CN206944780U - 印刷电路板式螺旋板换热片和换热器 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种印刷电路板式螺旋板换热片，包括至少一个换热片单元，每个换热片单元的一面形成有第一螺旋形通道，另一面形成有第二螺旋形通道；第一螺旋形通道与第二螺旋形通道在换热片平行面的投影为一对呈中心对称且同心的螺旋形通道；从中心到外圈，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道交替间隔设置；本实用新型还公开了一种印刷电路板式螺旋板换热器，由多个印刷电路板式螺旋板换热片叠加而成。螺旋板换热器由于板片螺旋形通道的作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动其速度的大小方向不断的改变，致使流体在不大的流速下，激起了强烈湍动，因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。

Description

印刷电路板式螺旋板换热片和换热器

技术领域

本公开涉及换热领域，尤其涉及一种印刷电路板式螺旋板换热片和换热器。

背景技术

印刷电路板式换热器(PCHE)是一种扩散焊换热器，其换热板片是应用相片化学的方法在板片上蚀刻流道，其加工方法与印刷电路板类似，故得名印刷电路板换热器，蚀刻后的板片采用扩散焊的方法焊接在一起。扩散焊接的工艺包括晶粒生长热浸泡阶段，从而使板片间接缝自由密合。这种方法使得换热器具有很好的耐高压性能。

螺旋板换热器，是由两张平行的金属板卷制成两个螺旋形通道，冷热流体之间通过螺旋板壁进行换热的换热器。螺旋板换热器有可拆的和不可拆的两种型式。换热的A、B流体分别流过螺旋板的两侧，其中的一种流体沿螺旋通道由外向内，至中心出口流出；而另一种流体则沿螺旋通道由中心进口，由内向外流出。两种流体呈纯逆流方式流动。传统的螺旋板换热器板壁很厚，紧凑度不高，且不耐高压。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供一种印刷电路板式螺旋板换热片和换热器，是采用PCHE制造方法制造的具有螺旋式微通道的一种新型换热片和换热器。

(二)技术方案

本公开提供了一种印刷电路板式螺旋板换热片，包括至少一个换热片单元，每个换热片单元的一面形成有第一螺旋形通道，另一面形成有第二螺旋形通道；

第一螺旋形通道与第二螺旋形通道在换热片平行面的投影为一对呈中心对称且同心的螺旋形通道；从中心到外圈，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道交替间隔设置。

在本公开的一些示例性实施例中，第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为刻蚀形成的凹槽，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道之间通过刻蚀形成的换热壁面隔开，所述换热壁面垂直于板片。

在本公开的一些示例性实施例中，第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为平面等距螺旋形，且圈数相等，形成互补结构；

在本公开的一些示例性实施例中，第一螺旋形通道的进口和出口是在第一螺旋形通道两端的凹槽中形成的通孔，进口位于靠近螺旋形边缘的一端，出口位于靠近螺旋形中心的一端；和/或，第二螺旋形通道的进口和出口是在第二螺旋形通道两端的凹槽中形成的通孔，进口位于靠近螺旋形中心的一端，出口位于靠近螺旋形边缘的一端。

在本公开的一些示例性实施例中，第一螺旋形通道内流通有第一换热流体，所述第一换热流体从螺旋形通道的边缘进口向中心出口流动，所述第二螺旋形通道内流通有第二换热流体，所述第二换热流体从螺旋形通道中心进口向边缘出口流动，第一换热流体和第二换热流体呈逆流方式流动。

本公开还提供了一种印刷电路板式螺旋板换热器，包括叠加设置的多个上述的印刷电路板式螺旋板换热片。

在本公开的一些示例性实施例中，多个换热片包括换热片A和换热片B两种，换热片A和换热片B呈镜像对称，换热片A的第一螺旋形通道与换热片B的第一螺旋形通道呈镜像对称；换热片A的第二螺旋形通道与换热片B的第二螺旋形通道呈镜像对称

在本公开的一些示例性实施例中，多个换热片的叠加顺序为：换热片A的第一螺旋形通道与换热片B的第一螺旋形通道相对叠置，换热片B的第二螺旋形通道与换热片A的第二螺旋形通道相对叠置。

在本公开的一些示例性实施例中，多个换热片叠加焊接后，换热片的两个进口通孔和两个出口通孔形成两个进口通道和两个出口通道。

在本公开的一些示例性实施例中，多个换热片焊接方式采用扩散焊。

(三)有益效果

本公开提供的印刷电路板式螺旋板换热板和换热器由于换热板片螺旋形通道的作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动其速度的大小方向不断的改变，致使流体在不大的流速下，激起了强烈湍动，因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。印刷电路板式螺旋板换热器结构非常紧凑，换热壁薄，承压能力强，同时一次性将进出口通道加工成型，比普通PCHE结构简单，而且可以实现纯逆流换热。

附图说明

图1为本公开第一实施例的印刷电路板式螺旋板换热片结构示意图。

图2为本公开第一实施例的换热片单元平面结构示意图，(a)为换热片单元正面结构；(b)为换热片单元左视剖视图。

图3为本公开其他实施例的多个换热片单元结构示意图。

图4为本公开第二实施例的换热片A和换热片B结构示意图。

图5为本公开第二实施例的换热器结构示意图。

图6为对应图1的换热片形成的换热器结构示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-第一螺旋形通道进口；

1C-第一进口通道；

2-第一螺旋形通道出口；

2C-第一出口通道；

3-第一螺旋形通道；

4-换热壁面；

5-第二螺旋形通道出口；

5C-第二出口通道；

6-第二螺旋形通道进口 6C-第二进口通道

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。

本公开第一实施例提供一种印刷电路板式螺旋板换热片，换热片包括至少一个换热片单元，每个换热片单元的一面形成有第一螺旋形通道，另一面形成有第二螺旋形通道，第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为采用PCHE制造方法制造的螺旋式微通道。图1为本公开第一实施例的印刷电路板式螺旋板换热片结构示意图，如图1所示，本实施例中，换热片只包括一个换热片单元。

图2为本公开第一实施例的换热片单元平面结构示意图，(a)为换热片单元正面结构；(b)为换热片单元左视剖视图，如图2所示，正面形成第一螺旋形通道3，通道为刻蚀形成的凹槽，第一螺旋形通道的进口和出口是在第一螺旋形通道两端的凹槽中镂空形成的通孔，进口1位于靠近螺旋形边缘的一端，第出口2位于靠近螺旋形中心的一端；反面形成第二螺旋形通道7，通道为刻蚀形成的凹槽，第二螺旋形通道的进口和出口是在第二螺旋形通道两端的凹槽中镂空形成的通孔，进口6位于靠近螺旋形中心的一端，出口5位于靠近螺旋形边缘的一端；第一螺旋形通道与第二螺旋形通道之间形成有换热壁面4，换热壁面垂直于板片，用于隔开两侧通道。

第一螺旋形通道与第二螺旋形通道在换热片平行面的投影为一对呈中心对称且同心的螺旋形通道，形状类似圆盘蚊香，从螺旋形的中心到外圈，第一螺旋形通道与第二螺旋形通道交替间隔设置。第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为平面等距螺旋形，且圈数相等，形成互补结构。需要说明的是，换热片平行面仅是为了准确描述换热片结构而虚拟的平行面，并不是换热片结构的一部分。

第一螺旋形通道内的第一换热流体从螺旋形通道的边缘进口向中心出口流动，所述第二螺旋形通道内的第二换热流体从螺旋形通道中心进口向边缘出口流动，第一换热流体和第二换热流体呈逆流方式流动，第一换热流体和第二换热流体分别为冷热流体。

在本公开一些实施例中，采用化学刻蚀方法加工金属板片，一次可加工多个，图3为本公开其他实施例的多个换热片单元结构示意图，如图6所示，换热板包括均匀排布的7个换热片单元。

本公开第二实施例提供一种印刷电路板式螺旋板换热器，由多个上述的印刷电路板式螺旋板换热片叠加而成。

为了增加焊接面的接触面积，需要换热片A和换热片B两种换热片，图4为本公开第二实施例的换热片A和换热片B结构示意图，如图4所示，换热片A和换热片B呈镜像对称(手性对称)，换热片A的第一螺旋形通道与换热片B的第一螺旋形通道呈镜像对称(手性对称)；换热片A的第二螺旋形通道与换热片B的第二螺旋形通道呈镜像对称(手性对称)；

多个换热片的叠加顺序为：换热片A正面的第一螺旋形通道与换热片B正面的第一螺旋形通道相对叠置，换热片B反面的第二螺旋形通道与换热片A反面的第二螺旋形通道相对叠置，以此类推，换热片A与换热片B正反相互交替叠加，再通过扩散焊方式焊接为一体。

图5为本公开第二实施例的换热器结构示意图，图6为对应图1换热片形成的换热器结构示意图，如图5和图6所示，多个换热片叠加焊接后，换热片的两个进口通孔和两个出口通孔形成两个进口通道(第一进口通道1C和第二进口通道6C)和两个出口通道(第一出口通道2C和第二出口通道5C)。

由上述实施例可以看出：印刷电路板式螺旋板换热器由于换热板片螺旋形通道的作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动其速度的大小方向不断的改变，致使流体在不大的流速下，激起了强烈湍动，因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。印刷电路板式螺旋板换热器结构非常紧凑，换热壁薄，承压能力强，同时一次性将进出口通道加工成型，比普通PCHE结构简单，而且可以实现纯逆流换热。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板式螺旋板换热片，其特征在于，包括至少一个换热片单元，每个换热片单元的一面形成有第一螺旋形通道，另一面形成有第二螺旋形通道；

所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道在换热片平行面的投影为一对呈中心对称且同心的螺旋形通道；从中心到外圈，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道交替间隔设置。

2.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为刻蚀形成的凹槽，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道之间通过刻蚀形成的换热壁面隔开，所述换热壁面垂直于板片。

3.根据权利要求1所述的换热片，其特征在于，所述第一螺旋形通道与第二螺旋形通道均为平面等距螺旋形，且圈数相等，形成互补结构。

4.根据权利要求1至3任一项所述的换热片，其特征在于，

所述第一螺旋形通道的进口和出口是在第一螺旋形通道两端的凹槽中形成的通孔，进口位于靠近螺旋形边缘的一端，出口位于靠近螺旋形中心的一端；和/或，

所述第二螺旋形通道的进口和出口是在第二螺旋形通道两端的凹槽中形成的通孔，进口位于靠近螺旋形中心的一端，出口位于靠近螺旋形边缘的一端。

5.根据权利要求4所述的换热片，其特征在于，所述第一螺旋形通道内流通有第一换热流体，所述第一换热流体从螺旋形通道的边缘进口向中心出口流动，所述第二螺旋形通道内流通有第二换热流体，所述第二换热流体从螺旋形通道中心进口向边缘出口流动，第一换热流体和第二换热流体呈逆流方式流动。

6.一种印刷电路板式螺旋板换热器，其特征在于，包括：叠加设置的多个如权利要求1至5任一项所述的印刷电路板式螺旋板换热片。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，

所述多个换热片包括换热片A和换热片B两种，换热片A和换热片B呈镜像对称，换热片A的第一螺旋形通道与换热片B的第一螺旋形通道呈镜像对称；换热片A的第二螺旋形通道与换热片B的第二螺旋形通道呈镜像对称。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，多个换热片的叠加顺序为：换热片A的第一螺旋形通道与换热片B的第一螺旋形通道相对叠置，换热片B的第二螺旋形通道与换热片A的第二螺旋形通道相对叠置。

9.根据权利要求6至8任一项所述的换热器，其特征在于，多个换热片叠加焊接后，换热片的两个进口通孔和两个出口通孔形成两个进口通道和两个出口通道。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述多个换热片的焊接方式采用扩散焊。