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用于热交换板的金属制基础板材

阅读:167发布:2020-05-08

专利汇可以提供用于热交换板的金属制基础板材专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 是内置于板式 热交换器 的热交换板所用的金属制 基础 板材,其中,表面并列且交替具备多个带状的第一区域和多个带状的第二区域,带状的上述第一区域,具有与纵长方向的交 角 为10度以上并在25度以下而大体平行且大体等间隔排列的多个第一突条,带状的上述第二区域,具有以横宽方向上与上述多个第一突条相对的角度而大体平行且大体等间隔排列的多个第二突条,上述第一区域与上述第二区域,隔着间隙区域被大体等间隔地隔离,以上述第一区域和上述第二区域的纵长方向的一方作为下游方向时,上述多个第一突条的下游侧的第一端部与上述多个第二突条的下游侧的第二端部在纵长方向上彼此偏移。,下面是用于热交换板的金属制基础板材专利的具体信息内容。

1.一种金属制基础板材,其被用于内置于板式热交换器中的热交换板,其中,在至少一个表面上并列且交替地具备多个带状的第一区域和多个带状的第二区域,带状的上述第一区域,具有以与纵长方向的交角为10度以上并在25度以下的方式而大体平行且大体等间隔地排列的多个第一突条,
带状的上述第二区域,具有以横宽方向上与上述多个第一突条相对的角度而大体平行且大体等间隔地排列的多个第二突条,
上述第一区域与上述第二区域隔着间隙区域被大体等间隔地隔离,
将上述第一区域和上述第二区域的纵长方向的一方作为下游方向时,上述多个第一突条的下游侧的第一端部与上述多个第二突条的下游侧的第二端部在纵长方向上彼此偏移。
2.根据权利要求1所述的金属制基础板材,其中,
上述多个第一突条间的平均距离为0.1mm以上并在1.0mm以下,
上述多个第二突条间的平均距离为0.1mm以上并在1.0mm以下,
上述第一区域和上述第二区域间的平均距离为0.2mm以上并在4.0mm以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的金属制基础板材,其中,上述第一端部和上述第二端部间的纵长方向的偏移量为0.1mm以上并在5.8mm以下。
4.根据权利要求1所述的金属制基础板材,其中,上述第二突条的与上述第二区域的纵长方向的交角,其绝对值等于上述第一突条的交角。

说明书全文

用于热交换板的金属制基础板材

技术领域

[0001] 本发明涉及用于热交换板的金属制基础板材。

背景技术

[0002] 已知有利用工作介质的凝结传热的板式热交换器。内置于该板式热交换器中的热交换板,以热交换效率和机械耐久性的提高为目的,通常,被成形为人字形等复杂的形状。这样的热交换板,一般通过对金属制基础板材进行冲压加工来制造。
[0003] 为了进一步提高热交换板的热交换效率,提出有在冲压加工前的金属制基础板材的表面设置微细的多个突条的方法(专利文献1)。专利文献1的基础板材,在冲压加工前的金属制的平板材的表面,以成为V字形状的度对称地形成两种突条,且在这两种突条间设置间隙,从而能够利用对于工作介质的蒸气的搅拌作用促进工作介质的凝结,且高效率地排出工作介质的凝结液。
[0004] 设于专利文献1的基础板材的表面的两种突条,因为是在突条间具有间隙的对称的V字形状,所以在基础板材的表面流下的凝结液,会由两种突条的引导而集中在突条间,在通过突条的下游侧的端部间的间隙时减速。因此,为了使凝结液在板材表面恰当地分散,更有效率地使凝结液排出,需要新的办法。
[0005] 【在先技术文献】
[0006] 【专利文献】
[0007] 【专利文献1】日本特开2015-161449号公报

发明内容

[0008] 本发明基于上述这样的情况而形成,其目的在于,提供一种用于热交换板的金属制基础板材,其能够恰当地分散工作介质的凝结液,且高效率地排出凝结液。
[0009] 为了解决上述课题而形成的发明,是被用于内置于板式热交换器中的热交换板的金属制基础板材,在至少一个表面,并列且交替地具备多个带状的第一区域和多个带状的第二区域,带状的上述第一区域具有以与纵长方向的交角为10度以上并在25度以下的方式而大体平行且大体等间隔地排列的多个第一突条,带状的上述第二区域具有以横宽方向上与上述多个第一突条相对的角度而大体平行且大体等间隔地排列的多个第二突条,上述第一区域和上述第二区域,隔着间隙区域而被大体等间隔地隔离,以上述第一区域和上述第二区域的纵长方向的一方作为下游方向时,上述多个第一突条的下游侧的第一端部与上述多个第二突条的下游侧的第二端部沿纵长方向彼此偏移。
[0010] 该金属制基础板材因为在第一区域与第二区域之间具备间隙区域,使两种突条的端部在第一区域和第二区域的纵长方向上偏移而配设,所以能够抑制凝结液向两种突条的端部间的集中,恰当地分散凝结液。另外,该金属制基础板材,由于以使第一区域和第二区域与纵长方向的交角为10度以上并在25度以下的方式在上述纵长方向上配设互相在相反方向上倾斜的两种突条,因此,能够通过抑制流下的凝结液的减速而高效率地排出凝结液。
[0011] 上述多个第一突条间的平均距离为0.1mm以上并在1.0mm以下,上述多个第二突条间的平均距离为0.1mm以上并在1.0mm以下,上述第一区域和上述第二区域间的平均距离为0.2mm以上并在4.0mm以下为宜。由此,该金属制基础板材,因为第一突条间的平均距离、第二突条间的平均距离以及第一区域和第二区域间的平均距离得到恰当地调整,所以能够高效率地排出凝结液。
[0012] 上述第一端部和上述第二端部间的纵长方向的偏移量,为0.1mm以上并在5.8mm以下为宜。由此,该金属制基础板材,因为第一端部和第二端部间的纵长方向的偏移量得到恰当地调整,所以能够恰当在分散凝结液。
[0013] 上述第二突条的、与上述第二区域的纵长方向的交角,优选其绝对值等于上述第一突条的交角。这是由于可以有效地取得第一区域和第二区域中的凝结液的流下量的均衡。
[0014] 用于本发明的热交换板的金属制基础板材,能够恰当地分散工作介质的凝结液,并且高效率地排出凝结液。附图说明
[0015] 图1是部分性地表示本发明的一个实施方式的金属制基础板材的表面的示意性的俯视图。
[0016] 图2是部分性地表示图1的金属制基础板材的表面附近的A-A截面的示意性的立体剖视图。

具体实施方式

[0017] 以下,一边参照附图,一边对用于本发明的热交换板的金属制基础板材的实施方式详细说明。
[0018] [金属制基础板材]
[0019] 图1的金属制基础板材1是被用于内置于板式热交换器中的热交换板的金属制基础板材。作为金属制基础板材1的材质,没有特别限定,例如可使用。金属制基础板材1是用于制造热交换板的作为原材的平板材,在内置于板式热交换器时,通过冲压加工被成形为热交换板。作为金属制基础板材1,没有特别限定,可使用长边为1200mm,短边为800mm,平均厚度为0.5mm以上并在1.0mm以下的矩形板。
[0020] 在金属制基础板材1的表面,并列且交替地设有多个带状的第一区域2和多个带状的第二区域3。还有,具备第一区域2和第二区域3的表面,是金属制基础板材1的至少一个表面即可,可以只在金属制基础板材1的单面,也可以在金属制基础板材1的两面。
[0021] <第一区域>
[0022] 第一区域2是设于金属制基础板材1的表面的带状的区域,多个第一区域2被大体平行地设置。各第一区域2具有以与纵长方向的交角为θ1的方式大体平行且大体等间隔排列的多个第一突条21。
[0023] 作为第一区域2的横宽方向的平均宽度Z1的下限,优选为1mm,更优选为2mm,进一步优选为3mm。另一方面,作为平均宽度Z1的上限,优选为20mm,更优选为18mm,进一步优选为16mm。若平均宽度Z1低于上述下限,则不能充分取得对于工作介质的蒸气的搅拌作用,有可能无法促进工作介质的凝结。反之,若平均宽度Z1高于上述上限,则凝结液滞留在第一区域2,有可能凝结液无法被高效率地排出。还有,所谓“平均宽度”表示将1个对象的任意的5点的宽度进行平均得到的值。
[0024] (第一突条)
[0025] 在第一区域2,大体平行且大体等间隔地设有多个第一突条21。第一突条21,俯视下是细长的棒状的突条,具有其两端触及带状的第一区域2的两侧部的长度。还有,在图1中,第一突条21的形状大体为矩形,但第一突条21只要在俯视下2个长边大体平行地形成即可,两端例如也可以是曲线形状。另外,作为在金属制基础板材1的表面形成突条的方法,没有特别限定,例如可采用轧制时转印凹凸的方法等。
[0026] 第一突条21与第一区域2的纵长方向的交角θ1,为了抑制流下的凝结液的减速而设定成锐角。作为交角θ1的下限,优选为10度,更优选为12度,进一步优选为13度。另一方面,作为交角θ1的上限,优选为25度,更优选为22度,进一步优选为20度。若交角θ1低于上述下限,则凝结液有可能无法沿着第一突条21的侧边被恰当地引导。反之,若交角θ1高于上述上限,则凝结液有可能滞留在第一区域2,无法被高效率地排出。还有,所谓“交角”表示2条直线交叉时形成的2个角中,锐角的角。
[0027] 作为第一突条21的横宽方向的平均宽度a1的下限,优选为0.10mm,更优选为0.11mm,进一步优选为0.12mm。另一方面,作为平均宽度a1的上限,优选为1.0mm,更优选为
0.8mm,进一步优选为0.6mm。若平均宽度a1低于上述下限,则第一突条21的强度有可能不充分。反之,若平均宽度a1高于上述上限,则凝结液在第一突条21的上表面流下,凝结液有可能无法沿着第一突条21的侧边被恰当地引导。
[0028] 作为2个第一突条21间的平均距离b1的下限,优选为0.1mm,更优选为0.2mm,进一步优选为0.3mm。另一方面,作为平均距离b1的上限,优选为1.0mm,更优选为0.9mm,进一步优选为0.8mm。若平均距离b1低于上述下限,则凝结液向第一突条21的上表面溢出,凝结液有可能无法沿着第一突条21的侧边被恰当地引导。反之,若平均距离b1高于上述上限,则凝结液滞留在第一突条21间,有可能无法被高效率地排出。还有,所谓“平均距离”是突条的横宽方向的距离的平均,表示对2个突条间的任意的5个距离进行平均得到的值。
[0029] 作为第一突条21相对于金属制基础板材1的表面的平均高度h的下限,优选为0.02mm,更优选为0.03mm,进一步优选为0.04mm。另一方面,作为平均高度h的上限,优选为
0.10mm,更优选为0.09mm,进一步优选为0.08mm。若平均高度h低于上述下限,则无法充分得到对于工作介质的蒸气的搅拌作用,工作介质的凝结有可能无法被促进。反之,若平均高度h高于上述上限,则加工成本有可能增大。
[0030] <第二区域>
[0031] 第二区域3与第一区域2同样,是设于金属制基础板材1的表面的带状的区域,多个第二区域3大体平行而设。在各第二区域3,具有以横宽方向上与多个第一突条21相对的角度θ2而大体平行且大体等间隔排列的多个第二突条31。
[0032] 作为第二区域3的横宽方向的平均宽度Z2的下限,优选为1mm,更优选为2mm,进一步优选为3mm。另一方面,作为平均宽度Z2的上限,优选为20mm,更优选为18mm,进一步优选为16mm。若平均宽度Z2低于上述下限,则无法充分取得对于工作介质的蒸气的搅拌作用,工作介质的凝结有可能无法被促进。反之,若平均宽度Z2高于上述上限,则凝结液滞留在第二区域3,凝结液有可能无法高效率地排出。
[0033] (第二突条)
[0034] 在第二区域3,多个第二突条31大体平行且大体等间隔地设置。第二突条31与第一突条21同样,俯视为细长的棒状的突条,具有其两端触及带状的第二区域3的两侧部的长度。还有,在图1中,第二突条31的形状与第一突条21的形状相同,大体为矩形,但第二突条31与第一突条21同样,只要俯视下2条长边大体平行地形成即可。另外,从凝结液的流下量的均衡的观点出发,优选第二突条31为俯视下与第一突条21相同的形状,第二突条31相对于金属制基础板材1的表面的高度,如图2所示,优选与第一突条21相对于金属制基础板材1的表面的高度h相等。
[0035] 因为第二突条31以横宽方向上与第一突条21相对向的角度而配设,所以将第一区域2和第二区域3的纵长方向的一方作为下游方向时,多个第一突条21的下游侧的第一端部21a和多个第二突条31的下游侧的第二端部31a夹隔间隙区域4而互相接近。
[0036] 第二突条31与第二区域3的纵长方向的交角θ2,为了抑制流下的凝结液的减速而设定成锐角。作为交角θ2的下限,优选为10度,更优选为12度,进一步优选为13度。另一方面,作为交角θ2的上限,优选为25度,更优选为22度,进一步优选为20度。若交角θ2低于上述下限,则凝结液有可能无法沿着第二突条31的侧边而被恰当地引导。反之,若交角θ2高于上述上限,则凝结液滞留在第二区域3,有可能无法被高效率地排出。还有,从凝结液的流下量的均衡的观点出发,优选交角θ1和交角θ2的绝对值相等。
[0037] 作为第二突条31的横宽方向的平均宽度a2的下限,优选为0.10mm,更优选为0.11mm,更优选为0.12mm。另一方面,作为平均宽度a2的上限,优选为1.0mm,更优选为
0.8mm,进一步优选为0.6mm。若平均宽度a2低于上述下限,则第二突条31的强度有可能不充分。反之,若平均宽度a2高于上述上限,则凝结液在第二突条31的上表面流下,凝结液有可能无法沿着第二突条31的侧边被恰当地引导。还有,从凝结液的流下量的均衡的观点出发,优选平均宽度a1和平均宽度a2相等。
[0038] 作为2个第二突条31间的平均距离b2的下限,优选为0.1mm,更优选为0.2mm,进一步优选为0.3mm。另一方面,作为平均距离b2的上限,优选为1.0mm,更优选为0.9mm,进一步优选为0.8mm。若平均距离b2低于上述下限,则凝结液溢出到第二突条31的上表面,凝结液有可能无法沿着第二突条31的侧边被恰当地引导。反之,若平均距离b2高于上述上限,则凝结液滞留在第二突条31间,有可能无法被高效率地排出。还有,从凝结液的流下量的均衡的观点出发,优选平均距离b1和平均距离b2相等。
[0039] 将第一区域2和第二区域3的纵长方向的一方作为下游方向时,如图1所示,多个第一突条21的下游侧的第一端部21a和多个第二突条31的下游侧的第二端部31a,在纵长方向上彼此偏移。作为第一端部21a和第二端部31a间的纵长方向的偏移量,存在第一端部21a处于第二端部31a的下游侧时的偏移量W1,和第一端部21a处于第二端部31a的上游侧时的偏移量W2。从凝结液的流下量的均衡的观点出发,优选偏移量W1和偏移量W2相等,但没有特别限定,偏移量W1和偏移量W2也可以不同。还有,所谓突条的下游侧的端部,表示突条的上游侧的长边的下游侧的终端部。
[0040] 作为第一端部21a和第二端部31a间的纵长方向的偏移量W1的下限,优选为0.1mm,更优选为0.6mm,进一步优选为1.0mm。另一方面,作为平均距离b2的上限,优选为5.8mm,更优选为4.5mm,进一步优选为3.5mm。若偏移量W1低于上述下限,则凝结液向第一端部21a和第二端部31a间的集中得不到抑制,凝结液有可能无法被恰当地分散。反之,若偏移量W1高于上述上限,则凝结液有可能无法沿着第一突条21和第二突条31被恰当地引导。还有,关于偏移量W2的下限和上限,也与W1同样。
[0041] <间隙区域>
[0042] 第一区域2和第二区域3,隔着间隙区域4被大体等间隔地隔离。间隙区域4,是与第一区域2和第二区域3的纵长方向平行的带状的区域,第一区域2和第二区域3夹隔该间隙区域4而平行地配设。在间隙区域4,不形成突条等的凹凸,凝结液的大部分一边蛇行一边在该间隙区域4流下。
[0043] 作为第一区域2和第二区域3间的平均距离X的下限,优选为0.2mm,更优选为0.3mm,进一步优选为0.4mm。另一方面,作为平均距离X的上限,优选为4.0mm,更优选为
3.5mm,进一步优选为3.0mm。若平均距离X低于上述下限,则凝结液有可能无法被高效率地排出。反之,若平均距离X高于上述上限,则凝结液有可能无法沿着第一突条21和第二突条
31被恰当地引导。
[0044] (优点)
[0045] 该金属制基础板材1,因为在第一区域2和第二区域3之间具备间隙区域4,并使两种突条的端部在第一区域2和第二区域3的纵长方向上偏移而配设,所以能够抑制凝结液向两种突条的端部间的集中,使凝结液恰当地分散。另外,该金属制基础板材1,因为以使与第一区域2和第二区域3的纵长方向的交角为10度以上并在25度以下的方式配设两种突条,所以可抑制流下的凝结液的减速,从而能够高效率地排出凝结液。
[0046] 另外,该金属制基础板材1,因为第一突条21间的平均距离b1、第二突条31间的平均距离b2以及第一区域2和第二区域3间的平均距离X被恰当地调整,所以能够高效率地排出凝结液。
[0047] 另外,该金属制基础板材1,因为第一端部21a和第二端部31a间的纵长方向的偏移量W1、W2被恰当地调整,所以能够恰当地分散凝结液。
[0048] [其他的实施方式]
[0049] 用于本发明的热交换板的金属制基础板材,不限定于上述实施方式。
[0050] 在上述实施方式中,对于金属制基础板材1在第一区域2与第二区域3之间具备间隙区域4的情况进行了说明,但间隙区域4只要设于第一端部21a和第二端部31a间即可,也可以不设置在第一突条21的上游侧的端部与第二突条31的上游侧的端部之间。
[0051] 【实施例
[0052] 以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明不受这些实施例限定。
[0053] 作为凝结传热的性能试验,进行使用了No.1~No.4的金属制基础板材的传热率的评价。作为与金属制基础板材的表面接触的工作介质,使用氢氟化物(R134a),作为用于使工作介质凝结而与金属制基础板材的背面接触的制冷剂,使用冷。用加热器使流入温度为30℃,以压0.68MPa而使工作介质流入到金属制基础板材的表面。使流入温度为20℃,使流量为3L/min而使冷水流入到金属制基础板材的背面。另外,使金属制基础板材的传热面积为17500mm2,使W深度为2mm。传热率,使用冷水向金属制基础板材的背面的流入温度、冷水从金属制基础板材的背面的流出温度、金属制基础板材的传热面积、工作介质的流入温度及冷水的流入温度的差计算。
[0054] 使工作介质接触的金属制基础板材的表面如下。还有,No.1~No.2的金属制基础板材,是上述的实施方式的金属制基础板材1,No.3的金属制基础板材,是在上述的实施方式的金属制基础板材1中,突条与设有突条的区域的纵长方向的交角θ和突条的端部间的纵长方向的偏移量W在实施方式的范围外的例。另外,No.4的金属制基础板材,是在表面没有突条的平板材。还有,No.1~No.3的金属制基础板材,使第一突条和第二突条为同一形状。
[0055] [No.1的金属制基础板材]
[0056] 突条的高度h:0.05mm,突条的横宽方向的宽度a:0.125mm,突条间的距离b:0.6mm,突条与设有突条的区域的纵长方向的交角θ:15度,设有突条的区域间的距离X:0.98mm,设有突条的区域的横宽方向的宽度Z:4.88mm,突条的端部间的纵长方向的偏移量W:1.4mm[0057] [No.2的金属制基础板材]
[0058] 突条的高度h:0.05mm,突条的横宽方向的宽度a:0.125mm,突条间的距离b:0.6mm,突条与设有突条的区域的纵长方向的交角θ:15度,设有突条的区域间的距离X:0.49mm,设有突条的区域的横宽方向的宽度Z:2.44mm,突条的端部间的纵长方向的偏移量W:1.4mm[0059] [No.3的金属制基础板材]
[0060] 突条的高度h:0.05mm,突条的横宽方向的宽度a:0.125mm,突条间的距离b:0.6mm,突条与设有突条的区域的纵长方向的交角θ:45度,设有突条的区域间的距离X:4mm,设有突条的区域的横宽方向的宽度Z:20mm,突条的端部间的纵长方向的偏移量W:0mm[0061] 试验的结果可确认,No.1的金属制基础板材的传热率为3592W/m2·K,No.2的金属制基础板材的传热率为3436W/m2·K,No.3的金属制基础板材的传热率为2518W/m2·K,No.4的金属制基础板材的传热率为2305W/m2·K,No.1~No.2的金属制基础板材显示出高传热率。据此,可以说若像No.1~No.2的金属制基础板材这样在金属制基础板材的表面以恰当的配置设有突条,则金属制基础板材的传热率提高。
[0062] 用于本发明的热交换板的金属制基础板材,能够恰当地分散工作介质的凝结液,且高效率地排出凝结液。
[0063] 符号说明
[0064] 1 金属制基础板材
[0065] 2 第一区域
[0066] 3 第二区域
[0067] 4 间隙区域
[0068] 21 第一突条
[0069] 21a 第一端部
[0070] 31 第二突条
[0071] 31a 第二端部
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