传热板和垫片的制作方法

本发明涉及一种传热板和用于此传热板的垫片。

背景技术：

1、板式热交换器(phe)通常包括两个端部板，在两个端部板之间以堆叠或组布置许多传热板。phe的传热板可为相同或不同的类型，并且它们可以以不同的方式堆叠。在一些phe中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的后侧和前侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“旋转”的传热板。在其它phe中，传热板堆叠成其中一个传热板的前侧和后侧分别面对其它传热板的前侧和后侧，并且每隔一个传热板相对于其余的传热板倒置。通常，这称为相对于彼此“翻转”的传热板。

2、在一种类型的公知的phe(即所谓的带垫片的phe)中，垫片在传热板之间布置在压在传热板中的垫片凹槽中。端部板并且因此传热板由一些种类的紧固方式压向彼此，由此垫片密封在传热板之间。并流通道形成在传热板之间，一个通道在每对相邻传热板之间。通过入口/出口供给入/离开phe的初始温度不同的两种流体可交替流过每隔一个通道，以用于将热从一种流体传递到另一种流体，该流体通过与phe的入口/出口连通的传热板中的入口/出口端口孔进入/离开通道。

3、通常，传热板包括两个端部部分和一个中间传热部分。端部部分包括入口端口孔和出口端口孔、压有脊和谷的分配图案的分配区域，以及压有脊和谷的绝热图案的中间绝热区域。类似地，传热部分包括压有脊和谷的传热图案的传热区域。传热板的分配图案、绝热图案和传热图案的脊和谷布置成在接触区域中接触板式热交换器中的相邻传热板的分配图案、绝热图案和传热图案的脊和谷。绝热区域的主要任务是将进入通道的流体输送到分配区域，以及将来自分配区域的流体输送出通道。传热板的分配区域的主要任务是在流体到达传热区域之前将流体扩散跨过传热板的宽度，并且在流体已经穿过传热区域之后收集流体。传热区域的主要任务是传热。由于绝热区域、分配区域和传热区域具有不同的主要任务，因此绝热图案、分配图案和传热图案通常彼此不同。

4、因此，在准备操作的带垫片的板式热交换器中，传热板在板组中与彼此对准，其中垫片布置在传热板中的每两个相邻传热板之间。通常，同一传热板的相对侧上的垫片沿其延伸的大部分与彼此对准。然而，为了使两种流体有可能交替地流过如上文所描述的板式热交换器的每隔一个通道，位于同一传热板的相对侧上的垫片不沿其延伸的部分与彼此对准。沿这些部分，在传热板的仅一侧上有垫片支承。

5、为了使板式热交换器恰当工作，传热板应在上文提到的接触区域内接触彼此，以使板组坚固，而传热板在其它区域内应彼此分离，以允许流体流过板组。然而，取决于诸如单独的传热板的强度、传热板与垫片之间的张力、以及传热板之间的通道内侧的流体压力的不同因素，传热板可能经受变形，尤其是靠近其中仅在传热板的一侧上有垫片支承的区域。此类变形可能干扰板之间期望的接触和分离。继而，这可能导致板式热交换器的能力受损或发生故障。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种至少部分地解决现有技术的上文论述的问题的传热板和垫片。本发明的基本构想是局部变化传热板的压深度和垫片本体的厚度，以使传热板不易变形。用于实现上文目的的传热板(在本文中也称为仅“板”)和垫片在所附权利要求书中限定并且在下文论述。

2、根据本发明的传热板包括沿传热板的纵向中心轴线连续布置的上端部部分、中心部分和下端部部分。上端部部分包括第一端口孔和第二端口孔，以及提供有上分配波纹图案的上分配区域。下端部部分包括第三端口孔和第四端口孔，以及提供有下分配波纹图案的下分配区域。中心部分包括提供有与上分配波纹图案和下分配波纹图案不同的传热波纹图案的传热区域。传热板进一步包括在其前侧上的前垫片凹槽，该前垫片凹槽包括围绕传热区域、上分配区域和下分配区域以及第一端口孔和第三端口孔延伸的环形前凹槽部分，包围第二端口孔的第二环状凹槽部分以及包围第四端口孔的第四环状凹槽部分。上端部部分进一步包括在环形前凹槽部分与第二环状凹槽部分之间延伸的第二绝热区域。下端部部分进一步包括在环形前凹槽部分与第四环状凹槽部分之间延伸的第四绝热区域。前垫片凹槽的上前凹槽部分在第二端口孔与上分配区域之间延伸并且包括底部。前垫片凹槽的下前凹槽部分在第四端口孔与下分配区域之间延伸并且包括底部。传热板的特征在于，上前凹槽部分的底部倾斜或偏斜，使得前垫片凹槽的深度在上前凹槽部分内在朝向第二绝热区域的方向上增加，并且下前凹槽部分的底部倾斜或偏斜，使得前垫片凹槽的深度在下前凹槽部分内在朝向第四绝热区域的方向上增加。

3、这里，深度等于凹槽的底部与平行于传热板的中心延伸平面的参考平面之间的距离，并且深度垂直于中心延伸平面测量。

4、因此，传热板的特征在于，前垫片凹槽的深度在上前凹槽部分和下前凹槽部分内沿上前凹槽部分和下前凹槽部分的横向延伸从第一最小深度增加到第一最大深度，以便最靠近第二绝热区域和第四绝热区域为第一最大深度。

5、假想上平面和假想下平面可限定传热板在传热区域内的延伸。前垫片凹槽的底部可沿其纵向延伸的多于一半在假想下平面中延伸。此类实施例可便于将传热板和下覆的适当设计的传热板(可能是根据本发明的另一传热板)永久结合到用于所谓的半焊接板式热交换器的盒中。备选地，前垫片凹槽的底部可沿其纵向延伸的多于一半在假想上平面与假想下平面之间延伸，诸如在假想上平面与假想下平面之间的中间延伸。此实施例可允许传热板用于具有相对于彼此旋转以及翻转的传热板的板式热交换器中，并且可适当用于所谓的非对称传热板。

6、前垫片凹槽布置成容纳垫片，以用于密封并且限定传热板与上覆的适当设计的传热板(可能是根据本发明的另一个传热板)之间的前流体通道。前流体通道可允许流体在传热板的第一端口孔与第三端口孔之间流动。传热板进一步布置成与下覆的适当设计的传热板(可能是根据本发明的又一个传热板)协作，以用于限定后流体通道。后流体通道可允许流体在传热板的第二端口孔与第四端口孔之间流动，即流体流过由传热板的前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的后侧限定的通路。为了实现以上流体流动，后侧上不应有垫片，而是仅在传热板的前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的前侧上有垫片。如上文所论述，布置在板式热交换器中的传热板可能易于在靠近具有一侧垫片支承的区域变形。通过变化根据本发明的传热板的前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的深度，当传热板与垫片和其它传热板一起布置在板式热交换器中时，靠近前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的传热板的非期望变形可最小化，这可确保板式热交换器的恰当性能。

7、与上文一致，传热板可进一步包括在其后侧上的后垫片凹槽，该后垫片凹槽包括围绕传热区域、上分配区域和下分配区域以及第二端口孔和第四端口孔延伸的环形后凹槽部分，包围第一端口孔的第一环状凹槽部分以及包围第三端口孔的第三环状凹槽部分。此外，上端部部分可包括在环形后凹槽部分与第一环状凹槽部分之间延伸的第一绝热区域，并且下端部部分可包括在环形后凹槽部分与第三环状凹槽部分之间延伸的第三绝热区域。后垫片凹槽的上后凹槽部分可在第一端口孔与上分配区域之间延伸并且包括底部。后垫片凹槽的下后凹槽部分可在第三端口孔与下分配区域之间延伸并且包括底部。上后凹槽部分的底部可倾斜或偏斜，使得后垫片凹槽的深度在上后凹槽部分内在朝向第一绝热区域的方向上增加。此外，下后凹槽部分的底部可倾斜或偏斜，使得后垫片凹槽的深度在下后凹槽部分内在朝向第三绝热区域的方向上增加。

8、在本文中，“环形”不一定意味着圆形延伸，而是可意味着任何包围延伸，诸如椭圆形或多边形延伸。因此，前垫片凹槽和后垫片凹槽的环形前凹槽部分和环形后凹槽部分不一定是圆形的，而是可具有适当用于传热板的任何形式。类似地，前垫片凹槽的第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分以及后垫片凹槽的第一环状凹槽部分和第三环状凹槽部分不一定是圆形的，而是可具有适当用于传热板、并且尤其是其端口孔的任何形式。

9、第一绝热区域、第二绝热区域、第三绝热区域和第四绝热区域可分别提供有第一绝热波纹图案、第二绝热波纹图案、第三绝热波纹图案和第四绝热波纹图案，该第一绝热波纹图案、第二绝热波纹图案、第三绝热波纹图案和第四绝热波纹图案可不同于上分配波纹图案和下分配波纹图案和传热波纹图案。

10、前垫片凹槽的深度在上前凹槽部分和下前凹槽部分内，以及可能地后垫片凹槽的深度在上后凹槽部分和下后凹槽部分内可分别沿前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的横向延伸，以及沿后垫片凹槽的上后凹槽部分和下后凹槽部分的横向延伸逐渐增加。例如，逐渐增加可为阶梯式的或波浪式的。作为另一示例，深度可线性增加，在此情况下，上前凹槽部分的底部和下前凹槽部分的底部，以及可能地上后凹槽部分的底部和下后凹槽部分的底部可为平面。该构造可允许传热板的相对简单的设计。

11、传热板可设计成使得前垫片凹槽的上前凹槽部分包括在前垫片凹槽的环形前凹槽部分的上对角部分中，该上对角部分在第二绝热区域与上分配区域之间延伸。此外，前垫片凹槽的所述下前凹槽部分可包括在前垫片凹槽的环形前凹槽部分的下对角部分中，该下对角部分在第四绝热区域与下分配区域之间延伸。由此，前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的深度将在朝向第二端口孔和第四端口孔的方向上增加。此实施例可靠近上对角部分和下对角部分加强传热板。因此，当传热板布置在板式热交换器中时，可防止靠近上对角部分和下对角部分的传热板的变形(由流体压力)。继而，这可确保实现板式热交换器中的传热板与相邻传热板之间的期望接触。

12、备选地/附加地，传热板可设计成使得前垫片凹槽的上前凹槽部分包括在前垫片凹槽的第二环状凹槽部分的内部部分中，该内部部分在第二端口孔与第二绝热区域之间延伸。此外，前垫片凹槽的下前凹槽部分可包括在前垫片凹槽的第四环状凹槽部分的内部部分中，该内部部分在第四端口孔与第四绝热区域之间延伸。由此，前垫片凹槽的上前凹槽部分和下前凹槽部分的深度将在远离第二端口孔和第四端口孔的方向上增加。第二环状凹槽部分的内部部分可为第二环状凹槽部分的25-65％。类似地，第四环状凹槽部分的内部部分可为第四环状凹槽部分的25-65％。该实施例可靠近上对角部分和下对角部分加强传热板。因此，当传热板布置在板式热交换器中时，可防止靠近第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分的内部部分的传热板的变形(由流体压力)。继而，这可确保实现板式热交换器中的传热板与相邻传热板之间的期望接触。

13、传热板的端口孔由内板边缘限定，该内板边缘可为波纹的，也可不是波纹的。传热板可设计成使得第二环状凹槽部分的底部包括限定第二端口孔的环形第二内边缘，而第四环状凹槽的底部包括限定第四端口孔的环形第四内边缘。根据该实施例，第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分别一直延伸到第二端口孔和第四端口孔。如果第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分的底部是平面，则该实施例意味着传热板的第二端口孔和第四端口孔由平面(即非波纹的)内板边缘限定。通过省略围绕第二端口孔和第四端口孔的波纹，可改进传热板的卫生状况，并且可增加可用于传热的板表面。根据本发明，通过变化围绕端口孔没有波纹的传热板上的第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分的内部部分内的前垫片凹槽的深度，传热板可在一个方向上“预变形”。当传热板布置在板式热交换器中时，叠置的传热板和容纳在传热板的第二环状凹槽部分和第四环状凹槽部分中的中间垫片将使传热板沿相反方向变形。这将导致“预变形”的重置，并且内板边缘至少沿其延伸的一部分延伸，基本上平行于传热板的中心延伸平面，即板式热交换器中的传热板与相邻传热板之间有期望间隔。继而，这将降低进入由传热板的后侧限定的通道的流体的压降。

14、传热板可设计成使得第一端口孔和第三端口孔布置在传热板的纵向中心轴线的一侧上，并且第二端口孔和第四端口孔布置在纵向中心轴线的另一相对侧上。由此，传热板可适当用于所谓的并流类型的板式热交换器。此类并流热交换器可包括仅一种板类型。替代地，如果第一端口孔和第四端口孔布置在纵向中心轴线的同一侧上，并且第二端口孔和第三端口孔布置在纵向中心轴线的同一另一侧上(这根据本发明也是可能的)，则板可适当用于所谓的对角流类型的板式热交换器。此类对角流热交换器通常可包括多于一种板类型。

15、传热板可设计成使得前垫片凹槽的上前凹槽部分是前垫片凹槽的下前凹槽部分的平行于传热板的横向中心轴线的镜像。这可允许仅包含根据本发明的传热板的板组。

16、当然，可设想对应于上文论述的前垫片凹槽的不同设计的后垫片凹槽的不同设计。

17、根据本发明的用于板式热交换器的垫片包括环形垫片部分、环形第二环状垫片部分和环形第四环状垫片部分。第二环状垫片部分和第四环状垫片部分布置在环形垫片部分的外侧且在环形垫片部分的相对侧上。第二环状垫片部分和环形垫片部分由第二中间空间分离，并且第四环状垫片部分和环形垫片部分由第四中间空间分离。垫片的上垫片部分限制、限定第二中间空间或沿第二中间空间延伸。垫片的下垫片部分限制、限定第四中间空间或沿第四中间空间延伸。垫片包括本体，该本体沿整个环形垫片部分以及第二环状垫片部分和第四环状垫片部分延伸并且包括上侧和相对的下侧。垫片本体的上侧和下侧限定本体的厚度。垫片的特征在于，垫片的本体的厚度在上垫片部分内在朝向第二中间空间的方向上增加，并且在下垫片部内在朝向第四中间空间的方向上增加。

18、垫片的本体的厚度可在上垫片部分和下垫片部分内沿垫片的上垫片部分和下垫片部分的横向延伸逐渐地、可能线性地增加。

19、垫片本体的上侧和下侧可基本上是平面。

20、垫片的上垫片部分可包括在垫片的环形垫片部分的上对角部分中，该上对角部分在垫片的第二环状垫片部分的内侧上延伸。垫片的下垫片部分可包括在垫片的环形垫片部分的下对角部分中，该下对角部分在垫片的第四环状垫片部分的内侧上延伸。

21、备选地/附加地，垫片的上垫片部分可包括在垫片的第二环状垫片部分的内部部分中，该内部部分在垫片的第二环状垫片部分的外部部分与垫片的环形垫片部分的上对角部分之间延伸，该上对角部分在垫片的第二环状垫片部分的内侧上延伸。此外，垫片的下垫片部分可包括在垫片的第四环状垫片部分的内部部分中，该内部部分在垫片的第四环状垫片部分的外部部分与垫片的环形垫片部分的下对角部分之间延伸，该下对角部分在垫片的第四环状垫片部分的内侧上延伸。

22、垫片可进一步包括至少一个长形突出部，该至少一个长形突出部从本体的上侧和下侧中的一者突出，并且至少沿垫片的上垫片部分和下垫片部分延伸。此突出部可改进垫片的密封能力。

23、至少一个长形突出部可布置成偏离本体的第二中心平面。由此，可优化垫片的密封特征。

24、垫片可构造成使得垫片的本体的第二中心平面布置在至少一个突出部与上垫片部分内的第二中间空间之间，以及至少一个突出部与下垫片部分内的第四中间空间之间。当垫片布置在板式热交换器中的两个传热板之间时，此布置可将突出部定位成相对靠近流体，这继而可允许及早防止流体泄漏。

25、垫片可具有一种设计，使得垫片的第二环状垫片部分和第四环状垫片部分布置在垫片的纵向中心轴线的同一侧上。

26、垫片的上垫片部分可为垫片的下垫片部分的平行于垫片的横向中心轴线的镜像。

27、根据本发明的传热板和垫片适于一起使用，并且垫片的设计适于传热板的设计，并且反之亦然。因此，根据本发明的垫片的上文不同实施例对应于根据本发明的传热板的上文不同实施例。因此，传热板的上文不同实施例的优点可转移至垫片的上文不同实施例。当然，当传热板和垫片与彼此协作以及与板式热交换器中的其它适当设计的传热板和垫片协作时，这些优点首先出现。

28、本发明的还有其它目的、特征、方面和优点将从下文详细描述以及从附图出现。