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CN110296629B - 一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板 - Google Patents

一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板 Download PDF

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CN110296629B
CN110296629B CN201910613173.3A CN201910613173A CN110296629B CN 110296629 B CN110296629 B CN 110296629B CN 201910613173 A CN201910613173 A CN 201910613173A CN 110296629 B CN110296629 B CN 110296629B
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范江
严俊杰
王进仕
李�根
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Xian Jiaotong University
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Xian Jiaotong University
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    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F28F9/262—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators for radiators
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，主要应用于石油、化工、冶金、电力、船舶等领域中，该发明提供了一种全新的结构，通过热板和冷板上连续的交错半球槽通道代替直通道或者“之”字形通道，增加了换热面积和扰动，且对加工精度要求不高，工艺适应性较好。

Description

一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板
技术领域
本发明涉及一种在石油、化工、冶金、电力、船舶等领域中使用的印刷电路板换热器的换热板，特别涉及一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板。
背景技术
印刷电路板式换热器作为一种新型紧凑式换热器以其耐高温、高压、高效率的特性在石油、化工、冶金、电力、船舶等领域具有重大的应用前景。其制作过程，首先通过光化学蚀刻、激光腐蚀或者机加工等方式在换热板上加工出微小通道，再用扩散焊接方式将加工好的板片焊接起来组成换热器芯体，最后装配封头等，完成整个换热器加工。对该换热器性能起决定作用的是换热板通道的结构形式，目前最常用的通道结构是直通道形，或“之”字形通道。直通道最为简单，压力损失最小，但传热性能最差；“之”字形通道，通过增加流体扰动，可以进一步强化散热。但是不管直通道换热板，还是“之”字形换热板，换热能力依旧有限，在某些要求结构紧凑、换热量大的情况下，无法适用；不管直通道换热板，还是“之”字形换热板，对换热板结构较为敏感，对加工精度提出了较为严格的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，通过连续的交错半球槽通道代替直通道或者“之”字形通道，增加了换热面积和扰动，增强了印刷电路板换热器换热板的换热效率；同时，由于相对直通道或者“之”字形通道，交错半球槽换热板对对换热板结构不敏感，对加工精度要求较低，提高了成品率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案通过以下实现：
一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，包括热板1、隔板2和冷板3，热板1和冷板3对称布置于隔板2两侧，并与隔板2利用扩散焊进行焊接，热板1、隔板2和冷板3组成了交错半球槽换热板；
所述热板1和冷板3具有相同结构，均包括顶面4和在顶面4上开设的多个顶面半球槽6以及底面5和在底面5上开设的多个底面半球槽7，多个顶面半球槽6的最大开口面平行于顶面4，多个底面半球槽7的最大开口面平行于底面5。
当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，则热板1厚度为2d，冷板3厚度为2d。
当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽6的半球槽直径为2-3d，且多个顶面半球槽6的球心位于顶面4的一条直线上，多个顶面半球槽6的球心间距为1.8-2.8d，多个顶面半球槽6有部分相交，多个顶面半球槽6的球心间距小于多个顶面半球槽6的半球槽直径。
当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个底面半球槽7的半球槽直径为2-3d，且多个底面半球槽7的球心位于底面5的一条直线上，多个底面半球槽7的球心间距为1.8-2.8d，多个底面半球槽7有部分相交，多个底面半球槽7的球心间距小于多个底面半球槽7的半球槽直径。
当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7交错布置，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7平行于顶面4的球心间距为0.9-1.4d，垂直于顶面4的球心间距为2-3d，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7有部分相交。
本发明具有以下优点和有益效果：
1、本发明提供一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，通过连续的交错半球槽通道代替直通道或者“之”字形通道，增加了换热面积和扰动，增强了印刷电路板换热器换热板的换热效率。
2、本发明提供一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，由于相对直通道或者“之”字形通道，交错半球槽换热板对对换热板结构不敏感，对加工精度要求较低，提高了成品率。
3、本发明提供一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其加工工艺不仅可以使用光化学蚀刻，对激光腐蚀或者机加工仍然具有较强的适应性，且只需确定半球槽球心位置和半球槽直径两个加工参数，加工较为简单。
附图说明
图1为交错半球槽换热板结构及布置示意图。
图2为热板或冷板结构示意图。
图中：1-热板，2-隔板，3-冷板，4-顶面，5-底面，6-顶面半球槽，7-底面半球槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，包括热板1、隔板2和冷板3，热板1和冷板3具有相同结构，热板1和冷板3对称布置于隔板2两侧，并与隔板2利用扩散焊进行焊接，隔板2隔绝了热板1和冷板3中的流体，起密封作用，热板1、隔板2和冷板3组成了交错半球槽换热板。
如图2所示，热板1包括顶面4、底面5、多个顶面半球槽6、多个底面半球槽7，多个顶面半球槽6的最大开口面平行于顶面4，多个底面半球槽7的最大开口面平行于底面5，热板1中的多个顶面半球槽6和多个底面半球槽7中走热流体，半球槽的存在增加了热流体与固体之间的换热面积，且半球槽形状复杂，极大的增强了扰动，提高了换热板的换热效率。
如图2所示，冷板3包括顶面4、底面5、多个顶面半球槽6、多个底面半球槽7，多个顶面半球槽6的最大开口面平行于顶面4，多个底面半球槽7的最大开口面平行于底面5，冷板3中的多个顶面半球槽6和多个底面半球槽7中走冷流体，半球槽的存在增加了冷流体与固体之间的换热面积，且半球槽形状复杂，极大的增强了扰动，提高了换热板的换热效率。
如图2所示，当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm。隔板2厚度过小，则强度不够，容易造成冷热流体直接接触，换热板失效，若隔板2厚度过大，则换热效率过低。基于隔板厚度d，热板1厚度为2d，冷板3厚度为2d。
如图2所示，当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽6的半球槽直径为2-3d，且多个顶面半球槽6的球心位于顶面4的一条直线上，多个顶面半球槽6的球心间距为1.8-2.8d，多个顶面半球槽6有部分相交，因此，多个顶面半球槽6的球心间距小于多个顶面半球槽6的半球槽直径，多个顶面半球槽6的相交部分为流体流动提供通道。
如图2所示，当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个底面半球槽7的半球槽直径为2-3d，且多个底面半球槽7的球心位于底面5的一条直线上，多个底面半球槽7的球心间距为1.8-2.8d，多个底面半球槽7有部分相交，因此，多个底面半球槽7的球心间距小于多个底面半球槽7的半球槽直径，多个底面半球槽7的相交部分为流体流动提供通道。
如图2所示，当隔板2厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7交错布置，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7平行于顶面4的球心间距为0.9-1.4d，垂直于顶面4的球心间距为2-3d，半球槽的存在增加了流体与固体之间的换热面积，且半球槽形状复杂，极大的增强了扰动，提高了换热板的换热效率，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7有部分相交，多个顶面半球槽6与多个底面半球槽7的相交部分为流体流动提供通道。

Claims (5)

1.一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其特征在于：包括热板(1)、隔板(2)和冷板(3)，热板(1)和冷板(3)对称布置于隔板(2)两侧，并与隔板(2)利用扩散焊进行焊接，热板(1)、隔板(2)和冷板(3)组成了交错半球槽换热板；
所述热板(1)和冷板(3)具有相同结构，均包括顶面(4)和在顶面(4)上开设的多个顶面半球槽(6)以及底面(5)和在底面(5)上开设的多个底面半球槽(7)，多个顶面半球槽(6)的最大开口面平行于顶面(4)，多个底面半球槽(7)的最大开口面平行于底面(5)；
多个顶面半球槽(6)有部分相交，因此，多个顶面半球槽(6)的球心间距小于多个顶面半球槽(6)的半球槽直径，多个顶面半球槽(6)的相交部分为流体流动提供通道；
多个底面半球槽(7)有部分相交，因此，多个底面半球槽(7)的球心间距小于多个底面半球槽(7)的半球槽直径，多个底面半球槽(7)的相交部分为流体流动提供通道；
多个顶面半球槽(6)与多个底面半球槽(7)交错布置，多个顶面半球槽(6)与多个底面半球槽(7)的相交部分为流体流动提供通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其特征在于：当隔板(2)厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，则热板(1)厚度为2d，冷板(3)厚度为2d。
3.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其特征在于：当隔板(2)厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽(6)的半球槽直径为2-3d，且多个顶面半球槽(6)的球心位于顶面(4)的一条直线上，多个顶面半球槽(6)的球心间距为1.8-2.8d。
4.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其特征在于：当隔板(2)厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个底面半球槽(7)的半球槽直径为2-3d，且多个底面半球槽(7)的球心位于底面(5)的一条直线上，多个底面半球槽(7)的球心间距为1.8-2.8d。
5.根据权利要求1所述的一种用于印刷电路板换热器的交错半球槽换热板，其特征在于：当隔板(2)厚度为d，且d的范围为0.5-2mm，多个顶面半球槽(6)与多个底面半球槽(7)交错布置，多个顶面半球槽(6)与多个底面半球槽(7)平行于顶面(4)的球心间距为0.9-1.4d，垂直于顶面(4)的球心间距为2-3d，多个顶面半球槽(6)与多个底面半球槽(7)有部分相交。
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