Пластина для использования в качестве теплообменной пластины и способ изготовления такой базовой пластины

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Теплообменная пластина (1) образована металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и получена посредством штамповки, которая осуществляется в качестве последующей обработки, плоской пластины. Неровности включают в себя множество выступов (2), образованных на заданных расстояниях. Множество выступов (2) включают в себя первые гребни (2a), расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины (1), и вторые гребни (2b), расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины (1). Выступы (2) образованы в V-образные формы посредством первых гребней (2a) и вторых гребней (2b). Изобретение также относится к способу изготовления теплообменной пластины. Технический результат – повышение эффективности уменьшения и отведения жидкостной пленки, образуемой во время работы теплообменника, повышение теплопередачи. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к пластине для использования в качестве теплообменной пластины и способу изготовления пластины.

Уровень техники

[0002] Теплообменные пластины, которые встроены в теплообменники или подобное, должны показывать способности к высокой теплопередаче. Для того чтобы улучшить способности к теплопередаче, достаточно увеличить площадь поверхности пластины посредством образования малых неровностей микронного порядка на поверхности пластины. Например, Патентная литература 1 и Патентная литература 2 раскрывают следующие технологии в качестве способов переноса малых неровностей микронного порядка на поверхность пластины.

[0003] Способ переноса на поверхность металлической пластины, раскрытый в Патентной литературе 1, включает в себя прижатие переносящего участка, имеющего неровности, которые были перенесены на внешнюю периферическую поверхность переносящих валиков, к металлическому листу, который перемещается транспортировочными валиками. В этом способе перенесенные участки неровной формы, идентичные неровным участкам переносящих участков переносящих валиков, образуются на поверхности металлического листа.

[0004] Пластина теплообменной пластины, раскрытая в Патентной литературе 2, является пластиной для теплообменной пластины, причем пластина образована титановой плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на поверхности, и получена посредством штамповки, в качестве последующей обработки, плоской пластины. В этой пластине неровности на ее поверхности расположены таким образом, что параметр формы, определяемый как высота (мкм) выступов x [ширина (мкм) углублений/шаг (мкм) между смежными выступами/угол (°)выступов], составляет 0,94 или менее.

[0005] В технологии, раскрытой в Патентной литературе 1, теплообменная пластина имеет улучшенные способности к теплопередаче посредством увеличенной площади поверхности, достигнутой посредством образования малых неровностей микронного порядка на поверхности плоской пластины. Однако во множестве случаев пластины (плоская пластина), имеющие малые неровности, образованные на поверхности, редко используются как есть (то есть с неровностями, оставшимися на них) в качестве теплообменных пластин.

[0006] Обычно множество выступов, имеющих высоту в диапазоне от нескольких мм до нескольких см (например, угловые выступы, называемые «елочка»), образованы посредством штамповки на поверхности теплообменной пластины. Следовательно, в технологии, раскрытой в Патентной литературе 1, малые неровности, образованные на поверхности пластины для теплообменной пластины, разглаживаются во время штамповки. Соответственно желательно улучшить штампуемость пластины.

[0007] Следовательно, Патентная литература 2 раскрывает технологию для решения проблемы штампуемости вышеописанных пластин.

[0008] В технологии, раскрытой в Патентной литературе 2, штампуемость пластины улучшена посредством определения параметра формы неровностей, которые образуются на поверхности теплообменной пластины. При встраивании в теплообменник выступы, образованные на пластине, способствуют турбулентности и принудительной конвекции, чтобы таким образом улучшить передачу теплоты конденсации.

[0009] На передачу теплоты конденсации, достигнутую посредством теплообменной пластины, значительное влияние оказывает отведение образуемой жидкости. Однако в случае негладкой формы (формы с выступами) пластины, образованной, используя технологию Патентной литературы 2, влияние отведения образуемой жидкости может в некоторых случаях быть ниже, чем ожидалось (то есть меньшее отведение образуемой жидкости), поскольку образуемая жидкость растекается благодаря поверхностному натяжению. Способности к теплопередаче в процессе передачи теплоты конденсации, таким образом, трудно улучшить в пластине, образованной, используя технологию Патентной литературы 2.

[0010] Дополнительно, явление повышения турбулентности в теплообменной пластине может в некоторых случаях быть слабее, чем ожидалось из-за низковысотной и распределенной формы (то есть не формы с непрерывными выступами) негладкой формы, которая образована согласно технологии Патентной литературы 2. Более того в случае негладкой формы в Патентной литературе 2 площадь контактной поверхности со средой во время конденсации газа в жидкость невелика, вследствие жидкостной пленки, которая образуется в процессе конденсации, и таким образом явление повышения передачи теплоты конденсации может быть слабее, чем ожидалось.

[0011] То есть характеристика теплопередачи теплообменной пластины, которая встроена в теплообменник, снижается жидкостной пленкой, которая образуется, когда теплообменник приводится в действие. Следовательно, при изготовлении пластины для теплообменной пластины конструкция пластины должна обеспечивать отведение образуемой жидкостной пленки с хорошей эффективностью и то, что пленка является тонкой.

Список противопоставленных материалов

Патентная литература

[0012] Патентная литература 1: Японская нерассмотренная публикация патента № 2006-239744

Патентная литература 2: Японская нерассмотренная публикация патента № 2013-76551

Сущность изобретения

[0013] Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении пластины для теплообменной пластины с улучшенной характеристикой теплопередачи, которая позволяет эффективное отведение жидкостной пленки, образуемой во время работы теплообменника, позволяет образование неровностей, так что толщина жидкостной пленки уменьшается, и позволяет улучшить характеристику теплопередачи без сплющивания неровностей; и способа изготовления пластины.

[0014] Пластина для теплообменной пластины настоящего изобретения является пластиной, образованной металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности и полученные посредством штамповки, которая является последующей обработкой, плоской пластины, в которой неровности включают в себя множество выступов, которые образованы на заданных расстояниях; и множество выступов включают в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и второе гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, причем выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней.

[0015] Способ изготовления пластины для теплообменной пластины настоящего изобретения является способом изготовления пластины, образованной металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и полученные посредством штамповки, которая является последующей обработкой, плоской пластины, причем способ включает в себя: образование неровностей на поверхности, так что неровности включают в себя множество выступов, образованных на заданных расстояниях; и образование, при образовании неровностей, множества выступов таким образом, что множество выступов включает в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, и выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней.

Краткое описание чертежей

[0016] Фиг. 1 - схема, схематично изображающая негладкую форму, образованную на пластине для теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схема на виде сверху (увеличенный вид участка A на схеме с Фиг. 1), изображающая форму выступов, образованных на пластине согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 3 - схема с Фиг. 2 в сечении вдоль линии III-III.

Фиг. 4 - схема для пояснения размеров негладкой формы пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 5 - схема в сечении для описания размеров формы выступов, образованных на пластине согласно вариантам выполнения настоящего изобретения, являющаяся увеличенной схемой в сечении участка B с Фиг. 4.

Фиг. 6 - схема, изображающая данные экспериментов, выполненных для того, чтобы вывести параметр формы.

Фиг. 7 - схема, изображающая результаты испытания характеристики передачи теплоты конденсации.

Фиг. 8 - схема, изображающая соответствие между параметром формы выступов, образованных на пластине, и показателем улучшения способности к передаче теплоты конденсации.

Описание вариантов выполнения

[0017] Пластина для теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения и способ изготовления пластины будут описаны далее подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи.

[0018] Пластина 1 для теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения образована металлической плоской пластиной (например, из титана), имеющей малые неровности, образованные на поверхности. Пластина 1 подвергнута штамповке, в качестве последующей обработки, чтобы образовать после этого теплообменную пластину (пластину пластинчатого теплообменника). Теплообменная пластина, которая показывает высокую характеристику теплопередачи в процессе передачи теплоты конденсации, встроена в теплообменник или подобное. Помимо неровностей, в особенности множество выступов, имеющих, например, зазубренную форму, в общем называемую «елочкой», образуются на поверхности теплообменной пластины посредством штамповки пластины 1.

[0019] Фиг. 1 - схема, схематично изображающая негладкую форму, образованную на пластине 1 до образования теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения. На Фиг. 1 направление вверх-вниз на бумаге используется в качестве продольного направления или направления по длине пластины 1 и направление влево-вправо на бумаге - в качестве направления по ширине пластины 1.

[0020] Фиг. 2 - схема на виде сверху (увеличенный вид участка A на схеме с Фиг. 1), изображающий форму выступов 2, образованных на пластине 1. Фиг. 3 - схема в сечении вдоль линии III-III на Фиг. 2.

[0021] Как изображено на Фиг. 1, неровности образованы на поверхности 1a пластины до получения теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Неровности имеют множество выступов 2, которые образованы на заданных расстояниях. Пространства между множеством выступов 2 образуют углубления 3. Выступы 2 включают в себя первые гребни 2a и вторые гребни 2b. Первые гребни 2a расположены под углом +Θ относительно направления по ширине пластины 1. То есть первые гребни 2a продолжаются прямолинейно в направлении под углом +Θ относительно направления по ширине пластины 1. Вторые гребни 2b - расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины 1. То есть вторые гребни 2b продолжаются прямолинейно в направлении под углом -Θ относительно направления по ширине пластины 1. Выступы 2 образованы в V-образные формы посредством первых гребней 2a и вторых гребней 2b.

[0022] Более подробно, первые гребни 2a и вторые гребни 2b расположены поочередно в направлении по ширине пластины 1. Гребни образованы таким образом, что линия, продолжающаяся из одного конца каждого из первых гребней 2a, и линия, продолжающаяся из одного конца вторых гребней 2b, пересекают друг друга. Гребни образованы таким образом, что линия, продолжающаяся из другого конца первых гребней 2a, и линия, продолжающаяся из другого конца вторых гребней 2b, пересекают друг друга.

[0023] Конкретно, первые гребни 2a и вторые гребни 2b, смежные с ними в выступах 2, образованы в V-образную форму на виде сверху, и соответствующие вершины 4 образованы на участках, на которых концы первых гребней 2a и концы вторых гребней 2b пересекают друг друга. Однако в настоящем варианте выполнения первые гребни 2a и вторые гребни 2b отстоят друг от друга, поскольку, как описано ниже, канавчатый участок 5 образован в вершинах 4. Канавчатый участок 5 может быть исключен. В этом случае первые гребни 2a и вторые гребни 2b соединяются друг с другом, в результате чего выступы 2 образуются в виде повторяющегося множества V-образных форм.

[0024] Множество первых гребней 2a расположено на равном расстоянии [друг от друга] в продольном направлении пластины 1, и множество вторых гребней 2b расположено аналогично на равном расстоянии [друг от друга] в продольном направлении пластины 1.

[0025] Термин V-образная форма в настоящем варианте выполнения обозначает такую форму, как форма режущих поверхностей зубьев пилы, на виде сверху, то есть форму, в которой гребни, ориентированные в различных направлениях, расположены поочередно в непрерывной последовательности. В пластине 1, конкретно, первые гребни 2a, продолжающиеся по прямой линии, расположены наклонно относительно направления по ширине на угол +Θ, в то время как вторые гребни 2b, продолжающиеся по прямой линии, расположены наклонно относительно направления по ширине на угол -Θ. То есть левые и нижние первые гребни 2a и правые и нижние вторые гребни 2b, смежные с первыми гребнями 2a, расположены поочередно в направлении по ширине пластины 1. Первые гребни 2a соединены с другими первыми гребнями 2a посредством вторых гребней 2b, и вторые гребни 2b соединены с другими вторыми гребнями 2b посредством первых гребней 2a.

[0026] V-образные выступы 2 образованы во множестве, которые расположены рядом, на виде сверху, на заданном расстоянии в продольном направлении пластины 1.

[0027] Как изображено на Фиг. 3, V-образные выступы 2 состоят из множества боковых стенок, выступающих в направлении толщины пластины 1, и верхних стенок (верхних краев), которые соединяют соответствующие боковые стенки. Выступы 2 в настоящем варианте выполнения были описаны имеющими по существу прямоугольную форму на виде в сечении, но выступы 2, образованные на поверхности 1a пластины 1, могут иметь, например, по существу трапецеидальную форму или по существу треугольную форму, отличные от по существу прямоугольной формы. То есть выступы 2 могут использовать любую форму сечения при условии, что описанные ниже размеры выступов 2 сохраняются.

[0028] Канавчатые участки 5 дополнительно образованы в пластине 1, которая используется в теплообменной пластине согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Каждый канавчатый участок 5 образован так, чтобы продолжаться вдоль продольного направления пластины 1, по вершинам 4, на которых пересекают первые гребни 2a и вторые гребни 2b, которые образуют выступы 2.

[0029] Как изображено на Фиг. 2, канавчатый участок 5 (продольный канавчатый участок), образованный в пластине, образован так, чтобы проходить прямолинейно через множество вершин 4, которые расположены в направлении по длине на пластине 1. Конкретно, канавчатый участок 5 образован обрезающим вершины 4 первых гребней 2a и вторых гребней 2b на выступах 2. В результате любые два данных углубления 3, расположенные по бокам от соответствующего выступа 2, сообщаются друг с другом посредством канавчатого участка 5. Продольный канавчатый участок 5 задан более широким, чем углубления 3 (поперечный канавчатый участок), образованные между V-образными выступами 2 и выступами 2 смежными с ними. На Фиг. 1 и Фиг. 2 ширина продольных канавчатых участков 5 показана меньшей, чем ширина углублений 3, для удобства.

[0030] Таким образом, форма поверхности пластины 1 для теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения является такой формой, как форма отводных канавок (рисунок протектора), которые вырезаны на площадке контакта шин, используемых в автомобилях или подобном. Поперечные канавчатые участки (углубления) 3 образованы так, чтобы открываться в направлении по ширине относительно продольных канавчатых участков 5, которые образованы в продольном направлении пластины 1.

[0031] С пластиной 1, имеющей негладкую форму, которая образована на поверхности 1a, в случае, где пластина 1 используется в качестве теплообменной пластины, поток конденсата, образуемого в теплообменнике, может регулироваться, и конденсат может быстро отводиться в направлении по длине пластины 1 (теплообменной пластины), используя продольные канавчатые участки 5, в то же время способности к передаче теплоты конденсации могут быть улучшены посредством повышения турбулентности и принудительной конвекции.

[0032] Размеры негладкой формы на поверхности пластины 1 согласно варианту выполнения настоящего изобретения, описанному выше, будут описаны подробно далее на основании результатов экспериментов.

[0033] Фиг. 4 - схема для описания размеров негладкой формы, образованной на пластине 1. Фиг. 5 - схема для описания размеров формы выступов 2, образованных на пластине 1 (увеличенная схема участка B с Фиг. 4, изображающая частичное сечение участка B). Фиг. 6 - схема, изображающая данные экспериментов, выполненных для того, чтобы вывести параметр формы. Фиг. 7 - схема, изображающая результаты испытания характеристики передачи теплоты конденсации. Фиг. 8 - схема, изображающая соответствие между параметром формы выступов 2, образованных на пластине 1, и показателем улучшения способности к передаче теплоты конденсации.

[0034] Как изображено на Фиг. 4 и Фиг. 5, заданные размеры установлены для негладкой формы поверхности пластины 1.

[0035] Конкретно высота h выступов 2 установлена равной 0,02 мм или более и 0,1 мм или менее, и ширина Wa выступов 2 установлена равной 0,08 мм или более и 1 мм или менее. Угол Θ, образованный посредством выступов 2 относительно направления по ширине пластины 1, установлен равным 10° или более и 80° или менее. Ширина Wb углублений 3 задана равной 0,1 мм или более и 1 мм или менее.

[0036] Шаг P1 выступов является шагом между взаимно смежными выступами 2 и установлен равным 0,2 мм или более и 2 мм или менее. То есть шаг P1 выступов может рассматриваться в качестве комбинации ширины Wa выступов 2 и ширины Wb углублений 3 (шаг P1 выступов=ширина Wa выступов 2+ширина Wb углублений 3).

[0037] Ширина Wc продольного канавчатого участка 5 установлена равной 0,5 мм или более и 500 мм или менее. Шаг P2 по ширине, являющийся шагом между взаимно смежными продольными канавчатыми участками 5, установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

[0038] Неровности поверхности 1a пластины 1 образованы таким образом, что параметр формы, определяемый как ʺвысота h (мм) выступов 2 x ширина Wb (мм) углублений 3 x [ширина Wc (мм)/шаг P2 по ширине (мм) продольных канавчатых участков 5]ʺ, равен 0,0025 мм2 или более.

[0039] Ниже приведено описание обоснования таких размеров негладкой формы пластины 1.

[0040] Авторы настоящей заявки сосредоточились на параметре формы негладкой формы ʺвысота h (мм) выступов 2 x ширина Wb (мм) углублений 3 x [ширина Wc (мм)/шаг P2 по ширине (мм) продольных канавчатых участков 5]ʺ, для того чтобы оптимизировать высоту h выступов 2, ширину Wa выступов 2, угол Θ наклона выступов 2, ширину Wb углублений 3, шаг P1 смежных выступов 2, ширину Wc продольных канавчатых участков 5 и шаг P2 по ширине смежных продольных канавчатых участков 5 при изготовлении пластины 1 для теплообменной пластины.

[0041] Чтобы оптимизировать негладкую форму, авторы настоящей заявки изготовили множество пластин 1, имеющих различные размеры негладкой формы, и исследовали показатель улучшения способности к передаче теплоты конденсации каждой пластины 1.

[0042] Как изображено на Фиг. 6, было изготовлено семнадцать пластин 1 с неодинаковыми размерами негладкой формы. На пластине 1, обозначенной номером 0 на Фиг. 6, образована негладкая форма, чьи размеры включают в себя высоту h выступов 2: 0,04 мм, ширину Wa выступов 2: 0,125 мм, ширину Wb углублений 3: 0,6 мм, шаг P1 смежных выступов 2: 0,725 мм, угол Θ наклона выступов 2: 45°, ширину Wc продольных канавчатых участков 5: 4 мм и шаг P2 по ширине смежных продольных канавчатых участков 5: 20 мм.

[0043] Из размеров негладкой формы выведены параметр A (hxWb), равный 0,024 мм2, и параметр B (Wc/P2), равный 0,2. В свою очередь, параметр формы ʺ(AxB):hxWbx[Wc/P2]ʺ равен 0,0048 мм2 и выведен из параметров A и B.

[0044] Как изображено на Фиг. 7, пластина 1 (номер 0), имеющая вышеописанную негладкую форму, показывает коэффициент U теплопередачи, в теплообменнике, равный 1044 (Вт/м2K). Пластина 1 (номер 0) показала улучшение на 16% относительно коэффициента U теплопередачи (900 (Вт/м2K)) традиционной (с гладкой поверхностью) пластины (демонстрационный пример).

[0045] На пластине 1, обозначенной номером 1 на Фиг. 6, образована негладкая форма, чьи размеры включают в себя высоту h выступов 2: 0,05 мм, ширину Wa выступов 2: 0,1 мм, ширину Wb углублений 3: 0,4 мм, шаг P1 смежных выступов 2: 0,5 мм, угол Θ наклона выступов 2: 45°, ширину Wc продольных канавчатых участков 5: 4 мм и шаг P2 по ширине смежных продольных канавчатых участков 5: 13,5 мм.

[0046] Из размеров негладкой формы выведены параметр A (hxWb), равный 0,02 мм2, и параметр B (Wc/P2), равный 0,2963. Параметр формы ʺhxWbx[Wc/P2]ʺ равен 0,0059 мм2 и выведен из параметров A и B.

[0047] Пластина 1 (номер 1), имеющая вышеописанную негладкую форму, показала улучшение на 20,6% по характеристике передачи теплоты конденсации, по сравнению с традиционной пластиной (демонстрационный пример).

[0048] На пластине 1, обозначенной номером 2 на Фиг. 6, образована негладкая форма, чьи размеры включают в себя высоту h выступов 2: 0,04 мм, ширину Wa выступов 2: 0,1 мм, ширину Wb углублений 3: 0,4 мм, шаг P1 смежных выступов 2: 0,5 мм, угол Θ наклона выступов 2: 45°, ширину Wc продольных канавчатых участков 5: 4 мм и шаг P2 по ширине смежных продольных канавчатых участков 5: 13,5 мм.

[0049] Из размеров негладкой формы выведены параметр A (hxWb), равный 0,016 мм2, и параметр B (Wc/P2), равный 0,2963. Параметр формы ʺhxWbx[Wc/P2]ʺ равен 0,0047 мм2 и выведен из параметров A и B.

[0050] Пластина 1 (номер 2), имеющая вышеописанную негладкую форму, показала улучшение на 10% по характеристике передачи теплоты конденсации, по сравнению с традиционной пластиной (демонстрационный пример).

[0051] Пластины 1, обозначенные номерами с 3 по 13 на Фиг. 6, показали аналогичные улучшения на 5% или более по характеристике передачи тепла конденсации, по сравнению с традиционной пластиной, аналогично пластине 1, обозначенной номерами с 0 по 2 (демонстрационные примеры).

[0052] На пластине, обозначенной номером 14 на Фиг. 6, напротив, образована негладкая форма, чьи размеры включают в себя высоту h выступов 2: 0,03 мм, ширину Wa выступов 2: 0,1 мм, ширину Wb углублений 3: 0,3 мм, шаг P1 смежных выступов 2: 0,4 мм, угол Θ наклона выступов 2: 45°, ширину Wc продольных канавчатых участков 5: 2 мм, и шаг P2 по ширине смежных продольных канавчатых участков 5: 9 мм.

[0053] Из размеров негладкой формы выведены параметр A (hxWb), равный 0,009 мм2, и параметр B (Wc/P2), равный 0,2222. Параметр формы ʺhxWbx[Wc/P2]ʺ равен 0,002 мм2 и выведен из параметров A и B.

[0054] Пластина (номер 14), имеющая вышеописанную негладкую форму, показывала улучшение только на 3,4% по характеристике передачи тепла конденсации, по сравнению с традиционной пластиной (сравнительный пример).

[0055] Как и в случае пластины, обозначенной номером 14, пластины, обозначенные номерами 15 и 16 на Фиг. 6, фактически не показали улучшения по характеристике передачи тепла конденсации, по сравнению с традиционной пластиной (сравнительные примеры).

[0056] Как показывает Фиг. 8, авторы настоящей заявка обнаружили, что параметр формы, определяемый как ʺвысота h (мм) выступов 2 x ширина Wb (мм) углублений 3 x [ширина Wc (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков 5]ʺ, для неровностей, образованных на поверхности 1a пластины, должен составлять 0,0025 мм2 или более, для того чтобы улучшить характеристику передачи тепла конденсации пластины 1 на 5% относительно традиционных примеров.

[0057] Как описано выше, пластина 1 для теплообменной пластины согласно варианту выполнения настоящего изобретения обеспечивает улучшение накопления и отведения конденсата посредством негладкой микроформы, являющейся комбинацией V-образной формы и продольных канавок, которые образованы на поверхности пластины.

[0058] Задавая размеры выступов 2, становится возможным уменьшение толщины пленки конденсата и, таким образом, увеличение площади поверхности контакта со средой во время конденсации газа в жидкость и образование негладкой микроформы поверхности без сплющивания во время штамповки.

[0059] То есть пластина 1 согласно варианту выполнения настоящего изобретения обеспечивает изготовление теплообменной пластины, характеристика передачи тепла конденсации которой намного превосходит такую же характеристику традиционных пластин.

[0060] Способ изготовления пластины 1 для теплообменной пластины, описанной выше, будет описан далее.

[0061] Для изготовления пластины 1, во-первых, выбирают материал, толщину пластины и габаритные размеры пластины 1, форму малых неровностей, которые образуются на поверхности 1a пластины, а также размеры формы, учитывая требуемые размеры, толщину пластины и так далее теплообменной пластины, которая является готовой продукцией.

[0062] При создании формы и размеров формы малых неровностей, которые подлежат образованию на поверхности 1a пластины, форма неровностей задается V-образной и задаются размеры выступов 22, размеры углублений 3, шаг P1 выступов 22, размеры продольных канавчатых участков 5 и шаг P2 продольных канавчатых участков 5 V-образной формы.

[0063] Более конкретно в отношении размеров выступов 2, высота h установлена лежащей в диапазоне от 0,02 мм до 0,1 мм, ширина Wa установлена лежащей в диапазоне от 0,08 мм до 1 мм и угол Θ установлен лежащим в диапазоне от 10° до 80°. В отношении размеров углублений 3, ширина Wb установлена лежащей в диапазоне от 0,1 мм до 1 мм. Шаг P1 между выступами 2 и другими выступами 2, смежными с ними, установлен лежащим в диапазоне от 0,2 мм до 2 мм.

[0064] В отношении размеров канавчатых участков 5, ширина Wc установлена лежащей в диапазоне от 0,5 мм до 500 мм и шаг P2 по ширине между канавчатыми участками 5 и другими канавчатыми участками 5, смежными с ними, установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

[0065] Размеры неровностей установлены так, чтобы значение, выведенное из параметра формы, определяемого как ʺвысота h (мм) выступов 2 x ширина Wb (мм) углублений 3 x [ширина Wc (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков 5]ʺ, составляло 0,0025 мм2 или более.

[0066] На основе определенных таким образом приведенных выше элементов подготавливается металлическая плоская пластина (например из титана), которая образует пластину 1, и пластина 1 выполняется заданного размера. Слой смазки, образованный на поверхности 1a пластины, удаляется посредством способа лазерной обработки, и участок, с которого был удален слой, протравливается, чтобы образовать таким образом малые неровности и образовать пластину 1 для теплообменной пластины.

[0067] Прибегая к способу изготовления настоящего варианта выполнения с образованием неровностей, становится возможным образовать негладкую микроформу (малые неровности), являющиеся комбинацией V-образной формы и продольных канавок на поверхности, и образовать пластину 1 с очень хорошей способностью к теплопередаче (с очень высокой скоростью теплопередачи).

[0068] Раскрытый здесь вариант выполнения по всем своим признакам является примером по своему характеру и не является каким-либо образом ограничивающим.

[0069] Способ изготовления настоящего варианта выполнения подходит для изготовления пластины 1 для теплообменной пластины, в которой используется плоская пластина, выполненная из титана, но также к нему можно прибегнуть для того, чтобы образовать пластину 1 для теплообменной пластины, в которой используется пластина, выполненная из алюминиевого сплава, или пластина с высокой прочностью на разрыв. То есть пластина из любого материала может использоваться в способе изготовления пластины 1 для теплообменной пластины настоящего варианта выполнения при условии, что пластина выполнена из металла.

[0070] В частности, признаки, не явно описанные в показанных вариантах выполнения, раскрытых здесь, например условия эксплуатации, режимы работы, различные параметры, а также размеры, вес, объем и так далее конструкций, являются признаками, которые не отступают от объема обычного осуществления специалистом в данной области техники, и принимают значения, которые могут быть легко поняты средним специалистом в данной области техники.

[0071] Описание вышеприведенного варианта выполнения следует ниже.

[0072] Пластина для теплообменной пластины вышеприведенного варианта выполнения является пластиной, образованной металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и полученной посредством штамповки, которая является последующей обработкой, плоской пластины, в которой неровности включают в себя множество выступов, которые образованы на заданных расстояниях; и множество выступов включают в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, причем выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней.

[0073] Предпочтительно, канавчатый участок может быть образован вдоль продольного направления пластины, на соответствующих вершинах V-образных форм.

[0074] Предпочтительно, высота выступов может быть установлена равной 0,02 мм или более и 0,1 мм или менее; ширина выступов может быть установлена равной 0,08 мм или более и 1 мм или менее; значение Θ может быть установлено равным 10° или более и 80° или менее; ширина углублений между выступами может быть установлена равной 0,1 мм или более и 1 мм или менее и шаг P1 между смежными выступами может быть установлен равным 0,2 мм или более и 2 мм или менее.

[0075] Предпочтительно, ширина канавчатого участка может быть установлена равной 0,5 мм или более и 500 мм или менее.

[0076] Предпочтительно, может быть образовано множество канавчатых участков и шаг P2 по ширине между смежными канавчатыми участками может быть установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

[0077] Предпочтительно, неровности поверхности пластины могут быть заданы так, что параметр формы, определяемый как ʺвысота (мм) выступов x ширина (мм) углублений между выступами x [ширина (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков]ʺ, составляет 0,0025 мм2 или более.

[0078] Способ изготовления пластины для теплообменной пластины настоящего изобретения является способом изготовления пластины, образованной металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и полученные посредством штамповки, которая является последующей обработкой, плоской пластины, причем способ включает в себя: образование неровностей на поверхности, так что неровности включают в себя множество выступов, образованных на заданных расстояниях; и образование, при образовании неровностей, множества выступов таким образом, что множество выступов включает в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, и выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней.

[0079] Предпочтительно, канавчатые участки могут быть образованы вдоль продольного направления пластины, на соответствующих вершинах V-образных форм.

[0080] Предпочтительно, высота выступов может быть установлена равной 0,02 мм или более и 0,1 мм или менее; ширина выступов может быть установлена равной 0,08 мм или более и 1 мм или менее; Θ может быть установлен равным 10° или более и 80° или менее; ширина углублений между выступами может быть установлена равной 0,1 мм или более и 1 мм или менее и шаг P1 между смежными выступами может быть установлен равным 0,2 мм или более и 2 мм или менее.

[0081] Предпочтительно, ширина канавчатого участка может быть установлена равной 0,5 мм или более и 500 мм или менее.

[0082] При образовании множества канавчатых участков, предпочтительно, шаг P2 по ширине между смежными канавчатыми участками может быть установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

[0083] Предпочтительно, неровности поверхности пластины могут быть выполнены так, что параметр формы, определяемый как высота (мм) выступов x ширина (мм) углублений между выступами x [ширина (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков], составляет 0,0025 мм2 или более.

[0084] Пластина для теплообменной пластины и способ изготовления пластины в вышеприведенном варианте выполнения обеспечивает эффективное отведение жидкостной пленки, образуемой во время работы теплообменника, обеспечивает образование неровностей так, что толщина жидкостной пленки уменьшается, и обеспечивает улучшение характеристики теплопередачи без сплющивания неровностей.

1. Пластина для теплообменной пластины, причем пластина образована металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и получена посредством штамповки упомянутой плоской пластины, которая осуществляется в качестве последующей обработки, в которой

неровности включают в себя множество выступов, которые образованы на заданных расстояниях; и

множество выступов включают в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, причем выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней,

причем канавчатый участок образован вдоль продольного направления пластины, у соответствующих вершин V-образных форм.

2. Пластина для теплообменной пластины по п.1, в которой

высота выступов установлена равной 0,02 мм или более и 0,1 мм или менее;

ширина выступов установлена равной 0,08 мм или более и 1 мм или менее;

значение Θ установлено равным 10° или более и 80° или менее;

ширина углублений между выступами установлена равной 0,1 мм или более и 1 мм или менее; и

шаг P1 между смежными выступами установлен равным 0,2 мм или более и 2 мм или менее.

3. Пластина для теплообменной пластины по п.1, в которой ширина канавчатого участка установлена равной 0,5 мм или более и 500 мм или менее.

4. Пластина для теплообменной пластины по п.1 или 3, в которой

образовано множество канавчатых участков, и

шаг P2 по ширине между смежными канавчатыми участками установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

5. Пластина для теплообменной пластины по п.4, в которой неровности поверхности пластины заданы так, что параметр формы, определяемый как ʺвысота (мм) выступов x ширина (мм) углублений между выступами x [ширина (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков]ʺ, составляет 0,0025 мм2 или более.

6. Способ изготовления пластины для теплообменной пластины, причем пластина образована металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и получена посредством штамповки упомянутой плоской пластины, которая осуществляется в качестве последующей обработки,

причем способ содержит:

образование неровностей на поверхности, так что неровности включают в себя множество выступов, образованных на заданных расстояниях; и

образование, при образовании неровностей, множества выступов так, что множество выступов включают в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины, и выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней;

образование канавчатого участка вдоль продольного направления пластины у соответствующих вершин V-образных форм при образовании неровностей.

7. Способ изготовления пластины для теплообменной пластины по п.6, в котором

высота выступов установлена равной 0,02 мм или более и 0,1 мм или менее,

ширина выступов установлена равной 0,08 мм или более и 1 мм или менее;

угол Θ установлен равным 10° или более и 80° или менее;

ширина углублений между выступами установлена равной 0,1 мм или более и 1 мм или менее; и

шаг P1 между смежными выступами установлен равным 0,2 мм или более и 2 мм или менее.

8. Способ изготовления пластины для теплообменной пластины по п.6, в котором ширина канавчатого участка установлена равной 0,5 мм или более и 500 мм или менее.

9. Способ изготовления пластины для теплообменной пластины по п.6 или 8, в котором при образовании множества канавчатых участков шаг P2 по ширине между смежными канавчатыми участками установлен равным 5 мм или более и 1000 мм или менее.

10. Способ изготовления пластины для теплообменной пластины по п.9, в котором неровности поверхности пластины заданы так, что параметр формы, определяемый как высота (мм) выступов x ширина (мм) углублений между выступами x [ширина (мм)/шаг P2 по ширине (мм) канавчатых участков], составляет 0,0025 мм2 или более.



 

Похожие патенты:

Теплообменная пластина для пластинчатого теплообменника и пластинчатый теплообменник, снабженный указанной теплообменной пластиной. Теплообменная пластина содержит: отверстие (11), применяемое для образования торцевого отверстия; множество выступов (12), расположенных вокруг по меньшей мере части отверстия (11) вдоль круговой линии вокруг отверстия (11), причем множество выступов (12) проходят в направлении одной стороны плоскости (15) пластины; промежуточные части (16), расположенные между по меньшей мере двумя смежными выступами (12), причем промежуточные части (16) расположены на одной стороне плоскости (15) пластины и на заданном расстоянии от плоскости (15) пластины.

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику со сложенными пластинами, имеющими углубления, образующие контактные поверхности между пластинами. Для получения оптимального баланса между прочностью и условиями потока углубления расположены в виде матричной структуры с расстоянием Х1 между центрами углублений в смежных рядах и с расстоянием Х2 между центрами углублений в смежных столбцах, при этом углубления имеют окружность С и С/Х1 находится в диапазоне от 1,03 до 2,3.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам теплообмена. Панель холодильника-излучателя содержит теплоизлучающую пластину из композиционного материала и металлические трубки для теплоносителя, размещенные между теплоизлучающей пластиной и накладками из композиционного материала.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в различных теплообменных аппаратах. Теплообменная поверхность, содержащая расположенные в коридорном или шахматном порядке, параллельными рядами основные «безотрывные» выемки, при этом выемки в плане выполнены диффузорной формы по направлению движения основного потока теплоносителя со скругленными внутренними углами, донная часть выемок в плоскости их меридионального сечения образована двумя плавно соединяющимися между собой входным и выходным участками, входной участок имеет диффузорную форму и соединен скруглением с входной кромкой выемки по ее периметру, а выходной участок - конфузорной формы соединен скруглением с выходной кромкой выемки по ее периметру.

Извлекающая энергию система, имеющая устройство, которое обеспечивает теплообмен и влагообмен между проходящими через него воздушными потоками, причем данное устройство имеет две или более многослойные композитные конструкции, где многослойную композитную конструкцию составляют пористая жесткая или полужесткая структура, имеющая множество отверстий, проходящих от первой поверхности до второй поверхности, которая может быть гофрированной, и полимерная пленка, содержащая сульфонированный блок-сополимер, прикрепленная, по меньшей мере, к одной из первой и второй поверхностей структуры и покрывающая вышеупомянутое множество отверстий.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при разработке блоков пластинчато-ребристых теплообменников, применяемых в криогенных установках различного назначения.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к теплоэнергетическим установкам, используемым для помещений, зданий, сооружений, а также в различных промышленных газотурбинных установках.

Изобретение относится к производству гофрированных листов из композиционных материалов для высокотемпературных теплообменников перекрестного типа, используемых в авиационной и ракетно-космической технике, дизельных двигателях, бойлерах и т.д.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Теплообменник содержит множество пластин, каждая из которых содержит множество углублений, при этом углубления содержат вершины и основания, вершины, по меньшей мере, одной пластины теплообменника соединены с основаниями смежной пластины теплообменника и, по меньшей мере, часть углублений соединена с, по меньшей мере, одним смежным углублением посредством участка стенки.

Изобретение относится к способу изготовления охлаждающего модуля (10) в виде корпуса с внутренним пространством (24) для размещения батарейных ячеек (22), причем корпус имеет между впускной и выпускной зонами один или несколько параллельных друг другу охлаждающих каналов (20) и выполняется, по меньшей мере, частично из одного или нескольких отрезков полого профиля (30).

Изобретение предназначено для теплообмена и может быть использовано в теплообменных аппаратах. В теплообменных элементах внутреннее пространство организовано так, что пары штампованных профильных пластин, образующих каналы для прохода потока, снабжены на обращенных поверхностях конусными или сферическими выступами, и структурировано роликовой сваркой для удлинения пути прохождения продукта по внутреннему пространству, для чего выполняют чередующиеся продольные сварные швы, организующие многоходовое движение потока и образующие извилистый канал.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. В теплообменнике с прокладками, содержащем множество пластин, каждая из пластин теплообменника содержит множество углублений.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменников. Способ образования стенок с увеличенной поверхностью для выполнения определенного технологического процесса содержит этапы, на которых: обеспечивают длину материала, имеющего противоположные первоначальные поверхности, причем указанный материал имеет продольную осевую линию, размещенную по существу на середине расстояния между указанными поверхностями, причем каждая из указанных первоначальных поверхностей имеет плотность первоначальной поверхности; вдавливают вторичные рисунки, имеющие плотности поверхностей, в каждую из указанных первоначальных поверхностей для деформирования указанного материала; и вдавливают первичные рисунки, имеющие плотности поверхностей первичных рисунков, в каждую из таких деформированных поверхностей для дополнительного деформирования материала и для дополнительного увеличения плотностей поверхностей на каждой из указанных поверхностей.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках. Роторный регенеративный теплообменник содержит элементы теплопереноса, содержащие V-образные канавки, которые обеспечивают расстояние между соседними элементами, и гребни (гофры), расположенные между V-образными канавками.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Пластина (2) пластинчатого теплообменника с основным участком (14) теплообмена, содержащая первую область (16), содержащую первое поле (30) с первыми гофрами, расположенное по существу на одной стороне от прямой первой линии (26), пересекающей вторые боковые кромки (6а, 6b), и второе поле (32) со вторыми гофрами, расположенное по существу на противоположной стороне от первой линии (26).

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках для нагрева воды. Теплообменник изготовлен из одной заготовки из теплопроводного материала и содержит ребра, направляющие текучую среду и передающие теплоту между текучей средой и теплообменником; между указанными ребрами имеются поперечные ребра, которые выступают в направлении, по существу перпендикулярном указанным ребрам, на расстояние, которое меньше, чем расстояние между указанными ребрами, и в направлении по существу поперек направления движения текучей среды, при этом поперечные ребра расположены поочередно вблизи к или на расположенных напротив друг друга ребрах с тем, чтобы текучая среда протекала между ребрами и следовала извилистому пути между ребрами, при этом поперечное направление проходит по существу перпендикулярно указанным ребрам.

Пластинчатый теплообменник содержит по меньшей мере одну теплообменную пластину, предпочтительно группу теплообменных пластин. По меньшей мере одна из теплообменных пластин содержит по меньшей мере один участок, имеющий рифления, предназначенные для установки впритык к соответствующим рифлениям теплообменной пластины соответствующей конструкции.

Представлена металлическая пластина для теплообмена, в которой сформированы углубления, имеющие глубину 5 мкм или более и составляющие 10% или менее от толщины металлической пластины.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменной аппаратуре, например в радиаторах и кондиционерах автомобилей, холодильниках и других теплообменных устройствах.

Изобретение относится к области теплообмена, а именно к теплопередающим поверхностям, содержащим множество элементов с поверхностями нагрева в форме волнистых металлических пластин.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. Теплообменная пластина образована металлической плоской пластиной, имеющей малые неровности, образованные на ее поверхности, и получена посредством штамповки, которая осуществляется в качестве последующей обработки, плоской пластины. Неровности включают в себя множество выступов, образованных на заданных расстояниях. Множество выступов включают в себя первые гребни, расположенные под углом +Θ относительно направления по ширине пластины, и вторые гребни, расположенные под углом -Θ относительно направления по ширине пластины. Выступы образованы в V-образные формы посредством первых гребней и вторых гребней. Изобретение также относится к способу изготовления теплообменной пластины. Технический результат – повышение эффективности уменьшения и отведения жидкостной пленки, образуемой во время работы теплообменника, повышение теплопередачи. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх