CN215639000U - 一种板式换热器的换热板片及板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换热器领域，尤其涉及一种板式换热器的换热板片及板式换热器，所述换热板片的四个顶角处分别开设一角孔，位于所述换热板片上左右同一侧的角孔为相同介质的进口和出口，所述进口和所述出口之间设有换热区，所述进口和所述换热区之间、所述出口和所述换热区之间分别设有导流区，由所述进口流入的介质经所述进口侧的所述导流区进入所述换热区，所述换热区流出的介质经所述出口侧的所述导流区由所述出口流出所述换热板片；所述导流区内分布多个凸起部，所述多个凸起部在所述导流区内以相同朝向设置。本实用新型的换热板片能提升流体均匀分配程度，提高换热效率。

Description

一种板式换热器的换热板片及板式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器领域，尤其涉及一种板式换热器的换热板片及板式换热器。

背景技术

板式热交换器换热效率高，结构紧凑，广泛应用于各行业。它由很薄的波纹金属板片叠装构成，板片上的波纹分为两部分，一部分为导流区，主要作用是引导流体均匀分布，另一部分是换热区，主要作用是进行热量交换。诸多研究者对板式换热器做了详细的试验以及模拟研究。大多数研究者仅对普通的非组合板式换热器进行模拟，而且没有重视导流区部分的研究。使用组合板式换热器能够结合大小倾角的优势，既保持换热性能又在一定程度上降低压降损失，拓展板式换热器的使用范围，满足不同行业的要求；优化的导流区能够减小换热“死区”面积，保证板式换热器的换热性能，因此，提出新型的导流区结构十分必要。

CN206787371U描述一种新型可拆板式换热器板片导流区，所述板式换热器板片为“人”字形，所述导流区包括入口流道以及导流部分，所述入口流道的入口连接板式换热器的接管、另一端通入导流部分，所述导流部分的出口位于“人”字形板片的底边；所述导流部分的导流流道倾角为40-50°；所述入口流道的峰间距自靠近出口侧至远离出口侧逐渐变大；所述导流部分的导流流道的峰间距自远离入口侧至靠近入口侧逐渐减小；该导流区也是采用斜线方式导流，这种结构存在着导流不均匀，造成介质流通偏流现象，一侧流速快一侧流速慢，换热器的热效率低。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能提升流体均匀分配程度的板式换热器的换热板片及板式换热器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种板式换热器的换热板片，所述换热板片的四个顶角处分别开设一角孔，位于所述换热板片上左右同一侧的角孔为相同介质的进口和出口，所述进口和所述出口之间设有换热区，所述进口和所述换热区之间、所述出口和所述换热区之间分别设有导流区，由所述进口流入的介质经所述进口侧的所述导流区进入所述换热区，所述换热区流出的介质经所述出口侧的所述导流区由所述出口流出所述换热板片；所述导流区内分布多个凸起部，所述多个凸起部在所述导流区内以相同朝向设置。

进一步可选地，所述凸起部的最大凸起高度处形成上端面，所述上端面的尺寸小于所述凸起部任意凸起高度处横截面的尺寸。

进一步可选地，所述换热板片包括相背设置的正面和反面，所述导流区包括基板部，所述基板部对应于所述换热板片的正面和反面均呈平面设置，所述凸起部对应于所述正面自所述基板部凸起，对应于所述反面自所述基板部凹陷；或者，自所述基板部的同一位置处分别在其正面侧和反面侧对应形成所述凸起部。

进一步可选地，所述导流区包括多个导流单元，每个所述导流单元由多个所述凸起部按照设定轨迹排列形成。

进一步可选地，所述导流单元为多个凸起部以A字型轨迹排列，多个所述A 字型轨迹在所述导流区内的朝向相同。

进一步可选地，所述导流单元为多个凸起部以凸字型轨迹排列，多个所述凸字型轨迹在所述导流区内以任意朝向设置。

进一步可选地，所述导流区为三角形导流区，位于所述换热板片上下同一侧的所述角孔分别与所述三角形导流区的两斜边相对；所述导流单元为多个凸起部以梯形轨迹排列，所述梯形轨迹的底边与所述三角形导流区的底边相对设置，所述梯形轨迹的两条腰分别与所述三角形导流区的两斜边相对设置；多个所述梯形轨迹在所述三角形导流区内相互嵌套，且所有梯形轨迹共用一个底边。

进一步可选地，所述导流单元为多个凸起部以X字型轨迹排列，多个所述X 字型轨迹在所述导流区内的朝向相同。

进一步可选地，所述导流单元为多个凸起部以方形轨迹排列，其至少部分所述方形轨迹在所述导流区内相互嵌套。

本实用新型还提出了一种板式换热器，其包括上述任意一项所述的换热板片。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

采用本实用新型的凸起部结构的导流区及其布局，减少了流动阻力，提高了介质流体在导流区的均匀分配程度，相对于传统人字形板式换热器，在换热量基本保持不变的条件下，本实用新型的换热板片的阻力平均降低17.91％，综合换热性能提升8％。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1：为本发明实施例1换热板片结构示意图；

图2：为本发明实施例1的导流区的结构图；

图3：为本发明实施例1的导流区第一种实施方式的结构图；

图4：为本发明实施例1的导流区第二种实施方式的结构图；

图5：为本发明实施例1的导流区第三种实施方式的结构图；

图6：为本发明实施例1的导流区第四种实施方式的结构图；

图7：为本发明实施例1的导流区第五种实施方式的结构图；

图8：为本发明实施例2的换热板片换热区结构示意图；

图9：为图8中A处放大图；

图10：为发明实施例2的相邻换热板片层叠状态放大图；

图11：为本发明实施例2的换热板片换热区另一布局图；

图12：为本发明实施例3多个换热板片的换热区层叠状态图；

图13：为本发明实施例3的换热板片换热区中的第二凸起部结构图；

图14：为本发明实施例3的换热板片换热区中的多个凸起部的布局图；

图15：为本发明实施例3的换热板片相邻第二凸起部的高度差示意图；

图16：为本发明实施例3的多个换热板片层叠时的连接示意图；

图17：为本发明实施例4的板式换热器结构图。

其中：10-前端板；20-后端板；30-换热板片；40-板间流道；11-第一介质进口；12-第一介质出口；13-第二介质出口；14-第二介质进口；15-导流区； 151-第一基板部；152-第一凸起部；1523-上端面；154-第一斜边；155-第二斜边；16-换热区；161-第二基板部；162-第二凸起部；1611-第一流道；1612- 第二流道；1613-中间流道；1614-第一连接部；1621-第二凸起部上端面；1622- 第二连接部；1624-第一连接部位置点；1623-过渡斜面；401-第一板间流道； 402-第二板间流道。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

为了既保持换热性能又在一定程度上降低压降损失，拓展板式换热器的使用范围，满足不同行业的要求；本实施例对导流区15进行了改进，减小换热“死区”面积，保证板式换热器的换热性能。本实施例提出了一种板式换热器的换热板片，换热板片的四个顶角处分别开设一角孔，位于换热板片上左右同一侧的角孔为相同介质的进口和出口，进口和出口之间设有换热区16，进口和换热区16之间、出口和换热区16之间分别设有导流区15，由进口流入的介质经进口侧的导流区15进入换热区16，换热区16流出的介质经出口侧的导流区15由出口流出换热板片；导流区15内分布多个第一凸起部152，多个第一凸起部152 在导流区15内以相同朝向设置。

如图1所示，在换热板片的四个顶角处开设的四个角孔分别为第一介质的进口、第一介质出口12、第二介质进口14和第二介质出口13。第一介质进口 11和第一介质出口12位于换热板片的左侧和右侧中的一侧，第二介质进口14 和第二介质出口13位于换热板片的左侧和右侧中的另一侧。换热区16位于进口和出口之间，换热区16用于第一介质和第二介质进行换热，第一介质经第一介质进口11进入换热板片的正面和反面中的一面，流经换热区16后从第一介质出口12流出换热板片；第二介质经第二介质进口14进入换热板片的正面和反面的另一面，流经换热区16后从第二介质出口13流出换热板片。第一介质和第二介质的温度不同，利用第一介质和第二介质之间的温差实现换热。为了使由进口流入的介质在换热区16内均匀分布，在进口和换热区16之间，以及出口和换热区16之间分别设有导流区15，为了提升介质在导流区15内均匀分布程度，以及解决介质流动阻力和偏流问题，本实施例在导流区15内设置多个第一凸起部152，多个凸起部152在导流区内以相同朝向设置。

一种可实施的方式为，如图2所示，导流区15为三角形导流区15，位于换热板片上下同一侧的角孔分别与三角形导流区15的两斜边，即第一斜边154，第二斜边155相对；三角形导流区15两侧边长S1＝S2＝L,该相邻两个第一凸起部152之间的距离在0.1L-0.25L之间，针对单个第一凸起部而言，以摆放角度a 表示第一凸起部152的朝向，第一凸起部152的摆放角度a的范围为0-90°，本实施例中，摆放角度为三角形导流区15的底边与第一凸起部152中线之间的夹角。板式换热器导流区15经过上述改进后，流体流经第一凸起部152时可以进行再次分流，能够形成交叉流，使流道内流体分布更加均匀，改善了流动特性，流体流动阻力大大减小，同时第一凸起部152周围也会形成一定程度的涡流，使换热板片整体换热更加均匀，在换热性能基本不变的同时，降低了压降。

进一步可选地，如图2所示，第一凸起部152的最大凸起高度处形成上端面1523，上端面1523的尺寸小于第一凸起部152任意凸起高度处横截面的尺寸。上端面1523作为相邻换热板片在导流区15的焊点，较多的焊点保证了相邻换热板片之间连接的稳定性，可以有效提高产品强度。第一凸起部152如此结构在保证相邻换热板片焊接可靠性的同时增大了介质的流动面积，提高换热效率。为降低成本，第一凸起部152可以为空心；为提升板片的强度和延长板片的使用寿命，第一凸起也可以选择为实心。

本实施例中采用的是菱形凸起结构，在实际使用中可以为正方形、六边形、平行四边形、梯形和椭圆型等其他形状。该凸起结构的在上端面形成的焊接面对应为菱形、正方形、圆台型和六边形等，该凸起结构的焊接面的面积远大于人字形板片的焊接点面积，进而其可靠性和强度更高。一种可实施的方式为，如图2所示，第一凸起部152为菱形，在第一凸起部152的端面形成棱形端面，且棱形端面两两相连的两边之间的夹角之间通过一定弧度的弧形过渡，从而使得棱形端面形成圆润尖角，可以使高温下的熔融焊料均匀的分布四周。菱形菱形凸起结构的底部也呈棱形，底部棱形两两相连的两边之间的夹角之间也通过一定弧度的弧形过渡，且棱形端面的棱形的边长与底部棱形的棱形边长的比值为1.2-2之间，最优为1.3。对比从评价准则ψ因子来看，本实施例设有第一凸起部152的板换的综合性能要比原人字形板换平均高6.49％。因此，优化后的菱形凸点结构的换热性能更好。

进一步可选地，换热板片包括相背设置的正面和反面，导流区15包括第一基板部151，第一基板部151对应于换热板片的正面和反面均呈平面设置，第一凸起部152可直接由第一第一基板部151的正面侧和反面侧凸起，也可焊接在第一第一基板部151的正面侧和反面侧。

一种可实施的方式为，第一凸起部152对应于正面自第一基板部151凸起，对应于反面自第一基板部151凹陷，多个换热板片层叠时，换热板片的正面和正面相对，换热板片的反面和反面相对。位于相邻换热板片正面的第一凸起部 152相连，多个第一凸起部152之间形成第一介质的板间流道，位于相邻换热板片第一凸起部152在第一基板部151反面形成的凹陷相对，多个凹陷间隔设置，相连凹陷之间的第一基板部151相连，多个凹陷之间形成第二介质的板间流道。

另一种可实施的方式为，自第一基板部151的同一位置处分别在其正面侧和反面侧对应形成第一凸起部152。在一些实施方式中，位于第一基板部151正面侧的第一凸起部152与位于第一基板部151反面侧的第一凸起部152凸起的高度不同，通过这种正反两侧非对称设计进行混合搭配，可以调整介质在流道中的湍流强度，来满足不同的换热性能要求。在另一些实施例中，位于第一基板部151正面侧的第一凸起部152与位于第一基板部151反面侧的第一凸起部 152凸起相同高度时的横截面积不同。如第一基板部151正面侧为大凸起结构，第一基板部151反面侧为小凸起结构。这样的话，在换热板片正反两侧的换热区16中介质流道的大小就不一样。大凸起结构那一侧的介质的换热面积相对小凸起结构那一侧的换热面积要小一些，如果大凸起结构那一侧流动的为第二介质，小凸起结构那一侧流动的为第一介质，第一介质的温度低于第二介质的温度，则在换热过程中，第二介质的热量能完全被第一介质带走，第二介质能够得到充分换热，进而使换热板片的整体换热效果得到提升。还有一些实施例中，位于第一基板部151正面侧的第一凸起部152与位于第一基板部151反面侧的第一凸起部152呈镜像对称设置，可以使用同个模具进行生产，有利于降低板片的制造成本。

进一步可选地，导流区15包括多个导流单元，每个导流单元由多个第一凸起部152按照设定轨迹排列形成。通过分析国内外人字形板式换热器研究现状，由努赛尔数(Nu)及压降(ΔP)共同决定的人字形板式换热器换热性能参数为理想评价因子参数。故采用下式评价因子计算方法，作为评价人字形板式换热器换热性能的参数：

以下为导流单元的具体实施方案：

第一种实施方案为，导流单元为多个第一凸起部152以A字型轨迹排列，多个A字型轨迹在导流区15内的朝向相同。

如图3所示，图中实线勾勒出A字型轨迹，可以看出字母A为横向排布的。此为A型布局中的最优方案，其中字母A的朝向可以为0-90°。整个A字型轨迹的面积占导流区15总面积的1/9-1/5。由第一凸起部 152A1/A2/A3/A4/A5/A6/A7/A8构建成A字型轨迹式，上下相邻的两个A字型轨迹共用第一凸起部152A1、A2，由A1/A2/a3/a4/a5/a6/a7组成A字型轨迹。第一凸起部152以类似网格状的A字型轨迹，流体在板片上流动时，有利于使流体的形成“蜿蜒曲折”流动路径，从而强化板片的换热效果。仿真结果计算的ψ因子的增长百分比为8.78％，相对于原斜线方式布局的高2.29％。

第二种实施方案为，导流单元为多个第一凸起部152以凸字型轨迹排列，多个凸字型轨迹在导流区15内以任意朝向设置。

如图4所示，图中线勾勒出凸字型轨迹，可以看出凸字型轨迹可以为横纵混合排布的。图中方案为凸字型轨迹中的最优方案，其中凸字型轨迹的朝向可以任意角度。整个凸字型轨迹的面积占导流区15总面积的1/8-1/3。这种布局考虑到从进口到户口流道的长度，由于要兼顾板片的整体设计，因此导流区15 部分的流道长度不相同，靠近进口流道长度短，远离进口流道长。如果进入每个流道的流体流量相同，导致某一时刻导流区15出口流量不一致。因此，凸字型轨迹在布局时尽量减少长流道上的凸点数量，增加短流道上的凸点数量，保证长流道在导流区15出口2的流量与短流道在导流区15出口流量基本相同，从而提高导流区15的导流效果。仿真结果计算的ψ因子的增长百分比为8.96％。相对于原斜线方式布局的高2.47％。

第三种实施方案为，导流区15为三角形导流区15，位于换热板片上下同一侧的角孔分别与三角形导流区15的两斜边相对；导流单元为多个第一凸起部 152以梯形轨迹排列，梯形轨迹的底边与三角形导流区15的底边相对设置，梯形轨迹的两条腰分别与三角形导流区15的两斜边相对设置；多个梯形轨迹在三角形导流区15内相互嵌套，且所有梯形轨迹共用一个底边。

如图5所示，图中线勾勒出梯形轨迹，可以看出梯形轨迹可以为横向排布的。图中方案为梯形轨迹中的最优方案，采用“套娃”形式的大梯形中包含小梯形，所有梯形轨迹公用一个底边。边X2上第一凸起部152基本上处于边X1 的相邻两个第一凸起部152的中线上，边X3上的第一凸起部152也处于边X2 的相邻两个第一凸起部152的中线上，这样流体在流经X1上的第一凸起部152 时会形成一次分流，流经X2时能够形成二次分流，流经X3时形成三次分流，从而流体分配的更加均匀。仿真结果计算的ψ因子的增长百分比为7.97％。相对于原斜线方式布局的高1.48％。

第四种实施方案为，导流单元为多个第一凸起部152以X字型轨迹排列，多个X字型轨迹在导流区15内的朝向相同。

如图6所示，图中线勾勒出X字型轨迹，可以看出X字型轨迹可以为横向排布的。图中方案为X字型轨迹中的最优方案，实际使用中X字型轨迹的朝向可以为0-90°，单个X字型轨迹的面积占比为整个导流区15面积的1/11-1/6。由第一凸起部152B1/B2/B3/B4/B5组成X字型轨迹，在换热板片上构建相对开放的流体通道结构，从而有利于将流体的热量及时传递，这样在相邻板片之间的流道中能够建立起对流换热的热量提取和传输机制，进而增强板片的整体换热性能。仿真结果计算的ψ因子的增长百分比为9.13％。相对于原斜线方式布局的高2.64％。

第五种实施方案为，导流单元为多个第一凸起部152以方形轨迹排列，其至少部分方形轨迹在导流区15内相互嵌套。

如图7所示，图中线勾勒出方形轨迹，可以看出方形轨迹可以为横向排布的。图中方案为正方型中的最优方案，实际使用中方形轨迹的朝向可以为 0-90°。图中是由第一凸起部152F1、第一凸起部152F2、第一凸起部152F3和第一凸起部152F4四个突点组成的方形轨迹，本实施例是有若干个方形轨迹组成。流体流经F1时分成四股分别流向F2、F3和F4，导流区15中间部分(第一凸起部152Z1、第一凸起部152Z2、第一凸起部152Z3和第一凸起部152Z4四个突点围成的区域)甚至可能形成混流和交叉流，从而提高流体分配的均匀性。在突点的四周也会形成涡流，增高流体的湍流强度，提升板换的换热能力。仿真结果计算的ψ因子的增长百分比为6.70％。相对于原斜线方式布局的高0.21％。

实施例2

为了提升换热区16的换热效果，本实施例在实施例1的基础上提出了对换热区16进行的改进。方案如下：

如图8-图11所示，换热区16内设有第二基板部161和多个第二凸起部162，换热板片包括相背设置的正面和反面，第二基板部161对应于换热板片的正面和反面均呈平面设置，第二基板部161和第一基板部151相连呈平面设置。在第二基板部161的同一位置处分别在其正面侧和反面侧对应形成第二凸起部 162。

第二凸起部162可直接由第二基板部161的正面侧和反面侧凸起，也可焊接在第二基板部161的正面侧和反面侧。

一种可实施的方式为，如图10所示，位于第二基板部161正面侧的第二凸起部162与位于第二基板部161反面侧的第二凸起部162凸起的高度不同，可以采用第二基板部161正面侧的第二凸起部162凸起高度高，反面侧的第二凸起部162凸起高度低，或者第二基板部161正面侧的第二凸起部162高度低，反面侧的第二凸起部162凸起高度高，通过这种正反两侧非对称设计进行混合搭配，可以调整介质在流道中的湍流强度，来满足不同的换热性能要求。

另一种可实施的方式为，位于第二基板部161正面侧的第二凸起部162与位于第二基板部161反面侧的第二凸起部162凸起相同高度时的横截面积不同。一种可实施的方式为，第二基板部161正面侧为如图10所示的第二凸起结构，第二基板部161反面侧的第二凸起结构可以为图中所示结构的0.5-0.85倍大小 (可以不变高度，只改变第二凸起部162结构的大小)，即第二基板部161正面侧为大凸起结构，第二基板部161反面侧为小凸起结构。这样的话，在换热板片正反两侧的换热区16中介质流道的大小就不一样。大凸起结构那一侧的介质的换热面积相对小凸起结构那一侧的换热面积要小一些，如果大凸起结构那一侧流动的为第二介质，小凸起结构那一侧流动的为第一介质，第一介质的温度低于第二介质的温度，则在换热过程中，第二介质的热量能完全被第一介质带走，第二介质能够得到充分换热，进而使换热板片的整体换热效果得到提升。

再一种可实施的方式为，位于第二基板部161正面侧的第二凸起部162与位于第二基板部161反面侧的第二凸起部162呈镜像对称设置，可以使用同个模具进行生产，有利于降低板片的制造成本。

在以上方案的基础上，如图10所示，第二凸起部162的最大凸起高度处形成第二凸起部上端面1621，第二凸起部上端面1621的尺寸小于第二凸起部162任意凸起高度处横截面的尺寸。第二凸起部上端面1621作为相邻换热板片在换热区 16的焊点，较多的焊点保证了相邻换热板片之间连接的稳定性，可以有效提高产品强度。第二凸起部162如此结构在保证相邻换热板片焊接可靠性的同时增大了介质的流动面积，提高换热效率。为降低成本，第二凸起部162可以为空心；为提升板片的强度和延长板片的使用寿命，第二凸起部162也可以选择为实心。

进一步可选地，如图8和图11所示，换热板片的四个顶角处分别设有角孔，位于换热板片左右同侧的角孔分别为相同介质的进口和出口，多个第二凸起部 162由进口向换热区16的中部呈渐扩式分布，并由换热区16的中部向与进口对应的出口呈渐缩式分布。该种布局形式避免了介质流动过程中靠近进口和出口处的阻力小，流速快；远离进口和出口处的阻力大，流速慢，容易造成分配不均的现象。因此在靠近进口和出口的地方可以增加第二凸起部162的数量，提高进口侧和出口侧的阻力，使介质分配更加均匀，进而提高换热量。

进一步可选地，如图11所示，在第二基板部161的中部沿第二基板部161的宽度方向形成中间流道1613，多个第二凸起部162以中间流道1613为中心对称设置在第二基板部161的上下两侧，中间流道1613的宽度大于或等于相邻第二凸起部162之间的间隙。该种布局形式属于上下对称，中间留白二次分配的方式，能够使流道结构复杂，介质流动时受到的扰动较强，从而降低介质流动的阻力，提高介质换热量。

进一步可选地，如图8和图11所示，第二基板部161包括多个路口部和多个通道部，每个路口部的周向分布至少三个第二凸起部162和至少三个通道部，至少三个第二凸起部162和至少三个通道部分别与路口部相连，每个通道部位于相邻的两个第二凸起部162之间。

本实施例中采用的是菱形凸起结构，在实际使用中可以为正方形、圆台型和六边形等其他形状。该凸起结构的在上端面形成的焊接面对应为菱形、正方形、圆台型和六边形等，该凸起结构的焊接面的面积远大于人字形板片的焊接点面积，进而其可靠性和强度更高。一种可实施的方式为，第二凸起部162为菱形，在第二凸起部162的端面形成棱形端面，且棱形端面两两相连的两边之间的夹角之间通过一定弧度的弧形过渡，从而使得棱形端面形成圆润尖角，可以使高温下的熔融焊料均匀的分布四周。设定棱形端面的边长为L1,棱形端面钝角端的大圆弧半径长为T1，锐角端小圆弧半径长为T2；菱形菱形凸起结构的底部也呈棱形，底部棱形两两相连的两边之间的夹角之间也通过一定弧度的弧形过渡，设定底部棱形边长为L2,棱形底面钝角端的大圆弧半径长为B1，锐角端小圆弧半径长为B2，满足：

1.2<L2/L1<3；T2<T1<L1；B2<B1<L2。

相邻第二凸起部162之间形成相互垂直的第一流道1611和第一流道1612，介质在第一流道1611和第一流道1612之间交错流动。如图10所示，第二凸起部162 在第二基板部161上形成了若干通道，构成相对较畅通的流道结构，这种流动方式有利于热量的输运。同时介质流动过程中会在焊点四周形成涡流，增强流动的湍流强度，从而实现强化换热的目的。

进一步可选地，图与9所示，路口部的周向分布三个第二凸起部162和三个通道部，其中一个第二凸起部162的中线与其相邻的两个第二凸起部162中的一个第二凸起部162的中线的夹角为a，与另一个第二凸起部162的中线的夹角为b，满足45≤β+θ＜180°。

第二凸起部162的布局方式如图9所示，位于下方的第二凸起部162沿重力方向竖直放置，其他两个第二凸起部162以此为中心线，沿一定角度倾斜放置。本实施案例中两片叶子之间的夹角β+θ的取值范围为45°-180°之间。

实施例3

为了提升换热区16的换热效果，本实施例在实施例1的基础上提出了对换热区16进行的又一改进。方案如下：

如图12-17所示，换热区16内设有第二基板部161和多个第二凸起部162，第二基板部161对应于换热板片的正面和反面均呈平面设置，第一基板部151 与第二基板部161相连并呈平面设置。第二凸起部162对应于换热板片的正面自第二基板部161凸起，第二凸起部162对应于换热板片的反面自第二基板部 161凹陷；第二基板部161上还形成有多个第一连接部1614，第一连接部1614 用于将相邻换热板片的反面相连。第二凸起部162和第一连接部1614交替设置；换热板片的四个顶角处分别设置一角孔，左右同侧的角孔为相同介质的进口和出口，换热区16靠近第一介质的进口侧以第一连接部1614或第二凸起部162 之一开始，换热区16靠近第二介质的进口侧以第一连接部1614或第二凸起部 162的另外一个收尾。

第二凸起部162可直接由第二基板部161的正面侧和反面侧凸起，也可焊接在第二基板部161的正面侧和反面侧。

由于换热板片是通过图12方式层叠在一起，层叠在一起的换热板片通过高温钎焊作用固定在一起；具体的，第一板片311与第二板片312之间形成第一板间流道401，第二板片与第三板片之间形成第二板间流道402，第一介质在第一板间流动流通，第二介质在第二板间流道402流通，由于第一板间流道401 在左侧的进口是封闭的，因此第二介质仅在第二板间流道402流通，从而实现两种介质总是交替在板间流道流动换热。

进一步可选地，如图14所示。每个第二凸起部162的周向设置四个第一连接部1614，四个第一连接部1614分别与第二凸起部162相连；每个第一连接部 1614的周向设置四个第二凸起部162，四个第二凸起部162分别与第一连接部 1614相连，且四个第二凸起部162两两相连。

进一步可选地，如图13和图14所示，第二凸起部162自第二基板部161 朝远离换热板片正面的方向呈渐缩式凸起形成，第二凸起部162上形成有第二连接部1622，所述第二连接部1622用于将相邻换热板片的正面相连，第二连接部1622为第二凸起部162凸起的最大高度处形成的端面。

一种可实施的方式为，如图13和图14所示，第二连接部1622呈棱形端面，且棱形端面两两相连的边形成的夹角具有弧形过渡，形成圆润尖角，圆润尖角的目的可以使高温下的熔融焊料均匀的分布四周，从而达到最优的钎焊效果；需要说明的是，第二连接部1622的形状、大小不限于此，可根据工艺、生产条件与生产要求具体调整，可选的，第二连接部1622的形状为圆形或矩形，当第二连接部1622为矩形时，矩形两两相连形成的采用弧形过渡，形成圆润尖角；第二连接部1622的大小在同一换热板片中可不相同；

进一步可选地，如图13和图14所示，第二凸起部162的侧部形成四条过渡斜面1623，四条过渡斜面1623将第二连接部1622与位于第二凸起部162周侧的四个第一连接部1614相连；位于第一连接部1614周侧的四个第二凸起部 162通过各自的过渡斜面1623将各自的第二连接部1622与第一连接部1614相连。

进一步可选地，过渡斜面1623与第二基板部161之间的夹角小于或等于 45°时，过渡斜面1623呈直线。过渡斜面1623与第二基板部161之间的夹角大于45°时，过渡斜面1623呈向靠近第二基板部161方向凹陷的曲面。

过渡斜面1623可根据焊接位置点第一连接部1614与第二连接部1622的距离具体调整，当过渡斜面1623与水平之间夹角A小于45°时，过渡斜面1623 为直线结构，否则为有一定曲率的曲线结构，曲率大小由冲压工艺具体调整。

进一步可选地，如图13所示，过渡斜面1623位于第二基板部161的底边向第二凸起部162内部凹陷，且向内凹陷的面积为第二连接部1622面积的1/4。

具体的，每个第一连接部1614的位置点大小为第一连接部1614总面积的 1/4；第一连接部1614通过分别在该第一连接部1614周侧的四个第二凸起部162 中的第一连接部位置点1624组合而成。进一步的，每个第一连接部1614的位置点大小为第二连接部1622总面积的1/4；换言之，四个第一连接部1614的位置点可拼接成一个完整的第二连接部1622的形状。

进一步可选地，如图15所示，介质在换热板片的流动方向上，相邻第二凸起部162自第二基板部161凸起的高度不同。设定相邻第二凸起部162自第二基板部161凸起的高度分别为h1、h2，满足1/2h2＜h1＜h2。

图15表示第二凸起部162的纵向切割图结构，单个第二凸起部162的纵切图整体呈等腰梯形结构。沿介质流动方向的两个第二凸起部162的高度分别为 h1与h2,具体的，它们之间的关系满足1/2h2＜h1＜h2，高低交替的第二凸起部 162组成的换热板片结构能使介质流经时产生不同的湍流形式，进而增强介质在其内部的扰动能力，起到增强换热的效果，但h1与h2的高度差值不宜过大，较大的差值会引起在板片冲压过程中产生较大的应力集中点，严重影响板片成型效果。

如图16所示，第一换热板片与第二换热板片之间通过第一连接部1614采用高温钎焊作用连接在一起，第二换热板片和第三换热板片之间通过第二连接部1622采用高温钎焊作用连接在一起，从图中可以看出，第一连接部1614与第一板间流道401内其它第一连接部1614同处于一个水平位置。与此同时，由于相邻第二凸起部162的凸起高度不同，形成在第二凸起部162端面的第二连接部1622的高度也不同，从而造成相邻第二凸起部162上的第二焊接部并不在同一水平线，换言之，第二板间流道402沿流体流动方向的焊接位置点呈现高低不平的结构，介质在这种结构下流动过程中对换热板片的冲击应力并不集中在板片的固定位置，这也使该流道可以接受压力更高的流动介质。

本实施例的换热板片可适用于不同流道数的板式换热器，结构简单通用性强，根据本实施例可解决板式换热器高压流体或相变换热介质侧压力突变引起的板片裂开的问题。

实施例4

本实施例还提出了一种板式换热器，其包括实施例1-3任意一项的换热板片。板式换热器包括多个换热板片，多个换热板片相互叠加，相互叠加的换热板片中至少包括一组两两叠加的第一换热板片、第二换热板片和第三换热板片，第一换热板片的正面与第二换热板片的正面相对，第二换热板片的反面与第二换热板片相对，第一介质由第一介质进口11流入第一换热板片和第二换热板片之间的间隙，并由第一介质出口12流出，第二介质由第二介质进口14流入第二换热板片和第三换热板片之间的间隙，并由第二介质出口13流出，第一介质和第二介质的温度不同利用第一介质和第二介质的温差实现换热。如图17所示的板式换热器，该板式换热器的主要组成部分为多层叠加在一起的换热板片，包括前端板10、后端板20及位于前端板和后端板之间的多个换热片30，前后端板起到增强密封效果与使四个进出口管钎焊强度增大的目的，相邻的两个换热片30之间形成换热流道40；换热器前端板上设置两种换热流体的进出口11、 12、13、14；相对应的在每张板片上同样开设进液孔和出液孔，使之前后贯通形成进\出液通道，多个换热板片30层叠在一起，层叠在一起的板片通过高温钎焊作用固定在一起。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述换热板片的四个顶角处分别开设一角孔，位于所述换热板片上左右同一侧的角孔为相同介质的进口和出口，所述进口和所述出口之间设有换热区，所述进口和所述换热区之间、所述出口和所述换热区之间分别设有导流区，由所述进口流入的介质经所述进口侧的所述导流区进入所述换热区，所述换热区流出的介质经所述出口侧的所述导流区由所述出口流出所述换热板片；所述导流区内分布多个凸起部，所述多个凸起部在所述导流区内以相同朝向设置。

2.根据权利要求1所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述凸起部的最大凸起高度处形成上端面，所述上端面的尺寸小于所述凸起部任意凸起高度处横截面的尺寸。

3.根据权利要求2所述的换热板片，其特征在于，所述换热板片包括相背设置的正面和反面，所述导流区包括基板部，所述基板部对应于所述换热板片的正面和反面均呈平面设置，所述凸起部对应于所述正面自所述基板部凸起，对应于所述反面自所述基板部凹陷；或者，自所述基板部的同一位置处分别在其正面侧和反面侧对应形成所述凸起部。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述导流区包括多个导流单元，每个所述导流单元由多个所述凸起部按照设定轨迹排列形成。

5.根据权利要求4所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述导流单元为多个凸起部以A字型轨迹排列，多个所述A字型轨迹在所述导流区内的朝向相同。

6.根据权利要求4所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述导流单元为多个凸起部以凸字型轨迹排列，多个所述凸字型轨迹在所述导流区内以任意朝向设置。

7.根据权利要求4所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，

所述导流区为三角形导流区，位于所述换热板片上下同一侧的所述角孔分别与所述三角形导流区的两斜边相对；所述导流单元为多个凸起部以梯形轨迹排列，所述梯形轨迹的底边与所述三角形导流区的底边相对设置，所述梯形轨迹的两条腰分别与所述三角形导流区的两斜边相对设置；多个所述梯形轨迹在所述三角形导流区内相互嵌套，且所有梯形轨迹共用一个底边。

8.根据权利要求4所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述导流单元为多个凸起部以X字型轨迹排列，多个所述X字型轨迹在所述导流区内的朝向相同。

9.根据权利要求4所述的一种板式换热器的换热板片，其特征在于，所述导流单元为多个凸起部以方形轨迹排列，其至少部分所述方形轨迹在所述导流区内相互嵌套。

10.一种板式换热器，其特征在于，其包括权利要求1-9任意一项所述的换热板片。

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