片宽度方向一侧偏离45°角,另一个延伸段相对于板片长度方向向板片宽度方向的另一侧偏离60°角。相应的,第二凸起结构23形成的每一重人字波与其他人字波也可以相同,也可以不同,本申请对此不作限制。
其中,第一凸起结构13和第二凸起结构23均自对应板片宽度方向W 的一侧边沿延伸至另一侧边沿,且第一凸起结构13和第二凸起结构23均在连接段32处与板片边沿交汇或者在延伸段31的交叉位置处与板片边沿交汇。
在本申请的一种可选的实施方式中,第一凸起结构13和第二凸起结构23均沿板片宽度方向形成连续的周期性图案,也即每一重人字波的结构和形状均相同,第一凸起结构13形成的周期性图案与第二凸起结构23 形成的周期性图案基于二者的装配关系相差半个周期。参考图6所示,第一板片101的第一凸起结构13沿板片宽度方向W形成7重周期性的人字波,第一凸起结构13形成的周期性图案和第二凸起结构23形成的周期性图案可以相同也可以不同,但是周期数量是相同的,这样可以保证第一板片101和第二板片102便于装配。第一板片101和第二板片102为相同形状和结构的板片,从而第一凸起结构13形成的周期性图案和第二凸起结构23形成的周期性图案相同。在装配的时候,第一板片101相对于第二板片102水平旋转180°设置。
第一凸起结构13的人字波的重数和第二凸起结构23的人字波的重数均大于等于3重,较多的人字波重数有利于在保证换热性能的同时降低流体流动压降。
第一凸起结构13的周期性图案和第二凸起结构23的周期性图案的周期个数均相同且周期个数均为整数个,如图6示意,该整数个周期中每个周期均为连续的完整形态且每个周期均以板片长度方向L轴对称设置,具有整数个周期的第一凸起结构13和第二凸起结构23均自对应板片宽度方向W的一侧边沿延伸至另一侧边沿。这样,当第一板片101和第二板片 102装配后,以第一板片101示例说明,图6中第一凸起结构13最接近板片宽度方向W的边沿的延伸段31即为板片宽度方向上最外侧的一重人字波的延伸段31,该延伸段31在延伸方向的长度为对应的完整的延伸段31 延伸方向的总长度,此与相关技术图1示意的多重人字波相区别,在图1 中,该多重人字波最靠近板片宽度方向的边沿处的延伸段长度较短,远小于完整延伸段的总长度,最靠近板片宽度方向的边沿的连接段32与板片边沿之间留有一些空间,这样当相邻两张板片装配时,该狭小空间形成的流动通道对流体流动影响较大,而本申请提供的相关实施方式,最靠近第一板片101的边沿的延伸段为完整的延伸段的长度,第一板片101的宽度方向靠近边沿的位置不容易形成狭窄流道,从而该靠近边沿的位置能够使流体通过从而不容易形成流动死区,进而有利于提高流体在板片上的分配均匀性,有利于扩大板片的有效换热面积,提高板式换热器的换热效果。凸起结构除了在连接段处与板片边沿相交汇的方式外,还可以在延伸段31 的交叉位置处与板片边沿相交汇。这两种与板片边沿的交汇方式都是将焊点位置设置在于板片最外的边沿,可以提高板片侧边的强度,从而对板片换热器整体上有利于提高产品稳定性。
在本申请提供的一种实施方式中,参考图6所示,多个延伸段31中,至少一组相邻的两个延伸段31的延伸方向相对于板片长度方向L分别向板片宽度方向W的两侧偏离角度相等。例如,相邻的两个延伸段31的延伸方向相对于板片长度方向L分别向板片宽度方向W的两侧偏离角度均为大致45°。
在本申请提供的一种实施方式中,多个延伸段31还可以包括至少两类延伸段,该两类延伸段其延伸方向上的中心线的长度不相等,且至少部分相邻的两个延伸段分别为不同类的延伸段。这种在凸起结构延伸方向上的非对称的人字波形态在一些具体场景中具有相应优势。
如图9所示,本申请提供的一种实施方式中,虚线示意第一凸起结构 13的结构,实线示意第二凸起结构23的结构,第一板片101的第一凸起结构13对应的相邻两个延伸31段的延伸方向拟合的夹角记为第一夹角β 1,第二板片102的第二凸起结构23对应的相邻两个延伸段31的延伸方向拟合的夹角记为第二夹角β2。
第一夹角β1与第二夹角β2的角度不同,第一夹角β1大致为90°的直角,第二夹角β2大致为120°的钝角。第一夹角β1与第二夹角β2 的取值范围可以均为40°~165°。
当然第一夹角β1与第二夹角β2的角度也可以相同,在实际中,第一夹角β1和第二夹角β2均可以为锐角、直角以及钝角中的一种,在不同的应用场景下可以选择不同的角度搭配,也即板式换热器任意相邻的两张板片可以为相同角度的自装配,也可以为不同角度的混合装配。
且在板片其他参数不变的情况下,凸起结构的两个相邻延伸段的延伸方向拟合的夹角为锐角时,有利于在有限的板宽条件下,使得沿板片宽度方向布置的凸起结构具有较多的延伸段和连接段,即凸起结构形成的周期性图案的数量增加,这样有利于在保证较好的换热性能的同时,通过连接段阻挡流体沿槽向的流动趋势,从而切换为沿板片长度方向的纵向流,从而有利于降低压降。
在本申请提供的一种实施方式中,第一凸起结构13和第二凸起结构 23均包括多个由相邻的两个延伸段31和位于其之间的连接段32构成的子结构。参考图10、图11示意,第一凸起结构13的子结构S1包括顶部41 和两个侧部42,两个侧部42分别连接于顶部41的两侧。在每个子结构 S1的相邻的两个延伸段31的延伸方向形成的尖角所指向的方向上,所述两个侧部42分别形成子结构S1的前侧和后侧,两个侧部42中形成前侧的记为第一侧部421,两个侧部42中形成后侧的记为第二侧部422。
其中,在第一板片101的正面1001,第一侧部421在其子结构S1的连接段32的至少部分区域形成朝向尖角指向方向凸出的凸部43,且凸部 43靠近其子结构S1的顶部41的一侧比凸部43靠近第一沟槽14的槽底一侧向其子结构S1的尖角指向方向凸出的距离大。一些实施方式中,相对于顶部41所在的平面,第一侧部421对应该凸部43位置处的斜度大于该第一侧部421的其他位置的斜度。
和/或,在第二板片102的反面1002,第二侧部422在其子结构S2的连接段32的至少部分区域形成朝向尖角指向方向凹入的凹部44,且凹部 44靠近第二沟槽24槽底的一侧比凹部44靠近其子结构S1的顶部41的一侧向其子结构S1的尖角指向方向凹入的距离大。一些实施方式中,相对于顶部41所在的平面,第二侧部422对应该凹部44位置处的斜度大于该第二侧部422的其他位置的斜度。
第一凸起结构13的子结构的顶部41与第二凸起结构23的子结构的顶部41接触形成焊点M,第一凸起结构13的凸部43与第二凸起结构23 的顶部41接触形成结合区,凸部43与第二凸起结构23的凹部44靠近其所在子结构的顶部41的一侧相间隔。
如图12所示,通过在第一凸起结构13的凸部43和第二凸起结构23 的凹部44可以有效扩大两个凸起结构的连接段32的接触面积,这在尺寸相对较小的凸起结构中有利于提高第一板片101和第二板片102之间连接的可靠性。同时,参考图12所示第一板片101和第二板片102在连接段 32处的装配截面示意图,凹部44有利于扩大第二板片102反面1002的流体在人字波连接段32处的流通截面凸部43有利于扩大第一板片101反面 1002的流体在人字波连接段32处的流通截面,这样有利于提高流体在人字波连接段32处的流动性,从而提高换热性能。
如图13、图14、图15所示,本申请提供的一种实施方式中,第一凸起结构13设有第一凹陷131,第一凹陷131的延伸方向与第一凸起结构 13的延伸方向相同,在图15中,第一凹陷131沿与第一凸起结构13延伸方向的中心线重合的方向延伸,第一凹陷131自第一凸起结构13的顶面向第一板部12的方向下凹,第一凹陷131的深度小于第一板部12相对于第一凸起结构13的顶面的深度。在第一板片101的长度方向上,通过第一沟槽14和第一凹陷131形成交替的一大一小两个槽道,这种非对称的槽道设计有利于提高流体的换热效果。
相应的,第二凸起结构23设有第二凹陷132,第二凹陷132的延伸方向与第二凸起结构23的延伸方向相同,第二凹陷132沿与第二凸起结构 23延伸方向的中心线重合的方向延伸,第二凹陷132自第二凸起结构23 的顶面向第二板部22的方向下凹,第二凹陷132的深度小于第二板部22 相对于第二凸起结构23的顶面的深度。
以上实施方式仅用于说明本申请而并非限制本申请所描述的技术方案,对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础,例如“上”、“下”等方向性的描述,尽管本说明书参照上述的实施方式对本申请已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本申请进行修改或者等同替换,而一切不脱离本申请的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本申请的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种板式换热器(10),包括若干层叠设置的板组件(100),所述板组件包括第一板片(101)和第二板片(102);所述第一板片(101)正面(1001)与所述第二板片(102)反面(1002)相对,所述第一板片(101)反面(1002)与相邻板组件(100)的第二板片(102)正面(1001)相对;第一板片(101)和第二板片(102)均设有主换热区(20);第一板片(101)具有位于其主换热区(20)的第一板部(12)和多个第一凸起结构(13),多个第一凸起结构(13)彼此间隔且所述第一凸起结构(13)在第一板片(101)正面(1001)自所述第一板部(12)凸起;第二板片(102)具有位于其主换热区(20)的第二板部(22)和多个第二凸起结构(23),多个第二凸起结构(23)彼此间隔且所述第二凸起结构(23)在第二板片(102)反面(1002)自所述第二板部(22)凸起;第一凸起结构(13)和第二凸起结构(23)均具有至少两个延伸段(31)以及至少一个连接段(32),每一连接段(32)连接于相邻的两个延伸段(31)延伸方向的末端之间;
其特征在于,所述第一凸起结构(13)在其延伸段(31)处与所述第二凸起结构(23)在其延伸段(31)处相接触且交叉设置;所述第一板片(101)和所述第二板片(102)中的至少一张板片满足归属于该板片的凸起结构在其每个延伸段(31)处与相邻的另一张板片的凸起结构的延伸段(31)接触形成的交叉位置的数量为一个。
2.根据权利要求1所述的板式换热器(10),其特征在于,所述第一凸起结构(13)在其延伸段(31)处与第二凸起结构(23)的延伸段(31)在二者的交叉位置处以焊接方式固定;所述第一凸起结构(13)在其每个延伸段(31)形成的与第二凸起结构(23)的延伸段(31)焊接的交叉位置数量为一个;所述第二凸起结构(23)在其每个延伸段(31)处形成的与第一凸起结构(13)的延伸段(31)焊接的交叉位置数量也为一个。
3.根据权利要求2所述的板式换热器(10),其特征在于,所述第一凸起结构(13)的延伸段(31)处形成的与第二凸起结构(23)延伸段(31)的焊接交叉位置记为第一焊点(a1),所述第一焊点(a1)位于所在延伸段(31)的中间从而所述第一焊点(a1)与所在延伸段(31)延伸方向两侧的连接段(32)之间的距离相等,或者所述第一焊点(a1)与所在延伸段(31)延伸方向两侧中最近的连接段(32)的距离大于等于延伸段(31)长度的20%;
所述第二凸起结构(23)的延伸段(31)处形成的与第一凸起结构(13)延伸段(31)的焊接交叉位置记为第二焊点(a2),所述第二焊点(a2)位于所在延伸段(31)的中间从而所述第二焊点(a2)与所在延伸段(31)延伸方向两侧的连接段(32)之间的距离相等,或者所述第二焊点(a2)与所在延伸段(31)延伸方向两侧中最近的连接段(32)的距离大于等于延伸段(31)长度的20%。
4.根据权利要求1所述的板式换热器(10),其特征在于,所述第一板片(101)正面(1001)的第一凸起结构(13)在其连接段(32)处与第二板片(102)的反面(1002)的第二凸起结构(23)的连接段(32)至少部分区域相接触。
5.根据权利要求4所述的板式换热器(10),其特征在于,所述第一凸起结构(13)和所述第二凸起结构(23)均包括多个由相邻的两个延伸段(31)和位于其之间的连接段(32)构成的子结构;所述子结构包括顶部(41)和两个侧部(42);所述两个侧部(42)分别连接于所述顶部(41)的两侧;在所述子结构的相邻的两个延伸段(31)的延伸方向形成的尖角指向方向上,所述两个侧部(42)中形成所述子结构前侧的记为第一侧部(421),所述两个侧部(42)中形成所述子结构后侧的记为第二侧部(422);
其中,在所述第一板片(101)正面(1001),相邻的两个第一凸起结构(13)之间形成第一沟槽(14),第一板片(101)的至少一个子结构的所述第一侧部(421)在其连接段(32)的至少部分区域形成朝向其子结构的尖角指向方向凸出的凸部(43);所述凸部(43)靠近其子结构的顶部(41)的一侧比所述凸部(43)靠近所述第一沟槽(14)槽底的一侧向其子结构的尖角指向方向凸出的距离大;和/或,在所述第二板片(102)反面(1002),相邻的两个第二凸起结构(23)之间形成第二沟槽(24);第二板片(102)的至少一个子结构的所述第二侧部(422)在其连接段(32)的至少部分区域形成朝向其子结构的尖角指向方向凹入的凹部(44),且所述凹部(44)靠近所述第二沟槽(24)槽底的一侧比所述凹部(44)靠近其子结构的顶部(41)的一侧向其子结构的尖角指向方向凹入的距离大;所述第一凸起结构(13)的凸部(43)与所述第二凸起结构(23)的顶部(41)接触。
6.根据权利要求1至5任一所述的板式换热器(10),其特征在于,针对所述第一凸起结构(13)和所述第二凸起结构(23)中的任一凸起结构而言,相邻的两个延伸段(31)的延伸方向相交;所述延伸段(31)具有直线型的延伸方向,所述连接段(32)沿着弯曲路径延伸;或者,所述延伸段(31)以及所述连接段(32)均具有直线型的延伸方向;或者,所述延伸段(31)以及所述连接段(32)均沿弯曲路径延伸。
7.根据权利要求6所述的板式换热器(10),其特征在于,所述板片的长度方向(L)构成流体主流通方向,所述第一凸起结构(13)和所述第二凸起结构(23)均以连续的起伏波纹形态沿板片宽度方向(W)上下起伏;所述第一凸起结构(13)和第二凸起结构(23)均自对应板片宽度方向(W)的一侧边沿延伸至另一侧边沿,且所述第一凸起结构(13)和所述第二凸起结构(23)均在连接段(32)处与板片边沿交汇或者在延伸段(31)的所述交叉位置处与板片边沿交汇。
8.根据权利要求6所述的板式换热器(10),其特征在于,对于所述第一凸起结构(13)和所述第二凸起结构(23)中的任一凸起结构而言,在所述多个延伸段(31)中,至少一组相邻的两个延伸段(31)的延伸方向相对于板片长度方向(L)分别向板片宽度方向(W)两侧偏离角度相等。
9.根据权利要求6所述的板式换热器(10),其特征在于,所述第一板片(101)的第一凸起结构(13)对应的相邻两个延伸段(31)的延伸方向拟合的夹角记为第一夹角(β1);所述第二板片(102)的第二凸起结构(23)对应的相邻两个延伸段(31)的延伸方向拟合的夹角记为第二夹角(β2);所述第一夹角(β1)与所述第二夹角(β2)的取值范围均为40°~165°。
10.根据权利要求9所述的板式换热器,其特征在于,所述第一凸起结构(13)设有第一凹陷(131),所述第一凹陷(131)自所述第一凸起结构(13)的顶面下凹,所述第一凹陷(131)的延伸方向与所述第一凸起结构(13)延伸方向相同,所述第一凹陷(131)的深度小于所述第一板部(12)相对于所述第一凸起结构(13)的顶面的深度;
所述第二凸起结构(23)设有第二凹陷(132),所述第二凹陷(132)自所述第二凸起结构(23)的顶面下凹,所述第二凹陷(132)的延伸方向与所述第二凸起结构(23)的延伸方向相同,所述第二凹陷(132)的深度小于所述第二板部(22)相对于所述第二凸起结构(23)的顶面的深度。
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