CN206247922U - 一种换热片结构及具有其的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热片结构，所述换热片结构包括上壁板和下壁板，下壁板上设有间隔且平行排布的冷介质流道和热介质流道，所述热介质流道的进口端位于下壁板一侧面，热介质流道的出口端位于下壁板另一侧面，冷介质流道的进口与出口均位于下壁板另一侧面，上壁板与下壁板通过螺钉连接，且将所述冷介质流道和热介质流道密封。本实用新型的换热片结构采用“梳”状结构加扰流结构作为主体的环形换热器，其结构新颖、由温度变化引起的内应力可自行抵消安全性高、具有耐压性好、生产一致性好、无焊接结构、快速试制等优点。

Description

一种换热片结构及具有其的换热器

技术领域

本实用新型属于换热器领域，尤其涉及一种换热片结构及具有其的换热器。

背景技术

换热器是现代工业生产、人民群众生活中不可缺少的重要组成部分，在如下领域均有涉及，如动力、冶金、化工、石油、建筑、机械制造、食品、医药、航空、航天、船舶、汽车，其中部分情况要求管道主流流量影响小(如飞机进气道)，还需要具有一定的散热能力要求，目前通常使用环形散热器。

目前使用的环形散热器仅通过壁面进行管道内外的热量交换，其效率低、体积大、重量大等缺点。因此在产品空间限制严、重量控制苛刻的场合已经限制整体性能或无法使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种换热片及具有其的换热器，其具有换热效率高、重量轻、体积小等优点，特别是本实用新型的集成度高、空间限制严、重量要求苛刻的领域提供一种新的选择。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种换热片结构，所述换热片结构包括上壁板和下壁板，下壁板上设有间隔且平行排布的冷介质流道和热介质流道，所述热介质流道的进口端位于下壁板一侧面，热介质流道的出口端位于下壁板另一侧面，冷介质流道的进口与出口均位于下壁板另一侧面，上壁板与下壁板通过螺钉连接，且将所述冷介质流道和热介质流道密封。

进一步地，流通于所述冷介质流道内的冷介质与流通于所述热介质流道内的热介质流向相反。

进一步地，所述冷介质流道和热介质流道的形状均为曲型，用于增大冷/热介质的接触面积。

进一步地，所述换热片结构还包括扰流结构，所述扰流结构用于支撑所述上壁板和下壁板。

进一步地，所述扰流结构为微型桁架，所述微型桁架置于所述冷介质流流道和热介质流道内。

进一步地，所述换热器片采用3D打印技术制造而成。

本实用新型还提供了一种换热器，采用上述的换热片，多个换热片相连形成所述换热器，所述换热器为筒状结构，换热器的轴线与冷介质流道或热介质流道平行。

本实用新型的换热片结构及换热器克服传统环形换热器换热效率低、体积大、重量大的缺点，采用“梳”状结构加扰流结构作为主体的环形换热器，其结构新颖、由温度变化引起的内应力可自行抵消安全性高、具有耐压性好、生产一致性好、无焊接结构、快速试制等优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一实施例的换热片结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的换热器结构示意图。

图3为本实用新型一实施例的微型桁架结构示意图。

其中，1—上壁板，2—下壁板，3—冷介质流道，31—进口，32—出口，4—热介质流道，41—进口端，42—出口端，5—微型桁架。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1至图3所示，本实用新型的换热片结构包括上壁板1和下壁板2，下壁板2上设有间隔且平行排布的冷介质流道3和热介质流道4，冷介质流道3和热介质流道4均为“梳”状，所谓“梳”状即是类似于梳子的齿，一条为热介质4流道、一条为冷介质流道3，热介质流道4的进口端41位于下壁板2的一侧面，热介质流道4的出口端42位于下壁板2的另一侧面，冷介质流道3的进口32与出口31均位于下壁板2的另一侧面，上壁板1与下壁板2之间通过螺钉连接，并且将冷介质流道3和热介质流道4密封。

本实用新型还提供了一种换热器，采用上述的换热片，多个换热片相连形成筒状的换热器，换热器的轴线与冷介质流道3或热介质流道4平行。参照图2所示，本实用新型中筒状的换热器内部通过的是航空发动机尾流射出的热气体(即热介质)，热气体顺着热介质流道4的进口端41流入换热器，在上壁板1与下壁板2之间进行热交换，最后从热介质流道4的出口端42流出。需要说明的是，冷介质流道3的进口31和出口32处需外接冷介质循环装置，如用管理分连接进口31和出口32，管路内用水进行冷却。

本实用新型的换热片结构及换热器与传统换热器相比，具有如下优点：

(1)换热效率高、重量轻、流阻小

根据传热基本公式Q＝K·F·Δt

式中：Q—换热量，F—换热面积，K—换热系数，Δt—平均温差。

表1本实用新型的换热器与传统换热器的比较

在本实用新型中，冷介质流道3和热介质流道4内流通的介质流向相反。热介质从进口端41流入，顺着内部的热介质流道4流通至出口端42流出，而冷介质从进口32流入、从出口31流出，冷介质与热介质正好流向相反，可提高换热效率。

进一步的，冷介质流道3和热介质流道4的形状可以为曲型，如S型形状，由于曲线比直线结构增加冷/热介质的接触面积，因此提高了热交换率。

根据对比可知本实用新型具有更大的换热面积、更高的平均温差、更高的换热系数，因此换热效率更高。经过典型工况仿真计算，在相同体积下，本实用新型与传统环形换热器的换热能力比显著提高、重量比显著降低、流阻比也有所降低，因此本实用新型的换热片与传统环形散热器相比在换热能力、重量、流阻等方面优势明显。

在本实用新型中，换热片机构还包括扰流结构，扰流结构用于支撑上壁板1和下壁板2。具体的扰流结构为微型桁架5，微型桁架5置于冷介质流流道3和热介质流道4内。因此，本实用新型的换热器片及换热器的耐压性较好，其主要有以下原因：冷/热介质间隔布置，使内部热应力自抵消；流道内部有扰流微桁架，受力更均匀；采用增材制造方式生产一次成型，没有焊接工艺。

二次流完成换热后，通过引射等方式重新回到管道主流中，对主管道流量影响小。

本实用新型的换热器片采用3D打印技术生产，具有快速试制、快速响应、生产合格率高、产品一致性好等优点。

本实用新型的换热片结构及换热器克服传统环形换热器换热效率低、体积大、重量大的缺点，采用“梳”状结构+扰流结构作为主体的环形换热器，其结构新颖、由温度变化引起的内应力可自行抵消安全性高、具有耐压性好、生产一致性好、无焊接结构、快速试制等优点。

以上所述，仅为本实用新型的最优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种换热片结构，其特征在于，所述换热片结构包括上壁板(1)和下壁板(2)，下壁板(2)上设有间隔且平行排布的冷介质流道(3)和热介质流道(4)，所述热介质流道(4)的进口端(41)位于下壁板(2)一侧面，热介质流道(4)的出口端(42)位于下壁板(2)另一侧面，冷介质流道(3)的进口(32)与出口(31)均位于下壁板(2)另一侧面，上壁板(1)与下壁板(2)通过螺钉连接，且将所述冷介质流道(3)和热介质流道(4)密封。

2.根据权利要求1所述的换热片结构，其特征在于，流通于所述冷介质流道(3)内的冷介质与流通于所述热介质流道(4)内的热介质流向相反。

3.根据权利要求1所述的换热片结构，其特征在于，所述冷介质流道(3)和热介质流道(4)的形状均为曲型，用于增大冷/热介质的接触面积。

4.根据权利要求1所述的换热片结构，其特征在于，所述换热片结构还包括扰流结构，所述扰流结构用于支撑所述上壁板(1)和下壁板(2)。

5.根据权利要求4所述的换热片结构，其特征在于，所述扰流结构为微型桁架(5)，所述微型桁架(5)置于所述冷介质流流道(3)和热介质流道(4)内。

6.根据权利要求1所述的换热片结构，其特征在于，所述换热器片采用3D打印技术制造而成。

7.一种换热器，采用如权利要求1至6所述的换热片，其特征在于，多个换热片相连形成所述换热器，所述换热器为筒状结构，换热器的轴线与冷介质流道(3)或热介质流道(4)平行。