一种新型三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体制造技术

本发明专利技术提供一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，包括：多层叠加并通过真空扩散焊焊接成一体的表面具有蚀刻流道的金属板片。所述换热器芯体包括：双面具有若干不连续流道的金属板、若干穿孔的金属板以及单面具有的若干不连续流道的上下封盖板；所述换热器芯体通过板片叠加而成；所述叠加上下均为所述上下封盖板，中间为所述穿孔金属板，所述不连续流道的金属板周期性叠加；所述上下封盖板直接与所述穿孔金属板相连。本发明专利技术装置增大了换热面积，提高了换热量。且有效的增强扰动，消除了轴向热传导效应。

【技术实现步骤摘要】
一种新型三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体
本专利技术涉及换热装置的
，具体而言，尤其涉及一种新型三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体。
技术介绍
印刷电路板式换热器(PrintedCircuitHeatExchanger,PCHE)是一种紧凑式微通道换热器，相较于传统的板式，管壳式换热器，由于其采用光化学刻蚀和真空扩散焊技术，具有紧凑性高，耐高压，耐低温和高温，换热效率高，可靠性高等优点。近些年来，在核能、太阳能、天然气等领域被广泛研究。印刷电路板式换热器芯体是通过真空扩散焊技术将若干通过光化学蚀刻加工好的板片焊接而成的。其流道形式主要为直线型、Z字型、S型和非连续的翅片式。流道的截面由于采用了光化学刻蚀技术主要为类半圆形。不同形式的流道通过增强流体在换热器的扰动增强换热效果，虽然换热效果增强，但也带来了流阻的增大，加大了泵送成本。而传统的流道形式可以看成是二维的平板流动，其强化综合性能的能力较为有限。
技术实现思路
根据上述提出强化综合性能的能力较为有限的技术问题，而提供一种新型三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体。本专利技术主要利用一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，包括：多层叠加并通过真空扩散焊焊接成一体的表面具有蚀刻流道的金属板片，其特征在于，所述换热器芯体双面具有若干不连续流道的金属板、具有若干穿孔的金属板以及单面具有若干不连续流道的上下封盖板；所述换热器芯体通过板片叠加而成；所述叠加上下均为所述上下封盖板，中间为所述穿孔金属板，所述不连续流道的金属板周期性叠加；所述上下封盖板直接与所述穿孔金属板相连。进一步地，所述不连续流道的金属板的双面均设置有若干流道，所述流道通过蚀刻工艺和机械加工加工至所述不连续流道的金属板上；所述流道不连续，且每个面的双侧均设置一条或多条导流流道。更进一步地，所述不连续流道的金属板的蚀刻截面形状为：半圆形、矩形、椭圆形、梯形中任意一种或多种的组合。更进一步地，所述流道的中心线为直线型组合和曲线型组合。进一步地，所述流道具有平行周期性排列的特征。进一步地，所述穿孔金属板2的穿孔具有平行周期性排列的特征。更进一步地，所述穿孔金属板2的穿孔为流道金属板1的双面流道垂直投影形成的重叠区域形状。更进一步地，所述上下封盖板3设置有所述不连续流道的金属板1的单面流道。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)本专利技术装置增大了换热面积，传统的印刷电路板式换热器，无论是流道式的还是翅片式的，均可看作是单股流体在单层板上的流动换热，属于二维流动。而新型螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器，则相当于是三维流道，流体通过穿孔，可以到达上一层双面流道板的底面流道，再顺着穿孔回到原始的流道板，在反复的上下板穿插中，增大了换热面积，提高了换热量。2)本专利技术装置有效的增强扰动，流体在周期性上下和板上的流道内流动，相当于是传统的二维流道的同时，增加了垂直于流动平面的上下运动，同时传统平面流动的增加扰动的方式也可作用于流道设计之中，且由于流道设计一般带有一定的角度，与上下运动叠加之后流体产生了螺旋式流动形式。增强了流体的混合，不断地破坏流体的边界层，强化了场协同效应，最终提高了换热效果。换热器内的扰动流有自清洁效果，可以防止污垢产生，起到避免微细通道堵塞的作用。3)本专利技术装置消除了轴向热传导效应，传统的印刷电路板式换热器，其流体换热方式局限于，顺流、逆流、叉流、蛇形流动等等。而本专利技术的流动方式为缠绕式流动，冷热流体同一时刻在流道板的不同面进行换热，通过对应的穿孔进行翻转。中间既不产生冷热流体的接触，从水平方向看，又如同冷热流体在其主流方向的互相穿插，破坏了轴向热传导效应，对于低温工况下，由于金属的导热性能下降带来的加剧轴向热传导效应来说，这种流道设计更加有利。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术换热器芯体的立体示意图。图2(a)为本专利技术换热器芯体的流道板1的正面，(b)为局部放大图。图3为本专利技术换热器芯体的流道板1的背面。图4(a)为本专利技术换热器芯体的穿孔板2示意图，(b)为局部放大图。图5为本专利技术一组换热流道的流动示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1-5所示，本专利技术提供了一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，包括：多层叠加并通过真空扩散焊焊接成一体的表面具有蚀刻流道的金属板片。同时，作为优选的实施方式，在本申请中，所述换热器芯体双面具有若干不连续流道的金属板、若干穿孔的金属板以及单面具有若干不连续流道的上下封盖板；所述换热器芯体通过板片叠加而成；所述叠加上下均为所述上下封盖板，中间为所述穿孔金属板，所述不连续流道的金属板周期性叠加；即如图1所示按照金属板1与金属板2的顺序，反复堆叠，最后焊接形成一块芯体，具有周期性。同时，所述上下封盖板直接与所述穿孔金属板相连。在本实施方式中，所述不连续流道的金属板的双面均设置有若干流道，所述流道通过蚀刻工艺和机械加工加工至所述不连续流道的金属板上；所述流道不连续，且每个面的双侧均设置一条或多条导流流道。作为一种优选的实施方式，这里所说的设置的导流流道的数量按照实际工程需要进行设计，工作需要大流量的话，流道布置肯定要多一些，但是同时，这里并不是布置的流道越多则越好，流道数量的增加会增加加工的难度。因此流道的数量的具体选择可以根据实际生产需求进行选定。作为一种优选的实施方式，所述不连续流道的金属板的蚀刻截面形状为：半圆形、矩形、椭圆形、梯形中任意一种或多种的组合。所述流道的中心线为直线型组合和曲线型组合。附图中展示的是直线型的，体现在流道金属板，都是倾斜一定角度的直线流道，曲线型则把这些直线型流道替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，包括：多层叠加并通过真空扩散焊焊接成一体的表面具有蚀刻流道的金属板片，其特征在于，/n所述换热器芯体包括：双面具有若干不连续流道的金属板(1)、若干穿孔的金属板(2)以及单面具有的若干不连续流道的上下封盖板(3)；所述换热器芯体通过板片叠加而成；所述叠加上下均为所述上下封盖板(3)，中间为所述穿孔金属板(2)，所述不连续流道的金属板(1)周期性叠加；/n所述上下封盖板(3)直接与所述穿孔金属板(2)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，包括：多层叠加并通过真空扩散焊焊接成一体的表面具有蚀刻流道的金属板片，其特征在于，
所述换热器芯体包括：双面具有若干不连续流道的金属板(1)、若干穿孔的金属板(2)以及单面具有的若干不连续流道的上下封盖板(3)；所述换热器芯体通过板片叠加而成；所述叠加上下均为所述上下封盖板(3)，中间为所述穿孔金属板(2)，所述不连续流道的金属板(1)周期性叠加；
所述上下封盖板(3)直接与所述穿孔金属板(2)相连。


2.根据权利要求1所述的一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，其特征在于，
所述不连续流道的金属板(1)的双面均设置有若干流道，所述流道通过蚀刻工艺和机械加工加工至所述不连续流道的金属板(1)上；所述流道不连续，且每个面的双侧均设置了一条或多条导流流道。


3.根据权利要求1所述的一种三维螺旋缠绕式流道的印刷电路板式换热器芯体，其特征在于，
所述不连续流道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪玉龙，邱智灵，李延涛，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21