CN115307465A - 一种换热板片通道和换热器 - Google Patents
一种换热板片通道和换热器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及换热器技术领域,具体涉及一种换热板片通道和换热器。所述换热板片通道包括:第一板片单元,包括通道底板和第一通道支板;多组第一通道支板相对通道底板平行第一方向间隔设置;第二板片单元,包括加强筋和第二通道支板;多组第二通道支板平行第一方向间隔设置;加强筋设置于任意相邻两组第二通道支板之间;第三板片单元,包括多组第三通道支板,多组第三通道支板平行第一方向间隔设置;第一板片单元、第二板片单元和第三板片单元中的至少其中一种适于沿第三方向堆叠形成换热通道。本发明提供的换热板片通道,克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,丰富了换热通道的堆叠成型方式,有利于降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域,具体涉及一种换热板片通道和换热器。
背景技术
印刷电路板式换热器通常由侧板、冷侧板、热侧板、接头等组成。将侧板、冷侧板、热侧板按照一定顺序叠放,通过真空扩散焊接形成一体,从而形成换热器芯体。再将换热器芯体与接头进行焊接,形成换热器。
目前这种印刷电路板式换热器冷侧板和热侧板通过化学蚀刻的方式制作成形,冷侧板、热侧板上分布有流体通道,一般冷(热)侧板和热(冷)侧板底面形成一种通道,热(冷)侧板和冷(热)侧板底面形成另外一种通道,叠放方式比较单一,这种成形方法存在价格高、尺寸限制、材料限制等问题。
如图1、图2所示,现有的换热板片通道结构通常由冷侧板100和热侧板200叠放而成,冷侧板100和热侧板200底面形成一种通道,热侧板200和冷侧板100底面形成另外一种通道,其中冷侧板100和热侧板200通过化学蚀刻的方式制作成形。由于现有的通道结构通常要通过化学蚀刻,一方面,化学蚀刻无法蚀刻高温合金、哈氏合金等耐蚀合金,导致板片受到材料的限制。另一方面,化学蚀刻加工对板片的尺寸也有要求,如图3所示,板片的厚度为H,其中H的取值需满足H≤C1;通道宽度为W,W的取值需满足W≥C2×h+C3,其中,h为通道深度,C1、C2、C3为常数,C1、C2、C3的取值与材料有关,当板片材料为不锈钢时,一般C1取值为2,C2取值为1.2,C3取值为0。因此,现有的印刷电路板式换热器冷侧板和热侧板通道结构及其成形方式容易受材料和尺寸的制约,成本高,叠放方式单一。
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现有的印刷电路板式换热器通过化学蚀刻的板片通道容易受材料和化学蚀刻尺寸制约的缺陷,从而提供一种能够克服材料和化学蚀刻尺寸制约的换热板片通道。
为解决上述技术问题,本发明提供的换热板片通道,包括:
第一板片单元,包括通道底板和第一通道支板;多组所述第一通道支板相对所述通道底板平行第一方向间隔设置;
第二板片单元,包括加强筋和第二通道支板;多组所述第二通道支板平行第一方向间隔设置;所述加强筋设置于任意相邻两组所述第二通道支板之间;
第三板片单元,包括多组第三通道支板,多组所述第三通道支板平行第一方向间隔设置;
所述第一板片单元、所述第二板片单元和所述第三板片单元中的至少其中一种适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,所述换热板片通道还包括隔板,所述隔板设置于所述第二板片单元或所述第三板片单元沿第三方向上的至少其中一侧。
可选的,当所述换热板片通道由所述第一板片单元堆叠时,每两组所述第一板片单元相对设置形成全对扣结构;所述全对扣结构沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,当所述换热板片通道由所述第二板片单元和所述隔板堆叠时,每相邻两组所述隔板之间设置至少两组所述第二板片单元,两组所述隔板和至少两组所述第二板片单元沿第三方向堆叠形成半镂空结构,所述半镂空结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,当所述换热板片通道由所述第三板片单元和所述隔板堆叠时,每相邻两组所述隔板之间设置至少两组所述第三板片单元,两组所述隔板和至少两组所述第三板片单元沿第三方向堆叠形成全镂空结构,所述全镂空结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,当所述换热板片通道由所述第一板片单元和第二板片单元堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元之间设置至少一组所述第二板片单元,两组所述第一板片单元与至少一组所述第二板片单元沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构,所述第一复合通道结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,当所述换热板片通道由所述第一板片单元和第三板片单元堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元之间设置至少一组所述第三板片单元,两组所述第一板片单元与至少一组所述第三板片单元沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构,所述第二复合通道结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
可选的,所述第二板片单元和/或所述第三板片单元的加工成形方式包括但不限于激光切割、冲压和/或化学蚀刻。
可选的,所述第一板片单元的加工成形方式包括但不限于化学蚀刻。
本发明还提供一种换热器,包括:
如上述的换热板片通道;
所述换热板片通道沿第三方向任意相邻两层流道中的其中一层为热侧流道,另一层为冷侧流道;
所述换热板片通道的通道截面形状包括但不限于矩形、圆形、半圆形和/或椭圆形。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的换热板片通道,包括:第一板片单元,包括通道底板和第一通道支板;多组所述第一通道支板相对所述通道底板平行第一方向间隔设置;第二板片单元,包括加强筋和第二通道支板;多组所述第二通道支板平行第一方向间隔设置;所述加强筋设置于任意相邻两组所述第二通道支板之间;第三板片单元,包括多组第三通道支板,多组所述第三通道支板平行第一方向间隔设置;通过将所述第一板片单元、所述第二板片单元和所述第三板片单元中的至少其中一种沿第三方向堆叠形成换热通道,从而克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,不仅丰富了换热通道的堆叠成型方式,而且有利于降低生产成本。
2.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道仅包括第一板片单元时,所述第一板片单元在堆叠过程中,每两组所述第一板片单元沿第三方向相对叠放设置形成全对扣结构(所述全对扣结构为AA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述全对扣结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述全对扣结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述全对扣结构换热通道的热交换,丰富了换热通道的堆叠成型方式。
3.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第一板片单元、所述第三板片单元和所述隔板堆叠时,每一组所述第一板片单元和每一组所述隔板之间设置一组所述第三板片单元,并沿第三方向堆叠形成第三复合通道结构(图中未示出,所述第三复合通道结构为ACD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第三复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第三复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第三复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
4.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第二板片单元和所述隔板堆叠时,每相邻两组所述隔板之间设置至少两组所述第二板片单元,两组所述隔板和至少两组所述第二板片单元沿第三方向堆叠形成半镂空结构(所述半镂空结构为DBBD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述半镂空结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述半镂空结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述半镂空结构换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
5.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第三板片单元和所述隔板堆叠时,每相邻两组所述隔板之间设置至少两组所述第三板片单元,两组所述隔板和至少两组所述第三板片单元沿第三方向堆叠形成全镂空结构(所述全镂空结构为DCCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述全镂空结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述全镂空结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述全镂空结构换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
6.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第一板片单元和第二板片单元堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元之间设置至少一组所述第二板片单元,两组所述第一板片单元与至少一组所述第二板片单元沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构(所述第一复合通道结构为ABA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第一复合通道结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第一复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第一复合通道结构换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
7.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第一板片单元、所述第二板片单元、所述第三板片单元和所述隔板堆叠时,每一组所述第一板片单元和每一组所述隔板之间设置一组所述第二板片单元和一组所述第三板片单元,并沿第三方向堆叠形成第四复合通道结构(图中未示出,所述第四复合通道结构为ABCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第四复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第四复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第四复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
8.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第一板片单元和第三板片单元堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元之间设置至少一组所述第三板片单元,两组所述第一板片单元与至少一组所述第三板片单元沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构(所述第二复合通道结构为ACA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第二复合通道结构适于沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第二复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第二复合通道结构换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
9.本发明提供的换热板片通道,当所述换热板片通道由所述第一板片单元、所述第三板片单元和所述隔板堆叠时,每一组所述第一板片单元和每一组所述隔板之间设置两组所述第三板片单元,并沿第三方向堆叠形成第五复合通道结构(图中未示出,所述第五复合通道结构为ACCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第五复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第五复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第五复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
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为改进前的换热板片通道结构的整体结构示意图;
图2为改进前的换热板片通道结构的截面结构示意图;
图3为改进前的换热板片通道结构的尺寸示意图;
图4为本发明换热板片通道的第一板片单元的整体结构示意图;
图5为本发明换热板片通道的第二板片单元的整体结构示意图;
图6为本发明换热板片通道的第三板片单元的整体结构示意图;
图7为本发明换热板片通道的全对扣结构的爆炸结构示意图;
图8为本发明换热板片通道的全对扣结构的截面结构示意图;
图9为本发明换热板片通道的全对扣结构的尺寸示意图;
图10为本发明换热板片通道的全对扣结构的流向示意图;
图11为本发明换热板片通道的半镂空结构的爆炸结构示意图;
图12为本发明换热板片通道的半镂空结构的加强筋的分布示意图;
图13为本发明换热板片通道的半镂空结构的截面结构示意图;
图14为本发明换热板片通道的半镂空结构的尺寸示意图;
图15为本发明换热板片通道的半镂空结构的流向示意图;
图16为本发明换热板片通道的全镂空结构的爆炸结构示意图;
图17为本发明换热板片通道的全镂空结构的截面结构示意图;
图18为本发明换热板片通道的全镂空结构的尺寸示意图;
图19为本发明换热板片通道的全镂空结构的流向示意图;
图20为本发明换热板片通道的第一复合通道结构的爆炸结构示意图;
图21为本发明换热板片通道的第一复合通道结构的截面结构示意图;
图22为本发明换热板片通道的第一复合通道结构的尺寸示意图;
图23为本发明换热板片通道的第一复合通道结构的流向示意图;
图24为本发明换热板片通道的第二复合通道结构的爆炸结构示意图;
图25为本发明换热板片通道的第二复合通道结构的截面结构示意图;
图26为本发明换热板片通道的第二复合通道结构的尺寸示意图;
图27为本发明换热板片通道的第二复合通道结构的流向示意图;
图28为本发明换热板片通道的矩形通道截面结构示意图;
图29为本发明换热板片通道的圆形通道截面结构示意图;
图30为本发明换热板片通道的半圆形通道截面结构示意图;
图31为本发明换热板片通道的椭圆形通道截面结构示意图。
附图标记说明:
1、第一板片单元;11、通道底板;12、第一通道支板;
2、第二板片单元;21、加强筋;22、第二通道支板;
3、第三板片单元;32、第三通道支板;
4、隔板;
51、全对扣结构;52、半镂空结构;53、全镂空结构;
61、第一复合通道结构;62、第二复合通道结构。
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”、“左”、“右”、“垂直”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据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。
结合图4-图31所示,本实施例提供的换热板片通道,包括:
第一板片单元1,包括通道底板11和第一通道支板12;多组所述第一通道支板12相对所述通道底板11平行第一方向间隔设置;
第二板片单元2,包括加强筋21和第二通道支板22;多组所述第二通道支板22平行第一方向间隔设置;所述加强筋21设置于任意相邻两组所述第二通道支板22之间;
第三板片单元3,包括多组第三通道支板32,多组所述第三通道支板32平行第一方向间隔设置;
所述第一板片单元1、所述第二板片单元2和所述第三板片单元3中的至少其中一种适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,所述第一方向指的是图7、图11、图16、图20和/或图24中箭头“X”所指的方向;所述第二方向指的是图7、图11、图16、图20和/或图24中箭头“Y”所指的方向;所述第三方向指的是图7、图11、图16、图20和/或图24中箭头“Z”所指的方向。
需要说明的是,所述加强筋21沿第三方向的高度小于或等于第二通道支板22沿第三方向的高度;结合图12所示,当所述加强筋21沿第三方向的高度等于第二通道支板22沿第三方向的高度时,任意相邻两组所述第二通道支板22的加强筋21必须沿第一方向错位间隔设置,以避免相邻两组所述第二通道支板22的加强筋21在第三方向上重合时导致流道封堵,致使介质无法流通。
结合图4所示,本实施例中,所述第一板片单元1包括通道底板11和第一通道支板12;多组所述第一通道支板12相对通道底板11平行第一方向间隔设置;所述通道底板11和所述第一通道支板12为一体成型结构。
可选的,所述第一板片单元1通过化学蚀刻加工方式成型。
可选的,当所述第一板片单元1通过化学蚀刻加工方式成型时,所述第一板片单元1的材料可选用不锈钢、钛、铜等材料。
结合图5所示,本实施例中,所述第二板片单元2包括加强筋21和第二通道支板22;多组所述第二通道支板22平行第一方向间隔设置;所述加强筋21设置于任意相邻两组所述第二通道支板22之间;所述加强筋21和所述第二通道支板22为一体成型结构。
可选的,所述加强筋21沿第三方向的高度小于第二通道支板22沿第三方向的高度,从而降低换热通道内介质的流阻,有利于提高热交换效率。
可选的,相邻两组所述第二板片单元2的加强筋21沿第一方向错位设置,从而降低换热通道内介质的流阻,有利于提高热交换效率。
可选的,所述第二板片单元2通过激光切割或冲压的加工方式成型,与化学蚀刻的加工方式相比,不仅避免了材料和化学蚀刻尺寸制约,而且激光切割和冲压的加工方式成本更低。
可选的,当所述第二板片单元2通过激光切割或冲压的加工方式成型时,所述第二板片单元2的材料可选用不锈钢、钛、铜、高温合金、哈氏合金等材料。
结合图6所示,本实施例中,所述第三板片单元3包括多组第三通道支板32,多组所述第三通道支板32平行第一方向间隔设置。
可选的,所述第三板片单元3通过激光切割或冲压的加工方式成型,与化学蚀刻的加工方式相比,不仅避免了材料和化学蚀刻尺寸制约,而且激光切割和冲压的加工方式成本更低。
可选的,当所述第三板片单元3通过激光切割或冲压的加工方式成型时,所述第二板片单元2的材料可选用不锈钢、钛、铜、高温合金、哈氏合金等材料。
本实施例中,所述换热板片通道包括:第一板片单元1,包括通道底板11和第一通道支板12;多组所述第一通道支板12相对所述通道底板11平行第一方向间隔设置;第二板片单元2,包括加强筋21和第二通道支板22;多组所述第二通道支板22平行第一方向间隔设置;所述加强筋21设置于任意相邻两组所述第二通道支板22之间;第三板片单元3,包括多组第三通道支板32,多组所述第三通道支板32平行第一方向间隔设置;通过将所述第一板片单元1、所述第二板片单元2和所述第三板片单元3中的至少其中一种沿第三方向堆叠形成换热通道,从而克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,不仅丰富了换热通道的堆叠成型方式,而且有利于降低生产成本。
具体地,所述换热板片通道还包括隔板4,所述隔板4设置于所述第二板片单元2或所述第三板片单元3沿第三方向上的至少其中一侧。
为了便于说明所述第一板片单元1、所述第二板片单元2、所述第三板片单元3和/或所述隔板4之间的不同的组合形式,用字母“A”表示所述第一板片单元1,用字母“B”表示所述第二板片单元2,用字母“C”表示所述第三板片单元3,用字母“D”表示所述隔板4,则所述第一板片单元1可以沿第三方向堆叠形成AA型复合结构,如图8中所示的全对扣结构51;所述第二板片单元2和所述隔板4可以沿第三方向堆叠形成DBBD型复合结构,如图13中所示的半镂空结构52;所述第三板片单元3和所述隔板4可以沿第三方向堆叠形成DCCD型复合结构,如图17中所示的全镂空结构53;所述第一板片单元1和第二板片单元2可以沿第三方向堆叠形成ABA型复合结构,如图21中所示的第一复合通道结构61;所述第一板片单元1和所述第三板片单元3可以沿第三方向堆叠形成ACA型复合结构,如图25中所示的第二复合通道结构62;所述第一板片单元1、所述第三板片单元3和所述隔板4还可以沿第三方向堆叠形成ACD型复合结构(图中未示出);所述第一板片单元1、所述第三板片单元3和所述隔板4还可以沿第三方向堆叠形成ACCD型复合结构(图中未示出);所述第一板片单元1、所述第二板片单元2和所述隔板4还可以沿第三方向堆叠形成ABD型复合结构(图中未示出);所述第一板片单元1、所述第二板片单元2和所述隔板4还可以沿第三方向堆叠形成ABBD型复合结构(图中未示出);所述第一板片单元1、所述第二板片单元2、所述第三板片单元3和所述隔板4还可以沿第三方向堆叠形成ABCD型复合结构(图中未示出);其中,上述的复合型结构的中间部分的所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的数量可以根据实际需求调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
具体地,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1堆叠时,每两组所述第一板片单元1相对设置形成全对扣结构51;所述全对扣结构51沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,结合图9所示,所述全对扣结构51沿第三方向的通道深度为h,h满足h=h1+h2,其中,h1为组成所述全对扣结构51的其中一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度,h2为组成所述全对扣结构51的另一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度;结合图10所示,所述全对扣结构51沿第三方向的通道深度为h,所述全对扣结构51的通道方向沿第一方向设置。
结合图7-图10所示,本实施例中,当所述换热板片通道仅包括第一板片单元1时,所述第一板片单元1在堆叠过程中,每两组所述第一板片单元1沿第三方向相对叠放设置形成全对扣结构51(所述全对扣结构51为AA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述全对扣结构51沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述全对扣结构51中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述全对扣结构51换热通道的热交换,丰富了换热通道的堆叠成型方式。
作为变形,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1、所述第三板片单元3和所述隔板4堆叠时,每一组所述第一板片单元1和每一组所述隔板4之间设置一组所述第三板片单元3,并沿第三方向堆叠形成第三复合通道结构(图中未示出,所述第三复合通道结构为ACD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第三复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第三复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第三复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
具体地,当所述换热板片通道由所述第二板片单元2和所述隔板4堆叠时,每相邻两组所述隔板4之间设置至少两组所述第二板片单元2,两组所述隔板4和至少两组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成半镂空结构52,所述半镂空结构52适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,结合图14所示,所述半镂空结构52沿第三方向的通道深度为h,h满足h=H1+H2,其中,H1为组成所述半镂空结构52的其中一组所述第二板片单元2沿第三方向的通道深度,H2为组成所述半镂空结构52的另一组所述第二板片单元2沿第三方向的通道深度;结合图15所示,所述半镂空结构52沿第三方向的通道深度为h,所述半镂空结构52的通道方向沿第一方向设置;所述半镂空结构52还可以由三组或三组以上所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成,可以根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
可选的,在堆叠过程中,每相邻两组所述隔板4之间设置两组所述第二板片单元2,两组所述隔板4和两组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成所述半镂空结构52。
结合图11-图15所示,本实施例中,当所述换热板片通道由所述第二板片单元2和所述隔板4堆叠时,每相邻两组所述隔板4之间设置至少两组所述第二板片单元2,两组所述隔板4和至少两组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成半镂空结构52(所述半镂空结构52为DBBD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述半镂空结构52沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述半镂空结构52中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述半镂空结构52换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
具体地,当所述换热板片通道由所述第三板片单元3和所述隔板4堆叠时,每相邻两组所述隔板4之间设置至少两组所述第三板片单元3,两组所述隔板4和至少两组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成全镂空结构53,所述全镂空结构53适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,结合图18所示,所述全镂空结构53沿第三方向的通道深度为h,h满足h=H1+H2,其中,H1为组成所述全镂空结构53的其中一组所述第三板片单元3沿第三方向的通道深度,H2为组成所述全镂空结构53的另一组所述第三板片单元3沿第三方向的通道深度;结合图19所示,所述全镂空结构53沿第三方向的通道深度为h,所述全镂空结构53的通道方向沿第一方向设置;所述全镂空结构53还可以由三组或三组以上所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成,可以根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
可选的,所述第三板片单元3在堆叠过程中,每相邻两组所述隔板4之间设置两组所述第三板片单元3,两组所述隔板4和两组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成所述全镂空结构53。
结合图16-图19所示,本实施例中,当所述换热板片通道由所述第三板片单元3和所述隔板4堆叠时,每相邻两组所述隔板4之间设置至少两组所述第三板片单元3,两组所述隔板4和至少两组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成全镂空结构53(所述全镂空结构53为DCCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述全镂空结构53沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述全镂空结构53中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述全镂空结构53换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
具体地,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1和第二板片单元2堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置至少一组所述第二板片单元2,两组所述第一板片单元1与至少一组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构61,所述第一复合通道结构61适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,结合图22所示,所述第一复合通道结构61沿第三方向的通道深度为h,h满足h=h1+h2+h3,其中,h1为组成所述第一复合通道结构61的其中一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度,h3为组成所述第一复合通道结构61的另一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度,h2为组成所述第一复合通道结构61的一组所述第二板片单元2沿第三方向的通道深度;结合图23所示,所述第一复合通道结构61沿第三方向的通道深度为h,所述第一复合通道结构61的通道方向沿第一方向设置;所述第一复合通道结构61还可以由两组或两组以上的所述第二板片单元2和两组相对设置的所述第一板片单元1沿第三方向堆叠形成,可以根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
可选的,在堆叠过程中,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置一组所述第二板片单元2,两组所述第一板片单元1与一组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构61。
结合图20-图23所示,本实施例中,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1和第二板片单元2堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置至少一组所述第二板片单元2,两组所述第一板片单元1与至少一组所述第二板片单元2沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构61(所述第一复合通道结构61为ABA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第一复合通道结构61适于沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第一复合通道结构61中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第一复合通道结构61换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
作为变形,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1、所述第二板片单元2、所述第三板片单元3和所述隔板4堆叠时,每一组所述第一板片单元1和每一组所述隔板4之间设置一组所述第二板片单元2和一组所述第三板片单元3,并沿第三方向堆叠形成第四复合通道结构(图中未示出,所述第四复合通道结构为ABCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第四复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第四复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第四复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
具体地,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1和所述第三板片单元3堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置至少一组所述第三板片单元3,两组所述第一板片单元1与至少一组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构62,所述第二复合通道结构62适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
需要说明的是,结合图26所示,所述第二复合通道结构62沿第三方向的通道深度为h,h满足h=h1+h2+h3,其中,h1为组成所述第二复合通道结构62的其中一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度,h3为组成所述第二复合通道结构62的另一组所述第一板片单元1沿第三方向的通道深度,h2为组成所述第二复合通道结构62的一组所述第三板片单元3沿第三方向的通道深度;结合图27所示,所述第二复合通道结构62沿第三方向的通道深度为h,所述第二复合通道结构62的通道方向沿第一方向设置;所述第二复合通道结构62还可以由两组或两组以上的所述第三板片单元3和两组相对设置的所述第一板片单元1沿第三方向堆叠形成,可以根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
可选的,在堆叠过程中,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置一组所述第三板片单元3,两组所述第一板片单元1与一组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构62。
结合图24-图27所示,本实施例中,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1和第三板片单元3堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元1之间设置至少一组所述第三板片单元3,两组所述第一板片单元1与至少一组所述第三板片单元3沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构62(所述第二复合通道结构62为ACA型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第二复合通道结构62适于沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第二复合通道结构62中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第二复合通道结构62换热通道的热交换,在克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制的同时,有利于丰富换热通道的堆叠成型方式,降低生产成本。
作为变形,当所述换热板片通道由所述第一板片单元1、所述第三板片单元3和所述隔板4堆叠时,每一组所述第一板片单元1和每一组所述隔板4之间设置两组所述第三板片单元3,并沿第三方向堆叠形成第五复合通道结构(图中未示出,所述第五复合通道结构为ACCD型复合结构),从而增大换热通道的尺寸和/或截面积,提高热交换效率;多组所述第五复合通道结构沿第三方向堆叠形成换热通道,任意相邻两组所述第五复合通道结构中的其中一组适于流通冷侧介质,另一组适于流通热侧介质,从而实现任意相邻两组所述第五复合通道结构换热通道之间的热交换,不仅克服了化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,而且丰富了换热通道的堆叠成型方式。
具体地,所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的加工成形方式包括但不限于激光切割、冲压和/或化学蚀刻。
需要说明的是,所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的加工成形方式包括但不限于激光切割、冲压和/或化学蚀刻;所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的材料包括但不限于不锈钢、钛、铜、高温合金和/或哈氏合金;当所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的材料为不锈钢、钛、铜、高温合金、哈氏合金等材料时,所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的加工成形方式可选用激光切割和冲压,从而克服化学蚀刻对板片材料和化学蚀刻尺寸的限制,同时降低板片的加工制造成本,当所述第二板片单元2和/或所述第三板片单元3的材料为不锈钢、钛、铜等材料时,所述第二板片单元2的加工成形方式可选用化学蚀刻,从而提高板片生产加工的精密度,可根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
具体地,所述第一板片单元1的加工成形方式包括但不限于化学蚀刻。
需要说明的是,所述第一板片单元1的加工成形方式包括但不限于激光切割、冲压和/或化学蚀刻;所述第一板片单元1的材料包括但不限于不锈钢、钛、铜、高温合金和/或哈氏合金;当所述第一板片单元1的材料为不锈钢、钛、铜等材料时,所述第一板片单元1加工成形方式可选用化学蚀刻,从而提高板片生产加工的精密度,可根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
本实施例还提供一种换热器,具体为一种印刷电路板式换热器,包括:
如上述的换热板片通道;
所述换热板片通道沿第三方向任意相邻两层流道中的其中一层为热侧流道,另一层为冷侧流道;
所述换热板片通道的通道截面形状包括但不限于矩形、圆形、半圆形和/或椭圆形。
需要说明的是,结合图28-图31所示,所述换热板片通道的通道截面形状包括但不限于图28中的矩形通道截面、图29中的圆形通道截面、图30中的半圆形通道截面和/或图31中的椭圆形通道截面,可根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况;所述第一板片单元1、所述第二板片单元2和所述第三板片单元3中的至少其中一种沿第三方向堆叠并通过焊接形成换热通道,焊接方式包括但不限于扩散焊、钎焊和氩弧焊,可以根据实际生产情况调整,不仅限于本实施例中所述的情况。
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 (10)
1.一种换热板片通道,其特征在于,包括:
第一板片单元(1),包括通道底板(11)和第一通道支板(12);多组所述第一通道支板(12)相对所述通道底板(11)平行第一方向间隔设置;
第二板片单元(2),包括加强筋(21)和第二通道支板(22);多组所述第二通道支板(22)平行第一方向间隔设置;所述加强筋(21)设置于任意相邻两组所述第二通道支板(22)之间;
第三板片单元(3),包括多组第三通道支板(32),多组所述第三通道支板(32)平行第一方向间隔设置;
所述第一板片单元(1)、所述第二板片单元(2)和所述第三板片单元(3)中的至少其中一种适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
2.根据权利要求1所述的换热板片通道,其特征在于,还包括隔板(4),所述隔板(4)设置于所述第二板片单元(2)或所述第三板片单元(3)沿第三方向上的至少其中一侧。
3.根据权利要求2所述的换热板片通道,其特征在于,当所述换热板片通道由所述第一板片单元(1)堆叠时,每两组所述第一板片单元(1)相对设置形成全对扣结构(51);所述全对扣结构(51)沿第三方向堆叠形成换热通道。
4.根据权利要求2所述的换热板片通道,其特征在于,当所述换热板片通道由所述第二板片单元(2)和所述隔板(4)堆叠时,每相邻两组所述隔板(4)之间设置至少两组所述第二板片单元(2),两组所述隔板(4)和至少两组所述第二板片单元(2)沿第三方向堆叠形成半镂空结构(52),所述半镂空结构(52)适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
5.根据权利要求2所述的换热板片通道,其特征在于,当所述换热板片通道由所述第三板片单元(3)和所述隔板(4)堆叠时,每相邻两组所述隔板(4)之间设置至少两组所述第三板片单元(3),两组所述隔板(4)和至少两组所述第三板片单元(3)沿第三方向堆叠形成全镂空结构(53),所述全镂空结构(53)适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
6.根据权利要求2所述的换热板片通道,其特征在于,当所述换热板片通道由所述第一板片单元(1)和第二板片单元(2)堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元(1)之间设置至少一组所述第二板片单元(2),两组所述第一板片单元(1)与至少一组所述第二板片单元(2)沿第三方向堆叠形成第一复合通道结构(61),所述第一复合通道结构(61)适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
7.根据权利要求2所述的换热板片通道,其特征在于,当所述换热板片通道由所述第一板片单元(1)和第三板片单元(3)堆叠时,每相邻两组所述第一板片单元(1)之间设置至少一组所述第三板片单元(3),两组所述第一板片单元(1)与至少一组所述第三板片单元(3)沿第三方向堆叠形成第二复合通道结构(62),所述第二复合通道结构(62)适于沿第三方向堆叠形成换热通道。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的换热板片通道,其特征在于,所述第二板片单元(2)和/或所述第三板片单元(3)的加工成形方式包括但不限于激光切割、冲压和/或化学蚀刻。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的换热板片通道,其特征在于,所述第一板片单元(1)的加工成形方式包括但不限于化学蚀刻。
10.一种换热器,其特征在于,包括:
如上述权利要求1-9任意一项所述的换热板片通道;
所述换热板片通道沿第三方向任意相邻两层流道中的其中一层为热侧流道,另一层为冷侧流道;
所述换热板片通道的通道截面形状包括但不限于矩形、圆形、半圆形和/或椭圆形。
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