[發明專利]一種熱管式印刷電路板換熱器

在審

• 申請號: 202110689594.1
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113390281A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 徐書銘;田鎮;李坤;黃志康
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;H05K7/20
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明公開了一種熱管式印刷電路板換熱器，包括：上蓋板、下蓋板、熱管、多個換熱板芯體、冷側進口、冷側出口、熱側進口、熱側出口；上蓋板設置于多個換熱板芯體上部；下蓋板設置于熱管底部；熱管與多個換熱板芯體交錯疊加并焊接；冷側進口設置在第一換熱板芯體的一側，冷側出口設置在第一換熱板芯體的另一側，冷側進口與冷側出口相對設置；熱側進口設置在第二換熱板芯體的一側，熱側出口設置在第二換熱板芯體的另一側，熱側進口與熱側出口相對設置。應用本發明實施例，將印刷電路板換熱器與熱管相結合，使熱管成為冷熱流體換熱的中介，極大地提高了換熱效率。

技術領域

本發明涉及微尺度換熱領域，尤其涉及一種熱管式印刷電路板換熱器。

背景技術

隨著我國經濟社會發展的全面綠色轉型，對于清潔能源的需求推動了液化天然氣(Liquid Nature Gas,LNG)消費的快速增長。而LNG中間介質氣化器(Intermediate FluidVaporizer，IFV)作為一種具有廣泛應用潛力的LNG氣化設備，越發受到各國青睞。印刷電路板式換熱器(PrintedCircuitHeatExchanger，PCHE)作為一種新型高效緊湊式換熱器，通過化學刻蝕技術在換熱板上刻出水力直徑mm級的微通道，大大提升了PCHE的換熱面積，同時，數塊換熱板通過擴散焊技術緊密連接，使得PCHE具有耐高溫和耐高壓的特點。基于此，越來越多的學者開始考慮利用PCHE型式的IFV實現內部冷熱流體熱量交換。與此同時，熱管作為一種高效的相變傳熱元件，以其高導熱率、高冷卻能力、高穩定性和長壽命等優點在換熱設備中發揮越來越重要的作用。然而，對于將熱管與PCHE進行結合的研究甚少。因此，結合熱管與PCHE來提高IFV的整體換熱效率也成為了本發明所要解決的內容。

授權公布號為CN 110701929 A(授權公告日為2020.01.17)的專利文件中，公開了一種印刷電路板空冷換熱器芯體，包括若干高壓介質通道、若干空氣通道和高壓通道封頭墊層條。通過空冷器工作，使高壓介質從高壓介質通道的一端流向另一端，冷空氣則從空氣通道的一側流向另一側，橫向沖刷高壓介質通道金屬板片的外表面，起到了冷卻作用。該系統利用印刷電路板來設計了一種新型的空冷換熱器進行冷卻，沒有涉及熱管與PCHE的結合。

授權公布號為CN 105043144 A(授權公告日為2015.11.11)的專利文件中，公開了一種雙側刻蝕高溫高壓PCHE，包括換熱芯體、均流段、熱流體進出口和冷流體進出口。通過利用光化學刻蝕、激光刻蝕和機加工等方式對一定厚度的換熱板雙側加工流道，第一換熱板與第二換熱板間隔布置。該系統利用雙側刻蝕結構，有效地減小了熱應力，提高了流動均勻性，降低了通道阻力，增大了換熱面積，但沒有涉及熱管與PCHE的結合。

授權公布號為CN 111486719 A(授權公告日為2020.08.04)的專利文件中，公開了一種對稱波紋結構印刷電路板式換熱器芯體，包括若干A型板片及若干B型板片。A型B型板片上設置有波紋流道，這些波紋流道由若干波紋微通道組成，微通道兩側壁面型線為相互對稱的周期性結構。該系統利用微通道兩側壁面的對稱波紋結構強化流體擾動并誘發二次流，借此強化傳熱，但也沒有涉及熱管與PCHE的結合。

鑒于此，實有必要提供一種可以結合熱管與印刷電路板的換熱器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱管式印刷電路板換熱器，通過將印刷電路板換熱器與熱管相結合，使熱管成為冷熱流體換熱的中介，極大地提高了換熱效率。

為了實現上述目的，本發明提供一種熱管式印刷電路板換熱器，包括：上蓋板、下蓋板、熱管、多個換熱板芯體、冷側進口、冷側出口、熱側進口、熱側出口；

所述上蓋板設置于所述多個換熱板芯體上部；

所述下蓋板設置于所述熱管底部；

所述熱管與所述多個換熱板芯體交錯疊加并焊接；