RU2528235C1 - Perforated fins of heat exchanger - Google Patents

Perforated fins of heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
RU2528235C1
RU2528235C1 RU2013119611/06A RU2013119611A RU2528235C1 RU 2528235 C1 RU2528235 C1 RU 2528235C1 RU 2013119611/06 A RU2013119611/06 A RU 2013119611/06A RU 2013119611 A RU2013119611 A RU 2013119611A RU 2528235 C1 RU2528235 C1 RU 2528235C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
perforations
plate
sheet
heat exchanger
ribbed
Prior art date
Application number
RU2013119611/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сваминатхан СУНДЕР
Владимир Илий ГЕРШТЕЙН
Джордж А. МЕСКИ
Патрик А. ХОУТОН
Original Assignee
Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. filed Critical Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2528235C1 publication Critical patent/RU2528235C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/022Making the fins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/04Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J5/00Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants
    • F25J5/002Arrangements of cold exchangers or cold accumulators in separation or liquefaction plants for continuously recuperating cold, i.e. in a so-called recuperative heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12Particular process parameters like pressure, temperature, ratios
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49366Sheet joined to sheet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: plate-fin heat exchanger comprises a folded finned sheet comprising the fins, and the finned sheet comprises a plurality of perforations, and such plurality of perforations is located on the finned sheet in parallel rows, when such finned sheet is in the unfolded state. Such parallel rows of perforations on the finned sheet comprise a first distance between the parallel rows of perforations (S1), a second distance between the successive perforations in the parallel row of perforations (S2), a third distance (or shifting) between the perforations in adjacent parallel rows of perforations (S3), and the diameter (D) of the perforation. The ratio of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforation (S1/D) is in the range of 0.75-2.0. And the angle between the fins and the parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5°).
EFFECT: improving the geometry of the perforated fin.
18 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Пластинчато-ребристые теплообменники в целом используются для теплообмена между технологическими потоками с целью нагрева, охлаждения, кипячения, испарения или конденсации потоков процесса. Условия процесса в этих теплообменниках могут касаться однофазных или двухфазных потока и теплопередачи. Тогда как некоторые пластинчато-ребристые теплообменники содержат только два потока, другие содержат множество потоков в множестве наборов пластинчато-ребристых проходов. Отдельные потоки могут быть поданы в теплообменник и извлечены из него с использованием сопел и коллекторов. Каждый поток течет в конкретные пластинчато-ребристые проходы, связанные с батареей смежных пластинчато-ребристых проходов. Отдельные пластинчато-ребристые проходы содержатся между парами разделительных листов, которые разнесены друг от друга посредством ребер, и пластинчато-ребристые проходы окружены на наружной периферии боковыми брусами и концевыми брусами, так что они могут быть изолированы друг от друга и могут содержать интересуемые текучие среды. Когда потоки разной температуры текут в пластинчато-ребристых проходах, которые расположены рядом друг с другом, они обмениваются теплом через разделительные листы, которые называются первичными поверхностями теплопередачи, а также через ножки ребра, которые разделяют их, которые называются вторичными поверхностями теплопередачи.Plate-fin heat exchangers are generally used for heat exchange between process streams in order to heat, cool, boil, evaporate or condense process streams. The process conditions in these heat exchangers may relate to single-phase or two-phase flow and heat transfer. While some plate-fin heat exchangers contain only two streams, others contain many streams in many sets of plate-fin passages. Separate streams can be fed into and removed from the heat exchanger using nozzles and manifolds. Each stream flows into specific plate-fin passages associated with a battery of adjacent plate-fin passages. Separate plate-fin passages are contained between pairs of separating sheets that are spaced apart by ribs, and plate-fin passages are surrounded on the outer periphery by side rails and end rails, so that they can be isolated from each other and may contain fluids of interest. When streams of different temperatures flow in plate-fin passages that are adjacent to each other, they exchange heat through dividing sheets called primary heat transfer surfaces, as well as through the legs of the ribs that separate them, which are called secondary heat transfer surfaces.

Пластинчато-ребристые теплообменники могут быть образованы посредством использования множества разных типов ребер, таких как плоские, перфорированные, зазубренные и волнистые. Один вариант осуществления настоящего изобретения имеет дело с перфорированными ребрами, которые были использованы в промышленности, но неэффективно. Пластинчато-ребристые теплообменники, имеющие перфорированные ребра, согласно настоящему изобретению, имеют конкретное применение в криогенных процессах, таких как разделение воздуха, несмотря на то, что эти пластинчато-ребристые теплообменники могут быть использованы в других процессах теплопередачи.Lamellar fin heat exchangers can be formed by using many different types of fins, such as flat, perforated, serrated and wavy. One embodiment of the present invention deals with perforated ribs that have been used in industry but inefficiently. Plate-fin heat exchangers having perforated fins according to the present invention have particular application in cryogenic processes such as air separation, although these plate-fin heat exchangers can be used in other heat transfer processes.

Когда поток или текучая среда входит в канал пластинчато-ребристого теплообменника, он/она имеет высокие коэффициенты теплопередачи из-за хорошо известного входного эффекта. После входного эффекта поток или текучая среда скоро достигнет условия устойчивого состояния с гораздо меньшим коэффициентом теплопередачи. В частности, когда поток отличается тем, что он находится в турбулентном состоянии или в состоянии перехода между ламинарным и турбулентным состояниями, известно образование ламинарных и вязких граничных слоев рядом со всеми поверхностями, вдоль которых течет текучая среда. Общий эффект заключается в понижении средних коэффициентов теплопередачи в таком теплообменнике. Условие пониженного коэффициента теплопередачи может быть по меньшей мере частично обращено посредством периодического возмущения этого граничного слоя разнообразными средствами, такими как, например, введение перфораций или зазубренностей в ребрах. Введение перфораций или зазубренностей в ребрах увеличит производительность теплопередачи, тем не менее, такое введение также увеличит потери давления, и, следовательно, геометрия и расположение перфораций или зазубренностей в ребрах является критичным для достижения улучшенной производительности. Это особенно важно в случае перфорированных ребер, так как пока они возмущают поток, приводя к увеличению местного коэффициента теплопередачи вблизи от перфораций, введение перфораций в ребрах также приводит к потере площади поверхности от исходного материала, что иначе было бы преимущественным для общей теплопередачи от теплообменника. Также удаление металла, например, в форме перфораций может сильно уменьшить прочность остального материала. Таким образом, проблема улучшения производительности пластинчато-ребристых теплообменников посредством использования перфорированных ребер является сложной, и для достижения улучшенной производительности особенно важно организовать геометрию и расположения использования таких перфораций.When a stream or fluid enters the channel of a finned fin heat exchanger, he / she has high heat transfer coefficients due to the well-known input effect. After the input effect, the flow or fluid will soon reach a steady state condition with a much lower heat transfer coefficient. In particular, when the flow is characterized in that it is in a turbulent state or in a transition state between the laminar and turbulent states, the formation of laminar and viscous boundary layers is known next to all surfaces along which the fluid flows. The overall effect is to lower the average heat transfer coefficients in such a heat exchanger. The condition for a reduced heat transfer coefficient can be at least partially reversed by periodically perturbing this boundary layer by a variety of means, such as, for example, introducing perforations or notches in the ribs. The introduction of perforations or serrations in the ribs will increase the heat transfer performance, however, this introduction will also increase the pressure loss, and therefore the geometry and arrangement of the perforations or serrations in the ribs is critical to achieve improved performance. This is especially important in the case of perforated fins, since while they disturb the flow, leading to an increase in the local heat transfer coefficient near the perforations, the introduction of perforations in the ribs also leads to a loss of surface area from the starting material, which would otherwise be advantageous for the total heat transfer from the heat exchanger. Also, the removal of metal, for example, in the form of perforations can greatly reduce the strength of the remaining material. Thus, the problem of improving the performance of plate-fin heat exchangers through the use of perforated fins is complex, and to achieve improved performance it is especially important to organize the geometry and locations of use of such perforations.

Исторически, в публикациях, касающихся пластинчато-ребристых теплообменников, были представлены общие описания геометрии в целом и элементарных способов изготовления пластинчато-ребристых теплообменников. Несмотря на то что в этих публикациях обсуждено множество составных частей пластинчато-ребристых теплообменников, их отношение друг с другом и то, как они собираются и паяются вместе, в публикациях даны краткие описания перфорированных ребер, которые могут быть использованы в таких пластинчато-ребристых теплообменниках. Даже в случаях, когда описаны некоторые номинальные подробности, в публикациях просто не обсуждены какие-либо предпочтительные для использования геометрия и узоры.Historically, in publications related to plate-fin heat exchangers, general descriptions of the geometry in general and elementary methods of manufacturing plate-fin heat exchangers were presented. Despite the fact that many of the components of plate-fin heat exchangers are discussed in these publications, their relationship with each other and how they are assembled and brazed together, the publications give brief descriptions of perforated fins that can be used in such plate-fin heat exchangers. Even in cases where some nominal details are described, the publications simply did not discuss any preferred geometry and patterns for use.

Например, в документе "Алюминиевые Паяные Пластинчато-ребристые Теплообменники для Обрабатывающей Промышленности", глава Компактные Теплообменники для Обрабатывающей Промышленности, под редакцией R.K. Shah, протоколы Международной Конференции Обрабатывающей Промышленности, проходившей в Cliff Lodge and Conference Center, Snowbird, Utah, 22-27 июня 1997, за авторством Shozo Hotta из Sumitomo Precision Products (SPP), дано общее описание пластинчато-ребристых теплообменников от SPP, основного поставщика таких теплообменников. В частности, на Фиг.4 на стр. 181 этой ссылки представлено фотографическое доказательство общих типов ребра, включающих в себя перфорированные ребра. Как описано и преподано в том документе, перфорированные ребра образованы посредством сгибания листа с регулярно перфорированными маленькими круглыми отверстиями или перфорациями под некоторым большим углом относительно основной оси перфораций на плоском листе. Тем не менее, какие либо дополнительные подробности отсутствуют.For example, in the document “Aluminum Brazed Plate-Finned Heat Exchangers for the Manufacturing Industry”, chapter Compact Heat Exchangers for the Manufacturing Industry, edited by R.K. Shah, minutes from the Cliff Lodge and Conference Center, Snowbird, Utah, June 22-27, 1997, by Shozo Hotta of Sumitomo Precision Products (SPP), a general description of plate fin heat exchangers from SPP, a major supplier such heat exchangers. In particular, FIG. 4 on page 181 of this link provides photographic evidence of common rib types including perforated ribs. As described and taught in that document, perforated ribs are formed by folding a sheet with regularly perforated small circular holes or perforations at a certain large angle relative to the main axis of the perforations on the flat sheet. However, no further details are available.

Этот способ изготовления является вполне обычным в промышленности для сведения к минимуму общих затрат. Несколько стандартных перфорированных листовых материалов могут быть использованы для изготовления широкого диапазона законченных ребер с изменяемыми размерами. Этот тип способа изготовления перфорированных ребер, тем не менее, ведет к нерегулярному расположению перфораций на ребрах, приводящему к низкой производительности перфорированных ребер.This manufacturing method is quite common in industry to minimize total costs. Several standard perforated sheet materials can be used to make a wide range of finished ribs with varying sizes. This type of method for manufacturing perforated ribs, however, leads to an irregular arrangement of perforations on the ribs, resulting in poor performance of the perforated ribs.

В Патенте США № 6,834,515 B2, названном "Пластинчато-ребристые Теплообменники с Поверхностными Текстурами", выданном Sunder и другим, также описаны различные перфорированные ребра. Патент от Sunder преподает использование поверхностной текстуры для улучшения производительности других перфорированных ребер. На Фиг.2B в патенте от Sunder показаны иллюстративные ребра с рядом перфораций вдоль верха и сторон ребер, причем ребра выровнены в поперечном направлении. В примере 1 патента от Sunder изложено, что перфорированные ребра имеют открытую площадь около 10%. Тем не менее, не предусмотрено каких-либо других подробностей относительно перфораций.U.S. Patent No. 6,834,515 B2, entitled "Plate-Finned Heat Exchangers with Surface Textures", issued by Sunder and others, also describes various perforated fins. A Sunder patent teaches the use of surface texture to improve the performance of other perforated ribs. 2B, a Sunder patent shows illustrative ribs with a series of perforations along the top and sides of the ribs, the ribs being aligned in the transverse direction. In Example 1 of a Sunder patent, perforated ribs have an open area of about 10%. However, no other details are provided regarding perforations.

В Патенте США № 5,603,376, названном "Теплообменник для Электрошкафа", выданном Hendrix, описан теплообменник для пассивного теплообмена между водонепроницаемым, герметизированным электрошкафом и окружающей средой. На Фиг.2 патента от Hendrix показаны ребра 21 со стороны образования тепла с перфорациями 25, содержащимися в них. Патент от Hendrix преподает, что ребра 21 образованы посредством складывания или сгибания перфорированного листового материала. Перфорации упомянуты как перпендикулярные направлению сгибов. На Фиг.2 патента от Hendrix показано, что перфорации представляют собой единственный ряд перфораций вдоль сторон ребер 21, тем не менее, не показаны какие-либо перфорации на нижней стороне, где образуются ложбины и гребни волн. К тому же, в патенте от Hendrix не предусмотрены идеи относительно положения перфораций.US Patent No. 5,603,376, entitled "Heat Exchanger for an Electrical Cabinet" issued by Hendrix, describes a heat exchanger for passive heat exchange between a waterproof, sealed electrical cabinet and the environment. Figure 2 of a Hendrix patent shows ribs 21 on the heat generation side with perforations 25 contained therein. A Hendrix patent teaches that ribs 21 are formed by folding or folding perforated sheet material. Perforations are referred to as perpendicular to the direction of the folds. Figure 2 of the Hendrix patent shows that the perforations are a single row of perforations along the sides of the ribs 21, however, no perforations are shown on the lower side where the troughs and wave crests form. In addition, the Hendrix patent does not provide ideas for the position of perforations.

В "Трехмерной цифровой симуляции ламинарного потока и теплопередачи в четырех основных ребрах для пластинчато-ребристых теплообменников", за авторством Y. Zhu и Y. Li, Журнал Теплопередачи, ноябрь 2008, том. 130, с 111801-1 по 8, описано осуществление вычисления, основанного на Вычислительной Гидродинамике (Computational Fluid Dynamics (CFD)) в отношении производительности четырех образцов (плоских, перфорированных, со сдвинутыми полосами (что является другим термином для зазубренного) и волнистых ребер). Документ от Zhu и Li перечисляет множество основных публикаций по компактным теплообменникам, которые появились с момента их первого внедрения, и продолжается заявлением о том, что, "насколько известно авторам, полный трехмерный поток и теплопередача в перфорированных ребрах были скудно освещены в литературе".In "Three-Dimensional Digital Simulation of Laminar Flow and Heat Transfer in Four Main Fins for Plate-Finned Heat Exchangers," by Y. Zhu and Y. Li, Journal of Heat Transfer, November 2008, vol. 130, 111801-1 to 8, describes a calculation based on Computational Fluid Dynamics (CFD) with respect to the performance of four samples (flat, perforated, with shifted stripes (which is another term for serrated) and wavy ribs) . The paper by Zhu and Li lists many of the major publications on compact heat exchangers that have appeared since their first introduction, and continues with the statement that, "as far as the authors know, the full three-dimensional flow and heat transfer in perforated fins have been poorly covered in the literature."

Такое заявление является значительным и, похоже, поддерживает и приводит к заключению Заявителей, а именно, о том, что то, что известно в данной области техники в отношении перфорированных ребер является недостаточно оптимальным.Such a statement is significant and seems to support and leads to the conclusion of the Applicants, namely that what is known in the art with respect to perforated ribs is not optimal enough.

В качестве части сравнения четырех типов ребер, авторы документа от Zhu и Li провели CFD вычисления на одной конкретной иллюстративной геометрии перфорированного ребра. Для того чтобы сохранять разумными время и размер вычисления, авторы включили только минимальную повторяющуюся структуру, как показано на Фиг.2a и 2b на стр. 2 документа. Поперечное сечение, моделированное для перфорированного ребра, представляет собой половину длины волны ребра, что включает в себя половину каждой верхней и нижней длин ребра и одну полную высоту ребра. Они, в свою очередь, включают в себя серии половин перфораций на верхней и нижней частях и серии полных перфораций на высоте ребра вдоль всей длины потока. Полная структура так же, как показано на Фиг.1D, соответствует точно одному ряду перфораций вдоль верха, низа и бока каждого канала ребра вдоль длины потока, которые все выровнены в поперечном направлении. Диаметр перфораций равен 0,8 мм, как показано на Таблице 1, и расстояние перфораций вдоль ребер, похоже, равно приблизительно 1,4 мм от центра к центру, как может быть предположено из Фиг.6C и 7C. Эта частота перфораций представляет приблизительно 16% открытой площади только на сторонах пластинчато-ребристых проходов (то есть, документ от Zhu и Li не учитывает или не подразумевает перфорации на верхней части или на нижней части ребер для определения открытой площади, так как перфорации ребер на верхней части и нижней части ребер накрыты разделительными листами). Это определение открытой площади проиллюстрировано в Таблице 1 в столбце спецификаций. Такой узор был бы выполнен приблизительно на 20% открытой площади на плоском перфорированном листе перед его образованием в ребра. Похоже, что эта геометрия представляет типичный случай, который выбрали авторы для моделирования, без обозначения или идеи того, что они могли бы подразумевать предпочтительным в отношении узоров и геометрий перфорации.As part of a comparison of four types of ribs, the authors of Zhu and Li performed CFD calculations on one particular illustrative geometry of a perforated rib. In order to keep reasonable the time and size of the calculation, the authors included only a minimal repeating structure, as shown in FIGS. 2a and 2b on page 2 of the document. The cross section modeled for a perforated rib is half the wavelength of the rib, which includes half of each upper and lower rib lengths and one full rib height. They, in turn, include a series of half perforations on the upper and lower parts and a series of complete perforations at the height of the ribs along the entire length of the stream. The full structure, as shown in FIG. 1D, corresponds to exactly one row of perforations along the top, bottom and side of each channel of the rib along the length of the stream, which are all aligned in the transverse direction. The diameter of the perforations is 0.8 mm, as shown in Table 1, and the distance of the perforations along the ribs seems to be approximately 1.4 mm from center to center, as can be assumed from Figs. 6C and 7C. This perforation frequency represents approximately 16% of the open area only on the sides of the plate-ribbed passages (i.e., a document from Zhu and Li does not take into account or imply perforations on the top or bottom of the ribs to determine the open area, since the perforations of the ribs on the top parts and the bottom of the ribs are covered with dividing sheets). This definition of open area is illustrated in Table 1 in the specification column. Such a pattern would be made in approximately 20% of the open area on a flat perforated sheet before being formed into ribs. It seems that this geometry represents a typical case that the authors chose to model, without a designation or idea of what they might mean preferable in relation to patterns and perforation geometries.

Таким образом, одна описанная выше конкретная иллюстративная геометрия перфорированного ребра является только характерным перфорированным ребром, которое авторы использовали для сравнения с четырьмя типами ребер (плоского, перфорированного, со сдвигом полосы и волнистого типов). Узор и геометрия, моделированные авторами, отличаются от преподанных в настоящей заявке.Thus, the one specific illustrative geometry of the perforated rib described above is only a characteristic perforated rib, which the authors used to compare with the four types of ribs (flat, perforated, strip-shifted and wavy). The pattern and geometry modeled by the authors are different from those taught in this application.

В общем, предшествующие описания, касающиеся перфорированных ребер, были краткими в плане подробностей, касающихся геометрии перфорированных ребер, использованных в пластинчато-ребристых теплообменниках. И даже когда были цитированы особенности геометрии, такие как открытая площадь, не было дано идеи о том, как располагать перфорации и как выбирать лучшую геометрию для перфораций для достижения наилучшей производительности, чтобы общие капитальные и эксплуатационные затраты пластинчато-ребристых теплообменников могли быть сведены к минимуму.In general, the foregoing descriptions regarding perforated fins were brief in terms of details regarding the geometry of perforated fins used in plate-fin heat exchangers. And even when geometry features such as open area were cited, no idea was given about how to position the perforations and how to choose the best geometry for the perforations to achieve the best performance, so that the overall capital and operating costs of the plate-fin heat exchangers can be minimized .

Желательно увеличить эффективность и улучшить производительность пластинчато-ребристых теплообменников.It is desirable to increase efficiency and improve the performance of plate-fin heat exchangers.

К тому же, желательно улучшить характеристики турбулентности однофазного потока в пластинчато-ребристых проходах пластинчато-ребристого теплообменника для улучшения эффективности теплопередачи.In addition, it is desirable to improve the turbulence characteristics of a single-phase flow in the plate-fin passages of the plate-fin heat exchanger to improve heat transfer efficiency.

К тому же, желательно иметь пластинчато-ребристый теплообменник, который имеет высокие характеристики производительности для криогенных применений, таких как используемые в разделении воздуха, и для других применений теплопередачи.In addition, it is desirable to have a plate-fin heat exchanger that has high performance characteristics for cryogenic applications, such as those used in air separation, and for other heat transfer applications.

К тому же, желательно иметь более эффективный процесс разделения воздуха, использующий пластинчато-ребристый теплообменник, который является более компактным и/или более эффективным, чем описанные ранее.In addition, it is desirable to have a more efficient air separation process using a plate-fin heat exchanger that is more compact and / or more efficient than previously described.

К тому же, желательно иметь конструкцию пластинчато-ребристого теплообменника, которая сводит к минимуму размер, вес и/или стоимость теплообменников, что привело бы к более эффективному и/или менее дорогому процессу разделения воздуха на единицу произведенного продукта.In addition, it is desirable to have a plate-fin heat exchanger design that minimizes the size, weight and / or cost of the heat exchangers, which would lead to a more efficient and / or less expensive process for separating air per unit of product produced.

Также, желательно иметь способ для сборки пластинчато-ребристого теплообменника, который использует ребра с узорами и геометрией перфорации, которые обеспечивают лучшую производительность, чем ранее описанные ребра, и который преодолевает недостатки ранее описанных ребер для обеспечения лучших и более преимущественных результатов.It is also desirable to have a method for assembling a plate-fin heat exchanger that uses fins with patterns and perforation geometry that provide better performance than the fins described previously and that overcomes the disadvantages of the fins described above to provide better and more advantageous results.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Описанные варианты осуществления удовлетворяют потребность в данной области техники посредством разработки новых узоров и новой геометрии перфораций ребра для использования в пластинчато-ребристых теплообменниках для сведения к максимуму общей производительности теплопередачи в допустимых ограничениях падения давления. Преимущества таких новых узоров и новой геометрии перфораций ребра над ранее описанными узорами и геометрией ребра включают в себя: (1) значительное уменьшение объема; (2) значительное увеличение эффективности теплопередачи; (3) значительное уменьшение потерь от падения давления; или (4) некоторую разумную комбинацию коэффициентов (1)-(3) так, чтобы общие капитальные и эксплуатационные расходы системы теплообменника были уменьшены, посредством этого также уменьшая капитальные и эксплуатационные расходы процесса, который использует такую систему теплообменника.The described embodiments satisfy the need in the art by developing new patterns and a new geometry of rib perforations for use in plate-fin heat exchangers to maximize overall heat transfer performance under permissible pressure drop limits. The advantages of such new patterns and the new geometry of the perforations of the ribs over the previously described patterns and geometry of the ribs include: (1) a significant reduction in volume; (2) a significant increase in heat transfer efficiency; (3) a significant reduction in pressure drop losses; or (4) some reasonable combination of factors (1) - (3) so that the overall capital and operating costs of the heat exchanger system are reduced, thereby also reducing the capital and operating costs of the process that uses such a heat exchanger system.

Несмотря на то, что описанные варианты осуществления, содержащиеся в этом документе, в основном направлены на проходные ребра, в которых поток в большей степени параллелен каналам потока ребер, идеи также могут быть применимы к распределительным ребрам, которые одновременно осуществляют некоторую функцию теплопередачи, и в которых поток преимущественно, но не исключительно, параллелен каналам потока ребер. Описанные в этом документе варианты осуществления являются особенно подходящими для применений, в которых потоки текучей среды испытывают теплопередачу без какого-либо изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины потока, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90% длины потока, и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины потока в пластинчато-ребристых проходах пластинчато-ребристого теплообменника, например, содержащих каналы ребер с узорами и геометрией перфорации, описанными в этом документе.Despite the fact that the described embodiments contained in this document are mainly aimed at the passage fins, in which the flow is more parallel to the flow channels of the ribs, ideas can also be applied to distribution ribs, which simultaneously perform some heat transfer function, and whose flow is mainly, but not exclusively, parallel to the channels of the flow of ribs. The embodiments described herein are particularly suitable for applications in which fluid streams experience heat transfer without any phase change over at least 80% of the stream length, more preferably over at least 90% of the stream length, and most preferably over 100% of the flow length in the plate-fin passages of the plate-fin heat exchanger, for example, containing channels of the ribs with patterns and perforation geometry described in this document.

В первом варианте осуществления описан пластинчато-ребристый теплообменник, содержащий согнутый ребристый лист, содержащий ребра, имеющие высоту, ширину и длину, причем согнутый ребристый лист расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом; и первый боковой брус и второй боковой брус, причем первый боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом с первой стороной согнутого ребристого листа, и причем второй боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом со второй стороной согнутого ребристого листа, посредством этого образуя по меньшей мере часть пластинчато-ребристого прохода; в котором ребристый лист содержит множество перфораций, причем такое множество перфораций расположено на ребристом листе в параллельных рядах, когда такой ребристый лист находится в несогнутом состоянии, причем такие параллельные ряды перфораций на ребристом листе содержат первое расстояние (S1) между параллельными рядами перфораций, второе расстояние (S2) между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций, третье расстояние (или сдвиг) (S3) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций, и диаметр (D) перфорации, причем отношение (S1/D) первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации находится в диапазоне 0,75-2,0, и причем угол между ребрами и параллельными рядами перфораций меньше или равен пяти градусам (≤5°).In a first embodiment, a plate-fin heat exchanger is described comprising a bent rib sheet containing ribs having a height, a width and a length, the bent rib sheet being located between the first dividing sheet and the second dividing sheet; and a first side beam and a second side beam, wherein the first side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the first side of the bent ribbed sheet, and the second side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the second side a bent ribbed sheet, thereby forming at least a portion of the plate-ribbed passage; wherein the ribbed sheet contains a plurality of perforations, wherein such a plurality of perforations are arranged in parallel rows on the ribbed sheet when such a ribbed sheet is in an unbent state, such parallel rows of perforations on the ribbed sheet containing a first distance (S1) between parallel rows of perforations, a second distance (S2) between successive perforations in a parallel row of perforations, a third distance (or shift) (S3) between perforations in adjacent parallel rows of perforations, and a diameter (D) of perforations and, and the ratio (S1 / D) of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations is in the range of 0.75-2.0, and the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °).

Во втором варианте осуществления описан процесс теплообмена между по меньшей мере двумя потоками в пластинчато-ребристом теплообменнике согласно первому варианту осуществления, в котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов, и в котором Число Рейнольдса по меньшей мере одного потока лежит в диапазоне 800-100000 и более предпочтительно в диапазоне 1000-10000.In a second embodiment, a heat exchange process between at least two streams in a plate-fin heat exchanger according to a first embodiment is described, in which at least one stream undergoes heat transfer without phase change over at least 80% of the length of the plate-fin passages, and wherein the Reynolds number of at least one stream is in the range of 800-100000, and more preferably in the range of 1000-10000.

В третьем варианте осуществления описан процесс отделения азота, кислорода и/или аргона из воздуха посредством криогенной дистилляции, который использует пластинчато-ребристый теплообменник согласно первому варианту осуществления, в котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90% длины пластинчато-ребристых проходов, и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины пластинчато-ребристых проходов.In a third embodiment, a process for separating nitrogen, oxygen and / or argon from air by cryogenic distillation, which uses a plate-fin heat exchanger according to the first embodiment, in which at least one stream undergoes heat transfer without phase change for at least 80%, is described. the length of the plate-ribbed passages, more preferably over at least 90% of the length of the plate-ribbed passages, and most preferably over 100% of the length of the plate then-ribbed passages.

В четвертом варианте осуществления описан способ изготовления пластинчато-ребристого теплообменника, который содержит этапы: предусмотрения по меньшей мере одного перфорированного листа, причем по меньшей мере один перфорированный лист содержит множество перфораций, расположенных в параллельных рядах, причем такие параллельные ряды перфораций на перфорированном листе содержат первое расстояние (S1) между параллельными рядами перфораций, второе расстояние (S2) между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций, третье расстояние (или сдвиг) (S3) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций, и диаметр (D) перфорации, причем отношение (S1/D) первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации находится в диапазоне 0,75-2,0; сгибания по меньшей мере одного перфорированного листа в ребра для образования согнутого перфорированного листа так, чтобы угол между ребрами и параллельными рядами перфораций был меньше или равен пяти градусам (≤5°); расположения первого бокового бруса рядом с первой стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго бокового бруса рядом со второй стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого ребра распределителя рядом с первым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго ребра распределителя рядом со вторым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого концевого бруса рядом с первым ребром распределителя, и второго концевого бруса рядом со вторым ребром распределителя для образования предварительного пластинчато-ребристого прохода; помещения предварительного пластинчато-ребристого прохода с этапа (c) между первым разделительным листом и вторым разделительным листом для образования таким образом пластинчато-ребристого прохода между ними; объединения пластинчато-ребристого прохода с этапа (d) с другими пластинчато-ребристыми проходами для образования пластинчато-ребристого теплообменника; и пайки пластинчато-ребристого теплообменника.In a fourth embodiment, a method for manufacturing a plate-fin heat exchanger is described, which comprises the steps of: providing at least one perforated sheet, the at least one perforated sheet containing a plurality of perforations arranged in parallel rows, such parallel rows of perforations on the perforated sheet containing the first the distance (S1) between parallel rows of perforations, the second distance (S2) between successive perforations in a parallel row of perforations, t e is the distance (or shift) (S3) between the perforations in adjacent parallel rows of perforations, and the diameter (D) of the perforations, and the ratio (S1 / D) of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations is in the range 0.75-2.0 ; bending at least one perforated sheet into ribs to form a bent perforated sheet so that the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °); the location of the first side beam near the first side of at least one bent perforated sheet, the second side beam near the second side of at least one bent perforated sheet, the first edge of the distributor near the first end of at least one bent perforated sheet, the second edge of the distributor next with a second end of at least one bent perforated sheet, a first end beam near the first rib of the distributor, and a second end beam near the w the right edge of the distributor for the formation of a preliminary plate-ribbed passage; placing a preliminary lamellar-ribbed passage from step (c) between the first dividing sheet and the second dividing sheet to thereby form a lamellar-ribbed passage between them; combining the plate-fin passage from step (d) with other plate-fin passages to form a plate-fin heat exchanger; and soldering a plate-fin heat exchanger.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предшествующее краткое изложение, а также последующее подробное описание иллюстративных вариантов осуществления будут лучше поняты при прочтении совместно с прилагаемыми чертежами. В целях иллюстрирования вариантов осуществления на чертежах показаны иллюстративные конструкции; тем не менее, изобретение не ограничено описанными конкретными способами и средствами. В чертежах:The foregoing summary, as well as the following detailed description of illustrative embodiments, will be better understood when read in conjunction with the accompanying drawings. In order to illustrate embodiments, the drawings show illustrative structures; however, the invention is not limited to the specific methods and means described. In the drawings:

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе в разобранном состоянии основного элемента или подузла пластинчато-ребристого теплообменника с ребрами, имеющими узор и геометрию перфорации согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;Figure 1 is an exploded perspective view of a main element or subassembly of a plate-fin heat exchanger with fins having a pattern and perforation geometry according to one embodiment of the present invention;

Фиг.2 представляет собой схематическую диаграмму, на которой проиллюстрирован вариант осуществления узора перфорации на сплющенной пластине перед ее образованием в ребра согласно настоящему изобретению; иFIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a perforation pattern on a flattened plate before being formed into ribs according to the present invention; FIG. and

Фиг.3 представляет собой график, на котором проиллюстрирована относительная производительность теплопередачи и потери давления перфорированных ребер как функция S1/D с обозначением предпочтительного диапазона.Figure 3 is a graph illustrating the relative heat transfer performance and pressure loss of perforated ribs as a function of S1 / D with the preferred range indicated.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретенияDetailed Description of Embodiments of the Present Invention

Один вариант осуществления настоящего изобретения относится к пластинчато-ребристым теплообменникам, которые содержат перфорированные ребра по меньшей мере в части пластинчато-ребристых проходов, и к способам сборки таких пластинчато-ребристых теплообменников. Перфорированные ребра собраны с использованием плоских перфорированных листов. Образованные ребра имеют специальное отношение к узору перфорации на плоском листе. Тогда как некоторые пластинчато-ребристые проходы имеют упомянутые выше ребра, другие пластинчато-ребристые проходы могут иметь другие типы ребер, включая, например, плоские, перфорированные, со сдвинутой полосой или волнистого типа. Пластинчато-ребристые теплообменники, которые содержат такие перфорированные ребра, имеют конкретное применение в криогенных процессах, таких как разделение воздуха, несмотря на то, что они могут быть также использованы в других процедурах теплопередачи.One embodiment of the present invention relates to plate-fin heat exchangers that comprise perforated ribs in at least a portion of the plate-fin passages, and to methods for assembling such plate-fin heat exchangers. Perforated ribs are assembled using flat perforated sheets. The formed ribs have a special relation to the pattern of perforation on a flat sheet. While some plate-fin passages have the above-mentioned ribs, other plate-fin passages can have other types of ribs, including, for example, flat, perforated, with a shifted strip or wavy type. Plate-fin heat exchangers that contain such perforated fins have particular application in cryogenic processes such as air separation, although they can also be used in other heat transfer procedures.

Как видно на Фиг.1, пластинчато-ребристый теплообменник настоящего изобретения содержит несколько пластинчато-ребристых проходов, некоторые из которых образованы посредством расположения по меньшей мере одного листа 10 между разделительными листами или пластинами 30, 40 боковыми брусами 50, 60, распределительными ребрами (не показаны, но в целом известны в данной области техники) и концевыми брусами (не показаны, но в целом известны в данной области техники). Эти пластинчато-ребристые проходы содержат специальные узоры перфораций 20 по меньшей мере в некоторой части таких пластинчато-ребристых проходов.As can be seen in FIG. 1, the plate-fin heat exchanger of the present invention contains several plate-fin passages, some of which are formed by positioning at least one sheet 10 between the dividing sheets or plates 30, 40 of the side rails 50, 60, distribution ribs (not shown, but generally known in the art) and end beams (not shown, but generally known in the art). These plate-ribbed passages contain special patterns of perforations 20 in at least some part of such plate-ribbed passages.

Перед образованием в ребристый лист 10, как показано на Фиг.1, ребристый лист 10 представляет собой сплющенный лист, выполненный из металла, такого как алюминий, медь, другой сплав, или любой другой теплопроводящий материал, известный в данной области техники для изготовления ребер. Сплющенный ребристый лист 10, как показано на Фиг.2, содержит перфорации 20. Сплющенный лист имеет специальные узоры перфорации, содержащие несколько параллельных рядов перфораций 100, 200, 300, причем каждый параллельный ряд 100, 200, 300 содержит перфорации 1A, 1B, 1C; 2A, 2B, 2C; и 3A, 3B, 3C. В одном варианте осуществления, ряды перфораций 1A, 1B, 1C; 2A, 2B, 2C; и 3A, 3B, 3C будут совмещены в направлении, которое параллельно желаемому направлению ребер, когда сплющенный лист согнут для образования ребристого листа 10, как показано на Фиг.1. Когда ребра используются как проходные ребра, номинальные линии течения потока будут параллельны направлению перфораций, как показано на Фиг.2.Before being formed into a ribbed sheet 10, as shown in FIG. 1, the ribbed sheet 10 is a flattened sheet made of a metal such as aluminum, copper, another alloy, or any other heat-conducting material known in the art for making ribs. The tapered ribbed sheet 10, as shown in FIG. 2, contains perforations 20. The tapered sheet has special perforation patterns containing several parallel rows of perforations 100, 200, 300, each parallel row 100, 200, 300 containing perforations 1A, 1B, 1C ; 2A, 2B, 2C; and 3A, 3B, 3C. In one embodiment, the rows of perforations 1A, 1B, 1C; 2A, 2B, 2C; and 3A, 3B, 3C will be aligned in a direction that is parallel to the desired direction of the ribs when the flattened sheet is bent to form a ribbed sheet 10, as shown in FIG. 1. When the ribs are used as passage ribs, the nominal flow paths will be parallel to the direction of the perforations, as shown in FIG. 2.

Как показано на Фиг.2, перфорации имеют диаметр (D). Расстояние между параллельными рядами перфораций 100, 200, 300 обозначено как S1, тогда как расстояние между последовательными перфорациями (то есть, между перфорациями 2A и 2B) в направлении течения потока обозначено как S2. Сдвиг между перфорациями в смежных параллельных рядах 100, 200, 300 (то есть между 2A и 3A) обозначен как S3.As shown in FIG. 2, the perforations have a diameter (D). The distance between the parallel rows of perforations 100, 200, 300 is indicated as S1, while the distance between successive perforations (that is, between perforations 2A and 2B) in the flow direction is indicated as S2. The offset between the perforations in adjacent parallel rows 100, 200, 300 (i.e. between 2A and 3A) is designated as S3.

В одном варианте осуществления, Заявители с удивлением обнаружили, что когда следующие параметры удерживаются в следующих диапазонах: (1) диаметры D перфорации в диапазоне 1 мм-4 мм; (2) открытая площадь в диапазоне 5%-25%; (3) отношение S3/S2 в диапазоне 0,25-0,75; (4) и отношение S1/D в диапазоне 0,75-2,0 с наиболее предпочтительным диапазоном 0,75-1,0, пластинчато-ребристые теплообменники проявляют высокую эффективность и имеют улучшенную производительность по сравнению с традиционными теплообменниками, не разработанными соответствующим образом.In one embodiment, Applicants were surprised to find that when the following parameters are held in the following ranges: (1) perforation diameters D in the range of 1 mm-4 mm; (2) open area in the range of 5% -25%; (3) an S3 / S2 ratio in the range of 0.25-0.75; (4) and an S1 / D ratio in the range of 0.75-2.0 with the most preferred range of 0.75-1.0, plate-fin heat exchangers are highly efficient and have improved performance compared to traditional heat exchangers not designed accordingly .

В наиболее предпочтительном расположении/варианте осуществления, направление потока текучей среды параллельно параллельным рядам перфораций 100, 200, 300, но в предпочтительном расположении/варианте осуществления направление потока текучей среды лежит в диапазоне пяти градусов (5°) к направлению параллельных рядов перфораций 100, 200, 300. Это значит, что поскольку образованы ребра, ребристый лист 10 должен быть согнут так, чтобы угол между сгибами ребер и такими параллельными рядами перфораций 100, 200, 300 был меньше или равен пяти градусам, тогда как наиболее предпочтительным расположением является то, в котором такой угол равен нулю градусов (0°).In the most preferred arrangement / embodiment, the fluid flow direction is parallel to the parallel rows of perforations 100, 200, 300, but in the preferred arrangement / embodiment, the fluid flow direction is in the range of five degrees (5 °) to the direction of the parallel rows of perforations 100, 200 , 300. This means that since the ribs are formed, the ribbed sheet 10 must be bent so that the angle between the folds of the ribs and such parallel rows of perforations 100, 200, 300 is less than or equal to five degrees, whereas the most preferred arrangement is in which such an angle is zero degrees (0 °).

Ребристые листы 10 могут содержать перфорации 20, которые являются круглыми, как показано на Фиг.1 и 2, тем не менее, специалистам в данной области техники будет понятно, что также могут быть использованы некруглые перфорации, включающие в себя перфорации в форме эллипсов, прямоугольников, параллелограммов, и другие такие формы, но не ограниченные этим.The ribbed sheets 10 may contain perforations 20 that are circular, as shown in FIGS. 1 and 2, however, those skilled in the art will understand that non-circular perforations may also be used, including perforations in the form of ellipses, rectangles , parallelograms, and other such forms, but not limited to this.

В еще одном варианте осуществления, расположение сдвинутых рядов перфораций будет повторяться каждые два ряда, как показано на Фиг.2 (то есть, Ряд 100 будет сдвинут подобно Ряду 300, 500 (не показано), 700 (не показано), и так далее). К тому же, когда плоские перфорированные листы согнуты в ребра в операции ребрения, структура перфораций, которая получается на законченном ребристом листе 10, стремится иметь сложное отношение из-за механических подробностей того, как материал течет в штампах ребрения. В одном варианте осуществления, сплющенный лист сгибается так, чтобы узоры перфорации на законченном ребристом листе 10 повторялись по меньшей мере один раз каждые десять (10) длин волны ребра и более предпочтительно по меньшей мере каждые пять (5) длин волны ребра, по меньшей мере на пятидесяти процентах (50%) пластинчато-ребристых проходов теплообменника, содержащих такие перфорированные ребра, более предпочтительно по меньшей мере на восьмидесяти процентах (80%) пластинчато-ребристых проходов и наиболее предпочтительно на ста процентах (100%) пластинчато-ребристых проходов.In yet another embodiment, the arrangement of the shifted rows of perforations will be repeated every two rows, as shown in FIG. 2 (i.e., Row 100 will be shifted like Row 300, 500 (not shown), 700 (not shown), and so on) . Moreover, when the flat perforated sheets are bent into ribs in the ribbing operation, the perforation structure that is obtained on the finished ribbed sheet 10 tends to have a complex relationship due to the mechanical details of how the material flows in the rib dies. In one embodiment, the flattened sheet is folded so that the perforation patterns on the finished ribbed sheet 10 are repeated at least once every ten (10) wavelengths of the rib, and more preferably at least every five (5) wavelengths of the rib, at least at fifty percent (50%) of the plate-fin passages of the heat exchanger containing such perforated fins, more preferably at least eighty percent (80%) of the plate-fin passages and most preferably at one hundred percent (100%) lamellar-ribbed passages.

В дополнительном варианте осуществления, поверхностная текстура может быть нанесена на перфорированные листы перед сгибанием материала в ребра, как описано в Патенте США № 6,834,515 B2, названном "Пластинчато-ребристые Теплообменники с Поверхностными Текстурами", выданном Sunder и другим, который полностью включен в этот документ по ссылке. В качестве альтернативы поверхностная текстура может быть создана в процессе создания ребер из плоских перфорированных листов.In a further embodiment, the surface texture may be applied to the perforated sheets before folding the material into fins, as described in US Patent No. 6,834,515 B2, entitled "Plate-Finned Surface Heat Exchangers" issued by Sunder and others, which is fully incorporated herein. link. Alternatively, a surface texture can be created in the process of creating edges from flat perforated sheets.

Варианты осуществления, описанные в этом документе, подходят для пластинчато-ребристых теплообменников, в которых по меньшей мере часть ребер имеет высоту в диапазоне 0,25 дюйма - 1 дюйм (0,635 сантиметра - 2,54 сантиметра), более предпочтительно в диапазоне 0,40 дюйма - 0,75 дюйма (1,016 сантиметра - 1,905 сантиметра) и наиболее предпочтительно в диапазоне 0,5 дюйма - 0,6 дюйма (1,27 сантиметра - 1,524 сантиметра). Варианты осуществления предпочтительно применяются, когда условия потока текучей среды в таких пластинчато-ребристых проходах находятся в состоянии перехода между ламинарным и турбулентным состояниями или в турбулентном состоянии. Это может быть выражено как Диапазон Числа Рейнольдса 800-100000 и более предпочтительно диапазон 1000-10000. Число Рейнольдса вычисляется следующим образом:The embodiments described herein are suitable for plate-fin heat exchangers in which at least a portion of the fins has a height in the range of 0.25 inches to 1 inch (0.635 centimeters to 2.54 centimeters), more preferably in the range of 0.40 inches - 0.75 inches (1.016 centimeters - 1.905 centimeters) and most preferably in the range of 0.5 inches - 0.6 inches (1.27 centimeters - 1.524 centimeters). Embodiments are preferably applied when the fluid flow conditions in such plate-fin passages are in a transition state between a laminar and turbulent state or in a turbulent state. This can be expressed as a Reynolds Number Range of 800-100000, and more preferably a range of 1000-10000. Reynolds number is calculated as follows:

Re = pVD/μ,Re = pVD / μ,

гдеWhere

Re = Число Рейнольдса;Re = Reynolds number;

p = плотность текучей среды;p = fluid density;

V = скорость текучей среды;V = fluid velocity;

μ = вязкость текучей среды;μ = fluid viscosity;

D = 4A/P;D = 4A / P;

A = площадь поперечного сечения потока текучей среды; иA = cross-sectional area of the fluid stream; and

P = периметр потока текучей среды.P = perimeter of fluid flow.

Для пластинчато-ребристых проходов обычным является вычисление гидравлического диаметра D на основании отдельных пластинчато-ребристых проходов, и данные вычисления основаны на использовании основных металлических листов без регулировки перфораций для их вклада в A (площадь поперечного сечения потока текучей среды) и в P (периметр потока текучей среды).For plate-finned passages, it is common to calculate the hydraulic diameter D based on individual plate-finned passages, and these calculations are based on the use of base metal sheets without adjusting the perforations for their contribution to A (cross-sectional area of the fluid flow) and P (flow perimeter fluid).

Варианты осуществления настоящего изобретения имеют значительную ценность, так как пластинчато-ребристые теплообменники могут быть выполнены более компактными относительно обычных пластинчато-ребристых теплообменников, таким образом, экономя совместно капитальные и эксплуатационные расходы завода, такого как завод разделения воздуха.Embodiments of the present invention are of considerable value since plate-fin heat exchangers can be made more compact with respect to conventional plate-fin heat exchangers, thereby saving jointly the capital and operating costs of a plant, such as an air separation plant.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Для лучшего понимания действия перфораций в геометрии ребра несколько примерных проблем было решено с использованием Вычислительной Гидродинамики (Computational Fluid Dynamics (CFD)). При использовании этой техники обычным является ограничение вычисления до некоторой повторяющейся структуры для ограничения размера вычисления проблемы. Но при попытке измерения эффекта конкретных узоров перфорации общая геометрия теплообменника является очень сложной, даже при ограничении проблемы до единственного подканала в пластинчато-ребристых проходах. По этой причине был использован другой тип приближения.To better understand the effect of perforations in rib geometry, several sample problems have been solved using Computational Fluid Dynamics (CFD). When using this technique, it is common to limit the calculation to some repeating structure to limit the size of the problem calculation. But when trying to measure the effect of specific patterns of perforation, the overall geometry of the heat exchanger is very complex, even if the problem is limited to a single subchannel in the plate-ribbed passages. For this reason, a different type of approximation was used.

В большинстве пластинчато-ребристых теплообменников площадь вторичной поверхности стремится быть доминантной частью общей площади. Как замечено ранее, это площадь, представленная ножками ребра, которые перекрывают и разделяют разделительные листы или пластины 30, 40, которые представляют площадь первичной поверхности. Для понимания эффекта расположения перфораций, характерная периодическая площадь двух бесконечных параллельных пластин была смоделирована для измерения теплопередачи и потерь давления, которые происходят, когда между ними течет воздух. Общая схема перфораций на сплющенном листе проиллюстрирована на Фиг.2.In most plate-fin heat exchangers, the secondary surface area tends to be the dominant part of the total area. As noted earlier, this is the area represented by the legs of the ribs that overlap and separate the dividing sheets or plates 30, 40, which represent the area of the primary surface. To understand the effect of the location of perforations, the characteristic periodic area of two endless parallel plates was simulated to measure heat transfer and pressure losses that occur when air flows between them. The general pattern of perforations on a flattened sheet is illustrated in FIG.

В Примере 1 рассмотрены ребра, которые используются в целях теплопередачи и/или распределения, в которых, как изложено ранее, направление потока в целом параллельно направлению ребра, как обозначено на Фиг.2.Example 1 describes fins that are used for heat transfer and / or distribution, in which, as previously stated, the flow direction is generally parallel to the direction of the rib, as indicated in FIG. 2.

Некоторое количество иллюстративных случаев было решено с использованием CFD, в которых различные расстояния (S1, S2 и S3) были изменены при сохранении постоянными диаметра (D) перфораций и общей открытой площади. В частности, расстояния S1 и S2 были изменены одновременно, тогда как сдвиг S3 был задан равным половине расстояния S2. В этих иллюстративных случаях был только один независимый параметр, и результаты приведены в Таблице 1 и проиллюстрированы на Фиг. 3.A number of illustrative cases were resolved using CFDs in which different distances (S1, S2 and S3) were changed while keeping the diameter (D) of the perforations and the total open area constant. In particular, the distances S1 and S2 were changed simultaneously, while the shift S3 was set equal to half the distance S2. In these illustrative cases, there was only one independent parameter, and the results are shown in Table 1 and illustrated in FIG. 3.

Таблица 1Table 1 ПараметрParameter S1/S2S1 / S2 S1/DS1 / D Относительная теплопередачаRelative heat transfer Относительная потеря давленияRelative pressure loss Случай 1Case 1 0,0370,037 0,54170.5417 1,26261.2626 1,21401.2140 Случай 2Case 2 0,0710,071 0,75000.7500 1,24691.2469 1,18061,1806 Случай 3Case 3 0,1270.127 1,00001,0000 1,24651.2465 1,17891,1789 Случай 4Case 4 0,2240.224 1,32921,3292 1,21621,2162 1,16891,1689 Случай 5Case 5 0,3480.348 1,65831.6583 1,19511,1951 1,15541,1554

Случай 6Case 6 0,5000,500 1,98751.9875 1,18811,1881 1,15051,1505 Случай 7Case 7 0,6790.679 2,31672,3167 1,13471,1347 1,10311,1031 Случай 8Case 8 0,8860.886 2,64582,6458 1,06321,0632 1,04831,0483 Случай 9Case 9 1,1201,120 2,97502.9750 1,00001,0000 1,00001,0000

Иллюстративные вычисления показывают относительные величины потерь давления и скоростей теплопередачи, которые достигнуты чисто посредством изменения узора перфораций. Иллюстративные данные были нанесены на график после масштабирования относительно величин, которые возникают, когда отношение расстояния к размеру перфорации было равно приблизительно 3. По мере того как это отношение уменьшается приблизительно до 2, происходит значительное улучшение теплопередачи. Как отмечено в Таблице 1, увеличение теплопередачи выше, чем увеличение соответствующей потери давления. Таким образом, теплообменник, разработанный с отношением, равным 2, может быть короче на коэффициент около 1,2 по сравнению с теплообменником, разработанным с отношением, равным 3, тогда как общая потеря давления также будет ниже. Это представляет собой значительное уменьшение длины и, посредством этого, объема. Если отношение уменьшается ниже 2, улучшение повторяется, и особенно хорошие величины получаются между величинами отношения между 0,75 и 1. В этом диапазоне отношений существует улучшение теплопередачи на коэффициент около 1,25. Требуемые длина или объем будут обратными этому отношению, а именно 0,80 или восемьдесят процентов (80%). Это представляет значительное уменьшение размера на двадцать процентов (20%), тогда как потеря давления также будет уменьшена на отношение 1,18/1,25, что равно 0,94 или девяносто четырем процентам (94%). Таким образом, может быть уменьшение на двадцать процентов (20%) длины или объема, тогда как существует также уменьшение на шесть процентов (6%) потери давления.Illustrative calculations show the relative values of pressure loss and heat transfer rates, which are achieved purely by changing the pattern of perforations. Illustrative data were plotted after scaling with respect to values that occur when the ratio of distance to perforation size was approximately 3. As this ratio decreases to approximately 2, a significant improvement in heat transfer occurs. As noted in Table 1, the increase in heat transfer is higher than the increase in the corresponding pressure loss. Thus, a heat exchanger designed with a ratio of 2 can be shorter by a factor of about 1.2 compared with a heat exchanger designed with a ratio of 3, while the total pressure loss will also be lower. This represents a significant reduction in length and, through this, volume. If the ratio decreases below 2, the improvement is repeated, and especially good values are obtained between the ratio values between 0.75 and 1. In this ratio range, there is an improvement in heat transfer by a factor of about 1.25. The required length or volume will be the inverse of this ratio, namely 0.80 or eighty percent (80%). This represents a significant reduction in size by twenty percent (20%), while pressure loss will also be reduced by a ratio of 1.18 / 1.25, which is 0.94 or ninety-four percent (94%). Thus, there may be a twenty percent (20%) decrease in length or volume, while there is also a six percent (6%) decrease in pressure loss.

Это значительные улучшения, которые могут быть достигнуты посредством расположения положений перфорации, как описано в этом документе, что не было известно или описано ранее. Фактически, либо через ясно выраженные утверждения, или через подтексты, или иллюстрации, некоторые предшествующие описания давали идеи, уводящие от таких расположений. Как показано на Фиг.3, диапазон отношений от 0,75 до 2,0 является предпочтительным, причем диапазон от 0,75 до 1,0 является особенно предпочтительным.These are significant improvements that can be achieved by arranging the positions of the perforations, as described in this document, which was not known or described previously. In fact, either through clearly expressed statements, or through subtexts, or illustrations, some of the preceding descriptions gave ideas leading away from such arrangements. As shown in FIG. 3, a ratio range of 0.75 to 2.0 is preferred, with a range of 0.75 to 1.0 being particularly preferred.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

В Примере 2 показано иллюстративное улучшение, полученное с использованием идеи, содержащейся в этом документе. Как замечено ранее, в традиционных идеях, касающихся перфорированных ребер в пластинчато-ребристых теплообменниках, не обсуждалась предпочтительная геометрия или узоры перфорации, как описано в этом документе. Тем не менее, в документе CFD, за авторством Zhu и других, цитированном ранее, был изучен эффект конкретного перфорированного ребра по сравнению с другими формами ребер, такими как плоские, зазубренные и волнистые ребра. Настоящий пример был образован посредством применения узора перфорации, использованного в документе CFD за авторством Zhu и других таким же образом, как описано в Примере 1.Example 2 shows an illustrative improvement obtained using the ideas contained in this document. As noted earlier, in traditional ideas regarding perforated fins in plate-fin heat exchangers, preferred geometry or patterns of perforation, as described herein, were not discussed. However, in the CFD document, authored by Zhu and others, cited earlier, the effect of a specific perforated rib was studied compared to other forms of ribs such as flat, serrated, and wavy ribs. The present example was formed by applying the perforation pattern used in the CFD document by Zhu and others in the same manner as described in Example 1.

Параметры узора перфорации на плоских листах перед сгибанием в ребра следующие: диаметр (D) перфорации = 0,8 мм; открытая площадь = 20%; S1=1,81 мм; S2=1,39 мм; и S3=0. Вычисленная относительная производительность теплообменника, в котором использованы такие ребра предшествующего уровня техники, показана в Таблице 2.The parameters of the perforation pattern on flat sheets before bending into the ribs are as follows: perforation diameter (D) = 0.8 mm; open area = 20%; S1 = 1.81 mm; S2 = 1.39 mm; and S3 = 0. The calculated relative performance of the heat exchanger using such prior art fins is shown in Table 2.

Таблица 2table 2 ПараметрParameter Документ CFDCFD Document Описанный иллюстративный вариант осуществленияDescribed Illustrative Embodiment Диаметр перфорации, ммDiameter of perforation, mm 0,80.8 2,42,4 Открытая площадь, %Open area,% 20twenty 1010 S1, ммS1 mm 1,811.81 2,42,4 S2, ммS2 mm 1,391.39 18,9618.96 S3, ммS3 mm 0,00,0 9,489.48 S1/DS1 / D 2,262.26 1,01,0 S3/S2S3 / S2 0,00,0 0,50.5 Относительный коэффициент теплопередачиRelative heat transfer coefficient 1,001.00 1,261.26 Относительный перепад давленияRelative pressure drop 1,001.00 1,261.26 Относительная длина теплообменникаRelative heat exchanger length 1,001.00 0,790.79 Относительный объем теплообменникаRelative heat exchanger volume 1,001.00 0,790.79 Относительная потеря давления в теплообменникеRelative pressure loss in the heat exchanger 1,001.00 1,001.00

Как показано в Таблице 2, так как Относительный коэффициент теплопередачи и Относительный перепад давления описанного иллюстративного варианта осуществления на 26% выше, чем у теплообменника согласно документу CFD, теплообменник, сконструированный согласно идеям описанного иллюстративного варианта осуществления, может иметь меньшую относительную длину (на 21% меньше) и меньший относительный объем (на 21% меньше) по сравнению с теплообменником, сконструированным на основе идей документа CFD, причем оба теплообменника имеют одинаковые или совпадающие мощность теплопередачи и падение давления. Это является существенным преимуществом для использования ребер, выполненных согласно идеям описанного иллюстративного варианта осуществления по сравнению с идеями документа CFD.As shown in Table 2, since the Relative heat transfer coefficient and Relative pressure drop of the described illustrative embodiment are 26% higher than that of the heat exchanger according to the CFD document, the heat exchanger designed according to the ideas of the described illustrative embodiment may have a shorter relative length (21% smaller) and lower relative volume (21% less) compared to a heat exchanger designed on the basis of the ideas of the CFD document, both heat exchangers having the same or adayuschie heat transfer capacity and pressure drop. This is a significant advantage for using ribs made according to the ideas of the described illustrative embodiment, compared with the ideas of the CFD document.

Несмотря на то что особенности настоящего изобретения были описаны в связи с предпочтительными вариантами осуществления на различных чертежах, следует понимать, что могут быть использованы другие подобные варианты осуществления или могут быть выполнены модификации или дополнения описанного варианта осуществления для осуществления такой же функции настоящего изобретения без отклонения от него. Например, следующие особенности также следует понимать как составляющие часть этого описания:Although the features of the present invention have been described in connection with the preferred embodiments in the various drawings, it should be understood that other similar embodiments may be used or modifications or additions to the described embodiment may be made to carry out the same function of the present invention without departing from him. For example, the following features should also be understood as being part of this description:

Особенность 1. Пластинчато-ребристый теплообменник, содержащий:Feature 1. Plate-fin heat exchanger containing:

согнутый ребристый лист, содержащий ребра, имеющие высоту, ширину и длину, причем согнутый ребристый лист расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом; иa folded ribbed sheet comprising ribs having a height, width and length, wherein the folded ribbed sheet is located between the first dividing sheet and the second dividing sheet; and

первый боковой брус и второй боковой брус, причем первый боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом с первой стороной согнутого ребристого листа, и причем второй боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом со второй стороной согнутого ребристого листа, посредством этого образуя по меньшей мере часть пластинчато-ребристого прохода;a first side beam and a second side beam, wherein the first side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the first side of the bent ribbed sheet, and the second side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the second side of the bent ribbed sheet, thereby forming at least a portion of the plate-ribbed passage;

в котором ребристый лист содержит множество перфораций, причем такое множество перфораций расположено на ребристом листе в параллельных рядах, когда такой ребристый лист находится в несогнутом состоянии, причем такие параллельные ряды перфораций на ребристом листе содержат первое расстояние (S1) между параллельными рядами перфораций, второе расстояние (S2) между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций, третье расстояние (или сдвиг) (S3) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций, и диаметр (D) перфорации, причем отношение (S1/D) первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации находится в диапазоне 0,75-2,0, и причем угол между ребрами и параллельными рядами перфораций меньше или равен пяти градусам (≤5°).wherein the ribbed sheet contains a plurality of perforations, wherein such a plurality of perforations are arranged in parallel rows on the ribbed sheet when such a ribbed sheet is in an unbent state, such parallel rows of perforations on the ribbed sheet containing a first distance (S1) between parallel rows of perforations, a second distance (S2) between successive perforations in a parallel row of perforations, a third distance (or shift) (S3) between perforations in adjacent parallel rows of perforations, and a diameter (D) of perforations and, and the ratio (S1 / D) of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations is in the range of 0.75-2.0, and the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °).

Особенность 2. Пластинчато-ребристый теплообменник по Особенности 1, в котором угол между ребрами и параллельными рядами перфораций равен нулю градусов (0°).Feature 2. A plate-fin heat exchanger according to Feature 1, wherein the angle between the ribs and parallel rows of perforations is zero degrees (0 °).

Особенность 3. Пластинчато-ребристый теплообменник по Особенности 1 или Особенности 2, в котором отношение (S1/D) первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации лежит в диапазоне 0,75-1,0.Feature 3. The plate-fin heat exchanger according to Feature 1 or Feature 2, in which the ratio (S1 / D) of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations lies in the range 0.75-1.0.

Особенность 4. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-3, в котором отношение третьего расстояния (или сдвига) (S3) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций и второго расстояния (S2) между последовательными перфорацииями в параллельном ряду перфораций лежит в диапазоне 0,25-0,75.Feature 4. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-3, wherein the ratio of the third distance (or shear) (S3) between perforations in adjacent parallel rows of perforations and the second distance (S2) between consecutive perforations in a parallel row of perforations lies in the range 0.25-0.75.

Особенность 5. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-4, в котором 5%-25% площади согнутого ребристого листа в несогнутом состоянии занято перфорациями.Feature 5. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 4, in which 5% -25% of the area of the bent ribbed sheet in an unbent state is occupied by perforations.

Особенность 6. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-5, в котором диаметр (D) перфорации лежит в диапазоне 1 мм - 4 мм.Feature 6. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-5, wherein the diameter (D) of the perforation is in the range of 1 mm to 4 mm.

Особенность 7. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-6, в котором перфорации являются круглыми.Feature 7. A plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 6, wherein the perforations are circular.

Особенность 8. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-6, в котором перфорации имеют форму эллипсов, прямоугольников или параллелограммов.Feature 8. A plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 6, wherein the perforations are in the form of ellipses, rectangles or parallelograms.

Особенность 9. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-8, в котором смежные параллельные ряды перфораций сдвинуты попеременно так, что положение параллельных рядов перфораций повторяется каждый второй ряд перфораций.Feature 9. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-8, wherein adjacent parallel rows of perforations are shifted alternately so that the position of the parallel rows of perforations is repeated every second row of perforations.

Особенность 10. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-8, в котором смежные параллельные ряды перфораций сдвинуты так, что положение параллельных рядов перфораций на ребрах согнутого ребристого листа точно повторяется по меньшей мере один раз каждые 10 длин волны ребра и более предпочтительно по меньшей мере один раз каждые 5 длин волны ребра, по меньшей мере в 50% пластинчато-ребристых проходов теплообменника, содержащих такие перфорированные ребра, более предпочтительно по меньшей мере в 80% пластинчато-ребристых проходов и наиболее предпочтительно в 100% пластинчато-ребристых проходов.Feature 10. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-8, wherein adjacent parallel rows of perforations are shifted so that the position of the parallel rows of perforations on the ribs of the bent ribbed sheet is accurately repeated at least once every 10 wavelengths of the ribs and more preferably at least once every 5 wavelengths of the ribs in at least 50% of the plate-fin passages of the heat exchanger containing such perforated ribs, more preferably at least 80% of the plate-fin rib moves and most preferably 100% plate-fin passages.

Особенность 11. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-10, в котором согнутый ребристый лист содержит поверхностную текстуру.Feature 11. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-10, wherein the folded ribbed sheet contains a surface texture.

Особенность 12. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-11, в котором высота ребра лежит в диапазоне 0,25 дюйма - 1 дюйм (0,635 сантиметра - 2,54 сантиметра), более предпочтительно в диапазоне 0,4 дюйма - 0,75 дюйма (1,016 сантиметра - 1,905 сантиметра) и наиболее предпочтительно в диапазоне 0,5 дюйма - 0,6 дюйма (1,27 сантиметра - 1,524 сантиметра).Feature 12. A plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 11, wherein the rib height is in the range of 0.25 inches to 1 inch (0.635 centimeters to 2.54 centimeters), more preferably in the range of 0.4 inches to 0, 75 inches (1.016 centimeters - 1.905 centimeters) and most preferably in the range of 0.5 inches - 0.6 inches (1.27 centimeters - 1.524 centimeters).

Особенность 13. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-12, в котором согнутый ребристый лист представляет собой ребро проходной теплопередачи или ребро распределителя.Feature 13. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1-12, wherein the bent ribbed sheet is a heat transfer rib or distributor rib.

Особенность 14. Пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-13, в котором пластинчато-ребристые проходы выполнены с возможностью принятия потока текучей среды, и в котором поток текучей среды подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80%, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90%, и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины пластинчато-ребристых проходов.Feature 14. The plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 13, wherein the plate-fin passages are adapted to receive a fluid stream, and in which the fluid stream undergoes heat transfer without phase change for at least 80%, more preferably over at least 90%, and most preferably over 100% of the length of the plate-ribbed passages.

Особенность 15. Процесс теплообмена между по меньшей мере двумя потоками в пластинчато-ребристом теплообменнике, сконструированном по любой из Особенностей 1-13, в котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов, и в котором Число Рейнольдса по меньшей мере одного потока лежит в диапазоне 800-100000 и более предпочтительно в диапазоне 1000-10000.Feature 15. The heat exchange process between at least two streams in a plate-fin heat exchanger designed in accordance with any one of Features 1 to 13, wherein at least one stream undergoes heat transfer without phase change over at least 80% of the length of the plate-fin passages and in which the Reynolds number of the at least one stream lies in the range of 800-100000, and more preferably in the range of 1000-10000.

Особенность 16. Процесс отделения азота, кислорода и/или аргона из воздуха посредством криогенной дистилляции, который использует пластинчато-ребристый теплообменник по любой из Особенностей 1-13, в котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90% длины пластинчато-ребристых проходов, и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины пластинчато-ребристых проходов.Feature 16. The process of separating nitrogen, oxygen and / or argon from air through cryogenic distillation, which uses a plate-fin heat exchanger according to any one of Features 1 to 13, in which at least one stream undergoes heat transfer without phase change for at least 80 % of the length of the plate-ribbed passages, more preferably over at least 90% of the length of the plate-ribbed passages, and most preferably over 100% of the length of the plate-ribbed passages.

Особенность 17. Способ изготовления пластинчато-ребристого теплообменника, который содержит этапы:Feature 17. A method of manufacturing a plate-fin heat exchanger, which contains the steps:

(a) предусмотрения по меньшей мере одного перфорированного листа, причем по меньшей мере один перфорированный лист содержит множество перфораций, расположенных в параллельных рядах, причем такие параллельные ряды перфораций на перфорированном листе содержат первое расстояние (S1) между параллельными рядами перфораций, второе расстояние (S2) между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций, третье расстояние (или сдвиг) (S3) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций, и диаметр (D) перфорации, причем отношение (S1/D) первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации находится в диапазоне 0,75-2,0;(a) providing at least one perforated sheet, wherein at least one perforated sheet comprises a plurality of perforations arranged in parallel rows, such parallel rows of perforations on the perforated sheet comprising a first distance (S1) between parallel rows of perforations, a second distance (S2 ) between consecutive perforations in a parallel row of perforations, the third distance (or shift) (S3) between perforations in adjacent parallel rows of perforations, and the diameter (D) of the perforations, with the ratio (S1 / D) of the first distance between parallel rows of perforations to the diameter of the perforation is in the range of 0.75-2.0;

(b) сгибания по меньшей мере одного перфорированного листа в ребра для образования согнутого перфорированного листа так, чтобы угол между ребрами и параллельными рядами перфораций был меньше или равен пяти градусам (≤5°);(b) bending at least one perforated sheet into ribs to form a bent perforated sheet so that the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °);

(c) расположения первого бокового бруса рядом с первой стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго бокового бруса рядом со второй стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого ребра распределителя рядом с первым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго ребра распределителя рядом со вторым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого концевого бруса рядом с первым ребром распределителя, и второго концевого бруса рядом со вторым ребром распределителя для образования предварительного пластинчато-ребристого прохода;(c) the location of the first side beam near the first side of at least one bent perforated sheet, the second side beam near the second side of at least one bent perforated sheet, the first edge of the distributor near the first end of at least one bent perforated sheet, the second ribs of the distributor near the second end of at least one bent perforated sheet, the first end beam next to the first rib of the distributor, and the second end beam next to the second rib of the distributor for the formation of a preliminary plate-ribbed passage;

(d) размещения предварительного пластинчато-ребристого прохода с этапа (c) между первым разделительным листом и вторым разделительным листом для образования таким образом пластинчато-ребристого прохода между ними;(d) placing a preliminary lamellar-ribbed passage from step (c) between the first dividing sheet and the second dividing sheet to thereby form a lamellar-ribbed passage between them;

(e) объединения пластинчато-ребристого прохода с этапа (d) с другими пластинчато-ребристыми проходами для образования пластинчато-ребристого теплообменника; и(e) combining the plate-fin passage from step (d) with other plate-fin passages to form a plate-fin heat exchanger; and

(f) пайки пластинчато-ребристого теплообменника.(f) brazing a plate fin heat exchanger.

Особенность 18. Способ изготовления пластинчато-ребристого теплообменника по Особенности 17, дополнительно содержащий нанесение поверхностной текстуры на по меньшей мере один перфорированный лист перед сгибанием по меньшей мере одного перфорированного листа на этапе (b).Feature 18. A method of manufacturing a plate-fin heat exchanger according to Feature 17, further comprising applying a surface texture to at least one perforated sheet before folding at least one perforated sheet in step (b).

Следовательно, заявленное изобретение не должно быть ограничено каким-либо единственным вариантом осуществления или особенностью, а, наоборот, должно быть истолковано в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.Therefore, the claimed invention should not be limited to any single embodiment or feature, but rather should be construed within the spirit and scope of the attached claims.

Claims (18)

1. Пластинчато-ребристый теплообменник, содержащий:
согнутый ребристый лист, содержащий ребра, имеющие высоту, ширину и длину, причем согнутый ребристый лист расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом; и
первый боковой брус и второй боковой брус, причем первый боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом с первой стороной согнутого ребристого листа, и причем второй боковой брус расположен между первым разделительным листом и вторым разделительным листом и рядом со второй стороной согнутого ребристого листа, посредством этого образуя по меньшей мере часть пластинчато-ребристого прохода;
причем ребристый лист содержит множество перфораций, причем такое множество перфораций расположено на ребристом листе в параллельных рядах, когда такой ребристый лист находится в несогнутом состоянии, причем такие параллельные ряды перфораций на ребристом листе содержат первое расстояние между параллельными рядами перфораций (S1), второе расстояние между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций (S2), третье расстояние (или сдвиг) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций (S3), и диаметр (D) перфорации, причем отношение первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации (S1/D) находится в диапазоне 0,75-2,0, и причем угол между ребрами и параллельными рядами перфораций меньше или равен пяти градусам (≤5°).
1. A plate-fin heat exchanger containing:
a folded ribbed sheet comprising ribs having a height, width and length, wherein the folded ribbed sheet is located between the first dividing sheet and the second dividing sheet; and
a first side beam and a second side beam, wherein the first side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the first side of the bent ribbed sheet, and the second side beam is located between the first separation sheet and the second separation sheet and next to the second side of the bent ribbed sheet, thereby forming at least a portion of the plate-ribbed passage;
moreover, the ribbed sheet contains many perforations, and such many perforations are located on the ribbed sheet in parallel rows, when such a ribbed sheet is in an unbent state, and such parallel rows of perforations on the ribbed sheet contain a first distance between parallel rows of perforations (S1), the second distance between consecutive perforations in a parallel row of perforations (S2), the third distance (or shift) between perforations in adjacent parallel rows of perforations (S3), and the diameter (D) of the perforations, moreover, the ratio of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations (S1 / D) is in the range of 0.75-2.0, and the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °).
2. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором угол между ребрами и параллельными рядами перфораций равен нулю градусов (0°).2. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the angle between the ribs and parallel rows of perforations is zero degrees (0 °). 3. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором отношение первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации (S1/D) лежит в диапазоне 0,75-1,0.3. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the ratio of the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations (S1 / D) lies in the range of 0.75-1.0. 4. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором отношение третьего расстояния (или сдвига) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций (S3) и второго расстояния между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций (S2) лежит в диапазоне 0,25-0,75.4. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the ratio of the third distance (or shear) between the perforations in adjacent parallel rows of perforations (S3) and the second distance between successive perforations in a parallel row of perforations (S2) lies in the range 0.25- 0.75. 5. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором 5-25% площади согнутого ребристого листа в несогнутом состоянии занято перфорациями.5. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which 5-25% of the area of the bent ribbed sheet in an unbent state is occupied by perforations. 6. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором диаметр (D) перфорации лежит в диапазоне 1 мм - 4 мм.6. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the diameter (D) of the perforation lies in the range of 1 mm to 4 mm 7. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором перфорации являются круглыми.7. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, wherein the perforations are circular. 8. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором перфорации имеют форму эллипсов, прямоугольников или параллелограммов.8. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the perforations are in the form of ellipses, rectangles or parallelograms. 9. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором смежные параллельные ряды перфораций сдвинуты попеременно так, что положение параллельных рядов перфораций повторяется каждый второй ряд перфораций.9. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which adjacent parallel rows of perforations are shifted alternately so that the position of the parallel rows of perforations is repeated every second row of perforations. 10. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором смежные параллельные ряды перфораций сдвинуты так, что положение параллельных рядов перфораций на ребрах согнутого ребристого листа точно повторяется по меньшей мере один раз каждые 10 длин волны ребра и более предпочтительно по меньшей мере один раз каждые 5 длин волны ребра, по меньшей мере в 50% пластинчато-ребристых проходов теплообменника, содержащих такие перфорированные ребра, более предпочтительно по меньшей мере в 80% пластинчато-ребристых проходов и наиболее предпочтительно в 100% пластинчато-ребристых проходов.10. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, wherein the adjacent parallel rows of perforations are shifted so that the position of the parallel rows of perforations on the ribs of the bent ribbed sheet is precisely repeated at least once every 10 wavelengths of the ribs and more preferably at least once every 5 wavelengths of the ribs in at least 50% of the plate-ribbed passages of the heat exchanger containing such perforated ribs, more preferably in at least 80% of the plate-ribbed passages and most preferably in 100% lamellar-ribbed passages. 11. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором согнутый ребристый лист содержит поверхностную текстуру.11. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the bent ribbed sheet contains a surface texture. 12. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором высота ребра лежит в диапазоне 0,25 дюйма - 1 дюйм, более предпочтительно в диапазоне 0,4 дюйма - 0,75 дюйма и наиболее предпочтительно в диапазоне 0,5 дюйма - 0,6 дюйма.12. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, wherein the fin height is in the range of 0.25 inches to 1 inch, more preferably in the range of 0.4 inches to 0.75 inches, and most preferably in the range of 0.5 inches to 0 , 6 inches. 13. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором согнутый ребристый лист представляет собой ребро проходной теплопередачи или ребро распределителя.13. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which the bent ribbed sheet is a heat transfer rib or distributor rib. 14. Пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором пластинчато-ребристые проходы выполнены с возможностью принятия потока текучей среды, и причем поток текучей среды подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80%, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90% и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины пластинчато-ребристых проходов.14. The plate-fin heat exchanger according to claim 1, wherein the plate-fin passages are adapted to receive a fluid stream, and wherein the fluid stream undergoes heat transfer without phase change for at least 80%, more preferably for at least 90% and most preferably over 100% of the length of the plate-ribbed passages. 15. Способ теплообмена между по меньшей мере двумя потоками в пластинчато-ребристом теплообменнике, сконструированном по п.1, при котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов и при котором Число Рейнольдса по меньшей мере одного потока лежит в диапазоне 800-100000 и более предпочтительно в диапазоне 1000-10000.15. The method of heat transfer between at least two streams in a plate-fin heat exchanger, designed according to claim 1, in which at least one stream is subjected to heat transfer without phase change for at least 80% of the length of the plate-fin passages and in which the Number The Reynolds of at least one stream lies in the range of 800-100000, and more preferably in the range of 1000-10000. 16. Способ отделения азота, кислорода и/или аргона из воздуха посредством криогенной дистилляции, который использует пластинчато-ребристый теплообменник по п.1, в котором по меньшей мере один поток подвергается теплопередаче без изменения фазы на протяжении по меньшей мере 80% длины пластинчато-ребристых проходов, более предпочтительно на протяжении по меньшей мере 90% длины пластинчато-ребристых проходов и наиболее предпочтительно на протяжении 100% длины пластинчато-ребристых проходов.16. The method of separating nitrogen, oxygen and / or argon from air by cryogenic distillation, which uses a plate-fin heat exchanger according to claim 1, in which at least one stream undergoes heat transfer without phase change for at least 80% of the length of the plate ribbed passages, more preferably over at least 90% of the length of the plate-ribbed passages, and most preferably over 100% of the length of the plate-ribbed passages. 17. Способ изготовления пластинчато-ребристого теплообменника, который содержит этапы:
(a) обеспечения по меньшей мере одного перфорированного листа, причем по меньшей мере один перфорированный лист содержит множество перфораций, расположенных в параллельных рядах, причем такие параллельные ряды перфораций на перфорированном листе содержат первое расстояние между параллельными рядами перфораций (S1), второе расстояние между последовательными перфорациями в параллельном ряду перфораций (S2), третье расстояние (или сдвиг) между перфорациями в смежных параллельных рядах перфораций (S3), и диаметр (D) перфорации, причем отношение первого расстояния между параллельными рядами перфораций к диаметру перфорации (S1/D) находится в диапазоне 0,75-2,0;
(b) сгибания упомянутого по меньшей мере одного перфорированного листа в ребра для образования согнутого перфорированного листа так, чтобы угол между ребрами и параллельными рядами перфораций был меньше или равен пяти градусам (≤5°);
(c) расположения первого бокового бруса рядом с первой стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго бокового бруса рядом со второй стороной по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого ребра распределителя рядом с первым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, второго ребра распределителя рядом со вторым концом по меньшей мере одного согнутого перфорированного листа, первого концевого бруса рядом с первым ребром распределителя и второго концевого бруса рядом со вторым ребром распределителя для образования предварительного пластинчато-ребристого прохода;
(d) размещения предварительного пластинчато-ребристого прохода с этапа (c) между первым разделительным листом и вторым разделительным листом для образования таким образом пластинчато-ребристого прохода между ними;
(e) объединения пластинчато-ребристого прохода с этапа (d) с другими пластинчато-ребристыми проходами для образования пластинчато-ребристого теплообменника; и
(f) пайки пластинчато-ребристого теплообменника.
17. A method of manufacturing a plate-fin heat exchanger, which contains the steps:
(a) providing at least one perforated sheet, the at least one perforated sheet comprising a plurality of perforations arranged in parallel rows, such parallel rows of perforations on the perforated sheet containing a first distance between parallel rows of perforations (S1), a second distance between consecutive perforations in a parallel row of perforations (S2), the third distance (or shift) between perforations in adjacent parallel rows of perforations (S3), and the diameter (D) of the perforations, and the ratio the first distance between the parallel rows of perforations to the diameter of the perforations (S1 / D) is in the range of 0.75-2.0;
(b) bending said at least one perforated sheet into ribs to form a bent perforated sheet so that the angle between the ribs and parallel rows of perforations is less than or equal to five degrees (≤5 °);
(c) the location of the first side beam near the first side of at least one bent perforated sheet, the second side beam near the second side of at least one bent perforated sheet, the first edge of the distributor near the first end of at least one bent perforated sheet, the second ribs of the distributor near the second end of at least one bent perforated sheet, the first end beam next to the first rib of the distributor and the second end beam next to torym rib spreader to form a preliminary plate fin passage;
(d) placing a preliminary lamellar-ribbed passage from step (c) between the first dividing sheet and the second dividing sheet to thereby form a lamellar-ribbed passage between them;
(e) combining the plate-fin passage from step (d) with other plate-fin passages to form a plate-fin heat exchanger; and
(f) brazing a plate fin heat exchanger.
18. Способ изготовления пластинчато-ребристого теплообменника по п.17, дополнительно содержащий нанесение поверхностной текстуры на по меньшей мере один перфорированный лист перед сгибанием по меньшей мере одного перфорированного листа на этапе (b). 18. A method of manufacturing a plate-fin heat exchanger according to 17, further comprising applying a surface texture to at least one perforated sheet before folding at least one perforated sheet in step (b).
RU2013119611/06A 2010-09-29 2010-09-29 Perforated fins of heat exchanger RU2528235C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2010/050685 WO2012044288A1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Heat exchanger perforated fins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2528235C1 true RU2528235C1 (en) 2014-09-10

Family

ID=44275928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119611/06A RU2528235C1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Perforated fins of heat exchanger

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130167584A1 (en)
EP (1) EP2622298A1 (en)
JP (1) JP5715259B2 (en)
KR (1) KR101431998B1 (en)
CN (1) CN103119388B (en)
RU (1) RU2528235C1 (en)
SG (1) SG188403A1 (en)
TW (1) TWI463104B (en)
WO (1) WO2012044288A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204759A3 (en) * 2019-04-03 2020-11-26 Zolnikov Aleksander Nikolaevich Membrane heat exchanger

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9140396B2 (en) 2013-03-15 2015-09-22 Water-Gen Ltd. Dehumidification apparatus
CN103267436A (en) * 2013-05-29 2013-08-28 浙江大学 Plate-fin crotch structure heat exchange device for enhancing heat transfer
EP2886448B1 (en) * 2013-12-20 2017-03-08 Airbus Operations GmbH A load bearing element and a method for manufacturing a load bearing element
CN103697736A (en) * 2013-12-27 2014-04-02 无锡佳龙换热器制造有限公司 Efficient fin
CN103712503A (en) * 2013-12-27 2014-04-09 无锡佳龙换热器制造有限公司 High-efficiency fin
CN104110996A (en) * 2014-07-28 2014-10-22 北京市燃气集团有限责任公司 Mixed type fin for plate-fin heat exchanger
CN104534904A (en) * 2014-11-13 2015-04-22 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 Sawtooth-shaped louver fin type plate fin heat exchanger
KR101644812B1 (en) * 2014-12-15 2016-08-03 한국에너지기술연구원 Plate type heat exchanger with cutted plate
CN113446879A (en) 2015-10-08 2021-09-28 林德股份公司 Fin for plate heat exchanger and manufacturing method thereof
CN105806136B (en) * 2016-05-10 2019-05-07 广东工业大学 A kind of fin and a kind of plate-fin heat exchanger
CN106288888B (en) * 2016-08-02 2018-06-26 中国石油大学(华东) A kind of spiral lamina fin type heat exchanger and preparation method thereof
CN106643264B (en) * 2016-12-27 2018-09-07 南昌工程学院 A kind of Round Porous cartridge type whirlpool fin
IL255877B (en) * 2017-11-23 2019-12-31 Dulberg Sharon Device for extraction of water from air, and dehumidifying with high energy efficiency and methods for manufacturing thereof
US11454448B2 (en) 2017-11-27 2022-09-27 Dana Canada Corporation Enhanced heat transfer surface
US10845132B2 (en) * 2018-11-05 2020-11-24 Hamilton Sundstrand Corporation Additively manufactured fin slots for thermal growth
KR102274141B1 (en) * 2019-06-17 2021-07-08 이성구 An electric boiler
IL271135B (en) * 2019-12-03 2022-05-01 Watergen Ltd Device for extraction of water from air and dehumidifying with high energy efficiency and methods for manufacturing thereof
CN111156633B (en) * 2020-02-12 2024-02-20 南通市第一人民医院 Fresh air system for cleaning and application method thereof
US11774189B2 (en) * 2020-09-29 2023-10-03 Air Products And Chemicals, Inc. Heat exchanger, hardway fin arrangement for a heat exchanger, and methods relating to same
CN114264185A (en) * 2021-11-09 2022-04-01 河北宇天材料科技有限公司 Intensive micropore heat exchanger fin

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5031693A (en) * 1990-10-31 1991-07-16 Sundstrand Corporation Jet impingement plate fin heat exchanger
SU1740948A1 (en) * 1989-10-02 1992-06-15 Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября Heat exchanger
RU2055295C1 (en) * 1993-11-16 1996-02-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Митра" Heat-exchanger
RU8101U1 (en) * 1997-09-30 1998-10-16 Общество с ограниченной ответственностью "Фактор" HEAT EXCHANGER

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB574949A (en) * 1943-11-18 1946-01-28 James Frank Belaieff Improvements in or relating to plate heat exchange apparatus
WO1987002761A1 (en) * 1985-10-14 1987-05-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat exchanger
FR2649192A1 (en) * 1989-06-30 1991-01-04 Inst Francais Du Petrole METHOD AND DEVICE FOR SIMULTANEOUS TRANSFER OF MATERIAL AND HEAT
JPH0534082A (en) * 1991-07-29 1993-02-09 Nippon Sanso Kk Condensor/evaporator
US5529120A (en) * 1994-02-01 1996-06-25 Hubbell Incorporated Heat exchanger for electrical cabinet or the like
US5438836A (en) * 1994-08-05 1995-08-08 Praxair Technology, Inc. Downflow plate and fin heat exchanger for cryogenic rectification
US5603376A (en) * 1994-08-31 1997-02-18 Fujitsu Network Communications, Inc. Heat exchanger for electronics cabinet
CA2268999C (en) * 1998-04-20 2002-11-19 Air Products And Chemicals, Inc. Optimum fin designs for downflow reboilers
JP3721946B2 (en) 2000-05-30 2005-11-30 日産自動車株式会社 Carbon monoxide removal equipment
FR2811248B1 (en) * 2000-07-04 2002-10-11 Nordon Cryogenie Snc METHOD FOR MANUFACTURING A CORRUGATED VANE FOR A PLATE HEAT EXCHANGER AND DEVICE FOR CARRYING OUT SUCH A PROCESS
US6834515B2 (en) * 2002-09-13 2004-12-28 Air Products And Chemicals, Inc. Plate-fin exchangers with textured surfaces
US20090260789A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-22 Dana Canada Corporation Heat exchanger with expanded metal turbulizer
US9780421B2 (en) * 2010-02-02 2017-10-03 Dana Canada Corporation Conformal heat exchanger for battery cell stack

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1740948A1 (en) * 1989-10-02 1992-06-15 Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября Heat exchanger
US5031693A (en) * 1990-10-31 1991-07-16 Sundstrand Corporation Jet impingement plate fin heat exchanger
RU2055295C1 (en) * 1993-11-16 1996-02-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Митра" Heat-exchanger
RU8101U1 (en) * 1997-09-30 1998-10-16 Общество с ограниченной ответственностью "Фактор" HEAT EXCHANGER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204759A3 (en) * 2019-04-03 2020-11-26 Zolnikov Aleksander Nikolaevich Membrane heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130061755A (en) 2013-06-11
JP5715259B2 (en) 2015-05-07
CN103119388A (en) 2013-05-22
EP2622298A1 (en) 2013-08-07
CN103119388B (en) 2016-08-03
US20130167584A1 (en) 2013-07-04
JP2013542394A (en) 2013-11-21
TWI463104B (en) 2014-12-01
KR101431998B1 (en) 2014-09-22
WO2012044288A1 (en) 2012-04-05
SG188403A1 (en) 2013-04-30
TW201213761A (en) 2012-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528235C1 (en) Perforated fins of heat exchanger
CA2050281C (en) Heat exchangers
US7040386B2 (en) Heat exchanger
US7059397B2 (en) Heat exchanger with brazed plates
JP4409293B2 (en) Heat exchange fin and method of manufacturing the same
JP2008545946A (en) Plate heat exchanger having an exchange structure forming several channels in the passage
US20080047696A1 (en) Heat transfer surfaces with flanged apertures
AU2009206163A1 (en) Heat exchanger having winding micro-channels
US20160084589A1 (en) Heat Exchanger Perforated Fins
US20190376749A1 (en) Heat-exchanging plate, and plate heat exchanger using same
US20020029871A1 (en) Heat exchanger block
US20090260789A1 (en) Heat exchanger with expanded metal turbulizer
JP4412955B2 (en) Fins for plate heat exchanger, method for manufacturing fins, and plate heat exchanger having fins
KR100414852B1 (en) Refrigerant distributor for heat exchanger
CA2222716A1 (en) Plate-type heat exchanger with distribution zone
CN116907262A (en) Heat exchange assembly and plate-fin heat exchanger
EP3816566B1 (en) Heat transport device and method for manufacturing same
US11187470B2 (en) Plate fin crossflow heat exchanger
US6065533A (en) Flat tube heat exchanger
US20220011052A1 (en) Method for manufacturing a heat exchanger comprising a zone to be supported and heat exchanger manufactured using such a method
CA2557422A1 (en) Heat transfer surfaces with flanged apertures
CN220454380U (en) Heat exchange assembly and plate-fin heat exchanger
CN114993079A (en) Design method of printing plate type micro-channel heat exchanger and micro-channel heat exchanger
DE102022122518A1 (en) Heat exchanger
CN113720176A (en) Micro-channel heat exchanger with secondary fins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170930