CN104236361A - 一种蜂窝肋板储热换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜂窝肋板储热换热装置，该装置含有盖板、隔板、肋片和接管，隔板四边以一定角度设有折边，每一张隔板上都开有四个圆孔使载热体及相变储热介质流体通过；隔板一条对角线上的开孔处设置有凸起平面，每一隔板的凸起平面与上一隔板同一开孔处的平面以钎焊连接，并且每一开孔处的平面上均设置两个环形或圆形边条，凸起平面上的凹下边条与同一开孔处平面上的凸起边条以钎焊连接，两隔板中间的圆孔处设有液体分配器，使储热装置内部流动更加均匀。本发明还可以作为蒸发器使用。本发明密封性能好，蜂窝肋板结构强化了本装置的储放热性能，具有较好的经济和社会效益。

Description

一种蜂窝肋板储热换热装置

技术领域

本发明涉及一种蜂窝肋板储热换热装置。适用于新能源装备与技术领域。

背景技术

太阳能热发电是太阳能利用的有效技术途径之一，其输出电力稳定，可满足基础负荷需求，近年来得到了世界各国的高度重视，装机容量逐年增长。规模化的太阳能热发电站均无一例外的采用储热系统。储热系统可以有效平抑太阳辐射的波动，可实现夜间发电，同时提高电站的年运行时数，储热系统技术水平和容量直接决定太阳能热发电站的发电成本。目前传统的储热器主要有管壳式、翅片管、板式、热管式等等，但普遍存在单位体积内传热面积较小的问题，储热量和储热效率也不高。

发明内容

本发明就是针对上述问题，对传统储热换热装置的结构做了改进，提出了一种蜂窝肋板储热换热装置，与其他形式的储热换热装置相比，其换热面积与储放热速率更高。

本发明的技术方案如下：

一种蜂窝肋板储热换热装置，含有盖板、至少两片隔板、肋片和接管，所述隔板包括隔板A和隔板B；所述盖板、隔板A和隔板B的四边都以一定的角度设有折边，四角设有圆孔使载热体及相变储热介质流体通过；所述接管和盖板四角处圆孔连接；所述隔板A的一条对角线上，圆孔a和圆孔c设有凸起的平面，凸起平面的高度与肋片高度相等，圆孔a的凸起平面上有一个带缺口的下凹部分，圆孔c的凸起平面上有两个下凹的环形边条，另一条对角线上圆孔b和圆孔d所在平面上设有两个凸起的环形边条；所述隔板B的一条对角线上圆孔b和圆孔d设有凸起的平面，凸起平面的高度与肋片高度相等，凸起平面上各有两个下凹的环形边条，另一条对角线上，圆孔a为相变储热介质进口，其平面上有一个带缺口的与肋片等高的凸起，圆孔c为相变储热介质出口，其平面上有两个凸起的环形边条，边条的高度与肋片的高度相等；连接时，隔板B叠靠在隔板A之上，隔板A的圆孔a和圆孔c所在凸起平面上的凹下部分与隔板B上圆孔a和圆孔c凸起边条密封连接，隔板B上圆孔b和圆孔d所在凸起平面与隔板A对应的圆孔平面连接，两隔板四周边缘的折边连接，形成密闭的相变介质空间；隔板A叠靠在隔板B上，隔板B上圆孔b和圆孔d的凸起平面下凹部分与隔板A对应的圆孔的凸起边条密封连接，隔板A圆孔a和圆孔c所在凸起平面与隔板B对应的角孔边缘平面连接，两隔板四周边缘的折边连接，形成密闭的载热体空间。隔板A和隔板B按上述方式依次连接，形成间隔的载热体和相变介质空间，肋片设在换热空间内，并与隔板中心平面连接，肋片形式为靠近四角圆孔处肋片排列疏松利于流体流动，隔板中心处，肋片结构紧凑利于肋片的强化传热。

所述隔板A的圆孔a的凸起平面上有一个带缺口的下凹部，圆孔c的凸起平面上有两个下凹的环形边条，下凹深度与肋片高度相等；所述隔板B的圆孔b和圆孔d的凸起平面上有两个下凹的环形边条，下凹深度与肋片高度相等。上述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：每一隔板凸起平面上的凹下边条与下面隔板同一开孔处平面上的凸起边条以钎焊连接，起到了良好的支撑作用，又可实现整体密封结构。该储热换热装置，隔板B圆孔a凸起的带缺口的环形边条与隔板A圆孔a凸起平面上下凹的环形边条形成一个液体分配器，液体分配器上布置有均匀分布的小孔，使流体可以均匀的分布到各层通道中。

本发明的蜂窝肋板储热换热装置，其中最关键的部位是一系列结构单元组成的进行储热及热量交换的芯体，每一个结构单元都是由隔板A、隔板B和肋片组成，该装置较其他形式的相变储热换热器单位体积内具有更大的传热面积。本发明密封效果好，盖板、隔板和肋片之间均采用钎焊连接，隔板的凸起边条与上层隔板同一开孔处的凹下边条钎焊后起支撑密封作用，各流道之间不会发生换热介质和相变介质的串漏。

此外，本发明结构简单，紧凑，适合批量生产，成本低，具有较好的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明组装后整体结构示意图。

图2是本发明芯体结构剖面图。

图3是隔板A的结构示意图。

图4是隔板B的结构示意图。

图5是肋片放置位置示意图。

图6是本发明肋片示意图。

图7是液体分配器示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示：本发明由盖板1、隔板2a，2b、肋片3a，3b和接管4组成，隔板由一定厚度的不锈钢薄板冲压而成，隔板2a，2b四边设有一定角度的折边11，折边的角度为为(180°-arcsin(肋片高度/折边宽度))，每张隔板2a，2b上四角开有圆角孔作为载热体进出口和相变储热介质的灌装口，并且同一种介质的进出口分布在一条对角线上。

如图2所示：本发明的芯体部分以隔板2a、肋片3a、隔板2b、肋片3b、隔板2a交替摆放的形式排列。安装顺序为：隔板2a上放置肋片3a，肋片3a上放置隔板2b，隔板2b放置肋片3b，肋片3b上再隔板2a，按照上述的方式形成两种介质流体各自的流道，流体不会发生串漏。由于隔板上有凸起平面，最上面一层肋片不放置隔板，安装盖板1。上、下盖板四边也设有与隔板折边角度相同的折边，由于角度相同，盖板和隔板的折边叠靠并钎焊链接，起到密封作用，流体不会发生泄漏。

如图3和图4所示：本发明中，隔板2a,2b上圆孔a(孔13，孔23)作为载热体进口，圆孔b(孔12，孔22)作为储热介质灌装进口，圆孔c(孔19，孔29)作为载热体出口，圆孔d(孔10，孔20)作为储热介质灌装出口。隔板2b上孔20，22处设置有凸起平面24，凸起平面24的高度与肋片3b高度相等。装配时隔板2b的凸起平面24与隔板2a的平面14相互叠靠钎焊连接在一起，相变储热介质不从隔板2b上的该层通道经过。而隔板2b孔23，29处的平面25与隔板2a孔13处的凸起平面15是不叠靠的，相变储热介质从该层通道经过，这层通道为相变储热介质的流体通道。肋片3a放置位置如图5所示。

隔板2b的凸起平面24上各有两个下凹的环形边条26，载热体出口处的平面25上有两个凸起的环形边条27，边条的高度与肋片的高度相等；载热体进口处的平面25上有一个带缺口的与肋片等高的凸起28。由于隔板2b的平面25与隔板2a的凸起平面15不叠靠，隔板2b平面25上凸起边条27与隔板2a凸起平面15上的凹下边条17叠靠以钎焊连接，由于隔板比较薄，凹凸环形边条的连接能起到支撑作用。

如图2和图6所示，隔板2b上载热体进口处的凸起与隔板2a上载热体进口处的凹下部分叠靠以钎焊连接在一起。由于隔板2a的平面14与下面一张隔板2b的凸起平面24相互叠靠，隔板2a的平面14与上面一张隔板2b的凸起平面24不叠靠，相变储热介质流体从隔板2a上的这层肋片3b通过，该层肋片就成为储热介质的流体的通道。隔板2a的平面14上的凸起边条16与上面一张隔板2b的凸起平面24上的凹下边条26叠靠以钎焊连接在一起。隔板2a的凸起平面15与上面一张隔板2b的平面25叠靠以钎焊连接。隔板2a和隔板2b依次连接，形成间隔的载热体和相变介质空间，肋片设在换热空间内，肋片形式为靠近四角圆孔处肋片排列疏松利于流体流动，隔板中心处，肋片结构紧凑利于肋片的强化传热。

如图7所示，隔板2b上相变介质流体进口处有一个带有缺口的凸起28，隔板2a上相变介质进口处有一个带缺口的凹下部分18。隔板2b上的凸起28与隔板2a上的凹下部分18形成一个液体分配器，液体分配器四周设有均匀的小孔30，流体从缺口及小孔处流入通道层，使得载热体侧流体流动均匀，达到传热均匀的目的。

本发明相变储热材料没有充装之前，隔板A，隔板B对应的相变储热介质进口(圆孔b)，相变储热介质出口(圆孔d)是开口的，充装之后，两圆孔密封，防止蓄热材料的泄露。

以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和宗旨的前提下，还可以做出若干替换、变型、改进和润饰，这些替换、变型、改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种蜂窝肋板储热换热装置，含有盖板、隔板A、隔板B、肋片、接管，其特征在于：载热体和相变储热介质流体的进出口接管分别分布在一条对角线上，所述盖板、隔板A和隔板B的四角设有圆孔，四边设有角度相同的折边；

所述隔板A的一条对角线上的圆孔a和圆孔c设有与隔板中心平面延伸连接的凸起平面，凸起平面的高度与肋片高度相等，圆孔a的凸起平面上设有一个带缺口的下凹的环形边条，圆孔c的凸起平面上有两个下凹的环形边条；所述隔板A另一条对角线上圆孔b和圆孔d所在平面上设有两个凸起的环形边条；

所述隔板B的一条对角线上圆孔b和圆孔d设有凸起的平面，凸起平面的高度与肋片高度相等，凸起平面上各有两个下凹的环形边条；所述隔板B另一条对角线上，圆孔a为相变储热介质进口，其平面上有一个带缺口的与肋片等高的凸起，圆孔c为相变储热介质出口，其平面上有两个凸起的环形边条，边条的高度与肋片的高度相等。

2.根据权利要求1所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：连接时，交替摆放，隔板B叠靠在隔板A上，隔板A的圆孔a和圆孔c所在凸起平面上的凹下部分与隔板B上圆孔a和圆孔c凸起边条密封连接，隔板B上圆孔b和圆孔d所在凸起平面与隔板A对应的圆孔平面连接，两隔板四周边缘的折边连接，形成密闭的相变介质空间；隔板A叠靠在隔板B上，隔板B上圆孔b和圆孔d的凸起平面下凹部分与隔板A对应的圆孔的凸起边条密封连接，隔板A圆孔a和圆孔c所在凸起平面与隔板B对应的角孔边缘平面连接，两隔板四周边缘的折边连接，形成密闭的载热体空间；肋片设在换热空间内，并与隔板中心平面连接。

3.根据权利要求2所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：所述隔板A的圆孔a的凸起平面上有一个带缺口的下凹部，圆孔c的凸起平面上有两个下凹的环形边条，下凹深度与肋片高度相等；所述隔板B的圆孔b和圆孔d的凸起平面上有两个下凹的环形边条，下凹深度与肋片高度相等；每一隔板凸起平面上的凹下边条与下面隔板同一开孔处平面上的凸起边条以钎焊连接，起到了良好的支撑作用，又可实现整体密封结构。

4.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：该储热换热装置做蒸发器时，隔板B圆孔a凸起的带缺口的环形边条与隔板A圆孔a凸起平面上下凹的环形边条形成一个液体分配器，液体均分器上四周均匀分布小孔。

5.根据权利要求4所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：小孔形状为圆形，或长圆形，或三角形，使流体从小孔处及缺口处均匀的分布到各层通道中。

6.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：上、下盖板四边带有折边，折边的角度为(180°-arcsin(肋片高度/折边宽度))。

7.根据权利要求1、2或3所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：隔板间肋片形式为靠近四角圆孔处肋片排列疏松，利于流体流动；隔板中心处，肋片结构紧凑利于肋片的强化传热。

8.根据权利要求7所述的蜂窝肋板储热换热装置，其特征在于：肋片形式是锯齿型，或平直型，或多孔型，或百叶窗型。