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CN1760620A - 异型板换热器 - Google Patents

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CN1760620A
CN1760620A CN 200510110250 CN200510110250A CN1760620A CN 1760620 A CN1760620 A CN 1760620A CN 200510110250 CN200510110250 CN 200510110250 CN 200510110250 A CN200510110250 A CN 200510110250A CN 1760620 A CN1760620 A CN 1760620A
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CN
China
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heat exchanger
special
fluid
shaped plate
fluid channel
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Application number
CN 200510110250
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English (en)
Inventor
周帼彦
涂善东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
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Publication date
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Publication of CN1760620A publication Critical patent/CN1760620A/zh
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Abstract

本发明异型板换热器涉及的是一种新型结构的热交换器，适合于各种介质、不同操作工况下冷热流体介质之间的热量交换。结构具有封头、接管和芯体，封头设在流体通道两侧(流体入口侧和出口侧)。芯体由若干个冷流体通道和热流体通道构成。芯体组装时冷流体通道和热流体通道间隔叠置。流体通道由两个异型板按90°交错角方向叠置而构成，通道两侧设有封条。冷流体通道与热流体通道按90°交错角方向间隔叠置，整体实现冷流体和热流体的错流型流动。

Description

异型板换热器
技术领域
本发明异型板换热器涉及一种热交换器，尤其涉及一种适合于各种介质、不同操作工况下冷热流体介质之间热量交换的新型结构热交换器。
背景技术
现有的紧凑型换热器，如板翅式换热器，一般采用导热板上焊接翅片来扩大换热面积，但直接参与热交换的板面积较小，传热效率不高，且对翅片的导热系数、加工精度和焊接技术都要求很高，使得现有换热器的造价高，从而限制了换热器在节能方面的应用范围。板式换热器，一般在每块换热片的周边和通道处使用橡胶制品制成的密封垫片，使得工作温度和工作压力较低，效率较差。由于密封周边长，在装配和使用时换热介质易泄漏，且胶垫易老化、损坏。目前为了提高使用温度和工作压力也有对该类换热器采用全焊接结构的，但由于整体一次性焊接面积较大，内通道的焊接质量不易检测、返修和补焊，所以成品率较低，经济投资也相对较高。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述存在的问题，提出一种异型板换热器。这种换热器的主体是由异型板按90°交错角方向交替叠置而成，传热面积大，换热效率高，强度高，制造工艺简单，制造成本低，存在体积小，重量轻，空间布置方便，比一般的板翅式换热器和板式换热器性能、成本都有很大的改进与提高。
异型板换热器是采用以下方案实现的：异型板换热器包括芯体(2)，封头1、4和接管3、5。芯体(2)外表面的相对两侧分别为冷流体或热流体通道的进出口，在两侧的进出口上分别设置一对带有接管(3)的封头(1)和另一对带有接管(5)的封头(4)，封头1设在冷流体(或热流体)通道进出口两端(A介质入口侧和出口侧)，封头4设在热流体(或冷流体)通道进出口两端(B介质入口侧和出口侧)，芯体2由至少一对冷流体通道和热流体通道间隔叠置而成。流体通道由相邻两块异型板7按90°交错角方向叠置构成，相邻异型板7的波峰相对叠置使相邻异型板7相互支撑，形成变截面流体通道，通道两侧设有和构成通道的波纹板紧密配合的封条6，以保证流体通道的密封性。按实际需要由多个冷流体通道与热流体通道按90°交错角方向间隔叠置，整体实现冷流体和热流体的错流型流动。
异型板面7的波纹形式为三角形7-1、矩形7-2、梯形7-3或波浪形7-4；封条6一表面为水平面，另一表面的波纹形式和与封条6紧密配合的异型板面7的波纹形式相同。
本发明将异型板按90°交错角方向间隔叠置而构成错流型流体通道，异型板的不平整性可以同时对上下两侧流体进行强化传热，提高了总传热系数，扩大了有效传热面积，提高了换热器的换热效率，异型板面的波纹结构具有良好的力学性能，使得异型板彼此相互起到支撑作用，使换热器具有较好的强度，可以获得较大的板间距，供大体积流量的工业换热场合应用，同时具有制造工艺简单、存在体积小、重量轻、空间布置方便、设备耗材少、成本低等优点。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1是异型板换热器结构示意图。其中，1、4为封头，3、5为接管，2为芯体，6为封条，7为异型板。
图2是异型板换热器的流体通道结构示意图。其中，6为封条，7为异型板。
图3是异型板换热器的流体通道纵向截面图。其中，7-1为波纹形式呈三角形的异型板，6-1为一个表面的波纹形式呈三角形的封条。
图4-6是异型板换热器的异型板及相应的封条结构形式示意图。其中，7-2、7-3、7-4分别为波纹形式呈矩形、梯形、或波浪形的异型板，6-2、6-3、6-4分别为一个表面的波纹形式呈矩形、梯形、或波浪形的封条。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步的说明。
参照附图1-6，异型板换热器主要结构具有封头1、4，接管3、5和芯体三部分。封头1设在冷流体(或热流体)通道进出口两端(A介质入口侧和出口侧)，封头1上设有接管3。封头4设在热流体(或冷流体)通道进出口两端(B介质入口侧和出口侧)，封头4上设有接管5。芯体2由若干个冷流体通道和热流体通道构成。芯体2组装时冷流体通道和热流体通道间隔叠置。流体通道由上下两个异型板7按90°交错角方向叠置而构成，波峰的相对叠使相邻异型板7相互支撑，形成变截面流体通道，通道两侧设有封条6，以保证流体通道的密封性，便于充分换热。异型板面的波纹形式为三角形7-1、矩形7-2、梯形7-3或波浪形7-4。封条一表面为水平面，另一表面呈三角形6-1、矩形6-2、梯形6-3或波浪形6-4的波纹表面，与其所配合的通道的波纹板的波纹形式相同。芯体2按实际需要设置多个冷流体通道与热流体通道，组装时冷流体通道与热流体通道按90°交错角方向间隔叠置，整体实现冷流体和热流体的错流型流动。工作时，冷热流体介质之间通过隔热板直接进行热量交换，异型板面的波纹结构使流体在通道中形成强烈的湍流，使传热边界层不断被破坏，从而有效地降低了热阻，提高了传热效率。
本实施例中，芯体2采用宽×高×长为2000mm×500mm×1350mm的立方体结构，并选用61块高度×节距×厚度为8mm×10mm×0.5mm的三角形波纹异型板，按90°交错角方向叠置而构成30个热流体通道和30个冷流体通道。工作时，调温水从换热器的热流体入口5进入热流体通道，完成热交换后从另一侧热流体出口5流出换热器；而冷却水从换热器的冷流体入口3进入热流体通道，完成热交换后从另一侧冷流体出口3流出换热器，冷热水在换热器芯体中经异型板作错流流动。
本实施例中提供的水-水异型板换热器，其体积仅为1.5m3，为板式换热器(相同操作条件和处理量)的1/3，为板翅式换热器(相同操作条件和处理量)的1/2；比表面积可达190m2/m3，是板式换热器的两倍；整体压力降小于2kPa，与板翅式换热器相差不多，远小于板式换热器；总传热系数可达1136w/m2·K以上，并且采用较薄的传热板材，故换热器的耗材可以较大幅度下降，费用现值和费用年值仅为板式换热器的5％，为板翅式换热器的70％，具备良好的性能，适合在工业生产中使用。

Claims (3)

1、一种异型板换热器，包括芯体(2)，芯体(2)外表面的相对两侧分别为冷流体或热流体通道的进出口，在两侧的进出口上分别设置一对带有接管(3)的封头(1)和另一对带有接管(5)的封头(4)，其特征在于，所述的芯体(2)由至少一对冷流体通道和热流体通道间隔叠置而成，流体通道由相邻两块异型板(7)按90°交错角方向叠置构成，相邻异型板(7)的波峰相对叠置使相邻异型板(7)相互支撑，形成变截面流体通道，通道两侧设有和构成通道的异型板(7)紧密配合的封条(6)。
2、如权利要求1所述的异型板换热器，其特征在于，所述的异型板(7)的波纹形式为三角形、矩形、梯形或波浪形中的一种。
3、如权利要求1所述的异型板换热器，其特征在于，封条(6)一个表面为水平面，另一表面的波纹形式和与封条(6)紧密配合的异型板面(7)的波纹形式相同。
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