一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器制造技术

本发明专利技术公开的一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器，属于换热器技术领域。换热器芯体包括盖板、冷侧换热板、热侧换热板和隔板；若干冷侧换热板和热侧换热板依次交替堆叠并通过隔板分隔后形成整体；盖板与换热器芯体两侧固定连接；冷侧换热板和热侧换热板内均包含若干条多孔介质流道，相邻多孔介质流道之间设有支撑肋。本发明专利技术以多孔介质换热板替代光化学蚀刻而成的板片，不仅绕开了化学蚀刻过程的高昂成本和环境污染问题，而且还可以进一步增大整个换热器的通流面积和换热面积，最终提高换热器的换热量和传热性能。同时，通流面积和换热面积的增加，可以减少整个换热器的体积，使换热器的整体结构更加紧凑，提高换热器的适用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器


[0001]本专利技术属于换热器
，具体涉及一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器。

技术介绍

[0002]世界能源中很大一部分是以热能的形式消费的，传热问题也因此与人类社会的经济、工业、环境等方方面面密切相关。自第一次工业革命以来，人们持续不懈地探索强化传热的方法，以期提高能源利用效率。近十年来，一种新型的印刷电路板换热技术在国内逐渐兴起，在海上石油钻井平台、燃料电池、余热利用、超临界二氧化碳发电、航空航天等领域的应用迅速增多。该种换热器采用化学蚀刻的方法在换热板片上蚀刻出直径为0.5mm～2mm的换热流道，然后将堆叠后的换热板片进行扩散焊接获得整体的换热器芯体。该换热器的焊缝强度与基材相当，选用合适的材料后可承受40MPa/600℃以上的高温高压环境。而且该换热器比表面积一般为600m2/m3～1000m2/m3，同等换热条件下换热器体积仅为传统管壳式换热器的1/15，紧凑性高、热惯性好，具有十分广阔的应用前景。
[0003]但是印刷电路板换热器中的换热板片是通过化学蚀刻工艺生产的，该过程成本高，占印刷电路板换热器生产成本的40％～50％，是印刷电路板换热器成本高居不下和推广应用的最主要障碍。而且化学蚀刻产生的强酸废液容易造成环境污染，在越来越多重视环保地区受到生产限制。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器，能够显著提高换热器的换热性能，同时降低成本，不会带来污染问题。<br/>[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术公开了一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器，包括换热器芯体，换热器芯体包括盖板、若干冷侧换热板、若干热侧换热板和若干隔板；若干冷侧换热板和热侧换热板依次交替堆叠并通过隔板分隔后形成整体；盖板与换热器芯体两侧固定连接；冷侧换热板和热侧换热板内均包含若干条多孔介质流道，相邻多孔介质流道之间设有支撑肋。
[0007]优选地，多孔介质流道为直流道、Z型流道、S型流道或间断变截面流道。
[0008]进一步优选地，支撑肋的形状与多孔介质流道匹配。
[0009]优选地，隔板和支撑肋为不锈钢材质。
[0010]进一步优选地，多孔介质流道与支撑肋通过烧结连接。
[0011]优选地，冷侧换热板的进出口位置与热侧换热板的进出口位置错开。
[0012]优选地，冷侧换热板、热侧换热板和隔板通过扩散焊接形成整体。
[0013]优选地，多孔介质流道为泡沫金属。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0015]本专利技术公开的基于多孔介质流道的紧凑式换热器，以多孔介质换热板替代光化学蚀刻而成的板片，不仅绕开了化学蚀刻过程的高昂成本和环境污染问题，而且还可以进一
步增大整个换热器的通流面积和换热面积，最终提高换热器的换热量和传热性能。同时，通流面积和换热面积的增加，可以减少整个换热器的体积，使换热器的整体结构更加紧凑，提高换热器的适用范围。
[0016]进一步地，多孔介质流道采用直流道、Z型流道、S型流道或间断变截面流道，可以根据实际情况，设计流道的形状，增加介质的停留时间，提高换热性能。
[0017]更进一步地，支撑肋的形状与多孔介质流道匹配，使结构紧凑，并且匹配的形状能够使多孔介质流道各处均匀，提高介质的流动性。
[0018]进一步地，冷侧换热板的进出口位置与热侧换热板的进出口位置不重叠，便于换热器安装集箱。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中冷侧换热板的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中热侧换热板的结构示意图。
[0022]图中，1
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盖板，2
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冷侧换热板，3
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多孔介质流道，4
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热侧换热板，5
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隔板，6
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支撑肋，7
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L型支撑肋，8
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Z型支撑肋。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述：
[0024]如图1，本专利技术公开的一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器，包括换热器芯体，换热器芯体包括两个盖板1、若干冷侧换热板2、若干热侧换热板4和若干隔板5；若干冷侧换热板2和热侧换热板4依次交替堆叠并通过隔板5分隔后形成整体；盖板1与换热器芯体两侧固定连接；冷侧换热板2和热侧换热板4内均包含若干条多孔介质流道3，相邻多孔介质流道3之间设有支撑肋6。
[0025]在本专利技术的一个较优的实施例中，多孔介质流道3为直流道、Z型流道、S型流道或间断变截面流道。优选地，支撑肋6的横截面为矩形，支撑肋6的形状与多孔介质流道3匹配。
[0026]在本专利技术的一个较优的实施例中，隔板5和支撑肋6为不锈钢材质。
[0027]优选地，多孔介质流道3与支撑肋6通过烧结连接。
[0028]在本专利技术的一个较优的实施例中，冷侧换热板2的进出口位置与热侧换热板4的进出口位置交错设置不重叠。
[0029]在本专利技术的一个较优的实施例中，冷侧换热板2、热侧换热板4和隔板5通过扩散焊接形成整体。
[0030]在本专利技术的一个较优的实施例中，多孔介质流道3为泡沫金属，多孔介质的参数根据实际工况进行设计。
[0031]上述基于多孔介质流道的紧凑式换热器在制造时，将多孔介质流道3与支撑肋6通过烧结工艺制成换热板，为了便于安装集箱，冷侧换热板2的进出口位置与热侧换热板4的进出口位置不能重叠；将冷侧换热板2、隔板5和热侧换热板4依次堆叠完成工装，再通过扩散焊接工艺，制成换热器芯体，再进行换热器其余常规部件的组装。
[0032]实施例
[0033]在本实施例中，多孔介质流道3采用金属颗粒烧结而成，隔板5和支撑肋6采用316不锈钢。
[0034]如图2，冷侧换热板2中的多孔介质流道3为直流道，支撑肋6为匹配的长方体形状，多孔介质流道3与支撑肋6交替布置，然后经烧结工艺形成一体化的冷侧换热板2。
[0035]如图3，热侧换热板4中的多孔介质流道3为Z型流道，两侧的支撑肋6为L型，中间的支撑肋6为Z型，然后经烧结工艺形成一体化的热侧换热板4。
[0036]如图1，冷侧换热板2和热侧换热板4依次交替堆叠并通过隔板5分隔后最顶层和底层设置盖板1，通过扩散焊接成整体。
[0037]需要说明的是，以上所述仅为本专利技术实施方式之一，根据本专利技术所描述的系统所做的等效变化，均包括在本专利技术的保护范围内。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本专利技术的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多孔介质流道的紧凑式换热器，其特征在于，包括换热器芯体，换热器芯体包括盖板(1)、若干冷侧换热板(2)、若干热侧换热板(4)和若干隔板(5)；若干冷侧换热板(2)和热侧换热板(4)依次交替堆叠并通过隔板(5)分隔后形成整体；盖板(1)与换热器芯体两侧固定连接；冷侧换热板(2)和热侧换热板(4)内均包含若干条多孔介质流道(3)，相邻多孔介质流道(3)之间设有支撑肋(6)。2.根据权利要求1所述的基于多孔介质流道的紧凑式换热器，其特征在于，多孔介质流道(3)为直流道、Z型流道、S型流道或间断变截面流道。3.根据权利要求2所述的基于多孔介质流道的紧凑式换热器，其特征在于，支撑肋(6)的形状与多孔介质流...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉，李红智，吴家荣，吴帅帅，张旭伟，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：