Теплопередающая пластина и пластинчатый теплообменник, содержащий такую теплопередающую пластину

Предложены теплопередающая пластина (32) и пластинчатый теплообменник (26), содержащий такую теплопередающую пластину. Теплопередающая пластина (32) имеет первую длинную сторону (46) и вторую длинную сторону (48) и содержит распределительную область (64), переходную область (66) и теплопередающую область (54). Переходная область (66) примыкает к распределительной области (64) вдоль первой граничной линии (68) и теплопередающей области (54) вдоль второй граничной линии (70), и она предусмотрена с переходным рисунком, содержащим переходные выступы (98) и переходные углубления (100). Основная часть второй граничной линии (70) теплопередающей пластины по меньшей мере является прямой и по существу перпендикулярной относительно продольной центральной оси (y) теплопередающей пластины (32). Наименьший угол αn для первой группы переходных выступов (98) в пределах третьей подобласти (66c) по существу равен указанному первому углу α1. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к теплопередающей пластине и ее конструкции. Изобретение также относится к пластинчатому теплообменнику, содержащему такую теплопередающую пластину.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Пластинчатые теплообменники, ПТи, типично состоят из двух концевых пластин, между которыми размещено некоторое количество теплопередающих пластин выровненным образом, т.е. в пакете или блоке. Параллельные каналы для протекания образованы между теплопередающими пластинами, один канал между каждой парой теплопередающих пластин. Две текучие среды с первоначально разными температурами могут протекать через каждый второй канал для передачи тепла от одной текучей среды к другой, причем текучие среды входят и выходят из каналов через отверстия впускного и выпускного проемов в теплопередающих пластинах.

Типично, теплопередающая пластина содержит две концевые области и промежуточную теплопередающую область. Концевые области содержат отверстия впускного и выпускного проемов и распределительную область, отштампованную с распределительным рисунком из выступов и углублений, например, гребней и впадин, относительно базовой плоскости теплопередающей пластины. Аналогичным образом, теплопередающая область отштампована с теплопередающим рисунком из выступов и углублений, например, гребней и впадин, относительно указанной базовой плоскости. Ребра и впадины распределительного и теплопередающего рисунков одной теплопередающей пластины выполнены таким образом, чтобы контактировать, в областях контакта, с верхней и нижней соседней теплопередающей пластиной, соответственно, в пределах их соответствующих распределительной и теплопередающей областей.

Главная задача распределительной области теплопередающих пластин заключается в распространении текучей среды, входящей в канал, по ширине теплопередающей пластины до достижения текучей средой теплопередающей области, и в сборе текучей среды и ее направлении из канала после того как она прошла теплопередающую область. В противоположность этому, главная задача теплопередающей области заключается в передаче тепла. Так как распределительная область и теплопередающая область имеют разные главные задачи, распределительный рисунок обычно отличается от теплопередающего рисунка. Распределительный рисунок является таким, что он обеспечивает относительно слабое сопротивление потоку и небольшой перепад давления, что типично связано с более "открытой" конфигурацией распределительного рисунка, например так называемого рисунка шоколада, обеспечивающего относительно немного, но больших, областей контакта между соседними теплопередающими пластинами. Теплопередающий рисунок является таким, что он обеспечивает относительно сильное сопротивление потоку и большой перепад давления, что типично связано с более "плотной" конфигурацией теплопередающего рисунка, например, так называемого шевронного рисунка, обеспечивающего больше, но меньших, областей контакта, между соседними теплопередающими пластинами.

Местоположения и плотность областей контакта между двумя соседними теплопередающими пластинами зависят не только от расстояния между, но также от направления, гребнями и впадинами обеих теплопередающих пластин. В качестве примера, если две теплопередающие пластины содержат аналогичные, но зеркально-симметричные рисунки из прямых, равноразнесенных гребней и впадин, как показано на фиг.1a, где сплошные линии соответствуют гребням нижней теплопередающей пластины, а пунктирные линии соответствуют впадинам верхней теплопередающей пластины, причем гребни и впадины выполнены таким образом, чтобы контактировать друг с другом, в таком случае области контакта между теплопередающими пластинами (точки пересечения) будут располагаться на воображаемых равноразнесенных прямых линиях (штрихпунктирных), которые являются перпендикулярными относительно продольной центральной оси L теплопередающих пластин. В противоположность, как показано на фиг.1b, если гребни нижней теплопередающей пластины имеют меньший угол наклона, чем впадины верхней теплопередающей пластины, области контакта между теплопередающими пластинами вместо того будут располагаться на воображаемых равноразнесенных прямых линиях, которые не являются перпендикулярными относительно продольной центральной оси. В качестве другого примера, меньшее расстояние между гребнями и впадинами соответствует большему числу областей контакта. В качестве последнего примера, показанного на фиг.1с, гребни и впадины c большим углом наклона соответствуют большему расстоянию между воображаемыми равноразнесенными прямыми линиями и меньшему расстоянию между областями контакта, размещенными на одной и той же воображаемой равноразнесенной прямой линии.

В переходе между распределительной областью и теплопередающей областью, т.е., где рисунок пластины изменяется, прочность пакета теплопередающих пластин может быть в некоторой степени уменьшена по сравнению с прочностью остальной части пакета пластин вследствие неравномерного распределения областей контакта. Чем больше рассредоточены области контакта в переходе, тем ниже может быть прочность, так как области контакта локально могут располагаться на большом расстоянии друг от друга, что может приводить к большим нагрузкам на отдельных областях контакта. Следовательно, пакеты теплопередающих пластин с аналогичными, но зеркально-симметричными рисунками имеющих большой угол наклона, плотно размещенных гребней и впадин, типично прочнее на переходе, чем пакеты теплопередающих пластин с разными рисунками имеющих меньший угол наклона, менее плотно размещенных гребней и впадин.

Пластинчатый теплообменник может содержать один или более разных типов теплопередающих пластин в зависимости от его применения. Типично, различие между типами теплопередающих пластин заключается в конструкции их теплопередающих областей, при этом остальная часть теплопередающих пластин является по существу аналогичной. В качестве примера могут быть предусмотрены два разных типа теплопередающих пластин, один с имеющим большой угол наклона теплопередающим рисунком, так называемым рисунком с небольшим значением тета, который типично связан с относительно низкой теплопередающей способностью, и один с имеющим меньший угол наклона теплопередающим рисунком, так называемым рисунком с большим значением тета, который типично связан с относительно высокой теплопередающей способностью. Пакет пластин, содержащий только теплопередающие пластины с небольшим значением тета, может быть относительно прочным, так как он связан с относительно большим числом областей контакта, размещенных на одинаковом расстоянии от перехода между распределительной и теплопередающей областями (для иллюстрации можно сравнить с переходом между областью в соответствии с фиг.1a и областью в соответствии с фиг.1c). С другой стороны, пакет пластин, содержащий поочередно размещенные теплопередающие пластины с большим значением тета и небольшим значением тета, может быть относительно слабым, так как он связан с меньшим числом областей контакта, размещенных на одинаковом расстоянии от перехода (для иллюстрации можно сравнить с переходом между областью в соответствии с фиг.1a и областью в соответствии с фиг.1b).

Решение вышеприведенной проблемы приведено в собственной заявке на патент WO 2014/067757 настоящего заявителя, содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки. Со ссылкой на фиг.2a и 2b, которые взяты из WO 2014/067757, решение включает обеспечение переходной области 2 между распределительной областью 4 и теплопередающей областью 6 теплопередающей пластины 8 независимо от типа пластины, т.е. от того, на что похож рисунок теплопередающей области. Тем самым, переход на распределительную область будет одинаковым независимо от того, какие типы теплопередающих пластин содержит пакет пластин. На фиг.2a, показана по существу часть теплопередающей пластины 8, при этом фиг.2b содержит увеличенный вид участка C части пластины фиг.2a и схематично показывает контакт между теплопередающей пластиной 8 и соседний теплопередающей пластиной.

Переходная область 2 предусмотрена с так называемым шевронным рисунком из гребней 10 и впадин (не показаны). Гребни 10 выполнены таким образом, чтобы контактировать, в областях контакта, с впадинами аналогичной, но зеркально-симметричной переходной области указанной соседней теплопередающей пластины. Рисунок в пределах переходной области 2 является таким, что гребни 10 и впадины имеют большой угол наклона и плотно размещены. Как упомянуто ранее, более плотные, имеющие больший угол наклона рисунки типично могут быть связаны с более близко размещенными областями контакта по ширине теплопередающей пластины. Более того, наклон гребней 10 и впадин в пределах переходной области 2 варьируется таким образом, что гребни и впадины становятся имеющими меньший угол наклона в направлении от одной длинной стороны 12 к другой длинной стороне 14 теплопередающей пластины 8. По той причине, что гребни 10 и впадины "отклоняются" таким образом, переходная область 2 существенно больше способствует равномерному распределению текучей среды по ширине теплопередающей пластины, чем она обеспечивала бы, если гребни и впадины вместо того имели бы одинаковый угол наклона.

Переходная область 2 имеет форму дуги. Более конкретно, граничная линия 16 между переходной областью 2 и распределительной областью 4, если смотреть от теплопередающей области 6, является выпуклой и проходит таким образом, что максимальное число областей 18 контакта в пределах распределительной области 4 размещено на одинаковом расстоянии от граничной линии 16, и максимальное число областей 20 контакта в пределах переходной области 2 размещено на одинаковом расстоянии от граничной линии 16. Это делает пакет пластин, содержащий теплопередающую пластину 8, относительно прочным на переходе между переходной областью 2 и распределительной областью 4. Кроме того, граничная линия 22 между переходной областью 2 и теплопередающей областью 6 также является выпуклой, если смотреть от теплопередающей области. Она имеет протяженность, аналогичную граничной линии (не показана) между двумя поперечными подобластями теплопередающей области для обеспечения возможности изготовления теплопередающих пластин разных размеров, содержащих разное число теплопередающих подобластей, посредством использования модульного инструмента. Как ясно из фиг.2b, несколько областей 24 контакта теплопередающей области 6 размещено на одинаковом расстоянии от граничной линии 22, и несколько областей 20 контакта в пределах переходной области 2 размещено на одинаковом расстоянии от граничной линии 22. Это может сделать пакет пластин относительно слабым на переходе между переходной областью 2 и теплопередающей областью 6.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении теплопередающей пластины, которая обеспечивает возможность образования пакета пластин, который является более прочным в переходе на теплопередающую область по сравнению с предшествующим уровнем техники. Основная идея изобретения заключается в увеличении числа областей контакта, размещенных на одинаковом расстоянии от граничной линии между переходной и теплопередающей областями теплопередающей пластины, посредством соответствующей протяженности граничной линии и соответствующего рисунка в пределах переходной области. Тем самым, в пакете пластин, содержащем теплопередающую пластину, на переходе может достигаться более равномерное распределение нагрузки, что повышает прочность пакета пластин. Другая цель настоящего изобретения заключается в обеспечении пластинчатого теплообменника, содержащего такую теплопередающую пластину. Теплопередающая пластина и пластинчатый теплообменник для достижения вышеприведенных целей определены в прилагаемой формуле изобретения и рассмотрены ниже.

Следует подчеркнуть, что термин "область контакта" используется здесь как для областей одной теплопередающей пластины, в которых теплопередающая пластина выполнена таким образом, чтобы контактировать с соседней теплопередающей пластиной, так и для областей взаимного фактического сцепления между двумя соседними теплопередающими пластинами.

Теплопередающая пластина в соответствии с изобретением имеет центральную плоскость протяженности и первую и вторую длинную сторону. Она содержит распределительную область, переходную область и теплопередающую область, размещенные последовательно вдоль продольной центральной оси теплопередающей пластины. Переходная область примыкает к распределительной области вдоль первой граничной линии и теплопередающей области вдоль второй граничной линии. Теплопередающая область, распределительная область и переходная область предусмотрены с теплопередающим рисунком, распределительным рисунком и переходным рисунком, соответственно. Переходный рисунок отличается от распределительного рисунка и теплопередающего рисунка и содержит переходные выступы и переходные углубления относительно центральной плоскости протяженности. Переходная область содержит первую подобласть, вторую подобласть и третью подобласть, размещенные последовательно между первой и второй граничными линиями. Первая, вторая и третья подобласти примыкают друг к другу вдоль пятой и шестой граничных линий, соответственно, проходящих между и вдоль соседних одних из переходных выступов. Первая подобласть является ближайшей к первой длинной стороне, при этом третья подобласть является ближайшей ко второй длинной стороне. Воображаемая прямая линия проходит между двумя концевыми точками каждого переходного выступа с наименьшим углом αn, n=1, 2, 3… относительно продольной центральной оси. Наименьший угол αn для по меньшей мере основной части переходных выступов в пределах первой подобласти по существу равен первому углу α1. В пределах второй подобласти наименьший угол αn варьируется между переходными выступами таким образом, что наименьший угол αn для по меньшей мере основной части переходных выступов в пределах второй подобласти больше указанного первого угла α1 и увеличивается в направлении от первой длинной стороны ко второй длинной стороне. Теплопередающая пластина отличается тем, что по меньшей мере основная часть второй граничной линии является прямой и по существу перпендикулярной относительно продольной центральной оси теплопередающей пластины. Более того, наименьший угол αn для первой группы переходных выступов в пределах третьей подобласти по существу равен указанному первому углу α1. Пятая граничная линия между первой и второй подобластями расположена, если смотреть от первой длинной стороны теплопередающей пластины, непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области, которые оба связаны с наименьшим углом αn, большим, чем вышеприведенный первый угол α1. Более того, шестая граничная линия между второй и третьей подобластями расположена, если смотреть от пятой граничной линии, непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области, которые оба связаны с наименьшим углом αn, равным первому углу α1.

Факт, заключающийся в том, что пятая и шестая граничные линии проходят между и вдоль соседних одних из переходных выступов означает, что каждый из переходных выступов, в целом, будет располагаться в пределах одной конкретной подобласти.

В случае прямого переходного выступа, соответствующая воображаемая прямая линия будет проходить вдоль всего переходного выступа. Это не будет таковым для непрямого переходного выступа.

Все переходные выступы в пределах второй подобласти могут быть связаны с разными углами, или некоторые, но не все, из переходных выступов могут быть связаны с одинаковым углом.

Переходная область теплопередающей пластины может быть выполнена таким образом, чтобы контактировать с переходной областью соседней теплопередающей пластины, предусмотренной с аналогичным, но зеркально-симметричным рисунком. В таком случае, первая, вторая и третья подобласти одной переходной области будут контактировать с по меньшей мере третьей, второй и первой подобластями, соответственно, другой переходной области. Точное взаимодействие между двумя переходными областями зависит от местоположений и протяженностей пятой и шестой граничных линий.

По той причине, что по меньшей мере основная часть второй граничной линии является прямой и по существу перпендикулярной относительно продольной центральной оси теплопередающей пластины, может быть получено относительно большое число областей контакта в пределах теплопередающей области, размещенных на одинаковом расстоянии от второй граничной линии, в частности, если теплопередающая пластина выполнена таким образом, чтобы контактировать с другой теплопередающей пластиной в соответствии с изобретением, предусмотренной с таким же теплопередающим рисунком, зеркально-симметричным.

По той причине, что обе первая и третья подобласти содержат переходные выступы, имеющие наименьший угол, равный указанному первому углу α1, может быть получено относительно большое число областей контакта первой и третьей подобластей переходной области, размещенных на одинаковом расстоянии от второй граничной линии. Это не зависит от того, выполнена ли теплопередающая пластина таким образом, чтобы контактировать с другой теплопередающей пластиной в соответствии с изобретением, предусмотренной с одинаковым теплопередающим рисунком или другим рисунком, или нет.

Теплопередающая пластина может быть такой, что по меньшей мере основная часть переходных выступов из указанной первой группы переходных выступов в пределах третьей подобласти проходит от второй граничной линии. Тем самым, может быть получено относительно большое число областей контакта третьей подобласти переходной области рядом с, или даже по существу на, второй граничной линией. Это обеспечивает возможность оптимизации прочности, в переходе на теплопередающую область, пакета пластин, содержащего теплопередающую пластину.

Теплопередающая пластина может быть выполнена таким образом, что наименьший угол αn для второй группы переходных выступов в пределах третьей подобласти больше указанного первого угла α1. Это может способствовать направлению текучей среды ко второй длинной стороне теплопередающей пластины, что, в свою очередь, приводит к более равномерному распределению текучей среды по ширине теплопередающей пластины. Более того, по меньшей мере основная часть переходных выступов из указанной второй группы может проходить от первой граничной линии. Тем самым, может быть получено относительно большое число областей контакта третьей подобласти переходной области рядом с, или даже по существу на, первой граничной линией. Это обеспечивает возможность оптимизации прочности, в переходе на распределительную область, пакета пластин, содержащего теплопередающую пластину.

Каждый из по меньшей мере основной части переходных выступов в пределах третьей подобласти, проходящей от второй граничной линии, может быть соединен с соответствующим одним из переходных выступов в пределах третьей подобласти, проходящей от первой граничной линии. Тем самым, могут быть получены непрерывные гребни, проходящие от первой ко второй граничной линии, которые, в свою очередь, обеспечивают возможность управляемого направления текучей среды через переходную область. Один или более выступов, проходящих от второй граничной линии, могут быть соединены с одним и тем же выступом, проходящим от первой граничной линии таким образом, чтобы образовывать "моно гребень" или разветвляющийся гребень. Более того, гребни могут быть выполнены за одно целое.

Конфигурация переходной области теплопередающей пластины может быть такой, что наименьшее расстояние между воображаемыми прямыми линиями двух соседних, вдоль протяженности друг друга, переходных выступов в пределах третьей подобласти является по существу постоянным в пределах основного участка третьей подобласти. Тем самым, может быть получено относительно большое число равноразнесенных областей контакта третьей подобласти переходной области, размещенных на одинаковом расстоянии от второй граничной линии.

Теплопередающая область может граничить с третьей подобластью переходной области вдоль 10-40% второй граничной линии. Такой интервал обеспечивает возможность того, что теплопередающая пластина имеет относительно большое число областей контакта третьей подобласти переходной области на одинаковом расстоянии от второй граничной линии, но по-прежнему имеет относительно узкую переходную область, т.е. относительно большую теплопередающую область. Более короткая граница между теплопередающей областью и третьей подобластью типично связана с меньшим числом областей контакта и более узкой переходной областью, и наоборот.

Центральный участок первой граничной линии может являться дугообразным и выпуклым, если смотреть от теплопередающей области, таким образом центральный участок первой граничной линии совпадает с контуром воображаемого овала. Более того, первая граничная линия может отклоняться от контура воображаемого овала снаружи центрального участка. По той причине, что не требуется, чтобы первая граничная линия была выпуклой на всем протяжении, протяженность распределительной области рядом со второй длинной стороной теплопередающей пластины может быть такой, чтобы способствовать направлению текучей среды ко второй длинной стороне теплопередающей пластины, как будет дополнительно рассматриваться ниже. В свою очередь, это приводит к более равномерному распределению текучей среды по ширине теплопередающей пластины.

Второй внешний участок первой граничной линии, который проходит от центрального участка первой граничной линии по направлению ко второй длинной стороне теплопередающей пластины, может проходить по направлению ко второй граничной линии. Это может означать, что дистальная концевая точка второго внешнего участка первой граничной линии расположена ближе ко второй граничной линии, чем его концевая точка, соединенная с его центральным участком. В свою очередь, это может вызывать увеличенную протяженность распределительной области рядом со второй длинной стороной теплопередающей пластины, которая может продлевать "время пребывания", в пределах распределительной области, текучей среды.

Более того, второй внешний участок первой граничной линии может проходить на некотором расстоянии от, и по существу параллельно относительно, четвертой граничной линии, ограничивающей распределительную область. Это может привести к относительно равномерному распределению областей контакта между вторым внешним участком первой граничной линии и четвертой граничной линией.

Центральный участок первой граничной линии может занимать 40-90% ширины теплопередающей пластины, причем интервал обеспечивает возможность оптимизации касательно равномерного распределения текучей среды по ширине пластины.

Пластинчатый теплообменник в соответствии с настоящим изобретением содержит теплопередающую пластину, как описана выше.

Еще другие цели, признаки, аспекты и преимущества изобретения будут очевидными из нижеследующего подробного описания, а также из чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение теперь будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых

на фиг.1a-1c показаны области контакта между разными парами рисунков теплопередающей пластины,

фиг.2a-2b представляют собой виды сверху теплопередающей пластины в соответствии с предшествующим уровнем техники,

фиг.3 представляет собой вид спереди пластинчатого теплообменника в соответствии с изобретением,

фиг.4 представляет собой вид сбоку пластинчатого теплообменника фиг.3,

фиг.5 представляет собой вид сверху теплопередающей пластины в соответствии с изобретением,

фиг.6 представляет собой увеличенный вид части теплопередающей пластины фиг.5,

фиг.7 представляет собой увеличенный вид участка части теплопередающей пластины фиг.6, и схематично показывает области контакта теплопередающей пластины,

фиг.8 представляет собой схематичный разрез распределительных выступов распределительного рисунка теплопередающей пластины,

фиг.9 представляет собой схематичный разрез распределительных углублений распределительного рисунка теплопередающей пластины,

фиг.10 представляет собой схематичный разрез переходных выступов и переходных углублений переходного рисунка теплопередающей пластины, и

фиг.11 представляет собой схематичный разрез теплопередающих выступов и теплопередающих углублений теплопередающего рисунка теплопередающей пластины.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Со ссылкой на фиг.3 и 4, показан полусварной пластинчатый теплообменник 26. Он содержит первый концевую пластину 28, вторую концевую пластину 30 и некоторое количество теплопередающих пластин, размещенных между первой и второй концевыми пластинами 28 и 30, соответственно. Все теплопередающие пластины являются одного типа. Одна из них обозначена позицией 32 и показана более подробно фиг.5. Теплопередающие пластины размещены в пакет 34 пластин с передней стороной (показанной на фиг.5) одной теплопередающей пластины, обращенной к передней стороне первой соседней теплопередающей пластины, и задней стороной (не показана) указанной одной пластины, обращенной к задней стороне второй соседней теплопередающей пластины, посредством поворота указанных первой и второй соседних пластин на 180 градусов вокруг горизонтальной центральной оси x.

Теплопередающие пластины приварены друг к другу попарно таким образом, чтобы образовывать кассеты, причем кассеты отделены друг от друга посредством прокладок (не показаны). Теплопередающие пластины вместе с прокладками и сварными швами образуют параллельные каналы, выполненные с возможностью приема двух текучих сред для передачи тепла от одной текучей среды к другой. С этой целью, первая текучая среда размещена с возможностью протекания в каждом втором канале, и вторая текучая среда размещена с возможностью протекания в остальных каналах. Первая текучая среда входит и выходит из пластинчатого теплообменника 26 через впуск 36 и выпуск 38, соответственно. Аналогичным образом, вторая текучая среда входит и выходит из пластинчатого теплообменника 26 через впуск 40 и выпуск 42, соответственно. Для того чтобы пакет 34 пластин был герметичным, теплопередающие пластины должны прижиматься друг к другу, посредством чего прокладки обеспечивают уплотнение между теплопередающими пластинами. С этой целью, пластинчатый теплообменник 26 содержит некоторое количество стягивающих средств 44, предназначенных для прижимания первой и второй концевых пластин 28 и 30, соответственно, друг к другу.

Конструкция и работа полусварного пластинчатого теплообменника являются общеизвестными и не будут подробно описываться здесь.

Теплопередающая пластина 32 теперь будет дополнительно описываться со ссылкой на фиг.5, 6 и 7, на которых показана готовая теплопередающая пластина, часть A теплопередающей пластины и участок C части A теплопередающей пластины, соответственно, и фиг.8, 9, 10 и 11, на которых показаны разрезы выступов и углублений теплопередающей пластины.

Теплопередающая пластина 32 представляет собой, по существу, прямоугольный лист из нержавеющей стали. Она имеет центральную плоскость c-c протяженности (см. фиг.4), параллельную относительно плоскости фиг.5, 6 и 7, и относительно продольной центральной оси y теплопередающей пластины 32, и первую длинную сторону 46 и вторую длинную сторону 48. Теплопередающая пластина 32 дополнительно содержит первую концевую область 50, вторую концевую область 52 и теплопередающую область 54, размещенную между ними. В свою очередь, первая концевая область 50 содержит отверстие 56 впускного проема для первой текучей среды и отверстие 58 выпускного проема для второй текучей среды, размещенные с возможностью сообщения с впуском 36 и выпуском 42, соответственно, пластинчатого теплообменника 26. Аналогичным образом, в свою очередь, вторая концевая область 52 содержит отверстие 60 впускного проема для второй текучей среды и отверстие 62 выпускного проема для первой текучей среды, размещенные с возможностью сообщения с впуском 40 и выпуском 38, соответственно, пластинчатого теплообменника 26. В дальнейшем, только первая одна из первой и второй концевых областей будет описываться, так как конструкции первой и второй концевых областей являются одинаковыми, но частично зеркально-симметричными (переходные области не являются зеркально-симметричными) относительно горизонтальной центральной оси x.

Первая концевая область 50 содержит распределительную область 64 и переходную область 66. Первая граничная линия 68 отделяет распределительную и переходную области, и переходная область 66 граничит с теплопередающей областью 54 вдоль второй граничной линии 70. Третья и четвертая граничные линии 72 и 74, соответственно, которые проходят от точки 76 соединения к соответствующим первой и второй концевой точке 78, 80 второй граничной линии 70, через соответствующие первую и вторую концевую точку 82, 84 первой граничной линии 68, ограничивают распределительную область 64 и переходную область 66 от остальной части первой концевой области 50. Третья и четвертая граничные линии являются аналогичными, но зеркально-симметричными относительно продольной центральной оси y. Распределительная область проходит от первой граничной линии 68 между отверстиями 56 и 58 впускного и выпускного проемов, соответственно.

Со ссылкой конкретно на фиг.6, вторая граничная линия 70 является прямой и перпендикулярной относительно продольной центральной оси y теплопередающей пластины 32. Первая граничная линия 68 содержит центральный участок 68a, который является дугообразным и выпуклым, если смотреть от теплопередающей области 54. Более конкретно, центральный участок 68a совпадает с контуром воображаемого овала (не показан), и он занимает 62% ширины w теплопередающей пластины 32. Более того, первая граничная линия 68 содержит первый внешний участок 68b и второй внешний участок 68c, проходящие от соответствующей концевой точки 86 и 88 центрального участка 68a. Первый и второй внешние участки являются аналогичными, но зеркально-симметричными относительно продольной центральной оси y. Соответствующая первая секция 68bʹ и 68cʹ первого и второго внешних линейных участков 68b и 68c проходит по направлению к первой и второй длинным сторонам 46 и 48, соответственно, и по направлению ко второй граничной линии 70. Как понятно из фигур, первая и вторая линейные секции 68bʹ и 68cʹ проходят, по существу, параллельно относительно третьей и четвертой граничных линий 72 и 74, соответственно, ограничивая распределительную область 64. Более того, соответствующая вторая секция 68bʹʹ и 68cʹʹ первого и второго внешних линейных участков 68b и 68c проходит по направлению к первой и второй длинным сторонам 46 и 48, соответственно, и параллельно относительно второй граничной линии 70.

Со ссылкой конкретно на фиг.7, распределительная область 54 отштампована с распределительным рисунком из вытянутых распределительных выступов 90 (сплошные четырехугольники) и распределительных углублений 92 (пунктирные четырехугольники) относительно центральной плоскости c-c протяженности. Только несколько из этих распределительных выступов и углублений показаны на фигурах. Распределительные выступы 90 размещены вдоль воображаемых линий 94 выступов, каждая из которых проходит, по существу, параллельно относительно соответствующего участка четвертой граничной линии 74, соответствующий участок которой проходит от точки 76 соединения. На фиг.8 показан разрез распределительных выступов 90, взятый, по существу, перпендикулярно относительно соответствующих воображаемых линий 94 выступов. Аналогичным образом, распределительные углубления 92 размещены вдоль воображаемых линий 96 углублений, каждая из которых проходит, по существу, параллельно относительно соответствующего участка третьей граничной линии 72, соответствующий участок которой проходит от точки 76 соединения. На фиг.9 показан разрез распределительных углублений 92, взятый, по существу, перпендикулярно относительно соответствующей воображаемой линии 96 углубления.

Распределительные выступы 90 теплопередающей пластины 32 выполнены таким образом, чтобы контактировать, вдоль всей своей длины, с соответствующими распределительными выступами в пределах второй концевой области расположенной сверху теплопередающей пластины, при этом распределительные углубления 92 выполнены таким образом, чтобы контактировать, вдоль всей своей длины, с соответствующими распределительными углублениями в пределах второй концевой области расположенной снизу теплопередающей пластины. Распределительный рисунок представляет собой так называемый шоколадный рисунок.

Как ясно из фиг.7, распределительный выступ 90 вдоль каждой из воображаемых линий 94 выступов, и распределительные углубления 92 вдоль каждой из воображаемых линий 96 углублений, размещенные наиболее близко к первой граничной линии 68, размещены рядом с, и, по существу, на одинаковом расстоянии от, центральным участком 68a, первым внешним участком 68b и вторым внешним участком 68c, соответственно.

Со ссылкой на фиг.5, переходная область 66 отштампована с переходным рисунком из поочередно размещенных переходных выступов 98 и переходных углублений 100 (из которых только несколько показаны) в форму гребней и впадин, соответственно, относительно центральной плоскости c-c протяженности. На фиг.10 показан разрез переходных выступов 98 и переходных углублений 100, взятый, по существу, перпендикулярно относительно их протяженности. В дальнейшем, объяснение будет сфокусировано на переходных выступах (вследствие сходств между переходными выступами и переходными углублениями, соответствующее объяснение, сфокусированное на переходных углублениях, было бы излишним).

Каждый из переходных выступов 98 проходит вдоль линии, которая является аналогичной соответствующей части четвертой граничной линии 74, как будет дополнительно рассмотрено ниже. Более того, каждый из переходных выступов 98 связан с наименьшим углом αn, n=1, 2, 3…, измеренным между продольной центральной осью y и воображаемой прямой линией 102, которая проходит между двумя концевыми точками 104 и 106 каждого переходного выступа 98 (показано для двух из переходных выступов на фиг.5). Здесь, наименьший угол αn измеряется от воображаемой прямой линии 102 до продольной центральной оси y в направлении по часовой стрелке. Соответствующий наибольший угол, взамен здесь измерялся бы в направлении против часовой стрелки.

Более того, со ссылкой на фиг.6, переходная область 66 разделена на первую подобласть 66a, вторую подобласть 66b и третью подобласть 66c, при этом первая и третья подобласти расположены рядом с первой и второй длинными сторонами 46 и 48, соответственно, теплопередающей пластины 32, и вторая подобласть размещена между первой и третьей подобластями. Первая и вторая подобласти 66a и 66b, соответственно, примыкают друг к другу вдоль пятой граничной линии 108, проходящей между и вдоль переходных выступов 98a и 98b, при этом вторая и третья подобласти 66b и 66c, соответственно, примыкают друг к другу вдоль шестой граничной линии 110, проходящей между и вдоль переходных выступов 98c, 98d и 98e.

Каждый из переходных выступов 98 в пределах первой подобласти 66a проходит от первой граничной линии 68 ко второй граничной линии 70 и вдоль линии, которая является аналогичной соответствующей верхней прямой части четвертой граничной линии 74. Таким образом, переходные выступы 98 в пределах первой подобласти 66a являются параллельными и связаны с одинаковым наименьшим углом, первым углом α1.

Каждый из переходных выступов 98 в пределах второй подобласти 66b проходит от первой граничной линии 68 ко второй граничной линии 70 и вдоль линии, которая является аналогичной соответствующей промежуточной криволинейной части первой граничной линии 74. Переходный рисунок является "отклоняющимся" в пределах второй подобласти 66b, означая, что переходные выступы 98 являются непараллельными. Более конкретно, наименьший угол αn, который для всех переходных выступов 98 в пределах второй подобласти 66b больше, чем вышеприведенный первый наименьший угол α1, варьируется между переходными выступами 98 и увеличивается в направлении от первой длинной стороны 46 ко второй длинной стороне 48 теплопередающей пластины 32. Другими словами, переходные выступы 98 в пределах второй подобласти 66b имеют больший угол наклона ближе к первой длинной стороне, чем ближе ко второй длинной стороне.

Третья подобласть 66c содержит первую группу переходных выступов, каждый из которых проходит от второй граничной линии 70 и в одном и том же направлении, и с таким же взаимным расстоянием, что и переходные выступы 98 в пределах первой подобласти 66a. Это означает, что переходный рисунок является частично одинаковым в пределах первой и третьей подобластях переходной области 66. Таким образом, переходные выступы 98 первой группы являются параллельными и связаны с одинаковым наименьшим углом, первым углом α1. Более того, третья подобласть 66c содержит вторую группу переходных выступов, каждый из которых проходит от первой граничной линии 68 и вдоль линии, которая является аналогичной соответствующей нижней части первой граничной линии 74, причем нижняя часть имеет криволинейные, а также прямые участки. Переходные выступы 98 во второй группе являются непараллельными и все имеют меньший угол наклона, чем переходные выступы в пределах второй подобласти 66b. Наименьший угол αn, который для всех переходных выступов 98 второй группы больше, чем первый наименьший угол α1, варьируется между переходными выступами 98 второй группы и увеличивается в направлении от первой длинной стороны 46 ко второй длинной стороне 48 теплопередающей пластины 32.

Каждый из переходных выступов в первой группе соединен с соответствующим одним из переходных выступов во второй группе таким образом, чтобы образовывать непрерывные гребни, проходящие от первой ко второй граничной линии 68 и 70, соответственно. Как ясно из фиг.6, некоторые из переходных выступов первой группы соединены с, более конкретно выполнены за одно целое с, одним и тем же переходным выступом второй группы, приводя к разветвленному гребню. Более того, некоторые из переходных выступов второй группы соединены с, более конкретно выполнены за одно целое с, только одним переходным выступом первой группы, приводя к "моно" гребням. Длина каждого из переходных выступов в пределах третьей подобласти 66c является такой, что наименьшее расстояние между двумя соседними, вдоль протяженности друг друга, одними из переходных выступов 98 является, по существу, постоянным в пределах третьей подобласти.

Пятая граничная линия 108 между первой и второй подобластями 66a и 66b расположена, если смотреть от первой длинной стороны 46 теплопередающей пластины 32, непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области, которые оба связаны с наименьшим углом αn, большим, чем вышеприведенный первый угол α1. Более того, шестая граничная линия 110 между второй и третьей подобластями 66b и 66c расположена, если смотреть от пятой граничной линии 108, непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области, которые оба связаны с наименьшим углом αn, равным первому углу α1.

Как показано на фиг.7, переходные выступы 98 содержат, по существу, имеющие форму точки переходные области 112 контакта, предназначенные для сцепления с соответствующими имеющими форму точки переходными областями контакта переходных выступов 114 в пределах второй концевой области расположенной сверху теплопередающей пластины. Аналогичным образом, переходные углубления 100 (показанные только на фиг.5 и 10) содержат, по существу, имеющие форму точки переходные области контакта, предназначенные для сцепления с соответствующими имеющими форму точки переходными областями контакта переходных углублений в пределах второй концевой области расположенной снизу теплопередающей пластины (не показана). Переходный рисунок представляет собой так называемый шевронный рисунок.

Переходная область 112 контакта каждого переходного выступа 98, размещенного ближе всего к первой граничной линии 68, размещена рядом с, и, по существу, на одинаковом расстоянии от, центральным участком 68a, первым внешним участком 68b и вторым внешним участком 68c, соответственно, первой граничной линии 68.

Теплопередающая область 54 граничит с первой подобластью 66a, второй подобластью 66b и третьей подобластью 66c вдоль, приблизительно, 27%, 46% и 27%, соответственно, второй граничной линии 70. Таким образом, вдоль около 54% (2×27%) второй граничной линии 70 и рядом с ней, переходный рисунок является аналогичным. Как описано в качестве введения, аналогичные зеркально-симметричные рисунки прямых рифлей приводят в областям контакта, размещенным на прямых, равноудаленных линиях.

Как ясно из фиг.7, переходная область 112 контакта каждого переходного выступа 98, который является ближайшим ко второй граничной линии 70, размещена на воображаемой линии 116 контакта в пределах первой и третьей подобластей 66a и 66c, соответственно, переходной области 66, причем линия 116 контакта является параллельной относительно первой граничной линии 70. (В действительности, ближайшие переходные области контакта, которые идут последними в пределах первой подобласти и первыми в пределах третьей подобласти, если смотреть от первой длинной стороны 46, размещены незначительно снаружи линии 116 контакта. Это является следствием того, что переходный выступ 98d (см. фиг.6) является относительно коротким, и его влияние является пренебрежимо малым).

Более того, в пределах второй подобласти 66b переходной области 66, по меньшей мере несколько переходных областей 112 контакта, которые являются ближайшими ко второй граничной линии 70, размещено снаружи воображаемой линии 116 контакта. Однако, расхождение этих ближайших переходных областей контакта является относительно небольшим, приводя к тому, что прочность теплопередающей пластины, в пределах второй подобласти, по-прежнему является достаточной. Естественно, если переходные выступы в пределах второй подобласти 66b рассматриваются соответствующими второй группе переходных выступов (которые проходят от первой граничной линии 68) в пределах третьей подобласти 66c, вторая подобласть 66b также может содержать множество прямых параллельных переходных выступов, связанных с наименьшим углом αn, равным первому углу α1, соответствующему первой группе переходных выступов (которые проходят от второй граничной линии 70) в пределах третьей подобласти 66c. В таком случае, ближайшие переходные области контакта могут размещаться на прямой линии по всей ширине пластины. Однако, это могло бы привести к существенно более длинной (длина измеряется вдоль оси y) переходной области за счет размера теплопередающей области.

Со ссылкой на фиг.5 и 11, теплопередающая область 54 отштампована с теплопередающим рисунком из поочередно размещенных, по существу, прямых теплопередающих выступов 118 и теплопередающих углублений 120, в форме гребней и впадин, соответственно, относительно центральной плоскости c-c протяженности. Углубления 120 показаны только на фиг.11, на которой показан разрез теплопередающих выступов 118 и теплопередающих углублений 120, взятый перпендикулярно относительно их протяженности. Теплопередающий рисунок в пределах первой половины 122 теплопередающей пластины и теплопередающий рисунок в пределах второй половины 124 теплопередающей пластины являются аналогичными, но зеркально-симметричными относительно продольной центральной оси y. Более того, теплопередающие выступы и углубления в пределах первой половины 122 и, таким образом, также второй половины 124, являются параллельными.

Со ссылкой на фиг.7, теплопередающие выступы 118 содержат, по существу, имеющие форму точки теплопередающие области 126 контакта, предназначенные для сцепления с соответствующими имеющими форму точки теплопередающими областями контакта теплопередающих выступов 128 расположенной сверху теплопередающей пластины. Аналогичным образом, теплопередающие углубления 120 содержат, по существу, имеющие форму точки теплопередающие области контакта, предназначенные для сцепления с соответствующими имеющими форму точки теплопередающими областями контакта теплопередающих углублений расположенной снизу теплопередающей пластины (не показана). Теплопередающий рисунок представляет собой так называемый шевронный рисунок.

Также, аналогичные зеркально-симметричные рисунки прямых рифлей приводят в областям контакта, размещенным на прямых, равноудаленных линиях. Соответственно, как ясно из фиг.7, теплопередающая область 126 контакта каждого теплового переходного выступа 118 (и теплопередающая область контакта каждого теплового переходного углубления 120), которая является ближайшей ко второй граничной линии 70, размещена на воображаемой линии 130 контакта, которая является параллельной, и близкой к, относительно первой граничной линии 70.

Как объяснено выше, пластинчатый теплообменник 26 выполнен с возможностью приема двух текучих сред для передачи тепла от одной текучей среды к другой. Со ссылкой на фиг.5 и теплопередающую пластину 32, первая текучая среда протекает через отверстие 56 впускного проема к задней стороне (невидимой) теплопередающей пластины 32, вдоль задней стороны через распределительную и переходную области первой концевой области, теплопередающую область и переходную и распределительную области второй концевой области и обратно через отверстие 62 выпускного проема. Аналогичным образом, вторая текучая среда проходит через отверстие впускного проема расположенной сверху теплопередающей пластины, при этом отверстие впускного проема выровнено с отверстием 60 впускного проема теплопередающей пластины 32, к передней стороне теплопередающей пластины 32. Затем, вторая текучая среда протекает вдоль передней стороны через распределительную и переходную области второй концевой области, теплопередающую область и переходную и распределительную области первой концевой области и обратно через отверстие выпускного проема расположенной сверху теплопередающей пластины, при этом отверстие выпускного проема выровнено с отверстием 58 выпускного проема теплопередающей пластины 32.

Как упомянуто ранее, главная задача распределительной области заключается в равномерном распространении текучей среды по всей ширине теплопередающей пластины, при этом главная задача теплопередающей области заключается в теплопередаче. Главная задача переходной области заключается в том, чтобы сделать теплопередающую пластину относительно прочной на переходе между распределительной и теплопередающей областями. С переходной областью в соответствии с WO 2014/067757, области контакта распределительной области, ближайшие к первой граничной линии, аналогично областям контакта переходной области, ближайшим к первой граничной линии, размещены на равном расстоянии от первой граничной линии, что является предпочтительным для прочности пластины. Однако, области контакта переходной области, ближайшие ко второй граничной линии, аналогично областям контакта теплопередающей области, ближайшим ко второй граничной линии, размещены на разных расстояниях от второй граничной линии, что может быть связано с меньшей прочностью пластины. Переходная область в соответствии с настоящим изобретением предлагает решение этой проблемы. Тем, что вторая граничная линия выполнена прямой и перпендикулярной относительно продольной центральной оси пластины, области контакта теплопередающей области, ближайшие ко второй граничной линии, будут размещаться на равном расстоянии от второй граничной линии, по меньшей мере, когда комбинируются две теплопередающие пластины с (по меньшей мере частично) аналогичными теплопередающими рисунками. Более того, тем, что первая и вторая подобласти переходной области содержат аналогичные рисунки рядом со второй граничной линией, основная часть областей контакта первой и третьей переходных подобластей будет размещаться на равном расстоянии от второй граничной линии.

Для получения аналогичных рисунков в пределах первой и третьей переходных подобластей, некоторые (первая группа) из переходных выступов в пределах третьей подобласти были выполнены с относительно большим углом наклона. Так как рисунок с большим углом наклона связан с относительно низким сопротивлением потоку, и текучая среда стремится выбирать путь через пластину, обеспечивающий наименьшее сопротивление потоку, распределительная область была "удлинена" по направлению к первой и второй длинным сторонам 46 и 48 теплопередающей пластины. Со ссылкой на фиг.6, эти "удлинения" состоят из секций распределительной области, проходящих между третьей граничной линией 72 и первым внешним участком 68b первой граничной линии 68, и четвертой граничной линией 74 и вторым внешним участком 68c первой граничной линии 68, соответственно. Текучая среда будет направляться через эти "удлинения" к первой и второй длинным сторонам 46, 48 теплопередающей пластины, что будет уменьшать "просачивание" текучей среды в переходную область 66 рядом с концевой точкой 88 центрального участка 68a первой граничной линии 68. Это улучшает распределение текучей среды по ширине пластины.

Вышеописанный вариант осуществления настоящего изобретения следует рассматривать только в качестве примера. Специалист в данной области технике понимает, что рассмотренный вариант осуществления может изменяться и комбинироваться множеством способов, не отступая от идеи изобретения.

В качестве примера, вышеуказанные распределительные, переходные и теплопереносящие рисунки являются только иллюстративными. Естественно, изобретение является применимым во взаимосвязи с другими типами рисунков. Например, не является необходимым, чтобы переходные выступы проходили вдоль линий, которые являются аналогичными соответствующим частям четвертой граничной линии. Третья область может содержать больше или меньше "разветвленных" гребней, и эти гребни могут иметь одинаковое или разное число "ответвлений". Более того, переходный выступ может содержать как прямые, так и криволинейные участки.

Переходные области первой и второй концевых областей теплопередающей пластины, показанные на чертежах, являются аналогичными, но повернутыми на 180 градусов вокруг нормали пластины относительно друг друга. Естественно, необязательно, что это должно быть так. В качестве альтернативы, в зависимости от того, как предусмотренную теплопередающую пластину необходимо ориентировать относительно соседних пластин в пакете пластин, переходные области первой и второй концевых областей теплопередающей пластины могут быть одинаковыми, но зеркально-симметричными относительно горизонтальной центральной оси x пластины.

Не является необходимым, чтобы первая граничная линия, проходящая между переходной и распределительной областями, проходила в соответствии с вышеприведенным. Например, первый и второй внешние участки первой граничной линии могут проходить в несчетном количестве разных образов. Более того, первая граничная линия может быть прямой и параллельной относительно второй граничной линии, или иметь другую форму, например форму волны или форму зубьев пилы.

Вышеописанный пластинчатый теплообменник представляет собой противоточный теплообменник с параллельным потоком, т.е., впуск и выпуск для каждой текучей среды расположены в одной и той же половине пластинчатого теплообменника, и текучие среды протекают в противоположных направлениях через каналы между теплопередающими пластинами. Естественно, вместо этого пластинчатый теплообменник может представлять собой теплообменник с диагональным потоком и/или с потоком в одном направлении.

Вышеприведенный пластинчатый теплообменник содержит только пластины одного типа. Естественно, пластинчатый теплообменник вместо того может содержать два или более разных типов поочередно размещенных теплопередающих пластин. Более того, теплопередающие пластины могут быть выполнены из других материалов, нежели чем из нержавеющей стали.

Настоящее изобретение может использоваться во взаимосвязи с другими типами пластинчатых теплообменников, нежели чем с полусварными теплообменниками, например цельносварными, (полностью) уплотненными и паяными пластинчатыми теплообменниками.

В вышеописанном варианте осуществления вторая граничная линия является прямой на всем протяжении. В альтернативных вариантах осуществления, части второй граничной линии могут отклоняться от прямой протяженности. В качестве примера, для предотвращения сгибания пластины теплообменника вдоль второй граничной линии, один или более переходных выступов могут быть выполнены таким образом, чтобы пересекать вторую граничную линию и соединяться с соответствующим одним из теплопередающих выступов.

В вышеописанном варианте осуществления, первая подобласть 66a переходной области 66 выполнена таким образом, чтобы контактировать с третьей подобластью расположенной сверху переходной области. Более того, вторая подобласть 66b выполнена таким образом, чтобы контактировать как со второй, так и третьей подобластями расположенной сверху переходной области, при этом третья подобласть 66c выполнена таким образом, чтобы контактировать как с первой, так и второй подобластями расположенной сверху переходной области. Естественно, расположение и протяженность пятой и шестой граничных линий могут быть отличными от вышеописанных в альтернативных вариантах осуществления, что может изменять взаимодействие между переходной областью 66 и расположенной сверху переходной областью.

В вышеописанном варианте осуществления, переходные выступы (и переходные углубления) в пределах первой подобласти имеют некоторое количество общих признаков, например, что все из них являются прямыми и связаны с одинаковым наименьшим углом αn. Эти общие признаки определяют общую конструкцию переходных выступов в пределах первой подобласти. Естественно, один или более переходных выступов в пределах первой подобласти может не иметь одного (или более) из этих общих признаков, например, может быть связан с другим углом, при условии, что основная часть переходных выступов имеет этот общий признак.

Объяснение, соответствующее вышеприведенному, относится и к переходным выступам в пределах второй подобласти. Например, общий признак переходных выступов второй подобласти заключается в том, что они связаны с соответствующим наименьшим углом αn, который является увеличивающимся или постоянным в направлении от первой ко второй длинной стороне теплопередающей пластины. Естественно, один или более переходных выступов в пределах второй подобласти могут быть связаны с наименьшим углом αn, который отклоняется от этого "поведения", при условии, что основная часть переходных выступов не связана с таким отклонением.

Естественно, объяснение, соответствующее вышеприведенному, также относится и к переходным выступам в пределах третьей подобласти.

Начиная от первой длинной стороны теплопередающей пластины, если встречаются два следующих друг за другом переходных выступа, оба из которых не имеют общего признака, первой подобласти, это может означать, что эти следующие друг за другом переходные выступы размещены в пределах второй подобласти.

Не является необходимым, чтобы все отдельные переходные выступы или соединенные переходные выступы (непрерывные гребни в пределах третьей подобласти) все время проходили от первой ко второй граничной линии.

В завершение, в вышеописанном варианте осуществления, первые концевые точки первой и второй граничных линий, а также вторые концевые точки первой и второй граничных линий размещены на одинаковом расстоянии от соответствующей длинной стороны. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, первая и вторая концевые точки первой граничной линии вместо того могут размещаться на большем расстоянии от соответствующих длинных сторон, чем первая и вторая концевые точки второй граничной линии, для образования переходной области с сужающейся шириной.

Следует подчеркнуть, что описание подробностей, не относящихся к настоящему изобретению, было опущено и, что фигуры являются только схематичными и выполнены не в соответствии с масштабом. Также следует сказать, что некоторые фигуры были больше упрощены, чем другие. Следовательно, некоторые составные элементы могут быть показаны на одной фигуре, но опущены на другой фигуре.

1. Теплопередающая пластина (32), имеющая центральную плоскость (c-c) протяженности, первую длинную сторону (46) и вторую длинную сторону (48) и содержащая распределительную область (64), переходную область (66) и теплопередающую область (54), размещенные последовательно вдоль продольной центральной оси (y) теплопередающей пластины, при этом переходная область (66) примыкает к распределительной области (64) вдоль первой граничной линии (68) и теплопередающей области (54) вдоль второй граничной линии (70), при этом теплопередающая область, распределительная область (64) и переходная область (66) предусмотрены с теплопередающим рисунком, распределительным рисунком и переходным рисунком соответственно, при этом переходный рисунок отличается от распределительного рисунка и теплопередающего рисунка и содержит переходные выступы (98) и переходные углубления (100) относительно центральной плоскости протяженности, при этом переходная область (66) содержит первую подобласть (66a), вторую подобласть (66b) и третью подобласть (66c), размещенные последовательно между первой и второй граничными линиями (68, 70) и примыкающие друг к другу вдоль пятой и шестой граничных линий (108, 110) соответственно, проходящих между и вдоль соседних одних (98a, 98b, 98c, 98d, 98e) из переходных выступов (98), при этом первая подобласть (66a) является ближайшей к первой длинной стороне (46) и третья подобласть (66c) является ближайшей ко второй длинной стороне (48), при этом воображаемая прямая линия (102) проходит между двумя концевыми точками (104, 106) каждого переходного выступа (98) с наименьшим углом n, n=1, 2, 3… относительно продольной центральной оси (y), при этом наименьший угол n для по меньшей мере основной части переходных выступов (98) в пределах первой подобласти (66a) по существу равен первому углу 1 и наименьший угол n варьируется между переходными выступами (98) в пределах второй подобласти (66b) таким образом, что наименьший угол n для по меньшей мере основной части переходных выступов (98) в пределах второй подобласти (66b) больше указанного первого угла 1 и увеличивается в направлении от первой длинной стороны (46) ко второй длинной стороне (48), отличающаяся тем, что по меньшей мере основная часть второй граничной линии (70) является прямой и по существу перпендикулярной относительно продольной центральной оси (y) теплопередающей пластины (32), и наименьший угол n для первой группы переходных выступов (98) в пределах третьей подобласти (66c) по существу равен указанному первому углу 1, при этом пятая граничная линия (108) между первой и второй подобластями (66a, 66b) располагается, если смотреть от первой длинной стороны (46) теплопередающей пластины (32), непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области (66), оба из которых связаны с наименьшим углом n, большим указанного первого угла 1, и шестая граничная линия (110) между второй и третьей подобластями (66b, 66c) расположена, если смотреть от пятой граничной линии (108), непосредственно до первых двух следующих друг за другом переходных выступов в пределах переходной области (66), оба из которых связаны с наименьшим углом n, равным указанному первому углу 1.

2. Теплопередающая пластина (32) по п.1, в которой по меньшей мере основная часть переходных выступов (98) из указанной первой группы переходных выступов в пределах третьей подобласти (66c) проходит от второй граничной линии (70).

3. Теплопередающая пластина (32) по п.2, в которой наименьший угол n для второй группы переходных выступов (98) в пределах третьей подобласти (66c) больше указанного первого угла 1, при этом по меньшей мере основная часть переходных выступов из указанной второй группы проходит от первой граничной линии (68).

4. Теплопередающая пластина (32) по п.3, в которой каждый из по меньшей мере основной части переходных выступов (98) в пределах третьей подобласти (66c), проходящей от второй граничной линии (70), соединен с соответствующим одним из переходных выступов в пределах третьей подобласти, проходящей от первой граничной линии (68).

5. Теплопередающая пластина (32) по любому из пп.1-4, в которой наименьшее расстояние между воображаемыми прямыми линиями (102) двух соседних, вдоль протяженности друг друга, переходных выступов (98) в пределах третьей подобласти (66c) является по существу постоянным в пределах основного участка третьей подобласти.

6. Теплопередающая пластина (32) по любому из пп.1-4, в которой теплопередающая область (54) граничит с третьей подобластью (66c) переходной области (66) вдоль 10-40% второй граничной линии (70).

7. Теплопередающая пластина (32) по любому из пп.1-4, в которой центральный участок (68a) первой граничной линии (68) является дугообразным и выпуклым, если смотреть от теплопередающей области (54), таким образом центральный участок (68a) первой граничной линии (68) совпадает с контуром воображаемого овала, при этом первая граничная линия (68) отклоняется от контура воображаемого овала снаружи центрального участка (68a).

8. Теплопередающая пластина (32) по п.7, в которой второй внешний участок (68c) первой граничной линии (68), который проходит от центрального участка (68a) первой граничной линии по направлению ко второй длинной стороне (48) теплопередающей пластины, проходит по направлению ко второй граничной линии (70).

9. Теплопередающая пластина (32) по п.8, в которой второй внешний участок (68c) первой граничной линии (68) проходит на некотором расстоянии от и по существу параллельно относительно четвертой граничной линии (74), ограничивающей распределительную область (64).

10. Теплопередающая пластина (32) по п.7, в которой центральный участок (68a) первой граничной линии (68) занимает 40-90% ширины (w) теплопередающей пластины.

11. Пластинчатый теплообменник (26), содержащий теплопередающую пластину (32) по любому из п.п.1-10.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.

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.

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.

Предложены теплопередающая пластина и пластинчатый теплообменник, содержащий такую теплопередающую пластину. Теплопередающая пластина имеет первую длинную сторону и вторую длинную сторону и содержит распределительную область, переходную область и теплопередающую область. Переходная область примыкает к распределительной области вдоль первой граничной линии и теплопередающей области вдоль второй граничной линии, и она предусмотрена с переходным рисунком, содержащим переходные выступы и переходные углубления. Основная часть второй граничной линии теплопередающей пластины по меньшей мере является прямой и по существу перпендикулярной относительно продольной центральной оси теплопередающей пластины. Наименьший угол αn для первой группы переходных выступов в пределах третьей подобласти по существу равен указанному первому углу α1. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Наверх