CN208333235U - 一种强化传热的紧凑式换热器流道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种强化传热的紧凑式换热器流道结构，包括基板以及刻蚀于基板上的若干流体通道，其中，各流体通道从前到后依次设置，各流体通道前侧的壁面上及后侧的壁面上均设置有若干凸起，且同一流体通道前侧壁面上的凸起与后侧壁面上的凸起依次交错分布，各凸起为流线型结构或近似流线型结构，该流道的传热效果好，流通阻力小，并且能够避免流道的应力集中问题。

Description

一种强化传热的紧凑式换热器流道结构

技术领域

本实用新型属于传热领域，涉及一种强化传热的紧凑式换热器流道结构。

背景技术

随着科学技术的进步，很多新兴领域要求换热器能够适应高温高压的流体，且具有高的传热效率和低的流动阻力。英国Heatric公司最早提出了加工工艺类似于印刷电路板的紧凑式换热器，该换热器主要采用了蚀刻和扩散焊两种工艺，即在金属板片上用蚀刻工艺刻出流体通道，然后再将多片刻好流体通道的板片叠加起来经扩散焊工质变为整体，形成了换热器的芯体。

这种换热器板片上的流体通道结构对换热器的性能具有极大的影响，目前已开发出直通道、Z型通道、S型通道和机翼型通道。直通道的流动阻力小，但是传热效果低于其他几种通道。Z型通道传热效果最好，但是流动阻力也最大。S型通道的传热效果略低于Z型通道，但是S型通道的流动阻力要小于Z型通道。机翼型通道传热效果与Z型通道相当，但其压降远小于Z型通道，是一种性能良好的紧凑式换热器流道。但是机翼型通道是由诸多间断的机翼型结构组成，当这些间断的机翼型结构与其他板片在扩散焊接时，形成了诸多应力集中的点，这些点在高温高压的流体环境中容易破坏。这个问题限制了机翼型通道在实际中的应用。

技术最成熟的直通道结构，目前有很多应用案例，传热能力相对相对不足是其主要的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种强化传热的紧凑式换热器流道结构，该流道结构的传热效果好，流通阻力小，并且能够避免流道的应力集中问题。

为达到上述目的，本实用新型所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构包括基板以及刻蚀于基板上的若干流体通道，各流体通道前侧的壁面上及后侧的壁面上均设置有若干凸起，且同一流体通道前侧壁面上的凸起与后侧壁面上的凸起依次交错分布，各凸起为流线型结构或近似流线型结构。

各凸起的轮廓形状均为机翼型结构、椭圆形结构或梯形结构。

流体通道的横截面为半圆形结构或者近似矩形结构。

流体通道的纵截面为平面。

采用刻蚀的方法在基板的表面上刻蚀出流体通道。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构在具体操作时，流体通道的壁面设置有凸起，以增大传热面积，降低凸起的边界层厚度，以强化传热，同时各凸起为流线型结构或近似流线型结构，从而有效的抑制尾涡的形成，起到降低流体流通阻力的作用。另外，需要说明的是，本实用新型中的凸起设置于流体通道的壁面，避免出现间断结构，因此有效的解决了常规机翼型通道中应力集中的问题。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为流体通道1的一种结构示意图；

图3为流体通道1的另一种结构示意图；

图4为本实用新型的结构示意图。

其中，1为流体通道、2为凸起、3为基板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1、图2及图3，本实用新型所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构包括基板3以及刻蚀于基板3上的若干流体通道1，各流体通道1前侧的壁面上及后侧的壁面上均设置有若干凸起2，且同一流体通道1前侧壁面上的凸起2与后侧壁面上的凸起2依次交错分布，各凸起2为流线型结构或近似流线型结构。

各凸起2的轮廓形状均为机翼型结构、椭圆形结构或梯形结构；流体通道1的横截面为半圆形结构或者近似矩形结构；流体通道1的纵截面为平面；采用刻蚀的方法在基板3的表面上刻蚀出流体通道1。

流体通道1总体上为直通道，流体通道1的两侧壁上均设置有凸起2，其中，凸起2为基板3向流体通道1的延伸部分，凸起2与基板3的强度相同。

本实用新型的具体工作过程为：

在基板3上采用蚀刻的方法刻出流体通道1，流体通道1的侧壁上设置有凸起2，该凸起2用于强化流体通道1内的流体传热，同时不会形成类似于机翼型紧凑式换热器中的间断式机翼型结构，因此能够减轻应力集中的问题，扩大其高温高压的应用范围。

流体从入口进入流体通道1中，当流体流经第一个凸起2时，因流体对凸起2具有冲刷作用，使得凸起2前半部分表面的流体边界层厚度变薄，并使流体的速度进行一定程度的提升，从而强化流体与流体通道1壁面间的传热，由于凸起2的轮廓形状为机翼型、椭圆形或梯形，从而能够很好地抑制凸起2后半部分表面流体的分离流动，减少流体涡流的生成，进而降低流体的压降。当流体从第一个凸起2流出后，便对对面侧壁上的第二个凸起2进行冲刷，如此反复直至流体流出流体通道1。

Claims (5)

1.一种强化传热的紧凑式换热器流道结构，其特征在于，包括基板(3)以及刻蚀于基板(3)上的若干流体通道(1)，各流体通道(1)前侧的壁面上及后侧的壁面上均设置有若干凸起(2)，且同一流体通道(1)前侧壁面上的凸起(2)与后侧壁面上的凸起(2)依次交错分布，各凸起(2)为流线型结构或近似流线型结构。

2.根据权利要求1所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构，其特征在于，各凸起(2)的轮廓形状均为机翼型结构、椭圆形结构或梯形结构。

3.根据权利要求1所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构，其特征在于，流体通道(1)的横截面为半圆形结构或者近似矩形结构。

4.根据权利要求1所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构，其特征在于，流体通道(1)的纵截面为平面。

5.根据权利要求1所述的强化传热的紧凑式换热器流道结构，其特征在于，采用刻蚀的方法在基板(3)的表面上刻蚀出流体通道(1)。