CN115727697A - 容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，更具体地，该容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器以重叠方式配置用于热交换的乙二醇溶液(glycol water)的流路而防止层叠的基板结冰，通过多个端口进一步供应乙二醇溶液以便轻易清除所生成的结冰。该本发明的印刷电路板型热交换器包括机壳、让被加热流体流入流出的主端口、让加热流体流入流出的副端口及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元，所述副端口包括：流入副端口，形成于所述机壳的一侧，区分成第一流入副端口与第二流入副端口地形成；及，排放副端口，形成于所述机壳的另一侧，和第一流入副端口相对地形成。

Description

容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器

技术领域

本发明揭示一种容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，具体地说，该容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器把用于热交换的加热流体的流路重叠配置而防止层叠的基板结冰，还能轻易清除所生成的结冰。

背景技术

热交换器用于冷却或加热特定流体并使其发生相变化，通常采取的方式是将温度不同的多个流体重叠配置而进行热交换。

近来，由于船舶燃料使用LNG，为了加热液化LNG而使得热交换装置更加重要，与此同时，还要求其稳定运行并提升效率，因此开发了印刷电路板型热交换器(Printedcircuit heat exchanger，PCHE)，其将多个板予以层叠接合，一侧的板形成有让被加热流体通过的流路而另一侧的板则形成有让加热流体通过的流路，增加传热面积并进行热交换。

该印刷电路板型热交换器的开发使得热交换器的小型化与轻量化得以实现，从而能提高空间使用程度并且容易运行，还能提高热交换效率。

然而，该印刷电路板型热交换器的流路由于以微流路形成而可能会发生闭塞，更具体地说，加热流体常常会因为来自被加热流体的低温影响而发生结冰(Icing)。

尤其是，如果没有向热交换器持续供应加热流体的话，例如热交换器的运转被中断的话，发生结冰的可能性增加，由于重新运转时需要清除闭塞的流路中的结冰而使得热交换器的运转效率降低。

而且，该结冰导致流路闭塞时不仅降低热交换器的性能，还因为结冰的固着化而可能会导致设备故障，进而导致整体系统停止。

【现有技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)KR10-1903663B1

(专利文献2)KR10-2073625B1

发明内容

本发明旨在解决所述问题，本发明的目的是提供一种容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，在印刷电路板型热交换器回收加热流体而防止层叠的印刷电路板上发生结冰，还能凭借着所添加的加热流体供应管路轻易清除结冰，从而能提高热交换器效率并得以稳定地运行。

本发明的目的不限于前面提到的目的，前文没有提到的其它目的可以从后述记载中得到明确阐释。

本发明的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器可达到所述目的的，该印刷电路板型热交换器包括机壳、让被加热流体流入流出的主端口、让加热流体流入流出的副端口及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元，所述副端口包括：流入副端口，形成于所述机壳的一侧，区分成第一流入副端口与第二流入副端口地形成；及，排放副端口，形成于所述机壳的另一侧，和第一流入副端口相对地形成；所述通道单元包括：主板，形成有连通所述主端口而让被加热流体通过的主流路；第一板，重叠配置在所述主板的上下，形成有入口侧连通所述第一流入副端口而出口侧则连通所述第二流入副端口并且让加热流体通过的第一流路；及，第二板，重叠配置在所述第一板的外侧，形成有入口侧连通所述第二流入副端口而出口侧则连通所述排放副端口的第二流路。

而且，所述第二流入副端口还设有可开闭的阀门。

而且，所述机壳的上部与下部还设有增量套，该增量套则和所述第二流入副端口及所述排放副端口连通。

而且，可达到所述目的的本发明容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器是包括机壳、让被加热流体流入流出的主端口、让加热流体流入流出的副端口及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元的印刷电路板型热交换器，所述副端口包括：第一流入副端口，形成于所述机壳一侧；及，排放副端口，形成于所述机壳的另一侧，和第一流入副端口相对地形成；所述通道单元包括：主板，形成有连通所述主端口而让被加热流体通过的主流路；第一板，重叠配置在所述主板的上下，形成有入口侧连通设于所述第一流入副端口的第一流入副封头而出口侧则连通有别于所述第一流入副封头地形成的第二流入副封头并且让加热流体通过的第一流路；及，第二板，重叠配置在所述第一板的外侧，形成有入口侧连通所述第二流入副封头而出口侧则连通所述排放副端口的第二流路。

而且，所述机壳的上部与下部还设有增量套，该增量套则和所述第二流入副封头及所述排放副端口连通。

而且，所述第一流路以“之”字形形成。

而且，所述第二流路以直线形形成。

如前所述地构成的本发明能发挥出下述效果。

热交换器运转时加热流体首先因为被加热流体的低温而冷却，但被回收的加热流体加热，从而能防止结冰发生。

如前所述，本发明能防止导致微流路闭塞或变窄的结冰发生而得以提高热交换器的性能并且稳定地运转。

在主要使用热交换器的船舶中，尽可能维持设备稼动率是非常重要的，提高稼动率就能发挥出大幅减少运转成本与能量消耗LOSS的效果。

本发明设有让加热流体流入的多个端口并且一侧的端口可开闭，因此一旦发生了结冰时能迅速供应加热流体而能快速清除结冰。

设备通常并不是持续运转而是不连续地反复着运转与停机，由于设备从停机状态转换到运转状态时发生最大负荷，因此重新运转热交换器时结冰所引起的迟滞现象可能回成为一个重大问题。

进一步形成的加热流体流入端口可以被阀门开闭，因此重新运转时可迅速增加加热流体而能够清除生成的结冰，因此重新运转时不会发生迟滞现象。

尤其是，重新运转时发生的迟滞现象会让周边装置承受的瞬间负载增加，本发明能迅速清除引起该现象的结冰而得以大幅减少周边装置故障，该效果进一步提升了本发明的效果。

而且，用于增加热容量的增量套设于机壳的上部与下部以便充分地收容被加热流体的低温，从而能更迅速更轻易地防止结冰发生及清除结冰。

附图说明

图1是本发明一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器的立体图。

图2是本发明一个优选实施例的机壳的整体结构图。

图3是示出本发明一个优选实施例的增量套的结构图。

图4是本发明一个优选实施例的通道单元的内部结构图。

图5是示出本发明一个优选实施例的通道单元的层叠结构的结构图。

图6是本发明另一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器的立体图。

附图标记说明

100：机壳 200：主端口

210：主封头 300：副端口

310：第一流入副端口 311：第一流入副封头

330：第二流入副端口 331：第二流入副封头

350：排放副端口 351：排放副封头

400：通道单元 410：主板

411：主流路 430：第一板

431：第一流路 450：第二板

451：第二流路 500：阀门

600：增量套 610：隔墙

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器。

图1是本发明一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器的立体图，图2是本发明一个优选实施例的机壳的整体结构图，图3是示出本发明一个优选实施例的增量套的结构图，图4是本发明一个优选实施例的通道单元的内部结构图及图5是示出本发明一个优选实施例的通道单元的层叠结构的结构图。

本发明一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器如图所示地可以包含机壳100、主端口200、副端口300及通道单元400。

首先说明所述机壳100。

机壳100通常指的是能提供用于内置其它要素的外观，在本发明中则指的是能够提供内置后述通道单元400的空间并且在其一侧设有供应被加热流体与加热流体的主端口200及副端口300者。

机壳100可以采取各种形态的结构，如前所述，由于其内置通道单元400而考虑通道单元400的加工容易性的话，直角六面体形较佳，下面说明时将其假设为直角六面体形。

机壳100的上部与下部可设有其内部形成有“之”字形流路的增量套600，将在后面说明。

接着，说明所述主端口200与副端口300。

端口是对让流体流入并排放流体的要素的统称，可以区分为供应被加热流体的主端口200和供应加热流体的副端口300。

主端口200与副端口300可安装到机壳100的一侧面地形成，优选地，主端口200与副端口300可以安装在机壳100的互相垂直的面上。

具体地，机壳100的四个侧面中相对的两个面上安装了主端口200的话，在和其垂直的其余两个面上安装副端口300，其结果，主端口200与副端口300互相垂直。

主端口200用来供应被加热流体，可直接连接到后述通道单元400的主板410，流入的一侧和排放的一侧能以相同形态构成。

主端口200通常以管(pipe)形态形成，因此为了让被加热流体能均匀分配地流入流出，可以在主端口200与机壳100之间设有主封头210。

副端口300用来供应加热流体，如前所述，其垂直于主端口200地配置并安装到机壳100，能直接连接到后述的第一板430及第二板450。

不同于主端口200，副端口300的流入侧区分为第一流入副端口310与第二流入副端口330，排放侧则仅仅有排放副端口350，可以是相异的形态。

由于形态上的特征，第一流入副端口310与第二流入副端口330都形成于机壳100的一侧面，排放副端口350可形成于机壳100的另一侧面并且和第一流入副端口310相对地配置。

第一流入副端口310直接连接到后述第一板430但被限定连接到第一板430的入口侧，第二流入副端口330能连接到第一板430的出口侧与第二板450的入口侧，排放副端口350可连接到第二板450的出口侧。

副端口300和机壳100之间也可以设有封头，第一流入副封头311与第二流入副封头331以不连通的方式独立形成，排放副封头351则能以和第一流入副封头311相同的形态相对地形成。

接着，说明所述通道单元400。

通道单元400以层叠的印刷电路板构成，指的是形成有流体移动路径者，该流体则从所述主端口200及副端口300流入流出。

由于层叠的印刷电路板的形态，使得在形成于通道单元400内的流路移动的被加热流体与流体之间进行热交换。

通道单元400可以区分为主板410、第一板430及第二板450地形成并且是层叠的形态。

主板410连通所述主端口200并且让被加热流体通过地形成，其表面可形成有引导被加热流体移动的主流路411。

具体地，主流路411以微流路形态形成于主板410的面上，通常能以蚀刻工艺形成，后述第一流路431与第二流路451也能以相同方法形成。

主流路411和主端口200以相同方向形成，可以从流入侧的主端口200往排放侧的主端口200以直线形构成。

第一板430让加热流体通过地形成，其重叠配置在主板410的上下，其可以发挥出让被加热流体与加热流体首次进行热交换的功能。

第一板430的面上可形成有第一流路431，第一流路431的入口侧可通过所述第一流入副封头311连通第一流入副端口310，出口侧则可通过所述第二流入副封头331连通第二流入副端口330。

有鉴于第一流入副端口310与第二流入副端口330形成于机壳100的同一侧的结构，第一流路431的入口侧与出口侧也能形成于同一侧，具体地，第一流路431能以“之”字形形成。

第一流路431的该“之”字形结构能最大程度地增加其和主流路411之间的传热面积而提高热交换效率，第一板430重叠配置在主板410的上下而使得通过主流路411的被加热流体能更有效率地和位于上下的第一流路431进行热交换。

可以在所述第一板430的外侧重叠配置第二板450。

第二板450可以在面上形成有第二流路451，第二流路451的入口侧可以连通第二流入副端口330而出口侧则可以连通排放副端口350。

如前所述，第一流路431的出口侧与第二流路451的入口侧都和第二流入副端口330连通地形成，其结果，可以形成第一流路431所排放的加热流体被第二流路451的入口回收的形态。

第二流路451的出口侧连通排放副端口350，因此第二流路451的入口和出口可形成于相对的侧，具体地，第二流路451能让多个微流路垂直于下述方向地形成，该方向是加热流体往入口侧与出口侧流入的方向。

不同于和被加热流体接触并进行热交换的第一流路431，第二流路451发挥出下述辅助功能，即，只和第一流路431接触并传递热量以避免发生结冰。

以前述结构为基础说明主板410、第一板430及第二板450重叠配置的结构，以主板410为中心在主板410的上下配置第一板430，在第一板430的外侧配置第二板450。

因此，如图5所示地把所述结构假设为一个组的化，各组能以共享第二板450的形态配置。

进一步，所述第二流入副端口330还可以设有可开闭的阀门500，阀门500可以使用可自动控制的阀门或手动控制的阀门。

可以随着阀门500的开闭而控制加热流体是否通过第二流入副端口330流入，这是为了把热交换器停止运转时可能会发生的结冰予以清除而通过第二流入副端口330迅速供应加热流体。

具体地说，阀门500闭锁时，加热流体通过第一板430的第一流路431移动后，通过第二流入副端口330被回收而被供应到第二板450，凭借该回收路径虽然能够清除结冰但可能较难迅速清除。

阀门500开放时，加热流体通过第一流入副端口310流入第一板430，进一步通过第二流入副端口330以不经由回收路径的方式而是经由直接路径的方式被供应到第二板450，因此能迅速清除结冰。

进一步，机壳100的上部与下部还设有以密封盒型构成的增量套600，可以和第二流入副端口330及排放副端口350连通地形成。

如前所述，排放副端口350可以和第一流入副端口310配置在同一线上，由于第一流入副端口310与第二流入副端口330是隔离的，因此增量套600和第二流入副端口330及排放副端口350连通的通路可以不配置在同一线上而是以隔离的形态配置。

由于该形态，增量套600可以在内部形成有隔墙610而形成“之”字形移动路径以便让增量套600内部的加热流体容易移动。

为了把被加热流体的低温全部加以收容，增量套600能发挥出充分维持加热流体保有量以便提高加热流体的总热容量的功能。

从整体上查看所述结构的话，机壳100的所有面上都能设有要素，可以在上下部的面设有增量套600，在侧面的两面设有副端口300，在其余两个面上则设有主端口200。

下面以所述要素为基础说明热交换器的热交换方法。

被加热流体通过设于机壳100侧面的两个面上的主端口200流入，通过了和主端口200保持同一方向并且以直线形成的主流路411后被排放，可凭借主封头210均匀地流入及排放。

副端口300以垂直于主端口200的方向形成，下面以阀门500闭锁的情形和开放的情形进行说明。

阀门500闭锁时，通过第一流入副端口310流入的加热流体流入第一板430并沿着以“之”字形形成的第一流路431移动而和通过主流路411的被加热流体进行热交换。

通过了第一流路431的加热流体通过第二流入副端口330，更具体地，通过第二流入副封头331流入形成于第一板430外侧的第二板450，沿着和流入方向垂直地形成的第二流路451移动并且向第一板430进一步供应热量而防止第一流路431上可能会发生的结冰，然后通过排放副端口350被排放。

阀门500开放时，加热流体通过第一流入副端口310与第二流入副端口330同时流入，不同于阀门500闭锁时的情形，流入第二板450的加热流体并不和被加热流体进行热交换而保持着相对较高的温度，因此能迅速清除形成于通道单元400内的结冰。

进一步，在热交换器的日常运转状态下，能以阀门500处于闭锁的状态防止结冰，但是因为突然停机或停止运转而在通道单元400内发生结冰时，临时开放阀门500清除了结冰后重新闭锁阀门500，从而能维持热交换器的日常运转状态。

另一方面，根据本发明的另一个优选实施例，可以省略所述第二流入副端口330及阀门500地实施。

即，和前面说明的本发明一个实施例比较，其仅仅是省略了第二流入副端口330及阀门500要素而其余要素则全部相同，这可以如下阐释，和如前所述地设于第二流入副端口330的阀门500闭锁时的情形发挥出相同的效果。

下面结合示出了本发明另一个优选实施例的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器的立体图及前面的图2至图5详细说明。

本发明包括机壳100、让被加热流体流入流出的主端口200、让加热流体流入流出的副端口300及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元400，在此，所述副端口300包括形成于所述机壳100一侧的第一流入副端口310、形成于所述机壳100的另一侧并且和第一流入副端口相对地形成的排放副端口350。

在此，所述通道单元400包括：主板410，形成有连通所述主端口200而让被加热流体通过的主流路411；第一板430，重叠配置在所述主板的上下，形成有让加热流体通过的下述第一流路431，该第一流路431入口侧连通形成于所述第一流入副端口310的第一流入副封头311，出口侧则连通到和所述第一流入副封头311区分地形成的第二流入副封头331；及，第二板450，重叠配置在所述第一板430的外侧，形成有入口侧连通所述第二流入副封头331而出口侧则连通所述排放副端口350的第二流路451。

在前述情形下，加热流体通过第一流入副端口310与第一流入副封头311流入第一板430后沿着以“之”字形形成的第一流路431移动而和通过主流路411的被加热流体进行热交换。

而且，通过了第一板430的第一流路431的加热流体则通过所述第二流入副封头331流入形成于所述第一板430外侧的第二板450，沿着垂直于流入方向地形成的第二流路451移动并且进一步向第一板430供应热量而防止第一流路431上可能会发生的结冰，然后通过排放副端口350被排放。

另一方面，所述机壳100的上部与下部可以进一步设有和所述第二流入副封头331及所述排放副端口350连通的增量套600，关于该增量套600的详细说明则和前文相同。

前文说明的实施例仅为例示，本发明所属领域中具有一般知识者能凭此实行其它各种变形实施例。

因此，本发明的真正技术保护范围应凭借权利要求书所记载的技术精神包括所述实施例以及其它各种变形实施例。

Claims (9)

1.一种容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

该印刷电路板型热交换器包括机壳、让被加热流体流入流出的主端口、让加热流体流入流出的副端口及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元，

所述副端口包括：

流入副端口，形成于所述机壳的一侧，区分成第一流入副端口与第二流入副端口地形成；及，

排放副端口，形成于所述机壳的另一侧，和第一流入副端口相对地形成；

所述通道单元包括：

主板，形成有连通所述主端口而让被加热流体通过的主流路；

第一板，重叠配置在所述主板的上下，形成有入口侧连通所述第一流入副端口而出口侧则连通所述第二流入副端口并且让加热流体通过的第一流路；及，

第二板，重叠配置在所述第一板的外侧，形成有入口侧连通所述第二流入副端口而出口侧则连通所述排放副端口的第二流路。

2.根据权利要求1所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述第二流入副端口还设有可开闭的阀门。

3.根据权利要求1所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述机壳的上部与下部还设有增量套，该增量套则和所述第二流入副端口及所述排放副端口连通。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述第一流路以“之”字形形成。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述第二流路以直线形形成。

6.一种容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

该印刷电路板型热交换器包括机壳、让被加热流体流入流出的主端口、让加热流体流入流出的副端口及内置于所述机壳并且形成有流路的基板层叠型通道单元，

所述副端口包括：

第一流入副端口，形成于所述机壳一侧；及，

排放副端口，形成于所述机壳的另一侧，和第一流入副端口相对地形成；

所述通道单元包括：

主板，形成有连通所述主端口而让被加热流体通过的主流路；

第一板，重叠配置在所述主板的上下，形成有入口侧连通设于所述第一流入副端口的第一流入副封头而出口侧则连通有别于所述第一流入副封头地形成的第二流入副封头并且让加热流体通过的第一流路；及，

第二板，重叠配置在所述第一板的外侧，形成有入口侧连通所述第二流入副封头而出口侧则连通所述排放副端口的第二流路。

7.根据权利要求6所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述机壳的上部与下部还设有增量套，该增量套则和所述第二流入副封头及所述排放副端口连通。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述第一流路以“之”字形形成。

9.根据权利要求6至7中任一项所述的容易防止及清除结冰的印刷电路板型热交换器，其特征在于，

所述第二流路以直线形形成。

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