用于热交换的板的制作方法

专利名称：用于热交换的板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于热交换的板，该板由金属薄板形成，并以对齐状 态与其他板组合构成热交换器；尤其是涉及热交换板，该热交换板具 有不规则的预先确定样式，可提供最优的流动通道构造以适应沿着板 的相对表面流动的热交换流体之间的特性差异，从而提高热交换效率。
背景技术：
如果需要利用在高温流体和低温流体之间进行热交换的热交换器 来增大传热系数以增强热交换的效果，传统上广泛使用板式热交换器。 板式热交换器具有一种结构，其中，具有板形的多块板，即传热部件 彼此平行地以规定间隔上下叠放以形成通道，该通道通过各自的板隔 开。高温流体和低温流体交替流过上述通道以通过各自的板进行热交 换。
对于传统板式热交换器的热交换板的传热部分的构造，广泛使用 的是被称为人字型(herringbonetype)的不规则样式。然而，这种不规则 样式在降低压力损耗和保证加压能力方面有困难。因此已提出各种不 同的不规则样式。日本专利临时公开第2002-257488号揭示了这种不规 则样式的例子。
用于这种传统热交换器的板具有形成于其上的多个传热元件，每 个传热元件从密封部件(密封片)内部的板的上表面向上突出，并且传热 元件在其顶部具有平坦表面以在平面视图中提供矩形形状。这些板彼 此上下叠放并组合在一起以构成热交换器。
传统热交换器具有上述现有技术文献中所描述的结构。对于用于 传统热交换器的板，制造时，板彼此上下叠放以形成热交换器，从而 使得间隔的板被翻转，并且板的传热部分的上端部(即突出(projection)的 尖端)面对相邻板的流动通道交叉点(即突出的底端)。板相互组合，从 而传热部分朝相同方向突起，结果是两块相邻板之间形成的流动通道
具有相同的样式。
通常在热交换器中用于进行热交换的两种流体具有不同的化学成 分，导致其不仅特性不同，而且以热交换过程中的压力和流速为例的 使用条件也显著不同。因此理论上优选地考虑根据各自流体的传热来 进行热交换。然而，形成于板的相对表面的流动通道的相同样式导致 板的基本相同的传热条件。因此，别无选择而只能在相同的传热条件 下对流过通道的两种流体进行热交换。因此，难以根据通过板来在其 间进行热交换的两种热交换流体的温度和特性的差异来应用优化的传 热条件，从而引起不能实现有效热交换的问题。

发明内容
因此为解决上述问题，本发明的目的是提供一种热交换板，其表 面上具有恰当形成的不规则样式，该不规则样式使得能够对组成热交 换器的相邻两块板之间的间隙进行调节，从而根据流入间隙的两种热 交换流体之间的特性差异调节该间隙，并最优化每种流体和板之间的 传热能力，从而改善通过板进行的热交换的效率。
为了达到上述目的，用于本发明的第一方面的热交换的板包括具 有预先确定的不规则样式的金属板部件，该不规则样式包括多个突起
(protrusion)和多个凹陷(recess)，板部件与至少一个其他板部件组合以使 该板部件的突起分别与该其他板部件的突起接触，以形成热交换器， 该热交换器在与金属板部件的一表面接触的热交换流体和与该金属板 部件的另一表面接触的另一热交换流体之间进行热交换，其中板部 件的一个表面上布置有多个突起，其以预先确定的间隔位于第一多条 纵向平行线中，并以同样的预先确定的间隔或者以不同的预先确定的 间隔位于垂直于所述第一多条纵向平行线的第一多条横向平行线中， 所述多个突起中的每一个均包括在其下侧具有外围边缘的顶部突起部 分和从所述顶部突起部分的所述外围边缘向下延伸的中间突起部分； 板部件的一个表面上布置有多个凹陷，其位于第二多条纵向平行线中， 该第二多条纵向平行线从第一多条纵向平行线偏移其中相邻两条线之 间的距离的一半，并且该凹陷还布置于第二多条横向平行线中，该第 二多条横向平行线从第一多条横向平行线偏移其中相邻两条线之间的
距离的一半，多个凹陷中的每一个均包括在其上侧具有外围边缘的底 部凹陷部分和从底部凹陷部分的外围边缘向上延伸的中间凹陷部分； 中间突起部分位于中间凹陷部分之上；彼此相邻放置的中间突起部分 和中间凹陷部分通过作为中间突起部分和中间凹陷部分之间的边界的 连接部分相连；并且形成于板部件一个表面上的中间突起部分具有与 形成于板部件另一表面上的中间突起部分相同的形状以与形成于板部 件的该一个表面上的中间凹陷部分相对应，形成于板部件一个表面上 的中间凹陷部分具有与形成于其另 一表面上的中间凹陷部分相同的形 状以与形成于板部件的该一个表面上的中间突起部分相对应，板部件 的一个表面和另一表面在至少一除顶部突起部分和底部凹陷部分外的 其他区域具有相同的样式构造。
根据本发明的第一方面，对于不规则样式，其中均具有顶部突起 部分和中间突起部分的突起以及均具有底部凹陷部分和中间凹陷部分 的凹陷规则地排列，中间突起部分和中间凹陷部分的构造保持不变， 以适当的方式调节顶部突起部分的高度和底部凹陷部分的深度以使该 高度和深度的总和总是保持恒定。因此，无需改变定义相邻两板之间 距离的板的实际高度，不仅可以容易地提供对称类型的板，其中形成 于板的一个表面上的突起的高度等于形成于板的另一表面上的突起的 高度，而且可以容易地提供非对称类型的板，其中根据预计的使用情 况，形成于板的一个表面上的突起的高度不等于形成于板的另一表面 上的突起的高度。结果，无需修改不规则样式的基本布局就可以容易 并自由地实现彼此上下叠放的板之间的间隙设置。不仅可以实现热交 换器的灵活简单的设计和制造，对板来说也是如此。
在本发明的第二方面中，顶部突起部分的具有一高度，底部凹陷 部分具有一深度，该高度和深度不同。
根据本发明的第二方面，顶部突起部分的高度与底部凹陷部分的 深度的差异导致板的参考平面和形成于板的上表面的突起向上突起的 最高水平面之间的距离与板的参考平面和与形成于板的上表面的凹陷 相对应而形成于板的下表面的突起向下凹进的最低水平面之间的距离 不同。结果，当板彼此上下叠放以形成热交换器时，根据突起的突出 长度和凹陷的凹进深度，某一板与其上相邻板之间的间隙与该板与其
下相邻板之间的间隙不同。这使得经过该板的上下表面的热交换流体 的流量或流速可以显著的互不相同。两种相邻间隙提供了具有互不相 同的特性的流动通道，从而导致不同的传热性能。根据热交换流体的 特性的流动通道的形成使得板和热交换流体之间的热传导能够有效地 进行，从而在流体之间进行有效的热交换。
在本发明的第三方面中，顶部突起部分具有一高度，底部凹陷部 分具有一深度，该高度与该深度相等，并且形成于板部件的一个表面 上的多个突起均可具有与形成于该板部件的另一表面上的多个突起相 同的构造以与形成于该板部件的该一个表面上的凹陷相对应，并且形 成于板部件的一个表面上的多个凹陷均可具有与形成于该板部件的另 一表面上的多个凹陷相同的构造以与形成于该板部件的该一个表面上 的突起相对应，从而在该板部件的该一个表面和该另一表面上提供相 同的样式构造。
根据本发明的第三方面，形成于板部件的上表面的突起的高度与 与形成于该板部件的上表面的凹陷相对应而形成于板部件的下表面的 突起的高度相同。结果，所形成的板部件在板部件的两个表面上的不 规则样式上是对称的。当互相上下叠放这样的板部件以形成热交换器 时，板部件中形成的间隙在空间构造和尺寸上彼此相同。可以在相同 的热条件下利用在间隙中流动的两种热交换流体。在利用两种确定的 具有各自的温度和特性的热交换流体的情况下，可通过这样的板部件 而不是通过改变板部件之间的空间构造来提供适当的传热条件，从而 提高热交换效率。此外，仅仅绕其中心转动板部件以改变板部件相对 侧边缘之间的空间位置，就可以改变突起和凹陷之间的空间位置，而 不会倒转板部件，从而提供一种板部件在其突起处相互接触的接触状 态。在考虑堆积板部件的特定方式来确定板部件的边缘形状的情况下， 例如板部件各自的上表面朝向同一方向，则可以使用单一类型的板部 件来制造热交换器，从而降低制造成本。
在本发明的第四方面中，预先确定的不规则样式可以进一步包括
多个突出和多个凹进(depression)，每一突出位于突起的相邻的两个突 起之间，其位于第一多条横向平行线中，以向上突出到顶部突起部分 的最高点的水平面，并且每一凹进位于凹陷的相邻的两个凹陷之间， 其位于第二多条横向平行线中，以向下凹进到底部凹陷部分的最低点 的水平面。
根据本发明的第四方面，突出位于相邻两个突起之间，凹进位于 相邻两个凹陷之间。当板部件彼此上下叠放以形成热交换器时，相邻 两个板部件在形成于各自上表面的突起处和形成于各自下表面的突起 处互相接触，以相互对应。此外，相邻两个板部件还在形成于各自上 表面上的突起之间的突出处和形成于各自下表面上的凹陷之间的突起 处互相接触，以相互对应。因此，相邻两板部件之间的接触部分的数 量大大增加。因此可以显著地增强板部件的强度，该板部件被组合在 一起以使得通过上述接触部分恰当地支持板部件。即使在引入板部件 之间的间隙的热交换流体具有很高压力时，也可以确保板部件之间适 当的空间构造以进行有效的热交换。
在本发明的第六方面中，顶部突起部分可以具有平的顶部区域， 底部凹陷部分可以具有平的底部区域。
根据本发明的第六方面，顶部突起部分具有平的顶部区域，底部 凹陷部分具有平的底部区域，从而与形成于板部件上表面的突起相对 应而形成于板部件的下表面的突起也具有平的顶部区域。当板部件彼 此上下叠放以形成热交换器时，相邻的两个板部件在形成于各自上表 面的突起的平的区域以及形成于各自下表面的突起的平的区域互相接 触，从而彼此对应，这样保证了足够的强度。对于板通过扩散粘结
(diffusion bonding)结合在一起的情况，板部件互相接触的平的接触区域 提供了极高的强度。


图1是根据本发明的第一实施例的热交换板的主视图2是显示如图1中所示的部分"A"或"B"的放大图;
图3是沿图2中的线III-III的剖视图4是沿图2中的线IV-IV的剖视图5是沿图2中的线V-V的剖视图6是沿图2中的线VI-VI的剖视图7是沿图2中的线VII-VII的剖视图8是沿图2中的线vni-vni的剖视图9是沿图2中的线IX-IX的剖视图io是根据处于组装状态的本发明的第一实施例的热交换板的一
个部件的剖视图11是根据处于组装状态的本发明的第一实施例的热交换板的另 一部件的剖视图12是根据本发明的第二实施例的热交换板的一个部件的剖视
图13是根据本发明的第二实施例的热交换板的另一部件的剖视
图14是根据处于组装状态的本发明的第二实施例的热交换板的一 个部件的剖视图15是根据处于组装状态的本发明的第二实施例的热交换板的另 一部件的剖视图16是根据本发明的第三实施例的热交换板的主视图17是沿图16中的线xvn-xvn的剖视图18是沿图16中的线xvni-xvni的剖视图；以及
图19是根据处于组装状态的本发明的第三实施例的热交换板的剖视图。
具体实施例方式
本发明的第一实施例
现在，将参考图1至11具体描述本发明的第一实施例。
如图1至11所示，根据本发明的第一实施例的热交换板10包括 具有矩形形状的金属板部件。具有通过挤压成形(press forming)形成的 不规则样式的板部件包括突起和凹陷。突起位于板部件10的一个表面 上，从而以预先确定的间隔位于第一多条纵向平行线中并且以各自不 同的预先确定间隔位于垂直于第一多条纵向平行线的第一多条横向平 行线中。凹陷位于板部件10的所述一个表面上，从而位于第二多条纵 向平行线中以及第二多条横向平行线中，该第二多条纵向平行线从第 一多条纵向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离的一半，该第二多 条横向平行线从第一多条横向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离 的一半。每一突起包括在其下侧具有外围边缘的顶部突起部分11和从
顶部突起部分11的外围边缘向下延伸的中间突起部分12。每一凹陷包 括在其上侧具有外围边缘的底部凹陷部分13和从底部凹陷部分13的 外围边缘向上延伸的中间凹陷部分14。
更具体地说，每一顶部突起部分11均具有截圆锥形状(truncated conical shape),顶部突起部分11形成于板部件的上表面上，从而以预先 确定的间隔位于平行于板的纵向侧边缘的第一多条纵向平行线中，并 且以各自的预先确定间隔位于垂直于第一多条纵向平行线且平行于板 的横向侧边缘的第一多条横向平行线中，该各自的预先确定间隔比上 述预先确定的间隔长。顶部突起部分11的顶侧提供有圆形平顶区域 lla，下侧提供有弯曲外围区域，其光滑连接至中间突起部分12。
底部凹陷部分13形成于板部件的上表面，从而位于第二多条纵向 平行线中以及第二多条横向平行线中，该第二多条纵向平行线从第一 多条纵向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离的一半，该第二多条 横向平行线从第一多条横向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离的 一半。底部凹陷部分13具有在与顶部突起部分11的突起方向相反的 方向凹进的凹陷的形式。底部凹陷部分13的底侧提供有圆形平底区域 13a，上侧提供有弯曲外围区域，其光滑连接至中间凹陷部分14。形成 于板部件上表面的底部凹陷部分13提供对应的顶部突起部分15，该顶 部突起部分15在板部件的下表面具有截圆锥形状。
具有包括顶部突起部分11和底部凹陷部分13的不规则样式的板 部件相对于纵向中心线和横向中心线对称。
对于包含顶部突起部分11的突起和包含底部凹陷部分13的凹陷， 在板部件的纵向方向上相邻的两个之间的各自的距离不同于，即小于 在板部件的横向方向上相邻的两个之间的各自的距离。结果，突起和 凹陷交替排列所沿的直线相对于板部件的横向方向倾斜大约30度角 (相对于板部件的纵向方向倾斜大约60度角)，从而在主视图中呈现出 具有包含突起或凹陷的菱形的不规则样式。可选地，可以应用这样的 不规则样式，即其中在板部件的纵向上相邻的两个突起或凹陷之间的 各自的距离大于在板部件的横向上相邻的两个突起或凹陷之间的各自
的距离，或者可以应用另一不规则样式，即其中在板部件的纵向上相 邻的两个突起或凹陷之间的各自的距离等于在板部件的横向上相邻的 两个突起或凹陷之间的各自的距离。
每一中间突起部分12均从每一顶部突起部分11的下外围边缘向 下延伸。如图4所示，中间突起部分12具有稍平的截圆锥形状，其具 有与顶部突起部分11的下外围边缘和中间凹陷部分14的上外围边缘 之间的距离相对应的高度。每一中间凹陷部分14均从底部凹陷部分13 的上外围边缘向上延伸。如图3所示，中间凹陷部分14具有稍平的倒 转截圆锥形状，其具有与中间突起部分12的下外围边缘和底部凹陷部 分13上外围边缘之间的距离相对应的深度。
彼此相邻放置的中间突起部分12和中间凹陷部分14通过作为其 间的边界的连接部分相连。该连接部分在垂直于板部件平面的方向上 位于顶部突起部分12和底部凹陷部分13之间的中心水平面之间。从 中间突起部分12的上外围边缘向上延伸的顶部突起部分11的高度大 于从中间凹陷部分14的下外围边缘向下延伸的底部凹陷部分13的深 度。因此，板部件所在的平面和形成于板部件上侧面的顶部突起部分 11的平顶区域lla之间的距离大于板部件所在的平面和底部凹陷部分 13的平底区域13a之间的距离，即大于板部件所在平面和形成于板部 件下表面以与所述凹陷相对应的突起部分15的顶部之间的距离)。
位于板部件的纵向线中相邻的两个中间突起部分12之间以及位 于板部件的横向线中相邻的两个中间凹陷部分14之间的中心位置是 相邻两个顶部突起部分11之间以及相邻两个底部凹陷部分13之间的 中心位置。该中心位置位于中间突起部分12和中间凹陷部分14在板 部件的厚度方向的中间位置。
上述热交换板IO位于具有同样结构的另一热交换板上，它们的相 同侧面彼此相对，并且相邻的两块板在顶部突起部分11的顶部区域lla 或形成于板部件的下表面以与凹陷相对应的顶部突起部分15处互相接 触，从而形成组合单元，然后，这样形成的组合单元以同样方式与其 他组合单元组合，以形成具有间隙，即通道的热交换器。热交换流体 在这些通道中流动以在与板的上表面接触的这些流体中的一种流体和 与板的下表面接触的这些流体中的另一种流体之间进行热交换。板以20这种方式彼此组合成一体，从而使得突出部互相接触，或根据需要通 过扩散粘结结合，从而增加强度。结果，即使在板之间施加高压的时 候，热交换器也不容易变形。可以防止板之间距离的变化，从而使得 可以处理热交换流体之间存在巨大压力差的情况。
在板的这种组合状态中，在形成于板的上表面上的间隙51中，位
于顶部突起部分11下的中间突起部分12彼此相对并且以预先确定的 距离被彼此隔开，位于较低水平的中间凹陷部分14彼此相对并以预先 确定的距离被彼此隔开，位于更低水平的底部凹陷部分13彼此相对并 以预先确定的距离被彼此隔开。置于中间突起部分12之间的间隙部分 和形成于底部凹陷部分13之间的其他间隙部分形成单一间隙51，其作 为热交换流体的通道。由于突起和凹陷的存在，这样的通道包括具有 变化的开放区域的扩展区和收縮区。这些区交替重复，从板的一端延 伸到其另一端。
在形成于板的下表面上的间隙52中，顶部突起部分11的后侧、 中间突起部分12的后侧和中间凹陷部分14的后侧分别以各自预先确 定的距离分别彼此相对。置于这些各自侧面之间的间隙部分形成另一 单一间隙52，其作为另一热交换流体的通道。这样的通道也包括交替 重复的扩展区和收縮区，其以与上述间隙51相同的方式从板的一端延 伸到其另一端。
从中间突起部分12的上外围边缘向上延伸的顶部突起部分11的 高度与从中间凹陷部分14的下外围边缘向下延伸的底部凹陷部分13 的深度不同，因此板的上表面相对板的下表面不对称。组合这样的板 使其相同的表面彼此相对，形成在空间构造和尺寸上彼此不同的间隙 51和52。结果，间隙52小于间隙51,并且间隙51和52根据空间构 造和尺寸提供了不同的热交换特性。考虑到将使用的两种热交换流体 的特性，通过调节从中间突起部分12的上外围边缘向上延伸的顶部突 起部分11的高度和从中间凹陷部分14的下外围边缘向下延伸的底部 凹陷部分13的深度来设置每一间隙51和52的空间构造和尺寸，以提 供与这些热交换流体相匹配的恰当的传热性质。还对热交换器的通用 结构进行适当的设置，使适当的热交换流体引入各自的间隙，这些间 隙分别具有针对这些流体的恰当的传热性质。
现在，下面将描述热交换器的操作，根据本发明的第一实施例的 热交换板应用于该热交换器。在热交换板10彼此平行组合的装配状态，
热交换流体被引入并从间隙51释放，顶部突起部分11在间隙51中突 出，同时另一热交换流体通过间隙52引入，该间隙52位于与顶部突 起部分11的突起侧相对的一侧，通过将间隙52从间隙51分离出来的 热交换板10，从而在两种热交换流体之间进行热交换。
间隙51和52形成于板之间并具有间隙部分，该间隙部分由凹陷 限定以形成主通道部分，并根据不规则样式在顶部突起部分11和底部 凹陷部分13的对齐方向线性延伸。即使根据平行流动(paralld flowing) 系统、逆向流动(counter-flowing)系统和横向流动(cross flowing)系统中 的任何一种流动系统将两种热交换流体分别引入间隙51和52，热交换 流体都可承受大致相同的条件。因此，可以使热交换流体平稳地分别
流过间隙51和52，同时在流动通道中不引起压力损耗，以进行有效的 热交换。
在示例性情况下，热交换流体根据逆向流动系统流动，热交换流 体在主要由底部凹陷部分13和中间凹陷部分14限定的通道部分中流 动，该流动沿着与顶部突起部分11具有相同设置的底部凹陷部分13 的各自对齐方向、从置于预定位置的入口侧开始、在间隙51中进行， 在该间隙51中顶部突起部分在板的上表面上突起。
在形成于板的下表面上与顶部突起部分11相对的一侧的间隙52 中，另一种热交换流体在主要由顶部突起部分ll的后侧和中间突起部 分12的后侧限定的通道部分中流动，其流动方向与上面提到的间隙51 中的热交换流体的流动方向相反。结果，热交换流体分别在间隙51和 52中流动，并重复发散(divergence)和汇集(confluence)，从而在热交换 板10的相对表面上的每一区域散开。
热交换流体在板的每一区域散开，以改善板和热交换流体之间的 热传导。此外，热交换流体在间隙51和52中流动，该间隙51和52 在板之间形成，并具有交替布置扩展区域和喉道区域的特定形状，从 而为每块板的相对表面提供各自的通道，该通道具有充分考虑了传热 流体的特性的针对传热性质的特定空间构造。因此可以在各自热交换 流体之间引起有效的热传导，从而可以在通过热交换板10和热交换流
体之间平稳地进行热交换，从而显著改善流体之间的热交换效率。
根据本发明的第一实施例的热交换板，关于不规则样式，其中均 具有顶部突起部分11和中间突起部分12的突起以及均具有底部凹陷
部分13和中间凹陷部分14的凹陷规则排列，顶部突起部分11的高度 和底部凹陷部分13的深度之差使得板的参考平面和形成于板的上表面 的突起向上突起的最高水平面之间的距离不同于板的参考平面和形成 于板的下表面以与形成于板的上表面的凹陷相对应的突起向下凹进的 最低水平面之间的距离。结果，当板彼此上下叠放以形成热交换器时， 根据突起11的突出长度和凹陷13的凹进深度，某一板和上相邻板之 间的间隙不等于该板和下相邻板之间的间隙。这使得沿该板上下表面 流动的热交换流体的流量或流速彼此显著不同。两种相邻间隙51和52 提供具有彼此不同的特性的流动通道，从而导致不同的传热性能。根 据热交换流体的特性形成的流动通道使得板和热交换流体之间的热传 导可以有效进行，从而在流体之间形成有效的热交换。此外，通过调 节顶部突起部分11的高度和底部凹陷部分13的深度，无需修改不规 则样式的基本布局就可以容易并自由地实现彼此上下叠放的板之间的 间隙设置。不仅可以实现热交换器的灵活简单的设计和制造，对板来 说也是如此。
本发明的第二实施例
现在，将参考图12至15具体描述本发明的第二实施例。 如图12至15所示，根据本发明的第二实施例的热交换板20具有 不规则样式，以与本发明的第一实施例相同的方式，该不规则样式包 括顶部突起部分21、中间突起部分22、底部凹陷部分23和中间凹陷 部分24。在本发明的第一实施例中，从中间突起部分12的上外围边缘 向上延伸的顶部突起部分11的高度与从中间凹陷部分14的下外围边 缘向下延伸的底部凹陷部分13的深度不同，因此板的上表面相对板的 下表面不对称。然而，本发明的第二实施例与本发明的第一实施例的 不同之处在于，从中间突起部分22的上外围边缘向上延伸的顶部突起 部分21的高度与从中间凹陷部分24的下外围边缘向下延伸的底部凹 陷部分23的深度相同，因此板部件的平面和形成于板部件上侧的顶部 突起部分21的平顶区域之间的距离等于板部件的平面和底部凹陷部分
23的平底区域之间的距离，即等于板部件的平面和形成于板部件的下 表面以与凹陷相对应的突起部分25的顶部之间的距离。结果，在板的 上下表面之间，板具有包括中间突起部分22和中间凹陷部分24的对 称的不规则样式。
在板装配成热交换器的装配状态，形成于板的上表面上的间隙53 具有与在与间隙53相对的侧面上的间隙54相同的空间构造，其中突 起从该上表面突起。在间隙53和54中流动的两种热交换流体可在相 同的热条件下使用。在使用具有各自的温度和特性的某两种热交换流 体的情况下，可通过这样的板部件，而不是通过改变板部件之间的空 间构造来提供适当的传热条件，以改善热交换效率。
此外，不倒转板部件而只将板部件绕其中心转动以改变板部件的 相对侧边缘之间的位置就可以改变突起和凹陷之间的位置，从而提供 板部件在其突起处彼此接触的接触状态。在考虑堆积板部件的特定方 式来确定板部件的边缘形状的情况下，例如板部件各自的上表面朝向 同一方向，则可以使用单一类型的板部件来制造热交换器，从而降低 制造成本。
本发明的第三实施例
现在，将参考图16至19具体描述本发明的第三实施例。 如图16至19所示，根据本发明的第三实施例的热交换板30具有 不规则样式，以与本发明的第一实施例相同的方式，该不规则样式包 括顶部突起部分31、中间突起部分32、底部凹陷部分33和中间凹陷 部分34。在本发明的第一实施例中，位于板部件的纵向线中的相邻两 个突起部分11之间的中心位置也位于板部件的横向线中的相邻两个凹 陷部分之间，并且中心位置位于板部件厚度方向中的中间突起部分12 和中间凹陷部分14之间的中间位置。然而，本发明的第三实施例与本 发明的第一实施例的不同之处在于，在板部件的横向线中，具有与顶 部突起部分31相同高度的突出36置于相邻两个顶部突起部分31之间， 具有与底部凹陷部分33相同深度的凹进37置于相邻两个底部凹陷部 分33之间。突出36和凹进37的后侧38作为板之间的接触区域，其 作为接触区域的方式与在板装配为热交换器的装配状态中顶部突起部 分31和底部凹陷部分33的后侧35作为接触区域的的方式相同。
相邻两个板部件还在突出36处以及凹进37的后侧38处互相接触， 所述突出36形成于各自上表面上的顶部突起部分31之间，所述凹进 37形成于底部凹陷部分33之间的板的上表面上。因此，相邻两个板部 件之间的接触部分的数量显著增加。因此可以显著增进板部件的强度， 所述板部件结合在一起，从而通过上述接触部分恰当地支撑板部件。 即使引入板部件之间的间隙55和56的热交换流体具有高压时，仍可 确保板部件之间适当的空间构造以进行有效的热交换。
在根据本发明的第一至第三实施例的热交换板中，除了该板带有 具有预先确定构造的不规则样式外，该板具有任何可选的结构。此外， 考虑到热交换器的可能应用，通过设置板边缘处的上述不规则样式周 围形成的法兰的形状，以及设置用于热交换流体的开口的存在和这些 开口的位置，可在适当的位置提供热交换流体的入口和出口端口 。
在根据本发明的第一至第三实施例的热交换板中，顶部突起部分 具有截圆锥形状，底部凹陷部分的后侧具有类似的截圆锥形状。本发 明不只限于这样的实施例。这种顶部突起部分可具有任何突起或突出 的形状，包括任何曲面或具有平坦侧表面的截棱锥，而且底部凹陷部 分可具有任何凹进形状，以使其后侧提供与顶部突起部分类似的形状。 此外，中间突起部分和中间凹陷部分可具有由所需曲面和/或平面组合 而成的任何形状。
在根据本发明的第一至第三实施例的热交换板中，相同类型的板 部件组合在一起形成热交换器，因此间隔的板被翻转。本发明不只限 于这样的实施例。在装配成热交换器的所有板必须具有相同的形成于 板的边缘处的法兰的形状并且必须彼此上下叠放以朝向同一方向的情 况下，例如在板具有法兰构造使板以直接接触状态上下叠放并且使板 通过以焊接为例的接合过程相接合以使热交换器的侧面区域不形成开 口的情况下，或在板具有法兰构造使密封片位于板之间的情况下，可 以使用具有相同的法兰构造但具有不同的不规则样式的两种板，使一 种板具有相对另一种板相反的不规则样式。当交替不同的板彼此上下 叠放时，可以以与使用单类板同样的方式使它们在其突起处互相接触， 以使它们刚性地组合成热交换器。结果，可以在与具有相同构造的板 的表面相接触的热交换流体和与该板的另一表面相接触的另一热交换流体之间进行热交换，从而使得能够处理各种类型的热交换器。
权利要求
1、一种用于热交换的板，包括具有预先确定的不规则样式的金属板部件，该不规则样式包括多个突起和多个凹陷，所述板部件与至少一个其他板部件组合，从而该板部件的突起分别与该其他板部件的突起接触，以构成热交换器，该热交换器在与所述金属板部件的一表面接触的热交换流体和与该金属板部件的另一表面接触的热交换流体之间进行热交换，其中所述多个突起布置在所述板部件的一个表面上，从而以预先确定的间隔位于第一多条纵向平行线中，并以同样的预先确定的间隔或者以不同的预先确定的间隔位于垂直于所述第一多条纵向平行线的第一多条横向平行线中，所述多个突起中的每一个均包括在其下侧具有外围边缘的顶部突起部分和从该顶部突起部分的外围边缘向下延伸的中间突起部分；所述多个凹陷布置在所述板部件的该一个表面上，从而位于第二多条纵向平行线中，该第二多条纵向平行线从第一多条纵向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离的一半，并且所述凹陷还位于第二多条横向平行线中，该第二多条横向平行线从第一多条横向平行线偏移其中相邻两条线之间的距离的一半，所述多个凹陷中的每一个均包括在其上侧具有外围边缘的底部凹陷部分和从该底部凹陷部分的外围边缘向上延伸的中间凹陷部分；所述中间突起部分位于所述中间凹陷部分之上；彼此相邻放置的所述中间突起部分和所述中间凹陷部分通过作为该中间突起部分和该中间凹陷部分之间的边界的连接部分相连接；以及形成于板部件的一个表面上的所述中间突起部分具有与形成于板部件的另一表面上的中间突起部分相同的形状以与形成于板部件的该一个表面上的中间凹陷部分相对应，形成于板部件的一个表面上的所述中间凹陷部分具有与形成于板部件的另一表面上的中间凹陷部分相同的形状以与形成于板部件的一个表面上的中间突起部分相对应，板部件的一个表面和另一表面在至少一除顶部突起部分和底部凹陷部分外的其他区域具有相同的样式构造。
2、 如权利要求1所述的用于热交换的板，其中 所述顶部突起部分具有一高度，所述底部凹陷部分具有一深度，所述高度与所述深度不同。
3、 如权利要求1所述的用于热交换的板，其中 所述顶部突起部分具有一高度，所述底部凹陷部分具有一深度，所述高度与所述深度相等，形成于板部件的一个表面上的所述多个突起中的每一个均具有与 形成于该板部件的另一表面的每一突起相同的构造以与形成于板部件 的 一个表面上的凹陷相对应，并且形成于板部件的 一个表面上的所述 多个凹陷中的每一个均具有与形成于该板部件的另一表面的每一凹陷 相同的构造以与形成于板部件的一个表面上的突起相对应，从而在板 部件的 一个表面和另 一表面上提供相同的样式构造。
4、 如权利要求1所述的用于热交换的板，其中所述预先确定的不规则样式还包括多个突出和多个凹进，每一所 述突出位于所述突起的相邻两个突起之间，所述突起位于第一多条横 向平行线中，以向上突出到顶部突起部分的最高点的水平面，并且每 一所述凹进位于所述凹陷的相邻两个凹陷之间，所述凹陷位于第二多 条横向平行线中，以向下凹进到底部凹陷部分的最低点的水平面。
5、 如权利要求2所述的用于热交换的板，其中所述预先确定的不规则样式还包括多个突出和多个凹进，每一所 述突出位于所述突起的相邻两个突起之间，所述突起位于第一多条横 向平行线中，以向上突出到顶部突起部分的最高点的水平面，并且每 一所述凹进位于所述凹陷的相邻两个凹陷之间，所述凹陷位于第二多 条横向平行线中，以向下凹进到底部凹陷部分的最低点的水平面。
6、 如权利要求1至5中任一项所述的用于热交换的板，其中所述顶部突起部分具有平顶区域；以及 所述底部凹陷部分具有平底区域。
全文摘要
用于热交换的板(10)具有不规则样式，该不规则样式具有形成于板的一个表面上的突起和凹陷。突起具有顶部突起部分(11)和中间突起部分(12)，所述中间突起部分(12)从其延伸并具有与形成于另一表面上的部分相同的形状以与形成于该一个表面上的中间突起部分相对应。凹陷具有底部凹陷部分(13)和中间凹陷部分(14)，所述中间凹陷部分(14)从其延伸并具有与形成于另一表面上的部分相同的形状以与形成于该一个表面上的中间凹陷部分相对应。板的两个相对表面在至少一个除了所述突起和凹陷之外的区域都具有相同的样式构造。
文档编号F28F3/04GK101178293SQ200710167059
公开日2008年5月14日 申请日期2007年10月31日 优先权日2006年11月6日
发明者松崎豊明 申请人:株式会社聚源