070和底邊緣1046之間沿著第一邊緣1047延伸的第二區(qū)Z2 (例如入口通道區(qū)域，參見圖41、圖43)，以及在第一區(qū)Z1、第二區(qū)Z2和第二邊緣1048之間延伸的第三區(qū)Z3(例如活躍區(qū)域，參見圖41和圖44)。在這三個區(qū)域中，第一區(qū)Zl中的微型通道1912具有最大的高度。第二區(qū)Z2中的微型通道1912具有比第一區(qū)Z2中的微型通道的高度小、比第三區(qū)Z3中的微型通道1912的高度大的高度。
[0209]例如，在一些實施方式中，第一區(qū)Zl中的微型通道1912的高度大約為5mm，第二區(qū)Z2中的微型通道1912的高度大約為3_，第三區(qū)Z3中的微型通道1912的高度為大約2_。當(dāng)配置在陣列1000中時，板3022、4022的第一區(qū)Zl中的微型通道與相鄰的板抵接，以使得在第一區(qū)Zl中的相鄰的板之間基本不存在間隙1025。在第二區(qū)Z2中，在相鄰的板之間設(shè)置大約2mm的間隙1025，而在第三區(qū)Z3中的相鄰的板之間設(shè)置大約4mm的間隙1025。區(qū)域Zl、Z2、Z3的高度和區(qū)域Zl、Z2、Z3的配置被構(gòu)造為有助于將非工作流體的流動保持在熱交換器板的“活躍區(qū)域”中?；钴S區(qū)域是板的工作流體和非工作流體之間的實質(zhì)上大部分的熱交換發(fā)生的區(qū)域，并且該區(qū)域通常與蛇形流動通道和支流通道的位置對應(yīng)。因此，如圖46所示，熱交換器板的“活動區(qū)域”通常位于第三區(qū)Z3。因為第三區(qū)Z3包括高度相對于第一區(qū)Z1、第二區(qū)Z2的高度較低的微型通道，這導(dǎo)致了堆疊時在相鄰的板之間相對大的間隙1025，在該區(qū)域的流動障礙較少并由此使得非工作流體易于流動經(jīng)過該區(qū)域。
[0210]參照圖47-圖49，在一些方面，熱交換板1022、3022、4022的陣列1000可以被大致管狀的殼體(例如，防護(hù)層(cocoon) )5000圍繞，該殼體圍繞陣列1000。防護(hù)層5000包括側(cè)壁5002、開口第一端5004以及與第一端5004相反的開口第二端5006。開口第一端5004限定了防護(hù)層5000的入口，以允許非工作流體被引入陣列1000的相鄰的板1022、3022、4022之間的間隙1025。開口第二端5006限定了防護(hù)層5000的出口，以允許非工作流體在通過板的前表面1040和后表面1042之后離開間隙1025。側(cè)壁5002還包括被構(gòu)造為接收岐管1080的開口 5008，以使得岐管1080在陣列被防護(hù)層5000圍繞時延伸通過開口 5008。
[0211]防護(hù)層側(cè)壁5002是第一側(cè)壁構(gòu)件5012和第二側(cè)壁構(gòu)件5014的組件。各側(cè)壁構(gòu)件5012、5014具有從截面看時的L形狀，并且第一側(cè)壁構(gòu)件5012和第二側(cè)壁構(gòu)件5014相同。特別地，第一側(cè)壁構(gòu)件5012包括第一側(cè)5012a和布置在第一側(cè)部5012a的端部并以與第一側(cè)部5012a垂直的方式延伸的第二側(cè)部5012b。類似地，第二側(cè)壁構(gòu)件5014包括第一側(cè)部5014a和布置在第一側(cè)部5014a的端部并以與第一側(cè)部5014a垂直的方式延伸的第二側(cè)部5014b。當(dāng)組裝時，第一側(cè)壁構(gòu)件5012與第二側(cè)壁構(gòu)件5014協(xié)作以形成具有矩形截面的管，該管包括側(cè)部5012a、5012b、5014a、5014b。熱交換板1022、3022、4022被支撐在槽5010中，槽5010形成于防護(hù)層側(cè)壁5002的相對的側(cè)部5012a、5014a的內(nèi)表面。槽5010彼此平行并且在與對準(zhǔn)軸1005平行的方向上均等地間隔開。槽間距與板1022、3022、4022之間的期望距離對應(yīng)。各槽5010被構(gòu)造為接收并支撐熱交換器板。由于第一和第二側(cè)壁構(gòu)件5012、5014為L形狀并且相同，防護(hù)層的組裝被簡化，并且確保了防護(hù)層5000的相對的側(cè)部5012a、5014a上的槽5010的對準(zhǔn)。
[0212]參照圖49，在一些方面，防護(hù)層包括布置在一側(cè)部5012a的外表面的把手5030。把手5030能夠從側(cè)部5012a被選擇性地安裝和拆卸，使用把手5030有助于操作陣列1000，特別是在熱交換模塊524中進(jìn)行安裝的時候。
[0213]防護(hù)層5000具有很多優(yōu)點。例如，防護(hù)層5000被構(gòu)造為支撐熱交換器板1022、3022,4022并且?guī)椭３诌@些板在陣列的組裝以及操作過程中處于平行的、間隔開的關(guān)系。例如，防護(hù)層5000將熱交換器板保持為具有期望的板間距的平行的、堆疊的配置，由此可以不需要上述的關(guān)于熱交換陣列1000的制造方法的步驟3003的對準(zhǔn)夾具和/或芯軸，從而簡化制造過程。防護(hù)層5000保護(hù)熱交換器板1022、3022、4022在運輸過程中以及在與熱交換模塊524中的其他陣列組裝的過程中不受外部結(jié)構(gòu)的損害。在使用中，防護(hù)層5000將非工作流體引入到陣列1000中，并且保持非工作流體在陣列中流動以及穿過活越區(qū)域。
[0214]另外，盡管這里是在應(yīng)用于OTEC電站的蒸發(fā)器和冷凝器的情況下對熱交換裝置和系統(tǒng)進(jìn)行說明，但是熱交換裝置和系統(tǒng)并不限于該應(yīng)用。例如，這里說明的熱交換裝置和系統(tǒng)在諸如蒸汽排放冷凝器、其他余熱轉(zhuǎn)換裝置、以及核燃料站的被動式冷卻系統(tǒng)等要求高效熱交換的其他應(yīng)用中也將是有用的。
[0215]以上詳細(xì)地說明了熱交換器裝置及其制造方法的精選的示例性實施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，這里僅對那些被認(rèn)為能夠明確實施方式的必要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。其他傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的輔助和補充部件則被認(rèn)為是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知并理解的。并且，盡管以上說明了裝置和方法的工作示例，但裝置和方法并不限于上述工作示例，而是可以執(zhí)行多種設(shè)計選擇。
【主權(quán)項】
1.一種熱交換板，其包括: 前表面，所述前表面限定第一熱交換表面， 后表面，所述后表面在所述板的與所述前表面相反的一側(cè)，所述后表面限定第二熱交換表面； 內(nèi)部流體通路，所述內(nèi)部流體通路布置在所述前表面和所述后表面之間，所述內(nèi)部流體通路的表面限定第三熱交換表面，所述內(nèi)部流體通路包括: 具有入口面積的流體入口， 具有與所述入口面積不同的出口面積的流體出口，以及 平行的流體通道，所述平行的流體通道中的每個流體通道被構(gòu)造為將流體平行地從所述流體入口引到所述流體出口，所述平行的流體通道包括在所述流體入口和所述流體出口之間的至少一個轉(zhuǎn)換點，所述流體通道的數(shù)量在所述轉(zhuǎn)換點處改變。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述入口面積比所述出口面積小，并且所述流體通道的數(shù)量在所述至少一個轉(zhuǎn)換點處增加。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述入口面積比所述出口面積大，并且所述流體通道的數(shù)量在所述至少一個轉(zhuǎn)換點處減小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述平行的流體通道包括至少四個所述轉(zhuǎn)換點。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板包括: 第一邊緣， 第二邊緣，所述第二邊緣與所述第一邊緣分隔開并且與所述第一邊緣平行地延伸，第三邊緣，所述第三邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸，以及第四邊緣，所述第四邊緣與所述第三邊緣分隔開并且與所述第三邊緣平行地延伸，所述第四邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸，其中， 所述平行的流體通道沿所述第一邊緣和所述第二邊緣之間的蛇形路徑延伸，并且所述平行的流體通道包括: 直線區(qū)域，所述直線區(qū)域與所述第一邊緣平行地延伸， 彎折區(qū)域，所述彎折區(qū)域連接相鄰的所述直線區(qū)域，所述彎折區(qū)域的位置與所述第三邊緣或所述第四邊緣相鄰，以及 支流通道，所述支流通道與所述彎折區(qū)域流體連通，所述支流通道被布置在相鄰的所述彎折區(qū)域之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換板，其特征在于， 所述支流通道被構(gòu)造為基本填充了在彎折區(qū)域、與該彎折區(qū)域相鄰的彎折區(qū)域以及對應(yīng)的第三邊緣或第四邊緣之間所限定的大致三角形區(qū)域。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板包括: 第一邊緣， 第二邊緣，所述第二邊緣與所述第一邊緣分隔開并且與所述第一邊緣平行地延伸， 其中， 所述平行的流體通道沿所述第一邊緣和所述第二邊緣之間的蛇形路徑延伸，并且所述平行的流體通道包括與所述第一邊緣平行地延伸的直線區(qū)域以及連接相鄰的所述直線區(qū)域的彎折區(qū)域，至少一個所述彎折區(qū)域包括支流通道，所述支流通道的位置在相鄰的所述彎折區(qū)域之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換板，其特征在于，所述支流通道具有與對應(yīng)的所述彎折區(qū)域流體連通的支流流體入口。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換板，其特征在于，多個所述彎折區(qū)域包括支流通道，并且各支流通道與所述內(nèi)部流體通路在單獨位置處連通，所述支流通道被分支以設(shè)置微型支流通道。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板包括 周緣，和 歧管區(qū)域，所述歧管區(qū)域從所述周緣向外延伸并且被布置成與第一端相鄰， 其中， 所述流體入口和所述流體出口被布置在所述歧管區(qū)域中，并且 所述支流通道入口向所述第一端開口。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板包括: 周緣，和 歧管區(qū)域，所述歧管區(qū)域從所述周緣向外延伸， 其中所述流體入口和所述流體出口被布置在所述歧管區(qū)域中，并且所述流體入口和所述流體出口均在與所述前表面平行的平面中開口。12.—種熱交換板，其包括: 前表面，所述前表面限定第一熱交換表面， 后表面，所述后表面在所述板的與所述前表面相反的一側(cè)，所述后表面限定第二熱交換表面； 周緣，所述周緣與所述前表面和所述后表面相接， 內(nèi)部流體通路，所述內(nèi)部流體通路布置在所述前表面和所述后表面之間，所述內(nèi)部流體通路的表面限定第三熱交換表面，所述內(nèi)部流體通路包括流體入口和流體出口， 歧管區(qū)域，所述歧管區(qū)域從所述周緣向外延伸， 其中所述流體入口和所述流體出口被布置在所述歧管區(qū)域中，并且所述流體入口和所述流體出口均在與所述前表面平行的平面中開口。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換板，其特征在于，所述周緣包括: 至少一個直線側(cè)邊緣，和 沿著所述直線側(cè)邊緣開口的切除區(qū)域， 其中， 所述歧管區(qū)域從所述至少一個直線側(cè)邊緣沿垂直于所述直線側(cè)邊緣的方向向外延伸，并且 所述切除區(qū)域與所述歧管區(qū)域相鄰。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換板，其特征在于，所述周緣包括: 第一邊緣， 第二邊緣，所述第二邊緣與所述第一邊緣分隔開并且與所述第一邊緣平行地延伸， 第三邊緣，所述第三邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸，以及 第四邊緣，所述第四邊緣與所述第三邊緣分隔開并且與所述第三邊緣平行地延伸，所述第四邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸， 其中， 所述歧管區(qū)域從所述第三邊緣向外延伸并且包括與所述第一邊緣對齊的側(cè)部，并且在所述第三邊緣中形成切除區(qū)域，所述切除區(qū)域從所述第三邊緣向內(nèi)延伸，所述切除區(qū)域與所述歧管區(qū)域相鄰。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換板，其特征在于，所述切除區(qū)域在面對所述前表面觀察時是大致三角形。16.—種熱交換板，其包括: 前表面，所述前表面限定第一熱交換表面， 后表面，所述后表面在所述板的與所述前表面相反的一側(cè)，所述后表面限定第二熱交換表面；以及 內(nèi)部流體通路，所述內(nèi)部流體通路布置在所述前表面和所述后表面之間，所述內(nèi)部流體通路的表面限定第三熱交換表面， 其中， 所述前表面包括與所述內(nèi)部流體通路的位置對應(yīng)的向外突出的區(qū)域，所述向外突出的區(qū)域在指定位置突出到由所述指定位置的所述內(nèi)部流體通路的高度限定的程度，這里的高度指的是在垂直于所述前表面的方向上的尺寸，所述向外突出的區(qū)域包括: 第一區(qū)，所述第一區(qū)對應(yīng)于第一內(nèi)部流體通路的高度，以及 第二區(qū)，所述第二區(qū)對應(yīng)于第二內(nèi)部流體通路的高度，其中所述第一內(nèi)部流體通路的高度比所述第二內(nèi)部流體通路的高度高。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板進(jìn)一步包括對應(yīng)于第三內(nèi)部流體通路的高度的第三區(qū)，其中所述第二內(nèi)部流體通路的高度比所述第三內(nèi)部流體通路的高度高。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱交換板，其特征在于，所述第三區(qū)布置在所述內(nèi)部流體通路沿著蛇形路徑延伸的區(qū)域。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板進(jìn)一步包括: 周緣，所述周緣與所述前表面和所述后表面相接， 流體入口，所述流體入口與所述內(nèi)部流體通路連通， 流體出口，所述流體出口與所述內(nèi)部流體通路連通， 歧管區(qū)域，所述歧管區(qū)域從所述周緣向外延伸， 其中所述流體入口和所述流體出口被布置在所述歧管區(qū)域中，并且 所述第一區(qū)被布置在所述歧管區(qū)域中，所述第二區(qū)被布置在所述歧管區(qū)域之外。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板進(jìn)一步包括與所述前表面和所述后表面相接的周緣，其中所述周緣包括: 第一邊緣， 第二邊緣，所述第二邊緣與所述第一邊緣分隔開并且與所述第一邊緣平行地延伸， 第三邊緣，所述第三邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸，以及 第四邊緣，所述第四邊緣與所述第三邊緣分隔開并且與所述第三邊緣平行地延伸，所述第四邊緣在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸， 其中， 歧管區(qū)域從所述第三邊緣向外延伸， 所述第一區(qū)布置在所述歧管區(qū)域中， 所述第二區(qū)沿著所述第三邊緣在所述歧管區(qū)域和所述第二邊緣之間延伸。21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換板，其特征在于，所述熱交換板進(jìn)一步包括與第三內(nèi)部流體通路的高度對應(yīng)的第三區(qū)，其中所述第二內(nèi)部流體通路的高度比所述第三內(nèi)部流體通路的尚度尚，并且 所述第三區(qū)在所述第一區(qū)、所述第二區(qū)和所述第四邊緣之間延伸。22.—種歧管連接器，其包括管狀體，所述管狀體包括: 第一端，所述第一端包括環(huán)狀槽以及布置在所述槽中的密封構(gòu)件； 第二端，所述第二端與所述第一端相反，所述第二端被構(gòu)造成接合到歧管； 流路，所述流路在所述第一端和所述第二端之間延伸，以及 外徑，所述外徑從所述第一端到所述第二端發(fā)生變化。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的歧管連接器，其特征在于，所述管狀體在形狀上為截頭圓錐形，并且所述第一端具有比所述第二端大的外徑。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的歧管連接器，其特征在于，所述第二端包括臺階部，由此所述第二端的外徑比所述第一端的外徑小。25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的歧管連接器，其特征在于，所述管狀體包括: 第一臺階部，所述第一臺階部布置在所述第二端與所述第一端和所述第二端之間的中點之間，所述第一臺階部被構(gòu)造為使得所述管狀體在所述第一臺階部的外徑比所述第一端的外徑小，和 第二臺階部，所述第二臺階部布置在所述第一臺階部和所述第二端之間，所述第二臺階部被構(gòu)造為使得所述管狀體在所述第二臺階部的外徑比所述第一臺階部的外徑小。26.—種熱交換器，其包括: 以如下方式堆疊配置的兩個或更多個熱交換器板:使得各熱交換器板與相鄰的熱交換器板分隔開，相鄰的熱交換板之間的間隔限定了外部流體通路，各所述外部流體通路被構(gòu)造為接收第一流體，各熱交換器板包括: 周緣， 被構(gòu)造為接收第二流體的內(nèi)部流體通路，和 在所述周緣處開口的進(jìn)入所述內(nèi)部流體通路的入口， 與各熱交換器板的所述入口流體連通的歧管，和 圍繞板的所述堆疊配置的殼體，所述殼體被構(gòu)造為將各熱交換器板支撐為處于間隔開的關(guān)系。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的熱交換器，其特征在于，所述殼體包括側(cè)壁、開口第一端以及與所述開口第一端相反的開口第二端，所述開口第一端限定供所述第一流體進(jìn)入各所述外部流體通路的入口，所述開口第二端限定用于各所述第一流體從所述外部流體通路離開的出口。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的熱交換器，其特征在于，所述殼體包括被構(gòu)造為接收所述歧管的開口，并且所述歧管延伸通過所述開口。29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的熱交換器，其特征在于，所述殼體包括被配置成從截面看時形成矩形的四個側(cè)部，并且所述殼體的一對相反的側(cè)部的內(nèi)表面被形成為具有平行的槽，并且各槽被構(gòu)造為接收并支撐熱交換器板。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的熱交換器，其特征在于，所述殼體是第一側(cè)壁構(gòu)件和第二側(cè)壁構(gòu)件的組件，各側(cè)壁構(gòu)件具有L形的截面，其中所述第一側(cè)壁構(gòu)件與所述第二側(cè)壁構(gòu)件相同。31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的熱交換器構(gòu)件，其特征在于，所述熱交換器構(gòu)件進(jìn)一步包括被布置在所述殼體的外表面的把手。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的熱交換器構(gòu)件，其特征在于，所述把手可以從所述外表面選擇性地拆卸。33.一種組裝板式熱交換器的方法，所述方法包括: 堆疊如下的熱交換器板，所述熱交換器板具有: 第一側(cè)面，所述第一側(cè)面提供第一外部熱交換表面， 第二側(cè)面，所述第二側(cè)面與所述第一側(cè)面相反并且提供第二外部熱交換表面， 內(nèi)部流體通路，所述內(nèi)部流體通路提供內(nèi)部熱交換表面， 開口，所述開口與所述內(nèi)部流體通路連通； 以如下方式接合相鄰的板的所述開口的邊緣:使得一個板的第一側(cè)面被接合到相鄰的板的第二側(cè)面，并且使得歧管室形成在至少部分地由各已接合的所述開口限定的容積中，所述歧管室與各板的所述內(nèi)部流體通路流體連通。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，各熱交換器板包括周緣和從所述周緣向外突出的突出部，其中所述開口被布置在所述突出部中，所述方法包括將所述突出部包封在塑料中。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括將連接器安裝到板堆疊體的最外側(cè)的板的開口，并且將所述突出部包封在塑料中的步驟包括將所述凸緣部的一部分包封在塑料中。36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，將所述突出部包封在塑料中包括: 將所述突出部包圍在殼體中， 將未固化的環(huán)氧樹脂置于所述殼體和所述突出部之間，并且 在所述環(huán)氧樹脂被至少部分地固化之后移除所述殼體。37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括: 將連接器連接到板堆疊體的最外側(cè)的板的朝向外部側(cè)的開口，并且 將所述堆疊體的包括所述連接器的部分包圍在殼體中，所述殼體被構(gòu)造為使得各連接器的端部位于所述殼體的外側(cè)； 將環(huán)氧樹脂置于所述殼體和所述堆疊體的包括所述連接器的部分之間，以使得所述開口的已接合的邊緣和所述連接器的至少一部分被環(huán)氧樹脂包封。
【專利摘要】一種熱交換器，包括以使各熱交換器板與相鄰的熱交換器板間隔開的方式堆疊配置的多個熱交換器板。相鄰的熱交換板之間的間隔限定了外部流體通路，各外部流體通路被構(gòu)造為接收第一流體。各熱交換器板包括周緣和被構(gòu)造為接收第二流體的內(nèi)部流體通路。內(nèi)部流體通路包括在周緣處開口的入口和出口。熱交換器還包括歧管，歧管具有供應(yīng)室和排出室，供應(yīng)室與各熱交換器板的入口流體連通，排出室與各熱交換器板的出口流體連通。
【IPC分類】F28F3/00, F28D9/00, F28F9/00
【公開號】CN104937363
【申請?zhí)枴緾N201380065659
【發(fā)明人】B·R·科爾, L·J·夏皮羅, B·諾埃爾, H·李, Y·黃, D·L·威爾金斯
【申請人】阿貝爾基金會
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2013年10月15日
【公告號】EP2920538A1, US20150260464, WO2014062653A1