CN113899231A - 一种带有导流转接段的换热芯体、换热器及加工方法 - Google Patents

一种带有导流转接段的换热芯体、换热器及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有导流转接段的换热芯体、换热器及加工方法,换热芯体包括堆叠的多个换热单元,每个换热单元包括第一换热板片、第二换热板片和隔板;第一换热板片的周围设有封边,封边内设有翅片;第一换热板片周边设有位置相对的第一集液管和位置相对的第二集液管;第二换热板片与第一换热板片的结构相同,位置水平旋转,使得第一换热板片、第二换热板片的流道错流布置,对应的集液管对齐;隔板设于第一换热板片和第二换热板片具有翅片的一侧;本发明进出口的集液管和换热板片一体化加工,管路通过盖板外部连接换热芯体,避免了焊接高温对芯体板片精密结构的影响,同时使得流体在芯体入口处的流动分配更均匀。

Description

一种带有导流转接段的换热芯体、换热器及加工方法
技术领域
本发明属于热交换技术领域,涉及一种带有导流转接段的换热芯体、换热器及加工方法。
背景技术
换热器在当今众多工业生产领域均扮演着不可或缺的角色,换热器通过其结构特性使得热流体与冷流体之间产生热量交换,达到能量回收利用的目的。通常的板式或板翅式换热器由隔板、换热流道、边框封条等结构组成,通过层叠堆积组装再焊接的方法实现生产加工。对于微小通道的层叠式换热器,在较小的板片空间内为不同工质开设进出口,芯体外焊接集液装置,在经过集液装置收集后,流入或排出换热器芯体。由于换热器整体尺寸较小,在此基础上将换热器芯体与进出口集液装置进行钎焊或氩弧焊连接。氩弧焊高温致使材料融化,芯体与集液装置粘连连接。由于流道水利直径较小,焊接粘连有可能导致进出口流道堵塞;而钎焊则可能存留有微小焊瘤,长期受流体冲刷后会脱落,影响换热器内部清洁度。同时集液装置无法将工质均匀分配至各层流道,导致流体在芯体内流动不均,换热效率低下。
如图1所示,传统结构的微小通道换热器通常将换热流道设计在芯体板片中,四周加上边框或封边,板片上预留有进出口开口区域,在完成芯体制造后将其与封头或集液管进行装配焊接,焊接方式可采用氩弧焊或钎焊。常规板片进出口区域在设计时通常是开放的,连接的是工艺边,在扩散焊完成后会将工艺边线切割掉,然后再通过氩弧焊将芯体与转接段或集液管路进行焊接,芯体与管路焊接时需考虑板片进出口区域的肋条及边框受高温产生变形的风险,通常会在进出口处留有焊接余量。
绝大多数针对换热器流动分配的导流优化都是针对集液管、集液腔或者封头结构内部进行添加或优化的,但都是针对较大尺寸的换热器结构,它们的集液管较大,且形状接近于半圆筒,内部导流结构也都是通过焊接或数控机加的方式制造,微小通道的紧凑型换热器并不适用这种方法,通常都是芯体和集液管分开单独加工制造,然后氩弧焊连接装配,工序较多且成本较高。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种带有导流转接段的换热芯体,进出口的集液管和换热板片一体化加工,管路通过盖板外部连接换热芯体,避免了焊接高温对芯体板片精密结构的影响,同时使得流体在芯体入口处的流动分配更均匀,解决了现有技术中存在的问题。
本发明的第二目的是,提供一种换热器。
本发明的第三目的是,提供一种带有导流转接段的换热芯体的加工方法。
本发明所采用的技术方案是,一方面,提供一种带有导流转接段的换热芯体,包括堆叠的多个换热单元,每个换热单元包括
第一换热板片,第一换热板片的周围设有封边,封边内设有翅片;第一换热板片周边设有位置相对的第一集液管和位置相对的第二集液管,第一集液管与第二集液管的轮廓相同;以及
第二换热板片,第二换热板片与第一换热板片的结构相同,位置水平旋转,使得第一换热板片、第二换热板片的流道错流布置,对应的集液管对齐;以及
隔板,隔板设于第一换热板片和第二换热板片具有翅片的一侧;
其中,翅片延伸至对应换热板片的第一集液管内,且翅片在对应换热板片上形成的各条流道均能与第一集液管实现联通,第一集液管内的翅片之间为贯通结构,第二集液管为贯通结构。
进一步的,所述隔板根据换热单元的层数将第一集液管的入口区域均分,堆叠后呈阶梯状排列。
进一步的,所述翅片为人字形,延伸至流体入口的第一集液管中的翅片延伸至与封边相连,将第一集液管中的流体切割并导向至换热板片内部的流道中。
进一步的,所述翅片为平行的平直或锯齿形,延伸至第一集液管中的翅片封闭连接,将第一集液管中的流体切割并通过倾斜角度β的翅片导向至换热板片内部的流道中;倾斜角度β的翅片与平直的翅片相接的位置设有插排肋柱。
进一步的,所述隔板的轮廓与第一换热板片相同,隔板下表面与对应换热板片上的翅片上表面相接触;同一换热单元中两个隔板的结构相同,隔板伸入第一换热板片以及第二换热板片的流体入口的第一集液管内形成导流板,流体出口的第一集液管、第二集液管内的隔板均为贯通结构。
进一步的,同层的所述换热单元的导流板的长度相同;不同层的所述换热单元的导流板的长度不同,距离来流近的导流板长度最短,完全开口,距离来流最远的导流板长度最长,开口最小。
进一步的,所述导流板上设有通孔,每层换热单元的通孔对齐排列或交错排列,通孔总面积占进口开口面积的40%~50%。
进一步的,所述换热芯体的顶层和底层分别为上盖板和下盖板,上盖板、下盖板的轮廓形状与第一换热板片相同,上盖板对应于第一集液管、第二集液管的位置与对应的流体管路连接。
第二方面,提供一种换热器,包括上述带有导流转接段的换热芯体。
第三方面,提供一种带有导流转接段的换热芯体的加工方法,具体为:
S1,通过水切割或化学蚀刻的方式对板片进行流道切分、去除余料,制备具有封边、翅片的第一换热板片、第二换热板片;
制备隔板;
制备上盖板、下盖板;
S2,将制备好的第一换热板片、第二换热板片、隔板按顺序堆叠组装,得到带集液管的换热芯体。
本发明的有益效果是:
本发明将进出口的集液管与包含翅片的换热板片结合,集液管和换热板片一体化加工,将加工好的若干换热板片堆叠组装形成带集液管的换热芯体;只需在盖板外部进行管路接头的氩弧焊焊接,较厚的盖板能够避免高温对换热板片、翅片的影响,保证了换热芯体的加工精度,提高了换热性能。减少了集液管与芯体的焊接工序,提高了芯体耐压强度、密封性。
本发明翅片和隔板向流体入口区域(也可以是出口区域)延伸,翅片最终与集液管边框相连接,将入口区域分割成若干空间,使得流体进入芯体前实现在X方向上的流动分配;隔板所延伸面积小于进出口区域的流通截面积,与集液管边框留有一定距离,保证流体能够顺利通过。隔板所对应的进出口区域延伸出不同面积大小的挡板作为导流板,与延伸翅片相配合,实现对流体在Z方向上的流动分配。同时进出口区域的导流结构既可以给集液管提供足够的强度支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有部分换热芯体的进出口集液管。
图2a是本发明实施例中换热单元的结构示意图。
图2b是本发明实施例中换热芯体的装配示意图。
图3a是本发明实施例中第一换热板片的结构示意图。
图3b是本发明实施例中第二换热板片的结构示意图。
图4a是本发明实施例中换热芯体第一层的隔板结构示意图。
图4b是本发明实施例中换热芯体第二层的隔板结构示意图。
图4c是本发明实施例中换热芯体第三层的隔板结构示意图。
图5是本发明实施例中换热芯体最顶层的隔板结构示意图。
图6是本发明实施例中换热芯体的上盖板结构示意图。
图7是本发明实施例中换热芯体的下盖板结构示意图。
图8a是本发明实施例中导流板的结构示意图。
图8b是本发明实施例中换热器芯体的整体结构示意图。
图9a是本发明实施例中进出口对角布置形式的换热器芯体示意图。
图9b是图9a中换热板片的结构示意图。
图9c是换热板片的另一结构示意图。
图9d是图9c对应最顶层隔板的结构示意图。
图9e是图9c对应最底层隔板的结构示意图。
图9f是图9c对应的换热单元的结构示意图。
图9g是图9c换热芯体的装配示意图。
图10是本发明实施例中换热芯体入口流动示意图。
图11是图9b对应的换热芯体入口流动示意图。
图12是图9c对应的换热芯体入口流动示意图。
图13是对边布置集液管中带有导流结构的芯体流速分布图。
图14是对边布置集液管中无导流结构的芯体流速分布图。
图15是对角布置集液管中有无导流结构的芯体流速分布图。
图16是本发明实施例换热芯体的加工方法流程图。
图中,1.第一换热板片,2.第二换热板片,3.隔板,4.热流体进口,5.热流体出口,6.冷流体进口,7.冷流体出口,8.翅片,9.第一集液管,10.第二集液管,11.导流板,12.封边,13.上盖板,14.下盖板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1,
一种带有导流转接段的换热芯体,如图2a-2b,包括堆叠的多个换热单元,每个换热单元包括第一换热板片1、第二换热板片2和隔板3;
第一换热板片1的周围设有封边12,封边12内设有翅片8;第一换热板片1周边设有位置相对的第一集液管9和位置相对的第二集液管10,第一集液管9与第二集液管10的轮廓相同;
其中,翅片8延伸至第一集液管9内,且翅片8在第一换热板片1上形成的各条流道均能与第一集液管9实现联通,第一集液管9内的翅片8之间为贯通结构,第二集液管10为贯通结构。
第二换热板片2与第一换热板片1的结构相同,位置水平旋转,使得第一换热板片1、第二换热板片2的流道错流布置,对应的集液管对齐;第一换热板片1和第二换热板片2内分别充满冷流体和热流体。
隔板3设于第一换热板片1和第二换热板片2具有翅片8的一侧,隔板3下表面与对应换热板片上的翅片8上表面相接触。
每层换热单元组按顺序分为第一换热板片1、隔板3、第二换热板片2、隔板3,通过钎焊或扩散焊接的方式即可形成换热器芯体;第一换热板片1和第二换热板片2均为换热肋片单向生长在平板上,两层换热板片与隔板3叠加后,流道便被封闭在隔板3与换热板片之间,仅通过进出口区域与外界相连通。
在一些实施例中,翅片8为平直、锯齿、插排肋柱、人字形或波纹形;平直翅片压降最小,换热性能也相对较弱;锯齿翅片比平直翅片压降稍大,换热性能明显增强,因为其打断翅片可以在体积不变的情况下增加换热面积;插排肋柱结构整体重量最轻,压降和换热性能较为均衡,具体结果与肋柱排列密度有关;人字形和波纹形翅片在板式换热器中较为常见,其可以使得流体在板片表面流动分布均匀,并增加扰流提高换热效率。
实施例2,
如图3a-3b所示,翅片8为人字形,翅片8设于第一换热板片1和第二换热板片2的单侧,翅片8均设于第一换热板片1和第二换热板片2的上表面或下表面;在一些实施例中翅片8均设于第一换热板片1和第二换热板片2的上表面,翅片8的上表面与封边12的上表面平齐。
延伸至流体入口的第一集液管9中的翅片8延伸至与封边12相连,将第一集液管9中的流体切割并导向至换热板片内部的流道中,实现集液管内的流动分配;换热板片内部的翅片8被打断,确保第一换热板片1上形成的各条流道均能与第一集液管9实现联通。断点的间隙宽度占流道间距的1/2,最大与流道间距相等,断点间距范围在5倍到6倍流道间距,翅片8与封边12之间的间隙宽度与翅片间距等距或略大,最大不超过2倍的翅片间距。
考虑流体流动距离及转折角度过大对流阻的影响,人字形的翅片8的角度α不超过90°,翅片8的转弯连接处可进行倒角处理,使流体流动转弯更加自然平滑,从而减小流阻。
由于第一换热板片1和第二换热板片2采用了错流布置,即冷流体和热流体在第一换热板片1和第二换热板片2内的流动方向之间呈90°,因此换热板片之间的堆叠呈90°。
在一些实施例中,两个第一集液管9分别为流体入口和流体出口,流体入口的第一集液管9中的翅片8延伸至与封边相连,将对应的第一集液管9分割成若干空腔。
如图4a-4c、图5所示,隔板3的轮廓与第一换热板片1相同,隔板3伸入流体入口的第一集液管9内形成导流板11,即导流板11是隔板3第一集液管9内的伸出段;流体出口的第一集液管9、第二集液管10内的隔板3均为贯通结构;隔板3结构相同,同一换热单元的两个隔板3位置水平旋转,与第一换热板片1、第二换热板片2的位置对应。
如图6-7所示,换热芯体的顶层和底层分别为上盖板13和下盖板14,用于对完成堆叠组装的芯体上下底面进行封闭,上盖板13、下盖板14的轮廓形状与第一换热板片1相同,上盖板13顶部对应于第一集液管9、第二集液管10的位置与对应的流体管路连接,集液管封边的轮廓与管路内径相匹配。
如图8a所示,导流板11上设有通孔,每层换热单元的通孔对齐排列或交错排列;通孔孔径与集液管的尺寸有关,通孔总面积占开口面积的40%~50%。倘若流体在流经集液管的过程中,层数较多时隔板数量也较多,则会在Z方向上对进出口截面上进行多次的流体分割,可能会产生较大的流动阻力,造成压力损失。导流板11上的通孔用于控制流体分配比例,维持流动截面积稳定,有利于控制压损。
经过初步计算对比,当液体进入第一集液管9,在进入芯体之前,流体受延伸的翅片8和导流板11的共同作用,在X方向和Z方向上被均匀分配至各层换热单元。当流体经过管路进入第一集液管9,受延伸的翅片8的影响,流体在X方向上被均匀分配成多股流体,股数由延伸的翅片8数量决定;同时受导流板11的影响,流体在Z方向上被均匀分配至各层换热单元,流体在第一换热板片1、第二换热板片2内翅片8的导流下,能够流到板片内部各个区域,进行充分换热,提高了换热效率。
如图8b所示,热流体进口4对应第一换热板片1的第一集液管9流体入口,热流体出口5对应第一换热板片1的第一集液管9流体出口;冷流体进口6对应第二换热板片2的第一集液管9流体入口,冷流体出口7对应第二换热板片2的第一集液管9流体出口。
在一些实施例中,每层换热单元的导流板11的长度不同,距离来流近的导流板11长度最短,完全开口,距离来流最远的导流板11长度最长,开口最小;导流板11长度(即开口尺寸)根据集液管水力直径、延伸的翅片8数量、间距、换热单元层数确定。
在一些实施例中,第一换热板片1、第二换热板片2的厚度范围在1mm~1.5mm,尺寸为长150mm×宽150mm,尺寸过大则无法采用高速水射流技术进行切割。若换热板片过厚会导致对流道的腐蚀无法满足深度要求,且受蚀刻的各向异性影响,流道截面会变得不规则,对换热性能造成影响。若换热板片过薄,则会导致板片的腐蚀深度过大,以至于超过了换热板片厚度,使得原本想要达到的半腐蚀变成了全腐蚀透,导致翅片8失去了生长底面从而脱落,换热板片就加工失败了。
第一换热板片1、第二换热板片2的厚度通常在1mm至1.5mm,而经过化学蚀刻半腐蚀对板片进行加工后,形成了流道及翅片,此时翅片生长在底板上,底板厚度加上翅片的高度(等同于流道深度)即为加工前换热板片的厚度。由于隔板3的存在,底板厚度无需过厚,只需保证在经过半腐蚀加工后翅片能够固定即可,通常为0.2mm~0.3mm,则翅片8高度(流道深度)即为0.7mm~1.3mm。
隔板3厚度为0.4mm至1.0mm,隔板3厚度过薄会导致换热器芯体强度不够,隔板3厚度过厚会对换热器减轻重量造成不利影响。
根据进出口截面积大小,可将第一集液管9内的翅片8进行缩窄,以满足翅片8将截面均分的条件。翅片宽度通常在0.5mm~1mm之间,翅片8的间距(即流道的宽度),一般为2~3倍翅片8的宽度,若存在更严苛的压降要求,则翅片8间距为3倍以上的翅片8宽度。
翅片8过薄会造成板片内部承压能力降低,板片强度不高;翅片8过厚会造成板片重量过重或板片一次换热表面积减少,降低换热性能。
上盖板13、下盖板14厚度在1.5mm~5mm(通常根据耐压要求计算得到);上盖板13、下盖板14厚度设置较厚一方面是为了满足强度要求,另一方面可以保证在对集液管口进行接头管路焊接时减少焊接高温对芯体内部变形的影响;上盖板13、下盖板14太厚会对换热器重量会产生不利影响。
实施例3,
如图9a-9g所示,进出口呈对角线布置,翅片8为平行的平直或锯齿形加插排肋柱;同样可采用锯齿翅片、波纹翅片、插排肋柱等;延伸至第一集液管9中的翅片8封闭连接,将第一集液管9中的流体切割并通过倾斜角度β的翅片8导向至换热板片内部的流道中;倾斜角度β的翅片8与平直的翅片8相接的位置设有插排肋柱;倾斜角度β根据换热板片结构及进出口位置调整,但与流体主流方向不超过90°,插排肋柱的阵列间距为翅片8间距的1~1.5倍,翅片8在换热板片中部错开。
第一集液管9的入口区域两垂直边的流道和翅片数量应一一对应,从而使得翅片延伸段可以封闭连接,实现对流通截面积的切割。
其他结构实施例2相同。
实施例2、3中每层隔板3在入口区域延伸,实现对流体的遮挡和导流,延伸面积逐层增加,且数值呈等差排列。入口流体流动,图10-11所示,流体来流从上往下流动(Z轴由正向负),距离液体来流最近的导流板11长度最短(或为0),之后液体每下降一层,导流板11的长度逐渐增大,呈阶梯状分布,相邻两层换热单元的导流板11的长度之差相等。对于矩形进出口区域,导流板11的长度可由开口尺寸除以层数计算得。
如图12所示,流体从板片上部通过集液管入口流入芯体,在依靠翅片8在集液管入口流通截面区域Z方向上形成对流体形成阶梯型的分割,X或Y方向上通过翅片8将落入集液管内的流体导向逐条流道,进入各层换热板片后,再由板片内部的翅片进行导流,沿对角线流向各层的出口区域。
本发明实施例中第一换热板片1和第二换热板片2不限于特定形状,根据进出口布置位置的不同,可以在此基础上进行调整,比如改为菱形、平行四边形、梯形等板片形状,角部为直角或圆角。进出口流向与板片内流向垂直布置,即流体进入集液管,呈与板片垂直的方向流入芯体。
同传统板式换热器相比,本发明实施例对入口流通截面积区域进行划分,且隔板3在每层换热单元入口处的伸出长度不同,从而形成一个类似阶梯状的结构,流体自上而下流入集液管内,在Z方向上受伸出长度等差排列的隔板阻挡,分别流入各层换热板片,从而达成流体均分的效果,有利于提高换热效率。
实施例4,
一种带有导流转接段的换热芯体的加工方法,如图16所示,具体为:
S1,通过水切割或化学蚀刻的方式对板片进行流道切分、余料去除,制备具有封边12、翅片8的第一换热板片1、第二换热板片2;在完整板子上进行板片厚度一半距离的腐蚀,将流道区域加工成型,对于进出口侧,无伸长段的区域采用一个板片厚度的腐蚀透。通过化学蚀刻的办法对平面板片进行半深槽道的腐蚀,对进出口区域进行全深度的腐蚀透,最终板片内去除的部分形成了流道,留下的部分就是边缘的“封边”和翅片;板片进出口区域腐蚀透以后就形成了矩形的进出口截面;或者对整个板片进行半深槽道的腐蚀,在化学蚀刻完成后的进出口区域尚未形成镂空,此时再利用超高速水射流切割技术完成板片进出口区域的切割。
制备隔板3;隔板3采用满足尺寸要求的、经过研磨抛光的板片,尺寸在150mm×150mm以内,对于采用扩散焊制造时要求板片粗糙度Ra小于0.1,等厚度要求小于0.01mm;对于采用钎焊制造时要求板片粗糙度Ra小于1.6,等厚度要求小于0.01mm。
制备上盖板13、下盖板14;上下盖板与隔板3同理,差别主要在于为了满足强度,卡工作耐压要求越高;
S2,将制备好的第一换热板片1、第二换热板片2、隔板3按顺序堆叠组装,可通过钎焊或扩散焊连接,得到带集液管的一体化换热芯体;然后在上盖板13顶部完成管路进出口接头的焊接即可,理论上只需要在接头位置处进行两次氩弧焊焊接;无需封边、密封压紧装置等零部件,简化了工艺,减少焊缝,并具有高的结构强度和良好的密封性。避免了芯体与集液管氩弧焊焊接过程中产生的高温导致进出口流道堵塞,或钎焊过程中产生的钎焊瘤在后续使用中流体冲刷导致脱落堵塞芯体的问题。
本发明实施例的加工过程均依靠成熟的工艺过程制造,适用于现有工业生产过程,精确度高,应用性强;无需采用增材制造工艺,避免了增材制造的周期、成本以及合格率均难以控制的问题。
实施例5,
一种换热器,包括上述带有导流转接段的换热芯体。
本发明实施例的导流转接段对于侧边设置进出口的板式、板翅式换热器芯体均可适用。
实施例6,
本发明实施例(带有导流结构)的对边布置进出口流动分配,比无导流结构(集液管中没有导流板也没有延伸翅片)的流动死区更小,甚至没有流动死区,进出口流量分配更加均匀。但同时导流板对流通截面积产生影响,一定程度上会导致流速增加、压降上升。
图13为集液管内部无导流结构的换热器内部流体流速迹线,图14为集液管内部添加了导流结构后的换热器内部流体流速迹线。对比图13和图14可以看出,图14中的流体流速迹线更为平顺,流入各层单元间的流体均得到平滑过渡,而图13中的集液管底角位置可看见明显的涡流产生,涡流使得流体流动阻力升高,压损增加。
实施例7,
本发明实施例(带有导流结构)的对角布置进出口流动分配与无导流结构(集液管中没有导流板也没有延伸翅片)进行比较,如图15所示,通过入口导流结构的流体,在流入各层时的流动分布更加均匀,在集液管内没有流动死区。
本发明实施例的优势:
1、传统的制造方法中,包含导流结构的集液管需要通过铸造或者数控机加完成,甚至是将导流结构焊接在集液管内部,这样制造工序繁琐、成本高、周期久,且部件的强度难以保证。本发明实施例将集液管设计与板片设计结合,根据微小通道的紧凑换热器板片的结构特性以及其多层堆叠装配和焊接的工艺特性,借助从分层板片堆叠形成芯体的加工思路,把集液管也进行分层,同时每层结构在设计时就与板片相连接,板片、翅片与集液管在结构上紧密结合,在加工板片和翅片结构时同时即实现了集液管和内部导流结构的加工,简化了集液管内的延伸的翅片8和导流板11的加工,减小了将芯体和集液管分别加工好后再焊接的工序。
2.压降主要来自于流体进入集液管后,由于导流结构的存在,减小了集液管内的流通截面积,造成流体流速升高因而压降增加。本发明实施例在导流板设有通孔,以确保流通截面积不因导流结构而变化过大,有利于维持流体流速在一定范围内稳定。换热效率取决于对流体流速、有限体积内的换热面积,在进出口区域将流体均匀分配到每层换热单元和每条流道,同时每条流道的流通截面积一致或接近,使得流体在板片内部的流速波动较小,同时借助导流确保流体尽可能的均匀的分布于板片之间,充分利用换热面积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,包括堆叠的多个换热单元,每个换热单元包括
第一换热板片(1),第一换热板片(1)的周围设有封边(12),封边(12)内设有翅片(8);第一换热板片(1)周边设有位置相对的第一集液管(9)和位置相对的第二集液管(10),第一集液管(9)与第二集液管(10)的轮廓相同;以及
第二换热板片(2),第二换热板片(2)与第一换热板片(1)的结构相同,位置水平旋转,使得第一换热板片(1)、第二换热板片(2)的流道错流布置,对应的集液管对齐;以及
隔板(3),隔板(3)设于第一换热板片(1)和第二换热板片(2)具有翅片(8)的一侧;
其中,翅片(8)延伸至对应换热板片的第一集液管(9)内,且翅片(8)在对应换热板片上形成的各条流道均能与第一集液管(9)实现联通,第一集液管(9)内的翅片(8)之间为贯通结构,第二集液管(10)为贯通结构。
2.根据权利要求1所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述隔板(3)根据换热单元的层数将第一集液管(9)的入口区域均分,堆叠后呈阶梯状排列。
3.根据权利要求1所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述翅片(8)为人字形,延伸至流体入口的第一集液管(9)中的翅片(8)延伸至与封边(12)相连,将第一集液管(9)中的流体切割并导向至换热板片内部的流道中。
4.根据权利要求1所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述翅片(8)为平行的平直或锯齿形,延伸至第一集液管(9)中的翅片(8)封闭连接,将第一集液管(9)中的流体切割并通过倾斜角度β的翅片(8)导向至换热板片内部的流道中;倾斜角度β的翅片(8)与平直的翅片(8)相接的位置设有插排肋柱。
5.根据权利要求2所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述隔板(3)的轮廓与第一换热板片(1)相同,隔板(3)下表面与对应换热板片上的翅片(8)上表面相接触;同一换热单元中两个隔板(3)的结构相同,隔板(3)伸入第一换热板片(1)以及第二换热板片(2)的流体入口的第一集液管(9)内形成导流板(11),流体出口的第一集液管(9)、第二集液管(10)内的隔板(3)均为贯通结构。
6.根据权利要求5所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,同层的所述换热单元的导流板(11)的长度相同;不同层的所述换热单元的导流板(11)的长度不同,距离来流近的导流板(11)长度最短,完全开口,距离来流最远的导流板(11)长度最长,开口最小。
7.根据权利要求5所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述导流板(11)上设有通孔,每层换热单元的通孔对齐排列或交错排列,通孔总面积占进口开口面积的40%~50%。
8.根据权利要求1所述一种带有导流转接段的换热芯体,其特征在于,所述换热芯体的顶层和底层分别为上盖板(13)和下盖板(14),上盖板(13)、下盖板(14)的轮廓形状与第一换热板片(1)相同,上盖板(13)对应于第一集液管(9)、第二集液管(10)的位置与对应的流体管路连接。
9.一种换热器,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述带有导流转接段的换热芯体。
10.如权利要求1所述一种带有导流转接段的换热芯体的加工方法,其特征在于,具体为:
S1,通过水切割或化学蚀刻的方式对板片进行流道切分、去除余料,制备具有封边(12)、翅片(8)的第一换热板片(1)、第二换热板片(2);
制备隔板(3);
制备上盖板(13)、下盖板(14);
S2,将制备好的第一换热板片(1)、第二换热板片(2)、隔板(3)按顺序堆叠组装,得到带集液管的换热芯体。
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