[发明专利]双点波图案的热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多个热交换器板的热交换器，其中热交换器板中的每一个都包括多个点波点，并且其中点波点包括点波顶部和点波底部，并且其中至少一个热交换器板的点波顶部连接到另一个相邻的热交换器板的点波底部。

背景技术

板式热交换器是用于在两个不同介质(具体地，流体)之间传递热量的公知装置。这种板式热交换器通常包括多个热交换器板，其中每一个热交换器板都包括成图案的多个压痕以及用于两种介质的入口和出口。每一对相邻板以使得产生用于输送单独介质的通道的方式连接。两种介质然后被允许在交替的成对的板之间循环，以允许通过热交换器板进行热传递。一个板的压痕图案将与两个相邻板的压痕图案接触。这样，板保持稍微间隔开，并且可以调节流体通路的形状以提高热交换效率。

在现有技术中，通常使用所谓的人字形图案的压痕，所述压痕包括迫使介质流在热交换器板的平面内重复加速和减速的脊部和谷部。这通常导致流体的速度或流量的大的变化，从而降低热传递的效率。因此，允许流体的速度更加均匀的压痕图案将是有益的。

为了提高热交换效率，已经尝试减小用作相邻热交换器板的接触表面的表面积或减小热交换器板的厚度。因为这两种措施降低热交换器板的耐用性，因此这两种措施可能是有问题的。尤其地，高流体压力以及在一些情况下外部预张力将热交换器板的接触表面暴露给大的力。因此，如果热交换器板的接触面积和/或热交换器板的厚度太小，则这些力可能会导致热交换器板的永久变形。

在US8091619B2中，公开了一种上述类型的热交换器。其中压痕的人字形图案被包括顶部和底部的多个点波或被包括点波顶部和点波底部的多个点波点代替。一个板的平坦顶部与相邻板的平坦底部钎焊在一起。因此，可以改进这种钎焊的热交换器的稳定性，从而减小热交换器板的厚度。同时，两个相邻板相遇处的表面面积被优化。因此，提高了这种板式热交换器的效率。

这种构造的缺点在于流体流较难于在热交换器板的整个平面上引导和分布。这就是这种热交换器和具有例如人字形图案的热交换器具有相对细长的设计的原因，这减小了流体将要流过的宽度。

对于具有楔形形状的流动通道的人字形交换器，楔形形状的角度越大，当在宽度方向(垂直于从入口到出口看时的整个流动方向)上看时的压降越低，并且在整个流动方向上的压降越高，然而制造具有较小角度的更窄的楔形形状，增加在宽度方向上的压降，但是降低在整个流动方向上的压降。包括人字形图案中的波纹的侧面的高度和斜率的参数是可以被改变以获得热交换器的给定期望的流动(流量)/压力特性的参数。通过增加图案的顶部表面面积来增加通道的宽度将减小总热交换表面，并且这不是期望的选择。改变一个参数以获得期望压力/流量/速度特性，因此会使得折中另一个。

尤其对于具有衬垫式热交换器的实施例的另外的缺陷与板的高度有关，所述高度是从顶部到底部的高度，在衬垫式热交换器中板例如通过螺栓连接和固定在一起并且在周边处衬垫密封流动通道。对于假定特定的长度和宽度的这种热交换器，一个优点可能是能够使用相同的衬垫而不管实际设计的高度，这将会降低生产成本。对于US8091619B2的图案设计，可能不能够设计具有较大高度的板，仍然在其内保持流体的期望压降。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种具有更加有利的压痕图案的热交换器，其允许热交换器板具有更高稳定性和降低了的厚度。同时，与根据US8091619B2的点波图案相比，其应当可以更有效地引导流体流，从而使得可以形成更加方形的热交换器，或能够为某一衬垫限定一给定高度，且仍然能够设计成在所有方向上具有期望的压力/压降、流量和速度特性。

本发明解决以上问题，并且点波点的至少多个部分通过壁部分连接到至少一个相邻的点波点。

壁部分将一方面提供对流体流的额外的障碍，从而允许在热交换器板的平面上更加有效地引导流体流。本发明可以用于钎焊式热交换器以及衬垫式热交换器或使用热交换器板的任何其它类型的热交换器。在大多数简单的实施例中，包括(点波)顶部的点波点将成对地形成，并且包括(点波)底部的点波点将成对地形成，且它们的每一个都通过一个壁部分连接。当然，如将在下文中所述的，更加复杂的多个点波点的图案也可以通过一个或几个壁部分连接。