CN216282932U - 一种人字曲线形板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及板式换热器，具体为一种人字曲线形板式换热器，板片主体主要包含定位孔、角孔、导流区以及换热区，定位孔用于安装时对相邻板片进行定位；角孔位于板片主体四角，分别为热源进口、热源出口、冷源进口以及冷源出口；导流区分布于板片主体前后，在导流区中央设置换热区，为板式换热器主要的换热区域。换热区设置均匀人字曲线形波纹，波纹向上突起，相邻两人字曲线形波纹凸起相互接触，在其间形成流道，人字曲线形波纹增加了流动的复杂度，适用范围更为广泛，流体在流道中的紊流程度大大加剧，换热效率也有很大提升。

Description

一种人字曲线形板式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种人字曲线形板式换热器。

背景技术

板式换热器作为一种高效、紧凑的换热器，具有传热效果好、灵活适应生产中热负荷变化、清洗拆卸方便、造价低等优点，在食品加工、医药、石油化工、余热回收等领域广泛使用。影响板式换热器性能的因素主要有波纹倾角、波纹间距、波纹高度、板片搭配形式等，对这些因素进行详细研究，可为板式换热器的设计提供坚实的理论依据，进而提出改进以提高其传热性能。

人字形板式换热器由一系列彼此平行的人字形波纹板片相叠组成，工作介质在波纹板片构成的流体通道中流动。主要有板片、支撑柱、压紧板、固定板、上承杆、下导杆、密封垫圈以及压紧螺栓等。其中密封垫圈安装于密封槽中，主要作用是防止工作介质的外漏和两种工作介质之间的内漏；由于容易受流体工质的侵蚀，以及工作时承受压力和温度，其性能对板式换热器的使用寿命有决定性作用。虽然传统人字形波纹板换热效果较好，但是随着工业的发展，对板式换热器有了更高的要求，因此，一种传热效果更好的板式换热器是科研工作者的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种新型人字曲线形板式换热器，将传统的人字形波纹改进为人字曲线形波纹，相邻板片人字曲线形波纹触点较人字形波纹板增加两倍，以提高现有板式换热器的换热效率。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种人字曲线形板式换热器，包括换热区，所述换热区设置人字曲线形波纹，所述人字曲线形波纹为正S形和倒S形首尾相连，且首尾之间形成尖角。

采用上述结构形式的人字曲线形波纹，相邻两人字曲线形波纹尖角处相互接触，在其间形成流体通道，增加了流动复杂度和触点，可以更为容易进入紊流状态，提高流体质点的运动无序性，紊流时流体沿着法线方向产生热对流作用而使换热效果增强在对流换热中，如保持其他条件相同，紊流的换热系数要比层流换热系数大好几倍，甚至更多，进而提高换热效果。

本实用新型的一个或多个具体实施方式至少取得了以下有益效果：

(1)本实用新型换热区设置均匀人字曲线形波纹，波纹向上突起，相邻两人字曲线形波纹凸起相互接触在其间形成流体通道，人字曲线形波纹增加了流动的复杂度，适用范围更为广泛，换热效率也有很大提升。

(2)本实用新型波纹结构能够使流体在流道中更为容易的进入紊流状态，减少了流动死区，因此大大减少了沉淀物的生成速率，能够达到自我清洁的效果，避免了由于污垢的形成而造成的堵塞以及污染等问题。

(3)本实用新型相邻的板片人字曲线形波纹触点较人字形波纹板增加两倍，流体在流道中的紊流程度大大加剧，流道截面温度趋于均匀，大大提高换热器换热效率。

(4)本实用新型中相邻波纹板片的触点较普通人字形波纹增加两倍，因此增强了板片的耐压强度，适用范围更为广泛。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型实施例中人字曲线形板式换热器主体结构图；

图2为本实用新型实施例中人字曲线形波纹板片细节图；

图3为本实用新型实施例中冷热板触点示意图。

图中：1定位孔，2热源进口，3冷源出口，4热源出口，5冷源进口，6导流区，7换热区。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所介绍的，现有的人字形板式换热器难以满足目前的应用需求，急需一种具有良好换热效果的换热器，因此，本实用新型提出了一种人字曲线形板式换热器，包括换热区，所述换热区设置人字曲线形波纹，所述人字曲线形波纹为正S形和倒S形首尾相连，且首尾之间形成尖角。

在一些实施方式中，所述换热器还包括板片主体、定位孔、角孔和导流区，所述定位孔位于板片主体两端，用于定位相邻两板片主体，所述角孔设于板片主体四角，分别为冷热流体的进出口，所述导流区位于板片主体前后两端，包括前导流区和后导流区，与所述角孔相邻，所述换热区为板片主体主要换热区域，设置于前后导流区之间。角孔为流体的分配管，流体经过角孔进入导流区导流部分，随后进入换热区进行换热。导流区结构可以使流体在板片换热区域按照设计目标均匀分布，避免流量分配不均匀以及流动死角所造成的换热效率下降问题。

在一些实施方式中，所述人字曲线形波纹均匀分布，以使相邻板片主体人字曲线形波纹形成均匀分布的触点，人字曲线形波纹可以增加板片的刚性和面积，使流体形成湍流状态，提高强化传热效果。

在一些实施方式中，所述人字曲线形波纹由凸起的90°圆弧组成，所述人字曲线形波纹与其中心对称线的夹角为50°～70°。此结构设计可以增加流体运动的无序性，强化紊流状态，提高传热系数。

在一些实施方式中，冷源进口和热源进口呈对角线分布，冷源出口和热源出口呈对角线分布，或，冷源进口和热源出口呈对角线分布，冷源出口和热源进口呈对角线分布。冷源介质从冷源进口进入流道中，热源介质从热源进口进入流道中，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换，使其流体在其中能够充分的参与换热，增强换热性能。

在一些实施方式中，所述板式换热器为一次压制的不锈钢薄板，具有优异的防锈、防结垢特性。

现结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种人字曲线形板式换热器，包括板片主体、定位孔1、角孔、导流区6和换热区7，所述定位孔1位于板片主体两端，用于定位相邻两板片主体，所述角孔设于板片主体四角，分别为冷热流体的进出口，冷源进口5和热源进口2呈对角线分布，冷源出口3和热源出口2呈对角线分布；所述导流区6位于板片主体前后两端，包括前导流区和后导流区，与所述角孔相邻，所述换热区7为板片主体主要换热区域，设置于前后导流区之间；角孔为流体的分配管，流体经过角孔进入导流区6导流部分，随后进入换热区7进行换热。导流区6结构可以使流体在板片换热区域按照设计目标均匀分布，避免流量分配不均匀以及流动死角所造成的换热效率下降问题。所述换热区7设置均匀分布的人字曲线形波纹，以使相邻板片主体人字曲线形波纹形成均匀分布的触点，人字曲线形波纹可以增加板片的刚性和面积，使流体形成湍流状态，提高强化传热效果。所述人字曲线形波纹为正S形和倒S形首尾相连，且首尾之间形成尖角，且为凸起的圆弧结构，以使相邻板片主体人字曲线形波纹形成均匀分布的触点。

如图2所示，人字曲线形波纹为凸起的90°圆弧结构，所述人字曲线形波纹与中心线的夹角为50。此结构设计可以增加流体运动的无序性，强化紊流状态，提高传热系数

如图3所示，采用上述结构形式的人字曲线形波纹，相邻两人字曲线形波纹尖角处相互接触，在其间形成流体通道，增加了流动复杂度和触点，可以更为容易进入紊流状态，提高流体质点的运动无序性，紊流时流体沿着法线方向产生热对流作用而使换热效果增强在对流换热中，如保持其他条件相同，紊流的换热系数要比层流换热系数大好几倍，甚至更多，进而提高换热效果。

实施例2

一种人字曲线形板式换热器，包括板片主体、定位孔1、角孔、导流区6和换热区7，所述定位孔1位于板片主体两端，用于定位相邻两板片主体，所述角孔设于板片主体四角，分别为冷热流体的进出口，冷源进口5和热源进口2呈对角线分布，冷源出口3和热源出口2呈对角线分布；所述导流区6位于板片主体前后两端，包括前导流区和后导流区，与所述角孔相邻，所述换热区7为板片主体主要换热区域，设置于前后导流区之间；角孔为流体的分配管，流体经过角孔进入导流区6导流部分，随后进入换热区7进行换热。导流区结构6可以使流体在板片换热区域7按照设计目标均匀分布，避免流量分配不均匀以及流动死角所造成的换热效率下降问题。所述换热区7设置均匀分布的人字曲线形波纹，以使相邻板片主体人字曲线形波纹形成均匀分布的触点，人字曲线形波纹可以增加板片的刚性和面积，使流体形成湍流状态，提高强化传热效果。所述人字曲线形波纹为正S形和倒S形首尾相连，且首尾之间形成尖角，且为凸起的圆弧结构，以使相邻板片主体人字曲线形波纹形成均匀分布的触点。人字曲线形波纹为凸起的90°圆弧结构，所述人字曲线形波纹与中心线的夹角为70。此结构设计可以增加流体运动的无序性，强化紊流状态，提高传热系数。

实施例3

采用实施例1或实施例2所述人字曲线形板式换热器的作用原理如下：冷源介质从冷源进口进入流道中，热源介质从热源进口进入流道中，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换，使其流体在其中能够充分的参与换热，增强换热性能。在换热区设置均匀人字曲线形波纹，相邻两人字曲线形波纹凸起相互接触，在其间形成流体通道，人字曲线形波纹增加了流动的复杂度，适用范围更为广泛，换热效率也有很大提升；能够使流体在流道中更为容易的进入紊流状态，减少了流动死区，因此大大减少了沉淀物的生成速率，能够达到自我清洁的效果，避免了由于污垢的形成而造成的堵塞以及污染等问题；相邻的板片人字曲线形波纹触点较人字形波纹板增加两倍，流体在流道中的紊流程度大大加剧，流道截面温度趋于均匀，大大提高换热器换热效率。相邻波纹板片的触点较普通人字形波纹增加两倍，因此增强了板片的耐压强度，适用范围更为广泛。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种人字曲线形板式换热器，其特征在于，包括换热区，所述换热区设置人字曲线形波纹，所述人字曲线形波纹为正S形和倒S形首尾相连，且首尾之间形成尖角。

2.根据权利要求1所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述换热器还包括板片主体、定位孔、角孔和导流区。

3.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述定位孔位于板片主体两端，用于定位相邻两板片主体。

4.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述角孔设于板片主体四角，分别为冷源出口、热源进口、冷源进口和热源出口。

5.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述导流区位于板片主体前后两端，包括前导流区和后导流区，与所述角孔相邻，所述换热区为板片主体主要换热区域，设置于前后导流区之间。

6.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述人字曲线形波纹均匀分布。

7.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述人字曲线形波纹为凸起的圆弧结构，所述人字曲线形波纹与中心线的夹角为50°～70°。

8.根据权利要求2所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述板式换热器为一次压制的不锈钢薄板。

9.根据权利要求4所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，冷源进口和热源进口呈对角线分布，冷源出口和热源出口呈对角线分布。

10.根据权利要求7所述的人字曲线形板式换热器，其特征在于，所述圆弧结构为90°。

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