一种换热器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种换热器，包括多个芯体模块，所述芯体模块包括前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板，所述多个第一换热板片及所述多个第二换热板片设置于所述前端板与所述后端板之间，所述第一换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第一换热介质通道，所述第二换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第二换热介质通道，所述第一换热介质通道及所述第二换热介质通道均为微小通道结构。

A heat exchanger and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种换热器及其制造方法
本专利技术涉及换热领域，尤其涉及一种换热器及其制造方法。
技术介绍
随着技术发展，换热器已广泛应用于能源动力、航空航天、船舶、化工、制药等行业，对于节能减排战略实施有着重要意义。目前，板翅式换热器是舰载燃气轮机的首选换热器形式。燃气轮机通常采用中间冷却器进行间冷循环的方式来提高其性能，因此要求尽可能提高中间冷却器效率以确保燃气轮机整体效率。然而，板翅式换热器由于其效率提高空间有限，其作为中间冷却器难以达到要求，从而影响燃气轮机整体效率。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种换热器及其制造方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种换热器，包括多个芯体模块，所述芯体模块包括前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板，所述多个第一换热板片及所述多个第二换热板片设置于所述前端板与所述后端板之间，所述第一换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第一换热介质通道，所述第二换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第二换热介质通道，所述第一换热介质通道及所述第二换热介质通道均为微小通道结构。根据一些实施方式，所述第一换热板片的第一换热介质通道为弧形通道或直通道，所述第二换热板片的第二换热介质通道为竖直通道或倾斜通道。根据一些实施方式，所述第二换热介质通道的延伸方向与所述第一换热介质通道的延伸方向垂直形成错流形式或者所述第二换热介质通道的延伸方向与所述第一换热介质通道的延伸方向相反形成逆流形式。根据一些实施方式，所述第一换热介质通道为单流程通道或两流程通道或多流程通道，所述第二换热介质通道为单流程通道。根据一些实施方式，所述第一换热板片的第一换热介质通道的入液端口的一侧设有进液孔，所述第一换热板片的第一换热介质通道的出液端口的一侧设有出液孔，所述第二换热板片的多条第二换热介质通道的两侧分别设有进液孔、出液孔。根据一些实施方式，所述第一换热板片的进液孔、出液孔及所述第二换热板片的进液孔、出液孔为三角形结构或矩形结构，所述多个第一换热板片的进液孔及所述多个第二换热板片的进液孔相互叠加而形成进液通道，所述多个第一换热板片的出液孔及所述多个第二换热板片的出液孔相互叠加形成出液通道。根据一些实施方式，所述第一换热板片及所述第二换热板片为扇形结构或梯形结构，厚度为1至3毫米，所述第一换热介质通道及所述第二换热介质通道的宽度为1.2至4.7毫米，节距为1.5至5毫米，通道深度为0.7至2.7毫米。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种换热器的制造方法，包括以下步骤：步骤一，将板材进行机械加工分别形成前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板；步骤二，将前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板进行焊接及机械加工形成芯体模块；步骤三，将多个芯体模块进行组装形成换热器的整体结构。根据一些实施方式，步骤一具体为：将板材进行剪裁、整型，以及毛刺处理、清洗、光洁度处理，以分别形成前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板；采用加工中心分别加工第一换热板片的第一换热介质通道及第二换热板片的第二换热介质通道，其中，加工用刀直径为0.5～2mm，加工深度为0.5～1.2mm，吃刀量为0.1mm，给进速度为0～1500r/min，转速为0～3000r/min；再次对前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板进行毛刺处理、清洗、烘干。根据一些实施方式，步骤二具体为：将前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板进行熔焊装配，为真空扩散焊接做准备；将装配后的前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板放入真空扩散焊接炉，进行真空扩散焊接，形成芯体模块，该过程主要包括先提升真空扩散焊接炉温度至1100℃，耗时12小时，再保温30小时，然后降温至150℃，耗时55小时；对芯体模块进行外形粗加工，并进行打压试验；将芯体模块进行打压、清洗、烘干。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的换热器的第一换热板片的第一换热介质通道、第二换热板片的第二换热介质通道均为微小通道结构形式，且设置形成错流、逆流等形式，能够提高换热器的换热效率，使得换热器作为中间冷却器可以达到要求，从而确保燃气轮机整体效率。2、本专利技术的换热器采用钛合金材料进行加工，耐腐蚀性能好，以防止海上环境的腐蚀。附图说明图1为本专利技术第一实施例的换热器的结构示意图；图2为图1中换热器的芯体模块的结构示意图；图3为图2中芯体模块的前端板的结构示意图；图4为图2中芯体模块的第一换热板片的结构示意图；图5为图2中芯体模块的第二换热板片的结构示意图；图6为图2中芯体模块的后端板的结构示意图；图7为图2中芯体模块的分解结构的示意图；图8为本专利技术第二实施例的换热器的第一换热板片的结构示意图；图9为本专利技术第三实施例的换热器的第一换热板片及第二换热板片的结构示意图；图10为本专利技术第四实施例的换热器的第一换热板片及第二换热板片的结构示意图。具体实施方式本专利技术某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本专利技术的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本专利技术满足适用的法律要求。为使本专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，本专利技术实施例的换热器100整体呈环形结构，包括多个芯体模块10。本实施例中，换热器100包括10个形状及结构相同的芯体模块10。可以理解，换热器100也可以4等分或6等分或8等分为芯体模块，即换热器100也可以包括4个或6个或8个形状及结构相同的芯体模块10。本实施例中，芯体模块10为扇形结构。可以理解，芯体模块10也可以为其他结构形式，例如梯形结构。如图2所示，芯体模块10包括前端板11、多个第一换热板片12、多个第二换热板片13及后端板14。其中，多个第一换热板片12及多个第二换热板片13依次间隔设置于前端板11与后端板14之间。前端板11、第一换热板片12、第二换热板片13、后端板14彼此之间均采用焊接方式连接。可以理解，多个第一换热板片12及多个第二换热板片13也可以采用其他设置方式，例如ABB方式，即首先设置一个第一换热板片12，然后再设置两个第二换热板片13，以此类推。可以理解，芯体模块10的前端板11、多个第一换热板片12、多个第二换热板片13及后端板14可以采用钛合金材料或镍基耐蚀合金材料进行加工，耐腐蚀性能好，以防止海上环境的腐蚀。钛合金材料可以为Ti-6A1-4V(TC4)、Ti-5A1-2.5Sn(TA7)或工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。镍基耐蚀合金可以为哈氏合金或Ni-Cu合金。本实施例中，第一换热介质为液体，例如水。第二换热介质为气体，例如空气。第一换热介质流经第一换热板片12，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热器，包括多个芯体模块，所述芯体模块包括前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板，所述多个第一换热板片及所述多个第二换热板片设置于所述前端板与所述后端板之间，其特征在于，所述第一换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第一换热介质通道，所述第二换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第二换热介质通道，所述第一换热介质通道及所述第二换热介质通道均为微小通道结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种换热器，包括多个芯体模块，所述芯体模块包括前端板、多个第一换热板片、多个第二换热板片及后端板，所述多个第一换热板片及所述多个第二换热板片设置于所述前端板与所述后端板之间，其特征在于，所述第一换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第一换热介质通道，所述第二换热板片的靠近所述前端板的一侧端面设有多条第二换热介质通道，所述第一换热介质通道及所述第二换热介质通道均为微小通道结构。


2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一换热板片的第一换热介质通道为弧形通道或直通道，所述第二换热板片的第二换热介质通道为竖直通道或倾斜通道。


3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第二换热介质通道的延伸方向与所述第一换热介质通道的延伸方向垂直形成错流形式或者所述第二换热介质通道的延伸方向与所述第一换热介质通道的延伸方向相反形成逆流形式。


4.根据权利要求2或3所述的换热器，其特征在于，所述第一换热介质通道为单流程通道或两流程通道或多流程通道，所述第二换热介质通道为单流程通道。


5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一换热板片的第一换热介质通道的入液端口的一侧设有进液孔，所述第一换热板片的第一换热介质通道的出液端口的一侧设有出液孔，所述第二换热板片的多条第二换热介质通道的两侧分别设有进液孔、出液孔。


6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述第一换热板片的进液孔、出液孔及所述第二换热板片的进液孔、出液孔为三角形结构或矩形结构，所述多个第一换热板片的进液孔及所述多个第二换热板片的进液孔相互叠加而形成进液通道，所述多个第一换热板片的出液孔及所述多个第二换热板片的出液孔相互叠加形成出液通道。


7.根据权利要求1所述的换热器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：成克用，淮秀兰，郭江峰，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11