RU2511779C2

RU2511779C2 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2511779C2
Application number: RU2011146248/06A
Authority: RU
Inventors: Ларс Перссон
Original assignee: Данфосс А/С
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2014-04-10
Also published as: US20120125583A1; RU2011146248A; CN102564176B; CN102564176A; EP2455694A2; JP5872859B2; JP2012112645A; EP2455694A3

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention relates to plate-like heat exchanger (9) containing a row of heat exchange plates (1, 13) comprising at least one section having bulges (2, 3, 14, 15) designed for installation against the corresponding bulges (2, 3, 14, 15) of heat exchange plate (1, 13) of the corresponding design. A provision is made for at least the first type of bulges (2, 14) and at least the second type of bulges (3, 15); with that, at least bulges (2, 14) of the first type and/or at least bulges (3, 15) of the second type have in fact flat upper surface (4, 5, 19, 20) and/or lower surface (4, 5, 19, 20); with that, total surface area of the first vertexes of the first bulges is less than total surface area of the second vertexes of the second bulges.

EFFECT: improved heat exchange and simpler design of a heat exchanger.

13 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику, содержащему по меньшей мере одну теплообменную пластину, предпочтительно ряд теплообменных пластин, в котором по меньшей мере одна из теплообменных пластин содержит по меньшей мере один участок, имеющий углубления, предназначенные для установки впритык к соответствующим углублениям теплообменной пластины соответствующей конструкции. Кроме того, изобретение относится к теплообменной пластине, содержащей по меньшей мере один участок, имеющий углубления, предназначенные для установки впритык к соответствующим углублениям теплообменной пластины соответствующей конструкции.The invention relates to a plate heat exchanger containing at least one heat exchanger plate, preferably a series of heat exchanger plates, in which at least one of the heat exchanger plates contains at least one section having recesses intended to be installed close to the corresponding recesses of the heat exchanger plate of the corresponding design. In addition, the invention relates to a heat exchanger plate containing at least one portion having recesses intended to be installed adjacent to the corresponding recesses of the heat exchanger plate of the corresponding design.

Современные теплообменники пластинчатого типа часто снабжены пластинами, содержащими так называемый шевронный узор или «рисунок в елочку», то есть рисунок, содержащий углубления, состоящие из прямых гребней и желобков. Каждый гребень и желобок меняет свое направление в центре, образуя тем самым рисунок, напоминающий «елочку». В пакетном пластинчатом теплообменике чередующиеся в пакете пластины повернуты на 180°, так что углубления пересекаются. Уложенные таким образом в пакете пластинчатого теплообменника пластины спаяны между собой, образуя тем самым компактный и механически прочный теплообменный пакет. За счет использования в теплообменных пластинах рисунка «в елочку» в теплообменном пакете образована определенная схема каналов для текучей среды, обеспечивающих протекание соответствующих двух текучих сред и обмен тепловой энергией между ними.Modern plate-type heat exchangers are often equipped with plates containing the so-called chevron pattern or “herringbone pattern”, that is, a pattern containing recesses consisting of straight ridges and grooves. Each crest and groove changes its direction in the center, thereby forming a pattern resembling a Christmas tree. In a stacked plate heat exchanger, alternating plates in the stack are rotated 180 ° so that the recesses intersect. The plates laid in such a way in a plate heat exchanger package are welded together, thereby forming a compact and mechanically strong heat transfer package. Due to the use of a herringbone pattern in the heat transfer plates, a certain fluid channel pattern is formed in the heat transfer bag that allows the flow of the respective two fluids and the exchange of heat energy between them.

Под воздействием давления, в частности давления текучей среды, и тепла в теплообменном пакете вышеописанного типа происходит деформация пластин, в результате чего в пластинах возникает изгибающий момент. Чтобы пластины могли выдержать высокие давления, предусмотрено использование сравнительно толстых металлических листов, например, толщиной 0,4 мм.Under the influence of pressure, in particular fluid pressure, and heat, deformation of the plates occurs in the heat transfer package of the type described above, resulting in a bending moment in the plates. So that the plates can withstand high pressures, the use of relatively thick metal sheets, for example, with a thickness of 0.4 mm, is provided.

При штамповке рисунка «в елочку» в металлических пластинах имеет место нежелательное течение материала. Если прессовый штамп изготовлен с недостаточной точностью, в пластинах возникают трещины. Кроме того, сравнительно большой толщиной пластин обусловлено высокое давление в прессовом штампе.When stamping a herringbone pattern in metal plates, an undesired material flow occurs. If the press die is made with insufficient accuracy, cracks occur in the plates. In addition, the relatively large thickness of the plates is due to the high pressure in the press stamp.

В полностью паяном теплообменнике стыки между пластинами обычно спаяны медным припоем или припоем из медного сплава. Часто из медного припоя или припоя из медного сплава выполнено покрытие металлических пластин. Скопления припоя образованы в точках пересечения углублений. Следовательно, как площадь поверхности спаек, так и прочность паек довольно незначительны.In a fully brazed heat exchanger, the joints between the plates are usually soldered with copper solder or copper alloy solder. Often, copper plates are made of copper solder or solder from a copper alloy. Accumulations of solder are formed at the points of intersection of the recesses. Therefore, both the surface area of the adhesions and the strength of the rations are quite small.

За счет подачи текучей среды через теплообменник с рисунком «елочку» организовано принудительное перетекание текучей среды через гребни вниз в желобки. При этом отсутствуют непрерывные прямые линии потока. У передних кромок гребней скорость потока высока, в то время как за гребнями, то есть в желобках, скорость потока текучей среды низка. Происходит значительное изменение скорости потока. Там, где скорость потока в теплообменнике высока, интенсивность теплопередачи велика, там же, где скорость потока низка, интенсивность теплопередачи мала. Следовательно, предпочтительно менее значительное изменение скорости потока, имеющее место в теплообменниках с рисунком «в елочку».Due to the supply of fluid through a heat exchanger with a herringbone pattern, forced flow of fluid through the ridges down into the grooves is organized. There are no continuous straight lines of flow. At the leading edges of the ridges, the flow rate is high, while behind the ridges, that is, in the grooves, the flow rate of the fluid is low. A significant change in flow rate occurs. Where the flow rate in the heat exchanger is high, the heat transfer rate is high, where the flow rate is low, the heat transfer rate is low. Therefore, it is preferable that a smaller change in flow velocity occur in heat exchangers with a herringbone pattern.

Если текущая текучая среда содержит две фазы, то есть текучая среда представляет собой смесь газа и жидкости, повторяющиеся изменения направления у гребней и желобков приводят к тому, что газ вытесняет жидкость, не давая ей вступать в соприкосновение с пластинами. За счет уменьшения смачиваемости поверхностей теплообменных пластин интенсивность теплопередачи также снижена.If the flowing fluid contains two phases, that is, the fluid is a mixture of gas and liquid, repeated changes in direction at the ridges and grooves cause the gas to displace the liquid, preventing it from coming into contact with the plates. By reducing the wettability of the surfaces of the heat exchanger plates, the heat transfer rate is also reduced.

Формой проходящих через теплообменник с рисунком «в елочку» каналов также обусловлено большое падение давления текучей среды при ее прохождении через теплообменник. Падение давления пропорционально работе, затраченной на принудительную подачу текучей среды через теплообменник. Таким образом, большое падение давления означает большой расход энергии, в частности механической энергии.The shape of the channels passing through the heat exchanger with the herringbone pattern also results in a large drop in fluid pressure as it passes through the heat exchanger. The pressure drop is proportional to the work spent forcing the fluid through the heat exchanger. Thus, a large pressure drop means a large expenditure of energy, in particular mechanical energy.

Теплообменник, предложенный для решения ряда проблем из перечисленных выше, известен из документа US 2007/0261829 А1. В документе предложен такой рисунок на теплообменной пластине, который содержит углубления в виде выпуклостей и вогнутостей, между которыми и образованы проходящие через теплообменник каналы. Форма образованных таким образом каналов вызывает умеренное изменение скорости потока через теплообменник, в результате чего повышена интенсивность теплопередачи. Сформованные таким образом теплообменные пластины собраны в пакет таким образом, что верхняя пластина повернута так, что ее обращенные книзу вогнутости, то есть нижние части, уперты в обращенные кверху вершины нижней пластины. Верхние и нижние пластины припаяны друг к другу с образованием спаек в тех местах, где теплообменные пластины входят в соприкосновение друг с другом. Однако в процессе эксплуатации теплообменника выявлена предрасположенность боковых стенок выпуклостей этих пластин к разрушению. Очевидно, за счет этого значительно снижен срок службы теплообменника.A heat exchanger proposed to solve a number of the problems listed above is known from US 2007/0261829 A1. The document proposes such a pattern on a heat exchanger plate that contains recesses in the form of bulges and concavities, between which channels passing through the heat exchanger are formed. The shape of the channels thus formed causes a moderate change in the flow rate through the heat exchanger, as a result of which the heat transfer intensity is increased. The heat exchange plates formed in this way are assembled in a bag so that the upper plate is rotated so that its concavities, i.e., the lower parts, are abutted against the vertices of the lower plate facing up. The upper and lower plates are soldered to each other with the formation of adhesions in those places where the heat transfer plates come into contact with each other. However, during the operation of the heat exchanger, a predisposition of the side walls of the bulges of these plates to failure was revealed. Obviously, due to this, the service life of the heat exchanger is significantly reduced.

В соответствии с целью изобретения предложен пластинчатый теплообменник, который имеет улучшенные характеристики по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками. Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предложить такую теплообменную пластину, в частности теплообменную пластину для формирования пластинчатого теплообменника, которая имеет улучшенные характеристики по сравнению с известными теплообменными пластинами.In accordance with an object of the invention, there is provided a plate heat exchanger that has improved characteristics compared to known plate heat exchangers. Another objective of the invention is to provide such a heat exchanger plate, in particular a heat exchanger plate for forming a plate heat exchanger, which has improved characteristics compared to known heat transfer plates.

Предложен пластинчатый теплообменник, содержащий по меньшей мере одну теплообменную пластину, предпочтительно ряд теплообменных пластин, в котором по меньшей мере одна из теплообменных пластин содержит по меньшей мере один участок, имеющий углубления, предназначенные для установки впритык к соответствующим углублениям теплообменной пластины соответствующей конструкции, в таком исполнении, что обеспечены по меньшей мере один первый тип углублений и по меньшей мере один второй тип углублений, причем первый тип углублений и второй тип углублений имеют разную конструкцию.A plate heat exchanger comprising at least one heat exchanger plate, preferably a series of heat exchanger plates, in which at least one of the heat exchanger plates contains at least one portion having recesses intended to be installed adjacent to the corresponding recesses of a heat exchanger plate of the corresponding design, is proposed. the execution that provided at least one first type of recesses and at least one second type of recesses, and the first type of recesses and the second type glubleny have different design.

Словосочетание "разная конструкция" может быть понято в широком смысле. Словосочетание "разная конструкция" относится не только к размеру и/или форме соответствующего углубления, в частности представленной на видах соответствующей теплообменной пластины сверху и/или снизу. Словосочетание "разная конструкция", в частности относящееся к размеру и/или форме, также относится, например, к поперечному сечению соответствующей структуры. Более того, в соответствии с предложенным изобретением к «разным конструкциям» отнесены другая толщина соответствующего участка соответствующей теплообменной пластины, разные материалы, различное покрытие материала, разная обработка поверхности и другие конструктивные параметры. Кроме того, термин "углубление", не обязательно подразумевает, что действия по формовке выполнены на соответствующем участке теплообменной пластины. Вместо этого также возможно, что действия по формовке углубления, например, штамповкой или другим способом, выполнены в отношении частей, находящихся рядом с соответствующим углублением. Кроме того, не исключено и расширение смысла термина "углубление", в частности, понимание под термином «углубление» таких элементов как выступ, выемка, канавка, выпуклость, вогнутость, скошенная кромка, перемычка и аналогичных им элементов. Обычно в случае теплообменных пластин для пластинчатых теплообменников две прилегающие друг к другу пластины имеют чередующуюся, соответствующую конструкцию. Иначе говоря, возможно выполнение пластинчатого теплообменника в основном из двух по-разному расположенных теплообменных пластин, имеющих соответствующую конструкцию углублений, причем углубление, обращенное кверху, входит в соприкосновение с соответствующим углублением соответствующей теплообменной пластины, обращенным книзу. Хотя существует принципиальная возможность изготовить две или более теплообменных пластины разной конструкции для образования такого пластинчатого теплообменника, обычно конструируют и изготавливают лишь одну теплообменную пластину, причем обе упомянутых выше разных "конструкции" теплообменной пластины обеспечены за счет поворота на 180° каждой второй пластины в пакете теплообменных пластин. Конечно, для эффективного закрытия теплообменного блока самая верхняя пластина, как и самая нижняя пластина, обычно имеют разные конструкции. В основном для этого использованы по существу плоские металлические листы. После сборки пакета теплообменных пластин и, смотря по обстоятельствам, других компонентов, заготовку пластинчатого теплообменника обычно пропускают через туннельную печь для спайки соответствующих компонентов и образования компактного и механически прочного теплообменного блока. Конечно, возможно, что пластинчатый теплообменник по существу имеет только углубления двух вышеупомянутых разных типов. Тем не менее, предусмотрена возможность использования трех, четырех, пяти и даже большего количества разных типов углублений. Предложенный пластинчатый теплообменник, как любой теплообменник, должен иметь две отдельные группы каналов для текучей среды, которые разъединены по текучей среде. Причина этого лежит в необходимости осуществления передачи тепловой энергии от одной текучей среды к другой. В редких случаях один теплообменник предназначен для большего количества текучих сред и, следовательно, в нем большее число разделенных каналов для текучей среды. Обычно две текучих среды или даже большее число текучих сред имеют разные характеристики. Например, так происходит в случае двух разных текучих сред с разными агрегатными состояниями, например, когда одна текучая среда - жидкость, а другая - газ. Или в случае, когда одна или обе текучие среды представляют собой смесь газа и жидкости с разным соотношением между газом и жидкостью. Кроме того, две различные текучие среды обычно имеют разную температуру, по меньшей мере у входного отверстия блочного теплообменника, и/или разное давление. Более того, есть случаи, когда различные текучие среды имеют разную вязкость, разную плотность, разную теплоемкость и другие характеристики. Благодаря конструктивным различиям углублений легко обеспечить механическую прочность, различную для двух разных каналов для текучей среды, содержащих две разные текучие среды. Таким образом, возможно сохранение механической прочности пластинчатого теплообменника на том же уровне или даже ее увеличение, наряду с уменьшением габаритных размеров пакетного теплообменника. Кроме того, используя предложенную конструкцию, легко сформировать два разных типа каналов для двух разных текучих сред. В частности, сформировать два разных канала для текучей среды с разным поперечным сечением, например, отличающимся по форме и/или размеру, два разных канала, отличающихся кривизной соответствующего канала для текучей среды или другой характеристикой.The phrase "different design" can be understood in a broad sense. The phrase "different design" refers not only to the size and / or shape of the corresponding recess, in particular presented on the types of the corresponding heat transfer plate from above and / or below. The phrase "different design", in particular relating to size and / or shape, also refers, for example, to the cross section of the corresponding structure. Moreover, in accordance with the proposed invention, “different constructions” include a different thickness of the corresponding portion of the corresponding heat transfer plate, different materials, different coating of the material, different surface treatment and other design parameters. In addition, the term "recess" does not necessarily imply that molding operations are performed on the corresponding portion of the heat exchanger plate. Instead, it is also possible that the steps for forming the recess, for example by stamping or otherwise, are performed with respect to parts adjacent to the corresponding recess. In addition, it is possible that the meaning of the term “deepening” can be expanded, in particular, understanding under the term “deepening” of such elements as a protrusion, recess, groove, convexity, concavity, beveled edge, bridge, and similar elements. Typically, in the case of heat exchanger plates for plate heat exchangers, two adjacent plates have an alternating, corresponding design. In other words, it is possible to perform a plate heat exchanger mainly from two differently arranged heat exchanger plates having a corresponding design of the recesses, the recess facing up, comes into contact with the corresponding recess of the corresponding heat exchanger plate facing down. Although it is possible in principle to produce two or more heat exchanger plates of different designs to form such a plate heat exchanger, only one heat exchanger plate is usually designed and manufactured, both of the above different “designs” of the heat exchanger plate are provided by 180 ° rotation of every second plate in the heat exchanger package plates. Of course, in order to effectively close the heat exchange unit, the uppermost plate, like the lowermost plate, usually have different designs. Mainly used for this purpose are essentially flat metal sheets. After assembling the package of heat exchanger plates and, depending on the circumstances, other components, the blank of the plate heat exchanger is usually passed through a tunnel furnace to solder the corresponding components and form a compact and mechanically strong heat exchanger block. Of course, it is possible that the plate heat exchanger essentially has only recesses of the two different types mentioned above. Nevertheless, it is possible to use three, four, five and even more different types of recesses. The proposed plate heat exchanger, like any heat exchanger, should have two separate groups of channels for the fluid, which are separated by fluid. The reason for this lies in the need for the transfer of thermal energy from one fluid to another. In rare cases, a single heat exchanger is designed for more fluids and, therefore, it has a larger number of separated channels for the fluid. Typically, two fluids or even more fluids have different characteristics. For example, this happens in the case of two different fluids with different aggregate states, for example, when one fluid is a liquid and the other is a gas. Or in the case when one or both fluids are a mixture of gas and liquid with a different ratio between gas and liquid. In addition, two different fluids typically have different temperatures, at least at the inlet of the block heat exchanger, and / or different pressures. Moreover, there are cases when different fluids have different viscosities, different densities, different heat capacities and other characteristics. Due to the structural differences of the recesses, it is easy to provide mechanical strength different for two different fluid channels containing two different fluids. Thus, it is possible to maintain the mechanical strength of the plate heat exchanger at the same level or even increase it, along with a decrease in the overall dimensions of the batch heat exchanger. In addition, using the proposed design, it is easy to form two different types of channels for two different fluids. In particular, to form two different channels for the fluid with different cross-sections, for example, differing in shape and / or size, two different channels, differing in the curvature of the corresponding channel for the fluid or other characteristic.

В частности, предусмотрена такая конструкция пластинчатого теплообменника, в котором углубления первого типа и углубления второго типа имеют разный размер. Используя такую конструкцию, в частности, легко обеспечить различную прочность соответствующих соединений, например, с учетом разности давлений соответствующих текучих сред и/или адаптировать размеры каналов для текучей среды, образованных между соответствующими соединениями, в зависимости от конкретной текучей среды.In particular, a plate heat exchanger design is provided in which the recesses of the first type and the recesses of the second type are of different sizes. Using this design, in particular, it is easy to provide different strengths of the respective compounds, for example, taking into account the pressure difference of the respective fluids and / or to adapt the dimensions of the channels for the fluid formed between the respective compounds, depending on the particular fluid.

Предпочтителен вариант, в котором пластинчатый теплообменник выполнен так, что углубления первого типа и углубления второго типа имеют по существу одинаковую форму. "Форма" соответствующего углубления представляет собой в частности ту форму, которая представлена на виде сверху и/или снизу соответствующей теплообменной пластины. В частности, использование одинаковой формы предпочтительно, если соответствующая форма имеет определенные предпочтительные характеристики, например особенно низкое гидравлическое сопротивление, особенно высокую механическую прочность, особенно предпочтительное соотношение между площадью и длиной окружающей кромки и другие предпочтительные характеристики.An embodiment is preferred in which the plate heat exchanger is configured such that the recesses of the first type and the recesses of the second type have substantially the same shape. The "shape" of the corresponding recess is in particular that shape that is presented in a plan view and / or bottom view of the corresponding heat exchange plate. In particular, the use of the same shape is preferable if the corresponding shape has certain preferred characteristics, for example, especially low hydraulic resistance, especially high mechanical strength, especially the preferred ratio between the area and the length of the surrounding edge and other preferred characteristics.

Тем не менее, также предпочтителен вариант, в котором пластинчатый теплообменник выполнен так, что углубления первого типа и углубления второго типа имеют разную форму. Это в частности предпочтительно, если в результате выбора разной формы улучшено соответствие предусмотренных соединений и/или образовавшихся каналов для текучей среды характеристикам рабочей текучей среды. Например, за счет использования первой формы углублений первого типа значительно снижено значение гидравлического сопротивления использованной в теплообменнике первой текучей среды. Впрочем, за счет использования другой формы для углублений второго типа, обеспечено повышение значения гидравлического сопротивления для используемой второй текучей среды. Повышенное гидравлическое сопротивление вызывает дополнительную турбулентность. Дополнительная турбулентность повышает интенсивность теплопередачи от соответствующей текучей среды к стенке канала и, в конечном итоге, к другой текучей среде, предоставляя возможность использования повышенного сопротивления для увеличения интенсивности теплопередачи, и таким образом приводит к повышению производительности соответствующего теплообменника. Комбинация "одинаковых форм" и "разных форм" также эффективна, в частности, если имеется третий, четвертый тип углублений или большее количество типов углублений.However, it is also preferable that the plate heat exchanger is configured so that the recesses of the first type and the recesses of the second type have a different shape. This is particularly preferable if, as a result of the choice of a different form, the compliance of the provided connections and / or the formed channels for the fluid with the characteristics of the working fluid is improved. For example, by using the first form of the recesses of the first type, the hydraulic resistance value of the first fluid used in the heat exchanger is significantly reduced. However, by using a different form for the recesses of the second type, an increase in the hydraulic resistance value for the second fluid used is ensured. The increased hydraulic resistance causes additional turbulence. Additional turbulence increases the intensity of heat transfer from the corresponding fluid to the channel wall and, ultimately, to another fluid, providing the possibility of using increased resistance to increase the intensity of heat transfer, and thus leads to increased productivity of the corresponding heat exchanger. The combination of "identical shapes" and "different shapes" is also effective, in particular if there is a third, fourth type of recesses or more types of recesses.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления пластинчатого теплообменника предусмотрено разное количество углублений первого типа и углублений второго типа. Эта особенность предоставляет также возможность задания прочности соединений, размеров соответствующих полученных каналов для текучей среды и режима течения текучей среды в соответствующих каналах таким образом, что они наиболее предпочтительны для соответствующей текучей среды. Таким образом обеспечен предпочтительный вариант теплообменника.In another preferred embodiment, the plate heat exchanger provides a different number of recesses of the first type and the recesses of the second type. This feature also provides the ability to set the strength of the joints, the dimensions of the respective fluid channels obtained and the flow regime of the fluid in the respective channels so that they are most preferred for the respective fluid. Thus, a preferred embodiment of the heat exchanger is provided.

Предусмотрен также вариант конструкции пластинчатого теплообменника, в котором по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа имеют, по меньшей мере частично, эллиптическую форму, круглую форму, каплевидную форму, многоугольную форму и/или симметричную многоугольную форму. В первых экспериментах - продемонстрировано, что эти формы особенно предпочтительны. За счет эллиптической формы и/или круглой формы, например, обеспечено повышение механической прочности и срока службы соответствующего соединения и/или увеличение площади соединения в сопоставлении с линией, ограничивающей эту площадь соединения, в сочетании со сравнительно низким гидравлическим сопротивлением. За счет каплевидной формы снижено гидравлическое сопротивление, и таким образом, снижены потери механической энергии. Многоугольная форма и/или симметричная многоугольная форма, обычно обуславливающая слабую или умеренную турбулентность, приводит к повышению эффективности теплообмена. Под симметричной многоугольной формой обычно имеют в виду форму, при которой большинство или все стороны многоугольника имеют по существу одинаковую длину.A plate heat exchanger design is also provided in which at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are at least partially elliptical, round in shape, drop-shaped, polygonal and / or symmetrical polygonal. In the first experiments, it was demonstrated that these forms are especially preferred. Due to the elliptical shape and / or the round shape, for example, an increase in the mechanical strength and service life of the corresponding joint and / or an increase in the joint area in comparison with the line limiting this joint area, in combination with a relatively low hydraulic resistance, is provided. Due to the drop-shaped form, the hydraulic resistance is reduced, and thus, the loss of mechanical energy is reduced. The polygonal shape and / or the symmetric polygonal shape, usually causing mild or moderate turbulence, leads to an increase in heat transfer efficiency. By symmetric polygonal shape, they usually mean a shape in which most or all of the sides of the polygon are essentially the same length.

Еще один предпочтительный вариант осуществления пластинчатого теплообменника предусматривает, что количество и/или расположение по меньшей мере углублений первого типа и/или по меньшей мере углублений второго типа соответствуют форме по меньшей мере углублений первого типа и/или по меньшей мере углублений второго. За счет указанной симметричности расположения обеспечен особенно прочный теплообменник с длительным сроком службы, так как возникающие механические напряжения распределены относительно равномерно. Кроме того, благодаря такой симметричности расположения обеспечены предпочтительные схемы потока текучей среды, а значит снижено гидравлическое сопротивление и/или повышена эффективность теплообмена.Another preferred embodiment of the plate heat exchanger provides that the number and / or arrangement of at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type correspond to the shape of at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second. Due to the indicated symmetry of the arrangement, a particularly durable heat exchanger with a long service life is provided, since the resulting mechanical stresses are distributed relatively evenly. In addition, due to this symmetrical arrangement, preferred fluid flow patterns are provided, which means that the hydraulic resistance is reduced and / or the heat transfer efficiency is increased.

Еще одна предпочтительная конструкция пластинчатого теплообменника предусматривает, что по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа выполнены, по меньшей мере частично, так, что они имеют по существу плоскую верхнюю и/или нижнюю поверхность. Наличие такой плоской поверхностной зоны приводит к значительному увеличению прочности соединения с соответствующим углублением прилегающей теплообменной пластины и экономии припоя, например медного припоя и/или припоя из медного сплава.Another preferred design of the plate heat exchanger provides that at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are made at least partially so that they have a substantially flat upper and / or lower surface. The presence of such a flat surface zone leads to a significant increase in the strength of the connection with the corresponding recess of the adjacent heat transfer plate and save solder, such as copper solder and / or solder made of copper alloy.

Еще один предпочтительный вариант осуществления пластинчатого теплообменника предусматривает, что по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа расположены, по меньшей мере частично, вдоль прямых линий, причем эти прямые линии предпочтительно расположены под углом к боковой кромке соответствующей теплообменной пластины. За счет такого расположения углублений обеспечены простота и в то же время эффективность конструкции теплообменных пластин. В частности, предусмотрено формирование комплектного пластинчатого теплообменника с по существу одним типом теплообменных пластин, в котором каждая вторая пластина в пакете теплообменных пластин повернута на 180° относительно соответствующих прилегающих теплообменных пластин. Таким образом обеспечена экономия на инструментах и складских помещениях, с соответственным снижением стоимости изготовления. Прямые линии предпочтительно расположены под углом приблизительно 45° к соответствующей боковой кромке соответствующей теплообменной пластины. Тем не менее, отклонения от указанного предпочтительного угла возможны. В частности, диапазон значений углов лежит в интервале от 30°, 35°, 40°, 42°, 43° и/или 44° и до 46°, 47°, 48°, 50°, 55° и/или 60°. Несмотря на указанный диапазон, изобретение в общем варианте его осуществления не ограничено ни одним из указанных значений углов.Another preferred embodiment of the plate heat exchanger provides that at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are located at least partially along straight lines, and these straight lines are preferably located at an angle to the side edge of the corresponding heat exchanger plate . Due to this arrangement of the recesses, simplicity and at the same time, the efficiency of the design of the heat transfer plates are ensured. In particular, it is envisaged to form a complete plate heat exchanger with essentially one type of heat transfer plates, in which each second plate in the stack of heat transfer plates is rotated 180 ° relative to the corresponding adjacent heat transfer plates. Thus, savings on tools and storage facilities are ensured, with a corresponding reduction in manufacturing costs. Straight lines are preferably located at an angle of approximately 45 ° to the corresponding lateral edge of the corresponding heat transfer plate. However, deviations from the indicated preferred angle are possible. In particular, the range of angles ranges from 30 °, 35 °, 40 °, 42 °, 43 ° and / or 44 ° to 46 °, 47 °, 48 °, 50 °, 55 ° and / or 60 ° . Despite this range, the invention in its general embodiment is not limited to any of the indicated angles.

Еще один предпочтительный вариант осуществления пластинчатого теплообменника предусматривает, что по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа расположены, по меньшей мере частично так, что по меньшей мере на ряде участков по меньшей мере одна из циркулирующих текучих сред направлена по криволинейному пути. Для этого варианта характерно повышение интенсивности теплопередачи соответствующей текучей жидкости, а значит повышение производительности теплообменника.Another preferred embodiment of the plate heat exchanger provides that at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are located at least partially so that at least in some areas at least one of the circulating fluids is directed along curved path. This option is characterized by an increase in the heat transfer intensity of the corresponding fluid liquid, which means an increase in the performance of the heat exchanger.

В другом варианте конструкции пластинчатого теплообменника по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа расположены, по меньшей мере частично так, что по меньшей мере на ряде участков образован по меньшей мере один прямолинейный канал по меньшей мере для одной из циркулирующих текучих сред. Такая конструкция ведет к снижению гидравлического сопротивления текущей среды. Таким образом обеспечена экономия механической энергии. Указанная конструкция, в частности, применима в случае текучих сред, имеющих особенно высокую и/или особенно низкую вязкость и/или в сочетании с такой конструкцией пластинчатого теплообменника, при которой турбулентность вызвана другими средствами.In another design of the plate heat exchanger, at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are located at least partially so that at least one straight channel is formed in at least one straight channel for at least one of the circulating fluid media. This design leads to a decrease in hydraulic resistance of the current medium. This saves mechanical energy. This design is particularly applicable to fluids having a particularly high and / or particularly low viscosity and / or in combination with a plate heat exchanger design in which turbulence is caused by other means.

Кроме того, предложен вариант исполнения пластинчатого теплообменника, в котором по меньшей мере углубления первого типа и/или по меньшей мере углубления второго типа расположены по меньшей мере частично, так, что по меньшей мере на ряде участков образован по меньшей мере один канал по меньшей мере для одной из циркулирующих текучих сред, проходящий параллельно по меньшей мере одной из боковых кромок соответствующей теплообменной пластины. Такой вариант исполнения особенно предпочтителен для протекания текучей среды между входным патрубком и выходным патрубком соответствующего канала для текучей среды.In addition, an embodiment of a plate heat exchanger is proposed in which at least the recesses of the first type and / or at least the recesses of the second type are located at least partially, so that at least one channel of at least one channel is formed for one of the circulating fluids, running parallel to at least one of the side edges of the corresponding heat transfer plate. This embodiment is particularly preferred for the flow of fluid between the inlet pipe and the outlet pipe of the corresponding channel for the fluid.

Еще один особенно предпочтительный вариант осуществления пластинчатого теплообменника предусматривает, что по меньшей мере одна из теплообменных пластин выполнена, по меньшей мере частично, из металлической пластины и/или пластины из металлического сплава, причем эта пластина предпочтительно содержит по меньшей мере на ряде участков покрытие, изготовленное из адгезива, предпочтительно из припоя. Металлическая пластина изготовлена, например, из алюминия, алюминиевого сплава, железа, меди, железного сплава, например из стали, медного сплава и аналогичных материалов. В качестве адгезива использован клей или аналогичные вещества. Разумеется, также возможно использование припоя или твердого припоя, например меди или медного сплава. Следует заметить, что возможно рассмотрение предложенного признака в сочетании с ограничительной частью первоначально зарегистрированного пункта 1 формулы изобретения.Another particularly preferred embodiment of the plate heat exchanger provides that at least one of the heat exchange plates is made at least partially of a metal plate and / or a metal alloy plate, and this plate preferably contains at least a number of sections of the coating made from adhesive, preferably from solder. The metal plate is made, for example, of aluminum, aluminum alloy, iron, copper, iron alloy, for example of steel, copper alloy and similar materials. An adhesive used is adhesive or similar substances. Of course, it is also possible to use solder or solder, for example copper or copper alloy. It should be noted that it is possible to consider the proposed feature in combination with the restrictive part of the originally registered claim 1.

В следующем варианте теплообменная пластина, содержащая по меньшей мере один участок с углублениями, предназначенными для установки впритык к соответствующим углублениям теплообменной пластины соответствующей конструкции, имеет конструктивное исполнение, в котором предусмотрены по меньшей мере один первый тип углублений и по меньшей мере один второй тип углублений, причем первый тип углублений и второй тип углублений имеют разные конструкции. Такая теплообменная пластина наиболее предпочтительна для изготовления пластинчатого теплообменника вышеописанного типа. Кроме того, как вариант, предложенная теплообменная пластина имеет те же признаки и преимущества, которые описаны выше в связи с пакетным пластинчатым теплообменником, по меньшей мере по аналогии. Кроме того, возможны модификации теплообменной пластины в вышеупомянутом смысле, по меньшей мере по аналогии.In a further embodiment, the heat exchange plate comprising at least one section with recesses intended to be installed end-to-end to the corresponding recesses of the heat exchanger plate of the corresponding design, has a design in which at least one first type of recesses and at least one second type of recesses are provided, moreover, the first type of recesses and the second type of recesses have different designs. Such a heat exchanger plate is most preferred for the manufacture of a plate heat exchanger of the type described above. In addition, as an option, the proposed heat transfer plate has the same features and advantages that are described above in connection with a packet plate heat exchanger, at least by analogy. In addition, modifications to the heat transfer plate are possible in the above sense, at least by analogy.

Изобретение и его преимущества представлены далее более подробно в описании вариантов осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи, перечисленные ниже.The invention and its advantages are presented below in more detail in the description of embodiments of the invention with reference to the attached drawings, listed below.

Фиг.1. Схематичное изображение первого варианта осуществления теплообменной пластины для пластинчатого теплообменника, вид сверху;Figure 1. Schematic illustration of a first embodiment of a heat exchanger plate for a plate heat exchanger, top view;

Фиг.2. Схематичное изображение теплообменной пластины, показанной на Фиг.1, вид сбоку;Figure 2. Schematic representation of the heat transfer plate shown in FIG. 1, side view;

Фиг.3. Схематичное изображение ряда теплообменных пластин, выполненных в соответствии с Фиг.1 и 2 и собранных в пакет, вид сбоку;Figure 3. Schematic illustration of a series of heat transfer plates made in accordance with Figs. 1 and 2 and assembled in a bag, side view;

Фиг.4. Схематичное изображение типового варианта осуществления пластинчатого теплообменника, вид в аксонометрической проекции;Figure 4. Schematic illustration of a typical embodiment of a plate heat exchanger, view in axonometric projection;

Фиг.5. Схематичное изображение второго варианта осуществления теплообменной пластины для пластинчатого теплообменника, вид сверху;Figure 5. Schematic illustration of a second embodiment of a heat exchanger plate for a plate heat exchanger, top view;

Фиг.6. Схематичное изображение теплообменной пластины, показанной на Фиг.5, вид сбоку;6. Schematic representation of the heat transfer plate shown in FIG. 5, side view;

Фиг.7. Схематичное изображение ряда теплообменных пластин, выполненных в соответствии с Фиг.5 и 6 и собранных в пакет, вид сбоку;7. Schematic illustration of a series of heat exchanger plates made in accordance with FIGS. 5 and 6 and assembled in a bag, side view;

Фиг.8. Типичные пути потока текучей среды в пластинчатом теплообменнике, в котором использованы теплообменные пластины в соответствии с вариантами осуществления изобретения, показанными на Фиг.5-7.Fig. 8. Typical fluid flow paths in a plate heat exchanger using heat exchange plates in accordance with embodiments of the invention shown in FIGS. 5-7.

Пластинчатые теплообменники (9), например, в показанном на Фиг.4 типовом исполнении, являются известными устройствами для передачи тепла между двумя разными текучими средами. Пластинчатые теплообменники (9) используют в ряде приложений, например, в автомобильной промышленности, для охлаждения и нагревания зданий, а также в разных других приложениях.Plate heat exchangers (9), for example, in the typical embodiment shown in FIG. 4, are known devices for transferring heat between two different fluids. Plate heat exchangers (9) are used in a number of applications, for example, in the automotive industry, for cooling and heating buildings, as well as in various other applications.

Пластинчатый теплообменник (9) содержит ряд установленных одна поверх другой теплообменных пластин (1, 13). В конструкции отдельных теплообменных пластин (1, 13) предусмотрены расположенные по определенной схеме углубления (2, 3, 14, 15), обычно выполненные в виде выпуклостей и вогнутостей и/или в виде гребней и желобков, при этом, в частности, из желобков образован шевронный узор или рисунок «в елочку». На самом верху и в самом низу пластинчатого теплообменника (9) предусмотрены плоские металлические листы (16) для удерживания текучих сред в пластинчатом теплообменнике (9). Кроме того, предусмотрены соединения (11, 12) для входа (11) и выхода (12) двух текучих сред.The plate heat exchanger (9) contains a number of heat exchanger plates (1, 13) mounted one on top of the other. In the design of individual heat transfer plates (1, 13), recesses (2, 3, 14, 15) are arranged according to a certain pattern, usually made in the form of convexities and concavities and / or in the form of ridges and grooves, in particular, from grooves a chevron pattern or a herringbone pattern is formed. At the very top and at the very bottom of the plate heat exchanger (9), flat metal sheets (16) are provided for holding fluids in the plate heat exchanger (9). In addition, connections (11, 12) are provided for the inlet (11) and outlet (12) of two fluids.

Пакет теплообменных пластин (1, 13) обычно изготовлен посредством свободной установки теплообменных пластин (1, 13) друг на друга и соединением их посредством пайки с образованием механически прочного единого блока.The package of heat transfer plates (1, 13) is usually made by freely installing heat transfer plates (1, 13) on each other and connecting them by soldering to form a mechanically strong single unit.

Так как углубления (2, 3, 14, 15) расположены на теплообменных пластинах (1, 13) по определенной схеме, в процессе пайки образованы раздельные каналы для двух текучих сред, причем эти раздельные каналы разъединены по текучей среде. Обычно две текучие среды циркулируют в противотоке между чередующимися парами теплообменных пластин (1,13). Сама по себе эта технология общеизвестна.Since the recesses (2, 3, 14, 15) are located on the heat exchanger plates (1, 13) according to a certain pattern, during the soldering process separate channels are formed for two fluids, and these separate channels are separated by fluid. Typically, two fluids circulate in countercurrent between alternating pairs of heat transfer plates (1.13). This technology itself is well known.

Фиг.1 представляет собой вид сверху на первый вариант осуществления теплообменной пластины (1), имеющей расположенные по определенной схеме углубления (2, 3). Как видно из Фиг.1, описываемая теплообменная пластина (1) содержит рисунок в виде расположенных по определенной схеме первых выпуклостей (2) и вторых выпуклостей (3), а не широко применяемый в настоящее время рисунок «в елочку». Кроме того, вблизи четырех углов теплообменной пластины (1) предусмотрены круглые отверстия (17). Эти круглые отверстия (17) представляют собой типовые соединения для входа (11) в пластинчатый теплообменник (9) и выхода (12) из пластинчатого теплообменника (9) двух разных текучих сред. Внутри теплообменной пластины (1), изображенной на Фиг.1, пунктирной линией обозначен квадрат. Соответствующая часть поверхности теплообменной пластины (1) показана в увеличенном масштабе в правой части Фиг.1. Благодаря увеличенному масштабу на этом чертеже ясно видны расположенные по определенной схеме первые выпуклости (2) и вторые выпуклости (3) теплообменной пластины (1). Как первые выпуклости (2), так и вторые выпуклости (3) подняты в противоположных направлениях на заданный уровень относительно стандартной пластины (18). Боковые стороны выпуклостей (2, 3) имеют угол наклона приблизительно 45 градусов. Указанную деформацию легко осуществить посредством штамповки. В отличие от рисунка «в елочку» расположение по определенной схеме выпуклостей (2, 3) в данной теплообменной пластине (1) легко выполнимо в процессе штамповки, так как требует сравнительно небольшой деформации листов при штамповке пластин. Таким образом существенно снижен риск появления трещин в теплообменной пластине (1).Figure 1 is a top view of a first embodiment of a heat transfer plate (1) having recesses (2, 3) arranged in a specific pattern. As can be seen from Figure 1, the described heat transfer plate (1) contains a pattern in the form of first convexities (2) and second convexities (3) arranged according to a certain pattern, and not a widely used herringbone pattern. In addition, round holes (17) are provided near the four corners of the heat exchanger plate (1). These circular openings (17) are typical connections for the inlet (11) of the plate heat exchanger (9) and the outlet (12) of the plate heat exchanger (9) of two different fluids. Inside the heat transfer plate (1) shown in FIG. 1, a dashed line indicates a square. The corresponding part of the surface of the heat exchange plate (1) is shown on an enlarged scale in the right part of FIG. Due to the enlarged scale in this drawing, the first convexities (2) and second convexities (3) of the heat exchange plate (1) located in a certain pattern are clearly visible. Both the first bulges (2) and the second bulges (3) are raised in opposite directions to a predetermined level relative to the standard plate (18). The sides of the bulges (2, 3) have an inclination angle of approximately 45 degrees. The specified deformation is easily carried out by stamping. In contrast to the herringbone pattern, the arrangement according to a certain convexity pattern (2, 3) in a given heat transfer plate (1) is easily feasible during the stamping process, since it requires a relatively small deformation of the sheets during stamping of the plates. Thus, the risk of cracks in the heat transfer plate (1) is significantly reduced.

Из первых выпуклостей (2) и вторых выпуклостей (3) образован первый рисунок, состоящий из первых выпуклостей (2), и второй рисунок, состоящий из вторых выпуклостей (3). В данном варианте осуществления теплообменной пластины (1) первые выпуклости (2) и вторые выпуклости (3) имеют по существу плоские первые вершины (4) и плоские вторые вершины (5) с соответствующей первой поверхностью и соответственно второй поверхностью. Как видно из Фиг.1, площадь поверхности каждой отдельной первой вершины (4) первых выпуклостей (2) меньше площади поверхности каждой отдельной второй вершины (5) вторых выпуклостей (3). Так как количество первых выпуклостей (2) и вторых выпуклостей (3) по существу одинаковое, суммарная площадь поверхности первых вершин (4) первых выпуклостей (2) также меньше суммарной площади поверхности вторых вершин (5) вторых выпуклостей (3).From the first bulges (2) and the second bulges (3), a first pattern consisting of the first bulges (2) and a second pattern consisting of the second bulges (3) are formed. In this embodiment of the heat exchange plate (1), the first bulges (2) and the second bulges (3) have substantially flat first vertices (4) and flat second vertices (5) with a corresponding first surface and a second surface, respectively. As can be seen from Figure 1, the surface area of each individual first vertex (4) of the first bulges (2) is less than the surface area of each individual second vertex (5) of the second bulges (3). Since the number of first bulges (2) and second bulges (3) is essentially the same, the total surface area of the first vertices (4) of the first bulges (2) is also less than the total surface area of the second vertices (5) of the second bulges (3).

В процессе изготовления теплообменника (9) из ряда теплообменных пластин (1) выполнено соединение теплообменных пластин (1) так, что, например, первые поверхности (4) одной пластины (1) жестко соединены посредством пайки мягким или твердым припоем или посредством клея с первыми поверхностями (4) нижней пластины (1), и аналогично, вторые поверхности (5) одной пластины (1) жестко соединены посредством пайки мягким или твердым припоем или посредством клея со вторыми поверхностями (5) верхней пластины (1), как показано, например, на Фиг.3. Благодаря сравнительно большим площадям первых поверхностей (4) и вторых поверхностей (5) в данном варианте осуществления изобретения обеспечены сравнительно прочные соединения. На Фиг.3 показано сцепление (10) материалов соответственно между двумя смежными первыми поверхностями (4) и двумя смежными вторыми поверхностями (5). Сцепление (10) материалов выполнено при помощи любого известного в данной области техники технологического процесса, например, посредством пайки мягким или твердым припоем, клейки или другого аналогичного технологического процесса.In the manufacturing process of the heat exchanger (9) from a series of heat exchanger plates (1), the heat exchanger plates (1) are connected so that, for example, the first surfaces (4) of one plate (1) are rigidly connected by soldering with soft or hard solder or by glue with the first surfaces (4) of the bottom plate (1), and likewise, the second surfaces (5) of one plate (1) are rigidly connected by soldering with soft or hard solder or by glue to the second surfaces (5) of the upper plate (1), as shown, for example , in Fig.3. Due to the relatively large areas of the first surfaces (4) and second surfaces (5), relatively strong joints are provided in this embodiment of the invention. Figure 3 shows the adhesion (10) of materials, respectively, between two adjacent first surfaces (4) and two adjacent second surfaces (5). The adhesion (10) of the materials is carried out using any technological process known in the art, for example, by soft or hard soldering, gluing, or other similar technological process.

В процессе эксплуатации теплообменник (9) заполнен текучими средами, находящимися под давлением, стремящимся разделить теплообменные пластины (1), при этом возможно, что две рабочие текучие среды имеют разное давление. Кроме того, возможно расширение теплообменных пластин (1) под воздействием повышенных температур текучих сред. Благодаря рисунку, образованному из первых и вторых выпуклостей (2, 3), все напряжения, возникшие в материале пластины, направлены по существу в направлении материала пластины, следовательно, изгибающие моменты либо отсутствуют, либо очень незначительны. Отсутствие изгибающих моментов увеличивает прочность и срок службы конструкции. Кроме того, прочность теплообменника (9) повышена благодаря сравнительно большим площадям поверхности (10) соприкосновения между первыми и вторыми выпуклостями (2, 3). За счет такого повышения прочности возможно изготовление теплообменных пластин (1) из более тонкого листового металла. Как вариант, при использовании листового металла обычной толщины 0,4 мм предусмотрено давление разрыва теплообменника (9), равное 600 бар, в то время как для стандартного теплообменника с рисунком «в елочку» аналогичное давление составляет 200 бар.During operation, the heat exchanger (9) is filled with pressurized fluids tending to separate the heat exchanger plates (1), and it is possible that the two working fluids have different pressures. In addition, it is possible to expand the heat exchange plates (1) under the influence of elevated temperatures of the fluid. Due to the pattern formed from the first and second bulges (2, 3), all stresses arising in the plate material are directed essentially in the direction of the plate material, therefore, bending moments are either absent or very insignificant. The absence of bending moments increases the strength and durability of the structure. In addition, the strength of the heat exchanger (9) is increased due to the relatively large surface areas (10) of the contact between the first and second bulges (2, 3). Due to this increase in strength, it is possible to manufacture heat transfer plates (1) from thinner sheet metal. Alternatively, when using sheet metal with a normal thickness of 0.4 mm, the burst pressure of the heat exchanger (9) is equal to 600 bar, while for a standard heat exchanger with a herringbone pattern, the similar pressure is 200 bar.

Кроме того, благодаря предложенному теплообменнику (9) имеется возможность адаптации противоположных сторон, как это часто требуется, к разным давлениям текучих сред.In addition, thanks to the proposed heat exchanger (9), it is possible to adapt the opposite sides, as is often required, to different pressures of fluids.

На Фиг.2 показана боковая проекция первых (2) и вторых (3) выпуклостей по линиям А и В, обозначенным соответственно пунктирной и сплошной линией.Figure 2 shows a side projection of the first (2) and second (3) bulges along the lines A and B, indicated by a dashed and solid line, respectively.

За счет придания первым (2) и вторым (3) выпуклостям такой формы, что они имеют разные площади поверхности, а именно первую (4) и вторую (5) площади поверхности, прежде всего предусмотрена возможность параметры потока, которые влияют на значения падения давления текучих сред, задавать разными по двум сторонам каждой пластины (1) и, следовательно, обеспечить разные параметры для двух рабочих текучих сред. Кроме того, благодаря разному размеру зон (4, 5) соприкосновения двух прилегающих пластин (1) и соединению зон соприкосновения (4, 5) за счет сцепления (10) материалов, предусмотрена такая конструкция конечного теплообменника (9), что он обладает повышенным сопротивлением потоку одной текучей среды и пониженным сопротивлением потоку другой текучей среды.By giving the first (2) and second (3) bulges such a shape that they have different surface areas, namely the first (4) and second (5) surface areas, first of all, the possibility of flow parameters is provided that affect the pressure drop fluids, set different on two sides of each plate (1) and, therefore, provide different parameters for two working fluids. In addition, due to the different size of the contact zones (4, 5) of the two adjacent plates (1) and the connection of the contact zones (4, 5) due to the adhesion (10) of the materials, such a design of the final heat exchanger (9) is provided that it has an increased resistance the flow of one fluid and the reduced resistance to the flow of another fluid.

Следовательно, возможно конструирование конечных теплообменников (9) в соответствии со специфическими требованиями. Например, возможно предусмотреть в конструкции такие абсолютные и относительные размеры и распределение первых (2) и вторых (3) выпуклостей, которые обеспечивают специфические скорости потока и/или значения падения давления. В то же время предусмотрена возможность задания размера зон (4, 5) соприкосновения теплообменных пластин (1) в зависимости от требуемой прочности.Therefore, it is possible to design final heat exchangers (9) in accordance with specific requirements. For example, it is possible to provide in the design such absolute and relative sizes and distribution of the first (2) and second (3) bulges that provide specific flow rates and / or pressure drop values. At the same time, it is possible to set the size of the zones (4, 5) of contact of the heat exchange plates (1) depending on the required strength.

В показанном на чертежах первом варианте осуществления изобретения как поверхности первых выпуклостей (2), так и поверхности вторых выпуклостей (3) имеют овальную форму с удлиненным диаметром, то есть главной осью эллипса, ориентированным по существу в направлении потока текучей среды. Таким образом, поперечное сечение в направлении потока текучей среды минимизировано, в результате чего снижено гидравлическое сопротивление текучей среды и, следовательно, уменьшено падение давления текучей среды.In the first embodiment shown in the drawings, both the surfaces of the first bulges (2) and the surfaces of the second bulges (3) have an oval shape with an elongated diameter, that is, the main axis of the ellipse, oriented essentially in the direction of fluid flow. Thus, the cross section in the direction of the fluid flow is minimized, as a result of which the hydraulic resistance of the fluid is reduced and, therefore, the pressure drop of the fluid is reduced.

В первых экспериментах продемонстрировано, что плоские вершины (4) и (5) эллиптической формы предпочтительнее вершин круглой формы. Некоторые данные указывают на то, что круглые формы ведут к образованию трещин в боковых стенках первых (2) и/или вторых (3) выпуклостей. В то время как прочность сцепления (10) материалов между прилегающими теплообменными пластинами (1) в большой степени зависит от площади поверхности плоских вершин (4) и (5), допустимая нагрузка на стенки очень сильно зависит от периметра и толщины листа пластины. Если толщину пластин изменить, чтобы получить аналогичную прочность стенок и соединений (10), то это негативно сказалось бы на эффективности теплообмена теплообменника (9). При эллиптической форме первых (2) и/или вторых (3) выпуклостей периметр легко увеличить, оставив прежнюю толщину листа и/или поверхность соединений (10).In the first experiments, it was demonstrated that flat vertices (4) and (5) of elliptical shape are preferable to round-shaped vertices. Some data indicate that round shapes lead to the formation of cracks in the side walls of the first (2) and / or second (3) bulges. While the adhesion strength (10) of materials between adjacent heat transfer plates (1) largely depends on the surface area of flat peaks (4) and (5), the allowable wall load depends very much on the perimeter and thickness of the plate sheet. If the thickness of the plates was changed to obtain a similar strength of the walls and joints (10), then this would adversely affect the heat transfer efficiency of the heat exchanger (9). With the elliptical shape of the first (2) and / or second (3) bulges, the perimeter is easy to increase, leaving the former sheet thickness and / or the surface of the compounds (10).

Для полноты описания следует заметить, что варианты изобретения не исключают также и любые другие соответствующие формы первых (2) и/или вторых (3) выпуклостей. В частности за счет использования различных форм имеется возможность увеличения длины по периметру без увеличения площади поверхностей соединений (10).For completeness of description, it should be noted that the variants of the invention also do not exclude any other corresponding forms of the first (2) and / or second (3) bulges. In particular, through the use of various shapes, it is possible to increase the length along the perimeter without increasing the surface area of the joints (10).

На Фиг.3 представлен вид сбоку, если смотреть параллельно линиям А и В, показанным на Фиг.1, на ряд теплообменных пластин (1), соединенных друг с другом за счет сцепления (10) материалов. На чертеже видны сформированные каналы (6, 7) с разными поперечными сечениями. Каналы (6) большего размера образованы теплообменными пластинами (1) между первыми выпуклостями (2) с первыми вершинами (4), имеющими меньшие поверхности. Конечно, за счет соединений между первыми вершинами (4) меньшего размера обеспечено более слабое соединение, чем за счет соединений между вторыми вершинами (5) большего размера. Кроме того, между вторыми выпуклостями (3) образованы вторые каналы (7) меньшего размера. Однако, благодаря более прочным механическим соединениям (10) между вторыми вершинами (5) большего размера обеспечена возможность использования вторых каналов (7) меньшего размера под текучую среду, находящуюся под более высоким давлением.FIG. 3 is a side view, when viewed parallel to lines A and B shown in FIG. 1, at a series of heat transfer plates (1) connected to each other by adhesion (10) of materials. In the drawing, formed channels (6, 7) with different cross sections are visible. Larger channels (6) are formed by heat exchange plates (1) between the first bulges (2) with the first vertices (4) having smaller surfaces. Of course, due to the connections between the first vertices (4) of a smaller size, a weaker connection is achieved than due to the connections between the second vertices (5) of a larger size. In addition, between the second bulges (3), second smaller channels (7) are formed. However, due to more durable mechanical connections (10) between the second vertices (5) of a larger size, it is possible to use the second channels (7) of a smaller size for a fluid under a higher pressure.

В соответствии с вариантом осуществления теплообменной пластины (1), который показан на Фиг.1-3, первые (2) и вторые (3) выпуклости расположены симметрично в прямоугольной сетке, причем первые (2) и вторые (3) выпуклости находятся в каждой второй точке сетки. Таким образом, они расположены, чередуясь друг с другом вдоль нескольких параллельных линий, причем промежутки между первыми (2) и вторыми (3) выпуклостями равны, а промежутки между этими параллельными линиями также равны. В этом случае каналы (6, 7), образованные для текучих сред, проходят по существу вдоль зигзагообразной линии. Другими словами, соответствующая текучая среда не принуждена к течению по гребням и желобкам, как это имеет место в случае рисунка «в елочку». Вместо этого имеет место лишь ее столкновение с закругленными "колоннообразными" суживающимися каналами, сформированными первыми (2) и вторыми (3) выпуклостями в точках соединений (10) между собранными в пакет теплообменными пластинами (9).According to an embodiment of the heat exchange plate (1), which is shown in FIGS. 1-3, the first (2) and second (3) bulges are symmetrically arranged in a rectangular grid, with the first (2) and second (3) bulges being in each second grid point. Thus, they are arranged alternating with each other along several parallel lines, with the gaps between the first (2) and second (3) bulges being equal, and the gaps between these parallel lines being equal. In this case, the channels (6, 7) formed for fluids extend essentially along a zigzag line. In other words, the corresponding fluid is not forced to flow along ridges and grooves, as is the case with a herringbone pattern. Instead, there is only its collision with rounded “columnar” tapering channels formed by the first (2) and second (3) bulges at the connection points (10) between the heat-exchange plates assembled in a packet (9).

Естественно, первые (2) и вторые (3) выпуклости по-прежнему будут вызывать определенные изменения значения скорости потока текучей среды и направления, а также некоторую турбулентность в текучей среде. Однако известно, что устранять турбулентности полностью в большинстве случаев нежелательно, так как обычному ламинарному течению текучей среды присуща меньшая интенсивность теплопередачи. При помощи предложенной схемы расположения выпуклостей (2, 3) обеспечены изменения теплового потока в текучей среде от слабых до умеренных значений. В результате, для заданной средней скорости потока текучей среды в теплообменнике (9) обеспечено более низкое падение давления на единицу переданного тепла. Следовательно, также уменьшена механическая энергия, ее потребление на единицу переданного тепла для перемещения текучей среды через теплообменник (9), в частности, по сравнению с теплообменниками с рисунком «в елочку».Naturally, the first (2) and second (3) bulges will still cause certain changes in the value of the fluid flow rate and direction, as well as some turbulence in the fluid. However, it is known that completely eliminating turbulence in most cases is undesirable, since the usual laminar flow of a fluid is characterized by a lower intensity of heat transfer. Using the proposed arrangement of the bulges (2, 3), changes in the heat flux in the fluid from mild to moderate values are provided. As a result, for a given average fluid flow rate in the heat exchanger (9), a lower pressure drop per unit of transferred heat is provided. Consequently, mechanical energy is also reduced, its consumption per unit of heat transferred to move the fluid through the heat exchanger (9), in particular, compared with heat exchangers with a herringbone pattern.

Для обеспечения улучшенных характеристик потока текучей среды первые (4) и вторые (5) плоские верхние поверхности расположены так, что своим наибольшим диаметром или главной осью эллипса они по существу проходят в направлении, параллельном направлению потока текучей среды в теплообменнике (9). Направление потока в теплообменнике определено, например, направлением локального основного потока текучей среды, усредненным по ряду выпуклостей (2, 3).In order to provide improved fluid flow characteristics, the first (4) and second (5) flat upper surfaces are arranged such that, with their largest diameter or the main axis of the ellipse, they extend substantially in a direction parallel to the direction of the fluid flow in the heat exchanger (9). The flow direction in the heat exchanger is determined, for example, by the direction of the local main fluid flow, averaged over a number of bulges (2, 3).

Тем не менее, предусмотрено и такое расположение, при котором их наибольший диаметр расположен под любым углом к направлению потока текучей среды в теплообменнике (9) и даже под разными углами, изменяющимися по поверхности теплообменных пластин (1). Кроме того, предусмотрена возможность за счет изменения размеров и/или формы первых (4) и/или вторых (5) верхних поверхностей изменять поверхность теплообменной пластины (1), что приводит к локальным изменениям отдельных и/или относительных характеристик потока и давления.Nevertheless, such an arrangement is also provided in which their largest diameter is located at any angle to the direction of fluid flow in the heat exchanger (9) and even at different angles that vary along the surface of the heat exchanger plates (1). In addition, it is possible to change the surface of the heat exchange plate (1) by changing the size and / or shape of the first (4) and / or second (5) upper surfaces, which leads to local changes in individual and / or relative flow and pressure characteristics.

Особенно соответствует вышеописанному вариант исполнения, предусматривающий изменение ориентации наибольших диаметров от по существу перпендикулярного направления до параллельного направления относительно прямых линий, соединяющих отверстие для входа (11) и отверстие для выхода (12) текучей среды. Такое расположение способствует как распределению текучих сред, входящих через входное отверстие (11) для текучей среды, по всей ширине теплообменной пластины (1), так и обеспечению направления текучих сред, поступающих с боковых частей теплообменных пластин (1), к выходному отверстию (12) для текучей среды.Especially corresponds to the above embodiment, providing for a change in the orientation of the largest diameters from a substantially perpendicular direction to a parallel direction relative to straight lines connecting the inlet to the inlet (11) and the outlet for the outlet (12) of the fluid. This arrangement contributes both to the distribution of the fluids entering through the fluid inlet (11) over the entire width of the heat exchanger plate (1) and to the direction of the fluids coming from the sides of the heat exchanger plates (1) to the outlet (12 ) for fluid.

Как показано на Фиг.3, первые (6) и вторые (7) каналы, в частности соответствующие центры первых (6) и вторых (7) каналов, имеют промежуток (8) с прямыми, по существу невозмущенными линиями течения текущей среды.As shown in FIG. 3, the first (6) and second (7) channels, in particular the corresponding centers of the first (6) and second (7) channels, have a gap (8) with straight, essentially unperturbed flow lines of the current medium.

В этом случае, например, текучая среда во втором канале (7) не вынуждена менять свое направление из-за близости верхних первых вершин (4). Тем не менее, на текучую среду в определенной степени влияет близость левых и правых вершин (5). Если теплообменник (9) с каналами (7) этого типа использован в работе с двухфазной текучей средой, то есть текучей средой, являющейся смесью газа и жидкости, то газовая фаза проявляет тенденцию течь вдоль промежутка (8) в центре второго канала (7). Это означает, что протекание газа через теплообменник (9) происходит без негативного влияния на смачивание стенок теплообменных пластин (1) жидкой фазой текучей среды. Таким образом обеспечен улучшенный теплообмен. По аналогии, то же самое касается и первых каналов (6).In this case, for example, the fluid in the second channel (7) is not forced to change its direction due to the proximity of the upper first vertices (4). Nevertheless, the closeness of the left and right vertices affects the fluid to a certain extent (5). If a heat exchanger (9) with channels (7) of this type is used in a two-phase fluid, that is, a fluid that is a mixture of gas and liquid, the gas phase tends to flow along the gap (8) in the center of the second channel (7). This means that the gas flowing through the heat exchanger (9) occurs without negative impact on the wetting of the walls of the heat exchanger plates (1) with the liquid phase of the fluid. Thus, improved heat transfer is provided. By analogy, the same applies to the first channels (6).

В некоторых случаях эксплуатации вместо поверхностного испарения на стенках теплообменных пластин (1) происходит пузырьковое кипение. Пузырьковое кипение происходит в частности в вогнутостях, в которых скорость течения существенно снижена. Такое пузырьковое кипение в еще большей степени повышает интенсивность теплопередачи.In some operating cases, instead of surface evaporation, bubble boiling occurs on the walls of the heat exchange plates (1). Bubble boiling occurs in particular in concavities, in which the flow rate is significantly reduced. Such bubble boiling further increases the rate of heat transfer.

В варианте осуществления изобретения, не показанном на чертежах, первые (2) и вторые (3) выпуклости расположены в сетке симметрично, но в отличие от варианта осуществления теплообменной пластины (1), показанного на Фиг.1-3, эта сетка устроена так, что образовавшиеся каналы (6, 7) расположены параллельно кромкам теплообменной пластины (1). Такое расположение в частности ведет к уменьшению падения давления, в то же время оно приводит к снижению интенсивности теплопередачи, так как вершины (4, 5) загорожены друг другом.In an embodiment of the invention, not shown in the drawings, the first (2) and second (3) bulges are symmetrically arranged in the grid, but unlike the embodiment of the heat exchange plate (1) shown in Figs. 1-3, this grid is arranged as follows that the formed channels (6, 7) are parallel to the edges of the heat exchange plate (1). Such an arrangement in particular leads to a decrease in the pressure drop, at the same time it leads to a decrease in the heat transfer intensity, since the peaks (4, 5) are blocked by each other.

Тем не менее, возможны по существу любые модификации этого расположения. В частности рисунок не обязательно симметричен по всей пластине. Таким образом, для направления потока текучей жидкости по соответствующему пути и контроля турбулентности и падения давления применимы разные варианты расположения.However, essentially any modifications to this arrangement are possible. In particular, the pattern is not necessarily symmetrical throughout the plate. Thus, for the direction of fluid flow along an appropriate path and for controlling turbulence and pressure drop, different arrangements are applicable.

Кроме того, определенная схема из первых (2) и вторых (3) выпуклостей и, как вариант, из большего количества разных типов выпуклостей, которые на чертежах не показаны, не обязательно покрывает по существу всю теплообменную пластину (1). Возможны комбинации этой схемы с отклоняющими перегородками и дефлекторами с совершенно плоскими поверхностями и, по необходимости, с обычными рисунками «в елочку».In addition, a certain pattern of the first (2) and second (3) bulges and, alternatively, of a larger number of different types of bulges, which are not shown in the drawings, does not necessarily cover essentially the entire heat transfer plate (1). Combinations of this scheme with deflecting partitions and deflectors with completely flat surfaces and, if necessary, with ordinary herringbone patterns are possible.

Фиг.5 представляет собой вид сверху на второй вариант осуществления теплообменной пластины (13). Такая теплообменная пластина (13) использована, например, для изготовления пластинчатого теплообменника (9), показанного на Фиг.4. Этот второй вариант изобретения в какой-то мере аналогичен первому варианту теплообменной пластины (1), изображенному на Фиг.1-3. Однако здесь расположение, количество и форма первых (14) и вторых (15) выпуклостей другие.5 is a top view of a second embodiment of a heat transfer plate (13). Such a heat exchanger plate (13) is used, for example, for the manufacture of a plate heat exchanger (9), shown in Figure 4. This second embodiment of the invention is somewhat similar to the first embodiment of the heat exchange plate (1) shown in FIGS. 1-3. However, here the location, quantity and shape of the first (14) and second (15) bulges are different.

В представленном варианте осуществления теплообменной пластины (13) первые выпуклости (14) имеют по существу шестиугольную форму, в то время как вторые выпуклости (15) имеют по существу треугольную форму. Аналогично первому варианту осуществления теплообменной пластины (1) как первые (14), так и вторые (15) выпуклости представленной теплообменной пластины (13) имеют первые вершины (19) и соответственно вторые вершины (20) по существу с плоской верхней поверхностью. На Фиг.5 видно, что площадь поверхности одной первой вершины (20) первой выпуклости (14) больше площади поверхности одной второй вершины (19) второй выпуклости (15).In the present embodiment, the heat exchange plate (13), the first bulges (14) are essentially hexagonal, while the second bulges (15) are substantially triangular. Similarly to the first embodiment of the heat transfer plate (1), both the first (14) and second (15) convexities of the heat transfer plate (13) shown have first vertices (19) and accordingly second vertices (20) with a substantially flat upper surface. Figure 5 shows that the surface area of one first vertex (20) of the first convexity (14) is larger than the surface area of one second vertex (19) of the second convexity (15).

Расположение первых (14) и вторых (15) выпуклостей относительно друг друга выбраны так, чтобы отразить индивидуальные формы первых (14) и вторых (15) выпуклостей. Так как первые выпуклости (14) имеют шестиугольную форму, вторые выпуклости (15) расположены также в пределах шестиугольной формы (22) вокруг центральной первой (14) выпуклости. Следовательно, имеется шесть вторых выпуклостей (15), расположенных вокруг каждой первой выпуклости (14). Аналогично, так как вторые выпуклости (15) имеют треугольную форму, первые выпуклости (14) расположены также в пределах треугольной формы (21) вокруг центральной второй (15) выпуклости. Следовательно, имеются три вторые выпуклости (14), расположенные вокруг каждой второй выпуклости (15).The arrangement of the first (14) and second (15) bulges relative to each other is chosen so as to reflect the individual forms of the first (14) and second (15) bulges. Since the first bulges (14) have a hexagonal shape, the second bulges (15) are also located within the hexagonal shape (22) around the central first bulge (14). Consequently, there are six second bulges (15) located around each first bulge (14). Similarly, since the second bulges (15) have a triangular shape, the first bulges (14) are also located within a triangular shape (21) around a central second bulge (15). Consequently, there are three second bulges (14) located around every second bulge (15).

В представленном варианте осуществления изобретения первые (14) и вторые (15) выпуклости расположены так, что угол шестиугольной первой выпуклости (14) направлен в сторону треугольной второй выпуклости (15). В отличие от этого прямая линия треугольной второй выпуклости (15) "направлена" в сторону шестиугольной первой выпуклости (14). Чтобы обеспечить такое расположение, вторые выпуклости (15) размещены так, что вторые выпуклости (15) меняют направление вдоль линии (С), как показано на Фиг.5. В первых экспериментах продемонстрировано, что благодаря именно такому расположению снижены механические напряжения в металлическом листе теплообменной пластины (13) при изменении давления и/или температуры по меньшей мере одной из текучих сред. Следовательно, в большинстве случаев увеличен срок службы соответствующего теплообменника (9). Кроме того, благодаря предложенному расположению первых (14) и вторых (15) выпуклостей в первых экспериментах обеспечена сравнительно хорошая интенсивность теплопередачи с относительно низкими потерями механической энергии или падением давления текучей среды.In the present embodiment, the first (14) and second (15) bulges are positioned so that the angle of the hexagonal first bulge (14) is directed toward the triangular second bulge (15). In contrast, the straight line of the triangular second convexity (15) is “directed” towards the hexagonal first convexity (14). To ensure such an arrangement, the second bulges (15) are arranged so that the second bulges (15) change direction along line (C), as shown in FIG. 5. In the first experiments, it was demonstrated that, due to just such an arrangement, mechanical stresses in the metal sheet of the heat exchange plate (13) are reduced when the pressure and / or temperature of at least one of the fluids changes. Therefore, in most cases, the service life of the corresponding heat exchanger (9) is increased. In addition, due to the proposed arrangement of the first (14) and second (15) bulges in the first experiments, a relatively good heat transfer rate was achieved with relatively low losses of mechanical energy or a drop in the pressure of the fluid.

Тем не менее, не исключено, что с другими текучими средами и/или характеристиками текучих сред является предпочтительным другое расположение первых (14) и вторых (15) выпуклостей и/или другое выравнивание первых (14) и вторых (15) выпуклостей. В частности, за счет выбора соответствующего расположения и/или выравнивания первых (14) и вторых (15) выпуклостей возможна адаптация соответствующего теплообменника (9), изготовленного из предложенных пластин (13), к фактическим требованиям.However, it is possible that with other fluids and / or fluid characteristics, another arrangement of the first (14) and second (15) bulges and / or a different alignment of the first (14) and second (15) bulges is preferred. In particular, by choosing the appropriate location and / or alignment of the first (14) and second (15) bulges, it is possible to adapt the corresponding heat exchanger (9) made of the proposed plates (13) to the actual requirements.

На Фиг.6 показана боковая проекция первых (14) и вторых (15) выпуклостей, расположенных вдоль линий (С) и (D), которые обозначены соответственно пунктирной и сплошной линией. Благодаря разным по количеству и/или форме и/или размеру первым (14) и вторым (15) выпуклостям на противоположных сторонах теплообменной пластины (13) обеспечены различные характеристики потока и/или давления за счет образования разных по количеству, форме и размеру "препятствий", с которыми сталкивается текучая среда на своем пути через теплообменник (9).Figure 6 shows a side projection of the first (14) and second (15) bulges located along the lines (C) and (D), which are indicated by a dashed and solid line, respectively. Due to the first (14) and second (15) bulges on the opposite sides of the heat exchanger plate (13), which are different in number and / or shape and / or size, different flow and / or pressure characteristics are ensured due to the formation of "obstacles of different numbers, shapes and sizes" "encountered by the fluid in its path through the heat exchanger (9).

Следует заметить, что чертежи представляют собой условные изображения, на которых боковые проекции изображены прямыми линиями, хотя в большинстве случаев это не так. Показанные "прямыми" линии в большинстве случаев имеют изгибы, и боковая проекция в реальности обычно не образует "углов".It should be noted that the drawings are conditional images in which side projections are depicted in straight lines, although in most cases this is not so. The “straight” lines shown in most cases have bends, and the lateral projection in reality usually does not form “angles”.

На Фиг.7 показано расположение нескольких теплообменных пластин (13), установленных одна поверх другой и соединенных друг с другом посредством сцепления (23) материалов. На изображении представлен вид сбоку на такой пакет теплообменных пластин (13), если смотреть в направлении параллельно линиям (С) и (D) Фиг.5. Следовательно, на Фиг.7 показаны "два уровня" теплообменника (9). Из Фиг.7 видно, что в соответствии с описанием второго варианта осуществления изобретения первые каналы (24) большего размера расположены между менее многочисленными вторыми выпуклостями (15). Аналогично, вторые каналы (25) меньшего размера расположены между первыми выпуклостями (14), более многочисленными, чем вторые выпуклости (15).Figure 7 shows the location of several heat transfer plates (13) mounted one on top of the other and connected to each other by means of a clutch (23) of materials. The image shows a side view of such a package of heat exchanger plates (13), when viewed in the direction parallel to the lines (C) and (D) of FIG. 5. Therefore, FIG. 7 shows the “two levels” of the heat exchanger (9). Figure 7 shows that, in accordance with the description of the second embodiment of the invention, the first channels (24) of a larger size are located between less numerous second bulges (15). Similarly, the second smaller channels (25) are located between the first bulges (14), more numerous than the second bulges (15).

Следует заметить, что общая прочность соединения между двумя теплообменными пластинами (13) определена не только площадью поверхности первых вершин (19) и/или вторых вершин (20) первых выпуклостей (14) и соответственно вторых выпуклостей (15), но и, в том числе относительным, количеством первых выпуклостей (14) и/или вторых выпуклостей (15). Следовательно, повышение общей прочности соединения между двумя прилегающими теплообменными пластинами (13) при помощи вторых плоских вершин (20) меньшего размера по сравнению с общим соединением при помощи первых плоских вершин (14) возможно просто за счет увеличения количества вторых плоских вершин (20). Конечно, таким образом повысить общую прочность соединения возможно и при помощи первых плоских вершин (14).It should be noted that the total strength of the connection between the two heat exchange plates (13) is determined not only by the surface area of the first vertices (19) and / or second vertices (20) of the first bulges (14) and, accordingly, the second bulges (15), but also relative, the number of first bulges (14) and / or second bulges (15). Therefore, an increase in the total bond strength between two adjacent heat transfer plates (13) using second flat vertices (20) of a smaller size as compared to a common connection using the first flat vertices (14) is possible simply by increasing the number of second flat vertices (20). Of course, in this way, it is possible to increase the overall joint strength using the first flat vertices (14).

За счет адаптации, таким образом, общей прочности механического соединения, возможна оптимизация соответствующего теплообменника (9) в отношении максимальных давлений текучей среды и/или максимальных температур текучей среды, возникших в конкретной конструкции. Таким образом, в частности, обеспечены оптимизация производительности теплообменника и размеров соответствующего теплообменника (9), а также снижение расходов на изготовление.By adapting, thus, the overall strength of the mechanical connection, it is possible to optimize the corresponding heat exchanger (9) with respect to the maximum fluid pressures and / or maximum fluid temperatures that have arisen in a particular structure. Thus, in particular, optimization of the performance of the heat exchanger and the dimensions of the corresponding heat exchanger (9), as well as lower manufacturing costs, are ensured.

В соответствии с описанием первого варианта осуществления теплообменной пластины (1), который показан на Фиг.1-3, за счет формы первых выпуклостей (14) и/или вторых выпуклостей (15), которая отличается от круглой формы, как показано в примере, где использованы треугольная и шестиугольная формы, предусмотрено увеличение периметра краевых линий плоских вершин (19, 20) без увеличения размера соответствующей поверхности. В результате такого исполнения конструкция, как уже упомянуто выше, менее подвержена механическим повреждениям вследствие перепадов давления и/или перепадов температур. Следовательно, в частности, обеспечено увеличение срока службы соответствующего теплообменника (9).In accordance with the description of the first embodiment of the heat transfer plate (1), which is shown in FIGS. 1-3, due to the shape of the first bulges (14) and / or second bulges (15), which differs from the round shape, as shown in the example, where triangular and hexagonal shapes are used, it is envisaged to increase the perimeter of the boundary lines of flat vertices (19, 20) without increasing the size of the corresponding surface. As a result of this design, the structure, as already mentioned above, is less susceptible to mechanical damage due to pressure drops and / or temperature drops. Therefore, in particular, an increase in the service life of the corresponding heat exchanger (9) is ensured.

Рассмотренный вариант осуществления теплообменной пластины (13) не исключает использование другой специальной формы, другого количества и/или других размеров первых выпуклостей (14) и/или вторых выпуклостей (15).The considered embodiment of the heat exchange plate (13) does not exclude the use of another special shape, a different number and / or other sizes of the first bulges (14) and / or second bulges (15).

Аналогично вышеописанному первому варианту осуществления теплообменной пластины (1) в предлагаемом втором варианте осуществления теплообменной пластины (13) в первых каналах (24) и во вторых каналах (25) предусмотрены промежутки (26) с прямолинейным, по существу невозмущенным потоком текучей среды, которые также называют "линиями прямой видимости". При наличии "линий прямой видимости" их протяженность в большой степени зависит от конкретной конструкции теплообменной пластины (1) с первыми (14) и вторыми (15) выпуклостями, например, от их относительного расстояния по отношению к протяженности и размеру их плоских вершин (19, 20). Предусмотрено исполнение аналогичных "линий прямой видимости" и в том варианте осуществления изобретения, который изображен, например, на Фиг.3. Здесь, в первом канале (24), текучая среда не вынуждена менять направление из-за близости первых вершин (19), на нее в некоторой степени влияют только вторые вершины (20). Аналогично происходит во втором канале (25). При использовании теплообменника (9) с каналами (24, 25) этого типа с двухфазной текучей средой, газовая фаза проявляет тенденцию к протеканию вдоль промежутка (26) в центре первого канала (24) или второго канала (25). Следовательно, протекание газовой фазы через теплообменник (9) происходит без негативного влияния на смачивание теплообменных пластин (13) жидкой фазой текучей среды. Таким образом обеспечен улучшенный теплообмен.Similarly to the first embodiment of the heat transfer plate (1) described above, in the proposed second embodiment of the heat transfer plate (13) in the first channels (24) and in the second channels (25) there are spaces (26) with a rectilinear, essentially unperturbed fluid flow, which also called "line of sight". In the presence of "lines of sight" their extent to a large extent depends on the specific design of the heat exchange plate (1) with the first (14) and second (15) bulges, for example, on their relative distance with respect to the length and size of their flat vertices (19 , twenty). The execution of similar "line of sight" in the embodiment of the invention, which is shown, for example, in Fig.3. Here, in the first channel (24), the fluid is not forced to change direction due to the proximity of the first vertices (19), it is affected to some extent only by the second vertices (20). Similarly occurs in the second channel (25). When using a heat exchanger (9) with channels (24, 25) of this type with a two-phase fluid, the gas phase tends to flow along the gap (26) in the center of the first channel (24) or the second channel (25). Therefore, the flow of the gas phase through the heat exchanger (9) occurs without negative impact on the wetting of the heat exchanger plates (13) with the liquid phase of the fluid. Thus, improved heat transfer is provided.

Конечно, во втором варианте осуществления теплообменной пластины (13) или в разных конструкциях теплообменных пластин в ряде случаев эксплуатации вместо поверхностного испарения происходит пузырьковое кипения, в частности во впадинах, в которых скорость потока текучей среды существенно снижена. Этим обеспечено еще большее повышение интенсивности теплопередачи.Of course, in the second embodiment of the heat exchange plate (13) or in different designs of the heat exchange plates, in some operating cases, instead of surface evaporation, bubble boiling occurs, in particular in cavities in which the flow rate of the fluid is significantly reduced. This provides an even greater increase in the intensity of heat transfer.

Еще один аспект предложенных пластин (1, 13) теплообменника, в частности во втором варианте осуществления теплообменной пластины (13) состоит в том, что характеристики потока сильно отличаются в отношении направления потока текучей среды из-за схемы расположения первых выпуклостей (2, 14) и вторых выпуклостей (3, 15). На Фиг.8А показаны пути (27а, 28а), определенные в общем направлении потока текучей среды, причем пунктирной кривой линией (28а) обозначен путь потока текучей среды на одной стороне теплообменной пластины (13), определенный первыми выпуклостями (14), которые показаны в виде выступов, в то время как вторые выпуклости (14) показаны в виде впадин. Сплошной кривой линией (27а) аналогичным образом обозначен путь потока текучей среды на другой стороне теплообменной пластины (13), определенный вторыми выпуклостями (15). Из-за отклонений на первых выпуклостях (14) и соответственно вторых выпуклостях (15) вдоль теплообменной пластины (13), на обоих путях (27а) и (28а) происходит неоднократная зигзагообразная смена направления течения текучей среды.Another aspect of the proposed heat exchanger plates (1, 13), in particular in the second embodiment of the heat exchanger plate (13), is that the flow characteristics are very different with respect to the direction of fluid flow due to the arrangement of the first bulges (2, 14) and second bulges (3, 15). Fig. 8A shows paths (27a, 28a) defined in the general direction of the fluid flow, with a dashed curve (28a) indicating the fluid flow path on one side of the heat exchanger plate (13) defined by the first bulges (14) that are shown in the form of protrusions, while the second bulges (14) are shown in the form of depressions. The solid curve (27a) similarly indicates the path of the fluid flow on the other side of the heat transfer plate (13), defined by the second convexities (15). Due to deviations at the first bulges (14) and, accordingly, the second bulges (15) along the heat exchange plate (13), a repeated zigzag change in the direction of the fluid flow occurs on both paths (27a) and (28a).

В направлении потока текучей среды, перпендикулярном общему направлению течения текучей среды, поток текучей среды тех же препятствий не встречает, так как первые и вторые выпуклости (14, 15) расположены точно вдоль линий (С) и (D), как показано на Фиг.5, оставляя, таким образом, спокойные "магистрали" (27b) и (28b) путей потока текучей среды для течения текучей среды по существу без препятствий, как показано на Фиг.8В. По меньшей мере, обеспечено меньшее сопротивление потоку в путях (27b) и (28b), чем по другим направлениям течения.In the direction of the fluid flow, perpendicular to the general direction of the fluid flow, the fluid flow does not encounter the same obstacles, since the first and second bulges (14, 15) are located exactly along the lines (C) and (D), as shown in FIG. 5, thus leaving calm “fluid paths” (27b) and (28b) of the fluid flow paths for the fluid flow substantially unobstructed, as shown in FIG. 8B. At least less flow resistance is provided in paths (27b) and (28b) than in other flow directions.

Такие спокойные "магистрали" (27b, 28b) предпочтительны, так как благодаря им улучшено распределение потока текучей среды по теплообменной пластине (13) и, следовательно, по всему теплообменнику (9), и следовательно, более низкое гидравлическое сопротивление в направлении потока текучей среды, перпендикулярном общему направлению потока текучей среды, в то время как общее направление потока текучей среды соответствует направлению потока текучей среды параллельно "длинным" сторонам теплообменной пластины (13). Так как в направлении, которое отличается от направления, проходящего от входного отверстия (11) к выходному отверстию (12), текучая среда имеет более низкое гидравлическое сопротивление, она лучше распределена по всей пластине (13) теплообменника.Such quiet “lines” (27b, 28b) are preferred because they improve the distribution of the fluid flow through the heat exchanger plate (13) and therefore throughout the heat exchanger (9), and therefore lower hydraulic resistance in the direction of the fluid flow perpendicular to the general direction of the fluid flow, while the general direction of the fluid flow corresponds to the direction of the fluid flow parallel to the "long" sides of the heat exchanger plate (13). Since in the direction that differs from the direction extending from the inlet (11) to the outlet (12), the fluid has a lower hydraulic resistance, it is better distributed throughout the heat exchanger plate (13).

К описанному второму варианту осуществления теплообменной пластины (13) применимы, по меньшей мере, по аналогии, модификации, описанные выше по отношению к первому варианту осуществления теплообменной пластины (1), а также любые модификации теплообменной пластины.To the described second embodiment of the heat transfer plate (13), at least by analogy, the modifications described above with respect to the first embodiment of the heat transfer plate (1), as well as any modifications to the heat transfer plate, are applicable.

Дополнительная информация представлена в заявке, зарегистрированной тем же заявителем, в том же патентном бюро и в тот же день под внутренним регистрационным номером 1001692. Содержание этой второй заявки включено в данную заявку путем ссылки.Additional information is presented in the application registered by the same applicant in the same patent office and on the same day under internal registration number 1001692. The contents of this second application are incorporated into this application by reference.

Номера позицийItem Numbers

1. Теплообменная пластина1. Heat transfer plate

2. Первая выпуклость2. The first bulge

3. Вторая выпуклость3. The second bulge

4. Первая вершина4. The first peak

5. Вторая вершина5. The second peak

6. Первый канал6. The first channel

7. Второй канал7. Second channel

8. Промежуток8. Interval

9. Теплообменник9. Heat exchanger

10. Соединение10. Connection

11. Первое соединение для текучей среды11. The first connection for the fluid

12. Второе соединение для текучей среды12. The second connection for the fluid

13. Теплообменная пластина13. Heat transfer plate

14. Первая выпуклость14. The first bulge

15. Вторая выпуклость15. The second bulge

16. Плоский лист16. Flat sheet

17. Круглые отверстия17. Round holes

18. Стандартная пластина18. Standard plate

19. Первая вершина19. The first peak

20. Вторая вершина20. The second peak

21. Треугольная форма21. The triangular shape

22. Шестиугольная форма22. Hexagonal shape

23. Соединение23. Connection

24. Первый канал24. The first channel

25. Второй канал25. The second channel

26. Промежуток26. Interval

27. Первый путь текучей среды27. The first fluid path

28. Второй путь текучей среды28. The second path of the fluid

Claims

1. A plate heat exchanger (9) comprising at least one heat exchanger plate (1, 13), preferably a series of heat exchanger plates (1, 13), in which at least one of the heat exchanger plates (1, 13) contains at least one a section having convexities (2, 3, 14, 15) intended to be installed close to the corresponding convexities (2, 3, 14, 15) of the heat exchange plate (1, 13) of the corresponding design, characterized by the presence of at least one first type of convexities ( 2, 14) and at least one second type of bulges (3, 15), moreover the first type of bulges (2, 14) and the second type of bulges (3, 15) have different designs, and at least the bulges (2, 14) of the first type and / or at least the bulges (3, 15) of the second type are constructed according to at least partially, so that they have a substantially flat upper surface (4, 5, 19, 20) and / or lower surface (4, 5, 19, 20), and the total surface area of the first vertices of the first convexes is less than the total surface area second vertices of the second bulges.

2. A plate heat exchanger (9) according to claim 1, characterized in that the convexities (2, 14) of the first type and the convexities (3, 15) of the second type have different sizes.

3. Plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that the convexities (2, 14) of the first type and the convexities (3, 15) of the second type have essentially the same shape.

4. The plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that the convexities (2, 14) of the first type and the convexities (3, 15) of the second type have different shapes.

5. The plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that the number of bulges (2, 14) of the first type and bulges (3, 15) of the second type are different.

6. The plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that at least the convexity (2, 14) of the first type and / or at least the convexity (3, 15) of the second type are at least partially elliptical shape (2, 3), round shape, teardrop shape, polygonal shape (14, 15) and / or symmetric polygonal shape (14, 15).

7. A plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that the number and / or arrangement (21, 22) of at least bulges (2, 14) of the first type and / or at least bulges (3, 15 ) of the second type corresponds to the shape of at least bulges (2, 14) of the first type and / or at least bulges (3, 15) of the second type.

8. The plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that at least the convexity (2, 14) of the first type and / or at least the convexity (3, 15) of the second type are located at least partially along straight lines (A, B, C, D), and straight lines (A, B, C, D) are preferably located at an angle to the side edge of the corresponding heat exchange plate (1, 13).

9. A plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that at least the convexity (2, 14) of the first type and / or at least the convexity (3, 15) of the second type are located at least partially so that at least in some areas at least one of the circulating fluids is directed along a curved path (27a, 28a).

10. Plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that at least the convexity (2, 14) of the first type and / or at least the convexity (3, 15) of the second type are located at least partially so that at least in some sections at least one rectilinear channel (6, 7, 24, 25, 27b, 28b) is formed for at least one of the circulating fluids.

11. The plate heat exchanger (9) according to claim 9, characterized in that at least the convexity (2, 14) of the first type and / or at least the convexity (3, 15) of the second type are located at least partially, so that at least in some sections at least one channel is formed for at least one of the circulating fluids passing parallel to at least one of the side edges of the corresponding heat exchange plate (1, 13).

12. A plate heat exchanger (9) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the heat exchange plates (1, 13) is formed at least partially from a metal plate and / or a plate of a metal alloy, this the plate preferably contains, at least in some areas, a coating made of adhesive, preferably of solder (10, 23).

13. A heat exchange plate (1, 13), containing at least one section having a bulge (2, 3, 14, 15), designed to be installed right next to the corresponding bulge (2, 3, 14, 15) of the heat transfer plate (1, 13) an appropriate design, characterized by the presence of at least one first type of bulges (2, 14) and at least one second type of bulges (3, 15), the first type of bulges (2, 14) and the second type of bulges (3, 15 ) have a different design, with at least a convexity (2, 14) of the first type and / or at least a convexity (3, 15) of the second type are constructed, at least in part, so that they have a substantially flat upper surface (4, 5, 19, 20) and / or lower surface (4, 5, 19, 20), and the total surface area of the first the vertices of the first bulges are less than the total surface area of the second vertices of the second bulges.