流体导引板及其板式热交换器的制作方法

文档序号:13737495阅读:170来源:国知局
技术领域本发明涉及一种板式热交换器,尤指一种具有多边形热交换部的流体导引板的板式热交换器。

背景技术:
目前板式热交换器均是由冲压成形的凹凸不锈钢板相互并排所组成,其中凹凸的纹路型态又以山形最为普遍。两相邻板片的山形凹凸纹路相互成180°相反的组合,因此两相邻板片的凹凸脊线形成交错的接触点,进而构成板式热交换器的交错槽道系统。此交错槽道系统即为用以使流入板式热交换器的流体产生强烈的紊流而达到高热传效果的设计。举例来说,板式热交换器内的流体流动的方式是一侧流道走冷流体,下一侧流道则走热流体,再下一侧流道走冷流体。据此,冷热流体在板式热交换器内充分进行热交换而将转换效率发挥到最高。关于山形凹凸纹路的板式热交换器,如中国台湾发明专利第201030306号、第201408982号以及第I445917号等。进一步地,山形凹凸纹路又可依角度的不同而区分为高流速板(highthetaplate)以及低流速板(lowthetaplate)。其中,低流速板的山形凹凸纹路的夹角较小,而高流速板的山形凹凸纹路的夹角则较大。当在一固定的流率下,低流速板的压降较低且热传系数亦较低。反之,高流速板的压降较高且热传系数亦较高。一般而言,低流速板通常用于冷却(或加热)高质量流率或低热传量(低比热流体或温度变化小),而高流速板通常用于小质量流率或高热传量用途时(高比热流体、潜热相变化或温度变化大)。对于板式热交换器的制造业者而言,为了因应不同的使用需求则必须同时制作高流速板与低流速板的模具来生产不同规格的板式热交换器,如此一来其生产成本亦相对地提高。有鉴于此,如何设计一同时具备低流速板与高流速板的优点以及降低生产成本的板式热交换器显然已经成为一待解决的问题。

技术实现要素:
本发明的主要目的,在于解决不同规格的低流速板与高流速板各具有其优缺点且需要两副生产模具而无法降低成本的问题。为达上述目的,本发明提供一种流体导引板,应用于板式热交换器之中,该流体导引板包含有二对应设置于该流体导引板一侧的一第一热交换面以及一第二热交换面,以及多个热交换部。每一该热交换部是由该第一热交换面向该第二热交换面凹陷成形且突设于该第二热交换面,且每一该热交换部具有多边形状。于本发明一实施例中,每一该热交换部为一正六边形。于本发明一实施例中,该流体导引板更包含有至少二贯穿该第一热交换面与该第二热交换面的流体开口,该些热交换部设置于每一该流体开口之间。于本发明一实施例中,该流体导引板更包含有多个位于该些流体开口与该些热交换部之间的流体导引部,每一该流体导引部是由该第一热交换面向该第二热交换面凹陷成形且突设于该第二热交换面。于本发明一实施例中,每一该热交换部的间距为1毫米至5毫米。于本发明一实施例中,每一该热交换部具有一自该第二热交换面延伸的突出高度,以及一由每一该热交换部任两相对边所形成的突出宽度,该突出高度与该突出宽度的比值为0.18至0.22。于本发明一实施例中,该些热交换部排列形成一第一导引群组以及一第二导引群组,而该第一导引群组中的每一该热交换部与该第二导引群组中的每一该热交换部交错设置。为达上述目的,本发明提供一种板式热交换器,包含有一第一流体导引板,一与该第一流体导引板间隔设置的第二流体导引板,以及一阻隔件。该阻隔件位于该第一流体导引板与该第二流体导引板之间,并与该第一流体导引板以及该第二流体导引板形成一热交换空间,而该热交换空间具有一供一流体进入该热交换空间的流体输入口以及一供该流体离开该热交换空间的流体输出口。其中,该第一流体导引板具有一面对该第二流体导引板的第三热交换面以及一设置于远离该第二流体导引板一侧的第四热交换面,该第一流体导引板具有多个由该第三热交换面向该第四热交换面凹陷成形且突设于该第三热交换面的第一热交换部,而该第二流体导引板则具有一面对该第一流体导引板的第五热交换面以及一设置于远离该第一流体导引板一侧的第六热交换面,该第二流体导引板具有多个由该第六热交换面向该第五热交换面凹陷成形且突设于该第五热交换面的第二热交换部,且每一该第一热交换部与每一该第二热交换部分别为一多边形状,每一该第一热交换部与每一该第二热交换部呈交错分隔设置。于本发明一实施例中,每一该第一热交换部以及每一该第二热交换部分别为一正六边形。于本发明一实施例中,该第一流体导引板更包含有至少二贯穿该第三热交换面与该第四热交换面的第一流体开口,该些第一热交换部设置于每一该第一流体开口之间,该第二流体导引板更包含有至少二贯穿该第五热交换面与该第六热交换面的第二流体开口,该些第二热交换部设置于每一该第二流体开口之间。于本发明一实施例中,该第一流体导引板包含有多个位于该第一流体开口与该些第一热交换部之间的第一流体导引部,每一该第一流体导引部是由该第三热交换面向该第四热交换面凹陷成形且突设于该第四热交换面,该第二流体导引板包含有多个位于该些第二流体开口与该些第二热交换部之间的第二流体导引部,每一该第二流体导引部是由该第六热交换面向该第五热交换面凹陷成形且突设于该第五热交换面。于本发明一实施例中,每一该第一热交换部的间距为1毫米至5毫米,每一该第二热交换部的间距为1毫米至5毫米。于本发明一实施例中,每一该第一热交换部具有一自该第四热交换面延伸的第一突出高度,以及一由每一该第一热交换部任两相对边所形成的第一突出宽度,而该第一突出高度与该第一突出宽度的比值为0.18至0.22,每一该第二热交换部具有一自该第五热交换面延伸的第二突出高度,以及一由每一该第二热交换部任两相对边所形成的第二突出宽度,而该第二突出高度与该第二突出宽度的比值为0.18至0.22。于本发明一实施例中,该第一流体导引板上的该些第一热交换部排列形成一第三导引群组以及一第四导引群组,而该第三导引群组中的每一该第一热交换部与该第四导引群组中的每一该第一热交换部交错设置。于本发明一实施例中,该第二流体导引板上的该些第二热交换部排列形成一第五导引群组以及一第六导引群组,而该第五导引群组中的每一该第二热交换部与该第六导引群组中的每一该第二热交换部交错设置。本发明该流体导引板以及该板式热交换器相较于现有山形凹凸纹路的热交换器则具有以下优点:1、本发明该流体导引板同一种规格仅只需要开一副模具,相较于现有低流速板与高流速板同一种规格则需要则需两副模具,因此该流体导引板可减少百分之五十的生产成本。2、本发明该些热交换部为多边形,且相邻的该流体导引板上的该些热交换部彼此相互交错而形成一流道系统。据此,该些热交换部可供二流体于该流道系统中分别进行激烈地流动并形成纵向涡流,进而产生强烈的紊流以提升该二流体的热传效率以及降低压降。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。附图说明图1为本发明流体导引板的结构示意图。图2为本发明板式热交换器的结构示意图。图3为本发明板式热交换器的流体热交换示意图。图4为本发明第一流体导引板与阻隔件的相对位置示意图。图5为本发明第二流体导引板与阻隔件的相对位置示意图。图6为本发明与低流速板及高流速板的流道压力分布示意图。图7为本发明与低流速板及高流速板的热传比较示意图。其中,附图标记10流体导引板11第一热交换面12第二热交换面13热交换部14流体开口15流体导引部16第一导引群组17第二导引群组20板式热交换器21第一流体导引板211第三热交换面212第四热交换面213第一热交换部214第一流体开口215第一流体导引部216第一突出高度217第一突出宽度218第三导引群组219第四导引群组22第二流体导引板221第五热交换面222第六热交换面223第二热交换部224第二流体开口225第二流体导引部226第二突出高度227第二突出宽度228第五导引群组229第六导引群组23阻隔件24第一输入管25第一输出管26第二输入管27第二输出管28流体封闭件30第一热交换空间40第二热交换空间50第三热交换空间60第四热交换空间70流体输入口80流体输出口100第一流体101第二流体H高流速板L低流速板具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述,以更进一步了解本发明的目的、方案及功效,但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。本发明为一种流体导引板10以及一种应用该流体导引板10的板式热交换器20,如图1与图2所示。首先,请参阅图1,该流体导引板10包含有一第一热交换面11,一相对该第一热交换面11而设置于该第一热交换面11另侧的第二热交换面12,多个形成于该第一热交换面11与该第二热交换面12的热交换部13,至少二贯穿该第一热交换面11与该第二热交换面12的流体开口14,以及多个形成于该第一热交换面11与该第二热交换面12的流体导引部15。其中,该些热交换部13以及该些流体导引部15设置于每一该流体开口14之间,而该些流体导引部15则设置于每一该流体开口14与该些热交换部13之间。于本实施例中,该流体导引板10较佳地具有四个该流体开口14。进一步地,该些热交换部13以及该些流体导引部15较佳地是以冲压成型加工而成,但不以此加工方法为限。每一该热交换部13为一正六边形,且每一该热交换部13与每一该流体导引部15均是由该第一热交换面11向该第二热交换面12凹陷成形且突设于该第二热交换面12。关于每一该热交换部13的结构比例,每一该热交换部13具有一自该第二热交换面12延伸的突出高度,以及一由每一该热交换部13任两相对边所形成的突出宽度。其中,该突出高度与该突出宽度的比值较佳地为0.18至0.22。而关于每一该热交换部13的分布型态,每一该热交换部13之间相邻的间距较佳地为1毫米至5毫米。再者,该些热交换部13排列分别形成一第一导引群组16以及一第二导引群组17,其中该第一导引群组16中的每一该热交换部13与该第二导引群组17中的每一该热交换部13彼此相互交错设置。请参阅图2至图5,该板式热交换器20包含有至少一第一流体导引板21,至少一与每一该第一流体导引板21间隔设置的第二流体导引板22,至少一位于每一该第一流体导引板21与每一该第二流体导引板22之间的阻隔件23,一输入一第一流体100的第一输入管24,一输出该第一流体100的第一输出管25,一输入一第二流体101的第二输入管26,一输出该第二流体101的第二输出管27,以及四间隔设置的流体封闭件28。于此须注意的是,每一该第一流体导引板21以及每一该第二流体导引板22与前述该流体导引板10具有相同的结构特征,于此仅为更详细地叙明该板式热交换器20的组装而加以区分。于本实施例中,该第一输入管24、该第一输出管25、该第二输入管26以及该第二输出管27是位于同一侧并与其中一该第一流体导引板21所组接。于其他可能的实施例中,该第一输入管24、该第一输出管25、该第二输入管26以及该第二输出管27可根据使用需求而改变其设置位置。该四流体封闭件28则于后说明。本实施例于下仅以单一该第一流体导引板21以及单一该第二流体导引板22相互并排叙明其结构与配置关系,如图2与图3左二相邻的该第一流体导引板21与该第二流体导引板22所示。该第一流体导引板21具有一面对该第二流体导引板22的第三热交换面211,一设置于远离该第二流体导引板22一侧的第四热交换面212,多个由该第三热交换面211向该第四热交换面212凹陷成形且突设于该第四热交换面212的第一热交换部213,至少二贯穿该第三热交换面211与该第四热交换面212的第一流体开口214,以及多个由该第三热交换面211向该第四热交换面212凹陷成形且突设于该第四热交换面212的第一流体导引部215。其中,该些第一热交换部213以及该些第一流体导引部215设置于每一该第一流体开口214之间,而该些第一流体导引部215则设置于每一该第一流体开口214与该些第一热交换部213之间。于本实施例中,该第一流体导引板21较佳地具有四个该第一流体开口214。且于本实施例中,每一该第一热交换部213为一正六边形。关于每一该第一热交换部213的结构比例,每一该第一热交换部213具有一自该第四热交换面212延伸的第一突出高度216,以及一由每一该第一热交换部213任两相对边所形成的第一突出宽度217,而该第一突出高度216与该第一突出宽度217的比值较佳地为0.18至0.22。而关于每一该第一热交换部213的分布型态,每一该第一热交换部213之间相邻的间距较佳地为1毫米至5毫米。再者,该第一流体导引板21上的该些第一热交换部213排列形成一第三导引群组218以及一第四导引群组219,而该第三导引群组218中的每一该第一热交换部213与该第四导引群组219中的每一该第一热交换部213彼此相互交错设置。承上,该第二流体导引板22则具有一面对该第一流体导引板21的第五热交换面221以及一设置于远离该第一流体导引板21一侧的第六热交换面222,多个由该第六热交换面222向该第五热交换面221凹陷成形且突设于该第五热交换面221的第二热交换部223,至少二贯穿该第五热交换面221与该第六热交换面222的第二流体开口224,以及多个由该第六热交换面222向该第五热交换面221凹陷成形且突设于该第五热交换面221的第二流体导引部225。其中,该些第二热交换部223以及该些第二流体导引部225设置于每一该第二流体开口224之间,而该些第二流体导引部225则设置于每一该第二流体开口224与该些第二热交换部223之间。于本实施例中,该第二流体导引板22较佳地具有四个该第二流体开口224。且于本实施例中,每一该第二热交换部223为一正六边形。关于每一该第二热交换部223的结构比例,每一该第二热交换部223具有一自该第五热交换面221延伸的第二突出高度226,以及一由每一该第二热交换部223任两相对边所形成的第二突出宽度227,而该第二突出高度226与该第二突出宽度227的比值较佳地为0.18至0.22。而关于每一该第二热交换部223的分布型态,每一该第二热交换部223之间相邻的间距较佳地为为1毫米至5毫米。再者,该第二流体导引板22上的该些第二热交换部223排列形成一第五导引群组228以及一第六导引群组229,而该第五导引群组228中的每一该第二热交换部223与该第六导引群组229中的每一该第二热交换部223彼此相互交错设置。请参阅图2,于本实施例中,该四流体封闭件28则根据该第一输入管24、该第一输出管25、该第二输入管26以及该第二输出管27的设置位置而配置于同一侧并与其中一该第一流体导引板21所组接。于其他可能的实施例中,该四流体封闭件28可相对该第一输入管24、该第一输出管25、该第二输入管26以及该第二输出管27而改变设置位置。该四流体封闭件28用于封闭其中一该第一流体导引板21的该些第一流体开口214。请参阅图2与图3,于本实施例中,该板式热交换器20包含三该第一流体导引板21,二该第二流体导引板22以及四该阻隔件23,然而其数量并不以此为限。当该些第一流体导引板21、该些第二流体导引板22、该些阻隔件23相互组装后,每一该阻隔件23、每一该第一流体导引板21以及每一该第二流体导引板22共同形成一热交换空间,因此该板式热交换器20的该些第一流体导引板21、该些第二流体导引板22以及该些阻隔件23由该第一输入管24朝该四流体封闭件28方向依序形成一第一热交换空间30、一第二热交换空间40、一第三热交换空间50以及一第四热交换空间60,如图3所示。再者,当该些第一流体导引板21、该些第二流体导引板22以及该些阻隔件23相互组装后,每一该第一流体开口214与每一该第二流体开口224则会相互对应。进一步地,每一该阻隔件23仅会使得每一该热交换空间30、40、50及60与其中二该第一流体开口214以及其中二该第二流体开口224连通,反之另二该第一流体开口214以及另二该第二流体开口224则无法连通。因此,相互对应的其中一该第一流体开口214与其中一该第二流体开口224于一端形成一流体输入口70,而相互对应的另一该第一流体开口214与另一该第二流体开口224于另端形成一流体输出口80。换言之,于本实施例中,该板式热交换器20会形成四个该流体输入口70以及四个该流体输出口80。再者,且每一该第一流体导引板21的每一该第一热交换部213与每一该第二流体导引板22的每一该第二热交换部223相互呈交错设置,如图4所示。请参阅图2与图3,当该第一输入管24输送该第一流体100时,该第一流体100会经由其中一该流体输入口70进入该第一热交换空间30。该第一流体100除了进入该第一热交换空间30以外,该第一流体100亦会朝相邻的该第二流体导引板22的其中一该第二流体开口224继续流动。此时,该第一流体100受到其中一该阻隔件23的阻隔而无法进入该第二热交换空间40。接着,该第一流体100会朝其中一该第一流体导引板21的其中一该第一流体开口214继续流动,该第一流体100会经由另一该流体输入口70进入该第三热交换空间50。而该第二流体101亦依照上述的流动方式由该第二输入管26依序地进入该第二热交换空间40以及该第四热交换空间60。由此可知,该第一流体100与该第二流体101会分别进入相邻的该些热交换空间30、40、50及60。当该第一流体100与该第二流体101分别进入相邻的该些热交换空间30、40、50及60后,该第一流体100与该第二流体101会流经该些第一热交换部213以及该些第二热交换部223之间,进而于该些第一热交换部213以及该些第二热交换部223形成纵向涡流。同时,该些第一热交换部213以及该些第二热交换部223所形成的纵向涡流可于该些热交换空间30、40、50及60中激烈地搅动该第一流体100与该第二流体101,其有助于破坏该第一流体100与该第二流体101的温度边界层使得该些热交换空间30、40、50及60中的温度更为平均。该板式热交换器20即是通过纵向涡流产生强烈的紊流进而提升该第一流体100与该第二流体101之间的热传效率。当该第一流体100与该第二流体101进行热交换后,该第一流体100与该第二流体101分别由不同的该些流体输出口80离开该些热交换空间30、40、50及60。最后,该第一流体100与该第二流体101再分别由该第一输出管25与该第二输出管27输出。于本实施例中,该第一流体100与该第二流体101较佳地以不同方向分别进入该些热交换空间30、40、50及60。于本实施例中,该些流体输入口70与该些流体输出口80彼此相互平行。举例而言,该第一热交换空间30的该流体输入口70以及该流体输出口80之间的连接方向则与第二热交换空间40的该流体输入口70以及该流体输出口80之间的连接方向相互平行,因此该第一流体100与该第二流体101由该些流体输入口70流至该些流体输出口80的输出与输入方向则平行该连接方向。请参阅图4与图5,每一该第一热交换部213以及每一该第二热交换部223为一正六边形,且每一该第一热交换部213与每一该第二热交换部223的任两相对边则平行于该连接方向。换言之,每一该第一热交换部213具有六端点,其中两相对端点的连线方向则会平行该连接方向,而每一该第二热交换部223亦是以此种方式配置,但是每一该第一热交换部213以及每一该第二热交换部223的配置方位不以此为限。于本实施例中,该些第一热交换部213是以七个的数量进行排列。图6为一高流速板H、一低流速板L以及本发明该第一流体导引板21的流道压力分布数据。以本发明该第一流体导引板21而言,横座标的数值1代表第一列的该些第一热交换部213的压力减去第二列的该些第一热交换部213的压力,而数值2代表第三列的该些第一热交换部213的压力减去第四列的该些第一热交换部213的压力,其余数值则以此方式类推。换言之,数值1代表第一列与第二列之间的流道压力。再者,横座标左侧为流体输入端,而右侧为流体输出端。整体而言,该流体导引板21的压降近似现有的该低流速板L的压降。于本实施例中,该第一流体100可为一热水,而该第二流体101可为一冷水。再者,该第一流体100是依序进入该第一热交换空间30以及该第三热交换空间50,该第二流体101是依序进入该第四热交换空间60以及该第二热交换空间40。请参阅图7,以本发明该第一流体导引板21而言,横座标的数值1代表该第一热交换空间30的热传系数,而数值2代表第二热交换空间40的热传系数,其余数值则以此方式类推。整体而言,该该第一流体导引板21的热传系数近似现有的该高流速板H的热传系数。本发明该板式热交换器20同时具有现有该低流速板L的低压降以及该高流速板H的高热传系数等优点,因此不需同时制作高流速板H与低流速板L的模具分别生产该高流速板H与该低流速板L。换言之,本发明该板式热交换器20相对该高流速板H与该低流速板L而言可大幅地降低模具的开发进而降低其生产成本。综上所述,本发明为一种流体导引板及其板式热交换器。其中,该流体导引板包含有一第一热交换面、一第二热交换面以及多个由该第一热交换面向该第二热交换面凹陷成形且突设于该第二热交换面的热交换部,且每一该热交换部具有多边形状。而该板式热交换器则包含有多个该流体导引板,相邻的该流体导引板上的该些热交换部彼此相互交错而形成一流道系统。据此,该些热交换部可供流体于该流道系统中分别进行激烈地流动并形成纵向涡流,进而产生强烈的紊流以提升流体的热传效率以及降低压降。再者,本发明该流体导引板可大幅地降低模具的开发进而降低其生产成本。当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1