CN211012576U - 一种多级换热器微通道构型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多级换热器微通道构型，属于换热器的技术领域。一种多级换热器微通道构型包括若干个循环槽道和管道；本实用新型的每个循环槽道均包括四个呈“卍”字形布置的字形槽道，每个字形槽道均包括中间槽道和围在中间槽道外的若干边槽道，同一循环槽道的字形槽道的中间槽道串联连接，相邻两循环槽道的中间槽道同样连通，实现了中间槽道的多级布置，实现了多级充分换热，换热效率更高，同时边槽道均为独立结构，能根据出入口的实时温度来控制换热介质的流入和流出方向，也能便于实现高温差介质的注入与低温差介质的排出，实现了高效换热，也使得结构总体积更小，利于同等空间下的多级循环换热的布置，进一步提高换热效率。

Description

一种多级换热器微通道构型

技术领域

本实用新型涉及换热器的技术领域，具体是涉及一种多级换热器微通道构型。

背景技术

在船舶和海洋工程领域内，很多大型设备(如浮式液化天然气处理装置)均运用到了紧凑型高效微通道换热器，且紧凑型高效微通道换热器的性能很大程度上影响了所在设备的使用性能。但是，目前市面上的换热器由于结构的限制，仍存在以下缺陷：

1、现有换热器的换热的出口和入口固定，无法针对出入口的温度在线监测数据进行动态调节，导致了出入口处及附近温度温差降低，换热效率降低的问题；

2、现有换热器的换热槽道较为单一，单程的换热器槽道在换热过程中，换热介质还没得到充分换热时，与换热介质接触的被换热介质可能由于温度与换热介质相似而无法换热了，导致大部分的换热空间无法得到利用；

3、现有换热器的换热通道与被换热通道接触不够充分，无法兼顾对空间的有效利用和提升传热效率两方面的因素，限制性较大；

4、现有换热器的循环方面，通过封闭式循环，将热量全部锁定在一定空间内无法排出，或者通过设置较长的槽道，导致同等空间条件下循环次数较少，从而导致换热效率太低的问题。

综上所述，现有的微通道换热器存在空间利用率和换热效率无法兼顾的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种多级换热器微通道构型，以解决上述空间利用率和换热效率无法兼顾的问题。

具体技术方案如下：

一种多级换热器微通道构型，具有这样的特征，包括：若干个循环槽道以及管道，若干个循环槽道均独立设置，且相邻两循环槽道通过管道相互连接，其中，

每一循环槽道均包括四个呈“卍”字形设置的字形槽道，四个字形槽道呈环形分布，且每一字形槽道包括一中间槽道和若干个边槽道，若干边槽道平行于中间槽道设置且均匀围设于中间槽道外，中间槽道内通有被换热介质，边槽道内通有换热介质，且若干边槽道均独立设置；

字形槽道的四个端头分别为两入口和两出口，入口和出口交替设置，且每一入口和出口均有一中间槽道和若干边槽道，同时，前一字形槽道的一出口的中间槽道与后一字形槽道的一入口的中间槽道连通，直至四个字形槽道的中间槽道相互连通，并且，一循环槽道内的一字形槽道的另一出口的中间槽道与相邻循环槽道内的相同位置处的一字形槽道的另一入口的中间槽道通过管道连通。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，循环槽道内的字形槽道均为3D打印工艺制作的结构。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，字形槽道的横截面呈“十”字形设置，边槽道分布于中间槽道的四周。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，中间槽道和边槽道均呈正方形设置，同一字形槽道内的四个边槽道分别位于中间槽道的四个侧面上。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，每一边槽道的两端分别为进口和排口，进口和排口均独立连接于换热介质供应设备上。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，还包括支撑杆，支撑杆设置于相邻两循环槽道之间，支撑杆包括主体和支撑臂，主体呈正方形设置，主体的四角上呈环形阵列分布有四支撑臂。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，主体的中心设置有圆形镂空。

上述的一种多级换热器微通道构型，其中，主体上呈环形阵列分布有若干组孔洞，且每组孔洞包括至少两条条形孔。

上述技术方案的积极效果是：

上述的多级换热器微通道构型，通过设置若干个循环槽道和管道，且每一循环槽道均包括四个呈“卍”字形布置的字形槽道，且每一字形槽道均包括两出口和两入口，且每一字形槽道包括一中间槽道和若干设置于中间槽道周围的边槽道，且同一循环槽道的前一字形槽道的一出口的中间槽道与后一字形槽的一入口的中间槽道连通，直至四个字形槽道的中间槽道依次串联，另外，一循环槽道内的一字形槽道的另一出口的中间槽道与相邻循环槽道内的相同位置处的一字形槽的另一入口的中间槽道通过管道连通，使得相邻循环槽道的中间槽道也串联，而每一字形槽道的中间槽道周围的边槽道均独立设置，从而实现了多级换热操作，使得边槽道内的换热介质的换热更充分，换热效率更高，另外，也能根据出入口的实时温度来控制换热介质的流入与流出方向，使得用于换热的槽道内始终处于换热状态，进一步提高了换热效率，同时，中间槽道和边槽道相互隔离，使得每个边槽道在与中间槽道内的被换热介质进行热交换时，均可置入高温差介质，排出低温差介质，实现了高效换热，另外，有效缩小了整体结构的体积，使得在同等空间条件下实现更多级的循环换热，进一步提升换热效率，从而解决了空间利用率和换热效率无法兼顾的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种多级换热器微通道构型的实施例的结构图；

图2为本实用新型一较佳实施例的一视角的结构示意图；

图3为本实用新型一较佳实施例的循环槽道的结构图；

图4为本实用新型一较佳实施例的字形槽道的结构图；

图5为图4中沿A-A线的截面图；

图6为本实用新型一较佳实施例的支撑杆的一位置上剖视图；

图7为本实用新型一较佳实施例的支撑杆的另一位置上剖视图；

附图中：1、循环槽道；11、字形槽道；12、入口；13、出口；111、中间槽道；112、边槽道；1121、进口；1122、排口；2、管道；3、支撑杆；31、主体；32、支撑臂；311、圆形镂空；312、条形孔。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图7对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

图1为本实用新型的一种多级换热器微通道构型的实施例的结构图；图2为本实用新型一较佳实施例的一视角的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供的多级换热器微通道构型包括：若干个循环槽道1以及连接相邻循环槽道1的管道2，若干个循环槽道1以及管道2，若干个循环槽道1均独立设置，使得每个循环槽道1均为独立个体，方便了安装和布置，另外，相邻两循环槽道1通过管道2相互连接，实现了循环槽道1的串联，从而在同等空间条件下实现了多级循环换热，提升了换热效率，解决了空间利用率和换热效率无法兼顾的问题。

图3为本实用新型一较佳实施例的循环槽道的结构图。如图1、图2以及图3所示，每一循环槽道1均包括四个呈“卍”字形设置的字形槽道11，四个字形槽道11呈环形分布，使得四个字形槽道11在平面内围成一个中心对称的环形结构，且每一字形槽道11包括一中间槽道111和若干个边槽道112，若干边槽道112平行于中间槽道111设置且均匀围设于中间槽道111外，中间槽道111内通有被换热介质，边槽道112内通有换热介质，且若干边槽道112均独立设置，实现了中间槽道111内的被换热介质能与多个边槽道112内的换热介质进行热交换，从而达到换热的目的，并且独立设置的边槽道112能便于在每个槽道内注入高温差介质，利于实现高效能的换热，同时也能为根据出入口12的实时温度来控制换热介质的流入和流出方向提供了结构基础，结构设计更合理。

图4为本实用新型一较佳实施例的字形槽道的结构图；图5为图4中沿A-A线的截面图。如图1至图5所示，字形槽道11的四个端头分别为两入口12和两出口13，入口12和出口13交替设置，即两入口12之间夹设有一出口13，两出口13之间夹设有一入口12，且每一入口12和出口13均有一中间槽道111和若干边槽道112，便于了同一循环槽道1内的字形槽道11的中间槽道111的连接以及相邻寻循环槽道1的字形槽道11的中间槽道111的连接，从而实现了中间槽道111的多级串联循环，从而实现了被换热介质的多级充分换热循环，进一步提高了换热效率。同时，前一字形槽道11的一出口13的中间槽道111与后一字形槽道11的一入口12的中间槽道111连通，直至四个字形槽道11的中间槽道111相互连通，实现了同一循环槽道1内的四个字形槽道11的中间槽道111的串联连接，使得被换热介质能在循环槽道1内的串联的中间槽道111内循环，实现单极的换热循环，为多级换热循环提供了结构基础，并且，一循环槽道1内的一字形槽道11的另一出口13的中间槽道111与相邻循环槽道1内的相同位置处的一字形槽道11的另一入口12的中间槽道111通过管道2连通，使得相邻的两循环槽道1的中间槽道111能通过管道2连通，使得被换热介质能从一循环槽道1的中间槽道111内流向相邻循环槽道1的中间槽道111内，从而实现了循环槽道1的多级换热循环，从而实现了多级充分换热，提高了换热效率，另外，也能在同等空间条件下实现更多极的循环热换，进一步提升了换热效率，同时，也使得换热与被换热的通道能完全独立且隔离，使得每个边槽道112在与中间槽道111内的被换热介质进行换热时，每个边槽道112内均可注入高温差介质，而排出地温差的介质，实现了高效换热，结构设计更合理。

具体的，循环槽道1内的字形槽道11均为3D打印工艺制作的结构，运用目前较为成熟的3D打印工艺来制作，模型精度高，有效降低了制作难度，更方面生产制造。

具体的，每一字形槽道11的横截面均呈“十”字形设置，边槽道112分布于中间槽道111的四周，即为一个中间槽道111和四个边槽道112，使得中间槽道111的四周均有边槽道112布置，从而使得被换热介质的周围均设置有换热介质，从而使得换热更充分，进一步提高了换热效率。

更加具体的，每个字形槽道11的中间槽道111和边槽道112均呈正方形设置，同一字形槽道11内的四个边槽道112分别位于中间槽道111的四个侧面上，从而使得每个中间槽道111的四个侧面上均能被边槽道112换热，保证了换热效率的高效性。

更加具体的，每一边槽道112的两端分别为进口1121和排口1122，进口1121和排口1122均独立连接于换热介质供应设备上，使得每一边槽道112均为一独立的结构，从而使得操作者能根据出入口12的实时温度控制换热介质的流入流出方向，从而使得中间槽道111与边槽道112之间的换热能一直持续，从而提高了换热效率。

图6为本实用新型一较佳实施例的支撑杆的一位置上剖视图；图7为本实用新型一较佳实施例的支撑杆的另一位置上剖视图。如图6和图7所示，于相邻两循环槽道1之间还设置有支撑杆3，通过支撑杆3支撑循环槽道1，支撑杆3又包括主体31和支撑臂32，主体31呈正方形设置，主体31的四角上呈环形阵列分布有四支撑臂32，通过四支撑臂32实现对循环槽道1内的四字形槽道11进行安装固定，更利于空间布置，提高结构的稳定性。

作为优选的实施方式，主体31的中心设置有圆形镂空311，不仅节省了材料，同时也方便了安装固定，结果设计更合理。

作为优选的实施方式，主体31上呈环形阵列分布有若干组孔洞，且每组孔洞包括至少两条条形孔312，同样使得支撑杆3的材料用料更省，同时也进一步方便了安装固定，结构进一步优化。

本实施例提供的多级换热器微通道构型，包括若干个循环槽道1和管道2；每个循环槽道1均包括四个呈“卍”字形布置的字形槽道11，且每个字形槽道11均包括两入口12和两出口13，且入口12和出口13均包括一中间槽道111和围在中间槽道111外的若干边槽道112，且一中间槽道111的一入口12连接同一循环槽道1的另一字形槽道11的中间槽道111的一出口13，另一入口12连接另一循环槽道1的同位置的字形槽道11的中间槽道111的出口13，不仅实现了同一循环槽道1内的中间槽道111的串联循环，同时也实现了相邻循环槽道1内的中间槽道111的串联循环，从而实现了中间槽道111的多级布置，实现被换热介质的多级充分换热，提高了换热效率，同时边槽道112均为独立结构，使得能根据出入口12的实时温度来控制换热介质的流入和流出方向，进一步提高了换热效率，另外，也能便于实现高温差介质的注入与低温差介质的排出，实现了高效换热，同时也使得结构总体积更小，利于同等空间下的多级循环换热的布置，进一步提高了换热效率。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多级换热器微通道构型，其特征在于，包括：若干个循环槽道以及管道，若干个所述循环槽道均独立设置，且相邻两所述循环槽道通过所述管道相互连接，其中，

每一所述循环槽道均包括四个呈“卍”字形设置的字形槽道，四个所述字形槽道呈环形分布，且每一所述字形槽道包括一中间槽道和若干个边槽道，若干所述边槽道平行于所述中间槽道设置且均匀围设于所述中间槽道外，所述中间槽道内通有被换热介质，所述边槽道内通有换热介质，且若干所述边槽道均独立设置；

所述字形槽道的四个端头分别为两入口和两出口，所述入口和所述出口交替设置，且每一所述入口和所述出口均有一所述中间槽道和若干所述边槽道，同时，前一所述字形槽道的一所述出口的所述中间槽道与后一所述字形槽道的一所述入口的所述中间槽道连通，直至四个所述字形槽道的所述中间槽道相互连通，并且，一所述循环槽道内的一所述字形槽道的另一所述出口的所述中间槽道与相邻所述循环槽道内的相同位置处的一所述字形槽道的另一所述入口的所述中间槽道通过所述管道连通。

2.根据权利要求1所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，所述循环槽道内的所述字形槽道均为3D打印工艺制作的结构。

3.根据权利要求1所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，所述字形槽道的横截面呈“十”字形设置，所述边槽道分布于所述中间槽道的四周。

4.根据权利要求3所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，所述中间槽道和所述边槽道均呈正方形设置，同一所述字形槽道内的四个所述边槽道分别位于所述中间槽道的四个侧面上。

5.根据权利要求1所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，每一所述边槽道的两端分别为进口和排口，所述进口和所述排口均独立连接于换热介质供应设备上。

6.根据权利要求1所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆设置于相邻两所述循环槽道之间，所述支撑杆包括主体和支撑臂，所述主体呈正方形设置，所述主体的四角上呈环形阵列分布有四所述支撑臂。

7.根据权利要求6所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，所述主体的中心设置有圆形镂空。

8.根据权利要求6所述的多级换热器微通道构型，其特征在于，所述主体上呈环形阵列分布有若干组孔洞，且每组所述孔洞包括至少两条条形孔。

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