一種換熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種換熱器，包括：至少一個(gè)待換熱單元，包括相對(duì)設(shè)置以形成流通空間的第一換熱面和第二換熱面，流通空間包括輸入?yún)^(qū)，輸出區(qū)以及連接二者的通道區(qū)；輸入?yún)^(qū)適于同時(shí)接納至少一種流體；在形成通道區(qū)的第一換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向第二換熱面的第一容液空間，在形成通道區(qū)的第二換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向第一換熱面的第二容液空間；一個(gè)第一容液空間的開口與至少兩個(gè)第二容液空間的部分開口相對(duì)，一個(gè)第二容液空間的開口與至少兩個(gè)第一容液空間的部分開口相對(duì)；至少一個(gè)換熱單元，與待換熱單元貼合設(shè)置。當(dāng)用于傳統(tǒng)換熱器時(shí)，體積小，換熱效率高；當(dāng)用于反應(yīng)液換熱時(shí)，反應(yīng)液混合效率高，換熱效果好。
【專利說明】
一種換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于化工、能源、動(dòng)力、軍事、電子等領(lǐng)域中換熱用微通道換熱器，尤其適用于流體混合反應(yīng)換熱。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工領(lǐng)域，兩種液體物質(zhì)混合，有時(shí)會(huì)反應(yīng)生成大量的反應(yīng)熱。若這些反應(yīng)熱不能及時(shí)散出，就會(huì)改變上述兩種液體物質(zhì)混合的溫度環(huán)境，進(jìn)而影響反應(yīng)速率及反應(yīng)過程。研究表明，反應(yīng)過程中溫度的控制對(duì)反應(yīng)過程、產(chǎn)物、速率等存在很大影響。
[0003]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN105107443A公開了一種高效混合換熱微通道反應(yīng)器，如圖1和圖2所示，包括分散混合構(gòu)件01，和若干個(gè)設(shè)置于所述分散混合構(gòu)件01后端的反應(yīng)液流道模片02和換熱介質(zhì)流道模片03，所述反應(yīng)液流道模片02和換熱介質(zhì)流道模片03交替設(shè)置;所述分散混合構(gòu)件01設(shè)置有使兩種或兩種以上反應(yīng)液分散流入并混合形成混合反應(yīng)液的分散混合通道04，所述反應(yīng)液流道模片02設(shè)置有反應(yīng)液流道021和換熱介質(zhì)通孔022，所述換熱介質(zhì)流道模片03設(shè)置有反應(yīng)液導(dǎo)通孔031、換熱介質(zhì)流道032和與換熱介質(zhì)流道032導(dǎo)通的流入孔033、流出孔034;相鄰的兩個(gè)反應(yīng)液流道模片02的反應(yīng)液流道021為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，兩種或兩種以上反應(yīng)液從分散混合構(gòu)件OI的前端分散流入，在分散混合通道04內(nèi)分散混合，從分散混合構(gòu)件01的后端流出，進(jìn)入反應(yīng)液流道模片02的反應(yīng)液流道021中；相鄰的兩個(gè)換熱介質(zhì)流道模片03的換熱介質(zhì)流道032為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，流入孔033和與流入孔033相通的換熱介質(zhì)通孔022形成流入通道，流出孔034和與流出孔034相通的換熱介質(zhì)通孔022形成流出通道，換熱介質(zhì)從流入通道流入，從流入孔033分別進(jìn)入各自的換熱介質(zhì)流道模片03的換熱介質(zhì)流道032，經(jīng)各自的流出孔034進(jìn)入流出通道匯聚流出。
[0004]上述專利文獻(xiàn)中的技術(shù)方案，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)不同反應(yīng)液的混合，并能夠?qū)⒒旌袭a(chǎn)生的反應(yīng)熱散發(fā)出去，然而仍至少存有以下技術(shù)缺陷:I)反應(yīng)液混合效率低;反應(yīng)液流道模片02內(nèi)部雖然設(shè)置有多條反應(yīng)液流道021，然而這些反應(yīng)液流道021之間除首尾位置外互不連通，由于無法保證流入到每一條反應(yīng)液流道021內(nèi)部的多種反應(yīng)液之間的比例與形成最終混合液所需的比例一致，因而即便是流入到一條反應(yīng)液流道021內(nèi)部的多種反應(yīng)液能夠充分混合，這些反應(yīng)液從反應(yīng)液流道021流出后還要與從其他反應(yīng)液流道021流出的混合液再次混合，如此重復(fù)多次，才能最終得到混合均勻的混合液;另外，雖然反應(yīng)液流道021是彎曲設(shè)置的，然而這種彎曲設(shè)置并不會(huì)給流經(jīng)其的液體帶來更多擾流，因而這種彎曲設(shè)置對(duì)于加快反應(yīng)液的混合效率效果并不理想；2)上述專利文獻(xiàn)中的反應(yīng)器，反應(yīng)液僅與反應(yīng)液流道021的兩個(gè)側(cè)壁以及上下壁接觸，換熱面積小，進(jìn)而導(dǎo)致傳熱系數(shù)低，散熱效果差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中混合換熱微通道反應(yīng)器的反應(yīng)液混合效率低、且換熱效果差的技術(shù)缺陷，從而提供一種反應(yīng)液混合效率高、且換熱效果好的換熱器。
[0006]為此，本實(shí)用新型提供一種換熱器，包括:
[0007]待換熱單元，至少為一個(gè)，包括相對(duì)設(shè)置以形成流通空間的第一換熱面和第二換熱面，所述流通空間包括輸入?yún)^(qū)，輸出區(qū)以及連接所述輸入?yún)^(qū)和所述輸出區(qū)的通道區(qū)；
[0008]所述輸入?yún)^(qū)適于同時(shí)接納至少一種流體；
[0009]所述輸出區(qū)適于與外接裝置連通；
[0010]所述通道區(qū)用于為進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)的流體提供流入到所述輸出區(qū)的通道;在形成所述通道區(qū)的所述第一換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第二換熱面的第一容液空間，在形成所述通道區(qū)的所述第二換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第一換熱面的第二容液空間；一個(gè)所述第一容液空間的開口與至少兩個(gè)所述第二容液空間的部分開口相對(duì)，一個(gè)所述第二容液空間的開口與至少兩個(gè)所述第一容液空間的部分開口相對(duì)；
[0011]進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)的流體只能以先進(jìn)入一個(gè)所述第一容液空間，然后從與該所述第一容液空間的開口相對(duì)的一個(gè)所述第二容液空間的部分開口位置、流經(jīng)該所述第一容液空間的側(cè)壁頂面，再進(jìn)入該所述第二容液空間的形式逐漸流到所述輸出區(qū)；
[0012]換熱單元，至少為一個(gè)，與所述待換熱單元貼合設(shè)置，用于與所述待換熱單元進(jìn)行換熱。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，所述第一容液空間和/或第二容液空間的橫截面形狀為三角形，多邊形或圓形。
[0014]作為一種優(yōu)選方案，所述第一容液空間和所述第二容液空間的側(cè)壁上設(shè)有支撐部，設(shè)置在所述第一容液空間側(cè)壁上的支撐部與設(shè)置在所述第二容液空間側(cè)壁上的支撐部正對(duì)連接。
[0015]作為一種優(yōu)選方案，所述支撐部與所述第一容液空間側(cè)壁的頂面平齊，或凸出一定高度;和/或，所述支撐部與所述第二容液空間側(cè)壁的頂面平齊，或凸出一定高度。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，所述支撐部為圓柱形。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，所述第一容液空間和/或所述第二容液空間的橫截面形狀為正多邊形，所述支撐部在所述第一容液空間和/或所述第二容液空間側(cè)壁上均勻布置。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，所述第一容液空間和/或第二容液空間為正六邊形;所述支撐部均勻布置在所述正六邊形的三個(gè)角頂點(diǎn)位置。
[0019]作為一種優(yōu)選方案，所述第一容液空間和/或第二容液空間側(cè)壁的厚度bl大于0_且小于3mm，高度大于Omm且小于1.5mm，所述第一容液空間和/或第二容液空間的兩個(gè)平行內(nèi)壁之間的距離b2大于Omm且小于20mm。
[0020]作為一種優(yōu)選方案，所述待換熱單元包括:
[0021]第一換熱面；
[0022]第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，固定在所述第一換熱面上，由若干個(gè)陣列排布的第一網(wǎng)格組成，一個(gè)所述第一網(wǎng)格與所述第一換熱面一起形成所述第一容液空間；
[0023]第二換熱面；
[0024]第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，固定在所述第二換熱面上，由若干個(gè)陣列排布的第二網(wǎng)格組成，一個(gè)所述第二網(wǎng)格與所述第二換熱面一起形成所述第二容液空間。
[0025]作為一種優(yōu)選方案，在靠近所述輸入?yún)^(qū)和/或輸出區(qū)的所述第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和/或所述第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外壁上，還均勻設(shè)有若干導(dǎo)流筋，用于向所述通道區(qū)或所述輸出區(qū)均勻分配流體。
[0026]作為一種優(yōu)選方案，在所述導(dǎo)流筋的末端還設(shè)有圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0027]作為一種優(yōu)選方案，所述待換熱單元與所述換熱單元間隔層疊設(shè)置；
[0028]不同層的所述待換熱單元之間并聯(lián)設(shè)置，和/或，不同層的所述換熱單元之間并聯(lián)設(shè)置。
[0029]作為一種優(yōu)選方案，所述換熱單元具有換熱液輸入?yún)^(qū)，換熱液輸出區(qū)以及連接所述換熱液輸入?yún)^(qū)和所述換熱液輸出區(qū)的換熱液流道；
[0030]所述換熱單元上設(shè)有分別與所述輸入?yún)^(qū)、所述輸出區(qū)連通，卻不與所述換熱液流道連通的第一過孔、第二過孔，不同層的所述待換熱單元通過所述第一過孔和所述第二過孔并聯(lián)設(shè)置；
[0031]和/或，所述待換熱單元上設(shè)有分別與所述換熱液輸入?yún)^(qū)、所述換熱液輸出區(qū)連通，卻不與所述通道區(qū)連通的第三過孔、第四過孔，不同層的所述換熱單元通過所述第三過孔和所述第四過孔并聯(lián)設(shè)置。
[0032]作為一種優(yōu)選方案，在相鄰的所述待換熱單元和所述換熱單元之間還設(shè)有間隔板，所述間隔板上設(shè)有與所述第一過孔相對(duì)并連通的第一穿孔，與所述第二過孔相對(duì)并連通的第二穿孔，與所述第三過孔相對(duì)并連通的第三穿孔，以及與所述第四過孔相對(duì)并連通的第四穿孔。
[0033]本實(shí)用新型提供的換熱器，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1.本實(shí)用新型的換熱器，待換熱單元包括相對(duì)設(shè)置以形成流通空間的第一換熱面和第二換熱面，且流通空間包括輸入?yún)^(qū)、輸出區(qū)以及連接二者的通道區(qū)，其中在形成通道區(qū)的第一換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向第二換熱面的第一容液空間，在形成通道區(qū)的第二換熱面上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向第一換熱面的第二容液空間，并且，一個(gè)第一容液空間的開口與至少兩個(gè)第二容液空間的部分開口相對(duì)，一個(gè)第二容液空間的開口與至少兩個(gè)第一容液空間的部分開口相對(duì)，當(dāng)將至少一種流體同時(shí)輸入輸入?yún)^(qū)后，流體會(huì)先進(jìn)入第一容液空間，然后從與該第一容液空間的開口相對(duì)的一個(gè)第二容液空間的部分開口位置，流經(jīng)該第一容液空間的側(cè)壁頂面，再進(jìn)入該第二容液空間的形式逐漸流到輸出區(qū)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的換熱器，流體沒有被限制在一條不與其他流道連通的流道中，在流動(dòng)的過程中可以與來自不同位置的流體互相自由混合，因而混合效果好;流體在上述的流動(dòng)過程中充分翻轉(zhuǎn)、沖擊，產(chǎn)生大量擾流，并能夠沖擊所進(jìn)入的第一容液空間或第二容液空間，從而大大加快了不同流體的混合效率，并增加了換熱效率；
[0035]本實(shí)用新型的換熱器，流體不再僅僅是與流道的側(cè)壁及上下面接觸，而是與眾多第一容液空間和第二容液空間的周向內(nèi)壁及上下面接觸，與現(xiàn)有技術(shù)相比，換熱面積大大增加，更有利于流體的核態(tài)沸騰，從而使換熱效率大大提升。另外，流體翻轉(zhuǎn)、沖擊前進(jìn)的流動(dòng)方式，能夠加劇流體的核態(tài)沸騰速度，從而更有利于換熱效率的提升。本實(shí)用新型的換熱器，當(dāng)用與傳統(tǒng)換熱器時(shí)，體積小，傳熱系數(shù)高，換熱效率明顯增加；當(dāng)用于反應(yīng)液換熱時(shí)，反應(yīng)液混合效率高，換熱效果好。
[0036]2.本實(shí)用新型的換熱器，第一容液空間和第二容液空間的側(cè)壁上設(shè)有支撐部，且設(shè)置在第一容液空間側(cè)壁上的支撐部與設(shè)置在第二容液空間側(cè)壁上的支撐部正對(duì)連接，從而能夠?qū)Φ谝粨Q熱面和第二換熱面穩(wěn)定支撐，提高設(shè)備強(qiáng)度。進(jìn)一步的將支撐部設(shè)置為圓柱形，降低流動(dòng)阻力的同時(shí)還有利于后期結(jié)合，方便生產(chǎn)制造。
[0037]3.本實(shí)用新型的換熱器，將支撐部設(shè)置為與第一容液空間側(cè)壁的頂面平齊，流體翻越第一容液空間進(jìn)入第二容液空間時(shí)能夠加劇產(chǎn)生擾流，促進(jìn)流體的迅速混合和換熱；將支撐部設(shè)置為凸出于第一容液空間側(cè)壁的頂面一定高度，可以降低流體翻越第一容液空間進(jìn)入第二容液空間時(shí)的阻力，提高流體傳輸速度。
[0038]4.本實(shí)用新型的換熱器，第一容液空間和第二容液空間均為正六邊形，使得每一個(gè)第一容液空間(或第二容液空間)的開口都與三個(gè)第二容液空間(或第一容液空間)的三分之一開口相對(duì)，使第一容液空間和第二容液空間的開口對(duì)位更加均勻整齊，能更好的為流體的流動(dòng)進(jìn)彳丁引導(dǎo)，從而有利于尚效率廣生擾流和沖擊，進(jìn)而提尚流體的混合和散熱效率。
[0039]5.本實(shí)用新型的換熱器，在第一容液空間和第二容液空間的橫截面形狀為正六邊形時(shí)，設(shè)置第一容液空間和第二容液空間側(cè)壁的厚度bl大于Omm且小于3mm，高度大于Omm且小于1.5mm，第一容液空間和第二容液空間的兩個(gè)平行內(nèi)壁之間的距離b2大于Omm且小于20mm，能夠獲得更好的流體混合和換熱效果。
[0040]6.本實(shí)用新型的換熱器，待換熱單元包括第一換熱面，固定在第一換熱面上、且由若干個(gè)陣列排布的第一網(wǎng)格組成的第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)第一網(wǎng)格與第一換熱面一起形成第一容液空間；第二換熱面，以及固定在第二換熱面上、且由若干個(gè)陣列排布的第二網(wǎng)格組成的第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)第二網(wǎng)格與第二換熱面一起形成第二容液空間。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以陣列排布的方式密集排布有多個(gè)網(wǎng)格，每一個(gè)網(wǎng)格都可與流通面構(gòu)成容液空間，從而可以很方便的形成大量的容液空間，制造方便。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以采用蝕刻的方式加工，也可以采用沖壓的方式加工，加工方便。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合，可以通過釬焊或者原子擴(kuò)散的方式進(jìn)行結(jié)合，當(dāng)使用原子擴(kuò)散的方式進(jìn)行結(jié)合時(shí)，無需使用任何焊料，且具有更強(qiáng)的耐腐蝕能力，無接觸熱阻，具有較強(qiáng)的承壓能力，也適于二氧化碳的臨界和超臨界循環(huán)。
[0041]7.本實(shí)用新型的換熱器，在靠近輸入?yún)^(qū)和/或輸出區(qū)的第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和/或第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)外壁上，還均勻設(shè)有若干導(dǎo)流筋，用于向通道區(qū)或輸出區(qū)均勻分配流體。導(dǎo)流筋的設(shè)置不僅有利于流體更均勻的流過通道區(qū)，還有利于增強(qiáng)邊緣位置的接觸強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0042]為了更清楚地說明現(xiàn)有技術(shù)或本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中的技術(shù)方案，下面對(duì)現(xiàn)有技術(shù)或【具體實(shí)施方式】描述中所使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中混合換熱微通道反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖。
[0044]圖2是圖1中反應(yīng)液流道膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中換熱器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖4是第二換熱面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖5是第一換熱面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖6是部分網(wǎng)格放大后的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0049]圖7是圖4中A部分的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0050]圖8是第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)疊加后的局部結(jié)構(gòu)圖。
[0051 ]圖9為支撐部與容液空間側(cè)壁頂面平齊時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0052]圖10為支撐部凸出于容液空間側(cè)壁頂面時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0053]附圖標(biāo)記:O1-分散混合構(gòu)件，02-反應(yīng)液流道模片，021-反應(yīng)液流道，022-換熱介質(zhì)通孔，03-換熱介質(zhì)流道模片，031-反應(yīng)液導(dǎo)通孔，032-換熱介質(zhì)流道，033-流入孔，034-流出孔，04-分散混合通道；
[0054]1-待換熱單元，11-輸入?yún)^(qū)，12-輸出區(qū)，13-通道區(qū)，14-第一容液空間，15-第二容液空間，16-第一開口部分，17-第二開口部分，2-換熱單元，30-安裝標(biāo)識(shí)，5-支撐部，6-導(dǎo)向筋，7-圓柱形結(jié)構(gòu)，83-第三過孔，84-第四過孔，9-間隔板；101-第一待換熱面，102-第二待換熱面，103-第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，104-第一網(wǎng)格，105-第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，106-第二網(wǎng)格，100-第一面板，110-第一進(jìn)口，120-第二進(jìn)口，200-第二面板，210-第二出口，220-第二進(jìn)口。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行描述，顯然，下述的實(shí)施例不是本實(shí)用新型全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型所描述的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出其他創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0056]需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，下面所描述的本實(shí)用新型不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0057]實(shí)施例
[0058]本實(shí)施例提供一種換熱器，如圖3-5所示，包括:待換熱單元I，至少為一個(gè)，包括相對(duì)設(shè)置以形成流通空間的第一換熱面101和第二換熱面102，所述流通空間包括輸入?yún)^(qū)11，輸出區(qū)12以及連接所述輸入?yún)^(qū)11和所述輸出區(qū)12的通道區(qū)13;所述輸入?yún)^(qū)11適于同時(shí)接納至少一種流體;所述輸出區(qū)12適于與外接裝置連通;所述通道區(qū)13用于為進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)11的流體提供流入到所述輸出區(qū)12的通道;在形成所述通道區(qū)13的所述第一換熱面101上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第二換熱面102的第一容液空間14，在形成所述通道區(qū)13的所述第二換熱面102上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第一換熱面101的第二容液空間15; —個(gè)所述第一容液空間14的開口與至少兩個(gè)所述第二容液空間15的部分開口相對(duì)，一個(gè)所述第二容液空間15的開口與至少兩個(gè)所述第一容液空間14的部分開口相對(duì)(重疊方式可參考圖8所示)；進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)11的流體只能以先進(jìn)入一個(gè)所述第一容液空間14，然后從與該所述第一容液空間14的開口相對(duì)的一個(gè)所述第二容液空間15的部分開口位置、流經(jīng)該所述第一容液空間14的側(cè)壁頂面，再進(jìn)入該所述第二容液空間15的形式逐漸流到所述輸出區(qū)12;換熱單元2，至少為一個(gè)，與所述待換熱單元I貼合設(shè)置，用于與所述待換熱單元I進(jìn)行換熱。
[0059]具體的流動(dòng)方向可參考圖8所示，位于第一容液空間14內(nèi)部的流體，在翻越形成其的側(cè)壁的時(shí)候，會(huì)從第一開口部分16位置進(jìn)入第二容液空間15，由于第二容液空間15除了朝向第一換熱面101的開口之外沒有其他出口，因而進(jìn)入到第二容液空間15內(nèi)部的流體會(huì)從第二開口部分17進(jìn)入另一個(gè)第一容液空間14，如此重復(fù)進(jìn)行，直至流至輸出區(qū)12。
[0060]本實(shí)施例的換熱器，來自不同位置的流體在流動(dòng)的過程中，互相之間可以自由混合，混合效果好;流體在流動(dòng)過程中充分翻轉(zhuǎn)、沖擊，產(chǎn)生大量擾流，并能夠沖擊所進(jìn)入的第一容液空間14或第二容液空間15，從而大大加快了不同流體的混合效率，并增加了換熱效率。本實(shí)用新型的換熱器，流體與眾多第一容液空間14和第二容液空間15的周向內(nèi)壁及上下面均接觸，與現(xiàn)有技術(shù)相比，換熱面積大大增加，更有利于流體的核態(tài)沸騰，從而使換熱效率大大提升。另外，流體翻轉(zhuǎn)、沖擊前進(jìn)的流動(dòng)方式，能夠進(jìn)一步加劇流體的核態(tài)沸騰速度，從而更有利于換熱效率的提升。
[0061]本實(shí)用新型的換熱器，可以用于多種流體的混合換熱，多種流體混合反應(yīng)時(shí)的換熱，以及單一流體的單獨(dú)換熱。
[0062]第一容液空間14和第二容液空間15的側(cè)壁上均設(shè)有支撐部5，設(shè)置在第一容液空間14側(cè)壁上的支撐部5與設(shè)置在第二容液空間15側(cè)壁上的支撐部5正對(duì)連接，從而對(duì)第一換熱面101和第二換熱面102提供穩(wěn)定支撐，能夠提高設(shè)備強(qiáng)度。進(jìn)一步的將支撐部5設(shè)置為圓柱形，還有利于后期生產(chǎn)時(shí)的工藝結(jié)合，方便生產(chǎn)制造。
[0063]本實(shí)施例中，如圖6所示，第一容液空間14和第二容液空間15的橫截面形狀均為正六邊形，支撐部5均勻布置在正六邊形的三個(gè)角頂點(diǎn)位置。另外，第一容液空間14和第二容液空間15側(cè)壁的厚度bl為1.5mm，高度為1mm，第一容液空間14和第二容液空間15的兩個(gè)平行內(nèi)壁之間的距離b2為I Omm。
[0064]作為變形設(shè)計(jì)方案，第一容液空間14和第二容液空間15側(cè)壁的厚度bl可以在O?3mm之間自由選擇，高度在O?1.5mm之間自由選擇，第一容液空間14和第二容液空間15的兩個(gè)平行內(nèi)壁之間的距離b2在O?20_之間自由選擇，均可以達(dá)到較好的混合和換熱效果。
[0065]作為對(duì)第一容液空間14和所述第二容液空間15橫截面形狀的變形設(shè)計(jì)，其橫截面形狀還可以是三角形(尤其是正三角形)，多邊形(尤其是正多邊形)，以及圓形等。在所述第一容液空間14和第二容液空間15的橫截面形狀為正多邊形時(shí)，支撐部5在第一容液空間14或第二容液空間15的側(cè)壁上均勻布置。
[0066]在本實(shí)施例中，如圖9所示，所述支撐部5與所述第一容液空間14側(cè)壁的頂面平齊，所述支撐部5與所述第二容液空間15側(cè)壁的頂面平齊。作為變形設(shè)計(jì)方案，如圖10所示，還可以設(shè)計(jì)支撐部5凸出第一容液空間14側(cè)壁的頂面一定高度，或者設(shè)計(jì)支撐部5凸出第二容液空間15側(cè)壁的頂面一定高度，以降低流體翻越第一容液空間14進(jìn)入第二容液空間15(或相反)時(shí)的阻力，提高流體傳輸速度。
[0067]本實(shí)施例中，如圖4和圖5所示，待換熱單元I具體包括:第一換熱面101;第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)103，固定在所述第一換熱面101上，由若干個(gè)陣列排布的第一網(wǎng)格104組成，一個(gè)所述第一網(wǎng)格104與所述第一換熱面101—起形成所述第一容液空間14;第二換熱面102;第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)105，固定在所述第二換熱面102上，由若干個(gè)陣列排布的第二網(wǎng)格106組成，一個(gè)所述第二網(wǎng)格106與所述第二換熱面102—起形成所述第二容液空間15。
[0068]網(wǎng)格結(jié)構(gòu)103，105以陣列排布的方式密集排布有多個(gè)網(wǎng)格104，106，每一個(gè)網(wǎng)格104，106都可與流通面101，102構(gòu)成容液空間14，15，從而可以很方便的形成大量的容液空間14，15，制造方便。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以采用蝕刻的方式加工，也可以采用沖壓的方式加工，加工方便。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合，可以通過釬焊或者原子擴(kuò)散的方式進(jìn)行結(jié)合，當(dāng)使用原子擴(kuò)散的方式進(jìn)行結(jié)合時(shí)，無需使用任何焊料，且具有更強(qiáng)的耐腐蝕能力，無接觸熱阻，具有較強(qiáng)的承壓能力，也適于二氧化碳的臨界和超臨界循環(huán)。
[0069]為保證第一換熱面101和第二換熱面102的正確安裝，在第一換熱面101和第二換熱面102上均設(shè)有安裝標(biāo)識(shí)30，僅在第一換熱面101和第二換熱面102上的安裝標(biāo)識(shí)30完全對(duì)齊時(shí)，第一換熱面101和第二換熱面102上網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置關(guān)系才符合要求，因而當(dāng)?shù)谝粨Q熱面101和第二換熱面102的安裝標(biāo)識(shí)30沒有對(duì)齊時(shí)，可提醒工人重新安裝，避免錯(cuò)裝。本實(shí)施例中，安裝標(biāo)識(shí)30為設(shè)置在第一換熱面101和第二換熱面102邊緣位置的半圓形通孔，人們也可以根據(jù)需求制作其他形狀的安裝標(biāo)識(shí)。
[0070]如圖7所示，在靠近所述輸入?yún)^(qū)11和輸出區(qū)12的所述第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)103和所述第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)105外壁上，還均勻設(shè)有若干導(dǎo)流筋6，用于向所述通道區(qū)13或所述輸出區(qū)12均勻分配流體。導(dǎo)流筋6的設(shè)置不僅有利于流體更均勻的流過通道區(qū)13，還有利于增強(qiáng)邊緣位置的接觸強(qiáng)度。進(jìn)一步的，在所述導(dǎo)流筋6的末端還設(shè)置有圓柱形結(jié)構(gòu)7，且控制筋間距b4 Sbl+b2，筋寬b3 > bl，圓柱形結(jié)構(gòu)7的直徑滿足條件:0.5dl<d2<5dl。
[0071]本實(shí)施例圖3中示例性的畫出了一層待換熱單元I與一層換熱單元2結(jié)合的情形，然而在實(shí)際使用中，待換熱單元I與換熱單元2可以有多層，當(dāng)待換熱單元I和換熱單元2均有多層時(shí)，所述待換熱單元I與所述換熱單元2間隔層疊設(shè)置;且不同層的所述待換熱單元I之間并聯(lián)設(shè)置，不同層的所述換熱單元2之間并聯(lián)設(shè)置。
[0072]所述換熱單元2具有換熱液輸入?yún)^(qū)，換熱液輸出區(qū)以及連接所述換熱液輸入?yún)^(qū)和所述換熱液輸出區(qū)的換熱液流道;換熱液流道的設(shè)置方式可以是現(xiàn)有的設(shè)置方式，也可以參考通道區(qū)13設(shè)置，本實(shí)施例中，換熱液流道的設(shè)置方式與通道區(qū)13類似，不再重復(fù)描述。
[0073]所述換熱單元2上設(shè)有分別與所述輸入?yún)^(qū)11、所述輸出區(qū)12連通，卻不與所述換熱液流道連通的第一過孔、第二過孔，不同層的所述待換熱單元I通過所述第一過孔和所述第二過孔并聯(lián)設(shè)置。
[0074]所述待換熱單元I上設(shè)有分別與所述換熱液輸入?yún)^(qū)、所述換熱液輸出區(qū)連通，卻不與所述通道區(qū)13連通的第三過孔83、第四過孔84，不同層的所述換熱單元2通過所述第三過孔83和所述第四過孔84并聯(lián)設(shè)置。
[0075]在相鄰的所述待換熱單元I和所述換熱單元2之間還設(shè)有間隔板9，所述間隔板9上設(shè)有與所述第一過孔相對(duì)的第一穿孔，與所述第二過孔相對(duì)的第二穿孔，與所述第三過孔83相對(duì)的第三穿孔，以及與所述第四過孔84相對(duì)的第四穿孔。間隔板9的設(shè)置，能夠有效避免流體與換熱液的混合。
[0076]如圖3所示，在由待換熱單元I和換熱單元2疊加形成的工作層外側(cè)，還設(shè)有第一面板100和第二面板200，其中第一面板100上設(shè)有用于向輸入?yún)^(qū)11輸入不同類型流體的第一進(jìn)口 110，和向外界輸出混合后的混合液的第一出口 120，第二面板200上設(shè)有用于向換熱液輸入?yún)^(qū)輸入換熱液的第二進(jìn)口220，以及向外界輸出使用后的換熱液的第二出口210。
[0077]本實(shí)施例中換熱器的使用過程如下:
[0078]首先，向第二換熱液入口220輸入換熱液(如水、鹽溶液、乙二醇、三氯乙烯或其他載冷劑)，換熱液進(jìn)入換熱液輸入?yún)^(qū)后，經(jīng)換熱液流道逐漸向換熱液輸出區(qū)流動(dòng)，并在此過程中，對(duì)貼近換熱單元2的待換熱單元I進(jìn)行換熱；
[0079]其次，向第一流體入口 110同時(shí)注入至少一種流體(在同時(shí)注入多種流體時(shí)可采用多通接頭)，流體進(jìn)入輸入?yún)^(qū)11后，經(jīng)通道區(qū)13向輸出區(qū)12流動(dòng)，在此過程中，流體不斷翻滾混合，與換熱單元2進(jìn)行充分換熱；
[0080]當(dāng)同時(shí)有多個(gè)待換熱單元I并聯(lián)設(shè)置時(shí)，從第一流體入口110注入的流體會(huì)經(jīng)設(shè)在換熱單元2上的第一過孔，設(shè)在間隔板9上的第一穿孔，同時(shí)向多個(gè)待換熱單元I的輸入?yún)^(qū)11流動(dòng)，從而使多個(gè)待換熱單元I同時(shí)啟動(dòng)工作;流經(jīng)混合通道區(qū)13的混合流體會(huì)經(jīng)設(shè)在換熱單元2上的第二過孔，設(shè)在間隔板9上的第二穿孔匯合，集中排出。
[0081]在多個(gè)待換熱單元I并聯(lián)設(shè)置時(shí)，多個(gè)換熱單元也可以并聯(lián)設(shè)置，從第二換熱液入口 220輸入的換熱液經(jīng)設(shè)在待換熱單元I上的第三過孔83、第四過孔84，設(shè)在隔板9上第三穿孔、第四穿孔，同時(shí)向多個(gè)換熱單元2的換熱液輸入?yún)^(qū)流動(dòng)，從而使多個(gè)換熱單元2同時(shí)啟動(dòng)工作，流經(jīng)換熱液流道的換熱液會(huì)經(jīng)設(shè)在待換熱單元I上的第四過孔84，設(shè)在隔板9上的第四穿孔匯合，集中排出。
[0082]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種換熱器，其特征在于:包括: 待換熱單元(I)，至少為一個(gè)，包括相對(duì)設(shè)置以形成流通空間的第一換熱面(101)和第二換熱面(102)，所述流通空間包括輸入?yún)^(qū)(11)，輸出區(qū)(12)以及連接所述輸入?yún)^(qū)(11)和所述輸出區(qū)(12)的通道區(qū)(13); 所述輸入?yún)^(qū)(11)適于同時(shí)接納至少一種流體； 所述輸出區(qū)(12)適于與外接裝置連通； 所述通道區(qū)(13)用于為進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)(11)的流體提供流入到所述輸出區(qū)(12)的通道;在形成所述通道區(qū)(13)的所述第一換熱面(101)上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第二換熱面(102)的第一容液空間(14)，在形成所述通道區(qū)(13)的所述第二換熱面(102)上設(shè)有若干互不連通、且開口朝向所述第一換熱面(101)的第二容液空間(15);—個(gè)所述第一容液空間(14)的開口與至少兩個(gè)所述第二容液空間(15)的部分開口相對(duì)，一個(gè)所述第二容液空間(15)的開口與至少兩個(gè)所述第一容液空間(14)的部分開口相對(duì)； 進(jìn)入到所述輸入?yún)^(qū)(11)的流體只能以先進(jìn)入一個(gè)所述第一容液空間(14)，然后從與該所述第一容液空間(14)的開口相對(duì)的一個(gè)所述第二容液空間(15)的部分開口位置、流經(jīng)該所述第一容液空間(14)的側(cè)壁頂面，再進(jìn)入該所述第二容液空間(15)的形式逐漸流到所述輸出區(qū)(12); 換熱單元(2)，至少為一個(gè)，與所述待換熱單元(I)貼合設(shè)置，用于與所述待換熱單元(I)進(jìn)行換熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述第一容液空間(14)和/或第二容液空間(15)的橫截面形狀為三角形，多邊形或圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于:所述第一容液空間(14)和所述第二容液空間(15)的側(cè)壁上設(shè)有支撐部(5)，設(shè)置在所述第一容液空間(14)側(cè)壁上的支撐部(5)與設(shè)置在所述第二容液空間(15)側(cè)壁上的支撐部(5)正對(duì)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于:所述支撐部(5)與所述第一容液空間(14)側(cè)壁的頂面平齊，或凸出一定高度;和/或，所述支撐部(5)與所述第二容液空間(15)側(cè)壁的頂面平齊，或凸出一定高度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于:所述支撐部(5)為圓柱形。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于:所述第一容液空間(14)和/或所述第二容液空間(15)的橫截面形狀為正多邊形，所述支撐部(5)在所述第一容液空間(14)和/或所述第二容液空間(15)側(cè)壁上均勻布置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器，其特征在于:所述第一容液空間(14)和/或第二容液空間(15)為正六邊形;所述支撐部(5)均勻布置在所述正六邊形的三個(gè)角頂點(diǎn)位置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換熱器，其特征在于:所述第一容液空間(14)和/或第二容液空間(15)側(cè)壁的厚度bl大于Omm且小于3mm，高度大于Omm且小于1.5mm，所述第一容液空間(14)和/或第二容液空間(15)的兩個(gè)平行內(nèi)壁之間的距離b2大于Omm且小于20mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述待換熱單元(I)包括: 第一換熱面(101); 第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(103)，固定在所述第一換熱面(101)上，由若干個(gè)陣列排布的第一網(wǎng)格(104)組成，一個(gè)所述第一網(wǎng)格(104)與所述第一換熱面(101)—起形成所述第一容液空間(14)； 第二換熱面(102); 第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(105)，固定在所述第二換熱面(102)上，由若干個(gè)陣列排布的第二網(wǎng)格(106)組成，一個(gè)所述第二網(wǎng)格(106)與所述第二換熱面(102)—起形成所述第二容液空間(15)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的換熱器，其特征在于:在靠近所述輸入?yún)^(qū)(11)和/或輸出區(qū)(12)的所述第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(103)和/或所述第二網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(105)外壁上，還均勻設(shè)有若干導(dǎo)流筋(6)，用于向所述通道區(qū)(13)或所述輸出區(qū)(12)均勻分配流體。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的換熱器，其特征在于:在所述導(dǎo)流筋(6)的末端還設(shè)有圓柱形結(jié)構(gòu)(7)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于:所述待換熱單元(I)與所述換熱單元(2)間隔層疊設(shè)置； 不同層的所述待換熱單元(I)之間并聯(lián)設(shè)置，和/或，不同層的所述換熱單元(2)之間并聯(lián)設(shè)置。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的換熱器，其特征在于:所述換熱單元(2)具有換熱液輸入?yún)^(qū)，換熱液輸出區(qū)以及連接所述換熱液輸入?yún)^(qū)和所述換熱液輸出區(qū)的換熱液流道； 所述換熱單元(2)上設(shè)有分別與所述輸入?yún)^(qū)(11)、所述輸出區(qū)(12)連通，卻不與所述換熱液流道連通的第一過孔、第二過孔，不同層的所述待換熱單元(I)通過所述第一過孔和所述第二過孔并聯(lián)設(shè)置； 和/或，所述待換熱單元(I)上設(shè)有分別與所述換熱液輸入?yún)^(qū)、所述換熱液輸出區(qū)連通，卻不與所述通道區(qū)(13)連通的第三過孔(83)、第四過孔(84)，不同層的所述換熱單元(2)通過所述第三過孔(83)和所述第四過孔(84)并聯(lián)設(shè)置。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的換熱器，其特征在于:在相鄰的所述待換熱單元(I)和所述換熱單元(2)之間還設(shè)有間隔板(9)，所述間隔板(9)上設(shè)有與所述第一過孔相對(duì)并連通的第一穿孔，與所述第二過孔相對(duì)并連通的第二穿孔，與所述第三過孔(83)相對(duì)并連通的第三穿孔，以及與所述第四過孔(84)相對(duì)并連通的第四穿孔。
【文檔編號(hào)】F28F3/00GK205482443SQ201620266686
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】馮學(xué)亮, 石景禎, 沈衛(wèi)立
【申請(qǐng)人】杭州沈氏節(jié)能科技股份有限公司