[發明專利]一種包含組合流道的新型印刷電路板式換熱器芯體

在審

• 申請號: 201910619007.4
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110425915A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 梁晨;付文;李培躍;張明輝;李秋龍;徐哲
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/08;F28F21/08
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

本發明涉及一種包含組合流道的新型印刷電路板式換熱器芯體，所述芯體包括組合流道金屬板片，采用兩個單流道金屬板片拼接形成組合流道金屬板片，兩個對應的單流道構成一個組合流道，在不增加加工難度和成本的情況下有效擴大流道的截面積，可同時適用于潔凈介質以及海水、煙氣等非潔凈介質或液態金屬等易堵塞介質的工況，不易堵塞，使印刷版式換熱器的使用范圍更大。

技術領域

本發明涉及印刷電路板式換熱技術領域，具體涉及一種包含組合流道的新型印刷電路板式換熱器芯體。

背景技術

換熱器是進行熱量交換的通用設備，廣泛應用于石油化工、船舶、海洋工程、航空航天、核電、光熱發電和余熱回收等領域。常規的管殼式換熱器存在換熱效率低、體積重量大等問題，傳統的板式換熱器和板翅式換熱器存在耐溫耐壓能力低等問題。

隨著海洋油氣勘探和生產向深海發展，海洋平臺的技術裝備水平不斷提高，對海洋平臺的空間利用提出了更高的要求，亟需發展緊湊高效的換熱設備。隨著節能減排需求的增長，提高能源利用效率成為發展趨勢，超臨界二氧化碳布雷頓循環和氦氣循環等新型動力系統對換熱器的緊湊性、密封性及耐溫耐壓能力提出了更高的要求。

20世紀80年代，英國Heatric公司提出一種印刷電路板式換熱器，該換熱器采用光化學刻蝕方法在換熱板片上制備微型流體通道，具有不同流道的換熱板片相互疊加，通過擴散焊接方法構成換熱器芯體。該換熱器具有傳熱效率高、耐溫耐壓能力強、體積小重量輕等優點，但由于換熱板片上流體通道尺寸非常小，通常為0.5~2.5mm，對工質的清潔度要求非常高，僅適用于二氧化碳、氦氣、LNG等干凈介質的換熱，而海水、煙氣等清潔度低的工質容易造成流體通道堵塞影響換熱并帶來安全隱患，限制了印刷電路板式換熱器的應用范圍。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提出一種包含組合流道的新型印刷電路板式換熱器芯體，通過拼接方法獲得具有較大截面積的組合流道，還可與具有較小流道截面積的單流道金屬板片混合，不易堵塞，設計巧妙，減少成本，適用于清潔度低的工質及不同清潔度工質間的換熱，大大拓寬了印刷電路板式換熱器的使用場景和應用領域。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種包含組合流道的新型印刷電路板式換熱器芯體，所述芯體包含多層疊放并連為一體的具有流道的金屬板片，其特征在于：所述金屬板片包括組合流道金屬板片，所述組合流道金屬板片由表面加工有多條單流道的第一金屬板片和第二金屬板片以肋與肋相接觸的形式拼接而成，第一金屬板片和第二金屬板片上的單流道的截面開口寬度和流動方向均關于拼接面對稱設置，拼接后相對應的兩個單流道構成一個組合流道。

進一步地，所述芯體由多層組合流道金屬板片組成，不同層組合流道金屬板片的組合流道截面形狀相同或不同；或，所述金屬板片還包括單流道金屬板片，所述單流道金屬板片上加工有多條單流道，所述芯體由所述組合流道金屬板片和所述單流道金屬板片混合組成。

進一步地，當所述芯體由所述組合流道金屬板片和所述單流道金屬板片混合組成時，所述組合流道金屬板片與單流道金屬板片按照N層組合流道金屬板片和M層單流道金屬板片的方式排布為一個換熱單元，一個或多個換熱單元組成換熱器芯體，其中N≥1，M≥1，N和M均為整數。

進一步地，所述單流道的流道截面形狀為“D”形、“V”形、矩形或梯形，所述組合流道由兩個“D”形、兩個“V”形、兩個矩形、或兩個梯形單流道拼接而成，或由“D”形、“V”形、矩形和梯形單流道中的任意兩者拼接而成。

進一步地，所述組合流道的截面形狀為 “O”形、菱形、“口”形、五邊形、六邊形、不規則四邊形、或異形截面。

進一步地，所述金屬板片上的流道的流動方向為直通形、“Z”形或“S”形。

進一步地，所述金屬板片上的流道的流動方向為周期性曲線結構。