CN105571358A - 一种一次表面换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一次表面换热器。所述一次表面换热器包含两个导流结构和换热芯体，其中，所述导流结构包含多个待冷却介质流道及多个冷却介质流道；所述换热芯体设置有多个流道，且所述多个流道相邻布置，所述待冷却介质经过所述导流结构上的待冷却介质流道进入所述流道，所述冷却介质经过导流结构上的冷却介质流道进入流道，所述待冷却介质进入的流道与所述冷却介质进入的流道为相邻的流道；所述两个导流结构分别设置在所述换热芯体的两端，一端用于将待冷却介质及冷却介质引入换热芯体，另一端用于将换热芯体内的介质排出。本发明的有益效果在于：待冷却介质与冷却介质交替在多个介质流道中流动，增大了换热面积，换热性能好。

Description

一种一次表面换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种一次表面换热器。
背景技术
换热器在化工、能源等行业有着广泛的应用，目前换热器的常用形式有管壳式、板翅式、板式以及一次表面等形式，传统的民用换热器体积重量相对较大、紧凑度较低、且具有较大的流动阻力，急需研制一种轻质、高效、高紧凑度的换热器来满足各类工作场合对于高性能换热器的性能需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种一次表面换热器，以解决或至少减轻技术背景中所存在的至少一处的问题。
本发明采用的技术方案是：提供一种一次表面换热器，包含两个导流结构和换热芯体，其中，所述导流结构包含多个待冷却介质流道及多个冷却介质流道，所述导流结构包含相对设置的第一侧面及第二侧面，还包含第三侧面，所述第三侧面与第一侧面及第二侧面相连，其中，所述多个冷却介质流道的两端开口相对设置在第一侧面及第二侧面上，所述多个待冷却介质流道的一端开口设置在第三侧面上，另一端开口与所述多个冷却介质流道一端的开口设置在同一个侧面上，所述多个待冷却介质流道与多个冷却介质流道间隔交替布置；所述换热芯体设置有多个流道，且所述多个流道相邻布置，所述待冷却介质经过所述导流结构上的待冷却介质流道进入所述流道，所述冷却介质经过导流结构上的冷却介质流道进入流道，所述待冷却介质进入的流道与所述冷却介质进入的流道为相邻的流道；所述两个导流结构分别设置在所述换热芯体的两端，一端用于将待冷却介质及冷却介质引入换热芯体，另一端用于将换热芯体内的介质排出。
优选地，所述换热芯体垂直于所述流道的截面设置为蜂窝状。
优选地，单个所述流道的截面为正六边形。
优选地，单个所述流道的内表面设置有扰流结构。
优选地，所述扰流结构为在流道的内表面设置的高度不同的突起。
优选地，所述换热芯体中的多个流道采用3D打印一体成型，所述导流结构中的待冷却介质流道和多个冷却介质流道采用3D打印一体成型。
优选地，所述第一侧面与第二侧面平行，所述第三侧面与第一侧面及第二侧面垂直，所述第二侧面与所述换热芯体贴合。
优选地，所述一次表面换热器能够多个串联或并联使用。
本发明的有益效果在于：
所述导流结构及换热芯体上均设置有多个介质流道，待冷却介质与冷却介质交替在多个介质流道中流动，增大了换热面积，换热性能好。在导流结构上待冷却介质流道的入口与冷却介质流道的入口在不同的侧面上，方便管道的布置。
换热芯体上的多个流道的截面设置为蜂窝结构，提高了换热芯体的强度。
换热芯体的流道内表面设置有扰流结构，有利于提高换热效果。
所述换热芯体中的多个流道采用3D打印一体成型，所述导流结构中的待冷却介质流道和多个冷却介质流道采用3D打印一体成型。提高了换热芯体及导流结构的内部紧凑性，且在待冷却介质流道及冷却介质流道内易于实现扰流结构的设置。
附图说明
图1是本发明一实施例的一次表面换热器的示意图。
图2是图1所示的一次表面换热器的导流结构的示意图。
图3是图1所示的一次表面换热器的换热芯体的截面示意图。
其中，1-导流结构，11-待冷却介质流道，12-冷却介质流道，13-第一侧面，14-第二侧面，15-第三侧面，2-换热芯体21-流道。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图3所示，一种一次表面换热器，包含两个导流结构1和换热芯体2，其中，所述导流结构1包含多个待冷却介质流道11及多个冷却介质流道12，所述导流结构1包含相对设置的第一侧面13及第二侧面14，还包含第三侧面15，所述第三侧面15与第一侧面13及第二侧面14相连，其中，所述多个冷却介质流道12的两端开口相对设置在第一侧面13及第二侧面14上，所述多个待冷却介质流道11的一端开口设置在第三侧面15上，另一端开口与所述多个冷却介质流道12一端的开口设置在同一个侧面上，所述多个待冷却介质流道11与多个冷却介质流道12间隔交替布置；所述换热芯体2设置有多个流道21，且所述多个流道21相邻布置，所述待冷却介质经过所述导流结构1上的待冷却介质流道11进入所述流道21，所述冷却介质经过导流结构1上的冷却介质流道12进入流道21，所述待冷却介质进入的流道21与所述冷却介质进入的流道21为相邻的流道；所述两个导流结构1分别设置在所述换热芯体2的两端，一端用于将待冷却介质及冷却介质引入换热芯体2，另一端用于将换热芯体2内的介质排出。
所述导流结构1及换热芯体2上均设置有多个介质流道，待冷却介质与冷却介质交替在多个介质流道中流动，增大了换热面积，换热性能好。在导流结构1上待冷却介质流道11的入口与冷却介质流道12的入口在不同的侧面上，方便管道的布置。
在本实施例中，所述换热芯体2垂直于所述流道21的截面设置为蜂窝状。其优点在于，蜂窝结构可以提高换热芯体2的强度，能够承受更高来自介质的压力。
在本实施例中，单个所述流道21的截面为正六边形。其优点在于节省空间，结构紧凑，刚性较好。可以理解的是，所述蜂窝结构中的单个流道21的截面还可以设置为其它形状。例如，在一个备选实施例中，所述蜂窝结构中的单个流道21的截面设置为圆；在另一个备选实施例中，所述蜂窝结构中的单个流道21的截面设置为三角形。
可以理解的是，单个所述流道21的内表面设置有扰流结构。其优点在于，所述扰流结构会扰乱流道内的介质，实现冷却介质与待冷却介质热量的充分互换，有利于提高换热效果。
可以理解的是，所述扰流结构可以为在流道21的内表面设置的高度不同的突起。在另一个备选实施例中，所述扰流结构可以为按一定规则排列的在流道内表面突出的半球和内凹的半球槽。
在本实施例中，所述换热芯体2中的多个流道21采用3D打印一体成型，所述导流结构1中的待冷却介质流道11和多个冷却介质流道12采用3D打印一体成型。其优点在于，提高了换热芯体2及导流结构1的内部紧凑性，且在待冷却介质流道11及冷却介质流道12内易于实现扰流结构的设置。
可以理解的是，所述换热芯体2中的多个流道21及所述导流结构1中的待冷却介质流道11和多个冷却介质流道12还可以分别采用铸造一体成型。
在本实施例中，所述第一侧面13与第二侧面14平行，所述第三侧面15与第一侧面13及第二侧面14垂直，所述第二侧面14与所述换热芯体2贴合。其优点在于，导流结构1的形状规则，易于加工，且易于和换热芯体2上的多个流道21实现对接。
可以理解的是，在实际使用过程中，所述一次表面换热器能够多个串联或并联使用，以提高换热效率。
在本实施例中，所述多个待冷却介质流道11相靠形成多列，在所述多列之间设置有垂直于第一侧面13与第二侧面14的冷却介质流道12。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种一次表面换热器，其特征在于：包含两个导流结构(1)和换热芯体(2)，其中，
所述导流结构(1)包含多个待冷却介质流道(11)及多个冷却介质流道(12)，所述导流结构(1)包含相对设置的第一侧面(13)及第二侧面(14)，还包含第三侧面(15)，所述第三侧面(15)与第一侧面(13)及第二侧面(14)相连，其中，所述多个冷却介质流道(12)的两端开口相对设置在第一侧面(13)及第二侧面(14)上，所述多个待冷却介质流道(11)的一端开口设置在第三侧面(15)上，另一端开口与所述多个冷却介质流道(12)一端的开口设置在同一个侧面上，所述多个待冷却介质流道(11)与多个冷却介质流道(12)间隔交替布置；
所述换热芯体(2)设置有多个流道(21)，且所述多个流道(21)相邻布置，所述待冷却介质经过所述待冷却介质流道(11)进入所述流道(21)，所述冷却介质经过所述冷却介质流道(12)进入流道(21)，所述待冷却介质进入的流道(21)与所述冷却介质进入的流道(21)为相邻的流道；
两个所述导流结构(1)分别设置在所述换热芯体(2)的两端，一端用于将待冷却介质及冷却介质引入换热芯体(2)，另一端用于将换热芯体(2)内的介质排出。
2.如权利要求1所述的一次表面换热器，其特征在于：所述换热芯体(2)垂直于所述流道(21)的截面设置为蜂窝状。
3.如权利要求2所述的一次表面换热器，其特征在于：单个所述流道(21)的截面为正六边形。
4.如权利要求3所述的一次表面换热器，其特征在于：单个所述流道(21)的内表面设置有扰流结构。
5.如权利要求4所述的一次表面换热器，其特征在于：所述扰流结构为在所述流道(21)的内表面设置的高度不同的突起。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的一次表面换热器，其特征在于：所述换热芯体(2)中的多个所述流道(21)采用3D打印一体成型，所述导流结构(1)中的所述待冷却介质流道(11)和多个所述冷却介质流道(12)采用3D打印一体成型。
7.如权利要求6所述的一次表面换热器，其特征在于：所述第一侧面(13)与第二侧面(14)平行，所述第三侧面(15)与第一侧面(13)及第二侧面(14)垂直，所述第二侧面(14)与所述换热芯体(2)贴合。
8.如权利要求7所述的一次表面换热器，其特征在于：所述一次表面换热器能够多个串联或并联使用。
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