CN106152857A - 一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置 - Google Patents

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张明辉
李培跃
赵婧婧
邱胜闻
李晟
李银宾
金向东
罗皓
高福洋
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
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Abstract

一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，包括至少一个板片本体，在板片本体的一侧面上加工有截面形状为半椭圆形的流道，板片本体之间相互串联连接，相邻两个板片本体之间的流道的流向呈夹角，相邻两个板片本体通过过渡板连接，过渡板上开设有过渡流道，过渡流道与过渡板两侧板片本体上的流道相互匹配，流道的进口端处设置有第一流体通道，流道的末端处设置有第二流体通道。本发明不同的流道布置形式可应用于不同的工况，依据具体使用要求搭配使用；流道进口和流道出口设置流体通道，在换热芯体焊接完成后，可根据进出口接管的大小直接在换热芯体端面上加工通道，无需外接封头，减少外接附件的焊接工作量，节约成本，缩短工期。

Description

一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置
技术领域
本发明涉及一种换热装置，尤其是涉及一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置。
背景技术
在石油化工、航空航天、船舶、海洋工程和核电等工业领域，需要使用各种换热器实现不同工质之间的热量交换，而现有的各类换热器普遍存在换热面积密度低、体积和重量大、换热效率偏低等问题。一方面，在海洋平台、航空航天、船舶和浮式LNG装置等集成环境中，对设备空间和重量的限制十分严格，采用传统的管壳式换热器或板式换热器作为换热设备，常会超出整个集成系统的允许空间，增加整个系统的重量，无法满足设计要求；另一方面，在核电领域，随着第四代超临界二氧化碳布雷诺循环的推广应用，传统焊接方式建造的换热器无法满足核反应堆内高温高压介质的使用要求，需要采用耐高温高压的新型高效换热设备。针对以上情况，印刷电路板式换热器作为高效、紧凑、新型的换热设备，是一种理想的选择，已在各种领域中得到应用。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术换热板片体积大重量大，流体流动阻力大的问题，提供一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，包括至少一个板片本体，在板片本体的一侧面上加工有截面形状为半椭圆形的流道，流道中心线相互平行且间距相等，流道的流程形状为周期性结构，所述的板片本体之间相互串联连接，相邻两个板片本体之间的流道的流向呈夹角，相邻两个板片本体通过过渡板连接，过渡板上开设有过渡流道，过渡流道与过渡板两侧板片本体上的流道相互匹配以便于将两侧板片本体上的流道连通，过渡板和板片本体呈一体结构，流道的进口端处设置有用于将流道入口汇集在一起的第一流体通道，流道的末端处设置有用于将流道出口汇集在一起的第二流体通道。
所述的流道的流向布置形式为“一”字形、“L”字形、“Z”字形、“U”字形或者“几”字形中的任意一种。
所述的邻两个板片本体之间的流道流向垂直。
所述的第一流体通道形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
所述的第二流体通道形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
所述的板片本体一面加工有均匀分布的微小流道，流道截面形状为半椭圆形，流道中心线相互平行且间距相等，流道的流程形状为周期性结构。
所述流道的剖面形状为半椭圆形，半椭圆的焦点位于板片上表面，即半椭圆的长半轴a和短半轴b之比大于1。
所述流道的流程形状为周期性结构，可为锯齿波浪形、正/余弦形或者“S”形等周期性结构中的任意一种。
所述流道的流向布置形式可以为“一”字形、“L”字形、“Z”字形、“U”字形、“几”字形，且不限于以上几种布置形式；不同工质的换热板片可采用相同流道布置形式，或采用不同的流道布置形式搭配使用，构成换热器芯体。
多个换热板片组装焊接成换热芯体后，可在换热芯体端面加工通道，与第一流体通道和第二流体通道相连构成换热器封头。
本发明的有益效果是：1采用截面形状为半椭圆形的微小流道，流道的周期性结构可增加流体的湍动性，破坏近壁面处的换热边界层，提高换热效率；2换热板片上微小流道的尺寸小，分布均匀，可减小流体流动的压力损失；3半椭圆形流道截面能增大换热面积，减小板片厚度，使印刷电路板式换热器的换热面积密度得到有效提高，减小换热器的体积和重量；4不同的流道布置形式可应用于不同的工况，依据具体使用要求搭配使用；5流道进口和流道出口设置流体通道，在换热芯体焊接完成后，可根据进出口接管的大小直接在换热芯体端面上加工通道，使流道进出口的流体通道与接管直接相连，无需外接封头，可节省材料，减少外接附件的焊接工作量，节约成本，缩短工期。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中流道“一”字形布置的示意图。
图3为本发明中流道“L”字形布置的示意图。
图4为本发明中流道“Z”字形布置的示意图。
图5为本发明中流道“U”字形布置的示意图。
图6为本发明中流道“几”字形布置的示意图。
图7为本发明中第一流体通道和第二流体通道均为椭圆形的示意图。
图示标记：1、板片本体；2、流道；201、过渡板；3、第一流体通道；4、第二流体通道。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，包括至少一个板片本体1，在板片本体1的一侧面上加工有截面形状为半椭圆形的流道2，流道2中心线相互平行且间距相等，流道2的流程形状为周期性结构，所述的板片本体1相互串联，相邻两个板片本体1之间的流道2的流向呈夹角，相邻两个板片本体1通过过渡板201连接，过渡板201上开设有过渡流道，过渡流道与过渡板201两侧板片本体1上的流道2相互匹配以便于将两侧板片本体1上的流道2连通，过渡板201和板片本体1呈一体结构，流道2的进口端处设置有用于将流道入口汇集在一起的第一流体通道3，流道的末端处设置有用于将流道出口汇集在一起的第二流体通道4。
所述的流道2的流向布置形式为“一”字形、“L”字形、“Z”字形、“U”字形或者“几”字形中的任意一种。
所述的邻两个板片本体1之间的流道2流向垂直。
所述的第一流体通道3形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
所述的第二流体通道4形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
所述的板片本体一面加工有均匀分布的微小流道，流道截面形状为半椭圆形，流道中心线相互平行且间距相等，流道的流程形状为周期性结构。
所述流道的剖面形状为半椭圆形，半椭圆的焦点位于板片上表面，即半椭圆的长半轴a和短半轴b之比大于1。
所述流道的流程形状为周期性结构，可为锯齿波浪形、正/余弦形或者“S”形，以及其他形状周期性结构中的任意一种。
所述流道的流向布置形式可以为“一”字形、“L”字形、“Z”字形、“U”字形、“几”字形，且不限于以上几种布置形式；不同工质的换热板片可采用相同流道布置形式，或采用不同的流道布置形式搭配使用，构成换热器芯体。
多个换热板片组装焊接成换热芯体后，可在换热芯体端面加工通道，与第一流体通道和第二流体通道相连构成换热器封头。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，包括至少一个板片本体（1），在板片本体（1）的一侧面上加工有截面形状为半椭圆形的流道（2），流道（2）中心线相互平行且间距相等，流道（2）的流程形状为周期性结构，其特征在于：所述的板片本体（1）之间相互串联连接，相邻两个板片本体（1）之间的流道（2）的流向呈夹角，相邻两个板片本体（1）通过过渡板（201）连接，过渡板（201）上开设有过渡流道，过渡流道与过渡板（201）两侧板片本体（1）上的流道（2）相互匹配以便于将两侧板片本体（1）上的流道（2）连通，过渡板（201）和板片本体（1）呈一体结构，流道（2）的进口端处设置有用于将流道入口汇集在一起的第一流体通道（3），流道的末端处设置有用于将流道出口汇集在一起的第二流体通道（4）。
2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，其特征在于：所述的流道（2）的流向布置形式为“一”字形、“L”字形、“Z”字形、“U”字形或者“几”字形中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，其特征在于：所述的邻两个板片本体（1）之间的流道（2）流向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，其特征在于：所述的第一流体通道（3）形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种印刷电路板式换热器用新型换热板片装置，其特征在于：所述的第二流体通道（4）形状为矩形、圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形以及其中至少两个形状的结合中的任意一种。
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