CN115031556A - 微通道换热器及微通道换热器的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热交换领域，具体涉及一种微通道换热器及微通道换热器的加工方法。本发明提供的微通道换热器，包括：换热板组，为多个换热板堆叠组成或者为单个换热板，所述换热板上设置有至少一个通槽；两个盖板，分别堆叠设置在所述换热板组的最外侧，至少一个所述盖板上或所述盖板与所述换热板组配合或所述换热板间配合形成至少一个供流体流入的流入口和供流体流出的流出口，所述流入口和所述流出口分别与相对应的所述通槽连通，形成至少一个连通的流道。本发明提供的微通道换热器，加工成本低，微通道换热器的空间利用率高，同时流道可以分叉、合并，流体在流道中翻转、撞击、分流、合流，换热效率高，换热板和盖板的设计款式多样。

Description

微通道换热器及微通道换热器的加工方法

技术领域

本发明涉及热交换领域，具体涉及一种微通道换热器及微通道换热器的加工方法。

背景技术

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，其中扩散焊微通道换热器具有强度高，紧凑度高，无钎料的优点。因为扩散焊工艺需要对焊接面进行强力挤压，然后升温加速焊接面间的分子扩散运动，从而达成高强度的结合，所以现有技术均采用平板作为换热板。

现有技术中，换热板表面通过化学刻蚀的方法刻蚀出带底的槽道供流体通过，之后多层换热板叠加，平面部位被扩散焊接到一起，制成扩散焊微通道换热器，其单个流道仅设置在单个换热板，换热板间缺乏流体的扰动，换热能力不强。同时，因为化学刻蚀成本高昂，所以扩散焊微通道换热器的成本比其他类型的换热器都要高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中扩散焊微通道换热器换热能力不强，且造价昂贵的缺陷，从而提供一种微通道换热器及微通道换热器的加工方法。

本发明提供的微通道换热器，包括：

换热板组，为多个换热板堆叠组成或者为单个换热板，所述换热板上设置有至少一个通槽；

两个盖板，分别堆叠设置在所述换热板组的最外侧，至少一个所述盖板上或所述盖板与所述换热板组配合或所述换热板间配合形成至少一个供流体流入的流入口和供流体流出的流出口，所述流入口和所述流出口分别与相对应的所述通槽连通，形成至少一个连通的流道。

可选的，其中一个所述盖板上设置有至少一个所述流入口，其中另一个所述盖板上设置有至少一个所述流出口，所述流入口和所述流出口沿堆叠方向与所述通槽部分重叠。

可选的，所述换热板组为多个换热板堆叠组成，每个所述换热板间隔设置有多个所述通槽，相邻的两个所述换热板上的所述通槽交错且连通。

可选的，所述换热板的沿其宽度方向的一端形成至少一个第一缺口，所述第一缺口沿与所述换热板的长度方向相平行的方向延伸，所述第一缺口与相邻的所述盖板及所述换热板形成所述流入口或所述流出口，所述换热板上设有与所述第一缺口共面且间隔设置的多个所述通槽，相邻的两个所述换热板上的所述通槽交错且连通。

可选的，所述换热板的数量为偶数个，所述换热板的结构两两相同，结构相同的两个所述换热板关于所述换热板组的中心平面旋转对称设置，且其中一个换热板相对另一个换热板的旋转角度为180°。

可选的，所述换热板组包括与所述盖板相邻的第一换热板以及位于所述第一换热板之间的第二换热板，所述第一换热板的沿其长度方向的一端形成至少一个第二缺口，所述第二缺口沿与所述第一换热板的宽度方向相平行的方向延伸，所述第二缺口与相邻的所述盖板及所述第二换热板形成所述流入口或所述流出口，所述第一换热板及所述第二换热板上均设有与所述第二缺口的延伸方向相垂直且间隔设置的多个通槽，所述第一换热板与所述第二换热板以及相邻的两个所述第二换热板上的所述通槽交错且连通。

可选的，所述第一换热板上的所述通槽之间还设有连通孔，所述连通孔沿与所述第一换热板的宽度方向相平行的方向延伸。

可选的，两个所述第一换热板的结构相同，两个所述第二换热板的结构相同，两个所述第一换热板与两个所述第二换热板均关于所述换热板组的中心平面旋转对称设置，且其中一个第一换热板相对另一个第一换热板、其中一个第二换热板相对另一个第二换热板的旋转角度为180°。

可选的，所述第一换热板及所述第二换热板上均设有第三缺口，所述第三缺口位于远离所述第二缺口的一端且分别沿所述第一换热板及所述第二换热板的长度方向延伸，相邻的所述第一换热板、所述第二换热板上的所述第三缺口与所述盖板及另一个所述第二换热板形成所述流入口或所述流出口，所述第一换热板及所述第二换热板上均设有与所述第三缺口共面且间隔设置的多个通槽，所述第一换热板与所述第二换热板以及相邻的两个所述第二换热板上的所述通槽交错且连通。

可选的，所述换热板和所述盖板上均设置有定位部，所述换热板之间和/或所述换热板与所述盖板通过所述定位部对齐连接。

可选的，所述定位部为两个带孔的定位耳，所述定位耳设置在所述盖板及所述换热板的两侧边的对角处。

本发明提供的微通道换热器的加工方法，包括如下步骤：

S1、采用激光切割、水切割或冲孔工艺在换热板上加工出通槽，且在盖板上或所述盖板与所述换热板板组之间或换热板与换热板之间加工出流入口和流出口；

S2、将所述换热板与所述盖板按照盖板-换热板组-盖板的顺序依次堆叠，将堆叠后的所述换热板及所述盖板通过扩散焊焊接在一起。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的微通道换热器，两个盖板分别堆叠设置在换热板组的两侧，换热板上设置有通槽，通槽与流入口以及流出口连接，不同换热板间的通槽也可以连通，形成了连通的流道，使流体在同一换热板上有平面上的流动，也有从换热板到换热板，和/或从换热板到盖板间的竖直方向上的流动，微通道换热器的空间利用率高，同时流道可以分叉、合并，流体在流道中翻转、撞击、分流、合流，换热效率高，换热板和盖板的设计款式多样，可灵活设计组合。

2.本发明提供的微通道换热器，换热板组中换热板的结构两两相同，减少了加工同一换热器所需要的模板的数量，在有限的生产规模下提高了生产效率。

3.本发明提供的微通道换热器，换热板和盖板上均设置有定位部，换热板之间和/或换热板与盖板通过定位部对齐连接。设置定位部便于换热板与其它换热板、换热板与盖板堆叠时能够对齐，保证各层板件上的流道口与通槽，通槽与通槽能够连通。

4.本发明提供的微通道换热器的加工方法，采用在换热板上激光切割或冲孔的方式，加工出贯穿的通槽，加工成本低，加工后的换热板成本仅略高于原始板材，相比化学刻蚀具有明显的成本优势。换热板与盖板按照盖板-换热板组-盖板的顺序依次堆叠，使用扩散焊的方法制成换热器，换热器强度高，紧凑度高，盖板和换热板、换热板和换热板间无钎料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例微通道换热器实施方式一的第一种热交换流体的流道示意图；

图2为图1的第二种热交换流体的流道示意图；

图3为本发明实施例微通道换热器实施方式二的第一种热交换流体的流道示意图；

图4为图3的第二种热交换流体的流道示意图。

附图标记说明：

10、换热板；101、第一换热板；102、第二换热板；103、第一缺口；104、第二缺口；105、第三缺口；20、盖板；30、定位耳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“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的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本发明实施例提供的微通道换热器，包括：

换热板组，为多个换热板10堆叠组成或者为单个换热板10，换热板10上设置有至少一个通槽；

两个盖板20，分别堆叠设置在换热板组的最外侧，至少一个盖板20上或盖板20与换热板组配合或换热板10间配合形成至少一个供流体流入的流入口和供流体流出的流出口，流入口和流出口分别与相对应的通槽连通，形成至少一个连通的流道。

本实施例中，两个盖板20分别堆叠设置在换热板组的两侧，换热板10上设置有通槽，通槽与流入口以及流出口连接，不同换热板10间的通槽也可以连通，形成了连通的流道，使流体在同一换热板10上有平面上的流动，也有从换热板10到换热板10，和/或从换热板10到盖板20间的竖直方向上的流动，微通道换热器的空间利用率高，同时流道可以分叉、合并，流体在流道中翻转、撞击、分流、合流，换热效率高，换热板10和盖板20的设计款式多样，可灵活设计组合。

本实施例中，对换热板10和盖板20的材料不作具体限定，满足工作环境所需的温度要求且适于焊接即可，其可以是碳钢，也可以是高温合金，具体可以是镍基合金。

本实施例中，对流入口和流出口的设置位置均不作具体限定，作为一种实施方式，流道口可以是直接设置在盖板20上的通孔，参考图1和图2，其中一个盖板20上设置有至少一个流入口，其中另一个盖板20上设置有至少一个流出口，流入口和流出口沿堆叠方向与通槽部分重叠，此实施方式中，换热板组可以是单个换热板10，换热板10上的一个通槽一端与流入口连通，另一端与流出口连通，此外，换热板组也可以为多个换热板10堆叠组成，每个换热板10间隔设置有多个通槽，相邻的两个换热板10上的通槽交错且连通，参考图1和图2，不同换热板10间的通槽在竖直方向上连通，使流道跨布不同换热板10，换热线路设计方案多样；

作为另一种实施方式，流道口也可以是设置在换热板10边缘处的缺口，通过与上下板件的配合形成流入口或是流出口，参考图1和图2，换热板10的沿其宽度方向的一端形成至少一个第一缺口103，第一缺口103沿与换热板10的长度方向相平行的方向延伸，第一缺口103与相邻的盖板20及换热板10形成流入口或流出口，换热板10上设有与第一缺口103共面且间隔设置的多个通槽，相邻的两个换热板10上的通槽交错且连通。

本实施例中，通过改变换热板10上通槽的形状和位置，可以得到满足不同需求、样式大不相同的换热器，作为一种优选的换热板10的结构，参考图1和图2，换热板10的数量为偶数个，换热板10的结构两两相同，结构相同的两个换热板10关于换热板组的中心平面旋转对称设置，其中一个换热板10相对另一个换热板10的旋转角度相差180°。

换热板组中换热板10的结构两两相同，减少了加工同一换热器所需要的模板的数量，在有限的生产规模下提高了生产效率。

本实施例中，对通槽的形状不作具体限定，其可以是不规则形状，为便于加工，参考图1-图4，其也可以是长条状；同样的，对通槽的设置方向不作具体限定，其可以是与换热板10的长度方向平行或是垂直，也可以是斜向设置，而通槽的数量和设置的位置，均需根据换热器的工作需要而定，此处均不作具体限定。

作为一种实施方式，换热板组包括与盖板20相邻的第一换热板101以及位于第一换热板101之间的第二换热板102，第一换热板101的沿其长度方向的一端形成至少一个第二缺口104，第二缺口104沿与第一换热板101的宽度方向相平行的方向延伸，第二缺口104与相邻的盖板20及第二换热板102形成流入口或流出口，第一换热板101及第二换热板102上均设有与第二缺口104的延伸方向相垂直且间隔设置的多个通槽，第一换热板101与第二换热板102以及相邻的两个第二换热板102上的通槽交错且连通。

进一步的，第一换热板101上的通槽之间还设有连通孔，连通孔沿与第一换热板101的宽度方向相平行的方向延伸。

本实施例中，连通孔也是通槽的一种，参考图3和图4，沿第一换热板101的宽度方向设置的连通孔将沿第一换热板101的长度方向设置的不同通槽连通起来。

进一步的，两个第一换热板101的结构相同，两个第二换热板102的结构相同，两个第一换热板101与两个第二换热板102均关于换热板组的中心平面旋转对称设置，且其中一个第一换热板101相对另一个第一换热板101、其中一个第二换热板102相对另一个第二换热板102的旋转角度为180°。

本实施方式中，第一换热板101及第二换热板102上均设有第三缺口105，第三缺口105位于远离第二缺口104的一端且分别沿第一换热板101及第二换热板102的长度方向延伸，相邻的第一换热板101、第二换热板102上的第三缺口105与盖板20及另一个第二换热板102形成流入口或流出口，第一换热板101及第二换热板102上均设有与第三缺口105共面且间隔设置的多个通槽，第一换热板101与第二换热板102以及相邻的两个第二换热板102上的通槽交错且连通。

进一步的，换热板10和盖板20上均设置有定位部，换热板10之间和/或换热板10与盖板20通过定位部对齐连接。设置定位部便于换热板10与其它换热板10、换热板10与盖板20堆叠时能够对齐，保证各层板件上的流道口与通槽，通槽与通槽能够连通。

本实施例中，对定位部的结构不作具体限定，其可以是设置在盖板20和换热板10上的尺寸和位置相同的缺口，通过卡入与缺口相适配的定位件使其对齐；作为一种实施方式，定位部为两个带孔的定位耳30，定位耳30设置在盖板20及换热板10的两侧边的对角处，需要对齐盖板20和换热板10、换热板10和其它换热板10时，将两个插销分别插入两个定位孔中即可。

本发明实施例还提供一种微通道换热器的加工方法，包括如下步骤：

S1、采用激光切割、水切割或冲孔工艺在换热板10上加工出通槽，且在盖板20上或盖板20与换热板10板组之间或换热板10与换热板10之间加工出流入口和流出口；

S2、将换热板10与盖板20按照盖板20-换热板组-盖板20的顺序依次堆叠，将堆叠后的换热板10及盖板20通过扩散焊焊接在一起。

采用在换热板10上激光切割或冲孔的方式，加工出贯穿的通槽，加工成本低，加工后的换热板10成本仅略高于原始板材，相比化学刻蚀具有明显的成本优势。换热板10与盖板20按照盖板20-换热板组-盖板20的顺序依次堆叠，使用扩散焊的方法制成换热器，换热器强度高，紧凑度高，盖板20和换热板10、换热板10和换热板10间无钎料。

本实施例提供的微通道换热器，同一微通道换热器可以有多个互不干涉的流道，参考图1和图2，图1中的流道c1以a1为流入口，以b1为流出口，图2中的流道c2以a2为流入口，以b2为流出口，流道c1与流道c2互不干涉；同一微通道换热器的流道还可以分叉、合并，流体在流道中翻转、撞击、分流、合流，强化了换热，参考图3和图4，图3中的流道c3以a3为流入口，以b3为流出口，与图4中的流道c41（c42）互不干涉，而图4中的流道c41与流道c42于流入口a4处分叉，合并后又以b4为共同的流出口。容易想到的，通过合理设置流入口、流出口以及换热板10上的通槽可以设计出无穷无尽的换热器样式，本实施例仅列举出具有代表性的两例实施方式。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种微通道换热器，其特征在于，包括：

换热板组，为多个换热板(10)堆叠组成或者为单个换热板(10)，所述换热板(10)上设置有至少一个通槽；

两个盖板(20)，分别堆叠设置在所述换热板组的最外侧，至少一个所述盖板(20)上或所述盖板(20)与所述换热板组配合或所述换热板(10)间配合形成至少一个供流体流入的流入口和供流体流出的流出口，所述流入口和所述流出口分别与相对应的所述通槽连通，形成至少一个连通的流道。

2.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，其中一个所述盖板(20)上设置有至少一个所述流入口，其中另一个所述盖板(20)上设置有至少一个所述流出口，所述流入口和所述流出口沿堆叠方向与所述通槽部分重叠。

3.根据权利要求2所述的微通道换热器，其特征在于，所述换热板组为多个换热板(10)堆叠组成，每个所述换热板(10)间隔设置有多个所述通槽，相邻的两个所述换热板(10)上的所述通槽交错且连通。

4.根据权利要求3所述的微通道换热器，其特征在于，所述换热板(10)的沿其宽度方向的一端形成至少一个第一缺口(103)，所述第一缺口(103)沿与所述换热板(10)的长度方向相平行的方向延伸，所述第一缺口(103)与相邻的所述盖板(20)及所述换热板(10)形成所述流入口或所述流出口，所述换热板(10)上设有与所述第一缺口(103)共面且间隔设置的多个所述通槽，相邻的两个所述换热板(10)上的所述通槽交错且连通。

5.根据权利要求4所述的微通道换热器，其特征在于，所述换热板(10)的数量为偶数个，所述换热板(10)的结构两两相同，结构相同的两个所述换热板(10)关于所述换热板组的中心平面旋转对称设置，且其中一个换热板(10)相对另一个换热板(10)的旋转角度为180°。

6.根据权利要求1所述的微通道换热器，其特征在于，所述换热板组包括与所述盖板(20)相邻的第一换热板(101)以及位于所述第一换热板(101)之间的第二换热板(102)，所述第一换热板(101)的沿其长度方向的一端形成至少一个第二缺口(104)，所述第二缺口(104)沿与所述第一换热板(101)的宽度方向相平行的方向延伸，所述第二缺口(104)与相邻的所述盖板(20)及所述第二换热板(102)形成所述流入口或所述流出口，所述第一换热板(101)及所述第二换热板(102)上均设有与所述第二缺口(104)的延伸方向相垂直且间隔设置的多个通槽，所述第一换热板(101)与所述第二换热板(102)以及相邻的两个所述第二换热板(102)上的所述通槽交错且连通。

7.根据权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一换热板(101)上的所述通槽之间还设有连通孔，所述连通孔沿与所述第一换热板(101)的宽度方向相平行的方向延伸。

8.根据权利要求6所述的微通道换热器，其特征在于，两个所述第一换热板(101)的结构相同，两个所述第二换热板(102)的结构相同，两个所述第一换热板(101)与两个所述第二换热板(102)均关于所述换热板组的中心平面旋转对称设置，且其中一个第一换热板(101)相对另一个第一换热板(101)、其中一个第二换热板(102)相对另一个第二换热板(102)的旋转角度为均为180°。

9.根据权利要求8所述的微通道换热器，其特征在于，所述第一换热板(101)及所述第二换热板(102)上均设有第三缺口(105)，所述第三缺口(105)位于远离所述第二缺口(104)的一端且分别沿所述第一换热板(101)及所述第二换热板(102)的长度方向延伸，相邻的所述第一换热板(101)、所述第二换热板(102)上的所述第三缺口(105)与所述盖板(20)及另一个所述第二换热板(102)形成所述流入口或所述流出口，所述第一换热板(101)及所述第二换热板(102)上均设有与所述第三缺口(105)共面且间隔设置的多个通槽，所述第一换热板(101)与所述第二换热板(102)以及相邻的两个所述第二换热板(102)上的所述通槽交错且连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的微通道换热器，其特征在于，所述换热板(10)和所述盖板(20)上均设置有定位部，所述换热板(10)之间和/或所述换热板(10)与所述盖板(20)通过所述定位部对齐连接。

11.根据权利要求10所述的微通道换热器，其特征在于，所述定位部为两个带孔的定位耳(30)，所述定位耳(30)设置在所述盖板(20)及所述换热板(10)的两侧边的对角处。

12.一种微通道换热器的加工方法，用于加工权利要求1-10中任一项所述的微通道换热器，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用激光切割、水切割或冲孔工艺在换热板(10)上加工出通槽，且在盖板(20)上或所述盖板(20)与所述换热板组之间或换热板(10)与换热板(10)之间加工出流入口和流出口；

S2、将所述换热板(10)与所述盖板(20)按照盖板(20)-换热板组-盖板(20)的顺序依次堆叠，将堆叠后的所述换热板(10)及所述盖板(20)通过扩散焊焊接在一起。

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