CN113606967B - 一种高压微通道换热器及其制造方法 - Google Patents

一种高压微通道换热器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压微通道换热器及其制造方法，具体涉及微通道换热器技术领域，其技术方案是：包括热交换器芯体和减流组件，所述热交换器芯体是由热换热板片和冷换热板片交替排列经真空扩散焊接而成的；所述热换热板片是由金属板片一和金属板片二经真空扩散焊接而成的；所述冷换热板片是由金属板片三和金属板片四经真空扩散焊接而成的；所述金属板片一的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道一，所述金属板片一的表面后端通过蚀刻加工均匀形成直流道二，本发明的有益效果是：本发明不仅具有体积小的作用，还具有耐压性高的作用以及耐温性高的作用，从而会提高微通道换热器的使用范围和使用性能。

Description

一种高压微通道换热器及其制造方法
技术领域
本发明涉及微通道换热器领域，具体涉及一种高压微通道换热器及其制造方法。
背景技术
微通道，也称为微通道换热器，就是通道当量直径在10-1000μm的换热器，微通道换热器按外形尺寸可分为微型微通道换热器和大尺度微通道换热器，微型微通道换热器是为了满足电子工业发展的需要而设计的一类结构紧凑、轻巧、高效的换热器,其结构形式有平板错流式微型换热器、烧结网式多孔微型换热器。
现有技术存在以下不足：现有的大部分微通道换热器它的整体紧凑度较大，以及耐压性较差，虽然市场有较紧凑的微通道换热器，但是它的耐温性较差，这样就会影响到微通道换热器的使用范围和使用性能。
因此，发明一种高压微通道换热器及其制造方法很有必要。
发明内容
为此，本发明提供一种高压微通道换热器及其制造方法，通过蚀刻加工在热换热板片和冷换热板片上形成流道一、流道二、流道三和流道四以及直流道一、直流道二、直流道三、直流道四、直流道五和直流道六，过后再将热换热板片和冷换热板片交替排列后，在经真空扩散焊接而成热交换器芯体，以解决现有的大部分微通道换热器它的整体紧凑度较大，以及耐压性较差和耐温性较差的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压微通道换热器，包括热交换器芯体和减流组件，所述热交换器芯体是由热换热板片和冷换热板片交替排列经真空扩散焊接而成的；
所述热换热板片是由金属板片一和金属板片二经真空扩散焊接而成的；
所述冷换热板片是由金属板片三和金属板片四经真空扩散焊接而成的；
所述金属板片一的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道一，所述金属板片一的表面后端通过蚀刻加工均匀形成直流道二，所述金属板片一的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道一，所述直流道一的一端连接所述流道一，所述直流道二的一端连接所述流道一；
所述金属板片二的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道二，所述金属板片二的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道三，所述直流道三的一端连接所述流道二；
所述金属板片三的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道四，所述金属板片三的表面左端通过蚀刻加工均匀形成直流道五，所述金属板片三的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道三，所述直流道四的一端连接所述流道三所述直流道五的一端连接所述流道三；
所述金属板片四的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道四，所述金属板片四的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道六，所述直流道六的一端连接所述流道四；
所述减流组件包括挡板一、流孔一、挡板二和流孔二，所述流道一内壁通过焊接均匀连接有三组挡板一，三组所述挡板一分别位于所述流道一的前端、中端和后端，所述金属板片一内壁均匀设有所述流孔一，所述流孔一位于所述挡板一一侧，所述流孔一连通所述流道一和所述流道二，所述挡板一顶端内壁设有通孔一，所述挡板一设置为半圆形；
所述流道三内壁通过焊接均匀连接有三组挡板二，三组所述挡板二分别位于所述流道三的左端、中端和右端，所述金属板片三内壁均匀设有流孔二，所述流孔二位于所述挡板二一侧，所述流孔二连通所述流道三和所述流道四，所述挡板二顶端内壁设有通孔二，所述挡板二设置为半圆形。
优选的，所述流道一、所述直流道一、所述直流道二、所述流道二和所述直流道三的截面形状设置为半圆形，所述流道一和所述流道二设置成波浪形。
优选的，所述流道三、所述直流道四、所述直流道五、所述流道四和所述直流道六的截面形状设置为半圆形，所述流道三和所述流道四设置成波浪形。
优选的，所述流道一、所述直流道一、所述直流道二、所述流道二和所述直流道三的截面当量直径4≤mm。
优选的，所述流道三、所述直流道四、所述直流道五、所述流道四和所述直流道六的截面当量直径4≤mm。
一种高压微通道换热器的其制造方法，包括具体步骤如下：
S1，先通过蚀刻加工在金属板片一上形成流道一、直流道一和直流道二，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片二上形成流道二和直流道三，然后通过打孔机在金属板片一上形成流孔一，形成后，先在挡板一上形成通孔一，然后通过焊接将挡板一固定在流道一中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片一和金属板片二进行固定连接，从而形成热换热板片；
S2，然后通过蚀刻加工在金属板片三上形成流道三、直流道四和直流道五，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片四上形成流道四和直流道六，然后通过打孔机在金属板片三上形成流孔二，形成后，先在挡板二上形成通孔二，然后通过焊接将挡板二固定在流道三中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片三和金属板片四进行固定连接，从而形成冷换热板片；
S3，过后，将多组热换热板片和多组冷换热板片进行交替排列，排列后，再通过真空扩散焊接进行固定，从而形成热交换器芯体，形成后，将热交换器芯体与外部集箱、外部接管、外部法兰等部件进行组焊装配，形成微通道热交换器。
本发明的有益效果是：
1.通过蚀刻加工在热换热板片和冷换热板片上形成流道一、流道二、流道三和流道四以及直流道一、直流道二、直流道三、直流道四、直流道五和直流道六，然后将多组热换热板片和多组冷换热板片进行交替排列，排列后，再通过真空扩散焊接进行固定，从而形成热交换器芯体，形成后，将热交换器芯体与外部集箱、外部接管、外部法兰等部件进行组焊装配，形成微通道热交换器，这样不仅具有体积小的作用，还具有耐压性高的作用以及耐温性高的作用，从而会提高微通道换热器的使用范围和使用性能；
2.当使用微通道热交换器时，流体会通过直流道二或直流道五流入到流道一或流道三中，流入后，流体在经过挡板时，由于流道变小，从而会使一部分流体通过流孔流入到流道二或流道四中，流入后，流体就会通过直流道三或直流道六流出去，同时未流入到流道二或流道四中的流体会通过直流道一或直流道四流出去，这样就会提高流体的流动时间，通过提高流体的流动时间，具有提高换热效率的作用。
附图说明
图1为本发明提供的热交换器芯体结构正视示意图；
图2为本发明提供的实施例1金属板片一结构俯视示意图；
图3为本发明提供的实施例1金属板片一结构俯视A区域放大示意图；
图4为本发明提供的金属板片二结构俯视示意图；
图5为本发明提供的实施例1热换热板片结构正视示意图；
图6为本发明提供的实施例1热换热板片结构正视B区域放大示意图；
图7为本发明提供的实施例1金属板片三结构俯视示意图；
图8为本发明提供的实施例1金属板片三结构俯视C区域放大示意图；
图9为本发明提供的金属板片四结构俯视示意图；
图10为本发明提供的实施例1结构冷换热板片正视示意图；
图11为本发明提供的实施例1结构冷换热板片正视D区域放大示意图；
图12为本发明提供的实施例2金属板片一结构俯视示意图；
图13为本发明提供的实施例2金属板片一结构俯视E区域放大示意图；
图14为本发明提供的实施例2金属板片三结构俯视示意图；
图15为本发明提供的实施例2金属板片三结构俯视F区域放大示意图。
图中：热交换器芯体2、热换热板片3、金属板片一31、流道一32、直流道一33、直流道二34、减流组件35、挡板一351、通孔一352、流孔一353、挡板二354、通孔二355、流孔二356、挡板三3571、通孔三3572、流孔三3573、挡板四3574、通孔四3575、流孔四3576、金属板片二41、流道二42、直流道三43、冷换热板片5、金属板片三51、流道三52、直流道四53、直流道五54、金属板片四61、流道四62、直流道六63。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，参照附图1-图11，本发明提供的一种高压微通道换热器，包括热交换器芯体2和减流组件35；
进一步地，所述热交换器芯体2是由热换热板片3和冷换热板片5交替排列经真空扩散焊接而成的，具体的，扩散焊是指将工件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊方法，扩散焊特别适合异种金属材料、耐热合金和陶瓷、金属间化合物、复合材料等新材料的接合，真空扩散焊是借助温度、压力、时间及真空等条件,促使固态金属接合面达到原子间距离,进行原子互相扩散而实现焊接的固相结合过程。
进一步地，所述热换热板片3是由金属板片一31和金属板片二41经真空扩散焊接而成的。
进一步地，所述冷换热板片5是由金属板片三51和金属板片四61经真空扩散焊接而成的。
进一步地，所述金属板片一31的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道一33，所述金属板片一31的表面后端通过蚀刻加工均匀形成直流道二34，所述金属板片一31的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道一32，所述直流道一33的一端连接所述流道一32，所述直流道二34的一端连接所述流道一32，具体的，蚀刻也称光化学蚀刻，指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果，蚀刻加工，是利用这一原理，对金属进行定制加工的一门工艺手段。
进一步地，所述金属板片二41的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道二42，所述金属板片二41的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道三43，所述直流道三43的一端连接所述流道二42。
进一步地，所述金属板片三51的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道四53，所述金属板片三51的表面左端通过蚀刻加工均匀形成直流道五54，所述金属板片三51的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道三52，所述直流道四53的一端连接所述流道三52所述直流道五54的一端连接所述流道三52。
进一步地，所述金属板片四61的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道四62，所述金属板片四61的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道六63，所述直流道六63的一端连接所述流道四62。
进一步地，所述减流组件35包括挡板一351、流孔一353、挡板二354和流孔二356，所述流道一32内壁通过焊接均匀连接有三组挡板一351，三组所述挡板一351分别位于所述流道一32的前端、中端和后端，所述金属板片一31内壁均匀设有所述流孔一353，所述流孔一353位于所述挡板一351一侧，所述流孔一353连通所述流道一32和所述流道二42，所述挡板一351顶端内壁设有通孔一352，所述挡板一351设置为半圆形。
进一步地，所述流道三52内壁通过焊接均匀连接有三组挡板二354，三组所述挡板二354分别位于所述流道三52的左端、中端和右端，所述金属板片三51内壁均匀设有流孔二356，所述流孔二356位于所述挡板二354一侧，所述流孔二356连通所述流道三52和所述流道四62，所述挡板二354顶端内壁设有通孔二355，所述挡板二354设置为半圆形。
进一步地，所述流道一32、所述直流道一33、所述直流道二34、所述流道二42和所述直流道三43的截面形状设置为半圆形，所述流道一32和所述流道二42设置成波浪形。
进一步地，所述流道三52、所述直流道四53、所述直流道五54、所述流道四62和所述直流道六63的截面形状设置为半圆形，所述流道三52和所述流道四62设置成波浪形。
进一步地，所述流道一32、所述直流道一33、所述直流道二34、所述流道二42和所述直流道三43的截面当量直径≤4mm。
进一步地，所述流道三52、所述直流道四53、所述直流道五54、所述流道四62和所述直流道六63的截面当量直径≤4mm。
本发明的使用过程如下：在使用本发明时先通过蚀刻加工在金属板片一31上形成流道一32、直流道一33和直流道二34，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片二41上形成流道二42和直流道三43，然后通过打孔机在金属板片一31上形成流孔一353，形成后，先在挡板一351上形成通孔一352，然后通过焊接将挡板一351固定在流道一32中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片一31和金属板片二41进行固定连接，从而形成热换热板片3；
然后通过蚀刻加工在金属板片三51上形成流道三52、直流道四53和直流道五54，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片四61上形成流道四62和直流道六63，然后通过打孔机在金属板片三51上形成流孔二356，形成后，先在挡板二354上形成通孔二355，然后通过焊接将挡板二354固定在流道三52中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片三51和金属板片四61进行固定连接，从而形成冷换热板片5；
过后，将多组热换热板片3和多组冷换热板片5进行交替排列，排列后，再通过真空扩散焊接进行固定，从而形成热交换器芯体2，形成后，将热交换器芯体2与外部集箱、外部接管、外部法兰等部件进行组焊装配，形成微通道热交换器；
当使用微通道热交换器时，流体会通过直流道二34或直流道五54流入到流道一32或流道三52中，流入后，流体在经过挡板一351或挡板二354时，由于流道变小，从而会使一部分流体通过流孔一353或流孔二356流入到流道二42或流道四62中，流入后，流体就会通过直流道三43或直流道六63流出去，同时未流入到流道二42或流道四62中的流体会通过直流道一33或直流道四53流出去，这样就会提高流体的流动时间，其中选用挡板一351、通孔一352、流孔一353、挡板二354、通孔二355和流孔二356作为减流组件35，具有提高流体的流动时间作用。
实施例2，参照附图12-图15，本发明提供的一种高压微通道换热器，包括热交换器芯体2和减流组件35；
进一步地，所述减流组件35还包括挡板三3571、流孔三3573、挡板四3574和流孔四3576，所述流道一32内壁通过焊接均匀连接有二组挡板三3571，二组所述挡板三3571分别位于所述流道一32的前端和中端，所述金属板片一31内壁均匀设有所述流孔三3573，所述流孔三3573位于所述挡板三3571一侧，所述流孔三3573连通所述流道一32和所述流道二42，所述挡板三3571顶端内壁设有通孔三3572，所述挡板三3571设置为半圆形。
进一步地，所述流道三52内壁通过焊接均匀连接有二组挡板四3574，二组所述挡板四3574分别位于所述流道三52的左端和中端，所述金属板片三51内壁均匀设有流孔四3576，所述流孔四3576位于所述挡板四3574一侧，所述流孔四3576连通所述流道三52和所述流道四62，所述挡板四3574顶端内壁设有通孔四3575，所述挡板四3574设置为半圆形。
本发明的使用过程如下：在使用本发明时先通过蚀刻加工在金属板片一31上形成流道一32、直流道一33和直流道二34，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片二41上形成流道二42和直流道三43，然后通过打孔机在金属板片一31上形成流孔三3573，形成后，先在挡板三3571上形成通孔三3572，然后通过焊接将挡板三3571固定在流道一32中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片一31和金属板片二41进行固定连接，从而形成热换热板片3；
然后通过蚀刻加工在金属板片三51上形成流道三52、直流道四53和直流道五54，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片四61上形成流道四62和直流道六63，然后通过打孔机在金属板片三51上形成流孔四3576，形成后，先在挡板四3574上形成通孔四3575，然后通过焊接将挡板四3574固定在流道三52中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片三51和金属板片四61进行固定连接，从而形成冷换热板片5；
过后，将多组热换热板片3和多组冷换热板片5进行交替排列，排列后，再通过真空扩散焊接进行固定，从而形成热交换器芯体2，形成后，将热交换器芯体2与外部集箱、外部接管、外部法兰等部件进行组焊装配，形成微通道热交换器；
当使用微通道热交换器时，流体会通过直流道二34或直流道五54流入到流道一32或流道三52中，流入后，流体在经过挡板三3571或挡板四3574时，由于流道变小，从而会使一部分流体通过流孔三3573或流孔四3576流入到流道二42或流道四62中，流入后，流体就会通过直流道三43或直流道六63流出去，同时未流入到流道二42或流道四62中的流体会通过直流道一33或直流道四53流出去，这样就会提高流体的流动时间，其中选用挡板三3571、通孔三3572、流孔三3573、挡板四3574、通孔四3575和流孔四3576作为减流组件35，具有成本低的作用。
本发明与常规热交换器特点比较：
Figure GDA0004113442140000101
Figure GDA0004113442140000111
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种高压微通道换热器，包括热交换器芯体(2)和减流组件(35)，其特征在于：所述热交换器芯体(2)是由热换热板片(3)和冷换热板片(5)交替排列经真空扩散焊接而成的；
所述热换热板片(3)是由金属板片一(31)和金属板片二(41)经真空扩散焊接而成的；
所述冷换热板片(5)是由金属板片三(51)和金属板片四(61)经真空扩散焊接而成的；
所述金属板片一(31)的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道一(33)，所述金属板片一(31)的表面后端通过蚀刻加工均匀形成直流道二(34)，所述金属板片一(31)的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道一(32)，所述直流道一(33)的一端连接所述流道一(32)，所述直流道二(34)的一端连接所述流道一(32)；
所述金属板片二(41)的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道二(42)，所述金属板片二(41)的表面前端通过蚀刻加工均匀形成直流道三(43)，所述直流道三(43)的一端连接所述流道二(42)；
所述金属板片三(51)的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道四(53)，所述金属板片三(51)的表面左端通过蚀刻加工均匀形成直流道五(54)，所述金属板片三(51)的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道三(52)，所述直流道四(53)的一端连接所述流道三(52)，所述直流道五(54)的一端连接所述流道三(52)；
所述金属板片四(61)的表面中端通过蚀刻加工均匀形成流道四(62)，所述金属板片四(61)的表面右端通过蚀刻加工均匀形成直流道六(63)，所述直流道六(63)的一端连接所述流道四(62)；
所述减流组件(35)包括挡板一(351)、流孔一(353)、挡板二(354)和流孔二(356)，所述流道一(32)内壁通过焊接均匀连接有三组挡板一(351)，三组所述挡板一(351)分别位于所述流道一(32)的前端、中端和后端，所述金属板片一(31)内壁均匀设有所述流孔一(353)，所述流孔一(353)位于所述挡板一(351)一侧，所述流孔一(353)连通所述流道一(32)和所述流道二(42)，所述挡板一(351)顶端内壁设有通孔一(352)，所述挡板一(351)设置为半圆形；
所述流道三(52)内壁通过焊接均匀连接有三组挡板二(354)，三组所述挡板二(354)分别位于所述流道三(52)的左端、中端和右端，所述金属板片三(51)内壁均匀设有流孔二(356)，所述流孔二(356)位于所述挡板二(354)一侧，所述流孔二(356)连通所述流道三(52)和所述流道四(62)，所述挡板二(354)顶端内壁设有通孔二(355)，所述挡板二(354)设置为半圆形。
2.根据权利要求1所述的一种高压微通道换热器，其特征在于：所述流道一(32)、所述直流道一(33)、所述直流道二(34)、所述流道二(42)和所述直流道三(43)的截面形状设置为半圆形，所述流道一(32)和所述流道二(42)设置成波浪形。
3.根据权利要求1所述的一种高压微通道换热器，其特征在于：所述流道三(52)、所述直流道四(53)、所述直流道五(54)、所述流道四(62)和所述直流道六(63)的截面形状设置为半圆形，所述流道三(52)和所述流道四(62)设置成波浪形。
4.根据权利要求1所述的一种高压微通道换热器，其特征在于：所述流道一(32)、所述直流道一(33)、所述直流道二(34)、所述流道二(42)和所述直流道三(43)的截面当量直径≤4mm。
5.根据权利要求1所述的一种高压微通道换热器，其特征在于：所述流道三(52)、所述直流道四(53)、所述直流道五(54)、所述流道四(62)和所述直流道六(63)的截面当量直径≤4mm。
6.一种高压微通道换热器的其制造方法，其特征在于：包括具体步骤如下：
S1，先通过蚀刻加工在金属板片一(31)上形成流道一(32)、直流道一(33)和直流道二(34)，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片二(41)上形成流道二(42)和直流道三(43)，然后通过打孔机在金属板片一(31)上形成流孔一(353)，形成后，先在挡板一(351)上形成通孔一352，然后通过焊接将挡板一(351)固定在流道一(32)中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片一(31)和金属板片二(41)进行固定连接，从而形成热换热板片(3)；
S2，然后通过蚀刻加工在金属板片三(51)上形成流道三(52)、直流道四(53)和直流道五(54)，形成后，在通过蚀刻加工在金属板片四(61)上形成流道四(62)和直流道六(63)，然后通过打孔机在金属板片三(51)上形成流孔二(356)，形成后，先在挡板二(354)上形成通孔二(355)，然后通过焊接将挡板二(354)固定在流道三(52)中，过后，通过真空扩散焊接将金属板片三(51)和金属板片四(61)进行固定连接，从而形成冷换热板片(5)；
S3，过后，将多组热换热板片(3)和多组冷换热板片5进行交替排列，排列后，再通过真空扩散焊接进行固定，从而形成热交换器芯体(2)，形成后，将热交换器芯体(2)与外部集箱、外部接管、外部法兰等部件进行组焊装配，形成微通道热交换器。
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