[發明專利]一種緊湊式換熱器及其非對稱翼型換熱板片

在審

• 申請號: 202110353625.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112857103A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 吳家榮;李紅智;楊玉;張一帆;吳帥帥
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/08;F28F9/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明提供一種緊湊式換熱器及其非對稱翼型換熱板片，結構簡單，設計合理，在保持強化傳熱的同時能有效減小或消除換熱通道流量分配不均的問題。所述的非對稱翼型換熱板片，包括換熱板片本體和設置在換熱板片本體流道內的非對稱翼型肋片；所述的非對稱翼型肋片向一側彎曲設置；非對稱翼型肋片沿流體流動方向順列依次間隔設置，同一列的非對稱翼型肋片的彎曲弧線方向相同，相鄰列的非對稱翼型肋片的彎曲弧線方向相反，相鄰兩行非對稱翼型肋片間構成間斷的S型通道。

技術領域

本發明涉及換熱裝置技術領域，具體為一種緊湊式換熱器及其非對稱翼型換熱板片。

背景技術

印刷電路板換熱器(printed circuit heat exchanger,PCHE)是一種被廣泛應用于化工、航空航天、冶金、電力、制冷等領域的緊湊式換熱器，具有結構緊湊，耐高溫高壓，比表面積大等特點。PCHE的芯體是核心部件，通常采用光或化學蝕刻的方法在金屬板片上蝕刻出當量直徑1mm左右的微通道構成冷熱板片，再通過擴散焊接技術將冷熱板片依次連接形成芯體。

現有PCHE芯體上的換熱板片通常包含若干截面為半圓，沿流動方向為直線、Z字型、正弦型的微通道，每個通道的換熱面積和體積均相同。由于芯體中通道尺寸很小且通道數量巨大，換熱器入口管內徑相對于封頭很小，流體從換熱器入口管進入封頭后會造成各通道流量分配不均，大量通道不能有效利用的問題，使得實際的換熱效果下降。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種緊湊式換熱器及其非對稱翼型換熱板片，結構簡單，設計合理，在保持強化傳熱的同時能有效減小或消除換熱通道流量分配不均的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種緊湊式換熱器的非對稱翼型換熱板片，包括換熱板片本體和設置在換熱板片本體流道內的非對稱翼型肋片；

所述的非對稱翼型肋片向一側彎曲設置；非對稱翼型肋片沿流體流動方向順列依次間隔設置，同一列的非對稱翼型肋片的彎曲弧線方向相同，相鄰列的非對稱翼型肋片的彎曲弧線方向相反，相鄰兩行非對稱翼型肋片間構成間斷的S型通道。

優選的，所述的非對稱翼型肋片包括前緣、后緣、上弧線和下弧線；上弧線和下弧線分別與前緣和后緣光滑連接，上弧線和下弧線向同一方向彎曲或凸起。

進一步的，同一行的非對稱翼型肋片的前緣和后緣連線均共線設置。

進一步的，相鄰兩行非對稱翼型肋片的前緣和后緣連線均平行設置。

優選的，所述的非對稱翼型肋片采用NACA系列非對稱翼型肋片。

優選的，所述換熱板片通過光或化學蝕刻的方法蝕刻出非對稱翼型肋片。

一種緊湊式換熱器，包括芯體；所述的芯體由若干如上任意一項所述的非對稱翼型換熱板片，通過擴散焊接層疊連接形成。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明所述的一種緊湊式換熱器的非對稱翼型換熱板片，包括由若干非對稱翼型構成的周期性排布肋片，任意相鄰列肋片間存在間隙，相鄰兩行肋片間構成間斷的S型通道。與傳統Z字或正弦型通道相比，間斷S型通道間隙的存在使得流體能在相鄰通道間自由流動，從而改善或避免了傳統換熱通道中各通道流量分布不均的問題。另一方面，間斷的S型通道保持了傳統Z字或正弦型通道對換熱流體的擾動，保持了強化傳熱效果。

附圖說明

圖1為本發明實例中所述的非對稱翼型肋片排布示意圖。

圖2為本發明實例中所述的非對稱翼型換熱板片示意圖。

圖3為本發明實例中所述的芯體結構示意圖。

圖中：芯體1、換熱板片本體2、非對稱翼型肋片3、前緣301、后緣302、上弧線303、下弧線304。