CN106370043B - 一种换热器芯部 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型换热器芯部，属于机械设计技术领域。该换热器芯部包括第一流体换热板片和第二流体换热板片；n个第一流体换热板片和m个第二流体换热板片交替放置；第一流体换热板片承载第一种热交换流体；第二流体换热板片承载第二种热交换流体；第一流体换热板片和第二流体换热板片上均蚀刻有蚀刻流道；蚀刻流道包括换热流道和导流流道，换热流道包括交替设置的直流道和椭圆形流道；所述直流道和椭圆形流道相通；椭圆形流道的长轴与直流道沿液体流动方向的中心轴位于同一直线上；导流流道连接换热流道并延伸至板片边缘。本发明换热器芯部流道采用渐缩渐扩结构，可满足工质清洁度不高的使用工况，降低对流体工质清洁度的要求。

Description

一种换热器芯部
技术领域
本发明涉及一种换热器芯部，属于换热设计技术领域。
背景技术
目前，微通道换热器已广泛的应用到船舶、汽车、空调等行业，微通道换热器由于其体积小、重量轻、已经成为了当今换热器研究开放的重要新方向。由于微通道管道狭窄，对流体工质的清洁程度要求较高，目前用于换热器的流体工质清洁度不一，当使用清洁度不高的工质时，经常会出现因流道内结垢，或工质内颗粒物直径过大而堵塞的情况发生，降低了换热器的使用寿命。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种换热器芯部，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种换热器芯部，包括第一流体换热板片1和第二流体换热板片2；所述n个第一流体换热板片1和m个第二流体换热板片2交替放置，其中n≥1，m≥1，m和n均为正整数；所述第一流体换热板片1承载第一种热交换流体；所述第二流体换热板片2承载第二种热交换流体；所述第一流体换热板片1和第二流体换热板片2上均蚀刻有蚀刻流道3；所述蚀刻流道3包括换热流道31和导流流道32，其中：所述换热流道31包括交替设置的直流道311和椭圆形流道312；所述直流道31和椭圆形流道312相通；所述椭圆形流道312的长轴与直流道311沿液体流动方向的中心轴位于同一直线上；所述导流流道32连接换热流道31并延伸至板片的边缘。
多个所述直流道111和所述椭圆形流道112形成渐缩渐扩结构。
优选地，所述m与n相等。更优选地，m和n均为1。
优选地，所述直流道311为平行通道，宽度为2mm-10mm；所述椭圆形流道312，长轴为10mm-30mm，短轴为4mm-15mm；相邻两条所述椭圆形流道312的圆心距为15mm-50mm；所述相邻两条换热流道31沿流体流动方向的中心轴之间的距离为3mm-15mm。
更优选地，所述直流道311的宽度为5mm；所述椭圆形流道312，长轴为20mm，短轴为10mm；相邻两条所述椭圆形流道312的圆心距为30mm；所述相邻两条换热流道31沿流体流动方向的中心轴之间的距离为10mm。
优选地，相邻两条所述换热流道31的椭圆形流道312相互错开设置。
优选地，每条所述换热流道31的走向呈直线形、之字形或Z字形。
优选地，所述第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的流体进出口沿板片的四周任意方向布置；所述第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
优选地，所述第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的一个端面或两个端面上蚀刻有蚀刻流道3。
更优选地，所述第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的一个端面上蚀刻有蚀刻流道3；所述第一流体换热板片1的蚀刻面与第二流体换热板片2的非蚀刻面相对连接。
更优选地，所述第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的两个端面上均蚀刻有蚀刻流道3；相邻两个所述第一流体换热板片1之间、相邻两个第二流体换热板片2之间、以及相邻第一流体换热板片1和第二流体换热板片2之间通过隔板隔开。
本发明中每条换热流道31彼此之间独立设置，没有相交的部分(不相交)。
本发明中流道方向可以为直线形、之子形或Z字形。
本发明中直流道311是指流道为平行通道，流道走向趋势呈直线形。本发明中椭圆形流道312是指流道呈椭圆形，椭圆形流道由两个弧形管道组成椭圆形的流道，并且椭圆形长轴所在的两端设有流体的进口和出口。
本发明中板片的形状可以根据实际情况设置成任意形状，如长方形，正方形等。第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的流体进出口沿板片的四周任意方向布置，第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
本发明中第一流体换热板片1和第二流体换热板片2均为蚀刻板，均是通过化学蚀刻的方式在板片上加工出流道的，该流道通过直流道贯穿连通椭圆结构的流道最终形成渐缩渐扩的流道结构，该种流道能够使流体有更大的传动能，更利于流体内杂质穿过狭窄的微通道流道的间隙，此种蚀刻板不易堵塞，能够解决微通道板片流道内易结垢或工质内颗粒物直径过大而堵塞的问题，本发明提供的蚀刻板3可以降低对流体工质清洁度的要求。
本发明换热器芯部特点为：
1)蚀刻板3的换热流道31采用直流道311和椭圆流道312相互交替连通设置，通过直流道311贯穿连通椭圆形流道312，最终形成渐缩渐扩的流道结构，此种结构能够使流体有更大的传动能，更利于流体内杂质穿过狭窄的微通道流道的间隙，不易发生堵塞降低对流体工质清洁度的要求，同时通过蚀刻加工出的流道尺寸较小，但工质流速相对较快，换热效果非常好；
2)流道进出口可以通过导流流道位于板片的四周的任意位置；根据流道进出口位置的不同可以逆流(顺流)换热，也可以错流换热；
3)根据不同流体的换热特性，板片的流道结构可以设计成任意尺寸，以满足换热需求；
4)当板片两面均蚀刻有流道时，通过设置隔板可以避免流体间混流。
本发明有益效果：
本发明换热器芯部的优点在于，流道采用渐缩渐扩的结构，能够解决微通道板片流道内易结垢或工质内颗粒物直径过大而堵塞的问题，可以满足工质清洁度不高的使用工况，降低对流体工质清洁度的要求。
附图说明
图1为实施例1板片之间交替设置示意图。
图2为第一流体换热板片1流道走向为直线形的结构示意图；
(3，蚀刻流道；31，换热流道；311，直流道；312，椭圆形流道；32，导流流道)。
图3为第二流体换热板片2流道走向为Z字形的结构示意图；
(3，蚀刻流道；31，换热流道；311，直流道；312，椭圆形流道；32，导流流道)。
图4为换热管道局部放大示意图。
图5为两种Z形板之间交替设置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”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的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
实施例1：
结合图1-4，本实施例提供一种换热器芯部，包括第一流体换热板片1和第二流体换热板片2；第一流体换热板片1和第二流体换热板片2交替放置；第一流体换热板片1承载第一种热交换流体；第二流体换热板片2承载第二种热交换流体；第一流体换热板片1和第二流体换热板片2上均蚀刻有蚀刻流道3；蚀刻流道3包括换热流道31和导流流道32，其中：换热流道31包括交替设置的直流道311和椭圆形流道312；直流道31和椭圆形流道312相通；椭圆形流道312的长轴与直流道311沿液体流动方向的中心轴位于同一直线上；导流流道32连接换热流道31并延伸至板片的边缘。
相邻两条换热流道31的椭圆形流道312相互错开设置。
直流道311的宽度为5mm；椭圆形流道312，长轴为20mm，短轴为10mm；相邻两条椭圆形流道312的圆心距为30mm，相邻两条换热流道31沿流体流动方向的中心轴之间的距离为10mm。
每条第一流体换热板片1的换热流道31的走向呈直线形；每条第二流体换热板片2的换热流道31的走向呈Z字形。
第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的一个端面上蚀刻有蚀刻流道3；第一流体换热板片1的蚀刻面与第二流体换热板片2的非蚀刻面相对连接。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：直流道311为平行通道，宽度为2mm；椭圆形流道312，长轴为10mm，短轴为4mm；相邻两条椭圆形流道312的圆心距为15mm；相邻两条换热流道31沿流体流动方向的中心轴之间的距离为3mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：直流道111为平行通道，宽度为10mm；椭圆形流道112，长轴为30mm，短轴为15mm；相邻两条椭圆形流道112的圆心距为50mm；相邻两条换热流道11沿流体流动方向的中心轴之间的距离为15mm。
实施例4
如图5所示，本实施例与实施例1的区别在于：每条所述第一流体换热板片1和每条所述第二流体换热板片2的换热流道31的走向均呈Z字形，第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的换热流道的方向互为镜像关系。第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：第一流体换热板片1和第二流体换热板片2的两个端面上均蚀刻有蚀刻流道3；n个第一流体换热板片1组和m个第二流体换热板片2组交替放置，其中n≥1，m≥1,其中m和n可以相等，也可以不相等；相邻第一流体换热板片1之间、相邻第二流体换热板片2之间、以及相邻第一流体换热板片1和第二流体换热板片2之间通过隔板隔开。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：每条所述第二流体换热板片2的换热流道31的走向呈Z字形；每条所述第一流体换热板片1的换热流道31的走向呈之字形。第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
实施例7
每条所述第一流体换热板片1和每条所述第二流体换热板片2的换热流道31的走向均呈直线形。第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
实施例8
每条所述第一流体换热板片1和每条所述第二流体换热板片2的换热流道31的走向均呈之字形。第一流体换热板片1的流体进出口和第二流体换热板片2的流体进出口相互错开。
本发明中直流道311是指流道为平行通道，流道走向趋势呈直线形。本发明中椭圆形流道312是指流道呈椭圆形，椭圆形流道由两个弧形管道组成椭圆形的流道，并且椭圆形长轴所在的两端设有流体的进口和出口。
本发明中所述蚀刻板3是通过化学蚀刻的方式在板片上加工出流道的，该流道通过直流道贯穿连通椭圆结构的流道最终形成渐缩渐扩的流道结构，该种流道能够使流体有更大的传动能，更利于流体内杂质穿过狭窄的微通道流道的间隙，此种蚀刻板不易堵塞，能够解决微通道板片流道内易结垢或工质内颗粒物直径过大而堵塞的问题，本发明提供的蚀刻板3可以降低对流体工质清洁度的要求。
本发明换热器芯部特点为：
1)蚀刻板3的换热流道31采用直流道311和椭圆流道312相互交替连通设置，通过直流道311贯穿连通椭圆形流道312，最终形成渐缩渐扩的流道结构，此种结构能够使流体有更大的传动能，更利于流体内杂质穿过狭窄的微通道流道的间隙，不易发生堵塞降低对流体工质清洁度的要求，同时通过蚀刻加工出的流道尺寸较小，但工质流速相对较快，换热效果非常好；
2)流道进出口可以通过导流流道位于板片的四周的任意位置；根据流道进出口位置的不同可以逆流(顺流)换热，也可以错流换热；
3)根据不同流体的换热特性，板片的流道结构可以设计成任意尺寸，以满足换热需求；
4)当板片两面均蚀刻有流道时，通过设置隔板可以避免流体间混流。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种换热器芯部，其特征在于，包括n个第一流体换热板片(1)和m个第二流体换热板片(2)；n个所述第一流体换热板片(1)和m个所述第二流体换热板片(2)交替放置，其中n≥1，m≥1，m和n均为正整数；所述第一流体换热板片(1)承载第一种热交换流体；所述第二流体换热板片(2)承载第二种热交换流体；所述第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)上均蚀刻有蚀刻流道(3)；所述蚀刻流道(3)包括换热流道(31)和导流流道(32)，其中：所述换热流道(31)包括交替设置的直流道(311)和椭圆形流道(312)；所述直流道(311 )和椭圆形流道(312)相通；所述椭圆形流道(312)的长轴与直流道(311)沿液体流动方向的中心轴位于同一直线上；所述导流流道(32)连接换热流道(31)并延伸至板片的边缘，相邻两条所述换热流道(31)的椭圆形流道(312)相互错开设置。
2.根据权利要求1所述换热器芯部，其特征在于，所述m与n相等。
3.根据权利要求1所述换热器芯部，其特征在于，所述直流道(311)为平行通道，宽度为2mm-10mm；所述椭圆形流道(312)，长轴为10mm-30mm，短轴为4mm-15mm；相邻两条所述椭圆形流道(312)的圆心距为15mm-50mm；所述相邻两条换热流道(31)沿流体流动方向的中心轴之间的距离为3mm-15mm。
4.根据权利要求3所述换热器芯部，其特征在于，所述直流道(311)的宽度为5mm；所述椭圆形流道(312)，长轴为20mm，短轴为10mm；相邻两条所述椭圆形流道(312)的圆心距为30mm；所述相邻两条换热流道(31)沿流体流动方向的中心轴之间的距离为10mm。
5.根据权利要求1所述换热器芯部，其特征在于，每条所述换热流道(31)的走向呈直线形、之字形或Z字形。
6.根据权利要求1所述换热器芯部，其特征在于，所述第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)的流体进出口沿板片的四周任意方向布置；所述第一流体换热板片(1)的流体进出口和第二流体换热板片(2)的流体进出口相互错开。
7.根据权利要求1所述换热器芯部，其特征在于，所述第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)的一个端面或两个端面上蚀刻有蚀刻流道(3)。
8.根据权利要求7所述换热器芯部，其特征在于，所述第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)的一个端面上蚀刻有蚀刻流道(3)；所述第一流体换热板片(1)的蚀刻面与第二流体换热板片(2)的非蚀刻面相对连接。
9.根据权利要求7所述换热器芯部，其特征在于，所述第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)的两个端面上均蚀刻有蚀刻流道(3)；相邻两个所述第一流体换热板片(1)之间、相邻两个第二流体换热板片(2)之间、以及相邻第一流体换热板片(1)和第二流体换热板片(2)之间通过隔板隔开。
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