Торцевые пластины с поверхностной структурой для пластинчатых теплообменников Российский патент 2020 года по МПК F28D9/00 F28F3/10 

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику по п. 1. Такие пластинчатые теплообменники, в частности, алюминиевые пластинчатые теплообменники, известны из уровня техники и предпочтительно спаяны в печи. Такие пластинчатые теплообменники описаны, например, в «Стандартах ассоциации производителей алюминиевых паяных пластинчато-ребристых теплообменников», ALPEMA, Третье издание, 2010, на стр. 5, Фиг. 1-2, и имеют множество параллельных теплообменных каналов, которые разделены разделительными пластинами или прокладками, причем соответствующий теплообменный канал в каждом случае ограничен на по меньшей мере двух сторонах соответствующей торцевой пластиной, которое имеет первую поверхность и вторую поверхность, обращенную в сторону от первой поверхности, причем каждая из указанных двух поверхностей присоединена пайкой к связанной с ней разделительной пластине.

Исходя из этого, настоящее изобретение имеет целью усовершенствование используемых здесь торцевых пластин, чтобы упростить пайку торцевых пластин к разделительным пластинам и чтобы улучшить прочность паяного соединения.

Эта проблема решается с помощью пластинчатого теплообменника, имеющего признаки п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения предлагаются в зависимых пунктах формулы изобретения и описаны ниже.

Согласно п. 1 формулы изобретения, предлагается пластинчатый теплообменник, содержащий множество параллельных теплообменных каналов, которые отделены друг от друга разделительными пластинами, причем соответствующий теплообменный канал в каждом случае ограничен на по меньшей мере двух сторонах одной торцевой пластиной, причем соответствующая торцевая пластина имеет первую поверхность и вторую поверхность, обращенную от первой поверхности, и при этом каждая из указанных двух поверхностей соединена пайкой с соответствующей разделительной пластиной. В соответствии с изобретением, предусмотрено, что каждая из указанных двух поверхностей имеет поверхностную структуру с множеством равномерно расположенных возвышений и углублений, причем расстояние от одного возвышения до смежного возвышения или от одного углубления до смежного углубления имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм.

Такие торцевые пластины, которые также называются торцевыми панелями, обычно изготовляют путем экструзии / волочения и, в соответствии с известным уровнем техники, имеют относительно гладкую поверхность, которая имеет приблизительно среднюю глубину шероховатости (также называемую высотой по десяти точкам) Rz=10 мкм. Как известно, эта средняя глубина шероховатости определяется, с использованием известных способов, путем деления определенной измерительной траектории на поверхности заготовки на семь отдельных измерительных траекторий, причем средние пять измерительных траекторий имеют одинаковый размер. Оценка проводится только по этим пяти измерительным траекториям, причем известным образом применяется Гауссов фильтр. Для каждой из этих отдельных измерительных траекторий профиля определяется разность между максимальным и минимальным значением. Из пяти отдельных глубин шероховатости, полученных таким образом, определяется среднее значение, которое указывает на среднюю глубину шероховатости.

Из-за относительно гладких поверхностей торцевых пластин (торцевых панелей) в известном уровне техники существует риск утечек из-за допусков на производство и повышенного риска колебания торцевых пластин во время процесса пайки.

В соответствии с изобретением, поверхностная структура соответствующей поверхности может быть соответствующим образом погружена в материальный слой припоя прокладки и, таким образом, возможность утечки, вызванной допуском на нижнем конце высоты торцевых пластин, или из-за недостаточного смачивания припоем, значительно снижается. Кроме того, поверхностные структуры также преимущественным образом предотвращают скольжение или колебание торцевых пластин во время процесса пайки. Это возможно потому, что поверхностные структуры вызывают определенное увеличение поверхностного давления, в результате чего жидкий припой может быть смещен определенным образом.

Кроме того, благодаря поверхностным структурам, выполненным в соответствии с изобретением, припой также лучше распределяется по двум поверхностям торцевых пластин. Различие уровней, относительно средней плоскости между гребнями и долинами и или между гребнями волны и долинами волны могут быть скомпенсированы, например, если в паяльной печи существуют различия в уровне между концевыми поверхностями торцевой панели (заданными шириной и высотой).

Кроме того, согласно предпочтительному варианту выполнения пластинчатого теплообменника, выполненному в соответствии с изобретением, предусмотрено, что, соответственно, первая и/или вторая поверхностная структура имеет среднюю глубину шероховатости Rz более 15 мкм, более предпочтительно более 30 мкм, более предпочтительно более 45 мкм. Предпочтительно верхний предел глубины шероховатости, в соответствии с изобретением, составляет Rz=1000 мкм, более предпочтительно Rz=800 мкм, более предпочтительно Rz=500 мкм.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения пластинчатого теплообменника, выполненного в соответствии с изобретением, предусмотрено, что каждая из поверхностных структур указанных двух поверхностей образована множеством углублений, проходящих параллельно друг другу, причем в каждом случае два соседних углубления отделены одно от другого возвышением.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения пластинчатого теплообменника, выполненного в соответствии с изобретением, предусмотрено, что углубления имеют одинаковую форму и размер в поперечном сечении и/или что возвышения имеют одинаковую форму и размер в поперечном сечении.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, дополнительно предусмотрено, что соответствующая торцевая пластина проходит продольно вдоль продольной оси, то есть имеет большую длину вдоль продольной оси, чем перпендикулярно продольной оси. В этом случае предпочтительно предусмотрено, что углубления и/или возвышения также проходят параллельно продольной оси.

Торцевые пластины имеют длину вдоль продольной оси, причем торцевые пластины имеют высоту, перпендикулярную продольной оси, в направлении, перпендикулярном к смежным разделительным пластинам. Кроме того, торцевые пластины имеют ширину, перпендикулярную продольной оси или длине и перпендикулярно высоте.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, дополнительно предусмотрено, что ширина соответствующей торцевой пластины имеет значение в диапазоне от 10 мм до 50 мм, предпочтительно в диапазоне от 15 мм до 30 мм.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, дополнительно предусмотрено, что высота соответствующей торцевой пластины имеет значение в диапазоне от 3 мм до 14 мм, предпочтительно в диапазоне от 4 мм до 10 мм.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, предусмотрено, что разность высот (также называемая амплитудой поверхностной структуры) между самой нижней точкой углубления и самой верхней точкой соседнего возвышения составляет более 0,015 мм, более предпочтительно, более 0,030 мм, и более предпочтительно, более 0,045 мм, и предпочтительно, не превышает 1 мм, более предпочтительно не более 0,8 мм, и более предпочтительно, не более 0,5 мм. Разность высот измеряется в направлении, перпендикулярном соответствующей поверхности торцевой пластины (торцевой панели).

В частности, при условии, как уже было сказано выше, что расстояние между самыми глубокими точками двух соседних углублений перпендикулярно их продольным осям, или расстояние между самыми высокими точками двух соседних возвышений, перпендикулярно их продольным осям, имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм.

Предпочтительно, в соответствии с вариантом выполнения изобретения, поверхностные структуры указанных двух сторон соответствующей торцевой пластины в каждом случае имеют волнообразную структуру. То есть, углубления предпочтительно выполнены в виде вогнутых желобов, а возвышения предпочтительно выполнены в виде выпуклых гребней.

В этом случае, в соответствии с вариантом выполнения изобретения, предпочтительно предусмотрено, что радиус выпуклой кривизны соответствующего возвышения и/или радиус вогнутой кривизны соответствующего углубления имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 1,0 мм, предпочтительно в диапазоне от 0,2 мм до 0,8 мм, причем соответствующий радиус лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения предусмотрено, что в каждом случае соответствующее углубление образовано двумя сходящимися боковыми сторонами, которые встречаются в самой нижней точке соответствующего углубления, и при этом соответствующее возвышение в каждом случае образовано двумя сходящимися плоскими боковыми сторонами, которые встречаются в самой верхней точке соответствующего возвышения. Это, таким образом, формирует поверхностную структуру на первой и/или на второй поверхности, которая имеет пилообразный профиль в поперечном сечении.

В соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения предусмотрено, что соответствующее углубление образовано плоским основанием и двумя взаимно противоположными плоскими боковыми сторонами, которые отходят от него, и при этом соответствующее возвышение в каждом случае образовано соответствующим плоским верхом и двумя взаимно противоположными боковыми сторонами, которые отходят от него, причем основание проходит параллельно верху.

В этом контексте может быть предусмотрено, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, что боковые стороны соответствующего углубления проходят параллельно друг другу и перпендикулярно основанию соответствующего углубления, и что боковые стороны соответствующего возвышения параллельны друг другу и перпендикулярны верху соответствующего возвышения. Таким образом, формируется поверхностная структура на первой и/или на второй верхней стороне, которая имеет прямоугольный профиль в поперечном сечении.

В альтернативном варианте выполнения дополнительно предусмотрено, что боковые стороны углублений расходятся, начиная от основания соответствующего углубления, и что боковые стороны соответствующего возвышения сходятся в направлении друг к другу в направлении верха соответствующего возвышения. Другими словами, это соответствует пилообразному профилю в поперечном сечении, с приплюснутым основанием углублений и с приплюснутым верхом возвышений.

В другом альтернативном варианте выполнения предусмотрено, что боковые стороны углублений сходятся друг к другу, начиная с основания соответствующего углубления, и что боковые стороны соответствующего возвышения расходятся в направлении верха соответствующего возвышения. Таким образом, формируется поверхностная структура на первой и/или на второй верхней стороне, причем поверхностная структура имеет в поперечном сечении профиль ласточкина хвост.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, дополнительно предусмотрено, что соответствующая торцевая пластина имеет внутреннюю сторону, которая направлена в сторону соответствующего теплообменного канала, ограниченного торцевой пластиной, и наружную сторону, обращенную наружу от внутренней стороны, которая образует, в частности, наружную сторону пластинчатого теплообменника. Внутренняя часть соответствующей торцевой пластины соединяет первую поверхность соответствующей торцевой пластины со второй поверхностью соответствующей торцевой пластины. Аналогично, наружная сторона также соединяет первую поверхность со второй поверхностью соответствующей торцевой пластины.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, предусмотрено, что внутренняя сторона и/или наружная сторона соответствующей торцевой пластины имеет две поверхности, сходящиеся по направлению к выступающей стороне. В соответствии с одним вариантом выполнения изобретения, в этом отношении предусмотрено, что соответствующая выступающая сторона имеет высоту в диапазоне от 1 мм до 8 мм. Такие выступающие стороны также называются выступами.

Эти выступающие стороны или выступы на внутренней и/или на наружной стороне предпочтительно предотвращают проскальзывание теплопроводящих структур (так называемых пластинами или ламелями) в соответствующем теплообменном канале во время процесса пайки твердым припоем, и предотвращают проскальзывание соответствующей торцевой пластины по сетке такой структуры.

Выступающие стороны / выступы в поперечном сечении, перпендикулярном продольной оси, предпочтительно имеют треугольную форму, причем вершина соответствующей выступающей стороны предпочтительно закруглена.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения предусмотрено, что соответствующая выступающая сторона внутренней или наружной стороны имеет высоту в диапазоне от 1 мм до 8 мм, особенно предпочтительно высоту в диапазоне от 1 мм до 5 мм.

Указанные две поверхности соответствующей торцевой пластины могут, в частности, также иметь различные поверхностные структуры или комбинации описанных здесь структур. Таким образом, возможно, например, чтобы одна поверхность имела в качестве поверхностной структуры волнообразный профиль, тогда как другая поверхность имела пилообразный профиль и т.д.

Кроме того, пластинчатый теплообменник в каждом из отдельных теплообменных каналов предпочтительно имеет теплопроводящую структуру, которая в каждом случае расположена между двумя противоположными разделительными пластинами, которые, соответственно, упираются в каждую теплопроводящую структуру и предпочтительно присоединены к ней пайкой. Теплопроводящие структуры служат для поглощения тепла и передачи тепла смежным компонентам, например, разделительным пластинам пластинчатого теплообменника.

Как и в случае торцевых пластин, теплопроводящие структуры предпочтительно выполнены из алюминия. Две крайние разделительные пластины пластинчатого теплообменника также упоминаются как накладки. Соответственно, в частности, имеются два самых наружных теплообменных канала, каждый из которых ограничен накладкой и разделительной пластиной.

Теплопроводящие структуры, в соответствии с вариантом выполнения изобретения, могут быть плоскими пластинчатыми элементами, которые проходят вдоль плоскости протяженности, а именно, параллельно разделительным пластинам, и имеют волнообразный профиль в плоскости поперечного сечения, проходящей перпендикулярно плоскости протяженности. Также возможны другие подобные профили. Теплопроводящие структуры такого типа также называются пластинами или ламелями. Теплопроводящие структуры вместе с соседними разделительными пластинами предпочтительно формируют соответствующим образом множество отдельных параллельных каналов, в которых может направляться соответствующая теплопередающая среда (например, жидкость).

Как уже объяснялось во введении, отдельные каналы ограничены с двух сторон, или с нескольких или со всех сторон, торцевыми пластинами (торцевыми панелями), выполненными в соответствии с изобретением, которые также предпочтительно выполнены из алюминия.

Потоки (например, текучие среды), участвующие в передаче тепла, предпочтительно направляются в соседние теплообменные каналы, чтобы они могли обмениваться теплом.

Для введения потока в выделенные теплообменные каналы, пластинчатый теплообменник имеет коллектор с портом, через который может быть введен соответствующий поток в соответствующие каналы пластинчатого теплообменника. В этом случае коллектор может быть приварен к пластинчатому теплообменнику. Если несколько потоков необходимо вводить в выделенные каналы, пластинчатый теплообменник предпочтительно имеет соответствующее количество коллекторов с портами.

Для извлечения одного или нескольких потоков из соответствующих выделенных каналов, пластинчатый теплообменник также предпочтительно имеет соответствующее количество коллекторов с портами, через которые соответствующий поток может быть извлечен из пластинчатого теплообменника.

Каждый из коллекторов предназначен для распределения потока, предназначенного для введения в отдельные каналы, или для сбора потока, подлежащего извлечению, чтобы его можно было извлечь с помощью порта, предусмотренного на коллекторе.

Другой аспект изобретения относится к способу изготовления пластинчатого теплообменника, в котором предусмотрена по меньшей мере одна торцевая пластина, которая имеет первую поверхность и вторую поверхность, обращенную от первой поверхности, причем указанные две поверхности обрабатывают, в частности после получения формы пластины для указанной по меньшей мере одной торцевой пластины, так, что каждая из указанных двух поверхностей имеет поверхностную структуру с множеством равномерно расположенных возвышений и углублений, и причем каждая из указанных двух поверхностей присоединена пайкой к соседней разделительной пластине, и при этом расстояние от возвышения до соседнего возвышения, или от углубления до соседнего углубления имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм.

В соответствии с одним вариантом выполнения способа, в соответствии с изобретением, поверхностную структуру создают посредством процесса волочения, т.е. тем, что (например, экструдированные) торцевые пластины направляют или протягивают через соответствующую матрицу, которая создает поверхностную структуру на обеих поверхностях соответствующей торцевой пластины.

В соответствии с альтернативным вариантом выполнения способа, выполненного в соответствии с изобретением, соответствующую поверхностную структуру создают путем прокатки или механической обработки.

Кстати, при использовании торцевых пластин, имеющих поверхностную структуру, выполненную в соответствии с изобретением, пластинчатый теплообменник может быть изготовлен известным образом, путем размещения один на другом компонентов пластинчатого теплообменника, таких как разделительные пластины, торцевые пластины и теплопроводящие структуры, причем между любыми двумя компонентами, которые должны быть соединены, в каждом случае предусмотрен материал для пайки, а компоненты, расположенные друг на друге, спаивают вместе в печи.

После этого указанные коллекторы и порты могут быть приварены к блоку пластинчатого теплообменника, полученного таким образом.

Дополнительные подробности и преимущества изобретения будут объяснены следующим описанием иллюстративных вариантов выполнения со ссылкой на чертежи. На чертежах:

Фиг. 1 изображает пластинчатый теплообменник, выполненный в соответствии с изобретением, с поверхностно-структурированными торцевыми пластинами;

Фиг. 2 изображает схематический вид в разрезе теплопроводящей структуры (ламели), имеющей тип, показанный на Фиг. 1;

Фиг. 3 изображает вид в поперечном разрезе торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, с волнообразными поверхностными структурами, причем фрагмент обведен рамкой и обозначен цифрой III;

Фиг. 4 изображает фрагмент III, показанный на Фиг. 3;

Фиг. 5 изображает вид в поперечном разрезе другой торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, с пилообразными поверхностными структурами, причем фрагмент обведен рамкой и обозначен цифрой III;

Фиг. 6 изображает фрагмент III, показанный на Фиг. 5;

Фиг. 7 изображает вид в поперечном разрезе другой торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, с прямоугольными поверхностными структурами, причем фрагмент обведен рамкой и обозначен цифрой III;

Фиг. 8 изображает фрагмент III, показанный на Фиг. 7;

Фиг. 9 изображает вид в поперечном разрезе другой торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, с плоскими поверхностными структурами пилообразной формы, причем фрагмент обведен рамкой и обозначен цифрой III;

Фиг. 10 изображает фрагмент III, показанный на Фиг. 9;

Фиг. 11 изображает вид в поперечном разрезе другой торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, с поверхностными структурами в форме ласточкина хвоста, причем фрагмент обведен рамкой и обозначен цифрой III; и

Фиг. 12 изображает фрагмент III, показанный на Фиг. 11.

На Фиг. 1 показан пластинчатый теплообменник 1, который выполнен с возможностью осуществления теплообмена между по меньшей мере двумя потоками S, W, причем, необязательно, могут быть предусмотрены варианты теплообмена для других технологических потоков А', В', С'. Пластинчатый теплообменник 1 имеет блочную форму и различные средства 6 для подачи и выпуска отдельных технологических сред S, W, которые также называются портами. Пластинчатый теплообменник 1 также имеет множество средств 7 для распределения и сбора отдельных технологических потоков S, W и А', В', С', которые также называются коллекторами и могут быть приварены к блоку теплообменника.

Пластинчатый теплообменник 1 имеет множество теплообменных каналов (короче, каналов) 30, которые расположены в виде стопки и разделены один от другого разделительными пластинами (например, прокладками) 4, и ограничены с обеих сторон снаружи разделительными пластинами 5, которые также называются покрывающими пластинами (например, накладками) 5. Различные среды S, W протекают в отдельных каналах 30. Теплообмен осуществляется косвенно посредством теплового контакта, который создается разделительными пластинами 4 и теплопроводящими структурами 3, расположенными в каналах 30.

Соответствующая теплопроводящая структура 3 может представлять собой волнообразную структуру 3, которая также упоминается как пластина или ламель 3, и может иметь волнообразный профиль в поперечном сечении. Однако такой профиль может быть также профилем, имеющим другую форму, который вместе с двумя соседними разделительными пластинами, образует в каждом случае множество примыкающих друг к другу и параллельных каналов 31 для текучей среды (см. Фиг. 2). Каждая отдельная ламель 3 вместе с двумя соответствующими соседними разделительными пластинами 4 и 5, ограничивает канал 30 пластинчатого теплообменника 1.

Отдельные среды S, W направляются в коллектор 7 через порты 6 и, таким образом, распределяются в соответствующие предусмотренные каналы 30, которые расположены в виде стопки. Во впускной области каналов 30 находятся так называемые распределительные ламели 2, которые обеспечивают равномерное распределение среды S, W в отдельных каналах 30. Таким образом, среды S, W протекают через каналы 30 поперек направления волн ламелей 3. Теплопроводящие структуры 3 соединены с разделительными пластинами 4 через паяные соединения, благодаря чему реализуется интенсивный теплопроводящий контакт. В результате может произойти теплообмен между двумя различными средами S, W, которые протекают в смежных каналах 30. Если смотреть в направлении потока, то в конце канала 3 имеются аналогичные распределительные ламели 2, которые переносят среды S, W наружу из каналов 30 в коллекторы 7, где они собираются и выводятся через порты 6.

Отдельные каналы 30 закрываются снаружи с помощью торцевых пластин 8, которые также называются торцевыми панелями.

Пластинчатый теплообменник 1 предпочтительно является паяным. Отдельные каналы 30 с ламелями 3, распределительными ламелями 2, разделительными пластинами 4, покрывающими пластинами 5 и торцевыми панелями 8 уложены друг на друга, снабжены припоем и спаяны в печи. К полученному таким образом блоку припаивают коллекторы 7 и порты 6.

Для улучшения паяных соединений между торцевыми пластинами 8 и разделительными пластинами 4, как описано выше, предусмотрено, что соответствующая торцевая пластина 8 имеет первую поверхность 81 и вторую поверхность 82, обращенную от первой поверхности 81, причем каждая из указанных двух поверхностей 81, 82 имеет поверхностную структуру 9.

Например, в соответствии с Фиг. 3 и 4, волновая структура 9 образована соответствующим образом множеством взаимно параллельных канавок или углублений 801, причем любые два смежные углубления 801 отделены друг от друга возвышением 802, причем возвышения 802 также проходят параллельно друг другу. В этом случае углубления 801 и возвышения 802 проходят вдоль продольной оси L, которая перпендикулярна плоскости листа, показанной на Фиг. 3 и 4 (а также на Фиг. 5-12), причем углубления 801 на показанном поперечном разрезе, перпендикулярном продольной оси L, имеют вогнутую кривизну. Напротив, возвышения 802 имеют выпуклую кривизну в поперечном разрезе, перпендикулярном продольной оси L. Радиус С этих кривизн предпочтительно имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 1,0 мм.

Кроме того, разность А высоты между самой нижней точкой Р соответствующего углубления 801 и самой верхней точкой Р' соответствующего соседнего возвышения 802 имеет значение в диапазоне от 0,015 до 1,0 мм.

Расстояние В между любыми двумя соседними возвышениями 802 или между любыми двумя соседними углублениями 801, перпендикулярно продольной оси L, предпочтительно имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм.

Кроме того, ширина D соответствующей торцевой пластины 8 (здесь от пика 803 выступающей стороны до пика 803 выступающей стороны, см. также ниже) имеет значение в диапазоне от 10 мм до 50 мм.

Кроме того, высота Е соответствующей торцевой пластины 8, то есть расстояние между первой и второй поверхностями 81, 82, может иметь значение в диапазоне от 3 мм до 14 мм.

Кроме того, соответствующая торцевая пластина 8 имеет внутреннюю сторону 8а, которая обращена к соответствующему каналу 30, который ограничен торцевой пластиной 8, и наружную сторону 8b, которая образует часть наружной стороны пластинчатого теплообменника 1.

В соответствии с Фиг. 3, торцевая пластина 8 дополнительно имеет, как на внутренней стороне 8а, так и на наружной стороне 8b, выступающую сторону 803, которая образована двумя сходящимися поверхностями 803а, 803b и, соответственно, в поперечном сечении, перпендикулярном продольной оси L, имеет треугольную форму с закругленным пиком. Каждая из указанных двух выступающих сторон 803 может иметь высоту F, которая может иметь значение в диапазоне от 1 мм до 8 мм.

Указанные выше значения длин от А до F являются только предпочтительными диапазонами. Также возможны и другие размеры.

Как показано на Фиг. 1 и 2, торцевые пластины 8, в соответствии с изобретением, расположены на наружных краях разделительных пластин 4 или покрывающих пластин 5 в виде бокового ограничения для соответствующего теплообменного канала 30, при этом соседние торцевые пластины 8 расположены рядом друг с другом так, что в каждом случае между ними вставлена разделительная пластина 4, при этом любые выступающие стороны 803, предусмотренные на соответствующей внутренней стороне 8а, поддерживают расстояние до теплопроводящей структуры 3 рассматриваемого канала 30, так что они не могут опускаться ниже соответствующей соседней торцевой пластины 8 во время процесса пайки. Две поверхности 81, 82 соответствующей торцевой пластины 8 припаяны к соответствующей разделительной пластине 4 или покрывающей пластине 5 в контакте с ними по всей поверхности.

На Фиг. 5, совместно с Фиг. 6, изображена еще одна торцевая пластина 8, выполненная в соответствии с изобретением, которая имеет тип, изображенный на Фиг. 3-4, причем две поверхностные структуры 9 двух поверхностей 81, 82 снова сформированы множеством углублений 801, проходящих вдоль продольной оси L и параллельных друг другу, причем между двумя соседними углублениями 801 поверхностной структуры 9 расположено возвышение 802. В отличие от Фиг. 3 и 4, соответствующее углубление 801 теперь сформировано двумя плоскими сходящимися боковыми сторонами 801а, 801b, которые сходятся в самой нижней точке Р соответствующего углубления 801. Напротив, соответствующее возвышение 802 сформировано двумя взаимно сходящимися плоскими боковыми сторонами 802а, 802b, которые сходятся в самой верхней точке Р' соответствующего возвышения 802. Предпочтительно, боковые стороны 801а, 801b углублений 801 переходят в смежные боковые стороны, соответственно, 802а и 802b соседних возвышений 802. Для иллюстративных вариантов выполнения, показанных на Фиг. 5 и 6, также могут использоваться вышеупомянутые длины от А до F, показанные на Фиг. 3 и 4.

На Фиг. 7 и 8 изображен еще один вариант выполнения торцевой пластины 8, выполненной в соответствии с изобретением, как показано на Фиг. 3-6, однако в этом случае, в отличие от вариантов выполнения, показанных на Фиг. 3-6, соответствующее углубление 801 образовано плоским основанием 801 с, которое проходит в каждом случае вдоль продольной оси L параллельно плоскости протяженности соответствующей поверхности 81 и 82 торцевой пластины 8, а также двумя взаимно противоположными плоскими боковыми сторонами 801а, 801b, выходящими вертикально из основания так, что углубления 801 имеют прямоугольную форму в поперечном сечении. Напротив, соответствующее возвышение 802 в каждом случае образовано одним плоским верхом 802 с, причем верх 802с проходит параллельно основанию 801с, и в каждом случае двумя взаимно противоположными и отстоящими друг от друга плоскими боковыми сторонами 802а, 802b, проходящими вертикально из соответствующего верха 802с. Таким образом, это образует прямоугольный поверхностный профиль в поперечном сечении с прямоугольными углублениями 801 и возвышениями в поперечном сечении.

На примере торцевой пластины 8, изображенной на Фиг. 7 и 8, высота Е, ширина D, высота F и разность А высот могут, например, принимать значения, указанные для Фиг. 3-6. Кроме того, расстояние В между двумя соседними возвышениями 802 или расстояние В между двумя соседними углублениями 801, в соответствии с Фиг. 8, имеют значение в диапазоне от 0, 1 мм до 2,5 мм.

На Фиг. 9 и 10 изображен еще один вариант выполнения торцевой пластины, выполненной в соответствии с изобретением, как показано на Фиг. 7 и 8, но в отличие от Фиг. 7 и 8 боковые стороны 801а, 801b углублений 801 теперь расходятся, начиная от соответствующего основания 801с соответствующего углубления 801. Также предусмотрено, в отличие от Фиг. 7 и 8, что боковые стороны 802а, 802b соответствующего возвышения 802 сходятся по направлению к верхней стороне 802 с соответствующего возвышения 802. Вышеупомянутые спецификации длин A, D, Е и F на Фиг. 3-8 также могут использоваться и для варианта выполнения, показанного на Фиг. 9 и 10. Расстояние В между двумя соседними возвышениями 802 может, например, на высоте верхних сторон 802 с, иметь значение в диапазоне от 0, 1 мм до 2,5 мм.

Наконец, в соответствии с еще одним вариантом выполнения (см. Фиг. 11 и 12) предусмотрено, что, в отличие от Фиг. 9 и 10, боковые стороны 801а, 801b углублений 801 сходятся, начиная от соответствующего основания 801 с соответствующего углубления 801. Кроме того, здесь предусмотрено, что боковые стороны 802а. 802b соответствующего возвышения 802 расходятся в направлении верхней стороны 802 с соответствующего возвышения 802 так, что образуются поверхностные структуры 9, которые в поперечном сечении имеют профиль ласточкина хвоста. Вышеупомянутые длины A, D, Е и F на Фиг. 3-10 также могут использоваться и для варианта выполнения, показанного на Фиг. 11 и 12. Расстояние В между двумя соседними возвышениями 802 могут, например, на уровне высоты верхних сторон 802 с, иметь значение в диапазоне от 0, 1 мм до 2,5 мм.

Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику (1), имеющему множество параллельных теплообменных каналов (30), которые отделены друг от друга разделительными пластинами (4). Каждый теплообменный канал (30) теплообменника ограничен на по меньшей мере одной стороне торцевой пластиной (8), причем каждая торцевая пластина (8) имеет первую поверхность (81) и вторую поверхность (82), обращенную от первой поверхности (81). Указанные две поверхности (81, 82) припаяны к соответствующей парной разделительной пластине (4). В соответствии с изобретением каждая из указанных двух поверхностей (81, 82) имеет поверхностную структуру (9) с множеством равномерно расположенных возвышений и углублений, причем расстояние (В) от одного возвышения до соседнего возвышения (802) или от одного углубления до соседнего углубления (801) составляет от 0,1 мм до 2,5 мм. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Пластинчатый теплообменник (1), содержащий множество параллельных разделительных пластин (4, 5), которые ограничивают теплообменные каналы (30), причем соответствующий теплообменный канал (30) ограничен на каждой из по меньшей мере двух сторон посредством торцевой пластины (8), причем соответствующая торцевая пластина (8) имеет первую поверхность (81) и вторую поверхность (82), обращенную от первой поверхности (81), и при этом каждая из указанных двух поверхностей (81, 82) присоединена пайкой к соответствующей разделительной пластине (4), причем каждая из указанных двух поверхностей (81, 82) имеет поверхностную структуру (9) с множеством равномерно расположенных возвышений (802) и углублений (801), отличающийся тем, что расстояние (В) от одного возвышения до соседнего возвышения (802) или от одного углубления до соседнего углубления (801) имеет значение в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм,

тем, что поверхностные структуры (9) двух поверхностей (81, 82) соответствующей торцевой пластины (8) образованы множеством параллельных друг другу углублений (801), причем в каждом случае два соседних углубления (801) отделены друг от друга одним возвышением (802), при этом возвышения (802) также проходят параллельно друг другу, и

тем, что углубления (801) и/или возвышения (802) проходят параллельно продольной оси (L).

2. Пластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что две поверхностные структуры (9) имеют среднюю шероховатость (Rz) более 15 мкм, в частности более 30 мкм.

3. Пластинчатый теплообменник по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соответствующая торцевая пластина (8) вытянута вдоль продольной оси (L).

4. Пластинчатый теплообменник по п. 3, отличающийся тем, что соответствующая торцевая пластина (8) имеет перпендикулярно продольной оси (L) высоту (E) в направлении, перпендикулярном направлению соседних разделительных пластин (4, 5), и причем соответствующая торцевая пластина (8) имеет перпендикулярно продольной оси (L) и перпендикулярно высоте (E) ширину (D), причем, в частности, ширина (D) соответствующей торцевой пластины (8) имеет значение в диапазоне от 10 мм до 50 мм и причем, в частности, высота (E) соответствующей торцевой пластины (8) имеет значение в диапазоне от 3 мм до 14 мм.

5. Пластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что разность (А) высот между самой нижней точкой углубления (801) и самой верхней точкой возвышения (802) составляет от 0,10 мм до 1 мм.

6. Пластинчатый теплообменник по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что углубления (801) образуют вогнутые долины волны, а возвышения (802) образуют выпуклые пики волны.

7. Пластинчатый теплообменник по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что соответствующее углубление (801) в каждом случае образовано двумя сходящимися плоскими боковыми сторонами (801a, 801b), которые сходятся в самой нижней точке (P) соответствующего углубления (801), и причем соответствующее возвышение (802) в каждом случае образовано двумя сходящимися плоскими боковыми сторонами (802a, 802b), которые сходятся в самой верхней точке (Ρ') соответствующего возвышения (802).

8. Пластинчатый теплообменник по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что соответствующее углубление (801) образовано плоским основанием (801c) и двумя взаимно противоположными плоскими боковыми сторонами (802a, 802b), отходящими от него, и при этом соответствующее возвышение (802) в каждом случае образовано соответствующим плоским верхом (802c) и двумя взаимно противоположными плоскими боковыми сторонами (802а, 802b), отходящими от него, причем основание (801c) проходит параллельно верху (802c).

9. Пластинчатый теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что боковые стороны (801a, 801b) соответствующего углубления (801) проходят параллельно друг другу и перпендикулярно основанию (801c) соответствующего углубления (801), и тем, что боковые стороны (802a, 802b) соответствующего возвышения (802) проходят параллельно друг другу и перпендикулярно верху (802c) соответствующего возвышения (802).

10. Пластинчатый теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что боковые стороны (801a, 801b) углублений (801) расходятся, начиная от основания (801c) соответствующего углубления (801), и тем, что боковые стороны (802a, 802b) соответствующего возвышения (802) сходятся по направлению к верху (802c) соответствующего возвышения (802).

11. Пластинчатый теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что боковые стороны (801a, 801b) углублений (801) сходятся, начиная с основания (801c) соответствующего углубления (801), и тем, что боковые стороны (802a, 802b) соответствующего возвышения (802) расходятся по направлению к верху (802c) соответствующего возвышения (802).

12. Пластинчатый теплообменник по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соответствующая торцевая пластина (8) имеет внутреннюю сторону (8а), направленную к соответствующему теплообменному каналу (30), и наружную сторону (8b), обращенную от внутренней стороны (8a), причем внутренняя сторона (8а) и наружная сторона (8b) в каждом случае соединяют первую поверхность (81) со второй поверхностью (82), причем, в частности, внутренняя сторона (8а) и/или наружная сторона (8b) имеют в каждом случае две поверхности (803а, 803b), которые сходятся по направлению к выступающей стороне (803), причем предпочтительно соответствующая выступающая сторона (803) имеет высоту (F) в диапазоне от 1 мм до 8 мм.

13. Способ изготовления пластинчатого теплообменника (1), в котором выполняют по меньшей мере одну торцевую пластину (8), имеющую первую поверхность (81) и вторую поверхность (82), обращенную от первой поверхности (81), причем указанные две поверхности (81, 82) обрабатывают так, что каждая из указанных двух поверхностей (81, 82) имеет поверхностную структуру (9) с множеством равномерно расположенных возвышений (802) и углублений (801), и при этом каждую из указанных двух поверхностей (81, 82) присоединяют пайкой к соседней разделительной пластине (4) и обеспечивают значение расстояния (B) от одного возвышения (802) до соседнего возвышения (802) или от одного углубления до соседнего углубления (801) в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм, причем поверхностные структуры (9) двух поверхностей (81, 82) соответствующей торцевой пластины (8) формируют множеством параллельных друг другу углублений (801), причем в каждом случае два соседних углубления (801) отделяют друг от друга одним возвышением (802), при этом обеспечивают возможность возвышениям (802) проходить также параллельно друг другу, а углублениям (801) и/или возвышениям (802) проходить параллельно продольной оси (L).