200530553 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種熱交換板，該熱交換板由 成，並與其他板在對齊狀態下結合形成一個 發明特別是關於不論流動系統如何，可使熱 其他板結合使用時，沿著該熱交換板的相對 平穩流動，以進行有效地熱交換的熱交換板 動糸統諸如：熱交換流體互相平行流動的平 熱交換體互相在相反方向流動的反向流動系 體沿互相垂直方向流動的交叉流動系統。另 關於由此種熱交換板和其他板結合構成之熱 【先前技術】 如果需要使用在高溫流體和低溫流體之間 的熱交換器，以提高傳熱係數，增強熱交換 常廣泛使用的是平板式熱交換器。此種平板 結構是多塊平板，即具有平板形狀的傳熱件 的間隔彼此平行放置，形成由各自的平板隔 溫流體和低溫流體交替地在上述通道中流動 的平板進行熱交換。日本臨時專利公報S 5 3 -了此一傳統的平板式熱交換器的一個例子。 在傳統的平板式熱交換器中，由彈性材料 片件放置在相鄰的二塊板之間，使它們之間 界定流體通道。然而，在該平板之間流動的 高壓可使該密封墊片件變形，因而無法保證 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/93 139993 金屬薄板構 熱交換器；本 交換流體在與 的表面緩慢地 ，其中通常流 行流動系統、 統和熱交換流 外，本發明亦 交換單元。 進行熱交換 的有效性，通 式熱交換器的 ，以預先確定 開的通道。高 ，通過該各自 -5 6 7 4 8號說明 製成的密封墊 的距離固定並 熱交換流體的 很好地隔開流 6 200530553 體，或導致 能有效地進 實，傳統的 能承受的壓 近來提出 放置的金屬 裝配成一個 熱交換流體 號作為本發 元，其中， 的周邊，除 有一個開口 如上述專 換單元）的 圖案，利用 傳熱性能最 中使用的熱 統或交叉流 動系統、反 具有最佳的 最佳的不規 條件發生的 率降低並增 的流動系統 平板之間不 行熱交換， 熱交換器涉 力範圍内使 一種熱交換 薄板的末端 單一單元， 通道的間隔 明者的發明 金屬薄板互 了一側以外 ，且該開口 利公報所述 結構是，每 此種圖案可 佳。在大多 交換流體具 動系統的關 向流動系統 不規則圖案 則圖案的平 變化，會使 加壓力損失 ，且只對此 適宜的距離 因此，會產 及一個問題 用熱交換流 器，其結構 ，利用焊接 在各自的平 。曰本臨時 的一個例子 相平行對齊 ，焊接成一 由一塊端板 ，上述傳統 一塊平板具 使各自的熱 數情況下， 有基於平行 係。傳統的 和交叉流動 。當具有只 板用在不同 傳熱性能劣 。因此，需 種流動乐統 變化。在此 生問題。考 ，即只能在 體。 是將以預先 連接在一起 板的相對二 專利公報2 ，說明一種 ，彼此隔開 個聯合體， 封閉。 的熱交換器 有不規則形 交換流體流 在使用平板 流動系統、 熱交換平板 系統中的任 對原來使用 的流動系統 化，因此導 要使用具有 為最適化的 情況下，不 慮到該些事 密封墊片件 確定的間隔 ，以將平板 側形成作為 003-194490 熱交換單 ’該些平板 該聯合體具 (即，熱交 狀和配置之 動方向上的 的熱交換器 反向流動系 只對平行流 何一種系統 的流動系統 中時，流動 致熱交換效 對原來使用 不規則圖案 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 7 200530553 的平板。 另外，在傳統的平板式熱交換器中，熱交換流體從一個 狹窄的入口進入熱交換器，在平板寬大的平面上發散延伸 進行流動，然後匯聚至一個狹窄的出口 。為了將流體引入 該平板的每一個區域上，每一塊板有三種不規則的圖案， 即：流入的發散區域、主要傳熱區域和流出冷凝區域。然 而，一般重點是放在流體的導向性能上的具有不規則圖案 的流入發散區域和流出冷凝區域未提供充足的傳熱性能。 由於該些區域不能提供良好的傳熱性能，結果，用在熱交 換器中的有效區域，相對於平板的總區域相當小，造成佔 有空間的浪費和成本提高。 【發明内容】 本發明是為了解決上述問題而提出的，其目的是要提供 一種熱交換板，在該板的表面上適當地形成不規則的圖 案，在流動系統中使用時具有適應性，可保證相對於流體 良好的傳熱性能由此提供良好的傳熱性質，以及一種熱交 換單元，該熱交換單元將此種熱交換板和其他板結合，以 提供確定的傳熱性質。 為了達到上述目的，本發明的第一態樣的熱交換板，包 括具有預先確定的不規則圖案的金屬板件，所述板件與至 少一個另一塊板件結合，互相平行構成熱交換器，該熱交 換器可在與所述金屬板件的一個表面接觸的一種熱交換流 體和與所述金屬板件的另一個表面接觸的另一種熱交換流 體之間進行熱交換；所述金屬板件包括： 8 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 多個主突出部分，形成在所述板件的一個表面上，每一 個所述主突出部分具有四角形稜錐狀體和四角形截稜錐狀 體中的任何一種形狀，它帶有頂部、第一對相對的側表面 和第二對相對的側表面；所述第一對相對的側表面在第一 方向上彼此面對，而第二對相對的側表面在與所述第一方 向垂直的第二方向上彼此面對；所述主突出部分在第一方 向和第二方向上以一個預先確定的距離對齊，使得一個主 突出部分的第一對相對的表面和第二對相對的表面面對相 鄰的突出部分的相應的相對表面；及 多個中間突出部分，形成在所述板件上相鄰的兩個主突 出部分之間，每一個所述的中間突出部分具有相對的腳部 分和在所述腳部分之間的一個頭部隆起部分；每一個所述 腳部分位於相鄰的兩個主突出部分的脊線彼此相交的最低 位置；而所述頭部隆起部分位於比所述腳部分高且比每一 個主突出部分的所述頂部低的高度上，形成一個彎曲的頂 蓋形狀；所述中間突出部分和所述主突出部分形成所述的 預先確定的不規則圖案。 根據本發明的第一態樣，該熱交換板由具有不規則圖案 的金屬板件構成，該圖案包含設在該板件上的包括主突出 部分和中間突出部分。將此種熱交換板與其他的熱交換板 結合，使該些板在相同的側面互相面對，而該板的主突出 部分的頂部與另一塊板的主突出部分的相應頂部接觸，或 使該些板在相同的另一側互相相對，板的兩個相鄰的中間 突出部分之間突出部分與另一塊板的相應的凸起部分接 9 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 觸，在相鄰的二塊板之間形成一個間隙。上述間隙的尺寸 與該板的不規則圖案相對應。在該圖案中，相同的不規則 圖案的一個單元在互相垂直的兩個方向上重複，形成在上 述兩個方向上延伸的線性通道，使該通道成直角彼此交 叉。更具體地說，在該方向上延伸的每一個線性通道包括 在相同方向上交替地設置的擴大區域和喉部區域；另一方 面，在與上述方向垂直的方向上延伸的線性通道同樣包括 在相同的垂直方向上交替地設置的擴大區域和喉部區域。 不論熱交換流體的流動糸統如何’即平行流動糸統、反向 流動系統和交叉流動系統中的任何一種，使用如此裝配的 板可使熱交換流體流動方向與線性通道一致或者與其垂 直，可以對熱交換流體賦予大致相同的特性。結果，甚至 當熱交換流體以任何方式在其流動方向上以任何方式結合 日夺，都可在低壓力損失下進行平穩的傳熱，進行有效的熱 交換，從而使熱交換器的設計自由度高，在一般使用中性 能優越。另外，不論熱交換流體的流動方向如何，熱交換 流體可以自由地沿著該板在上述兩個方向上流動，並且可 得到固定的傳熱性質。因此，可使熱交換流體在該板的整 個區域上散佈，使該整個區域作為有效傳熱區域，因此可 明顯增加單位面積的傳熱量，達到高的性能。另夕卜，使該 板的突出部分與另一塊板的相應的突出部分接觸，可以明 顯改善裝配的板的強度，因此即使在熱交換流體之間有大 的壓力差時，也可使相鄰二塊板之間的距離保持固定不 變，因此增強耐壓性質。 10 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 在本發明的第 的長方形和正方 脊線沿著所述側 延伸。 根據本發明的 與該板件的側邊 種不規則圖案的 一致，可在中間 中每一個這種區 果，導入結合板 散開和匯合，在 交換流體在熱交 流體之間的傳熱 為了達到上述 括：一種熱交換 板件，所述板與 熱交換器，該熱 觸的一種熱交換 的另一種熱交換 多個突出部分 所述主突出部分 稜錐狀體中的任 的距離對齊，使 線，和 二態樣中，所述板件 形中的任何一種，所 邊緣與所述板件的所 第二態樣，該板件具 緣平行或垂直的不規 板，使板的側邊緣與 突出部分和腳部分之 域相對於水平或垂直 中的熱女換流體在傾 板的每一個區域上擴 換板的整個區域上擴 和改善熱交換速率。 目的，本發明的第三 板，由具有預先確定 至少一個另一塊板件 交換器可在與所述金 流體和與所述金屬板 流體之間進行熱交換 ，在所述板件的一個 具有帶脊線的四角形 何一種形狀，所述突 得平行平面包括所述 的形狀為帶有側邊緣 述主突出部分的所述 述側邊緣平行或垂直 有主突出部分的脊線 則圖案。放置具有此 水平方向或垂直方向 間形成一些區域，其 方向傾斜延伸。結 斜方向流動，並重複 散。因此，可以使熱 散，有助於在熱交換 態樣的熱交換板包 的不規則圖案的金屬 結合，互相平行構成 屬板件的一個表面接 件的另一個表面接觸 ;所述金屬板件包括： 表面上形成，每一個 稜錐狀體和四角形戴 出部以一個預先確定 突出部分的所述脊 11 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 多個凹下部分，在所述板 形成，藉由使所述板件在與 反的方向上變形，每一個所 突出部分相同；在所述板件 述凹下部分形成所述預先確 板件的另一個表面上形成與 似的不規則圖案。 根據本發明的第三態樣， 的金屬板件構成，該圖案包 分和中間突出部分。將此種 合，使該些板在相同的側面 分的頂部與另一塊板的主突 間隙的尺寸與該板的不規則 同的不規則圖案的一個單元 複，形成在上述兩個方向上 直角彼此交叉。更具體地說 性通道包括在相同方向上交 域；另一方面，在與上述方 道同樣包括在相同的垂直方 喉部區域。不論熱交換流體 系統、反向流動系統和交叉 如此裝配的板可使熱交換流 或者與其垂直，可以對熱交 結果，甚至當熱交換流體以 件上的相鄰兩個突出部分之間 所述突出部分之突出的方向相 述凹下部分的形狀基本與所述 的表面上的所述突出部分和所 定的不規則圖案，以便在所述 所述預先確定的不規則圖案相 該熱交換板由具有不規則圖案 含設置在該板件上之主突出部 熱交換板與其他熱交換板結 互相面對，而該板的主突出部 出部分的相應頂部接觸。上述 圖案相對應，在該圖案中，相 在互相垂直的兩個方向上重 延伸的線性通道，使該通道成 ，在該方向上延伸的每一個線 替地設置的擴大區域和喉部區 向垂直的方向上延伸的線性通 向上交替地設置的擴大區域和 的流動系統如何，即平行流動 流動系統中的任何一種，使用 體流動方向與線性通道一致， 換流體賦予大致相同的特性。 任何方式在其流動方向上結合 12 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 時，都可在低壓力損失下進行平穩的傳熱，進行有效的熱 交換，從而使熱交換器的設計自由度高，在一般使用中性 能優越。另外，不論熱交換流體的流動方向如何，熱交換 流體可以自由地沿著該板在上述兩個方向上流動，並且可 得到固定的傳熱性質。因此，可使熱交換流體在該板的整 個區域上散佈，使該整個區域作為有效傳熱區域，如此可 明顯增加單位面積的傳熱量，達到高的性能。另外，使該 板的突出部分與另一塊板的相應的突出部分接觸，可以明 顯改善裝配的板的強度，因此即使在熱交換流體之間有大 的壓力差時，也可使相鄰二塊板之間的距離保持固定不 變，因此增強耐壓性質。 為了達到上述目的，本發明第四態樣的熱交換單元包含 根據本發明第一至三態樣的任何一個的第一組熱交換板。 每一個所述板的板件具有帶有側邊緣的長方形和正方形的 任何一種形狀，主突出部分或突出部分的脊線與該板件的 側邊緣平行或垂直，如此形成預先確定的不規則圖案。另 外還包含具有不同的預先確定的不規則圖案的第二組板。 所述不同的預先確定的不規則圖案基本上與所述第一組板 的所述預先確定的不規則圖案相同。但相對於它轉動大約 4 5度。所述第一組板和所述第二組板以變化的組合方式裝 配成一個單元。 根據本發明的第四態樣，兩種板，即第一組板和脊線在 與第一組板的脊線的延伸方向不同的方向上延伸的第二組 板以適當的組合方式裝配成一個單元，可提供二種的不同 13 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 的熱交換性質的板的結合性質。因此，藉由使用不同方式 將二種板組合，可以調整該單元總體結構的熱交換性質， 因此較容易得到所希望的熱交換性質。結果，根據熱交換 流體的種類、狀態和數量，以及熱交換器的實際使用，可 以提供一種性質最適化及熱·交換效率良好的熱交換器。 【實施方式】 (本發明的第一具體例） 現參照圖1至5 B詳細說·明本發明的第一具體例。圖1 為根據本發明的第一具體例的熱交換板的示意性結構圖。 圖2為根據本發明的第一具體例的熱交換板的基本結構的 放大平面圖。圖3A為沿著圖2中的A-A線所切的橫截面 圖，圖3B為沿著圖2的B-B線所切的橫截面圖；圖3C為 沿著圖2的C-C線所切的橫截面圖。圖4A為沿著圖2的 D - D線所切的橫截面圖，圖4 B為沿著圖2的E - E線所切的 橫戴面圖。圖5 A和5 B為說明在根據本發明的第一具體例 的一對結合的熱交換板之間形成的間隙以及在根據本發明 的第一具體例的另一對結合的熱交換板之間形成的其他間 隙的說明圖。 如圖1至圖5 B所示，根據本發明的第一具體例的熱交 換板1包含具有矩形形狀的一塊金屬板件。該板件具有通 過壓型（press forming)而形成的不規則圖案，其包含多 個在該板件的一個表面上形成的主突出部分2和多個在該 板件上相鄰的兩個主突出部分2之間形成的中間突出部分 3。每一個主突出部分2的形狀為帶有一個頂部、第一對相 14 3] 2XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 對的側表面和第二對相對的側表面的四角形稜錐狀體 第一對相對的側表面在第一方向上彼此面對。該第二 對的側表面在與第一方向垂直的第二方向上彼此面對 主突出部分在第一方向和第二方向上以一個預先確定 離對齊。使該一個主突出部分的該第一對相對的表面 二對相對表面面對相鄰的突出部分的相應的相對表面 一個中間突出部分3具有相對的腳部分3 a和放置在該 分3 a之間的一個頭部隆起3 b。每一個腳部分3 a位於 面的位置，在該位置相鄰的兩個主突出部分2的脊線 彼此相交。頭部隆起部分3b放置的高度比該腳部分3ί 並比每一個主突出部分2的頂部2 a低的高度以形成一 曲頂蓋形狀。該主突出部分2和中間突出部分3形成 確定的不規則圖案。 上述熱交換板1的結構為沿著四角形稜錐狀體的主 部分2的任意一條脊線2 b延伸的方向與矩形形狀的平 任一側面以4 5度角相交。本發明不是只限於此一結構 是主突出部分的脊線2b沿著它以所希望的角度與平相 側面相交的方向可形成所希望的不規則圖案。 上述的熱交換板1與具有相同結構的另一塊板結合 該些板在相同的側面上彼此相對；而該板1的主突出 2的頂部2 a與另一塊板的主突出部分2的相應頂部2 觸；或者使該些板在相同的另一側彼此面對，且該板 鄰兩個中間突出部分3之間的凸起部分與另一塊板的 的凸起部分接觸。此一組合在除了接觸部分以外的相 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 〇該 對相 〇該 的距 和第 〇 每 腳部 最下 2b i高， 個彎 預先 突出 板的 ，而 :的 〇使 部分 a接 的相 相應 鄰的 15 200530553 二塊板1之間形成熱交換流體可流動的間隙4，因此形成 一個熱交換器。在該熱交換器中，可在與板1的上表面接 觸的熱交換流體和與板1的下表面接觸的另一種熱交換流 體之間進行熱交換。 如上所述，當板互相結合時，該主突出部分2和中間突 出部分3伸入該間隙中，而高度比主突出部分2低的板1 的中間突出部分3與另一塊板1的相應的中間突出部分3 面對，彼此離開一個預先確定的距離。另外，位於最低的 高度的該板1的腳部分3a與另一塊板1的相應的腳部分 3 a面對以彼此隔開一個預先確定的較大的距離。在中間突 出部分3之間形成的區域和在該腳部分3 a之間形成的區域 交替地互相連通，形成網狀物形狀的線性通道。在此種線 性通道中，該腳部分3 a之間的區域形成比由中間突出部分 3之間的區域形成的孔大的孔，結果，相應的通道包括擴 張區域和縮小區域，它們交替地重複，沿直線延伸，並與 其他通道相交，以致於與它們連通（見圖5 A )。 在板的突出部分2、3的突出方向的相反側上，在高度 比主突出部分2的高度的小的相對的中間突出部分3之間 形成的空間區域，使在相對的主突出部分2之間形成的相 鄰區域彼此連通，以形成線性通道。在此種線性通道中， 在主突出部分2之間的區域形成比由中間突出部分3之間 的區域形成的孔大的孔。結果，相應的通道包括擴大區域 和縮小區域。它們交替地重複，在與主突出部分2對齊的 方向上直線地延伸，並與其他通道相交，以致於與它們連 16 3 12XP/發明說明書(補件)/94·04/93139993 200530553 通（見圖5B ) 下面說明使用根據本發明的第一具體例的熱交換板的 熱交換器的操作。在熱交換板1互相平行的結合裝配狀態 下，將熱交換流體導入相應的突出部分2、3伸入其中的間 隙4中並從間隙4排出，同時通過在與突出部分2、3突出 側相對的一側上的間隙5導入另一種熱交換流體，通過該 熱交換板1，將間隙5與間隙4隔開，在二種熱交換流體 之間進行熱交換。 在板之間形成的間隙4、5在與突出部分2、3的相應形 狀相對應，並在與突出部分2、3對齊的方向上呈直線地延 伸。即使當根據平行流動系統、反向流動系統和交叉流動 系統中的任何一種流動系統，將二種熱交換流體分別引入 間隙4、5中時，熱交換流體也可處在基本上相同的條件 下。因此可使熱交換流體分別平穩地通過間隙4、5進行有 效地熱交換。另外，熱交換流體通過具有擴大區域和喉部 區域交替地放置以相對於平板進行有效的熱交換的特殊形 式的通道，因此可改善流體之間的熱交換效率，並消除通 道中的壓力損失。 另外，藉由使該板的突出部分與另一塊板的相應的突出 部分接觸，可明顯地改善裝配板的強度，因此可使相鄰二 塊板之間的距離保持固定不變，從而可應付熱交換流體之 間存在大的壓力差的情況。 根據本發明的第一具體例的熱交換板1由矩形的金屬板 件構成，該金屬板件具有包括設置在該板件上的主突出部 17 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 分2和中間突出部分3的不規則的圖案。將此一熱交換板 1與其他熱交換板結合，使該些板在相同的側面互相面 對，且該板的突出部分2的頂部2a與另一塊板的主突出部 分的相應頂部接觸，或使該些板在相同的另一個側面彼此 面對，並使該板的兩個相鄰的中間突出部分之間的凸起部 分與另一塊板的相應的凸起部分接觸，可在相鄰的二塊板 之間形成間隙4。使另外的一塊板用同樣的方法與該些板 中的一塊結合，在它們之間形成另一個間隙5。上述間隙 4、5中的每一個尺寸與板的不規則圖案相對應，在該圖案 中，相同的不規則圖案的單元在互相垂直的兩個方向上重 複，形成在上述兩個方向上延伸的線性通道，使該通道彼 此成直角交叉。更具體地說，在該方向上延伸的每一個線 性通道包括在相同方向上交替地設置的擴大區域和喉部區 域；另一方面，在與上述方向垂直的方向上延伸的線性通 道同樣包括在相同的垂直方向上交替地設置的擴大區域和 喉部區域。不論在熱交換流體的流動系統如何，即平行流 動系統、反向流動系統和交叉流動系統中的任何一種，使 用如此裝配的板可使熱交換流體的工作狀態基本上相同， 結果，甚至當熱交換流體以任何方式在其流動方向上結合 時，都可在低壓力損失下進行平穩地傳熱，以進行有效的 熱交換，從而使熱交換器的設計自由度高，在一般使用中 性能優越。 本發明不只是限於上述的本發明的第一具體例中，其中 熱交換板通過焊接直接互相連接，形成熱交換器。本發明可 18 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 以用在傳統的平板式熱交換器中，其中平板在由彈性材料 構成的密封墊片放在該板之間的狀態下裝配成一個單元。 (本發明的第二具體例） 下面參照圖6和圖7詳細說明本發明的第二具體例。圖 6為根據本發明的第二具體例的熱交換板的示意性結構 圖。圖7為表示根據本發明的第二具體例的結合的熱交換 板的熱交換流體流動的說明圖。 如圖6和圖7所示，根據本發明的第二具體例的熱交換 板1 〇具有與上述本發明的第一具體例同樣的帶有主突出 部分1 1和中間突出部分1 2的不規則圖案。然而，根據第 二具體例的熱交換板1 0與第一具體例不同，主突出部分 1 1的脊線1 4與熱交換板1 0的側邊緣平行或垂直。 關於熱交換板的不規則圖案，主突出部分1 1和中間突 出部分1 2突出在間隙中，高度比主突出部分1 1低的板的 中間突出部分1 2與另一塊板1的相應的中間突出部分1 2 面對，彼此隔開一個預先確定的距離；並且位於最低高度 的板的相應的腳部分1 5與另一塊板的相應的腳部分1 5面 對，並與上述本發明的第一具體例一樣，彼此隔開一個預 先確定的較大的距離。 下面說明在根據本發明的第二具體例的熱交換板的相 應表面上流動的熱交換流體的工作狀態。在熱交換板裝配 成一個單元互相平行地放置的狀態下，不同種類的熱交換 流體分別在熱交換板1 0的相對的表面上流動，如同本發明 的第一具體例一樣，形成反向流動系統。然而，在突出部 19 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93丨39993 200530553 分1 1、1 2突出的板的上表面上，流體通道在突出部分1 1 和中間突出部分1 2沿著它交替地排列的兩個方向上傾斜 延伸。在每一個流體通道中具有中間高度的中間突出部分 1 2和具有最低高度的腳部分1 5交替地重複。熱交換流體 在上述流體通道中向下流動（如圖7中實線的空心箭頭所 示）。在與突出部分1 1、1 2的突出方向相對的板的下表面 一側上，由直接在該主突出部分1 1下面形成的凹下部分和 直接在中間突出部分1 2下面形成的其他凹下部分組合形 成傾斜延伸的其他流體通道，另一種熱交換流體在該些流 體通道中向上流動（如圖7中的虛線的空心箭頭所示）。每 一種熱交換流體傾斜地流動，同時重複散開和匯合，平穩 地在熱交換板1 0的每一個區域上擴散。結果，在不同種類 的熱交換流體之間，通過熱交換板1 0可進行有效的傳熱。
根據本發明的第二態樣的熱交換板的板件具有主突出 部分1 1的脊線與板1 0的側邊緣平行或垂直延伸的不規則 的圖案。放置具有此一不規則圖案的板1 0，使板的側邊緣 與水平方向或垂直方向一致，可在中間突出部分1 2和腳部 分1 5之間形成一些區域，其中每一個此種區域相對於水平 或垂直方向傾斜延伸。結果，導入結合板中的熱交換流體 在傾斜方向流動，並重複散開和匯合，在板1 0的每一個區 域上擴散。因此可以使熱交換流體在熱交換板1 0的整個區 域上擴散，便於在熱交換流體之間的傳熱和改善熱交換速 率D 根據本發明第一和第二具體例的熱交換板的結構為使 20 3 12XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553
用四角形稜錐狀體的主突出部分2、1 1，和高度比主 部分2、1 1低的、具有彎曲的頂蓋形狀的中間突出部： 1 2的結合的不規則圖案。本發明不是僅限於此一結檇 可以採用圖8至圖1 0 C所示的結構。此種結構中，該 則圖案是由許多突出部分6和許多凹下部分7構成的 一個都以四角形稜錐狀體或具有4條脊線的四角形戴 狀體形式突出的突出部分6排列在兩個互相垂直的方 上，使突出部分6互相離開一個預先確定的距離，並 出部分6的脊線位於與上述兩個方向相應的直線上。 個凹下部分7在4個突出部分之間作成四角形稜錐狀 四角形戴稜錐狀體形狀，而被四個突出部分6包圍。矣 該板的相反的表面上帶有具有相反突出關係的不規則 案，在上表面的相應區域中帶有突出部分6，在下表 相應區域中帶有凹下部分7。當將該熱交換板與具有 結構的另一塊板結合，使前者的突出部分6與後者的 部分接觸時，該板的突出部分的脊線6a面對著另一塊 相應的突出部分的脊線隔開一個預先確定的距離；而 的凹下部分7面對著另一塊板的相應部分，在間隙8 開一個預先確定的距離。在相鄰的突出部分6之間形 空間交替地與由凹下部分7形成的空間連通，以形成 通道。因此，在該方向延伸的每一個線性通道包括在 方向上交替設置的擴大區域和喉部區域；另一方面， 上述方向垂直的方向上延伸的線性通道包括同樣在該 方向上交替地設置的擴大區域和喉部區域（見圖1 0 C 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 突出 令3、 :，也 不規 。每 稜錐 向 且突 每一 體或 ^果， 圖 面的 同樣 突出 板的 該板 内隔 成的 線性 相同 在與 垂直 )〇即 21 200530553 使當二種熱交換流體分別根據平行流動系統、反向流動系 統和交叉流動系統中的任何一種系統導入間隙8中時，與 本發明的第一具體例一樣，該熱交換流體處在基本上相同 的條件下。因此，可使熱交換流體分別平穩地通過間隙8， 進行有效的熱交換。 在根據本發明的第一和第二具體例的熱交換板中，對在 該熱交換板的相對的表面上流動的二種熱交換流體的導入 和棑出方向沒有限制，以便在該些流體之間和在其流動系 統中進行熱交換。該些限制根據熱交換器的使用給出。更 具體地說，可以採用第一種流體的入口和出口分別設在熱 交換板的縱向的相對邊緣上，而第二種流體的入口和出口 分別設在熱交換板的橫向側面的相對的邊緣上的結構。如 此，根據交叉流動系統，第一種流體在縱向流動，及第二 種流體在橫向流動。另一種方式，可以採用第一種流體的 入口和出口分別設在熱交換板的縱向側面的相對的邊緣 上，而第二種流體的入口和出口分別設在熱交換板剩餘的 縱向側面的相對邊緣上的結構。如此，根據平行流動系統 或反向流動系統，第一種流體在縱向流動，及第二種流體 也在縱向流動。還可以採用第一種流體的入口和出口分別 設在熱交換板的縱向側面的相對的邊緣上，而第二種流體 的入口和出口分別設在相同的相對邊緣上。如此，根據反 向流動系統，第一種流體在縱向流動，及第二種流體在相 反的縱向流動。 (本發明的第三具體例） 22 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 現參照圖1 1詳細說明本發明的第三具體例。第三具體 例說明將本發明的上述熱交換板裝配成互相平行的熱交換 單元，圖1 1為根據本發明的第三具體例的熱交換單元的示 意性結構圖。 如圖1 1所示，熱交換單元5 0的結構是將根據第一具體 例的預先確定數目的第一熱交換板和第二具體例的預先確 定數目的第二熱交換板互相組合。更具體地說，將每一個 都具有主突出部分2的脊線2b以45度角和矩形的板的任 一個側面相交的不規則圖案的第一熱交換板，與每一個都 具有主突出部分1 1的脊線1 4與矩形板的任一個側面平行 或垂直地不規則圖案的第二熱交換板，以適當地組合裝配 成該單元。 在熱交換單元5 0中使用的熱交換板分成：具有相同的 不規則圖案，並且一個放在另一個上的第一組熱交換板 1 ;和不規則圖案彼此相同，但與第一組熱交換板1不同， 並同樣一個放在另一個上的第二組熱交換板1 0。使用由於 不規則圖案不同造成熱交換性質不同，並互相平行放置的 二組熱交換板，提供介於根據只使用第一組熱交換板的單 元的第一種性質和根據只使用第二組熱交換板的單元的第 二種性質之間的中間性質。當將此種單元用在適合於此種 中間性質的熱交換流體中時，可以適當方式進行熱交換， 從而改善熱交換效率。 根據本發明的第三具體例的熱交換單元，二種板，即第 一組板1和脊線在與第一組板的脊線的延伸方向不同的方 23 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 向上延伸的第二組板1 ο，以適當的組合裝配成一個單元， 可提供二種板的不同的熱交換性質的結合性質。因此可以 提供用單一種板的結合所不能得到的有效的熱交換性質的 熱交換器。 在根據本發明的第三具體例的熱交換單元中，將二種熱 交換板1、1 0裝配成該單元，使具有相同的不規則圖案的 第一組板和具有相同的不規則圖案的第二組板互相平行地 結合。本發明不只限於此一結構。許多種具有不同的不規 則圖案的板（例如二種板，即具有如圖1所示的不規則圖 案的熱交換板1，和具有如圖6所示的不規則圖案的熱交 換板1 0 )可以交替地一個放在另一個上。另一種方式，可 以將具有不同的不規則圖案的一塊或多塊板放置在具有相 同的不規則圖案的多組板之間。如此，可以嚴格按照相應 的組中的板數目來改變板的組合。因此，可以適當地調整 具有由於不同的不規則圖案引起的不同的熱交換性質的各 種板的配置，以得到該單元總體結構的所希望的熱交換性 質，因而可提供根據熱交換流體的種類、狀態和數量以及 熱交換器的實際使用，提供具有最適化性質和優越的熱交 換效率的熱交換器。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明的第一具體例的熱交換板的示意性結 構圖； 圖2為根據本發明的第一具體例的熱交換板的基本結構 的放大平面圖； 24 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553 圖3 A為沿著圖2中的A - A線所切的橫截面圖，圖3 B為 沿著圖2的B-B線所切的橫截面圖；圖3C為沿著圖2的 C-C線所切的橫戴面圖； 圖4A為沿著圖2的D-D線所切的橫截面圖，圖4B為沿 著圖2的E - E線所切的橫截面圖； 圖5 A和5 B為說明在根據本發明的第一具體例的一對結 合的熱交換板之間形成的間隙和在根據本發明的第一具體 例的另一對結合的熱交換板之間形成的其他間隙的說明 圖； 圖6為根據本發明的第二具體例的熱交換板的示意性結 構圖； 圖7為表示在根據本發明的第二具體例的結合的熱交換 板中的熱交換流體的流動的說明圖； 圖8為根據本發明的另一個具體例的熱交換板的基本結 構的放大平面圖； 圖9A為沿著圖8的F-F線所切的橫截面圖；圖9B為沿 著圖8的G - G線所切的橫截面圖； 圖1 0 A為沿著圖8中的Η - Η線所切的橫戴面圖，圖1 0 B 為沿著圖8中的I - I線所切的橫截面圖，圖1 0 C為表示根 據本發明的另一個具體例的熱交換板互相結合的狀態的說 明圖；及 圖1 1為根據本發明的第三個具體例的熱交換板單元的 示意性結構圖。 【主要元件符號說明】 25 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-04/93139993 200530553
卜 10 熱 交 換 板 2、 11 主 突 出 部 分 2 a 頂 部 2b、 14 脊 線 3、 12 中 間 突 出 部 分 3a、 15 腳 部 分 3b 頭 部 隆 起 部 分 4 間 隙 5 間 隙 6 突 出 部 分 6 a 脊 線 7 凹 下 部 分 8 間 隙 50 熱 交 換 單 元 312XP/發明說明書(補件)/94-04/93139993 26