一种板式热交换器及其板片的制作方法

本发明涉及热交换领域，特别是涉及一种板式热交换器及其板片。

背景技术：

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，各种板片之间形成狭窄的通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90％以上，但是在实际应用过程中当进行换热的两侧液体介质流量比大于3时，就不能实现高效传热。

目前对于不等流量的应用场合，常用的方式有两种：第一种方式是采用等截面的板式热交换器，板式热交换器小流量介质侧设计成多流程结构，大流量介质侧设计成单流程结构。对于等截面板式热交换器多流程结构，大流量介质侧是单流程和小流量介质侧是多流程，同时会存在着顺流和逆流两种换热模式，顺流的存在会明显降低传热效率，同时多流程设计使接管法兰需分别布置于板式热交换器的固定压紧板和活动压紧板上，在使用时与外部管路相连，使得板式热交换器在维护、维修时的方便性大大降低。第二种方法是采用一种不等截面的板式换热器，具体的说就是板片两侧冷热介质流通通道截面设计成一侧大、一侧小的不等流通截面形式，大流量介质走大截面通道，小流量介质走小截面通道。在大流量比液体介质换热的工况下如果采用不等截面结构来解决此问题，大流通截面的存在将会大幅度降低传热效率，这是由传热学的基本原理所决定的。

因此，如何改善现有技术中，板式热交换器在两种液体介质大流量比(流量比大于3)时无法实现高效换热的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种板式热交换器及其板片，以解决上述现有技术存在的问题，使两种液体介质在大流量比的情况下仍然能够实现高效换热。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种板式热交换器的板片，包括本体、设置于所述本体上的介质入口、介质出口、波纹流道和阻隔导向结构，所述波纹流道连接所述介质入口和所述介质出口，所述阻隔导向结构将所述波纹流道分隔为若干段。

优选地，所述阻隔导向结构垂直于所述介质入口和所述介质出口的连线设置。

优选地，所述阻隔导向结构分为第一阻隔导向结构、第二阻隔导向结构和第三阻隔导向结构，按照所述介质入口到所述介质出口方向，所述第一阻隔导向结构、所述第二阻隔导向结构和所述第三阻隔导向结构相互平行且依次交错设置。

优选地，所述本体为矩形，所述本体分为第一长边、第二长边、第一短边和第二短边，所述介质入口设置于所述第一短边一侧，所述介质出口设置于所述第二短边一侧，所述第一阻隔导向结构、所述第三阻隔导向结构设置于所述第一长边一侧，所述第二阻隔导向结构设置于所述第二长边一侧。

优选地，所述本体为矩形，所述本体分为第一长边、第二长边、第一短边和第二短边，所述介质入口设置于所述第一短边一侧，所述介质出口设置于所述第二短边一侧，所述第一阻隔导向结构、所述第三阻隔导向结构的数量均为两个，两个所述第一阻隔导向结构相对应设置于所述第一长边和所述第二长边上，两个所述第三阻隔导向结构相对应设置于所述第一长边和所述第二长边上，所述第二阻隔导向结构设置于所述第一长边与所述第二长边中间。

优选地，所述第一阻隔导向结构、所述第二阻隔导向结构、所述第三阻隔导向结构等间距设置。

优选地，板式热交换器的板片还包括垫片密封槽，所述垫片密封槽设置于所述本体的四周。

本发明还提供一种热交换器，由所述板片分别构成一侧介质通道和另一侧介质通道。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的热交换器板片设置了阻隔导向结构，定向引导介质作类似“蛇行”流动，延长介质在通道中的流动行程，这种定向“蛇行”流动使小流量介质侧通道长度增加，小流量介质流速处于合理范围，能够使板式热交换器在正常通道截面和单流程结构下，在大流量比(大于3)的工况下产生高的传热效率，同时保证维修便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明板式换热器的板片的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式中介质“蛇行”流动路线的示意图；

图3为图1中A处放大视图；

图4为图3中沿B-B方向剖切示意图；

图5为本发明具体实施方式中阻隔导向结构5的凸起504紧贴时的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式中阻隔导向结构5的凸起504相对时的结构示意图；

其中，1为本体，101为第一长边，102为第二长边，103为第一短边，104为第二短边，2为介质入口，3为介质出口，4为波纹流道，5为阻隔导向结构，501为第一阻隔导向结构，502为第二阻隔导向结构，503为第三阻隔导向结构，504为凸起，6为垫片密封槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种板式热交换器及其板片，以解决上述现有技术存在的问题，使两种液体介质在大流量比的情况下仍然能够实现高效换热。

请参考图1至图2，图1为本发明板式换热器的板片的结构示意图，图2为本发明具体实施方式中介质“蛇行”流动路线的示意图。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种板式热交换器的板片，包括本体1、设置于本体1上的介质入口2、介质出口3、波纹流道4和阻隔导向结构5，波纹流道4连接介质入口2和介质出口3，阻隔导向结构5将波纹流道4分隔为若干段。

本发明的热交换器板片设置了阻隔导向结构5，定向引导介质作类似“蛇行”流动，延长介质在通道中的流动行程，这种定向“蛇行”流动使小流量介质侧通道长度增加，小流量介质流速处于合理范围，能够使板式热交换器在正常通道截面和单流程结构下，在大流量比(大于3)的工况下产生高的传热效率，同时保证维修便利。

具体地，阻隔导向结构5垂直于介质入口2和介质出口3的连线设置。在本发明的其他实施方式中，阻隔导向结构5不一定垂直于介质入口2和介质出口3的连线，但是从介质入口2到介质出口3的方向，阻隔导向结构5仍将波纹流道4分隔为若干段。

更具体地，阻隔导向结构5分为第一阻隔导向501结构、第二阻隔导向502结构和第三阻隔导向503结构，按照介质入口2到介质出口3方向，第一阻隔导向结构501、第二阻隔导向结构502和第三阻隔导向503结构相互平行且依次交错设置。在本发明的其他实施方式中，阻隔导向结构5的数量还可以综合考虑换热器板片的长度、传热效率等因素具体设置。

进一步地，本体1为矩形，本体1分为第一长边101、第二长边102、第一短边103和第二短边104，介质入口2设置于第一短边103一侧，介质出口3设置于第二短边104一侧，第一阻隔导向结构501、第三阻隔导向结构503设置于第一长边101一侧，第二阻隔导结构502向设置于第二长边102一侧。第一阻隔导向结构501与第二阻隔导向结构502交错设置，同时第二阻隔导向结构502与第三阻隔导向结构503交错设置，上述结构将波纹流道4分隔为由多个S形流道连接形成的“弯路”，有效拉长介质在流道中的流动行程，提高换热效率，具体介质流动行程请参考图2。

在本发明的其他实施方式中，第一阻隔导向结构501、第三阻隔导向结构503的数量分别为两个，两个第一隔导向结构501、第三阻隔导向结构503分别相对应设置于第一长边101和第二长边102上，第二阻隔导结构502向设置于第一长边101与第二长边102中间。如此设置，从两个第一阻隔导向结构501中间流过的介质，从第二阻隔导向结构502的左右两侧流过，在流向介质出口3的过程中，继续从两个第三阻隔导向结构503中间流过，流动路线近似S形，这种没有固定形状的弯曲的流动路线同样起到了延长介质流动行程的作用。因此，阻隔导向结构5的组合形式没有具体的限定，且本体1也可以是圆形或其他形状，阻隔导向结构5的分布须以能够延长介质在流道中的流动行程为前提。

其中，从介质入口2到介质出口3的方向，第一阻隔导向结构501、第二阻隔导向结构502、第三阻隔导结构503向等间距设置。

板式热交换器的板片还包括密封垫片槽6，密封垫片槽6设置于本体1的四周，密封垫片槽6用于板片组合成换热器时设置密封圈，确保换热器密封良好。

本发明还提供一种热交换器(图中未示出)，由上述板片分别构成一侧介质通道和另一侧介质通道，请参考图3和图4，阻隔导向结构5的横截面为带有凸起504的结构，每两片上述板片组合可构成介质通道。具体地，令两片板片的阻隔导向结构5的凸起504紧贴，使第一侧介质通道在阻隔导向结构5处形成封闭的结构，请参考图5，即形成具有“蛇行”流动状态的一侧介质通道。当两片板片的阻隔导向结构5的凸起504相对时，使另一侧介质通道在阻隔导向结构5处形成通开的结构，请参考图6，形成具有普通流动形态的另一侧介质通道。

在本发明的其他实施方式中，换热器还能由上述板片构成两侧均具有“蛇行”流动状态的介质通道，即一侧介质通道和另一侧介质通道都具有类似“蛇行”流动状态。

本发明的换热器板片，按从介质入口2到介质出口3的方向，依次交错设置了第一阻隔导向结构501、第二阻隔导向结构502、第三阻隔导结构503，将波纹流道4分隔出多个弯曲相连的流动路线，使介质在阻隔导向结构5的引导下沿着上述路线做类似“蛇行”流动，大大延长了小流量介质侧通道长度，令小流量介质流速处于合理范围，最终能够使板式热交换器在正常通道截面和单流程结构下，在大流量比(大于3)的工况下产生高的传热效率。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。