[發明專利]一種換熱板和氣體?液體換熱器

在審

• 申請號: 201710222217.0
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106931821A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 郭江峰;淮秀蘭;成克用;崔欣瑩;相夢如
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F28F3/08
• 分類號: F28F3/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及換熱技術領域，尤其涉及一種換熱板和氣體-液體換熱器。

背景技術

換熱器廣泛應用于能源動力、航空航天、化工制藥等行業，對于節能減排戰略實施有著重要意義。氣體與液體換熱是常見的一種換熱形式，而且多見于液體對氣體進行冷卻過程。對于一些航空航天、軍事工業等部門對換熱器結構、尺寸、重量，工質壓降、換熱能力等都有很高的要求。但是傳統的換熱器存在換熱效率較低、壓力損失較大、易腐蝕等問題。例如，圖1所示的板翅式換熱器的換熱板結構，在相鄰換熱板上通過焊接方式連接上翅片，翅片與換熱板之間存在焊料填充物增加了熱阻，使傳熱效果降低；同時，焊料填充物易被腐蝕，造成翅片開裂，從而使換熱器失效。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述問題，本發明提供一種氣體-液體換熱器以及其制作工藝過程，以期解決上述問題。

(二)技術方案

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種換熱板，在換熱板表面形成有微小形通道，所述微小形通道供介質流動。

優選地，所述微小形通道包括多條延伸方向一致的通道，所述通道的截面為半圓形、矩形、三角形、梯形和波浪形中的一種或多種。

優選地，所述換熱板為單流程結構，微小形通道的各條通道相互獨立，互不貫通；或，所述換熱板為多流程結構，微小形通道的各條通道相互貫通。

優選地，所述微小形通道采用刻蝕工藝或精加工工藝加工而成。

優選地，所述微小形通道等效直徑在0.1～3mm范圍內，進一步地，所述微小形通道等效直徑在0.1～2mm范圍內。

一種氣體-液體換熱器，包括芯體，所述芯體包括上述的換熱板。

優選地，所述芯體由多組換熱板堆疊而成，每組換熱板包括至少一層第一換熱板和堆疊于第一換熱板上的至少一層第二換熱板，所述第二換熱板的層數不少于第一換熱板的層數。

優選地，所述第一換熱板作為冷卻液體側板，第二換熱板作為熱氣體側板，所述第一換熱板和第二換熱板采用順流、逆流或錯流形式布置。

優選地，所述每組換熱板包括一層冷卻液體側板和堆疊于冷卻液體側板上的兩層熱氣體側板。

優選地，所述第一換熱板和第二換熱板之間通過真空擴散焊接工藝連接。

(三)有益效果

本發明提供的換熱板結構簡單，換熱效率高，壓降低；本發明提供的氣體-液體換熱器可極大提高換熱器的緊湊度，提高了換熱效率，以及換熱器耐高溫、高壓、耐腐蝕的能力。

附圖說明

圖1是現有板翅式換熱器結構示意圖；

圖2是本發明實施例的換熱板結構側視圖，(a)是矩形通道，(b)是半圓形通道；

圖3是本發明實施例的采用直線通道結構示意圖；

圖4是本發明實施例的采用波紋形通道結構示意圖；

圖5是本發明實施例的多流程結構的換熱板結構示意圖；

圖6是本發明實施例的換熱器芯體結構示意圖；

圖7是本發明實施例的換熱器逆流布置形式；

圖8是本發明實施例的換熱器錯流布置形式。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

本發明第一實施例提供一種換熱板，換熱板表面具有微小形通道，微小形通道的等效直徑最小可達0.1mm，可在0.1～3mm范圍內靈活選取，在一些實施例中，微小形通道等效直徑進一步可選的范圍為0.1～2mm，微小形通道包括多條延伸方向一致的通道，通道的截面可為任意形狀，如考慮便于加工和減小成本，其截面可以是矩形或半圓形，分別如圖2的(a)和(b)所示，也可以是三角形或梯形等其他形狀；微小形通道可采用如圖3所示的直線通道結構，或非直線通道結構，例如圖4所示的波紋形通道結構。微小形通道的截面形狀及通道結構可根據冷熱介質的流體性能和換熱條件選擇通道形式，如供高溫氣體流通的換熱板可采用如圖3所示的矩形截面的直線通道結構，以降低氣體的壓力損失，供冷卻液體流通的換熱板可采用如圖4所示的半圓形截面的波紋形通道結構，以增大液體湍動能，提高換熱能力，同時，由于液體流速遠低于氣體流速，冷卻液體側采用波紋形通道結構并不會大幅提高壓力損失。換熱板可以是不銹鋼、鈦合金等金屬材料。微小形通道可以采用刻蝕工藝或精加工工藝。