[發(fā)明專利]一種具有組合換熱板片的擴(kuò)散焊緊湊式換熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010496630.8
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111707115A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明輝;付文;梁晨;李秋龍;劉向前;金向東;李晟;李培躍;余巍;胡偉民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: F28D9/04
• 分類號: F28D9/04;F28F3/04;F28F9/26
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

本發(fā)明涉及一種具有組合換熱板片的擴(kuò)散焊緊湊式換熱器，換熱器芯體部分由蝕刻板片和帶肋板片組成，蝕刻板片通過化學(xué)蝕刻制備微型流道適用于清潔度高的工質(zhì)，帶肋板片上通過機(jī)加工制備較大尺寸流道適用于清潔度低的工質(zhì)，兩種流道組合使用降低了對工質(zhì)清潔度的要求；兩種板片交替堆疊并通過擴(kuò)散焊接方式連接形成換熱芯體，保證了換熱器的耐高溫耐高壓性能；換熱芯體無需隔板保證了換熱器的緊湊性；帶肋板片能夠加工成具有足夠的肋寬，以滿足擴(kuò)散焊接要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有組合換熱板片的擴(kuò)散焊緊湊式換熱器。

背景技術(shù)

換熱器是進(jìn)行熱量交換的通用設(shè)備，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。常規(guī)的管殼式換熱器存在換熱效率低、體積重量大等問題，傳統(tǒng)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，難以適應(yīng)對換熱器緊湊度、耐高溫高壓能力要求較高的使用環(huán)境。

印刷電路板式換熱器（PCHE）是一種新型緊湊高效換熱器，該換熱器采用化學(xué)刻蝕方法在換熱板片上制備微型流道，具有不同流道的換熱板片相互疊加，通過擴(kuò)散焊接方法構(gòu)成換熱器芯體。該換熱器具有傳熱效率高、耐高溫耐高壓能力強(qiáng)、體積小重量輕等優(yōu)點，應(yīng)用效果較好?，F(xiàn)有技術(shù)針對該型換熱器已有較詳細(xì)介紹，尤其在換熱器流道形式、流道布置方式、流道組合方式、流道內(nèi)加強(qiáng)化換熱結(jié)構(gòu)等已有較多技術(shù)方案公開。但受限于化學(xué)蝕刻的加工工藝，該換熱器的流道尺寸較小，對工質(zhì)的清潔度要求非常高，對于海水、煙氣等清潔度較低的工質(zhì)容易造成大顆粒物堵塞流道，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(yīng)用范圍。

中國專利文獻(xiàn)CN107782181A和CN106403688A公開了一種蝕刻板片+成型板片+隔板的換熱芯體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中成型板片截面呈多個“幾”字形連續(xù)排列，流道尺寸較大，可以通過清潔度不高的工質(zhì)。但是該技術(shù)尚存在以下不足：1）所采用的成型板片厚度較薄，耐壓能力較低，對成型板片側(cè)的工質(zhì)壓力要求不能過高；2）在擴(kuò)散焊接制備整個芯體時，成型板片“幾”字形結(jié)構(gòu)剛度較差，豎直方向翅片易被壓塌，因此擴(kuò)散焊接時壓頭壓力不能設(shè)置過大，這將影響蝕刻板片側(cè)的擴(kuò)散連接效果，進(jìn)而影響了蝕刻板片側(cè)的耐壓能力；3）該項技術(shù)增加了換熱器芯體的復(fù)雜程度，提高了制造難度，并且需要設(shè)置較多隔板用來隔開蝕刻板和成型板，增加了設(shè)備重量，降低了緊湊度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種具有組合換熱板片的擴(kuò)散焊緊湊式換熱器，換熱器芯體部分由蝕刻板片和帶肋板片組成，蝕刻板片通過蝕刻制備微型流道適用于清潔度高的工質(zhì)，帶肋板片上通過機(jī)加工形成較大尺寸流道適用于清潔度低的工質(zhì)，兩種流道組合使用降低了對工質(zhì)清潔度的要求，蝕刻板片與帶肋板片通過擴(kuò)散焊接方式連接，保證了換熱器的耐高溫耐高壓性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種具有組合換熱板片的擴(kuò)散焊緊湊式換熱器，包括換熱芯體、冷側(cè)封頭、冷側(cè)接管、熱側(cè)封頭和熱側(cè)接管，所述換熱器芯體由蝕刻板片和帶肋板片組成，所述蝕刻板片采用化學(xué)刻蝕方法制備流體通道，所述帶肋板片采用機(jī)加工方法在平板上通過去除材料的方式制備流體通道，兩種板片交替堆疊，并通過擴(kuò)散焊接方法形成所述換熱芯體。

具體地，所述蝕刻板片為單面蝕刻流體通道，所述帶肋板片單面加工流體通道，所述蝕刻板片和帶肋板片以平面覆蓋流道開口面的形式交替堆疊，中間無需隔板。

所述蝕刻板片上的流體通道構(gòu)成熱側(cè)或冷側(cè)流體通道，所述帶肋板片上的流體通道構(gòu)成冷側(cè)或熱側(cè)流體通道，熱流體和冷流體呈逆流換熱。

所述蝕刻板片上的流體通道進(jìn)出口和所述帶肋板片上的流體通道進(jìn)出口相互錯開，熱側(cè)流體通道的進(jìn)出口分別連接熱側(cè)封頭及熱側(cè)接管，冷側(cè)流體通道的進(jìn)出口分別連接冷側(cè)封頭和冷側(cè)接管。

所述蝕刻板片上的流體通道的進(jìn)口段和出口段均與所述帶肋板片上的流體通道的進(jìn)口段和出口段垂直，所述蝕刻板片上的流體通道的中間段與所述帶肋板片上的流體通道的中間段平行。