RU2455605C1

RU2455605C1 - Plate-type heat exchanger

Info

Publication number: RU2455605C1
Application number: RU2010145172/06A
Authority: RU
Inventors: Хокан ЛАРССОН (SE); Хокан ЛАРССОН; Рольф БЕРМХУЛЬТ (SE); Рольф БЕРМХУЛЬТ; Фредрик АНДРЕАССОН (SE); Фредрик АНДРЕАССОН; Рольф КРИСТЕНСЕН (SE); Рольф КРИСТЕНСЕН; Магнус СВЕНССОН (SE); Магнус СВЕНССОН
Original assignee: Альфа Лаваль Корпорейт Аб
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2012-07-10
Also published as: RU2010145172A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: plate-type heat exchanger includes many heat exchange plates, the first end plate and the second end plate. Plates are rigidly attached to each other by means of brazing metal. Each heat exchange plate has heat transfer area and many areas with the hole, which envelope the corresponding hole. Plate-type heat exchanger includes many flat elements containing lower surface directed towards heat exchange plates. At least one of the flat elements includes annular projection continued from lower surface and tightly adjoining one of the areas with the hole of the end heat exchange plate.

EFFECT: creation of plate-type heat exchanger with high design pressure.

15 cl, 11 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к пластинчатому теплообменнику в соответствии с вводной частью п.1 формулы изобретения.The present invention relates to a plate heat exchanger in accordance with the introductory part of claim 1.

JP-3527704 раскрывает такой пластинчатый теплообменник, содержащий множество теплообменных пластин, которые расположены рядом друг с другом. Первая защитная пластина расположена рядом с первой крайней из теплообменных пластин, а первая корпусная пластина расположена снаружи первой защитной пластины. Вторая защитная пластина расположена рядом с другой второй крайней теплообменной пластиной, а вторая корпусная пластина расположена снаружи второй защитной пластины. Пластины припаяны друг к другу, образуя пакет пластин, содержащий первые промежутки между пластинами и вторые промежутки между пластинами. Каждая теплообменная пластина содержит участок теплообмена, первая область с отверстием, вторая область с отверстием, третья область с отверстием и четвертая область с отверстием, причем каждая из областей с отверстием окружает соответствующее отверстие, образуемое краем отверстия. Пластинчатый теплообменник содержит четыре соединительные трубы, присоединенные к соответствующей одной из областей с отверстием, и каждый содержит неразъемный крепежный фланец. Крепежные фланцы предусмотрены между первой корпусной пластиной и первой защитной пластиной, между первой защитной пластиной и первой крайней теплообменной пластиной или между корпусной пластиной и первой крайней теплообменной пластиной. JP-3527704 discloses such a plate heat exchanger comprising a plurality of heat exchange plates that are adjacent to each other. The first protective plate is located next to the first extreme of the heat transfer plates, and the first housing plate is located outside the first protective plate. A second protective plate is located adjacent to the other second end heat exchange plate, and a second body plate is located outside the second protective plate. The plates are soldered to each other, forming a package of plates containing the first spaces between the plates and the second spaces between the plates. Each heat transfer plate contains a heat exchange portion, a first region with an opening, a second region with an opening, a third region with an opening and a fourth region with an opening, each of the regions with an opening surrounding a corresponding opening formed by the edge of the opening. The plate heat exchanger contains four connecting pipes connected to the corresponding one of the areas with a hole, and each contains an integral mounting flange. Mounting flanges are provided between the first housing plate and the first protective plate, between the first protective plate and the first extreme heat transfer plate, or between the housing plate and the first extreme heat transfer plate.

Во многих применениях теплообменников желательно достигать высокого, или очень высокого, расчетного давления, т.е. быть способным обеспечить высокое, т.е. очень высокое, давление одной или обеих сред, перемещающихся через промежутки между пластинами. Желательно также быть способным обеспечить такие высокие давления в пластинчатых теплообменниках вышеописанного типа, содержащих неразъемно соединенные теплообменные пластины, например, посредством пайки. Такие высокие расчетные давления трудно достижимы без наличия внешних упрочняющих элементов.In many heat exchanger applications, it is desirable to achieve high, or very high, design pressures, i.e. be able to provide high, i.e. very high, the pressure of one or both media moving through the gaps between the plates. It is also desirable to be able to provide such high pressures in the plate heat exchangers of the type described above, containing permanently connected heat transfer plates, for example, by soldering. Such high design pressures are difficult to achieve without external reinforcing elements.

Слабой областью в таких пластинчатых теплообменниках является область с отверстием, т.е. область непосредственно вокруг отверстий. Данные области определяют расчетное давление в используемых в настоящее время пластинчатых теплообменниках. Однако, хотя определенное исполнение области с отверстием повышает расчетное давление, данное исполнение не повышает прочность в другом участке пластинчатого теплообменника, т.е. в этом случае проблема только смещается.The weak region in such plate heat exchangers is the region with the opening, i.e. the area immediately around the holes. These areas determine the design pressure in the currently used plate heat exchangers. However, although a certain design of the region with the hole increases the design pressure, this design does not increase the strength in another section of the plate heat exchanger, i.e. in this case, the problem only moves.

Одним примером применения, который требует очень высоких расчетных давлений, являются пластинчатые теплообменники для испарителей и конденсаторов в контурах охлаждения, содержащих углекислый газ в качестве хладагента. В данном случае углекислый газ является очень предпочтительным с экологической точки зрения по сравнению с обычными хладагентами, такими как фреоны.One example of an application that requires very high design pressures is plate heat exchangers for evaporators and condensers in cooling circuits containing carbon dioxide as a refrigerant. In this case, carbon dioxide is very environmentally preferable over conventional refrigerants such as freons.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание пластинчатого теплообменника с высоким расчетным давлением и более конкретно пластинчатого теплообменника, допускающего очень высокое давление, по меньшей мере, одной из сред, перемещающихся через него.An object of the present invention is to provide a plate heat exchanger with a high design pressure, and more particularly a plate heat exchanger, allowing very high pressure of at least one of the media moving through it.

Данная задача достигается посредством пластинчатого теплообменника, описанного вначале, который отличается тем, что, по меньшей мере, один из плоских элементов содержит кольцевой выступ, проходящий из нижней поверхности и плотно прилегающий к одной из областей с отверстием, по меньшей мере, одной из крайних теплообменных пластин. Такой плоский элемент обеспечивает упрочнение области с отверстием. Благодаря кольцевому выступу плоский элемент будет плотно и прочно соединен с теплообменной пластиной в данной области.This task is achieved by means of a plate heat exchanger, which is described at the beginning, which is characterized in that at least one of the flat elements contains an annular protrusion extending from the bottom surface and fitting snugly against one of the regions with an opening of at least one of the extreme heat exchangers plates. Such a flat element provides hardening of the area with the hole. Thanks to the annular protrusion, the flat element will be tightly and firmly connected to the heat exchange plate in this area.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения каждая теплообменная пластина проходит вдоль главной плоскости прохождения, причем упомянутые участки проходят между первичным уровнем на расстоянии от главной плоскости прохождения и вторичным уровнем на расстоянии от и на противоположной стороне главной плоскости прохождения, причем каждая из областей с отверстием содержит кольцевую плоскую область, расположенную на одном из первичного и вторичного уровней. Предпочтительно, в этом случае кольцевой выступ может плотно прилегать к кольцевой плоской области на вторичном уровне. According to an embodiment of the invention, each heat exchanger plate extends along a main passage plane, said portions extending between a primary level at a distance from the main passage plane and a secondary level at a distance from and on the opposite side of the main passage plane, each of which has an annular region a flat area located on one of the primary and secondary levels. Preferably, in this case, the annular protrusion can fit snugly against the annular planar region at the secondary level.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения каждая из областей с отверстием содержит множество внутренних участков, расположенных на кольцевой плоской области и распределенных вдоль края отверстия, причем внутренние участки смещены от кольцевой плоской области и продолжаются к другому из первичного и вторичного уровней. Предпочтительно, в этом случае кольцевой выступ может быть расположен снаружи внутренних участков, если смотреть из соответствующего отверстия.In accordance with another embodiment of the invention, each of the regions with an aperture comprises a plurality of inner portions located on an annular planar region and distributed along the edge of the aperture, the inner portions being offset from the annular planar region and extending to another from the primary and secondary levels. Preferably, in this case, the annular protrusion can be located outside the inner sections, when viewed from the corresponding holes.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения каждая область с отверстием содержит множество внешних участков, распределенных вдоль кольцевой плоской области на расстоянии от внутренних участков и смещенных от кольцевой плоской области и продолжающихся к другому из первичного и вторичного уровней. Предпочтительно, в этом случае кольцевой выступ может быть расположен внутри внешних участков, если смотреть из соответствующего отверстия. In accordance with another embodiment of the invention, each region with an aperture comprises a plurality of outer regions distributed along the annular planar region at a distance from the inner regions and offset from the annular planar region and extending to another from the primary and secondary levels. Preferably, in this case, the annular protrusion can be located inside the outer sections, when viewed from the corresponding holes.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения пластинчатый теплообменник содержит множество соединительных труб, присоединенных к соответствующему отверстию, причем плоский участок образует кольцевой крепежный фланец соответствующей соединительной трубы. Такой плоский участок может быть выполнен как одно целое с соединительной трубой. Плоский элемент, в виде кольцевого крепежного фланца соединительной трубы, обеспечивает плотное и прочное соединение соединительной трубы с соответствующим отверстием пакета пластин.According to another embodiment of the invention, the plate heat exchanger comprises a plurality of connecting pipes connected to a corresponding opening, the flat portion forming an annular mounting flange of the corresponding connecting pipe. Such a flat section can be made integrally with the connecting pipe. A flat element, in the form of an annular mounting flange of the connecting pipe, provides a tight and durable connection of the connecting pipe to the corresponding hole in the plate package.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, один из плоских элементов является отдельной деталью, присоединенной к соответствующей соединительной трубе. Такое решение является предпочтительным в том случае, если соединительная труба содержит любые выступающие части, такие как наружная резьба. В этом случае плоский элемент может быть расположен между концевой пластиной и крайней теплообменной пластиной, после чего соединительную трубу вводят в отверстие и соединяют с плоским элементом. Предпочтительно, по меньшей мере, один из плоских элементов может быть соединен с соответствующей соединительной трубой посредством пайки.According to another embodiment of the invention, at least one of the planar elements is a separate part connected to a corresponding connecting pipe. This solution is preferred if the connecting pipe contains any protruding parts, such as an external thread. In this case, the flat element may be located between the end plate and the extreme heat transfer plate, after which the connecting pipe is introduced into the hole and connected to the flat element. Preferably, at least one of the planar elements can be connected to the corresponding connecting pipe by soldering.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения плоский элемент закрывает соответствующее отверстие. В этом случае плоский элемент может быть соединен с отверстием, расположенным напротив одной из соединительных труб. В этом случае плоский элемент функционирует как элемент, упрочняющий область с отверстием, когда соединительная труба соединена с ним. Кроме того, плоский элемент обеспечивает надежное уплотнение области с отверстием.In accordance with another embodiment of the invention, the flat element closes the corresponding hole. In this case, the flat element can be connected to a hole located opposite one of the connecting pipes. In this case, the planar element functions as an element reinforcing the region with the hole when the connecting pipe is connected to it. In addition, the flat element provides reliable sealing of the area with the hole.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения плоский элемент припаян к, по меньшей мере, одной из концевых пластин и к, по меньшей мере, одной из крайних теплообменных пластин.According to another embodiment of the invention, the flat member is soldered to at least one of the end plates and to at least one of the outermost heat transfer plates.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, одна из концевых пластин содержит приподнятый участок вокруг каждого отверстия, чтобы обеспечить пространство для соответствующего плоского элемента.According to another embodiment of the invention, at least one of the end plates comprises a raised portion around each hole to provide space for a corresponding planar element.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения области с отверстием включают в себя первую область с отверстием, вторую область с отверстием, третью область с отверстием и четвертую область с отверстием.According to another embodiment of the invention, the openings include a first openings, a second openings, a third openings and a fourth openings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже настоящее изобретение будет описано более подробно посредством описания различных вариантов осуществления и со ссылкой на прилагаемые к нему чертежи.Below, the present invention will be described in more detail by describing various embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Фиг.1 изображает вид сбоку пластинчатого теплообменника в соответствии с изобретением.Figure 1 depicts a side view of a plate heat exchanger in accordance with the invention.

Фиг.2 изображает вид сверху пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1. Figure 2 depicts a top view of a plate heat exchanger in accordance with figure 1.

Фиг.3 изображает вид сверху теплообменной пластины пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1.Figure 3 depicts a top view of a heat exchanger plate of a plate heat exchanger in accordance with figure 1.

Фиг.4 изображает другой вид сверху теплообменной пластины пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1.Figure 4 depicts another top view of a heat exchanger plate of a plate heat exchanger in accordance with figure 1.

Фиг.5 изображает вид сверху части области с отверстием теплообменной пластины в соответствии с фиг.4.FIG. 5 is a plan view of a portion of a region with an opening of a heat exchanger plate in accordance with FIG.

Фиг.6 изображает вид в разрезе некоторых из теплообменных пластин на теплопередающей области пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1.FIG. 6 is a sectional view of some of the heat transfer plates in the heat transfer region of the plate heat exchanger in accordance with FIG.

Фиг.7 изображает вид сверху части теплопередающей области пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1. Fig.7 depicts a top view of part of the heat transfer region of the plate heat exchanger in accordance with Fig.1.

Фиг.8 изображает вид в разрезе части отверстия S1 пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1.Fig. 8 is a sectional view of a portion of the opening S1 of the plate heat exchanger in accordance with Fig. 1.

Фиг.9 изображает вид в разрезе части отверстия S3 пластинчатого теплообменника в соответствии с фиг.1.FIG. 9 is a sectional view of a portion of the opening S3 of the plate heat exchanger in accordance with FIG.

Фиг.10 изображает вид в разрезе, аналогичный виду, показанному на фиг.8, в соответствии с другим вариантом осуществления.FIG. 10 is a sectional view similar to that shown in FIG. 8 in accordance with another embodiment.

Фиг.11 изображает вид в разрезе, аналогичный виду, показанному на фиг.9, в соответствии с другим вариантом осуществления.11 is a sectional view similar to that shown in FIG. 9, in accordance with another embodiment.

Подробное описание различных вариантов Detailed description of the various options

осуществления изобретенияthe implementation of the invention

На фиг.1 и 2 показан пластинчатый теплообменник, содержащий множество теплообменных пластин 1, первую концевую пластину 2, которая расположена рядом с крайней пластиной из теплообменных пластин 1, и вторую концевую пластину 3, которая расположена рядом с другой, противоположной крайней теплообменной пластиной 1.1 and 2, a plate heat exchanger is shown comprising a plurality of heat exchanger plates 1, a first end plate 2, which is located next to an extreme plate of heat exchanger plates 1, and a second end plate 3, which is located next to another opposite extreme heat exchanger plate 1.

Теплообменные пластины 1 изготовлены посредством формования металлического листа и расположены рядом друг с другом. Первая концевая пластина 2, вторая концевая пластина и теплообменные пластины 1 неразъемно соединены друг с другом посредством пайки твердым припоем, чтобы образовать пакет пластин. Пакет пластин образует или содержит первые промежутки 4 между пластинами для первой среды и вторые промежутки 5 между пластинами для второй среды, см. фиг.6. Первой и второй средами может быть любая пригодная теплопередающая среда. Например, первой и/или второй средой может быть углекислый газ.The heat transfer plates 1 are made by forming a metal sheet and are located next to each other. The first end plate 2, the second end plate and the heat transfer plates 1 are inseparably connected to each other by brazing to form a stack of plates. The package of plates forms or contains the first gaps 4 between the plates for the first medium and the second gaps 5 between the plates for the second medium, see Fig.6. The first and second media may be any suitable heat transfer medium. For example, the first and / or second medium may be carbon dioxide.

Пластинчатый теплообменник в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления содержит четыре отверстия S1, S2, S3 и S4, причем отверстие S1 соединено с соединительной трубой 11 и сообщается с первыми промежутками 4 между пластинами, отверстие S2 соединено с соединительной трубой 12 и сообщается с первыми промежутками 4 между пластинами, отверстие S3 соединено с соединительной трубой 13 и сообщается с вторыми промежутками 5 между пластинами, и отверстие S4 соединено с соединительной трубой 14 и сообщается со вторыми пространствами 5 между пластинами. Необходимо понимать, что пластинчатый теплообменник может содержать другое количество отверстий, отличающееся от раскрытого, например, 2, 3, 5, 6, 7 или 8 отверстий. Соединительные трубы могут быть выполнены проходящими из первой концевой пластины 2, как описано, и/или из второй концевой пластины 3.The plate heat exchanger in accordance with the disclosed embodiments comprises four openings S1, S2, S3 and S4, the opening S1 being connected to the connecting pipe 11 and communicating with the first spaces 4 between the plates, the opening S2 is connected to the connecting pipe 12 and communicating with the first spaces 4 between the plates, the hole S3 is connected to the connecting pipe 13 and communicates with the second spaces 5 between the plates, and the hole S4 is connected to the connecting pipe 14 and communicates with the second spaces 5 between the plate and. You must understand that the plate heat exchanger may contain a different number of holes, different from the open, for example, 2, 3, 5, 6, 7 or 8 holes. The connecting pipes can be made extending from the first end plate 2, as described, and / or from the second end plate 3.

Каждая теплообменная пластина 1 имеет, в раскрытых вариантах осуществления, прямоугольную форму с двумя длинными боковыми краями 15 и двумя короткими боковыми краями 16, см. фиг.3. Продольная центральная ось х проходит между и параллельно двум длинным боковым краям 15 и поперечно коротким боковым краям 16. Каждая теплообменная пластина 1 также проходит вдоль главной плоскости p прохождения, см. фиг.6.Each heat transfer plate 1 has, in the disclosed embodiments, a rectangular shape with two long side edges 15 and two short side edges 16, see FIG. 3. The longitudinal central axis x extends between and parallel to the two long lateral edges 15 and the transversely short lateral edges 16. Each heat transfer plate 1 also extends along the main passage plane p, see FIG. 6.

Как можно видеть из фиг.3 и 4, каждая теплообменная пластина 1 содержит теплопередающую область 20, в которой происходит главная часть теплопередачи между первой и второй средами, и множество областей 21-24 с отверстием. В раскрытых вариантах осуществления области 21-24 с отверстием включают в себя первую область 21 с отверстием, вторую область 22 с отверстием, третью область 23 с отверстием и четвертую область 24 с отверстием. Каждая область 21-24 с отверстием окружает соответствующее отверстие через теплообменную пластину 1. Каждое отверстие образовано краем 25 отверстия. As can be seen from FIGS. 3 and 4, each heat transfer plate 1 comprises a heat transfer region 20 in which the main part of the heat transfer occurs between the first and second media, and a plurality of regions 21-24 with an opening. In the disclosed embodiments, the hole regions 21-24 include a first hole region 21, a second hole region 22, a third hole region 23 and a fourth hole region 24. Each hole region 21-24 surrounds a corresponding hole through a heat exchanger plate 1. Each hole is formed by the edge 25 of the hole.

Все из областей 20-24 проходят, на одной стороне теплообменной пластины 1, между первичным уровнем p′ на расстоянии от главной плоскости p прохождения, и вторичным уровнем p″ на расстоянии от и на противоположной стороне главной плоскости p прохождения, см. фиг.6. Со ссылкой на упомянутую одну сторону теплообменной пластины 1, первичный уровень p′ образует верхний уровень теплообменной пластины 1, а вторичный уровень p″ образует нижний уровень теплообменной пластины 1, как видно на фиг.6. Таким образом, первичный уровень p′ расположен ближе к первой концевой пластине 2, чем вторичный уровень p″. Каждая теплообменная пластина 1 также содержит фланец (отогнутый краевой участок) 26, проходящий вокруг теплообменной пластины 1 вдоль длинных боковых краев 15 и коротких боковых краев 16. Как можно видеть на фиг.6, фланец 26 проходит дальше от главной плоскости p прохождения, чем вторичный уровень p″.All of the regions 20-24 pass, on one side of the heat transfer plate 1, between the primary level p ′ at a distance from the main passage plane p and the secondary level p ″ at a distance from and on the opposite side of the main passage plane p, see FIG. 6 . With reference to said one side of the heat exchanger plate 1, the primary level p ′ forms the upper level of the heat exchanger plate 1, and the secondary level p ″ forms the lower level of the heat exchanger plate 1, as can be seen in FIG. 6. Thus, the primary level p ′ is located closer to the first end plate 2 than the secondary level p ″. Each heat exchanger plate 1 also contains a flange (bent edge portion) 26 extending around the heat exchanger plate 1 along the long side edges 15 and short side edges 16. As can be seen in FIG. 6, the flange 26 extends further from the main passage plane p than the secondary p level ″.

Каждая теплообменная пластина 1 изготовлена посредством формования металлического листа, имеющего толщину t металлического листа. Необходимо отметить, что толщина t металлического листа может варьироваться и немного изменяться после формования теплообменной пластины 1. Толщина t металлического листа, перед формованием, может находиться в диапазоне 0,2≤t≤0,4 мм. Предпочтительно, толщина t металлического листа, перед формованием, может быть равна 0,3 мм или приблизительно 0,3 мм.Each heat transfer plate 1 is made by forming a metal sheet having a thickness t of the metal sheet. It should be noted that the thickness t of the metal sheet may vary and vary slightly after molding the heat transfer plate 1. The thickness t of the metal sheet, before molding, may be in the range 0.2≤t≤0.4 mm. Preferably, the thickness t of the metal sheet, before molding, may be 0.3 mm or approximately 0.3 mm.

Каждая теплообменная пластина 1 также имеет глубину d, см. фиг.6. Глубина d определяется расстоянием между первичным уровнем p′ и вторичным уровнем p″. Глубина d может быть равна или меньше чем 1,0 мм, предпочтительно, равна или меньше чем 0,90 мм, более предпочтительно, равна или меньше чем 0,85 мм или, наиболее предпочтительно, равна или меньше чем 0,80 мм.Each heat exchanger plate 1 also has a depth d, see Fig.6. The depth d is determined by the distance between the primary level p ′ and the secondary level p ″. Depth d may be equal to or less than 1.0 mm, preferably equal to or less than 0.90 mm, more preferably equal to or less than 0.85 mm, or most preferably equal to or less than 0.80 mm.

Как можно видеть на фиг.3, 6 и 7, теплопередающая область 20 содержит гофрировку из выступов 27 и впадин 27′, расположенных таким образом, что выступы 27 одной из теплообменных пластин 1 примыкают к впадинам 27′ смежной одной из теплообменных пластин 1, образуя множество соединительных участков 28 между теплообменной пластиной 1, показанной сплошными линиями на фиг.7, и смежной теплообменной пластиной 1, показанной пунктирными линиями на фиг.7. Выступы 27 расположены на расстоянии r друг от друга и проходят параллельно друг другу и впадинам 27′.As can be seen in FIGS. 3, 6 and 7, the heat transfer region 20 comprises a corrugation of protrusions 27 and depressions 27 ′ arranged so that the protrusions 27 of one of the heat exchange plates 1 are adjacent to the depressions 27 ′ of an adjacent one of the heat exchange plates 1, forming a plurality of connecting portions 28 between the heat exchanger plate 1 shown in solid lines in FIG. 7 and the adjacent heat exchanger plate 1 shown in dashed lines in FIG. 7. The protrusions 27 are located at a distance r from each other and run parallel to each other and the depressions 27 ′.

Выступы 27 и впадины 27′ проходят вдоль линии е прохождения, образующей угол α наклона с центральной линией х, см. фиг.7. Угол α наклона может находиться в диапазоне 20°≤α≤70°. Предпочтительно, угол α наклона может быть равен 45° или приблизительно 45°. В раскрытых вариантах осуществления линия е прохождения каждого выступа 27 и впадины 27′ образует положительный угол α наклона на одной стороне от центральной линии х и соответствующий отрицательный угол α наклона на другой стороне от центральной линии х. Как можно видеть на фиг.7, выступы 27 и впадины 27′ также образуют соединительные участки 29 на центральной линии х. Кроме того, соединительные участки 30 образованы между фланцами 26 смежных теплообменных пластин 1. Расстояние r между смежными выступами 27 или между соответствующей центральной линией е прохождения смежных выступов 27, может быть меньше чем 4 мм или может быть равно приблизительно 3 мм или 3 мм, см. фиг.7.The protrusions 27 and depressions 27 ′ extend along a passage line e forming an inclination angle α with a center line x, see FIG. 7. The angle α of inclination may be in the range of 20 ° ≤α≤70 °. Preferably, the angle α of inclination may be equal to 45 ° or approximately 45 °. In the disclosed embodiments, the passage line e of each protrusion 27 and the depression 27 ′ forms a positive inclination angle α on one side of the center line x and a corresponding negative inclination angle α on the other side of the center line x. As can be seen in FIG. 7, the protrusions 27 and depressions 27 ′ also form connecting portions 29 on the center line x. In addition, the connecting portions 30 are formed between the flanges 26 of the adjacent heat transfer plates 1. The distance r between the adjacent protrusions 27 or between the corresponding center line e of the passage of the adjacent protrusions 27 may be less than 4 mm or may be approximately 3 mm or 3 mm, cm Fig. 7.

Как указано выше, пластинчатый теплообменник припаивается твердым припоем, введенным между теплообменными пластинами 1 перед операцией пайки. Твердый припой имеет объем твердого припоя относительно теплопередающей области 20 пластинчатого теплообменника. Первые промежутки 4 и вторые промежутки 5 пластинчатого теплообменника имеют объем промежутка относительно теплопередающей области 20 пластинчатого теплообменника. Для того чтобы получить высокую прочность пластинчатого теплообменника, предпочтительно, обеспечить достаточно большое количество твердого припоя, образующего вышеупомянутые соединительные участки 28, 29 между смежными теплообменными пластинами 1. Следовательно, отношение объема твердого припоя к объему промежутка может быть равно, по меньшей мере, 0,05, по меньшей мере, 0,06, по меньшей мере, 0,08 или, по меньшей мере, 0,1.As indicated above, the plate heat exchanger is soldered with brazing alloy introduced between the heat exchange plates 1 before the brazing operation. Brazing alloy has a volume of brazing alloy relative to the heat transfer region 20 of the plate heat exchanger. The first gaps 4 and the second gaps 5 of the plate heat exchanger have a gap volume relative to the heat transfer region 20 of the plate heat exchanger. In order to obtain a high strength plate heat exchanger, it is preferable to provide a sufficiently large amount of solder forming the aforementioned connecting portions 28, 29 between adjacent heat exchanger plates 1. Therefore, the ratio of the solder volume to the gap volume may be at least 0, 05, at least 0.06, at least 0.08, or at least 0.1.

Каждая область 21-24 с отверстием содержит кольцевую плоскую область 31, множество внутренних участков 32, расположенных на кольцевой плоской области 31 и распределенных вдоль края отверстия 25. Внутренние участки 32 смещены от кольцевой плоской области 31 в нормальном направлении относительно главной плоскости p прохождения. Каждая область 21-24 с отверстием также содержит множество внешних участков 33, расположенных на и распределенных вдоль кольцевой плоской области 31 на расстоянии от внутренних участков 32. Внутренние участки 32, которые примыкают к краю 25 отверстия, проходят к или расположены на том же уровне, что и внешние участки 33, а кольцевая плоская область 31 расположена на другом уровне, отличающемся от внутренних участков 32 и внешних участков 33. Более конкретно, внутренние участки 32 и внешние участки 33 первой области 21 с отверстием и второй область 22 с отверстием проходят к или расположены на вторичном уровне p″, а кольцевая плоская область 31 первой области 21 с отверстием и второй области 22 с отверстием расположен на первичном уровне p′. Кроме того, внутренние участки 32 и внешние участки 33 третьей области 23 с отверстием и четвертой области 24 с отверстием проходят к или расположены на первичном уровне p′, а кольцевая плоская область 31 третьей области 23 с отверстием и четвертой области 24 с отверстием расположен на вторичном уровне p″. Каждый внутренний участок 32 содержит плоское прохождение на соответствующем уровне p′ и p″, и каждый внешний участок 33 содержит плоское прохождение на соответствующем уровне p′ и p″. Это означает, что плоское прохождение внутренних участков 32 и внешних участков 33 первой и второй области 21, 22 с отверстием расположено на вторичном уровне p″, а плоское прохождение внутренних участков 32 и внешних участков 33 третьей области 23 с отверстием и четвертой области 24 с отверстием расположено на первичном уровне p′.Each hole region 21-24 comprises an annular planar region 31, a plurality of inner portions 32 located on the annular planar region 31 and distributed along the edge of the hole 25. The inner portions 32 are offset from the annular planar region 31 in the normal direction relative to the main passage plane p. Each hole region 21-24 also contains a plurality of outer portions 33 located on and distributed along the annular planar region 31 at a distance from the inner portions 32. The inner portions 32 that are adjacent to the edge 25 of the hole extend to or are located at the same level. as the outer sections 33, and the annular flat region 31 is located at a different level, different from the inner sections 32 and the outer sections 33. More specifically, the inner sections 32 and the outer sections 33 of the first region 21 with a hole and the second region 22 with holes TIFA extend to or are located at the secondary level p ", and the annular flat area 31 of the first region 21 with an opening 22 and a second region with an opening located at the primary level p '. In addition, the inner portions 32 and the outer portions 33 of the third region 23 with the hole and the fourth region 24 with the hole extend to or are located at the primary level p ′, and the annular flat region 31 of the third region 23 with the hole and the fourth region 24 with the hole is located on the secondary p level ″. Each inner portion 32 comprises planar passage at a corresponding level p ′ and p ″, and each outer region 33 comprises planar passage at a corresponding level p ′ and p ″. This means that the flat passage of the inner sections 32 and the outer sections 33 of the first and second regions 21, 22 with the hole is located at the secondary level p ″, and the flat passage of the inner sections 32 and the outer sections 33 of the third region 23 with the hole and the fourth region 24 with the hole located at the primary level p ′.

В пакете пластин каждая вторая теплообменная пластина 1 повернута на 180° в главной плоскости p прохождения. Это означает, что внутренние участки 32 одной теплообменной пластины 1 будут примыкать и соединяться с соответствующим одним из внутренних участков 32 смежной теплообменной пластины 1. Таким же образом, внешние участки 33 одной теплообменной пластины 1 будут примыкать и соединяться с соответствующим одним из внешних участков 33 смежной теплообменной пластины 1. Более конкретно, внутренние участки 32 и внешние участки 33 первой области 21 с отверстием одной теплообменной пластины 1 будут соединяться с соответствующим одним из внутренних участков 32 и внешних участков 33 третьей области 23 с отверстием смежной теплообменной пластины 1 в пакете пластин. Таким же образом внутренние участки 32 и внешние участки 33 второй области 22 с отверстием одной теплообменной пластины 1 будут соединяться с соответствующим одним из внутренних участков 32 и внешних участков 33 четвертой области 24 с отверстием смежной теплообменной пластины 1 в пакете пластин в соответствии с раскрытым вариантом осуществления. In the plate package, every second heat exchange plate 1 is rotated 180 ° in the main passage plane p. This means that the inner portions 32 of one heat exchanger plate 1 will abut and connect to the corresponding one of the inner portions 32 of the adjacent heat exchanger plate 1. In the same way, the outer portions 33 of one heat exchanger plate 1 will abut and connect to the corresponding one of the outer portions 33 of the adjacent heat transfer plate 1. More specifically, the inner portions 32 and the outer portions 33 of the first region 21 with the opening of one heat transfer plate 1 will be connected to the corresponding one of the inner portions 32 and the outer portions 33 of the third region 23 with an opening adjacent heat exchanger plate 1 in the plate package. In the same way, the inner portions 32 and the outer portions 33 of the second region 22 with the hole of one heat exchanger plate 1 will be connected to the corresponding one of the inner portions 32 and the outer portions 33 of the fourth region 24 with the hole of the adjacent heat exchanger plate 1 in the plate package in accordance with the disclosed embodiment .

Как можно видеть на фиг.5, каждый внутренний участок 32 содержит внутреннюю часть 41, проходящую к и соединяющуюся с краем 25 отверстия. Кроме того, каждый внутренний участок 32 содержит внешний сегмент 42, примыкающий к внутренней части 41 и имеющий угловую протяженность, равную, по меньшей мере, 180°. Внешний сегмент 42 примыкает к кольцевой плоской области 31. Внешний сегмент 42 имеет непрерывный контур и радиус R. Радиус R является по существу постоянным и может изменяться в диапазоне 0,8R≤R≤1,2R, более конкретно в диапазоне 0,9R≤R≤1,1R и наиболее конкретно в диапазоне 0,95R≤R≤1,05R.As can be seen in FIG. 5, each inner portion 32 comprises an inner portion 41 extending to and connecting to the edge 25 of the hole. In addition, each inner portion 32 comprises an outer segment 42 adjacent to the inner portion 41 and having an angular extent of at least 180 °. The outer segment 42 is adjacent to the annular planar region 31. The outer segment 42 has a continuous contour and radius R. The radius R is essentially constant and can vary in the range of 0.8R≤R≤1.2R, more specifically in the range of 0.9R≤R ≤1.1R and most specifically in the range of 0.95R≤R≤1.05R.

Кроме того, каждый из внешних участков 33 может содержать внутренний сегмент 45, примыкающий к кольцевой плоской области 31 и имеющий угловую протяженность, равную, по меньшей мере, 90°, по меньшей мере, 120° или, по меньшей мере, 150°. Внутренний сегмент, предпочтительно, также имеет непрерывный контур и может иметь радиус R′, который является постоянным или по существу постоянным, и может изменяться в диапазоне 0,8R′≤R′≤1,2R′, более конкретно в диапазоне 0,9R′≤R′≤1,1R′ и наиболее конкретно в диапазоне 0,95R′≤R′≤1,05R′.In addition, each of the outer sections 33 may comprise an inner segment 45 adjacent to the annular planar region 31 and having an angular extent of at least 90 °, at least 120 °, or at least 150 °. The inner segment preferably also has a continuous contour and can have a radius R ′ that is constant or substantially constant and can vary in the range of 0.8R′≤R′≤1,2R ′, more specifically in the range of 0.9R ′ ≤R′≤1,1R ′ and most specifically in the range of 0.95R′≤R′≤1,05R ′.

Как можно видеть на фиг.4, как внутренние участки 32 и внешние участки 33 каждой области 21-24 с отверстием равномерно распределены вокруг соответствующего отверстия. Более конкретно, внутренние участки 32 имеют одинаковое внутреннее угловое расстояние между смежными внутренними участками 32. Внешние участки 33 имеют одинаковое внешнее угловое расстояние между смежными внешними участками 33. Кроме того, внешние участки 33 первой области 21 с отверстием и третьей области 23 с отверстием имеют первое относительное периферийное положение относительно внутренних участков 32 данных двух областей 21 и 23 с отверстиями. Внешние участки 33 второй области 22 с отверстием и четвертой области 24 с отверстием имеют второе относительное периферийное положение относительно внутренних участков 32 данных двух областей 22 и 24 с отверстием. Из фиг.4 можно видеть, что первое относительное периферийное положение смещено в периферийном направлении или включает в себя периферийное смещение относительно второго относительного периферийного положения. В раскрытых вариантах осуществления данное периферийное смещение равно половине или приблизительно половине одинакового внешнего углового расстояния между смежными внешними участками 33. As can be seen in FIG. 4, how the inner portions 32 and the outer portions 33 of each hole region 21-24 are evenly distributed around the corresponding hole. More specifically, the inner portions 32 have the same inner angular distance between adjacent inner portions 32. The outer portions 33 have the same outer angular distance between adjacent outer portions 33. In addition, the outer portions 33 of the first hole region 21 and the third hole region 23 have a first the relative peripheral position relative to the inner sections 32 of these two areas 21 and 23 with holes. The outer sections 33 of the second region 22 with the hole and the fourth region 24 with the hole have a second relative peripheral position relative to the inner sections 32 of these two regions 22 and 24 with the hole. From FIG. 4, it can be seen that the first relative peripheral position is offset in the peripheral direction or includes a peripheral offset with respect to the second relative peripheral position. In the disclosed embodiments, the implementation of this peripheral offset is equal to half or approximately half the same external angular distance between adjacent external sections 33.

В раскрытом варианте осуществления каждая область 21-24 с отверстием содержит 9 внутренних участков 32 и 18 внешних участков 33. Это пригодное количество внутренних участков 32 и внешних участков 33. В раскрытых вариантах осуществления внутреннее угловое расстояние примерно вдвое больше внешнего углового расстояния. Однако необходимо отметить, что количество внутренних участков 32 и количество внешних участков 33 может изменяться и отличаться от раскрытых количеств. In the disclosed embodiment, each hole region 21-24 contains 9 inner portions 32 and 18 of outer portions 33. This is a suitable number of inner portions 32 and outer portions 33. In the disclosed embodiments, the internal angular distance is approximately twice that of the external angular distance. However, it should be noted that the number of internal sections 32 and the number of external sections 33 may vary and differ from the disclosed amounts.

Каждая из четырех соединительных труб 11-14 соединена с соответствующей одной из областей 21-24 с отверстием и содержит плоский элемент 50. Каждый плоский элемент 50 образует крепежный фланец, прикрепленный к или выполненный как одно целое с соответствующей соединительной трубой 11-14 и соединенный с пакетом пластин, см. фиг.8 и 9. Все из плоских элементов 50 расположены между одной из концевых пластин 2, 3 и одной из крайних теплообменных пластин 1. Более конкретно, в раскрытых вариантах осуществления, каждый плоский элемент 50 расположен между одной из крайних теплообменных пластин 1 и первой концевой пластиной 2. Плоские элементы 50 припаяны к крайней теплообменной пластине 1 и первой концевой пластине 2. Участок вокруг каждого отверстия первой концевой пластины 2 приподнят на выступающем участке 2а, чтобы обеспечить пространство для соответствующего плоского элемента 50, как можно видеть на фиг.1, 8 и 9. Относительно первого и второго отверстий S1 и S2 плоский элемент 50 содержит плоскую или по существу плоскую нижнюю поверхность 51, примыкающую к и соединенную с кольцевой плоской областью 31 крайней теплообменной пластины 1 на первой области 21 с отверстием и второй области 22 с отверстием соответственно. Таким образом, кольцевая плоская область 31 расположена на первичном уровне p′, см. фиг.8.Each of the four connecting pipes 11-14 is connected to the corresponding hole in one of the regions 21-24 and contains a flat element 50. Each flat element 50 forms a mounting flange attached to or made integrally with the corresponding connecting pipe 11-14 and connected to a set of plates, see Fig. 8 and 9. All of the flat elements 50 are located between one of the end plates 2, 3 and one of the outermost heat transfer plates 1. More specifically, in the disclosed embodiments, each flat element 50 is located between one and end heat exchanger plates 1 and first end plate 2. Flat members 50 are soldered to end heat exchanger plate 1 and first end plate 2. A portion around each hole of the first end plate 2 is raised in the protruding portion 2 a to provide space for the corresponding flat member 50 as possible see in FIGS. 1, 8 and 9. With respect to the first and second holes S1 and S2, the flat member 50 comprises a flat or substantially flat bottom surface 51 adjacent to and connected to the annular flat region 31 cr Ainu heat transfer plate 1 on the first region 21 with the hole and the second region 22 with the hole, respectively. Thus, the annular planar region 31 is located at the primary level p ′, see Fig. 8.

Относительно третьего и четвертого отверстий S3, S4 каждый плоский элемент 50 содержит кольцевой выступ 52, выступающий из плоской нижней поверхности 51 и направленный к пакету пластин. Кольцевой выступ 52 плотно прилегает к кольцевой плоской области 31 крайней теплообменной пластины 1 в третьей области 23 с отверстием и четвертой области 24 с отверстием соответственно. Таким образом, кольцевая плоская область 31 расположена на вторичном уровне p″, см. фиг.9. Следовательно, обеспечивается надежное и плотное прилегание плоских элементов 50 для всех отверстий S1-S4.With respect to the third and fourth holes S3, S4, each flat member 50 comprises an annular protrusion 52 protruding from the flat bottom surface 51 and directed toward the plate stack. The annular protrusion 52 fits snugly against the annular planar region 31 of the extreme heat exchange plate 1 in the third region 23 with the hole and the fourth region 24 with the hole, respectively. Thus, the annular planar region 31 is located at the secondary level p ″, see Fig.9. Therefore, a reliable and tight fit of the flat members 50 is ensured for all openings S1-S4.

Между второй концевой пластиной 3 и другой крайней теплообменной пластиной 1 предусмотрен плоский элемент 53, образующий упрочняющую прокладку 53. Плоские элементы 53 не образуют часть соединительной трубы 11-14 и закрывают соответствующее отверстие. Плоский элемент 53 для отверстий S1 и S2 содержит плоскую, или по существу плоскую, нижнюю поверхность 51, плотно прилегающую и соединенную с кольцевой плоской областью 31 другой крайней теплообменной пластины 1 так же, как и плоский элемент 50. Плоский элемент 53 для отверстий S3 и S4 содержит плоскую нижнюю поверхность 51 с кольцевым выступом 52, плотно прилегающим и соединенным с кольцевой плоской областью другой крайней теплообменной пластины 1. Кроме того, вторая концевая пластина 3 содержит выступающий участок 3а вокруг каждого отверстия.A flat element 53 is provided between the second end plate 3 and the other end heat exchange plate 1, which forms a reinforcing gasket 53. The flat elements 53 do not form part of the connecting pipe 11-14 and close the corresponding hole. The flat member 53 for holes S1 and S2 comprises a flat, or substantially flat, bottom surface 51 that fits snugly and is connected to the annular flat region 31 of the other extreme heat transfer plate 1 as well as the flat member 50. The flat member 53 for holes S3 and S4 comprises a flat bottom surface 51 with an annular protrusion 52 snugly attached and connected to an annular flat region of another extreme heat exchange plate 1. In addition, the second end plate 3 comprises a protruding portion 3a around each hole.

Необходимо отметить, что один или более плоских элементов 53 могут быть заменены соответствующей соединительной трубой, содержащей плоский элемент 50, в случае если впускное отверстие и/или выпускное отверстие должно быть выполнено в качестве альтернативы или дополнения во второй концевой пластине 3.It should be noted that one or more flat elements 53 can be replaced by a corresponding connecting pipe containing a flat element 50, if the inlet and / or outlet must be made as an alternative or addition in the second end plate 3.

Фиг.10 и 11 раскрывают другой вариант осуществления, который отличается от варианта осуществления, раскрытого на фиг.8 и 9, только тем, что соединительная труба 11-15 содержит наружную резьбу 55 и что к соединительной трубе 11-15 припаян плоский элемент 50. Таким образом, между крайней теплообменной пластиной 1 и первой концевой пластиной 2 может быть расположен плоский элемент 50. Затем соединительная труба 11-15 может быть введена в соответствующее отверстие с возможностью припаивания к плоскому элементу 50 в связи с припаиванием пластинчатого теплообменника. 10 and 11 disclose another embodiment that differs from the embodiment disclosed in FIGS. 8 and 9 only in that the connecting pipe 11-15 comprises an external thread 55 and that a flat member 50 is soldered to the connecting pipe 11-15. Thus, between the extreme heat exchange plate 1 and the first end plate 2, a flat element 50 can be located. Then, the connecting pipe 11-15 can be inserted into the corresponding hole with the possibility of soldering to the flat element 50 in connection with the soldering of the plate heat exchanger.

Настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления и может быть изменено и модифицировано в пределах объема приведенной ниже формулы изобретения.The present invention is not limited to the disclosed embodiments, and may be modified and modified within the scope of the following claims.

Claims

1. A plate heat exchanger comprising a plurality of heat exchange plates (1), which are made of a metal sheet and are located next to each other, a first end plate (2) located next to an extreme plate of heat transfer plates (1), and a second end plate (3 ) next to another extreme heat transfer plate (1), and the end plates (2, 3) and heat transfer plates (1) are inseparably connected to each other with brazing alloy to form a package of plates containing the first gaps (4) between the plates and the second gaps (5) between the plates,
wherein each heat exchanger plate contains a pattern forming a heat transfer region (20) and a plurality of regions (21-24) with an opening, each region with an opening surrounding a corresponding opening formed by the edge of the opening, the plate heat exchanger containing many flat elements (50, 53), connected to the package of plates and having a lower surface (51) directed to the package of plates,
characterized in that at least one of the flat elements (50, 53) contains an annular protrusion (52) extending from the bottom surface (51) and closely adjacent to one of the areas (21-24) with an opening of at least , one of the extreme heat transfer plates (1).

2. The plate heat exchanger according to claim 1, wherein each heat exchanger plate (1) extends along a main passage plane (p), said regions (20-24) extending between the primary level (p ′) at a distance from the main plane (p) passing and the secondary level (p``) at a distance from and on the opposite side of the main plane (p) of passage, and each of the areas (21-24) with the hole contains an annular flat region (31) located on one of the primary and secondary levels (p ', p' ').

3. The plate heat exchanger according to claim 2, in which the annular protrusion (52) is tightly adjacent to the annular flat region (31) at the secondary level (p ").

4. The plate heat exchanger according to claim 3, in which each of the areas (21-24) with the hole contains many internal sections (32) located on the annular flat region (31) and distributed along the edge (26) of the hole, the inner sections ( 32) are offset from the annular planar region (31) and pass to another of the primary and secondary levels (p ', p' ').

5. The plate heat exchanger according to claim 4, in which the annular protrusion (52) is located outside the inner sections (32), as viewed from the corresponding hole.

6. A plate heat exchanger according to any one of claims 4 and 5, in which each region (21-24) with an opening comprises a plurality of external sections (33) distributed along an annular flat region (31) at a distance from the internal sections (32), and displaced from the annular planar region (31), and passing to another from the primary and secondary levels (p ', p' ').

7. The plate heat exchanger according to claim 6, in which the annular protrusion (52) is located inside the outer sections (33), as viewed from the corresponding hole.

8. The plate heat exchanger according to claim 1, in which the plate heat exchanger comprises a plurality of connecting pipes (11-14) connected to a corresponding hole, and in which the flat element (50) forms an annular mounting flange of the corresponding connecting pipe (11-14).

9. The plate heat exchanger according to claim 8, in which at least one of the flat elements (50) is a separate part connected to the corresponding connecting pipe (11-14).

10. The plate heat exchanger according to claim 9, in which at least one of the flat elements (50) is connected to the corresponding connecting pipe (11-14) by soldering.

11. The plate heat exchanger according to claim 1, in which the flat element (53) closes the corresponding hole.

12. The plate heat exchanger according to claim 1, in which the flat element (53) is connected to a hole located opposite one of the connecting pipes (11-14).

13. The plate heat exchanger according to claim 1, in which the flat elements (50-53) are soldered to at least one of the end plates (2, 3) and to at least one of the extreme heat exchange plates (1).

14. The plate heat exchanger according to claim 1, wherein at least one of the end plates (2, 3) comprises a protruding portion (2a, 3a) around each opening to provide space for the corresponding flat element (50).

15. The plate heat exchanger according to claim 1, in which the region (21-24) with the hole includes a first region (21) with a hole, a second region (22) with a hole, a third region (23) with a hole and a fourth region (24 ) with a hole.