高效氣體‑液體換熱用全焊接板片的製作方法

2023-10-23 10:26:58

本實用新型涉及板式換熱器技術領域，具體地說是一種用於氣體和液體之間的高效板式換熱器的全焊接板片。

背景技術：

全焊接板式換熱器因其具有換熱效率高、壓降低、佔地面積小、節約安裝費用等優點，在工業餘熱回收中得到了廣泛的應用，尤其在北方地區，工業餘熱供熱成為了最節能，最環保的一種方式。

由於工業廢氣成分的複雜性，常規的焊接板片經常出現洩漏、腐蝕、堵塞等諸多問題，不但降低了換熱設備的換熱效率還對餘熱供熱系統的穩定性造成了很大的影響。

傳統的全焊接板式換熱器的全焊接板片上的內凹波紋和外凸波紋都是對稱布置的，即全焊接板片的兩流側的波紋結構相同，只是位置上錯位布置。這種結構在工業餘熱供熱應用中存在著一下幾個方面的不足。

第一，由於廢煙氣中存在著大量的雜質，長時間運行會附著在板片的表面，使氣體側的截面變小，增大流通阻力，甚至堵塞。而板式換熱器氣體側的引風機是用排煙系統原有的引風機，因此在選擇板式換熱器時需要考慮排煙系統原有引風機的功率，儘量降低板式換熱器的阻力。流通阻力和傳熱效率之間本身就是一個矛盾體，即降了流通阻力，則傳熱效率必然會受到很大的影響。若要提高傳熱效率，則流通阻力會明顯變大。

第二，液體側的承載能力低，尤其在應用於供熱時，由於液體側的壓力較大，容易出現滲漏的現象。

第三，由於傳統的全焊接板片自身的剛度不夠，因此在液體側的較大的壓力下會出現變形，即向氣體側膨脹，從而減小氣體側的流通截面，增大流通阻力。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供了高效氣體-液體換熱用全焊接板片，該全焊接板片不僅具有較高的剛度，增大了承壓能力，而且兼顧了流通阻力和傳熱效率。

本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是：

高效氣體-液體換熱用全焊接板片，包括板片本體，所述的板片本體上設置有若干個呈矩陣排布的第一內凹波紋；

所述第一內凹波紋的上方和下方分別設置有沿X方向的呈長條狀的外凸波紋；

所述第一內凹波紋的左側和右側分別設置有沿Y方向的呈長條狀的第二內凹波紋。

進一步地，相鄰全焊接板片之間的第一內凹波紋之間設置有波峰焊點。

進一步地，所述外凸波紋的深度大於所述第一內凹波紋的深度。

進一步地，所述的第二內凹波紋的深度與所述的第一內凹波紋的深度相同。

進一步地，相鄰的第一內凹波紋之間僅設置有一個第二內凹波紋或一個外凸波紋。

本實用新型的有益效果是：

1、通過在兩片全焊接板片的第一內凹波紋之間設置波峰焊點，有效的增大了液體側的增壓能力，避免液體側發生膨脹，從而影響氣體側的流通截面，穩定了氣體側的流通截面，提高了設備的穩定性和可靠性。

2、通過增大氣體側的外凸波紋的深度，增大了廢煙氣的流通截面，降低了廢煙氣的流通阻力，避免出現堵塞的現象。

3、通過在液體側設置第二內凹波紋，且所述的第二內凹波紋與所述的外凸波紋垂直布置，一方面有效的增加了板片本身的剛度，另一方面第二內凹波紋對液體起到靜攪拌作用，提高了傳熱效率。

4、通過將第二內凹波紋的深度設計的與第一內凹波紋的深度相同，因此在使用的過程中相鄰板片之間會有相互制約的作用，進一步地提高了液體側的承壓能力。

附圖說明

圖1為本實用新型的俯視圖；

圖2為圖1中A-A剖視圖；

圖3為隱藏外凸波紋後的本實用新型的俯視圖；

圖4為圖3中A部分的放大結構示意圖。

圖中：1-第一內凹波紋，11-波峰焊點，2-第二內凹波紋，3-外凸波紋，4-板片本體。

具體實施方式

為了方便描述，現將用於液體流通的液體側定義為內側，用於廢煙氣流通的氣體側定義為外側，並定義坐標系如圖1所示。

如圖1所示，高效氣體-液體換熱用全焊接板片包括板片本體4，所述的板片本體4上設置有若干個第一內凹波紋1，且若干個所述的第一內凹波紋1呈矩陣排列。所述第一內凹波紋1的上方和下方分別設置有沿X方向的呈長條狀的外凸波紋3，所述第一內凹波紋1的左側和右側分別設置有沿Y方向的呈長條狀的第二內凹波紋2。相鄰的第一內凹波紋1之間僅設置有一個第二內凹波紋2或一個外凸波紋3。

通過設置第二內凹波紋2，一方面可以對液體側的液體起到靜攪拌的作用，從而提高傳熱效率。另一方面，通過設置第二內凹波紋2也大大的提高了板片本體4的剛度。如圖1所示，當所述的板片本體4繞Y軸彎曲時，外凸波紋3可以起到支撐作用，當所述的板片本體4繞X軸彎曲時，第二內凹波紋2可以起到支撐作用，這樣通過第二內凹波紋2和外凸波紋3的配合，增加了板片本體4繞任何方向彎曲的難度，從而提高板片本體4的剛度。

如圖2所示，相鄰全焊接板片之間的第一內凹波紋1之間設置有波峰焊點11，即相鄰全焊接板片之間的第一內凹波紋1之間通過焊接的方式固定連接在一起。這樣無疑會大大增加液體側的承壓能力。

進一步地，為了降低氣體側的流通阻力，所述外凸波紋3的深度大於所述第一內凹波紋1的深度，優選的，所述的外凸波紋3的深度為所述第一內凹波紋1深度的1.5-2.8倍。

進一步地，為了提高液體側的承壓能力，如圖2所示，所述的第二內凹波紋2的深度與所述的第一內凹波紋1的深度相同。具體原因分析如下。

如圖3所示，僅看液體側的波紋可知，所述液體側的波紋可以劃分為若干個小單元，取其中的一個單元如圖4所示。由於每個小單元的四個角上的第一內凹波紋1與相鄰板片的第一內凹波紋1之間設置有波峰焊點11，即固定連接點，因此在液體壓力的作用下該小單元的中間部分會有向氣體側凸出的趨勢，受該趨勢的影響，改小單元的四周會有向液體側凹陷的趨勢。但是由於所述的第二內凹波紋2與所述的第一內凹波紋1深度相同，相鄰板片的第二內凹波紋2之間是相互接觸的，因此受到相鄰板片的第二內凹波紋2的限制作用，該小單元的中部向氣體側凸出的趨勢也會被削弱，即通過相鄰板片的第二內凹波紋2之間的相互作用提高承壓能力。可以試想，若所述的第二內凹波紋2的深度小於所述第一內凹波紋1的深度，即相鄰板片的第二內凹波紋2不接觸，則該小單元的四周會在液體壓力的作用下向液體側凹陷，直至相鄰板片的第二內凹波紋2相互接觸為止。