Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, содержащий такую пластину теплообменника



Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, содержащий такую пластину теплообменника
Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, содержащий такую пластину теплообменника
Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, содержащий такую пластину теплообменника
Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, содержащий такую пластину теплообменника

 


Владельцы патента RU 2606466:

АЛЬФА ЛАВАЛЬ КОРПОРЕЙТ АБ (SE)

Предложены пластина (4, 6, 8) теплообменника и пластинчатый теплообменник (2), содержащий такую пластину теплообменника. Пластина теплообменника имеет отверстие (36, 38, 42, 44) проема с базисной точкой (80), которая совпадает с центральной точкой (С) наибольшей воображаемой окружности (82), которая может быть вписана в отверстие проема. Отверстие проема расположено в левой половине и правой половине теплопередающей пластины и имеет форму, определяемую множеством угловых точек (66, 68, 70) воображаемой плоской геометрической фигуры (72), из которых по меньшей мере одна смещена от дуги (92) окружности, и таким же множеством полностью кривых линий (74, 76, 78), соединяющих угловые точки. Первая угловая точка (66) из угловых точек расположена ближе всего к переходу (84) между первой короткой стороной и первой длинной стороной теплопередающей пластины и на первом расстоянии (d1) от базисной точки. Вторая угловая точка (68) из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении по часовой стрелке и на втором расстоянии (d2) от базисной точки. Третья угловая точка (70) из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении против часовой стрелки и на третьем расстоянии (d3) от базисной точки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к пластине теплообменника в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Изобретение также относится к пластинчатому теплообменнику, содержащему такую пластину теплообменника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Пластинчатые теплообменники, как правило, состоят из двух концевых пластин, между которыми множество теплопередающих пластин расположено с обеспечением их выравнивания. В хорошо известных пластинчатых теплообменниках одного типа, так называемых разборных пластинчатых теплообменниках, прокладки расположены между теплопередающими пластинами. Концевые пластины и, следовательно, теплопередающие пластины прижаты по направлению друг к другу, в результате чего прокладки изолируют область между теплопередающими пластинами. Прокладки определяют границы параллельных проточных каналов между теплопередающими пластинами, при этом по указанным каналам две текучие среды с исходно разными температурами могут продолжаться попеременно для передачи тепла от одной текучей среды к другой.

Текучие среды поступают в каналы и выходят из каналов соответственно через впускные и выпускные проемы, которые проходят через пластинчатый теплообменник и образованы соответствующими выровненными отверстиями проемов в теплопередающих пластинах. Впускные и выпускные проемы сообщаются соответственно с впусками и выпусками пластинчатого теплообменника. Оборудование, подобное насосам, требуется для подачи двух текучих сред через пластинчатый теплообменник. Чем меньше впускные и выпускные проемы, тем большим становится падение давления текучих сред внутри пластинчатого теплообменника и требуется более мощное и, следовательно, дорогое оборудование для надлежащей работы пластинчатого теплообменника. Естественно, диаметр впускных и выпускных проемов можно было бы увеличить для уменьшения падения давления текучих сред и обеспечения возможности использования менее мощного оборудования. Однако увеличение диаметра впускных и выпускных проемов означает увеличение диаметра отверстий проемов в теплопередающих пластинах. В свою очередь, это может привести к тому, что придется уменьшить ценную теплопередающую поверхность теплопередающей пластины, что, как правило, связано со снижением эффективности теплопередачи в пластинчатом теплообменнике.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в разработке пластины теплообменника, которая ассоциируется со сравнительно малым падением давления и, следовательно, может быть использована вместе с также сравнительно менее мощным периферийным оборудованием. Основная идея изобретения состоит в разработке пластины теплообменника с по меньшей мере одним некруглым отверстием проема вместо обычного круглого отверстия проема. Отверстие проема может быть адаптировано к конструкции самой пластины теплообменника, и площадь отверстия проема может быть увечена за счет уменьшения той поверхности пластины теплообменника, которая не вносит значительного вклада в характеристики теплопередачи пластины теплообменника. Другая задача настоящего изобретения состоит в разработке пластинчатого теплообменника, содержащего подобную пластину теплообменника. Пластина теплообменника и пластинчатый теплообменник, предназначенные для решения вышеуказанных задач, определены в приложенной формуле изобретения и рассмотрены ниже.

Пластина теплообменника в соответствии с настоящим изобретением имеет вертикальную центральную ось, которая разделяет пластину теплообменника на левую и правую половины, ограниченные соответственно первой и второй длинными сторонами, и горизонтальную центральную ось, которая разделяет пластину теплообменника на верхнюю и нижнюю половины, ограниченные соответственно первой и второй короткими сторонами. Кроме того, пластина теплообменника имеет отверстие проема с базисной точкой, которая совпадает с центральной точкой наибольшей воображаемой окружности, которая может быть вписана в отверстие проема. Отверстие проема расположено в левой и правой половине пластины теплообменника. Пластина теплообменника отличается тем, что отверстие проема имеет форму, определяемую множеством угловых точек воображаемой плоской геометрической фигуры, из которых по меньшей мере одна угловая точка смещена от дуги окружности, и таким же множеством полностью кривых линий, соединяющих данные угловые точки. Первая угловая точка из угловых точек расположена ближе всего к переходу между первой короткой стороной и первой длинной стороной и на первом расстоянии от базисной точки. Вторая угловая точка из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении по часовой стрелке и на втором расстоянии от базисной точки. Кроме того, третья угловая точка из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении против часовой стрелки и на третьем расстоянии от базисной точки.

Термин «пластина теплообменника» в используемом в данном документе смысле охватывает как концевые пластины, так и теплопередающие пластины пластинчатого теплообменника, даже если в данном документе в центре внимания будут находиться теплопередающие пластины.

Плоская геометрическая фигура может представлять собой фигуру многих разных типов, например треугольник, четырехугольник, пятиугольник и так далее. Таким образом, множество угловых точек или крайних точек и, следовательно, кривых линий может быть разным и составлять два и более.

Под полностью кривыми линиями понимаются линии, которые не имеют никаких прямолинейных участков. Таким образом, отверстие проема будет иметь контур без каких-либо прямолинейных участков. Это предпочтительно, поскольку это приведет к сравнительно низким изгибающим напряжениям вокруг отверстия проема. Текучая среда, проходящая через отверстие проема, стремится «изогнуть» отверстие проема до круглой формы. Таким образом, если бы отверстие проема имело прямолинейные участки, это привело бы к сравнительно высоким изгибным напряжениям в пластине теплообменника.

Каждая из кривых линий соединяет две из угловых точек.

Поскольку по меньшей мере одна из угловых точек смещена от дуги воображаемой окружности, отверстие проема будет некруглым.

Признак, состоящий в том, что вторая и третья угловые точки являются ближайшими к первой угловой точке соответственно в направлении по часовой стрелке и против часовой стрелки, отражает относительное положение первой, второй и третьей угловых точек, если следовать по контуру отверстия проема.

При рассмотрении первого, второго и третьего расстояний между базисной точкой и соответственно первой, второй и третьей угловыми точками следует указать, что это самое короткое расстояние, которое является видимым.

В соответствии с одним вариантом осуществления пластины теплообменника по изобретению множество угловых точек и кривых линий равно трем. При этом соответствующая плоская геометрическая фигура может представлять собой треугольник. Данный вариант осуществления пригоден для многих обычных пластин теплообменников с по существу прямоугольной формой и отверстиями проемов, расположенными в углах пластины теплообменника.

Кривые линии могут быть вогнутыми или выпуклыми наружу, как видно со стороны базисной точки отверстия проема. Подобная конструкция позволяет получить сравнительно большую площадь отверстия проема, которая ассоциируется со сравнительно малым падением давления.

Пластина теплообменника может быть такой, что первая, вторая и третья угловые точки будут расположены соответственно на первой, второй и третьей воображаемых прямых линиях, которые проходят от базисной точки отверстия проема. Первый угол между первой и второй воображаемыми прямыми линиями по существу равен третьему углу между третьей и первой воображаемыми прямыми линиями. Кроме того, пластина теплообменника может быть такой, что второе расстояние между второй угловой точкой и базисной точкой будет равно третьему расстоянию между третьей угловой точкой и базисной точкой. Данные конструкции позволяют получить симметричное отверстие проема, в котором ось симметрии параллельна первой воображаемой прямой линии. Симметричное отверстие проема может облегчить изготовление пластины теплообменника.

В соответствии с изобретением первое расстояние между первой угловой точкой и базисной точкой может быть меньше второго расстояния между второй угловой точкой и базисной точкой и/или третьего расстояния между третьей угловой точкой и базисной точкой. Таким образом, форма отверстия проема может быть адаптирована к конструкции остальной части пластины теплообменника. В частности, в зависимости от конструкции пластины теплообменника может быть больше места для смещения второй и третьей угловых точек для увеличения площади отверстия проема, чем для смещения первой угловой точки.

Отверстие проема пластины теплообменника может быть таким, что первая кривая линия из кривых линий, которая соединяет первую и вторую угловые точки, и третья кривая линия из кривых линий, которая соединяет третью и первую угловые точки, будут аналогичными, но зеркально симметричными по отношению друг к другу. Подобные одинаковые кривые линии позволяют получить симметричное отверстие проема, в котором ось симметрии параллельна первой воображаемой прямой линии. Как упомянуто выше, симметричное отверстие проема может облегчить изготовление пластины теплообменника.

В завершение, верхняя половина пластины теплообменника может содержать вторую область, выполненную со вторым рисунком рифления, и третью область, выполненную с третьим рисунком рифления. Вторая и третья области расположены последовательно вдоль вертикальной центральной оси пластины теплообменника, при этом вторая область является ближайшей к первой короткой стороне и вторая область примыкает к третьей области вдоль второй граничной линии. Второй и третий рисунки рифлений отличаются друг от друга. Кроме того, четвертая воображаемая прямая линия продолжается от базисной точки, через одну из угловых точек и до конечной точки второй граничной линии, которая расположена ближе всего к первой длинной стороне. Данная конструкция пригодна для многих обычных пластин теплообменников, поскольку она позволяет увеличить отверстие проема так, что при этом минимизируется влияние на теплопередающую способность пластины теплообменника. Это будет проиллюстрировано в разделе «Подробное описание изобретения» со ссылкой на чертежи.

Пластинчатый теплообменник в соответствии с настоящим изобретением содержит пластину теплообменника, подобную описанной выше.

Другие задачи, признаки, аспекты и преимущества изобретения станут очевидными из нижеприведенного подробного описания, а также из чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение далее будет описано более подробно со ссылкой на приложенные схематические чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид спереди пластинчатого теплообменника;

Фиг.2 представляет собой вид сбоку пластинчатого теплообменника по фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид в плане теплопередающей пластины; и

Фиг.4 представляет собой схематическое изображение части теплопередающей пластины по фиг.3.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 и 2 показан разборный пластинчатый теплообменник 2. Он содержит пластины теплообменника в виде первой концевой пластины 4, второй концевой пластины 6 и множества теплопередающих пластин, расположенных соответственно между первой и второй концевыми пластинами 4 и 6. Теплопередающие пластины представляют собой теплопередающие пластины двух разных типов. Тем не менее, части теплопередающих пластин, к которым относится настоящее изобретение, аналогичны на всех теплопередающих пластинах. Следовательно, различие между двумя типами теплопередающих пластин в дальнейшем не будет рассматриваться в данном документе. Одна из теплопередающих пластин, обозначенная ссылочной позицией 8, проиллюстрирована более подробно на фиг.3. Теплопередающие пластины разных типов расположены попеременно в пакете 9 пластин, при этом передняя сторона (проиллюстрированная на фиг.3) одной теплопередающей пластины обращена к задней стороне соседней теплопередающей пластины. Каждая вторая теплопередающая пластина повернута на 180 градусов относительно базовой ориентации (проиллюстрированной на фиг.3) вокруг направления нормали к плоскости чертежа по фиг.3.

Теплопередающие пластины отделены друг от друга прокладками (непоказанными). Теплопередающие пластины вместе с прокладками образуют параллельные каналы, расположенные с возможностью приема двух текучих сред для передачи тепла от одной текучей среды к другой. Для этого обеспечивается проход первой текучей среды в каждом втором канале, и обеспечивается проход второй текучей среды в остальных каналах. Первая текучая среда входит в пластинчатый теплообменник 2 и выходит из пластинчатого теплообменника 2 соответственно через вход 10 и выход 12. Аналогичным образом, вторая текучая среда входит в пластинчатый теплообменник 2 и выходит из пластинчатого теплообменника 2 соответственно через вход 14 и выход 16. Для обеспечения герметизации каналов теплопередающие пластины должны быть прижаты друг к другу, в результате чего прокладки обеспечивают уплотнение между теплопередающими пластинами. Для этого пластинчатый теплообменник 2 содержит множество средств 18 затягивания, расположенных с возможностью поджатия первой и второй концевых пластин 4 и 6 соответственно по направлению друг к другу.

Теплопередающая пластина 8 далее будет описана дополнительно со ссылкой на фиг.3 и 4. Теплопередающая пластина 8 представляет собой по существу прямоугольный лист нержавеющей стали. Она имеет центрально продолжающуюся плоскость с-с (см. фиг.2), параллельную плоскости чертежа по фиг.3 и 4, вертикальной центральной оси y и горизонтальной центральной оси x теплопередающей пластины 8. Вертикальная центральная ось y разделяет теплопередающую пластину 8 на первую половину 20 и вторую половину 22, имеющие соответственно первую длинную сторону 24 и вторую длинную сторону 26. Горизонтальная центральная ось x разделяет теплопередающую пластину 8 на верхнюю половину 28 и нижнюю половину 30, имеющие соответственно первую короткую сторону 32 и вторую короткую сторону 34. Верхняя половина 28 теплопередающей пластины 8 имеет отверстие 36 впускного проема для первой текучей среды и отверстие 38 выпускного проема для второй текучей среды, соединенные соответственно с входом 10 и выходом 16 пластинчатого теплообменника 2. Аналогичным образом, нижняя половина 30 теплопередающей пластины 8 имеет отверстие 42 впускного проема для второй текучей среды и отверстие 44 выпускного проема для первой текучей среды, соединенные соответственно с входом 14 и выходом 12 пластинчатого теплообменника 2. В дальнейшем будет описана только верхняя половина 28 пластинчатого теплообменника 2, поскольку конструкции верхней и нижней половин, если рассматривать те части теплопередающих пластин, к которым относится изобретение, являются аналогичными, но зеркально симметричными.

Отверстия 36 и 38 впускного и выпускного проемов верхней половины 28 расположены соответственно в первой и второй половинах 20 и 22. Кроме того, они являются аналогичными, но зеркально симметричными, что обуславливает то, что ниже будет дополнительно рассмотрена только одно из них, а именно отверстие 36 впускного проема. Верхняя половина 28 теплопередающей пластины 8 также содержит первую область 46, вторую область 48, третью область 50 и четвертые области 52а и 52b. Первая, вторая и третья области, обозначенные соответственно 46, 48 и 50, расположены последовательно вдоль вертикальной центральной оси y, если смотреть от первой короткой стороны 32. Первая область 46 продолжается между отверстиями 36 и 38 впускного и выпускного проемов и примыкает ко второй области 48 вдоль первой граничной линии 54. Кроме того, первая область 46 выполнена с первым рисунком 56 рифления в виде предназначенного для распределения рисунка из выступов и углублений относительно центрально продолжающейся плоскости с-с. Вторая область 48 примыкает к третьей области 50 вдоль второй граничной линии 58. Кроме того, она выполнена со вторым рисунком 60 рифления в виде предназначенного для перехода рисунка из выступов и углублений относительно центрально продолжающейся плоскости с-с. Третья область 50 выполнена с третьим рисунком 62 рифления в виде предназначенного для теплопередачи рисунка из выступов и углублений относительно центрально продолжающейся плоскости с-с. Четвертые области 52а и 52b продолжаются от соответствующего одного из отверстий 36 и 38 впускного и выпускного проемов по направлению к первой и второй областям 46 и 48. Кроме того, четвертые области 52а и 52b выполнены с четвертыми рисунками 64а и 64b рифлений (аналогичными, но зеркально симметричными) в виде рисунков в адиабатической области, образованных из выступов и углублений относительно центрально продолжающейся плоскости с-с. Основная задача первой области 46 состоит в распределении текучей среды по всей ширине теплопередающей пластины 8. Основная задача третьей области 50 состоит в передаче тепла от текучей среды, находящейся с одной стороны теплопередающей пластины 8, к текучей среде, находящейся с другой стороны теплопередающей пластины. Вторая область 48 имеет как функцию распределения, так и функцию теплопередачи. Основная задача четвертых областей 52а и 52b состоит в направлении текучей среды между отверстиями 36 и 38 впускного и выпускного проемов и первой и второй областями 46, 48, так что они представляют собой просто области для перемещения текучей среды. Вышеописанные области и рисунки рифлений не будут описаны подробно в данном документе. Вместо этого делается ссылка на одновременно находящуюся на рассмотрении патентную заявку заявителя, озаглавленную «Теплопередающая пластина и пластинчатый теплообменник, содержащий такую теплопередающую пластину», имеющую такую же дату подачи, как настоящая заявка, и включенную в данный документ.

Отверстие 36 впускного проема схематически проиллюстрировано на фиг.4. Оно имеет форму, определяемую первой, второй и третьей угловыми точками воображаемого треугольника 72 (пунктирные линии), обозначенными соответственно 66, 68 и 70. Кроме того, данные угловые точки соединены первой, второй и третьей, полностью кривыми линиями, обозначенными соответственно 74, 76 и 78, которые являются вогнутыми, если смотреть изнутри отверстия впускного проема. Базисная точка 80 отверстия 36 впускного проема совпадает с центральной точкой С наибольшей воображаемой окружности 82 (штрихпунктирные линии), которая может быть расположена в отверстии впускного проема. Первая угловая точка 66 расположена ближе всего к переходу 84 между первой короткой стороной 32 и первой длинной стороной 24 теплопередающей пластины 8. Кроме того, она расположена на первой воображаемой прямой линии 86, проходящей от базисной точки 80, и на первом расстоянии d1 от базисной точки. Вторая угловая точка 68 расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении по часовой стрелке. Кроме того, она расположена на второй воображаемой прямой линии 88, проходящей от базисной точки 80, и на втором расстоянии d2 от базисной точки. Третья угловая точка 70 расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении против часовой стрелки. Кроме того, она расположена на третьей воображаемой прямой линии 90, проходящей от базисной точки 80, и на третьем расстоянии d3 от базисной точки.

Для вышеуказанных первого, второго и третьего расстояний справедливы следующие соотношения: d2=d3 и d2>d1. Кроме того, первый угол α1 между первой и второй воображаемыми прямыми линиями меньше второго угла α2 между второй и третьей воображаемыми прямыми линиями и по существу равен третьему углу α3 между второй и первой воображаемыми прямыми линиями. Другими словами, для первого, второго и третьего углов справедливы следующие соотношения: α1=α3 и α1<α2. В данном конкретном примере α1=α3=115 градусов. Кроме того, первая кривая линия 74, соединяющая первую и вторую угловые точки 66 и 68, по существу идентична третьей кривой линии 78, соединяющей третью и первую угловые точки 70 и 66. В целом это означает, что отверстие 36 впускного проема является симметричным с осью s симметрии, проходящей через первую угловую точку 66 и базисную точку 80.

Как очевидно из чертежей и вышеприведенного описания, отверстие 36 впускного проема не имеет обычной круглой формы. Вместо этого оно имеет форму, определяемую множеством угловых точек, в данном случае тремя, из которых по меньшей мере одна, в данном случае все угловые точки смещены от дуги 92 окружности 82, и таким же множеством кривых линий (следовательно, в данном случае тремя кривыми линиями), соединяющих данные угловые точки. Если бы отверстие впускного проема было круглым, оно предпочтительно имело бы форму, соответствующую окружности 82. С точки зрения падения давления и с учетом предшествующих пояснений в этой связи, еще большее отверстие впускного проема было бы предпочтительным. Однако конструкция остальной части теплопередающей пластины 8 ограничивает возможный размер отверстия впускного проема. Например, большее круглое отверстие впускного проема означало бы то, что контур отверстия впускного проема был бы расположен ближе к первой короткой стороне 32 и/или к первой длинной стороне 24, что могло бы привести к проблемам, связанным с прочностью теплопередающей пластины 8. Кроме того, большее круглое отверстие впускного проема также могло бы означать то, что область между отверстием впускного проема и первой областью 46 (фиг.3), в которой, как правило, расположена прокладка, как хорошо известно в данной области техники, могла бы быть слишком узкой для размещения прокладки. Подобная узкая промежуточная область также могла бы создать проблемы при образовании вышеупомянутых рисунков рифлений на теплопередающей пластине путем прессования. Естественно, первая область 46 теплопередающей пластины 8 могла бы быть смещена дальше вниз на теплопередающей пластине, чтобы освободить место для большего круглого отверстия 36 впускного проема. Тем не менее, как правило, это ассоциировалось бы с меньшей третьей областью 50 и, следовательно, с ухудшенной теплопередающей способностью теплопередающей пластины.

Как описано выше и проиллюстрировано на чертежах, площадь отверстия впускного проема может быть увеличена без необходимости исправления конструкции остальной части теплопередающей пластины. За счет того что отверстие впускного проема может занимать больше места в адиабатических четвертых областях 52а и 52b теплопередающей пластины 8, чем занимало бы круглое отверстие впускного проема с формой, которая соответствует окружности 82, может быть выполнено большее отверстие впускного проема, ассоциируемое с меньшим падением давления. Поскольку данное увеличение влияет только на адиабатические четвертые области, распределительная и теплопередающая способность теплопередающей пластины 8 остается по существу не измененной. В частности, наибольшее место для увеличения отверстия впускного проема имеется в направлении, совпадающем с четвертой воображаемой прямой линией 94, проходящей от базисной точки 80 до конечной точки 96 второй граничной линии 58, которая является ближайшей к первой длинной стороне 24 теплопередающей пластины 8. Следовательно, теплопередающая пластина 8 выполнена с такой конструкцией, что третья угловая точка 70 будет расположена на данной четвертой воображаемой прямой линии 94. Кроме того, поскольку в контуре отверстия 36 впускного проема отсутствуют прямолинейные участки, изгибающие напряжения вокруг отверстия впускного проема будут сравнительно низкими.

Следует подчеркнуть, что описание, соответствующее приведенному выше, имеет силу для всех отверстий впускных и выпускных проемов теплопередающей пластины.

Другое преимущество, связанное с вышеописанным некруглым отверстием впускного проема, относится к прокладкам и фильтрам. Как описано в качестве введения, в разборном пластинчатом теплообменнике прокладки используются для ограничения и герметизации каналов между теплопередающими пластинами. Как правило, прокладки проходят как вдоль периферии теплопередающих пластин для ограждения всех отверстий впускных и выпускных проемов, так и вокруг отдельных отверстий впускных и выпускных проемов. Прокладки могут содержать захватывающие средства, расположенные с возможностью контактного взаимодействия с краем теплопередающих пластин для фиксации прокладок относительно теплопередающих пластин. В некоторых случаях применения пластинчатых теплообменников, например в применениях, связанных с обработкой текучих сред, загрязненных каким-либо образом, вставные фильтры используются для предотвращения попадания загрязнений в каналы между теплопередающими пластинами. Данные вставные фильтры, как правило, имеют форму круглого цилиндра, и они проходят через впускные и/или выпускные проемы пластинчатого теплообменника, то есть через отверстия впускных и выпускных проемов теплопередающих пластин. Если, как обычно, отверстия впускных и выпускных проемов теплопередающих пластин являются круглыми, то захватывающие средства прокладок могут сталкиваться со вставными фильтрами. Однако если отверстия впускных и выпускных проемов вместо этого имеют форму, подобную описанной выше, прокладки могут быть выполнены такими, что захватывающие средства прокладок будут сцепляться с теплопередающей пластиной в угловых точках отверстий впускных и выпускных проемов. Таким образом, отсутствует риск столкновения между прокладками и круглыми цилиндрическими вставными фильтрами.

Вышеописанный вариант осуществления настоящего изобретения следует рассматривать только в качестве примера. Специалисту в данной области техники будет понятно, что рассмотренный вариант осуществления может быть изменен рядом способов без отклонения от идеи изобретения.

Концевые пластины 4 и 6 вышеописанного пластинчатого теплообменника 2 обычно выполнены с круглыми впусками и выпусками. Однако концевые пластины также могут быть выполнены с некруглыми впусками и выпусками, аналогичными вышеописанным отверстиям впускных и выпускных проемов.

Кроме того, описанная выше форма отверстия впускного проема определяется воображаемой плоской геометрической фигурой в виде треугольника, тремя угловыми точками и тремя кривыми линиями. Естественно, другие воображаемые плоские геометрические фигуры, а также другое множество угловых точек и кривых линий могут быть использованы для образования отверстия впускного проема в альтернативных вариантах осуществления.

Вышеописанное отверстие впускного проема является симметричным с осью s симметрии. Само собой разумеется, вместо этого отверстие впускного проема может быть совершенно асимметричным или даже более симметричным с более чем одной осью симметрии. В качестве примера кривые линии могут все быть одинаковыми/неодинаковыми и/или расстояние до базисной точки для всех угловых точек может быть одинаковым/разным. Кроме того, кривые линии необязательно должны быть вогнутыми. Одна или несколько из кривых линий могут иметь другие формы.

Верхняя половина вышеописанной теплопередающей пластины содержит первую, вторую, третью и четвертые области, выполненные с первым, вторым, третьим и четвертым рисунками рифлений. Естественно, изобретение точно так же может быть применено при использовании теплопередающей пластины с верхней половиной, содержащей большее или меньшее множество областей. В качестве примера верхняя половина теплопередающей пластины может содержать только вторую, третью и четвертые области со вторым, третьим и четвертым различающимися рисунками рифлений, при этом вторая область продолжается на всем протяжении от третьей области между отверстиями 36 и 38 впускного и выпускного проемов. Например, вторая область может быть выполнена с рисунком для распределения, третья область может быть выполнена с рисунком для теплопередачи, и четвертые области могут быть выполнены с адиабатическими рисунками, в то время как рисунок для перехода может быть опущен.

Вышеописанный пластинчатый теплообменник представляет собой противоточный теплообменник с параллельным потоком, то есть вход и выход для каждой текучей среды расположены в одной и той же половине пластинчатого теплообменника, и текучие среды проходят в противоположных направлениях по каналам между теплопередающими пластинами. Естественно, вместо этого пластинчатый теплообменник может представлять собой теплообменник с диагональным потоком и/или с потоком в одном направлении.

В вышеописанном пластинчатом теплообменнике содержатся два разных типа теплопередающих пластин. Естественно, пластинчатый теплообменник в альтернативном варианте может содержать пластины только одного типа или пластины более двух разных типов. Кроме того, теплопередающие пластины могут быть выполнены из материалов, отличных от нержавеющей стали.

В завершение, настоящее изобретение может быть использовано совместно с пластинчатыми теплообменниками других типов, отличными от разборных пластинчатых теплообменников, такими как пластинчатые теплообменники, содержащие постоянно соединенные теплопередающие пластины.

Следует подчеркнуть, что определения «первый, второй, третий» и т.д. используются в данном документе только для проведения различий между элементами одного и того же вида и не отражают какого-либо взаимного расположения элементов в определенном порядке друг относительно друга.

Следует подчеркнуть, что описание деталей, не относящихся к настоящему изобретению, было опущено и что чертежи являются лишь схематическими и начерчены не в масштабе. Также следует отметить, что некоторые из чертежей были упрощены в большей степени, чем другие. Следовательно, некоторые компоненты могут быть проиллюстрированы на одном чертеже, но не показаны на другом чертеже.

1. Пластина (4, 6, 8) теплообменника, имеющая вертикальную центральную ось (y), разделяющую пластину теплообменника на левую и правую половины (20, 22), ограниченные соответственно первой и второй длинными сторонами (24, 26), горизонтальную центральную ось (x), разделяющую пластину теплообменника на верхнюю и нижнюю половины (28, 30), ограниченные соответственно первой и второй короткими сторонами (32, 34), и отверстие (36, 38, 42, 44) проема с базисной точкой (80), совпадающей с центральной точкой (С) наибольшей воображаемой окружности (82), которая может быть вписана в отверстие проема, при этом отверстие проема расположено в левой половине и правой половине, отличающаяся тем, что отверстие проема имеет форму, образованную

множеством угловых точек (66, 68, 70) воображаемой плоской геометрической фигуры (72), из которых по меньшей мере одна угловая точка смещена от дуги (92) окружности, и

таким же множеством полностью кривых линий (74, 76, 78), соединяющих угловые точки,

при этом первая угловая точка (66) из угловых точек расположена ближе всего к переходу (84) между первой короткой стороной и первой длинной стороной и на первом расстоянии (d1) от базисной точки, вторая угловая точка (68) из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении по часовой стрелке и на втором расстоянии (d2) от базисной точки, а третья угловая точка (70) из угловых точек расположена ближе всего к первой угловой точке в направлении против часовой стрелки и на третьем расстоянии (d3) от базисной точки.

2. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой множество угловых точек (66, 68, 70) и кривых линий (74, 76, 78) равно трем.

3. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по любому из предшествующих пунктов, в которой кривые линии (74, 76, 78) являются вогнутыми, если смотреть со стороны базисной точки (80) отверстия проема.

4. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой

первая, вторая и третья угловые точки (66, 68, 70) расположены соответственно на первой, второй и третьей воображаемых прямых линиях (86, 88, 90), продолжающихся от базисной точки (80) отверстия (36, 38, 40, 42) проема, при этом первый угол (α1) между первой и второй воображаемыми прямыми линиями (86, 88) равен третьему углу (α3) между третьей и первой воображаемыми прямыми линиями (90, 86).

5. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой второе расстояние (d2) между второй угловой точкой (68) и базисной точкой (80) равно третьему расстоянию (d3) между третьей угловой точкой (70) и базисной точкой.

6. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой первое расстояние (d1) между первой угловой точкой (66) и базисной точкой (80) меньше второго расстояния (d2) между второй угловой точкой (68) и базисной точкой.

7. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой первое расстояние (d1) между первой угловой точкой (66) и базисной точкой (80) меньше третьего расстояния (d3) между третьей угловой точкой (70) и базисной точкой.

8. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой первая кривая линия (74) из кривых линий, которая соединяет первую и вторую угловые точки (66, 68), и третья кривая линия (78) из кривых линий, которая соединяет третью и первую угловые точки (70, 66), являются аналогичными, но зеркально-симметричными по отношению друг к другу.

9. Пластина (4, 6, 8) теплообменника по п. 1, в которой верхняя половина (28) пластины теплообменника содержит вторую область (48), выполненную со вторым рисунком (60) рифления, и третью область (50), выполненную с третьим рисунком (62) рифления, при этом вторая и третья области расположены последовательно вдоль вертикальной центральной оси (y) пластины теплообменника, причем вторая область является ближайшей к первой короткой стороне (32) и вторая область примыкает к третьей области вдоль второй граничной линии (58), и второй и третий рисунки рифления отличаются друг от друга, при этом

четвертая воображаемая прямая линия (94) продолжается от базисной точки (80), через одну из угловых точек (66, 68, 70) и до конечной точки (96) второй граничной линии, которая расположена ближе всего к первой длинной стороне (24).

10. Пластинчатый теплообменник (2), содержащий пластину (4, 6, 8) теплообменника по любому из предшествующих пунктов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться в пластинчатых теплообменниках. Пластина (10) пластинчатого теплообменника содержит отверстия (11-14) и, между упомянутыми отверстиями (11-14), область (15) теплообмена, частично разделенную барьером (22).

Предложены теплопередающая пластина (8) и пластинчатый теплообменник (2), содержащий такую теплопередающую пластину. Теплопередающая пластина имеет центрально продолжающуюся плоскость (c-c) и содержит первую концевую область (28), теплопередающую область (32) и вторую концевую область (30), расположенные последовательно вдоль продольной центральной оси (y) теплопередающей пластины.

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.

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.

Изобретение относится к теплообменному узлу для поворотного регенеративного подогревателя. Теплообменный узел содержит множество теплообменных элементов, расположенных в стопку на расстоянии друг от друга.

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.

Изобретение относится к теплотехнике и может использоваться при изготовлении пластинчатых теплообменников. Пакет теплообменных пластин, выполненный для размещения внутри блочного теплообменника.

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.

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.

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).
Наверх