CN108827057A - 一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔、导流区、分流区、换热区，沿换热区换热介质流动方向的轴线两侧设置波纹，同侧波纹与换热区轴线之间设置一夹角，同侧相邻波纹之间设置平面波谷，异侧波纹沿换热区轴线左右交错排列，波纹面对换热介质流向的一面设置凹槽状的前小波纹，波纹另一面设置凸起状的后小波纹，前小波纹和后小波纹形状相同。

Description

一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片

技术领域

本发明涉及一种换热器板片技术，特别是一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片。

背景技术

板式换热器与管壳式换热器相比具有传热系数高、对数平均温差大、末端温差小、占地面积小、重量轻、价格低、制作方便、容易清洗、热损失小、不易结垢等优点。板式换热器板片是板式换热器最重要的部件，板片的设计直接影响到整个板式换热器的换热效果。

板式换热器板片是影响板式换热器性能的主要部件。目前，板式换热器的板片的波纹形状众多：人字形波纹、平直波纹、梯型平直波纹、曲折形波纹等。这些板片换热区波纹形状各不相同，但是都未考虑到如何使得板片上的流体分布均匀的问题，这对换热效果有较大的影响。本发明的鱼骨形的板式换热器板片正是为了解决这个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种流体分布更加均匀，换热效果更佳的板式换热器板片结构。

实现本发明目的的技术方案为：一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔、导流区、分流区、换热区，沿换热区换热介质流动方向的轴线两侧设置波纹，同侧波纹与换热区轴线之间设置一夹角，同侧相邻波纹之间设置平面波谷，异侧波纹沿换热区轴线左右交错排列，波纹面对换热介质流向的一面设置凹槽状的前小波纹，波纹另一面设置凸起状的后小波纹，前小波纹和后小波纹形状相同。

采用上述换热器板片，波纹与波谷的宽度相等，且同侧波纹端部底面两端与异侧相应波谷两边缘处重合。

采用上述换热器板片，波纹宽度小于波谷宽度，且同侧波纹端部底面两端位于异侧相应波谷两边缘处之间。

采用上述换热器板片，波纹轴线与换热区轴线的夹角为45°～60°。

采用上述换热器板片，人字形波纹的倾角与小波纹的倾角一致。

采用上述换热器板片，人字形波纹和小波纹的倾角为40°～60°。

采用上述换热器板片，各个小波纹的波高一样，小波纹的波高为大波纹波高的1/6～2/3。

本发明在大波纹的波峰两侧设置凸起和凹槽，面向来流方向的大波纹一侧设置凹槽，背向来流方向的大波纹一侧设置凸起。凹槽的设计使流体在流动过程中增加扰动，流体流经凹槽时产生湍流，甚至有小量的回流，这样使得流体换热更加彻底。这种在主流不变的情况下的小规模的湍动加强了流体的换热能力，板片整体的换热能力得到二次加强。凹槽和凸起的位置不能颠倒。若面向来流方向的大波纹一侧设置凸起，虽然可以起到一定绕流作用，但阻力的增加显然更多；背向来流方向的大波纹一侧设置凹槽，二次强化效果会削弱很多。凹槽和凸起的设置强化了传热效果，使板式换热器的综合性能得到进一步提高。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明新型鱼骨形板式换热器板片的平面示意图。

图2是传统人字形板片的波纹示意图。

图3是本发明新型人字形板片复合波纹的结构示意图。

具体实施方式

结合图1、图3，一种鱼骨形的新型板式换热器板片，包括板片主体，板片主体上设置定位孔1、角孔2、导流区3、分流区4、换热区5。定位孔1位于板片主体的两端起到定位的作用。角孔2有四个分别位于板片主体的四个角上，换热介质从角孔2处流经。导流区3将换热介质引导至分流区4。分流区4将换热介质分流至换热区5不同的区域。换热区5上沿换热介质流向设置波纹11。

当换热介质通过角孔2流入板片，经过导流区3和分流区4，流入换热区5，在设置有波纹的板片上即换热区5上进行热量交换。换热之后的流体流向另一侧的角孔处，汇合流入下一组板片。同时另一种流体在板片的另一侧以相反的方向流动并进行换热，经过换热后的流体流到下一组板片。

沿换热区5换热介质流动方向的轴线两侧设置波纹7，同侧波纹7与换热区5轴线之间设置一夹角，同侧相邻波纹7之间设置平面波谷6，异侧波纹7沿换热区5轴线左右交错排列。

波纹7与波谷6的宽度相等，且同侧波纹7端部底面两端与异侧相应波谷6两边缘处重合；或波纹7宽度小于波谷6宽度，且同侧波纹7端部底面两端位于异侧相应波谷6两边缘处之间。

波纹轴线与换热区5轴线的夹角为45°～60°。夹角不宜过大或过小，夹角过大使得大部分流体直接冲击波纹的前斜波面，而沿着波面流动的则较少；夹角过小，与其相反，此两种情况均不能很好地分散流体。

本发明的鱼骨形的波纹交错排列，具有增强流体在流道中的扰动，在流动方向上产生二次流，产生二次漩涡，二次漩涡的产生强化了传热；交错排列波纹使得流体能够交错的流动，同时具有减小流动阻力的作用，使得流体在换热区的流量分布更加地均匀，优化了板式换热器的综合性能。

波纹8面对换热介质流向的一面设置凹槽状的前小波纹6，波纹8另一面设置凸起状的后小波纹7，前小波纹6和后小波纹7形状相同。波纹8的倾角与小波纹的倾角一致。各个小波纹的波高一样，小波纹的波高为大波纹波高的六分之一至三分之二，大波纹和小波纹的波纹倾角一致，均为40°～60°。小波纹的波高主要依据大波纹的波高来设置，波纹倾角不宜过大或过小，过大会增加流动的阻力，过小则没有明显的强化效果。

上述板片的波纹为大小波纹复合结构，在大波纹上增加前后两个相同的小波纹，大小波纹的存在使得换热介质的流动方向受到阻挡，流体对板片产生强烈的冲刷作用，介质流动方向改变并加速运动，在流动方向上产生二次流，使得介质在大小波纹处产生了强烈的运动，生成二次漩涡，二次漩涡的产生强化了传热。同时，大波纹与小波纹组成的复合波纹也能减小流体流动时对板片的正面强烈冲刷，避免较大漩涡的产生，以及局部流速的急剧增加，从而有效降低流动阻力。大小波纹的存在也增加了换热面积，强化了传热，使得在相同的体积空间下能达到更高的传热效果。

所述换热区鱼骨形的新型板式换热器板片结构，波纹的横截面为三角形，梯形，半圆形或椭圆形中的一种。换热器装配时，完全相同的板片旋转180°完全压合即可。

Claims (8)

1.一种新型鱼骨形的板式换热器复合波纹板片，包括板片主体，板片主体上设置角孔(2)、导流区(3)、分流区(4)、换热区(5)，其特征在于，

沿换热区(5)换热介质流动方向的轴线两侧设置波纹(7)，

同侧波纹(8)与换热区(5)轴线之间设置一夹角，

同侧相邻波纹(8)之间设置平面波谷(9)，

异侧波纹(8)沿换热区(5)轴线左右交错排列，

波纹(8)面对换热介质流向的一面设置凹槽状的前小波纹(6)，

波纹(8)另一面设置凸起状的后小波纹(7)，

前小波纹(6)和后小波纹(7)形状相同。

2.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，波纹(8)与波谷(9)的宽度相等，且同侧波纹(8)端部底面两端与异侧相应波谷(9)两边缘处重合。

3.根据权利要求1所述的换热器板片，其特征在于，波纹(8)宽度小于波谷(9)宽度，且同侧波纹(8)端部底面两端位于异侧相应波谷(9)两边缘处之间。

4.根据权利要求2或3所述的换热器板片，其特征在于，波纹轴线与换热区(5)轴线的夹角为45°～60°。

5.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，波纹(8)的倾角与小波纹的倾角一致。

6.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，波纹(8)和小波纹的倾角为40°～60°。

7.根据权利要求1所述的板片，其特征在于，各个小波纹的波高一样，小波纹的波高为大波纹波高的1/6～2/3。

8.根据权利要求1所述的换热器板片，其特征在于，波纹(7)的横截面为三角形、梯形、半圆形或椭圆形中的一种。