Теплообменник



Теплообменник
Теплообменник
Теплообменник
Теплообменник
Теплообменник

 


Владельцы патента RU 2472091:

АЛЬФА ЛАВАЛЬ КОРПОРЕЙТ АБ (SE)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Предложена пластина теплообменника, при этом пластина выполнена с поверхностью теплопередачи, имеющей гофрированный рисунок с множеством гребней и впадин, причем пластина теплообменника выполнена с множеством направляющих секций, каждая из которых содержит первую направляющую поверхность и вторую направляющую поверхность, при этом первая и вторая направляющие поверхности перпендикулярны друг другу. Также предложен теплообменник, содержащий множество пластин теплообменника. Технический результат состоит в том, что предлагаемое изобретение обеспечивает улучшенное выравнивание пластин теплообменника при его сборке. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пластине теплообменника, имеющей улучшенное направляющее средство, которое улучшает выравнивание пластин теплообменника в теплообменнике. Изобретение дополнительно относится к теплообменнику, содержащему множество пластин теплообменника.

Уровень техники

Обычный пластинчатый теплообменник использует пластины теплопередачи, снабженные прокладками, которые изолируют каждый канал от следующего и направляют текучие среды в дополнительные каналы потока. Такой пластинчатый теплообменник используют повсюду в промышленности как стандартное оборудование для эффективного нагревания, охлаждения, рекуперации теплоты, конденсации и испарения.

Такой пластинчатый теплообменник состоит из множества тонких гофрированных пластин теплообменника, снабженных прокладками. Затем пластины сжимают вместе между пластиной рамного фильтра-пресса и нажимной пластиной, чтобы создавать систему параллельных каналов потока. Две текучие среды проходят в чередующихся каналах, которые составляют большую площадь поверхности, по которой может осуществляться передача тепловой энергии от одной текучей среды к другой. Каналы выполнены с различными гофрированными рисунками, предназначенными для создания максимальной турбулентности в обоих потоках текучей среды, чтобы выполнять теплопередачу настолько эффективно, насколько это возможно. Две различные текучие среды обычно входят и выходят сверху и снизу теплообменника, соответственно. Этот принцип известен как принцип противотока.

Одно преимущество теплообменников с прокладками по сравнению с паяными теплообменниками состоит в том, что пластины теплообменника легко собирать и отсоединять. Это является преимуществом, например, когда их необходимо очищать или когда пропускная способность теплообменника подлежит корректировке. Это выполняют просто, добавляя или удаляя пластины теплообменника при необходимости.

В одном пластинчатом теплообменнике теплообменник содержит пластины, повернутые через одну на 180 градусов для образования двух различных каналов для текучих сред: один канал для охлаждающей среды и один канал для продукта, который подлежит охлаждению. Между каждой пластиной обеспечено уплотнение. Такое расположение рентабельно и работает для многих применений. Каждая пластина выполнена с гребнями и впадинами, чтобы с одной стороны обеспечивать механическую жесткость, а с другой стороны улучшать теплопередачу для жидкости. Пластины опираются друг на друга там, где рисунки пластин пересекаются друг с другом, что улучшает механическую прочность пакета пластин. Это особенно важно, когда текучие среды имеют различные давления. Для этого типа теплообменника области впускного и выпускного отверстий должны быть выполнена так, чтобы они работали на оба канала.

Также важно, чтобы пластины теплообменника были выровнены надлежащим образом друг относительно друга как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Это особенно важно для теплообменников, имеющих большое количество пластин теплообменника, составленных вместе, поскольку небольшая несоосность может увеличиваться с увеличением количества пластин теплообменника. Несоосные пластины теплообменника могут привести к утечке в канале потока из-за несоосности уплотнительной прокладки или даже к повреждению теплообменника.

Существуют различные способы выравнивания пластин теплообменника. Один общий способ состоит в том, чтобы использовать направляющие стержни, обычно на верхних и нижних сторонах пластин теплообменника. Такое решение, возможно, не дает достаточно высокую точность, так что требуются также другие средства выравнивания. Одно общее решение обеспечения выравнивания пластин теплообменника состоит в том, чтобы обеспечить направляющую поверхность в углах пластины теплообменника.

Угловые области пластин теплообменника обычно скруглены, то есть выполнены с радиусом. Это, как известно, обеспечивает скругленные направляющие поверхности в углах, имеющих радиус с таким же центром, как у отверстий. Таким образом, верхний край одной пластины опирается на нижний край другой пластины, когда они составлены. В то же время угловая область должна, помимо направления пластин, также стабилизировать канавку прокладки вокруг отверстия. Таким образом, направляющие поверхности будут довольно маленькими и могут содержать только несколько маленьких поверхностей, в которых стабилизирующие гайки одной пластины упираются в заднюю сторону другой пластины. Это решение может работать для больших пластин, где имеется пространство, достаточное для скругленной направляющей поверхности. Угол скругленной направляющей поверхности обычно лежит в области до 70 - 85 градусов.

На меньших пластинах может не быть места для такого решения. Может случиться так, что имеется только место для направляющей поверхности, имеющей меньший угол, или радиус направляющей поверхности может быть немного меньшим. Оба эти расположения будут ухудшать возможность выравнивать пластины надлежащим образом.

В документе US-5 967 227-A описана пластина теплообменника, имеющая направляющую манжету. Направляющая манжета является вогнутой, имеющей отрицательный радиус по сравнению с внешним углом пластины.

В документе EP-0 450 822-A1 описана пластина теплообменника, имеющая сужающуюся манжету, установленную в выемки направляющего стержня. Сужающаяся манжета, которая может иметь в некоторой степени треугольную форму, предназначена для выравнивания пластины теплообменника.

В документе JP-11287582-A описана пластина теплообменника, имеющая выступающие направляющие части в канавке уплотнительной прокладки вокруг отверстий.

Эти известные решения показывают различные типы выравнивающих вспомогательных средств, которые могут хорошо работать в конкретных применениях. Однако они предназначены для больших пластин теплообменника, в которых имеется пространство, достаточное для использования таких решений. Таким образом, существует место для улучшенного направляющего средства, которое также предназначено для использования на меньших пластинах теплообменника.

Раскрытие изобретения

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить пластину теплообменника, имеющую улучшенное направляющее средство. Дополнительная задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить теплообменник, в котором улучшено выравнивание пластин теплообменника.

Решение проблемы в соответствии с изобретением описано в отличительной части независимого пункта 1 формулы изобретения. Зависимые пункты 2 - 8 формулы изобретения содержат предпочтительные варианты осуществления пластины теплообменника. Независимый пункт 9 формулы изобретения содержит предпочтительный теплообменник.

Посредством пластины теплообменника, выполненной с поверхностью теплопередачи, имеющей гофрированный рисунок с множеством гребней и впадин, и с множеством направляющих секций, задача изобретения достигается тем, что каждая направляющая секция содержит первую направляющую поверхность и вторую направляющую поверхность, причем первая и вторая направляющие поверхности перпендикулярны друг другу.

Посредством первого варианта осуществления пластины теплообменника получают пластину теплообменника, которая обеспечивает улучшенное направление пластин теплообменника в теплообменнике. Это обеспечивает возможность выравнивания пластины теплообменника более точным способом при сборке теплообменника. Это уменьшает до минимума возможность повреждения пластин теплообменника и уплотнительной прокладки во время сборки, которая может возникать, когда пластины теплообменника несоосны во время закрепления теплообменника. Это в свою очередь уменьшает до минимума риск протечки теплообменника во время использования.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению направляющие секции обеспечены в углах пластины теплообменника. Это обеспечивает компактное направляющее средство, которое можно будет также использовать на меньших пластинах теплообменника.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению направляющая секция дополнительно содержит третью направляющую поверхность и четвертую направляющую поверхность, причем третья и четвертая направляющие поверхности также перпендикулярны друг другу. Преимущество этого состоит в том, что направление пластин теплообменника можно дополнительно улучшить.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению первая и третья направляющие поверхности, и вторая и четвертая направляющие поверхности параллельны друг другу. Преимущество использования перпендикулярных направляющих поверхностей состоит в том, что промежуток в поперечном направлении и продольном направлении можно уменьшить до минимума.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению первая направляющая поверхность, вторая направляющая поверхность, третьи направляющие поверхности и четвертые направляющие поверхности являются прямыми направляющими поверхностями.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению направляющая секция дополнительно содержит углубленную поверхность, параллельную уровню поверхности основания пластины теплообменника и имеющую глубину вдавливания, которая больше, чем гофрированный рисунок поверхности теплопередачи пластины теплообменника. Это предпочтительно тем, что направляющую поверхность можно увеличить, что обеспечивает более точное выравнивание пластин теплообменника. Другое преимущество состоит в том, что направляющая поверхность увеличивается без ее расширения в поперечном или продольном направлении. Это обеспечивает компактное направляющее средство.

В предпочтительном варианте пластины теплообменника согласно настоящему изобретению направляющая секция дополнительно содержит третью направляющую поверхность и четвертую поверхность, причем третья и четвертая направляющие поверхности также перпендикулярны друг другу. Это предпочтительно тем, что выравнивание пластин теплообменника может быть дополнительно улучшено.

Согласно настоящему изобретению теплообменник содержит множество пластин теплообменника в соответствии с изобретением. Это обеспечивает теплообменник, в котором направление пластин теплообменника улучшено.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет описано более подробно ниже, со ссылкой на варианты осуществления, которые показаны на прилагаемых чертежах и на которых:

фиг.1 иллюстрирует часть пластины теплообменника в соответствии с изобретением;

фиг.2 иллюстрирует деталь пластины теплообменника в соответствии с изобретением;

фиг.3 представляет собой поперечный разрез двух пластин теплообменника в соответствии с изобретением;

фиг.4 иллюстрирует деталь второго варианта осуществления в соответствии с изобретением и

фиг.5 иллюстрирует деталь теплообменника в соответствии с изобретением.

Варианты осуществления изобретения

Варианты осуществления изобретения с дополнительными усовершенствованиями, описанными ниже, следует рассматривать только в качестве примеров, а не ограничения объема охраны, обеспеченного формулой изобретения.

На фиг.1 показана часть пластины теплообменника в соответствии с изобретением. На фиг.2 и 3 показаны детали пластины теплообменника. Пластина теплообменника предназначена для использования в теплообменниках для общих циклов нагревания и охлаждения различных жидкостей в промышленности. Показаны только концевые области пластины теплообменника. Пластина 1 теплообменника содержит четыре отверстия 2, 3, 4, 5, которые составят либо впускные отверстия, либо выпускные отверстия в теплообменнике. Показанная пластина 1 теплообменника сконструирована таким способом, что один тип пластины является достаточным для сборки теплообменника. Таким образом, пластины 1 теплообменника, через одну, переворачивают относительно поперечной оси 10 для получения различных каналов потока, когда теплообменник собран. Таким образом, отверстия 2 и 4 составляют активное впускное отверстие в канал потока, а отверстия 3 и 5 составляют пассивное отверстие. Таким образом, рисунок взаимодействует так, что рисунок одной пластины опирается на рисунок другой пластины, создавая множество промежуточных контактных точек.

Пластина теплообменника содержит гофрированную поверхность 6 теплопередачи, имеющую гофрированный рисунок, содержащий гребни 7 и впадины 8. Гофрированный рисунок может иметь различные выполнения. Концевые области пластины, то есть области впускного и выпускного отверстий снаружи поверхности теплопередачи будут всегда зеркально перевернуты для теплообменника с одной пластиной. Пластина теплообменника содержит канавки уплотнительной прокладки для приема уплотнительной прокладки, которую используют для образования и ограничения канала потока. На фиг.1 нижняя часть пластины теплообменника показана с уплотнительной прокладкой 11 канала, установленной в канавке прокладки вокруг поверхности теплопередачи, и уплотнительной прокладкой 12 отверстия, установленной вокруг пассивного отверстия. Функция таких пластин теплообменника хорошо известна специалистам в данной области техники и дополнительно не описана.

Канавка уплотнительной прокладки поддерживается опорными выступами, вдавленными в пластину теплообменника. Опорные выступы размещены по периферии пластины теплообменника и также в адиабатных секциях передачи пластины теплообменника. Опорные выступы одной секции опираются на области между опорными выступами другой секции, когда пластины теплообменника собраны в теплообменнике. Опорные выступы могут иметь различные формы. Их основная цель состоит в том, чтобы стабилизировать адиабатные области передачи, канавки прокладки и диагональные канавки теплообменника.

Угловые области пластины теплообменника в первом варианте осуществления выполнены с направляющими секциями. Направляющая секция содержит опорные выступы и направляющие поверхности. Первый конец пластины теплообменника содержит первую направляющую секцию 13 и вторую направляющую секцию 14. Второй конец пластины теплообменника содержит третью направляющую секцию 15 и четвертую направляющую секцию 16. Поскольку пластина теплообменника зеркально перевернута относительно поперечной оси 10, направляющие секции 13 и 15 являются аналогичными, и направляющие секции 14 и 16 являются аналогичными. В теплообменнике, когда пластины теплообменника составлены друг на друге, задняя сторона направляющей секции будет опираться на переднюю сторону другой направляющей секции. Пример этого показан на фиг.5, где показаны детали пластины теплообменника, содержащей три пластины 62, 63, 64 теплообменника. Задняя сторона направляющей секции 13 пластины 63 теплообменника опирается на переднюю сторону направляющей секции 16 пластины 62 теплообменника, а задняя сторона направляющей секции 14 пластины 63 теплообменника опирается на переднюю сторону направляющей секции 15 пластины 62 теплообменника. Аналогично, задняя сторона направляющей секции 16 пластины 64 теплообменника опирается на переднюю сторону направляющей секции 13 пластины 63 теплообменника, а задняя сторона направляющей секции 15 пластины 64 теплообменника опирается на переднюю сторону направляющей секции 14 пластины 63 теплообменника.

Четвертая направляющая секция 16 содержит углубленную угловую поверхность 18. Пластину 1 теплообменника вдавливают, используя прессовый инструмент. Выступы пластины 1 теплообменника, содержащие гребни поверхности теплопередачи и опорные выступы, таким образом, приобретают первый уровень a высоты. Впадины поверхности теплопередачи и канавки уплотнительной прокладки приобретают второй уровень b высоты, соответствующий обычной глубине вдавливания пластины. Здесь уровень b упоминается как уровень поверхности основания. Углубленная угловая поверхность 18 вдавлена до третьего уровня c, соответствующего максимальной глубине вдавливания пластины. Различие в высоте между уровнем b и уровнем c находится предпочтительно между одной и двумя глубинами вдавливания. Важно, что уровень c отличается от уровня b на достаточную величину, чтобы обеспечивать возможность направляющим поверхностям опираться друг на друга. С другой стороны, невозможно сделать разницу между уровнем b и уровнем c очень большой, поскольку невозможно вдавить материал пластины теплообменника до любой высоты. Углубленную угловую поверхность 18 можно выполнить с одним или более выступами 27, чтобы облегчать вдавливание углубленного угла.

Сохраняя разницу между уровнем b и уровнем c между одной и двумя глубинами вдавливания, требуемый объем листового материала, необходимый для вдавливания такого углубленного угла, вытягивают главным образом из угловой области. Поскольку угловая область расположена на внешнем краю листового материала, можно получить такую большую глубину вдавливания не ухудшая прочность пластины теплообменника. Допускается также небольшое изменение в свойствах материала в угловой области, поскольку угловая область пластины теплообменника находится за пределами герметичной области теплообменника.

Направляющая секция 16 дополнительно содержит центральный опорный выступ 19, расположенный в углу пластины с его продольным расширением под углом 45 градусов относительно поперечной оси x и продольной оси y пластины. Первая промежуточная поверхность 24 расположена на одной стороне центрального опорного выступа 19, а вторая промежуточная поверхность 25 расположена на другой стороне центрального опорного выступа 19. Промежуточные поверхности 24, 25 имеют высоту уровня поверхности основания. Центральный опорный выступ 19 выполнен с первой поперечной направляющей поверхностью 20 и первой продольной направляющей поверхностью 21. Внешняя вершина центрального опорного выступа 19 выполнена с радиусом. Радиус предпочтителен как можно меньший и определяется параметрами вдавливания. Направляющая секция 16 дополнительно выполнена со второй поперечной направляющей поверхностью 22 и второй продольной направляющей поверхностью 23. Вторая поперечная направляющая поверхность 22 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 18 и первой промежуточной поверхностью 24. Вторая продольная направляющая поверхность 23 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 18 и второй промежуточной поверхностью 25.

Все направляющие поверхности наклонены в вертикальном направлении под углом α. Угол α определяется параметрами вдавливания, размером пластины теплообменника и требуемыми направляющими свойствами. Угол α составляет предпочтительно от 5 до 20 градусов, но может составлять до 30 градусов. В описании поперечное направление соответствует оси X, продольное направление соответствует оси Y, а вертикальное направление соответствует оси Z.

Третья направляющая секция 15 содержит углубленную угловую поверхность 28. Углубленная угловая поверхность 28 вдавлена до такого же уровня высоты, что и углубленная угловая поверхность 18, то есть до уровня c. Направляющая секция 15 дополнительно содержит первый опорный выступ 34 и второй опорный выступ 35, расположенные с обеих сторон центральной поверхности 29 пластины. Центральная поверхность 29 расположена со своим продольным расширением под углом 45 градусов относительно поперечной оси и продольной оси пластины. Центральная поверхность 29 имеет высоту уровня поверхности основания. Углубленную угловую поверхность 28 можно выполнить с одним или более выступами 38, чтобы облегчить вдавливание углубленного угла.

Направляющая секция 15 выполнена с первой поперечной направляющей поверхностью 30 и первой продольной направляющей поверхностью 31. Первый опорный выступ 34 выполнен с первой поперечной направляющей поверхностью 30, а второй опорный выступ 35 выполнен с первой продольной направляющей поверхностью 31. Внешняя вершина центральной поверхности 29 выполнена с радиусом. Радиус предпочтительно является как можно меньшим и определяется параметрами вдавливания. Направляющие поверхности 30, 31 также наклонены в вертикальном направлении под углом α. Вторая поперечная направляющая поверхность 32 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 28 и центральной поверхностью 29. Вторая продольная направляющая поверхность 33 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 28 и центральной поверхностью 29.

Аналогичным образом, вторая направляющая секция 14 содержит углубленную угловую поверхность 39, также вдавленную до третьего уровня c. Углубленную угловую поверхность 39 можно выполнить с одним или более выступами 48. Направляющая секция 14 дополнительно содержит центральный опорный выступ 47. Первая промежуточная поверхность 45 и вторая промежуточная поверхность 46 расположены на сторонах центрального опорного выступа 47. Промежуточные поверхности 45, 46 имеют высоту уровня поверхности основания. Центральный опорный выступ 47 выполнен с первой поперечной направляющей поверхностью 41 и первой продольной направляющей поверхностью 42. Направляющая секция 14 дополнительно выполнена со второй поперечной направляющей поверхностью 43 и второй продольной направляющей поверхностью 44. Вторая поперечная направляющая поверхность 43 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 39 и первой промежуточной поверхностью 45. Вторая продольная направляющая поверхность 44 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 39 и второй промежуточной поверхностью 46. Также эти направляющие поверхности наклонены в вертикальном направлении под углом α.

Первая направляющая секция 13 содержит углубленную угловую поверхность 49, вдавленную до уровня c. Направляющая секция 13 дополнительно содержит первый опорный выступ 57 и второй опорный выступ 58, расположенные с обеих сторон центральной поверхности 50 пластины. Центральная поверхность 50 имеет высоту уровня поверхности основания. Углубленную угловую поверхность 28 можно выполнить с одним или более выступами 59. Направляющая секция 13 выполнена с первой поперечной направляющей поверхностью 51, обеспеченной на первом опорном выступе 57, и первой продольной направляющей поверхностью 52, обеспеченной на втором опорном выступе 58. Направляющие поверхности 51, 52 также наклонены в вертикальном направлении под углом α. Направляющая секция 13 дополнительно выполнена со второй поперечной направляющей поверхностью 53 и второй продольной направляющей поверхностью 54. Вторая поперечная направляющая поверхность 53 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 49 и центральной поверхностью 50. Вторая продольная направляющая поверхность 54 расположена на вертикальной поверхности между углубленной угловой поверхностью 49 и центральной поверхностью 50.

Когда две пластины теплообменника установлены друг на друге, задняя сторона одной пластины опирается на переднюю сторону другой пластины. На фиг.3 показан пример двух пластин 62, 63 теплообменника, установленных друг на друге. В этом примере первая направляющая секция 13 второй пластины теплообменника 63 опирается на четвертую направляющую секцию 16 первой пластины теплообменника 62. В то же время вторая направляющая секция 14 второй пластины 63 опирается на третью направляющую секцию 15 первой пластины 62. На фиг.3 поперечный разрез А-А показан для направляющих секций 13 и 16, а поперечный разрез B-B показан для направляющих секций 14 и 15.

Более конкретно, для первой направляющей секции 13 и четвертой направляющей секции 16 задняя сторона центральной поверхности 50 опирается на верхнюю опорную поверхность 26 центральной опорной выступы 19. Задняя сторона второй продольной направляющей поверхности 54 второй пластины 63 опирается на первую продольную направляющую поверхность 21 первой пластины 62. В то же время задняя сторона второй поперечной направляющей поверхности 53 второй пластины 63 опирается на первую поперечную направляющую поверхность 20 первой пластины 62, которая не показана на фиг.3.

Для второй направляющей секции 14 и третьей направляющей секции 15 задняя сторона промежуточных поверхностей 46 опирается на верхнюю опорную поверхность 37 второй опорной выступы 35. Задняя сторона промежуточных поверхностей 45 опирается на верхнюю опорную поверхность 36 первого опорного выступа 34 (не показана). Задняя сторона второй поперечной направляющей поверхности 43 второй пластины 63 опирается на первую поперечную направляющую поверхность 30 первой пластины 62 (не показана). Задняя сторона второй продольной направляющей поверхности 44 второй пластины 63 опирается на первую продольную направляющую поверхность 31 первой пластины 62.

То же самое применяется для двух других угловых областей, причем четвертая направляющая секция 16 второй пластины 63 опирается на первую направляющую секцию 13 первой пластины 62, а третья направляющая секция 15 второй пластины 63 опирается на вторую направляющую секцию 16 первой пластины 62 аналогичным образом (не показан на фиг.3 или 5).

Таким образом, две пластины 62, 63 теплообменника выровнены улучшенным образом, поскольку каждая направляющая поверхность должна выравнивать пластины теплообменника только в одном направлении. В комбинации с углубленными углами обеспечены соответственно большие направляющие поверхности, которые могут выравнивать даже еще меньшие пластины теплообменника, где имеется недостаточно пространства для обычного направления пластин теплообменника.

Направляющие поверхности, которые предназначены, чтобы выравнивать пластины в поперечном направлении, то есть заднюю сторону направляющей поверхности 54 с направляющей поверхностью 21, заднюю сторону 44 с направляющей поверхностью 31, заднюю сторону направляющей поверхности 23 с направляющей поверхностью 54 и заднюю сторону 33 с направляющей поверхностью 42, перпендикулярны направлению направления. То же относится к направляющим поверхностям, предназначенным для направления пластин в продольном направлении.

Преимущество наличия направляющей поверхности, которая направляет пластины только в одном направлении, состоит в том, что промежуток между направляющими поверхностями можно уменьшить до минимума. Уменьшенный промежуток улучшит выравнивание в этом направлении. При наличии двух отдельных, перпендикулярных направляющих поверхностей в каждом углу пластины, где одна поверхность направляет пластину в одном направлении, а другая поверхность направляет пластину в другом, перпендикулярном направлении, получено улучшенное направление пластин. Это улучшит завершенный теплообменник.

Самые обычные направляющие средства имеют криволинейные направляющие поверхности в углах пластины теплообменника с направляющим углом менее 90 градусов. Для такой направляющей поверхности радиальный промежуток можно делать довольно маленьким. Однако вертикальный и горизонтальный промежуток будут большими, чем радиальный промежуток, потому что вертикальное и горизонтальное расстояние между двумя поверхностями является более длинным, чем радиальное расстояние. Кроме того, для обычных направляющих поверхностей, доступная направляющая поверхность является относительно маленькой, поскольку угловая область должна быть также стабилизирована опорными выступами, и из-за того, что все вдавливания на пластинах теплообменника имеют одинаковую глубину сжатия. Обеспечивая углубленные углы, направляющие поверхности можно выполнять большими в вертикальном направлении, то есть в направлении оси Z. Таким образом, эффективную направляющую поверхность улучшают без необходимости увеличения направляющей поверхности в поперечном или продольном направлении.

На фиг.4 показан второй вариант осуществления изобретения. В этом варианте осуществления пластина 1 теплообменника выполнена с направляющей секцией 100, содержащей перпендикулярные направляющие поверхности на периферии пластины теплообменника. Такие направляющие секции можно обеспечивать в другом положении периферии. Одно подходящее положение может проходить близко к отверстиям пластины теплообменника, на адиабатной поверхности входной и выходной областей. Таким образом, на поверхность теплопередачи пластины теплообменника не будут воздействовать. Одно преимущество этого расположения состоит также в том, что направляющие поверхности будут находиться близко к натяжным болтам теплообменника, которые облегчают направление пластин теплообменника. Конечно, также можно располагать одну или более перпендикулярных направляющих поверхностей вдоль периферии теплообменника, вблизи поверхности теплопередачи.

Направляющая секция 100 содержит продольную направляющую поверхность 101, продолжающуюся в продольном направлении пластины теплообменника. Первая поперечная направляющая поверхность 102 и вторая поперечная направляющая поверхность 103, продолжающиеся в поперечном направлении пластины теплообменника, также содержат направляющую секцию 100. Эти направляющие поверхности также имеют небольшой наклонный угол в вертикальном направлении из-за вдавливания. Направляющая секция содержит углубленную поверхность 104, смежную направляющим поверхностям. Углубленная поверхность 104 предпочтительно вдавлена до более низкого уровня, чем впадины поверхности теплопередачи и канавки уплотнительной прокладки. Этот низкий уровень вдавливания может быть таким же, что и описанный выше уровень.

Конструкция направляющей секции 100 соответствует конструкции и функции направляющих секций 13-16, имеющих центральные или промежуточные поверхности 105, 106 и имеющих опорные выступы 107, 108, смежные промежуточными поверхностями 105, 106.

Продольная направляющая поверхность 101 второй пластины опирается на продольную направляющую поверхность 101 первой пластины. В то же время задняя сторона второй поперечной направляющей поверхности 103 второй пластины опирается на первую поперечную направляющую поверхность 102 первой пластины. В соответствии с угловой направляющей задняя сторона промежуточной поверхности 105 опирается на поверхность опорной выступы 108, а задняя сторона промежуточной поверхности 106 опирается на поверхность опорной выступы 107. Это достигается наличием соответствующей конструкции и расположения направляющих секций 100 на пластине теплообменника так, что когда пластина теплообменника перевернута относительно поперечной оси 10, промежуточные поверхности 105, 106 и опорные выступы 107, 108 выполненных по диагонали направляющих секций 100 на пластине теплообменника соответствуют друг другу.

Аналогично, задняя сторона промежуточной поверхности 110 второй пластины опирается на поверхность опорной выступы 109 первой пластины.

В теплообменнике задняя сторона одной направляющей секции опирается на переднюю сторону соответствующей направляющей секции, когда пластины составлены. При использовании перпендикулярных направляющих поверхностей поперечный и продольный промежуток можно регулировать более точно по сравнению с направляющими секциями, содержащими криволинейную поверхность, имеющую радиальный промежуток. Поперечный и продольный промежуток могут иметь различные значения, зависящие, например, от размеров пластины теплообменника.

На фиг.5 показана часть теплообменника, содержащего три пластины 62, 63, 64 теплообменника. Между пластинами теплообменника созданы каналы 60, 61 потока. Каждый канал потока будет переносить либо первую жидкость, либо вторую жидкость. В показанном примере первый канал 60 потока будет переносить первую жидкость, а второй канал 61 потока будет переносить вторую жидкость. Законченный теплообменник будет содержать множество пластин теплообменника, переднюю пластину и заднюю пластину. Передняя и задняя пластина (не показана) стабилизируют теплообменник и также обеспечивают соединительное средство для соединения теплообменника.

Каждый канал потока образован уплотнительной прокладкой, которая ограничивает канал потока между пластинами теплообменника. Уплотнительные прокладки уплотняют отверстия, которые не являются активными в соответствующем канале потока. Уплотнительные прокладки обычно выполняют за одно целое с соединительными элементами между уплотнительными прокладками.

Из фиг.4 видно, что для первого канала 60 потока задние стороны первой и второй направляющих секций 13, 14 второй пластины 63 теплообменника опираются на четвертые соответственно третьи направляющие секции 16, 15 первой пластины 62 теплообменника.

Для второго канала 61 потока задние стороны четвертой и третьей направляющих секций 16, 15 третьей пластины 64 теплообменника опираются на первые и соответственно вторые направляющие секции 13, 14 второй пластины 63 теплообменника. Таким образом, все пластины теплообменника, вмещенные в теплообменник, будет выровнены улучшенным образом. Из-за улучшенного выравнивания пластин получен улучшенный теплообменник. Теплообменник можно разбирать и собирать более надежным способом, который уменьшает риск повреждения теплообменника из-за несоосных пластин теплообменника и/или уплотнительных прокладок.

В предпочтительном варианте осуществления первая направляющая поверхность, вторая направляющая поверхность, третьи направляющие поверхности и четвертые направляющие поверхности являются прямыми направляющими поверхностями.

Изобретение следует рассматривать как не ограниченное описанными выше вариантами осуществления, и возможно множество дополнительных вариантов и модификации перпендикулярных направляющих поверхностей в пределах объема приведенной ниже формулы изобретения.

Ссылочные позиции

1: Пластина теплообменника

2: Отверстие

3: Отверстие

4: Отверстие

5: Отверстие

6: Поверхность теплопередачи

7: Гребень

8: Впадина

9: Продольная ось

10: Поперечная ось

11: Уплотнительная прокладка канала

12: Уплотнительная прокладка отверстия

13: Первая направляющая секция

14: Вторая направляющая секция

15: Третья направляющая секция

16: Четвертая направляющая секция

17: Уровень поверхности основания

18: Углубленный угол

19: Центральный опорный выступ

20: Первая поперечная направляющая поверхность

21: Первая продольная направляющая поверхность

22: Вторая поперечная направляющая поверхность

23: Вторая продольная направляющая поверхность

24: Первая промежуточная поверхность

25: Вторая промежуточная поверхность

26: Верхняя опорная поверхность

27: Выступ

28: Углубленный угол

29: Центральная поверхность

30: Первая поперечная направляющая поверхность

31: Первая продольная направляющая поверхность

32: Вторая поперечная направляющая поверхность

33: Вторая продольная направляющая поверхность

34: Первая опорный выступ

35: Вторая опорный выступ

36: Первая верхняя опорная поверхность

37: Вторая верхняя опорная поверхность

38: Выступ

39: Углубленный угол

40: Центральный опорный выступ

41: Первая поперечная направляющая поверхность

42: Первая продольная направляющая поверхность

43: Вторая поперечная направляющая поверхность

44: Вторая продольная направляющая поверхность

45: Первая промежуточная поверхность

46: Вторая промежуточная поверхность

47: Верхняя опорная поверхность

48: Выступ

49: Углубленный угол

50: Центральная поверхность

51: Первая поперечная направляющая поверхность

52: Первая продольная направляющая поверхность

53: Вторая поперечная направляющая поверхность

54: Вторая продольная направляющая поверхность

55: Первый опорный выступ

56: Второй опорный выступ

57: Первая верхняя опорная поверхность

58: Вторая верхняя опорная поверхность

59: Выступ

60: Первый канал потока

61: Второй канал потока

62: Первая пластина теплообменника

63: Вторая пластина теплообменника

64: Третья пластина теплообменника

100: Направляющая секция

101: Продольная направляющая поверхность

102: Первая поперечная направляющая поверхность

103: Вторая поперечная направляющая поверхность

104: Углубленная поверхность

105: Первая промежуточная поверхность

106: Вторая промежуточная поверхность

107: Первый опорный выступ

108: Второй опорный выступ

109: Опорный выступ

110: Промежуточная поверхность

1. Пластина теплообменника, при этом пластина (1) теплообменника выполнена с поверхностью (6) теплопередачи, имеющей гофрированный рисунок с множеством гребней (7) и впадин (8), причем пластина (1) теплообменника выполнена с множеством направляющих секций (13, 14, 15, 16, 100), отличающаяся тем, что каждая направляющая секция содержит первую направляющую поверхность (20, 30, 41, 51, 102) и вторую направляющую поверхность (21, 31, 42, 52, 101), при этом первая и вторая направляющие поверхности перпендикулярны друг другу.

2. Пластина по п.1, в которой первая направляющая поверхность (20, 30, 41, 51, 102) и вторая направляющая поверхность (21, 31, 42, 52, 101) являются прямыми направляющими поверхностями.

3. Пластина по п.1 или 2, в которой направляющие секции (13,14, 15, 16) обеспечены в углах пластины теплообменника.

4. Пластина по п.1 или 2, в которой направляющая секция дополнительно содержит третью направляющую поверхность (22, 32, 43, 53) и четвертую направляющую поверхность (23, 33, 44, 54), при этом третья и четвертая направляющие поверхности также перпендикулярны друг другу.

5. Пластина по п.1, в которой третья направляющая поверхность (22, 32, 43, 53) и четвертая направляющая поверхность (23, 33, 44, 54) являются прямыми направляющими поверхностями.

6. Пластина по п.4, в которой первая и третья направляющие поверхности, и вторая и четвертая направляющие поверхности параллельны друг другу.

7. Пластина по п.1 или 2, в которой направляющая секция дополнительно содержит углубленную поверхность (18, 28, 39, 49, 104), параллельную уровню (17) поверхности основания пластины теплообменника и имеющую глубину вдавливания, которая больше, чем гофрированный рисунок поверхности теплопередачи пластины теплообменника.

8. Пластина по п.1 или 2, в которой первая и вторая направляющие поверхности (20, 21, 41, 42) содержатся на опорном выступе (18, 40).

9. Пластина по п.1 или 2, в которой первая и вторая направляющие поверхности (30, 31, 51, 52) содержатся на двух различных опорных выступах (34, 35, 55, 56).

10. Пластина по п.4, в которой третья и четвертая направляющие поверхности расположены между уровнем поверхности основания и углубленной угловой поверхностью.

11. Теплообменник, содержащий множество пластин (1) теплообменника по любому из пп.1-10.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в холодильных аппаратах. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при изготовлении пластинчатых теплообменников. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при изготовлении пластин пластинчатых теплообменников, в которых используется густая среда, содержащая различные компоненты, чтобы избежать большого давления.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к пластинчатым теплообменным аппаратам, которые предназначены преимущественно для отопления жилых, производственных и подсобных помещений.

Изобретение относится к управлению и оптимизации химической реакции в открытом реакторе пластинчатого типа. .

Изобретение относится к теплопередающей пластине, предназначенной для образования совместно с другими теплопередающими пластинами пакета пластин с постоянно соединенными пластинами для теплообменника, причем теплопередающая пластина содержит первую длинную сторону и противоположную вторую длинную сторону, первую короткую сторону и противоположную вторую короткую сторону, теплопередающую поверхность, имеющую структуру гребней и впадин, первую и вторую области каналов, при этом упомянутая первая область канала находится на первом угловом участке, выполненном на стыке между первой длинной стороной и первой короткой стороной, упомянутая вторая область канала находится на втором угловом участке, выполненном на стыке между второй длинной стороной и первой короткой стороной, а упомянутая первая область канала соединена с некоторым количеством гребней и впадин, причем эти гребни и впадины имеют, в принципе, некоторое протяжение от упомянутой первой области канала по диагонали ко второй длинной стороне.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к пластинчатым теплообменникам. .

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, касается пластинчатых теплообменников и может быть использовано в качестве беструбных бытовых конвекторов, теплообменников обогревательных котлов и электротрансформаторов, автотранспортных радиаторов, водомаслоохладителей и холодильных машин.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Теплообменник, содержащий пакет, состоящий из группы пар теплообменных пластин (1b, 1с), выполненных из листового металла, имеющего трехмерный рельеф (2, 3), причем внутри указанной группы пар образован первый проточный канал, а между указанными парами теплообменных пластин образован второй проточный канал, при этом каждая теплообменная пластина имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие (5-8), причем теплообменник также содержит концевую пластину (1а), являющуюся крайней пластиной теплообменника, которая выполнена более толстой и из более жесткого материала, чем указанные теплообменные пластины, сквозное отверстие указанной концевой пластины (1а) имеет выступающую кромку (9), образующую отбортовку (10). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к теплотехнике и может быть использована при изготовлении пластин теплообменников. Пластина (106) теплообменника, имеющая первые поверхностные части (210), расположенные вдоль первых краев (220) пластины и содержащие первые контактные области (214), и вторые поверхностные части (212), расположенные вдоль вторых краев (222) пластины. Первые поверхностные части (210) изогнуты в направлении первой стороны с получением первого неполного канала (230) для текучей среды, а вторые поверхностные части (212) изогнуты в направлении второй стороны с получением второго неполного канала (232) для текучей среды. Первые контактные области (214) определяют плоскость (S). Пластина (106) теплообменника имеет угловые поверхностные части (224), содержащие угловые части (226) первого края и угловые части (228) второго края. По меньшей мере две угловых поверхностных части (224) изогнуты внутрь относительно первого неполного канала (230) для текучей среды таким образом, чтобы их угловые части (226) первого края лежали в плоскости (S), а их угловые части (228) второго края были перпендикулярны плоскости (S). Технический результат - снижение турбулентности потока на входе. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в пластинчатых теплообменниках. Устройство для обмена растворенными веществами или теплообмена между, по меньшей мере, первым и вторым потоками текучей среды, содержащее, по меньшей мере, первый и второй листы, каждый из которых имеет профилированную поверхность, причем каждый из листов имеет первую концевую часть и вторую концевую часть, которые снабжены наклонными промежуточными поверхностями между каждым каналом, имеющими наклон в направлении средней части соответствующего листа, при этом наклонные промежуточные поверхности находятся по существу на одном уровне с внешней верхней поверхностью каналов. Каждый лист имеет первую боковую концевую часть и вторую боковую концевую часть, причем первая боковая концевая часть имеет большую поперечную протяженность, чем вторая боковая концевая часть. Технический результат - повышение эффективности теплообмена. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении пластинчатых теплообменников. Пакет теплообменных пластин, выполненный для размещения внутри блочного теплообменника. Пакет теплообменных пластин содержит пары (50, 60) теплообменных пластин, уложенные друг на друга так, что путь (67) потока для первой текучей среды сформирован между уложенными друг на друга парами теплообменных пластин, при этом пара (50) из уложенных друг на друга пар теплообменных пластин содержит первую теплообменную пластину (51) и вторую теплообменную пластину (52), которые соединяются так, чтобы путь (57) потока для второй текучей среды формировался между первой и второй теплообменными пластинами. Пара (50) теплообменных пластин содержит гофрирование (101, 102), расположенное на соответствующей стороне удлиненного соединения (72), соединяющего первую и вторую теплообменные пластины. Также описан соответствующий пластинчатый теплообменник. Технический результат - повышение теплообмена внутри пакета теплообменных пластин, при обеспечении способности теплообменника выдерживать высокие уровни давления. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Кожухопластинчатый теплообменник содержит корпус с двумя крышками, патрубки подвода и отвода теплоносителей и установленный в корпусе пакет пластин с отверстиями, образующими коллекторы первого теплоносителя, при этом между указанными коллекторами расположены каналы второго теплоносителя. Пакет пластин выполнен в виде кругового цилиндра и состоит из по меньшей мере одной секции. Секция содержит n одинаковых пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними, причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований. Соседние выступы соединены седловидными перемычками. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности теплообмена, а также в обеспечении возможности работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к теплообменному узлу для поворотного регенеративного подогревателя. Теплообменный узел содержит множество теплообменных элементов, расположенных в стопку на расстоянии друг от друга. Каждая выемка из множества выемок одного из теплообменных элементов опирается на соответствующие плоские участки из множества плоских участков смежных теплообменных элементов для создания множества закрытых каналов, изолированных друг от друга. Каждый из каналов выполнен так, что каждый из рифленых участков из множества рифленых участков одного из теплообменных элементов обращен к соответствующему волнистому участку из множества волнистых участков смежных теплообменных элементов. В результате обеспечивается повышение мощности и эффективности теплообмена, улучшение сажеобдувки и повышение защиты от коррозии. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Кожухопластинчатый теплообменник содержит корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей. Пакет пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями одинаковых n пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними. Причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований. Соседние выступы соединены седловидными перемычками. При этом плоские основания пакета пластин соединены с крышками корпуса. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности теплообмена, а также в обеспечении возможности работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуператорах тепла. Оребренный рекуператор в периферийной зоне пакета содержит, по меньшей мере, один модуль, а в центральной - по меньшей мере, один, но другой модуль, при этом в модуле, образующем периферийную зону пакета, каналы имеют в поперечном сечении размеры, отличные от размеров поперечного сечения каналов у модуля, образующего центральную зону пакета. Технический результат - оптимизация режима теплообмена, снижение габаритов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх