TW202413872A - 板式熱交換器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示涉及一種板式熱交換器（10），其具有包括一第一傳熱板及一第二傳熱板（1'、1"）之永久地接合之板（1）。一傳熱圖案包含脊（36）及溝槽部分（38）。該等脊（36）沿著脊線（46）延伸且該等溝槽部分（38）沿著溝槽線（48）延伸。在一傳熱區域（34）中，該第一傳熱板（1'）沿著該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）以多個接合點（50）永久地接合至該第二傳熱板（1"）。對於該多個接合點（50）中之各接合點（50），該接合點（50）之一周長O與該接合點（50）之一面積A之間的一商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1。

Description

板式熱交換器

本發明是關於一種板式熱交換器。

WO 2011/162659揭示一種板式熱交換器，其包含彼此並排設置之若干熱交換器板，該等熱交換器板以交替次序形式第一板間隙及第二板間隙。每隔一個熱交換器板形成初級板，且每隔一個熱交換器板形成次級板。各熱交換器板在延伸平面中延伸且包含傳熱區域及圍繞傳熱區域之邊緣區域。傳熱區域包含各自在縱向方向上延伸之脊及谷之波紋。脊具有兩個邊緣表面及在邊緣表面之間的支撐表面且具有橫向於縱向方向之第一寬度。谷具有兩個邊緣表面及在邊緣表面之間的支撐表面且具有橫向於縱向方向之第二寬度。初級板之谷的支撐表面相對於延伸平面傾斜，且次級板之脊的支撐表面相對於延伸平面傾斜。

在WO 2011/162659之板式熱交換器中，初級板之脊及谷延伸跨越次級板之脊及谷。由於谷及脊之支撐表面相對於延伸平面傾斜，故具有小面積之接觸點形成於初級板及次級板之脊及谷的交叉點處。

除傾斜支撐表面之概念以外，WO 2011/162659亦揭示彼此交叉之鄰近板的脊及谷之縱向方向之常見配置。因此，在傳熱區域上產生眾多個別接觸點，在該等傳熱區域中，例如藉由用基於銅或鎳之硬焊材料硬焊來使該等板彼此永久地接合。

US 4915165揭示一種板式熱交換器，其熱交換器板已藉由用包含脊及谷之波紋圖案按壓而提供，鄰近板之脊及谷平行地延伸。在各板間隙中，鄰近板之脊彼此鄰接，使得相對的谷在板間隙中形成平行流動通道。熱交換器板中之至少一些之脊設置有凹陷，該等凹陷在藉由脊在板之相對側上形成的谷中形成臨限值。此種類型之臨限值形成於熱交換器板中，使得其在一個熱交換介質之板間隙中產生比在另一熱交換介質之板間隙中實質上更大的流阻。

US 4915165之板式熱交換器之各板的脊及谷沿著熱交換器板，亦即沿著板之縱向延伸部在主方向配置。儘管US 4915165提及藉由焊接或熔接使熱交換器板彼此永久地連接之可能性，但在板式熱交換器之內容背景中論述本發明，該等板式熱交換器在板式熱交換器之鄰近熱交換器板之間設置有密封墊。因此，在US 4915165中並未論述在板式熱交換器之焊接或熔接具體實例中鄰近傳熱板之間的接合點之特徵及置放。

達成具有牢固接合之傳熱板的板式熱交換器將為有利的。特別地，希望提供一種包含在傳熱板之間在其各別傳熱表面上方的強接合點之板式熱交換器。為較佳解決此等問題中之一或多者，提供具有在獨立請求項中界定之特徵的板式熱交換器。

根據一態樣，提供一種板式熱交換器，其包含永久地接合之傳熱板的板封裝。板封裝之第一傳熱板及鄰接第二傳熱板中的各者包含沿著各別傳熱板之縱向軸線依次配置之第一末端部分、中心部分及第二末端部分，第一末端部分設置有至少一個孔道，第二末端部分設置有至少一個孔道，且中心部分包含設置有傳熱圖案之傳熱區域。傳熱圖案包含脊及溝槽部分，脊之頂部部分在第一平面中延伸且溝槽部分之底部部分在第二平面中延伸，該第一平面及該第二平面彼此平行且在垂直於縱向軸線之方向上形成傳熱圖案之外部限制。脊由在與第一平面不同的層級處延伸之中間區段中斷，及/或溝槽部分由在與第二平面不同的層級處延伸之中間區段中斷。脊沿著多個脊線延伸且溝槽部分沿著多個溝槽線延伸，脊線與溝槽線交替地配置且平行地延伸。在傳熱區域中，第一傳熱板沿著第一傳熱板之脊線及第二傳熱板之溝槽線以多個接合點永久地接合至第二傳熱板。對於多個接合點中之各接合點，接合點之周長O與接合點之面積A之間的商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1。

由於在傳熱區域中，故第一傳熱板沿著第一傳熱板之脊線及第二傳熱板之溝槽線以多個接合點永久地接合至第二傳熱板，且由於對於多個接合點中之各接合點，接合點之周長O與接合點之面積A之間的商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1——自接合點之強度角度來看，沿著脊線及溝槽線配置之接合點以特別有利的方式建構。此等強接合點設置於第一傳熱板及第二傳熱板之傳熱區域中。因此，達成具有預期強度屬性之板式熱交換器。

由於傳熱區域中之第一傳熱板與第二傳熱板之間的多個接合點沿著脊線及溝槽線延伸，故多個接合點中之個別接合點具有沿著脊線及溝槽線之長度。亦即，多個接合點中之個別接合點具有沿著脊線及溝槽線之長度，該長度長於跨越脊線及溝槽線之寬度。舉例而言，多個接合點中之個別接合點可具有橢圓形狀、具有凸周長之超橢圓形狀或實質上矩形形狀。

本發明人已意識到，兩個永久地接合之傳熱板之間的接合點之長度比接合點之面積更重要。在檢查到已經受負載之傳熱板之間的實質上圓形形狀之傳統接合點時，已經看到，在接合點之橫截面中，接合點在接合點之周邊處比在接合點之中心處更細長。因此，接合點之周邊已局部地在其周邊處比在其中心處經受更高負載。

本發明人已意識到，藉由提供細長接合點，相較於具有相同面積之圓形接合點，接合點之周邊的長度增加。因此，負載分佈於較長周邊上，其每長度單位經受的負載小於圓形接合點。因此，本發明人已意識到，藉由確保接合點與其寬度相比較長來提供傳熱板之有效接合，該寬度可由接合點之周長O與接合點之面積A之間的商來界定。在針對具有普通大小之板式熱交換器的相關大小之接合點的情況下，商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1。

與WO 2011/162659相比，較長且因此較強接合點設置於本發明板式熱交換器中之兩個鄰近傳熱板之間。

在WO 2011/162659中，歸因於脊及谷之交叉，形成於兩個鄰近板之間的接合點僅提供點狀接觸點。為了增加兩個鄰近板之間的結合強度，兩個鄰近板之間的接觸點之數目將必須增加。此量測將需要增加谷及脊之數目，此將減小兩個鄰近板之間的距離，且因此，此將顯著地改變通過熱交換器之傳熱流體的流動屬性。

在本文中，板式熱交換器可替代地簡稱為熱交換器。

在本文中，傳熱板可被稱作板。在技術領域中，傳熱板亦可被稱作熱交換器板或熱交換板。

傳熱板中之各者可具有垂直於第一平面及第二平面查看之大體上矩形形狀。

在板封裝中之傳熱板（諸如所有傳熱板）的主要部分可與第一傳熱板及第二傳熱板屬於相同種類。

若並非所有傳熱板屬於相同種類，則所有傳熱板之至少傳熱圖案可為相同的。

板式熱交換器經配置以在至少兩個流體之間進行熱交換。兩個流體在傳熱板中之各者的相對側上流動通過板封裝。流體流動通過傳熱板之間的間隙。

流體中之至少一者經由由在第一末端部分及第二末端部分中之各者處的至少一個孔道及其他傳熱板中之對應孔道形成之孔道通道流入且流出板封裝。另外的流體亦可經由由傳熱板中之孔道形成的另外孔道通道流入且流出板封裝。替代地，板之間的交替間隙自板封裝之側面打開，使得流體中之一者可在穿過縱向軸線的方向上流動通過板封裝。

連同鄰近傳熱板之孔道一起，第一傳熱板及第二傳熱板之第一末端部分中的至少一個孔道形成垂直於縱向軸線延伸穿過板封裝之孔道通道。類似地，連同鄰近傳熱板之孔道一起，第一傳熱板及第二傳熱板之第二末端部分中的至少一個孔道形成垂直於縱向軸線延伸穿過板封裝之孔道通道。

形成於板封裝中之第一傳熱板與第二傳熱板之間的間隙可配置成與上文論述之兩個孔道通道流體連通。替代地，第一傳熱板與第二傳熱板之間的間隙可配置成與兩個另外的孔道通道流體連通。另外的孔道通道由第一傳熱板及第二傳熱板之第一末端部分及第二末端部分中之另外的孔道及板封裝中之鄰近傳熱板之孔道形成。

另外的替代方案可為在第一傳熱板與第二傳熱板之間自板之側面打開的間隙。在後一狀況下，第一傳熱板及第二傳熱板之第一末端部分及第二末端部分中的孔道形成具有鄰近傳熱板之孔道通道。此等形成之孔道通道與形成於第一傳熱板及第二傳熱板與鄰近傳熱板之間的間隙流體連通。

在板式熱交換器之使用期間，諸如兩種流體或傳熱流體之兩種介質之間的傳熱主要經由各別傳熱板之傳熱區域發生。傳熱板之數目及對應板之傳熱區域的大小及形狀為流動通過熱交換器之流體的某一流動速率提供某一熱交換容量。

傳熱板之傳熱區域的一般形狀由如上文所論述之脊及溝槽部分界定。在此一般形狀內，預見各種更改使特定熱交換器適應某一熱交換容量，諸如更改脊與溝槽部分之間的距離、更改第一平面與第二平面之間的距離、更改中間區段之長度等。

第一傳熱板之脊及第二傳熱板之溝槽部分沿著第一傳熱板之脊線及第二傳熱板之溝槽線在傳熱區域中彼此鄰接。以對應方式，板封裝之另外傳熱板之脊及溝槽部分沿著脊線及溝槽線彼此鄰接。

鄰近傳熱板之脊與溝槽部分之間的沿著脊線及溝槽線之相接在形成於板之間的間隙中形成通道。換言之，歸因於鄰近傳熱板之脊與溝槽部分之間的沿著傳熱區域中之脊線及溝槽線的相接，第一板與第二板之間的間隙由平行延伸之通道形成。

在第一傳熱板與第二傳熱板之間的間隙中，脊之中間區段及溝槽部分之中間區段提供穿過間隙之流體以在藉由第一傳熱板與第二傳熱板之脊與溝槽部分之間的相接形成之通道之間流動。舉例而言，此可促成流體越過整個傳熱區域及/或用於調適間隙中之流阻。

脊線可為傳熱板之脊延伸所沿著的線。脊線可為例如筆直的或具有鋸齒狀形狀，諸如Z形形狀。脊線可由中間區段中斷。脊線沿著傳熱板之傳熱區域平行地延伸。類似地，溝槽線可為傳熱板之溝槽部分延伸所沿著的線。溝槽線可為例如筆直的或具有鋸齒狀形狀，諸如Z形形狀。溝槽線可由中間區段中斷。溝槽線沿著傳熱板之傳熱區域平行地延伸。

在鄰近傳熱板之傳熱區域中，一個板之脊沿著各別脊線及溝槽線鄰接鄰近板之溝槽部分。亦即，在傳熱區域中，鄰近板之脊及溝槽部分彼此不交叉。

傳熱板之脊及溝槽部分連同脊及溝槽部分之各別中間區段形成傳熱圖案。傳熱圖案可為傳熱流體提供所需流阻，及/或可促進傳熱流體中之擾流，且因此可在板式熱交換器之使用期間提供相關板式熱交換器之某一傳熱能力。

接合點可藉由接合方法形成，其中板經受低於傳熱板之熔點的熱量。此等接合方法可為以下各者中之一者：用呈箔、糊狀物或包含例如銅或鎳之粉末形式的經添加硬焊材料硬焊，或藉助於傳熱板之材料藉由在加熱之前施加至傳熱板之熔融抑制劑組成物的施加來接合，例如，如WO 2013144211中所論述。

根據具體實例，第一傳熱板及第二傳熱板可屬於相同種類。在板封裝中，第二傳熱板可相對於第一傳熱板平行於第一平面及第二平面旋轉180度。以此方式，板封裝之至少一部分可僅包括一種傳熱板。此有助於製造包括於板封裝中之板。

板封裝之剩餘傳熱板可以相同方式彼此鄰近地配置，亦即，相對於鄰近傳熱板平行於第一平面及第二平面旋轉180度。

根據具體實例，脊之各中間區段的一部分在第二平面之層級處延伸，及/或其中溝槽部分之各中間區段的一部分在第一平面之層級處延伸。以此方式，具有第一平面與第二平面之間的距離之高度的開口可由中間區段形成。開口流體地連接由鄰接脊及溝槽部分形成之鄰近通道，該等鄰近通道在兩個鄰近傳熱板之間的間隙內，諸如在第一傳熱板與第二傳熱板之間。

根據具體實例，頂部部分或脊在第一平面中可比溝槽部分之底部部分在第二平面中更寬，或溝槽部分之底部部分在第二平面中可比脊之頂部部分在第一平面中更寬。以此方式，可達成多個接合點之接合點的狹窄寬度。此外，以此方式，可確保一個板之脊將鄰接鄰近板之溝槽部分。因此，即使在鄰近板之傳熱圖案之脊及溝槽部分的側向定位具有某些不精確之情況下，亦可達成相接。

根據具體實例，在第一末端部分中，第一傳熱板及第二傳熱板可由至少部分地周向圍繞第一末端部分之至少一個孔道配置的第一系列接合點接合。在第二末端部分中，第一傳熱板及第二傳熱板可由至少部分地周向圍繞第二末端部分之至少一個孔道配置之第二系列接合點接合。中心部分之傳熱圖案可緊鄰第一系列接合點及第二系列接合點配置且在第一系列接合點與第二系列接合點之間延伸。以此方式，傳熱板之大部分可由中心部分形成，且因此傳熱板之大部分可形成傳熱區域。因此，傳熱板可用於最佳傳熱。

根據具體實例，脊線及溝槽線可沿著直線延伸，且脊線及溝槽線可以在與縱向軸線成0至90度之範圍內的一或多個角度延伸。以此方式，脊及溝槽部分可相對於傳熱流體中之至少一者之一般方向以較小或更小的角度延伸，該等傳熱流體意欲實質上平行於縱向軸線而流動通過板式熱交換器。因此，可尤其藉由脊線及溝槽線與縱向軸線之角度來調適至少一個傳熱流體之流阻。

本發明之另外特徵及優勢將在研究隨附申請專利範圍及以下詳細描述時變得顯而易見。

現將更充分地描述本發明之態樣及/或具體實例。相同數字貫穿全文指代相同元件。出於簡潔及/或清楚起見，將未必詳細描述類熟知功能或構造。

圖 1a 及圖 1b說明根據具體實例之板式熱交換器10。

板式熱交換器10包含根據本文所論述之具體實例之任一者的複數個傳熱板1、設置於傳熱板1中之最外部傳熱板旁側的第一末端板2及設置於相對最外部傳熱板1旁側之第二末端板3。第二末端板3在 圖 1a之視圖中不可見，由於其配置於相關最外部傳熱板1之凸緣7內。因此，第二末端板3用 圖 1a中之虛線指示。縱向軸線LA沿著板1之長度延伸。

傳熱板1經由形成薄片金屬而產生且彼此並排配置。第一末端板2、第二末端板3及傳熱板1彼此永久地接合以形成板封裝4。各傳熱板1包含圍繞傳熱板1延伸之凸緣7。鄰近板1之凸緣7可重疊且永久地接合至各者

在板封裝4內，鄰近傳熱板1在其間定界用於第一介質之第一板間隙及用於第二介質之第二板間隙，參見例如 圖 3a 及圖 3b。第一介質及第二介質可為任何適合流體，在板式熱交換器10之使用期間熱量將在該等流體之間傳遞。

所揭示之具體實例之板式熱交換器10具有由個別板1中之孔道形成之四個孔道通道S1、S2、S3及S4。孔道通道S1連接至連接管道11且與第一板間隙連通。孔道通道S2連接至連接管道12且與第一板間隙連通。孔道通道S3連接至連接管道13且與第二板間隙連通，孔道通道S4連接至連接管道14且與第二板間隙連通。

應注意，與所揭示之彼等相比，板式熱交換器可具有由傳熱板1之對應數目個孔道提供之另一數目個孔道通道，諸如2、3、5、6、7或8個孔道通道。

與孔道通道流體連通之連接管道可設置為自第一末端板2延伸，如所揭示，及/或自第二末端板3延伸。

圖 2a 及圖 2b展示根據具體實例之傳熱板1。 圖 2a展示整個板1之俯視圖，且 圖 2b展示板1之一部分的俯視圖。為簡單起見，已在 圖 2a 及圖 2b中省略板1之周向凸緣部分。

板1屬於與 圖 1a 及圖 1b中所展示之板式熱交換器10的板1類似的種類。因此，板式熱交換器可藉由永久地接合 圖 2a 及圖 2b中所展示之多個板1來組裝。

傳熱板1具有矩形形狀，其具有兩個長側邊16及兩個短側邊18。縱向軸線LA平行於長側邊16且橫向於短側邊18延伸。

在板式熱交換器中，傳熱板1與相同或類似種類之鄰近傳熱板永久地接合以形成板封裝。

板封裝之第一傳熱板1及鄰近第二傳熱板1可屬於相同種類。在板封裝中，第二傳熱板可在包括縱向軸線LA及長側邊16及兩個短側邊18之平面中相對於第一傳熱板旋轉180度。以此方式，相同種類之第一及第二板1及另外傳熱板1可用於形成板封裝之至少主要部分。

板封裝之傳熱板1及另外傳熱板中的各者包含沿著各別傳熱板1之縱向軸線LA依次配置之第一末端部分20、中心部分22及第二末端部分24。第一末端部分20設置有至少一個孔道26、32，第二末端部分24設置有至少一個孔道28、30。

在此等具體實例中，第一末端部分20及第二末端部分24中之各者設置有兩個孔道26至32。

中心部分22包含設置有傳熱圖案之傳熱區域34。傳熱區域34形成一區域，在板式熱交換器之使用期間，在板1之相對側上的第一介質與第二介質之間的傳熱之主要部分發生在該區域處。

在各別第一末端部分20及第二末端部分24中，各孔道26至32由孔道區域35包圍，如以 圖 2b中之第一末端部分20例示。以已知方式，孔道區域35經塑形，使得在熱交換器內且沿著各別孔道通道，傳熱板1以密封方式且以界定進入或離開板1之間的各別間隙的流動通道的方式交替地彼此鄰接。

更具體地，第一末端部分20及第二末端部分24之各別孔道區域35，傳熱板1設置有經建構以鄰接對應突起及鄰近傳熱板1之凹陷的突起及凹陷。各傳熱板1之各別孔道區域35中之孔道可切割成不同直徑或可切割成不同形狀，以便沿著各孔道通道在板1之間提供交替地打開及密封之間隙。

在此等突起及凹陷彼此鄰接之地方配置一系列接合點。接合點至少部分地周向圍繞末端部分20、24之孔道26至32配置。

再次，以已知方式且作為實例提及，傳熱板1可屬於相同種類。在板封裝4內，個別傳熱板1堆疊，其中每隔一個傳熱板1圍繞垂直於包括板1之長側邊16及短側邊18之平面的軸線旋轉180度。因此，可達成在孔道區域35中彼此相接及密封，以界定進入及離開板1之間的各別間隙的流動通道。替代地，可例如藉由提供具有相應地塑形之孔道區域的多於一個種類之傳熱板1來使用達成交替的密封及流動之其他已知方式。

中心部分22之傳熱區域34包含交替地配置之脊36及平行於彼此延伸之溝槽部分38的傳熱圖案。脊36之頂部部分在第一平面中延伸且溝槽部分38之底部部分在第二平面中延伸。

脊36由在與第一平面不同的層級處延伸之中間區段44中斷。另外或替代地，溝槽部分38由在與第二平面不同的層級處延伸之對應中間區段（圖中未示）中斷。更具體地，中間區段44形成傳熱圖案之部分，其分別中斷脊36及/或溝槽部分38。

脊36沿著多個脊線46（用短劃線-雙點線指示）延伸，且溝槽部分38沿著多個溝槽線48（用點線指示）延伸。脊線46及溝槽線48在傳熱區域34中交替地配置且平行地延伸。

在下文進一步參考 圖 3a 及圖 3b，其關於兩個鄰近板1之脊36及溝槽部分38的配置以及在第一平面上延伸之脊36之頂部部分及在第二平面中延伸之溝槽部分38之底部部分的配置。

根據一些具體實例，諸如所說明具體實例且如 圖 2b中清楚地展示，中心部分22之傳熱圖案緊鄰孔道區域35配置，亦即，傳熱圖案延伸至傳熱板1之第一末端部分20及第二末端部分24之各別孔道區域35的突起及凹陷。因此，傳熱板1之大部分可由包括傳熱圖案之傳熱區域34形成。

更具體地，根據具體實例，在第一末端部分20中，第一及第二傳熱板1可由至少部分地周向圍繞第一末端部分20之至少一個孔道26、32配置的第一系列接合點接合，且在第二末端部分24中，第一及第二傳熱板1可由至少部分地周向圍繞第二末端部分24之至少一個孔道28、30配置的第二系列接合點接合。中心部分22之傳熱圖案可緊鄰第一系列接合點及第二系列接合點配置且在第一系列接合點與第二系列接合點之間延伸，該等接合點分別至少部分地周向圍繞第一末端部分20及第二末端部分24之至少一個孔道26至32配置。

在此等具體實例中，脊線46及溝槽線48沿著直線延伸。脊線46及溝槽線48以在與縱向軸線LA成0至90度之範圍內的一或多個角度α延伸。在 圖 2b中，說明大致45度之角度α。

根據一些具體實例，脊線46及溝槽線48沿著直線延伸，其中脊線46及溝槽線48以在與縱向軸線LA成＞0 - 80度之範圍內的一或多個角度α延伸。

角度α之大小將影響流動通過板1之間的間隙之至少一個傳熱流體的流阻。角度α可經選擇用於在板式熱交換器中提供所需流阻，其中板1形成板封裝。

圖 3a 及圖 3b說明根據具體實例之板式熱交換器之板封裝4的三個傳熱板1之橫截面及立體圖。橫截面沿著板封裝4之邊緣部分延伸，使得在 圖 3a 及圖 3b中展示板1之間的間隙6。 圖 3b展示 圖 3a之橫截面之更近視圖。

圖 3a 及圖 3b中展示之板1可屬於與 圖 2a 及圖 2b中展示之板1相同的種類。包括 圖 3a 及圖 3b之板1的板式熱交換器可屬於與上文參考 圖 1所論述之板式熱交換器10類似的種類。因此，在下文中亦參考 圖 1至 圖 2b。

板式熱交換器之板封裝4包含多個永久地接合之傳熱板1。

板封裝4之第一傳熱板1'及鄰接第二傳熱板1"中的各者包含第一末端部分20、中心部分22及第二末端部分24，如上文參考 圖 2a 及圖 2b所論述。應注意，在 圖 3a 及圖 3b中，第二板1"堆疊於第一板1'之頂部上。

再次，第一末端部分設置有至少一個孔道、第二末端部分（ 圖 3a中未示）設置有至少一個孔道，且中心部分包含設置有傳熱圖案之傳熱區域34。

再次，傳熱圖案包含脊36及溝槽部分38。脊36之頂部部分在第一平面40（用虛線指示）中延伸，且溝槽部分38之底部部分在第二平面42（用短劃線-點線指示）中延伸。第一平面40及第二平面42彼此平行地延伸且在垂直於縱向軸線LA之方向上形成傳熱圖案之外部限制。

在傳熱區域34中，第一傳熱板1'沿著第一傳熱板1'之脊線36及第二傳熱板1"之溝槽線38以多個接合點永久地接合至第二傳熱板1"。以類似方式，另外傳熱板在整個板封裝4中沿著鄰近傳熱板1之脊及溝槽部分接合。因此，在板封裝4內，鄰近傳熱板1在其間定界用於第一介質之第一板間隙6及用於第二介質之第二板間隙6'。

因此，所形成之間隙6、6'由在第一平面40與第二平面42之間延伸的通道39構成，通道39形成於鄰近傳熱板1之接合脊36與溝槽部分38之間。

脊36由在與第一平面40不同的層級處延伸之中間區段44中斷，及/或溝槽部分38由在與第二平面42不同的層級處延伸之中間區段中斷。

歸因於中間區段44，在熱交換器之使用期間，沿著兩個板1之間的間隙6、6'傳遞之流體能夠在通道39之間流動。

脊36之各中間區段44的一部分可在第二平面42之層級處延伸，及/或溝槽部分38之各中間區段的一部分可在第一平面40之層級處延伸。

脊36沿著多個脊線46（在 圖 3a中用短劃線-雙點線指示）延伸，且溝槽部分38沿著多個溝槽線48（在 圖 3a中用點線指示）延伸。脊線46與溝槽線48交替地配置且平行地延伸。

以對應方式，板封裝4之剩餘傳熱板1之脊及溝槽部分亦沿著脊線及溝槽線延伸。

在 圖 3a 及圖 3b中，脊36及溝槽部分38、第一平面40及第二平面42以及脊線46及溝槽線48經展示用於第二傳熱板1"。板封裝4之第一傳熱板1'及剩餘傳熱板1中的各者具有對應脊及溝槽部分、第一平面及第二平面以及脊線及溝槽線。

在傳熱區域34中，第一傳熱板1'沿著第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48以多個接合點永久地接合至第二傳熱板1"。亦即，第一板1'之脊36接合至第二板1"之溝槽部分38。

對於多個接合點中之各接合點，接合點之周長O與接合點之面積A之間的商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1。

如最初論述，已發現，商O/A ≥ 2.6 mm ^-1之接合點提供強接合點，且因此，在板封裝4中，在傳熱板1之間在其傳熱區域34中之強結合。

由於多個接合點之接合點中的各者沿著脊線46及溝槽線48延伸，故多個接合點之個別接合點具有沿著脊線46及溝槽線48之長度。此外，多個接合點中之個別接合點具有沿著脊線及溝槽線之長度，該長度長於跨越脊線及溝槽線之寬度。在下文進一步參考 圖 4。

根據具體實例，永久地接合之傳熱板1可藉由接合點接合，該等接合點包含與傳熱板1之金屬相同的種類之至少50 wt%的金屬。以此方式，可在用於接合傳熱板1之方法中形成接合點，該方法利用熔融抑制劑組成物用於降低傳熱板之金屬的熔融溫度。

商O/A ≥ 2.6 mm ^-1之本文中界定之接合點自身良好地在傳熱板1之間提供強結合，其中接合點包含與傳熱板1之金屬相同的種類之至少50 wt%的金屬。

接合點可包含與傳熱板1之金屬相同的種類之至少85 wt%的金屬，諸如與傳熱板1之金屬相同的種類之至少100 wt%的金屬。

舉例而言，如WO 2013144211中所論述，傳熱板1可利用用於將由金屬製成之第一傳熱板1'與由金屬製成之第二傳熱板1"接合的方法接合。金屬具有高於1100℃之固相線溫度。方法包含： -    將熔融抑制劑組成物施加於第一傳熱板1'之表面部分上，熔融抑制劑組成物包含硼B或硼B與矽Si之組合，及 -    使第二傳熱板1"在該表面上之接觸點處與熔融抑制劑組成物接觸。

將第一傳熱板1'及第二傳熱板1"連同板式熱交換器之其他經類似地製備之板加熱至低於固相線溫度之合適溫度，該合適溫度致使至少第一傳熱板1'之金屬在已施加熔融抑制劑組成物之表面部分處熔融。當板冷卻時，熔融金屬固化且永久地接合傳熱板1。

根據具體實例，在傳熱區域34中，第一傳熱板1'可僅沿著第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48永久地接合至第二傳熱板1"。以此方式，無其他接合點可設置於各別第一傳熱板1'及第二傳熱板1"之傳熱區域34中。

將 圖 3a 及圖 3b倒置將說明板封裝4之具體實例，其中脊36形成溝槽部分，且因此溝槽部分38形成脊。此具體實例包含由類似於上文所論述之脊36中之中間區段44的中間區段44中斷之溝槽部分。

圖 4示意性地說明沿著第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48的多個接合點中之一個接合點50的橫截面形狀，如上文參考 圖 3a 及圖 3b所論述。因此，在下文中亦參考 圖 3a 及圖 3b。

圖 4中所展示之接合點50之橫截面可見於平行於第一平面40及第二平面42中之一者的平面中。

根據具體實例，多個接合點中之各接合點50具有沿著第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48的長度L，該長度L長於跨越第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48的各接合點50之寬度W。以此方式，商O/A ≥ 2.6 mm ^-1可提供於待在商業上生產之板式熱交換器中使用的合適形狀之接合點50中。

此類形狀可包括矩形、實質上矩形、橢圓形（非圓形）及具有凸周長之超橢圓形狀。

根據具體實例，多個接合點中之各接合點可具有跨越第一傳熱板1'之脊線46及第二傳熱板1"之溝槽線48的寬度W，該寬度W在0.4 ≤ W ≤ 0.8 mm之範圍內。以此方式，商O/A ≥ 2.6 mm ^-1可提供於接合點50中，該等接合點經適當形成以在商業上生產之板式熱交換器中使用，且此等板式熱交換器之熱特性經提供用於兩個傳熱流體之間的有效傳熱。

在所說明之具體實例中，接合點50具有矩形橫截面，其具有圓形拐角，亦即接合點50之橫截面為實質上矩形的且可近似為具有矩形，該矩形具有沿著相關脊36及鄰接溝槽部分38之長度L及橫向於脊36及溝槽部分38之寬度W。

根據此等具體實例，計算周長O： O = 2 x L + 2 x W且 計算面積A： A = L x W。

在與具有永久地接合之傳熱板1之熱交換器相關的接合點大小內，商O/A ≥ 2.6 mm ^-1，以便提供強接合點。

舉例而言，對於大小為5至20 mm之範圍內的長度L且0.4至0.8 mm之範圍內的寬度W之接合點50，商O/A可在2,6 mm ^-1≤ O/A ≤ 5,4 mm ^-1之範圍內。僅作為4個實例提及，接合點50可具有提供以下商之以下尺寸： L = 5 mm，W = 0.4 mm且O/A = 5.4 mm ^-1； L = 10 mm，W = 0.5 mm且O/A = 4.2 mm ^-1； L = 10 mm，W = 0.8 mm且O/A = 2.7 mm ^-1； L = 20 mm，W = 0.8 mm且O/A = 2.6 mm ^-1。

相比而言，具有2.5 mm之直徑的先前技術之板式熱交換器之通常大小設定的圓形接合點提供商O/A = 1.6 mm ^-1，且具有5 mm之直徑的接合點提供商O/A = 0.8 mm ^-1。

應注意，對於具有商O/A ≥ 2.6 mm ^-1之圓形接合點，接合點必須具有小於0.65 mm之直徑，此在通常大小設定之板式熱交換器中不可行。

作為 圖 4中所展示之接合點50的矩形或實質上矩形形狀之替代方案，可利用具有例如橢圓形狀（非圓形）或具有凸周長之超橢圓形狀之接合點，其具有沿著脊線46及溝槽線48之長度L，該長度長於跨越脊線46及溝槽線48之寬度W。

亦針對接合點之此等具體實例，商O/A ≥ 2.6 mm ^-1提供相關大小之板式熱交換器中之強接合點。

圖 5a說明根據具體實例之傳熱板1之俯視圖，且 圖 5b說明根據具體實例之板式熱交換器之板封裝的第一傳熱板1'及第二傳熱板1"之橫截面及立體圖。橫截面沿著板封裝之邊緣部分延伸以使得展示板1之間的間隙6。此等具體實例在 圖 1至 圖 4之具體實例有許多類似。因此，在下文中將主要論述差異。

再次，傳熱板1、1'、1"中之各者包含包含脊36及溝槽部分38之傳熱圖案。脊36之頂部部分在第一平面中延伸且溝槽部分38之底部部分在第二平面中延伸。脊36沿著多個脊線46延伸且溝槽部分38沿著多個溝槽線48延伸，脊線46與溝槽線48交替地配置且平行地延伸。

根據此等具體實例，脊線46及溝槽線48沿著Z形線延伸。

Z形線46、48可平行於縱向軸線LA蜿蜒，如 圖 4a中所指示。替代地，Z形線46、48可與縱向軸線LA交叉。

再次，脊36由在與第一平面不同的層級處延伸之中間區段44中斷。另外或替代地，溝槽部分38由在與第二平面不同的層級處延伸之對應中間區段（圖中未示）中斷。

根據此等具體實例，脊36之中間區段44及/或溝槽部分38之中間區段配置於Z形線之其改變方向的部分處。

圖 6說明穿過根據具體實例之第一傳熱板1'及第二傳熱板1"的橫截面。傳熱板1'、1"可為包括於上文參考 圖 1至 圖 5b所論述之板式熱交換器中之任一者中的板封裝之傳熱板。因此，在下文中亦參考 圖 1至 圖 5b。

再次，第一傳熱板1'及第二傳熱板1"中之各者包含包含脊36及溝槽部分38之傳熱圖案。脊36之頂部部分在第一平面40中延伸且溝槽部分38之底部部分在第二平面42中延伸。

根據此等具體實例，溝槽部分38之底部部分在第二平面42中比脊36之頂部部分在第一平面40中更寬。

根據替代具體實例，脊之頂部部分可在第一平面中可比溝槽部分之底部部分在第二平面中更寬，如可藉由倒置 圖 6說明。

在此等具體實例中，歸因於寬底部部分或寬頂部部分，可確保第一板1'之脊36及第二板1"之溝槽部分48彼此鄰接，且因此，可確保在整個板封裝中提供脊36與溝槽部分38之間的接合點50。此外，歸因於較不寬的頂部部分或較不寬的底部部分，可確保接合點50具有窄寬度W。

應理解，前述內容說明各種實例具體實例，且本發明僅由所附申請專利範圍界定。所屬領域中具通常知識者將認識到，可修改實例具體實例，且可組合實例具體實例之不同特徵以產生除本文中所描述之彼等以外的具體實例，而不脫離如由所附申請專利範圍界定之本發明之範圍。

1:傳熱板 1':第一傳熱板 1":第二傳熱板 2:第一末端板 3:第二末端板 4:板封裝 6:第一板間隙 6':第二板間隙 7:凸緣 10:板式熱交換器 11:連接管道 12:連接管道 13:連接管道 14:連接管道 16:長側邊 18:短側邊 20:第一末端部分 22:中心部分 24:第二末端部分 26:孔道 28:孔道 30:孔道 32:孔道 34:傳熱區域 35:孔道區域 36:脊 38:溝槽部分 39:通道 40:第一平面 42:第二平面 44:中間區段 46:脊線 48:溝槽線 50:接合點 L:長度 LA:縱向軸線 S1:孔道通道 S2:孔道通道 S3:孔道通道 S4:孔道通道 W:寬度 α:角度

將自以下詳細描述及隨附圖式中所論述之實例具體實例容易地理解本發明之各種態樣及/或具體實例，包括其特定特徵及優勢，其中： [圖1a]及[圖1b]說明根據具體實例之板式熱交換器， [圖2a]及[圖2b]展示根據具體實例之傳熱板， [圖3a]及[圖3b]說明根據具體實例之板式熱交換器之板封裝的三個傳熱板之橫截面及立體圖， [圖4]示意性地說明接合點之橫截面形狀， [圖5a]說明根據具體實例之傳熱板之俯視圖， [圖5b]說明兩個傳熱板之橫截面及立體圖，且 [圖6]說明穿過根據具體實例之第一傳熱板及第二傳熱板之橫截面。

1:傳熱板

20:第一末端部分

22:中心部分

26:孔道

32:孔道

34:傳熱區域

35:孔道區域

36:脊

38:溝槽部分

44:中間區段

46:脊線

48:溝槽線

LA:縱向軸線

α:角度

Claims (12)

1. 一種板式熱交換器（10），其包含永久地接合之傳熱板（1）之一板封裝（4），其中 該板封裝（4）之一第一傳熱板（1'）及一鄰接第二傳熱板（1"）中的各者包含沿著該各別傳熱板（1）之一縱向軸線（LA）依次配置之一第一末端部分（20）、一中心部分（22）及一第二末端部分（24），該第一末端部分（20）設置有至少一個孔道（26、32），該第二末端部分（24）設置有至少一個孔道（28、30），且該中心部分（22）包含設置有一傳熱圖案之一傳熱區域（34），其中 該傳熱圖案包含脊（36）及溝槽部分（38），該等脊（36）之頂部部分在一第一平面（40）中延伸且該等溝槽部分（38）之底部部分在一第二平面（42）中延伸，該第一平面及該第二平面（40、42）彼此平行且在垂直於該縱向軸線（LA）之一方向上形成該傳熱圖案之外部限制，其中 該等脊（36）由在與該第一平面（40）不同的一層級處延伸之中間區段（44）中斷，及/或該等溝槽部分（38）由在與該第二平面（42）不同的一層級處延伸之中間區段中斷，且其中 該等脊（36）沿著多個脊線（46）延伸且該等溝槽部分（38）沿著多個溝槽線（48）延伸，該等脊線（46）與該等溝槽線（48）交替地配置且平行地延伸， 其特徵在於在該傳熱區域（34）中，該第一傳熱板（1'）沿著該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）以多個接合點（50）永久地接合至該第二傳熱板（1"），且其中 對於該多個接合點（50）中之各接合點（50），該接合點（50）之一周長O與該接合點（50）之一面積A之間的一商為O/A ≥ 2.6 mm ^-1。
2. 如請求項1之板式熱交換器（10），其中該多個接合點（50）中之各接合點（50）具有沿著該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）的一長度L，該長度L長於各接合點（50）跨越該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）的一寬度W。
3. 如請求項1或2之板式熱交換器（10），其中該多個接合點（50）中之各接合點（50）具有跨越該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）的一寬度W，該寬度W在0.4 ≤ W ≤ 0.8 mm之一範圍內。
4. 如請求項1至3中任一項之板式熱交換器（10），其中在該傳熱區域（34）中，該第一傳熱板（1'）僅沿著該第一傳熱板（1'）之該等脊線（46）及該第二傳熱板（1"）之該等溝槽線（48）永久地接合至該第二傳熱板（1"）。
5. 如請求項1至4中任一項之板式熱交換器（10），其中該第一傳熱板及該第二傳熱板（1'、1"）屬於相同種類，且其中在該板封裝（4）中，該第二傳熱板（1"）相對於該第一傳熱板（1'）平行於該第一平面及該第二平面旋轉180度。
6. 如請求項1至5中任一項之板式熱交換器（10），其中該等脊（36）之各中間區段（44）的一部分在該第二平面（42）之一層級處延伸，及/或其中該等溝槽部分（38）之各中間區段的一部分在該第一平面（40）之一層級處延伸。
7. 如請求項1至6中任一項之板式熱交換器（10），其中該等脊（36）之該等頂部部分在該第一平面（40）中比該等溝槽部分（38）之該等底部部分在該第二平面（42）中更寬，或該等溝槽部分（38）之該等底部部分在該第二平面（42）中比該等脊（36）之該等頂部部分在該第一平面（40）中更寬。
8. 如請求項1至7中任一項之板式熱交換器（10），其中在該第一末端部分（20）中，該第一傳熱板及該第二傳熱板（1'、1"）藉由至少部分地周向圍繞該第一末端部分（20）之該至少一個孔道（26、32）配置之一第一系列接合點接合，其中 在該第二末端部分（24）中，該第一傳熱板及該第二傳熱板（1'、1"）藉由至少部分地周向圍繞該第二末端部分（42）之該至少一個孔道（28、30）配置之一第二系列接合點接合，且其中 該中心部分（22）之該傳熱圖案緊鄰該第一系列接合點及該第二系列接合點配置且在該第一系列接合點與該第二系列接合點之間延伸。
9. 如請求項1至8中任一項之板式熱交換器（10），其中該等脊線（46）及該等溝槽線（48）沿著直線延伸，且其中該等脊線（46）及該等溝槽線（48）以在與該縱向軸線（LA）成0至90度之一範圍內的一或多個角度（α）延伸。
10. 如請求項1至8中任一項之板式熱交換器（10），其中該等脊線（46）及該等溝槽線（48）沿著Z形線延伸。
11. 如請求項10之板式熱交換器（10），其中該等脊（36）之該等中間區段（44）及/或該等溝槽部分（38）之該等中間區段配置於該等Z形線之其改變方向的部分處。
12. 如請求項1至11中任一項之板式熱交換器（10），其中該等永久地接合之傳熱板（1）藉由接合點（50）接合，該等接合點包含與該等傳熱板（1）之一金屬相同的種類之至少50 wt%的金屬。