CN111780597A - 一种微通道风冷换热器结构、加工方法及换热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微通道风冷换热器结构、加工方法及换热方法，所述换热器包括若干换热器芯体板片、导流通道内层板片、导流通道中层板片、导流通道外层板片和盖板按顺序叠加并采用真空扩散焊焊接为一个整体，形成微通道风冷换热器芯体结构，微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割有冷却空气流通的通道，该换热器的特点在于无论空气通道如何布置，每个板片上高压侧流体通道流通孔和筋的位置都一致，因此空气通道的位置和大小并不影响焊接强度，空气通道可以较大。比较适合于换热器两侧流通密度，体积流量差别较大的应用场合。
Description
技术领域
本发明属于换热装置技术领域，具体涉及一种微通道风冷换热器结构、加工方法及换热方法。
背景技术
印刷电路板式换热器(printed circuit heat exchanger,PCHE)属于微通道板式换热器范畴。PCHE具有结构紧凑、耐高温、耐高压、安全可靠等优点，在制冷空调、石油天然气、核工业、化工工业、电力工业等领域应用广泛。
目前常见的PCHE换热器高温侧和低温侧版型比较类似，更适合于两侧的换热工质密度相似，体积流量相似的场合。若两侧的体积流量差别很大，例如一侧是空气，体积流量大，另一侧是高温高压流量，体积流量小，此时这样的版型会造成空气侧阻力大等问题。而传统的PCHE设计加工不容易做到两侧的流道差别太大，否则两侧板片接触点和支撑肋的位置不匹配，容易造成焊接困难。
发明内容
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种微通道风冷换热器结构、加工方法及换热方法，该换热器在换热器芯体整体真空扩散焊完成后再从顶面相应位置切割出空气通道，并且无论空气通道如何布置，每个板片上高压侧流体通道流通孔和筋的位置都一致，因此空气通道的位置和大小并不影响焊接强度，空气通道可以较大。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种微通道风冷换热器结构，包括盖板5、导流通道外层板片4、导流通道中层板片3、导流通道内层板片2和若干换热器芯体板片1，若干换热器芯体板片1前后叠加形成换热器芯体，换热器芯体位于中间，换热器芯体前后叠加有导流通道内层板片2，前后的导流通道内层板片2外部叠加有导流通道中层板片3，前后的导流通道中层板片3外部叠加有导流通道外层板片4，前后的导流通道外层板片4外部叠加有盖板5；所述盖板5、导流通道外层板片4、导流通道中层板片3、导流通道内层板片2和若干换热器芯体板片1上开有高压流体流通的槽或孔；以上所有板片和盖板按顺序叠加并采用真空扩散焊焊接为一个整体，形成微通道风冷换热器芯体结构，微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割有冷却空气流通的通道。
所述换热器芯体板片1上沿竖直方向均匀开有多个冷却空气流通的芯体板片竖直通槽1-1，芯体板片竖直通槽1-1间的槽筋1-2上均匀开有高温高压流体流通的多个芯体板片小孔1-3；所述导流通道内层板片2上沿竖直方向与芯体板片小孔1-3位置对应处均匀开有高温高压流体流通的多个内层板片小孔2-1；所述导流通道中层板片3上沿水平方向均匀开有高温高压流体流通的多个中层板片水平通槽3-1，每个中层板片水平通槽3-1的位置与多个内层板片小孔2-1沿水平方向的位置一致；所述导流通道外层板片4的中部沿竖直方向开有高温高压流体流通的一个外层板片通槽4-1；所述盖板5的中部开有高温高压流体流通的一个盖板通孔5-1，盖板通孔5-1的位置位于外层板片通槽4-1位置处。
所述整体结构的顶部在换热器芯体处切割的冷却空气流通通道为间隔几个换热器芯体板片1顶部不切开，避免换热器芯体散开。
所述一种微通道风冷换热器结构的加工方法，由于微通道风冷换热器的厚度较薄，因此沿高度方向先一次焊接加工出两个及以上微通道风冷换热器芯体结构，然后在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道；最后将一次加工成型的两个及以上微通道风冷换热器芯体结构切割成单个微通道风冷换热器结构。
所述在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道的具体方法为：将相间隔的换热器芯体板片1上的芯体板片竖直通槽1-1上下切割打通形成冷却空气流通的通道，用于冷却空气流通，避免换热器芯体散开。
所述一次焊接加工的微通道风冷换热器芯体结构数量根据单个换热器厚度以及真空扩散焊机、蚀刻设备尺寸确定。
所述一种微通道风冷换热器结构的换热方法，待冷却的高温高压流体从前部的盖板5的盖板通孔5-1流入，经过外层板片通槽4-1上下扩散开，进一步经过中层板片水平通槽3-1水平扩散开，然后经过内层板片小孔2-1进入芯体板片小孔1-3，释放热量后再依次经过后部的内层板片小孔2-1、中层板片水平通槽3-1、外层板片通槽4-1和盖板通孔5-1流出；冷却空气从微通道风冷换热器结构底部的冷却空气通道流过，横向冲刷冷却高温高压流体。
本发明具有以下有益效果：
本发明换热器结构无论空气通道如何布置，每个板片上高压侧流体通道流通孔和筋的位置都一致，因此空气通道的位置和大小并不影响焊接强度，空气通道可以较大。比较适合于换热器两侧流通密度，体积流量差别较大的应用场合，例如空冷换热器。
附图说明
图1为换热器板片结构示意图。
图2为换热器芯体板片示意图。
图3为换热器芯体板片局部放大示意图。
图4为导流通道内层板片示意图。
图5为导流通道内层板片局部放大示意图。
图6为导流通道中层板片示意图。
图7为导流通道中层板片局部放大示意图。
图8为导流通道外层板片示意图。
图9为盖板示意图。
图10为真空扩散焊完成后换热器整体示意图。
图11为切割出空气通道后换热器整体示意图。
图12为切割出空气通道后局部放大示意图。
图13为单个空冷换热器示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种微通道风冷换热器结构，包括盖板5、导流通道外层板片4、导流通道中层板片3、导流通道内层板片2和若干换热器芯体板片1，若干换热器芯体板片1前后叠加形成换热器芯体，换热器芯体位于中间，换热器芯体前后叠加有导流通道内层板片2，前后的导流通道内层板片2外部叠加有导流通道中层板片3，前后的导流通道中层板片3外部叠加有导流通道外层板片4，前后的导流通道外层板片4外部叠加有盖板5；所述盖板5、导流通道外层板片4、导流通道中层板片3、导流通道内层板片2和若干换热器芯体板片1上开有高压流体流通的槽或孔；以上所有板片和盖板按顺序叠加并采用真空扩散焊焊接为一个整体，形成微通道风冷换热器芯体结构，微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割有冷却空气流通的通道。
如图2和图3所示，所述换热器芯体板片1上沿竖直方向均匀开有多个冷却空气流通的芯体板片竖直通槽1-1，芯体板片竖直通槽1-1间的槽筋1-2上均匀开有高温高压流体流通的多个芯体板片小孔1-3。
如图4和图5所示，所述导流通道内层板片2上沿竖直方向与芯体板片小孔1-3位置对应处均匀开有高温高压流体流通的多个内层板片小孔2-1。
如图6和图7所示，所述导流通道中层板片3上沿水平方向均匀开有高温高压流体流通的多个中层板片水平通槽3-1，每个中层板片水平通槽3-1的位置与多个内层板片小孔2-1沿水平方向的位置一致。
如图8所示，所述导流通道外层板片4的中部沿竖直方向开有高温高压流体流通的一个外层板片通槽4-1。
如图9所示，所述盖板5的中部开有高温高压流体流通的一个盖板通孔5-1，盖板通孔5-1的位置位于外层板片通槽4-1位置处。
作为本发明的优选实施方式，所述整体结构的顶部在换热器芯体处切割的冷却空气流通通道为间隔几个换热器芯体板片1顶部不切开，避免换热器芯体散开。
本发明所述一种微通道风冷换热器结构的加工方法，如图10所示，由于微通道风冷换热器的厚度较薄，因此沿高度方向先一次焊接加工出两个及以上微通道风冷换热器芯体结构，如图11和图12所示，然后在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道；最后将一次加工成型的两个及以上微通道风冷换热器芯体结构切割成单个微通道风冷换热器结构，如图13所示。
作为本发明的优选实施方式，所述在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道的具体方法为：将相间隔的换热器芯体板片1上的芯体板片竖直通槽1-1上下切割打通形成冷却空气流通的通道，用于冷却空气流通，避免换热器芯体散开。
本发明所述一种微通道风冷换热器结构的换热方法，待冷却的高温高压流体从前部的盖板5的盖板通孔5-1流入，经过外层板片通槽4-1上下扩散开，进一步经过中层板片水平通槽3-1水平扩散开，然后经过内层板片小孔2-1进入芯体板片小孔1-3，释放热量后再依次经过后部的内层板片小孔2-1、中层板片水平通槽3-1、外层板片通槽4-1和盖板通孔5-1流出；冷却空气从微通道风冷换热器结构底部的冷却空气通道流过，横向冲刷冷却高温高压流体。
本发明中流通通道布置位置、截面形状及大小、空冷通道位置及大小等可根据实际需要设计，一次焊接完成的换热器芯体数量也根据单个换热器厚度以及真空扩散焊机，蚀刻设备尺寸确定。
Claims (7)
1.一种微通道风冷换热器结构，其特征在于，包括盖板(5)、导流通道外层板片(4)、导流通道中层板片(3)、导流通道内层板片(2)和若干换热器芯体板片(1)，若干换热器芯体板片(1)前后叠加形成换热器芯体，换热器芯体位于中间，换热器芯体前后叠加有导流通道内层板片(2)，前后的导流通道内层板片(2)外部叠加有导流通道中层板片(3)，前后的导流通道中层板片(3)外部叠加有导流通道外层板片(4)，前后的导流通道外层板片(4)外部叠加有盖板(5)；所述盖板(5)、导流通道外层板片(4)、导流通道中层板片(3)、导流通道内层板片(2)和若干换热器芯体板片(1)上开有高压流体流通的槽或孔；以上所有板片和盖板按顺序叠加并采用真空扩散焊焊接为一个整体，形成微通道风冷换热器芯体结构，微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割有冷却空气流通的通道。
2.根据权利要求1所述的一种微通道风冷换热器结构，其特征在于，所述换热器芯体板片(1)上沿竖直方向均匀开有多个冷却空气流通的芯体板片竖直通槽(1-1)，芯体板片竖直通槽(1-1)间的槽筋(1-2)上均匀开有高温高压流体流通的多个芯体板片小孔(1-3)；所述导流通道内层板片(2)上沿竖直方向与芯体板片小孔(1-3)位置对应处均匀开有高温高压流体流通的多个内层板片小孔(2-1)；所述导流通道中层板片(3)上沿水平方向均匀开有高温高压流体流通的多个中层板片水平通槽(3-1)，每个中层板片水平通槽(3-1)的位置与多个内层板片小孔(2-1)沿水平方向的位置一致；所述导流通道外层板片(4)的中部沿竖直方向开有高温高压流体流通的一个外层板片通槽(4-1)；所述盖板(5)的中部开有高温高压流体流通的一个盖板通孔(5-1)，盖板通孔(5-1)的位置位于外层板片通槽(4-1)位置处。
3.根据权利要求1所述的一种微通道风冷换热器结构，其特征在于，所述整体结构的顶部在换热器芯体处切割的冷却空气流通通道为间隔几个换热器芯体板片(1)顶部不切开，避免换热器芯体散开。
4.权利要求1至3任一项所述一种微通道风冷换热器结构的加工方法，其特征在于，由于微通道风冷换热器的厚度较薄，因此沿高度方向先一次焊接加工出两个及以上微通道风冷换热器芯体结构，然后在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道；最后将一次加工成型的两个及以上微通道风冷换热器芯体结构切割成单个微通道风冷换热器结构。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述在微通道风冷换热器芯体结构的顶部在换热器芯体处切割出冷却空气流通的通道的具体方法为：将相间隔的换热器芯体板片(1)上的芯体板片竖直通槽(1-1)上下切割打通形成冷却空气流通的通道，用于冷却空气流通，避免换热器芯体散开。
6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述一次焊接加工的微通道风冷换热器芯体结构数量根据单个换热器厚度以及真空扩散焊机、蚀刻设备尺寸确定。
7.权利要求1至3任一项所述一种微通道风冷换热器结构的换热方法，其特征在于，待冷却的高温高压流体从前部的盖板(5)的盖板通孔(5-1)流入，经过外层板片通槽(4-1)上下扩散开，进一步经过中层板片水平通槽(3-1)水平扩散开，然后经过内层板片小孔(2-1)进入芯体板片小孔(1-3)，释放热量后再依次经过后部的内层板片小孔(2-1)、中层板片水平通槽(3-1)、外层板片通槽(4-1)和盖板通孔(5-1)流出；冷却空气从微通道风冷换热器结构底部的冷却空气通道流过，横向冲刷冷却高温高压流体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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