[發明專利]微型微通道板翅式換熱器

有效

• 申請號: 201110392271.2
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102494547A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 袁衛星;楊宇飛;廖翼兵;楊波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/02
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明涉及一種具有微通道結構的微型換熱器，例如，可作為蒸發器應用于微型蒸汽壓縮循環冷水機中，也可用于微型液-液型換熱器。

背景技術

微型換熱器是應用很廣的一種特殊換熱器，例如可用于電子設備散熱和微型冷水機。冷水機是一類用途非常廣泛的制冷裝置，它主要用于制取冷水，而冷水可作為空氣調節、設備散熱、模具控溫、電子元件冷卻、人體降溫、亞低溫冶療等應用場合的冷源使用。微型冷水機可利用蒸汽壓縮式制冷原理工作，它主要由壓縮機、冷凝器、節流元件、蒸發器等部件組成，并采用制冷劑作為循環工質。其蒸發器是制冷劑-水相變換熱器：制冷劑在蒸發器其中一側的腔體中蒸發，吸收蒸發器另一側腔體中水的熱量，使水的溫度降低，由此得到制冷的產物，即冷水。

在某些應用場合，比如制冷量小于500W的微環境降溫領域，要求冷水機的體積必須盡可能小，為此需要一種微型的蒸發器與之配套。考察目前冷水機中常用的一些蒸發器，比如殼管式換熱品、套管式蒸發器和板式蒸發器等。殼管式蒸發器是一種體積龐大且笨重的蒸發器，無法實現小型化和微型化。套管式蒸發器換熱系數較小，而且也有最小體積限制。不銹鋼釬焊板式蒸發器是目前比較緊湊的一種蒸發器，有望實現微型化，但釬焊板式蒸發器由于在生產過程中要使用釬焊劑，因此應用仍然受到一定限制。

不銹鋼釬焊板式蒸發器的釬焊劑有一般有兩種材料，一種是采用銅釬焊劑的，一種是采用鎳釬焊劑的。銅釬焊的板式蒸發器會在水中產生銅離子，因此對于某些對銅離子敏感的應用場合不適用，比如激光器的冷卻水系統就要求不得含有銅離子。鎳釬焊的板式蒸發器雖然不會在水中產生銅離子，但其耐壓強度低于1MPa，如果制冷系統的壓力高于1MPa則很容易造成冷媒泄漏，而實際上一般的制冷系統的壓力往往是大于1MPa的，因此鎳釬焊板式蒸發器的應用也受到一定限制。

綜上所述，既要實現蒸發器的微型化，又要求蒸發器必須耐腐蝕，為此必須尋找一種新式的蒸發器。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種微通道板翅式換熱器，其特征在于包括：

第一板片，

與第一板片相對設置的第四板片，

交替疊置在所述第一板片和所述第四板片之間的多個第二板片和第三板片，

其中每一個所述第二板片均是一面帶有冷卻流體微通道溝槽和冷卻流體導流肋而另一面為平面結構，

其中每一個所述第三板片均是一面帶有制冷劑微通道溝槽和制冷劑導流肋而另一面為平面結構。

附圖說明

圖1是所述微型微通道板翅式換熱器的外觀(正面)；

圖2是所述微型微通道板翅式換熱器的外觀(背面)；

圖3是所述微型微通道板翅式換熱器的爆炸圖，顯示了各個板片的排列順序；

圖4是所述微型微通道板翅式換熱器A板片的結構；

圖5是所述微型微通道板翅式換熱器B板片的結構；

圖6是所述微型微通道板翅式換熱器微通道的結構；

圖7是所述微型微通道板翅式換熱器C板片的結構；

圖8是所述微型微通道板翅式換熱器D板片的結構；

圖9是微通道板翅式換熱器與外部制冷管路的連接方式。

具體實施方式

本發明是為了解決現有的換熱器、制冷裝置微型化難題，而提供的一種結構緊湊、體積小巧、換熱效率高、耐腐蝕的新型微通道板翅式換熱器。

根據本發明的一個實施例的微通道板翅式換熱器采用多層金屬薄片構成，在每層薄片上通過光化學蝕刻的方法形成尺寸在1mm以下的微通道，然后將具有微通道的薄片疊在一起，通過真空熱壓擴散焊的方法形成層間分子級的結合，從而使所有薄片連接在一個整體，從而形成一個完整的蒸發器。

根據本發明的一個實施例的微型微通道板翅式換熱器的外表面上有四個開孔，分別是制冷劑進口、制冷劑出口、水進口、水出口。

根據本發明的一個實施例的微型微通道板翅式換熱器的板片具有微通道結構。微通道具有換熱系數大的特點，因此體積雖小，換熱量卻很大。

根據本發明的一個實施例的微型微通道板翅式換熱器可全部由不銹鋼或鈦合金材料制成，因此具有很好的耐化學腐蝕的能力。

根據本發明的一個實施例的微型微通道板翅式換熱器的板片之間通過真空擴散焊而形成了分子級的連接，因此其密封效果好，耐壓強度高，工作壓力可達5MPa以上而無任何泄漏。

同樣，根據本發明的一個實施例的微型微通道板翅式換熱器在生產過程沒有采用任何焊劑，因此不會對水產生任何污染，是一種真正食品級的蒸發器。