CN212378555U - 一种基于3d打印技术的新型微通道紧凑换热器 - Google Patents
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Abstract
一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，包括换热芯体，该换热芯体为3D打印芯体，该3D打印芯体内部3D打印形成冷流体介质流道和热流体介质流道，所述冷流体介质流道和热流体介质流道间隔排列；冷流体介质流道两端分别连接冷流入口与冷流出口构成冷流介质走向；热流体介质流道两端分别连接热流入口与热流出口构成热流介质走向。本实用新型是基于3D打印技术一体成型制备的，具有传热系数高、占地空间小、无焊接界面，密封性好等特点，克服了以往印刷电路板式换热器制造工序复杂和扩散界面熔合质量难以检验的难题。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器设计与制造技术领域，具体涉及一种基于3D打印技术制备的一体化新型微通道紧凑高效板式换热器。
背景技术
板式换热器在石油化工、能源、冶金、制冷、核能等工业领域广泛使用，是工业领域中关键的节能降耗设备。由于板式换热器具备传热效率高、结构紧凑、占地空间小等优点，目前板式换热器在液化天然气浮式储存和再气化装置领域也得到成功应用，远洋运输的船舶燃用清洁天然气替代燃料油，使环境更加友好。
专利一种双侧蚀刻高温高压印刷电路板换热器（ CN 105043144A），换热板双侧均采用化学蚀刻方法刻出不同流道，多块换热板采用扩散焊接构成芯体，该方法制造的热交换具有承压能力高、焊接残余应力小、抗冲击能力强等优势。
然而，化学蚀刻所采用的化学药剂废液对环境产生较大污染，废液处理成本较高，另一方面，化学蚀刻孔道的精度控制需要较高的工艺制造技术，芯体蚀刻的技术门槛较高，精度控制的稳定性较差。再者，扩散焊焊接过程中需要合理控制压制力、炉内还原气氛、炉内温度，以确保焊接过程中，蚀刻板间界面紧密贴合，不发生氧化，所有接触面均完全扩散融为一个整体。但在实际产品制造过程中，若板间界面局部区域存在未完全熔合，给精确定点检验带来较大困难，影响换热器的安全运行。
实用新型内容
为克服上述不足，本实用新型提供一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器。由于不采用化学蚀刻方法，对环境影响小，技术路线更环保；也不采用扩散焊焊接方法，界面局部未熔合的现象可以避免，设备更加安全、可靠。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，包括换热芯体，该换热芯体为3D打印芯体，该3D打印芯体内部3D打印形成冷流体介质流道和热流体介质流道，所述冷流体介质流道和热流体介质流道间隔排列；冷流体介质流道两端分别连接冷流入口与冷流出口构成冷流介质走向；热流体介质流道两端分别连接热流入口与热流出口构成热流介质走向。
所述冷流体介质流道和热流体介质流道为直通道或曲线形状。
所述3D打印芯体的冷流体介质流道和热流体介质流道的两端设置有实心周边，该实心周边为3D打印形成。
所述实心周边高度与介质流道进、出口平面平齐，或高于介质流道进、出口平面，以形成凸台。
本实用新型是基于3D打印技术一体成型制备的，具有传热系数高、占地空间小、无焊接界面，密封性好等特点，克服了以往印刷电路板式换热器制造工序复杂和扩散界面熔合质量难以检验的难题。本实用新型通过选用合适的材料和加工制造工艺和工序，可应用于极端温度和压力，具有良好热膨胀及变形协调能力，适用于高温和低温场合，设备承压能力强，具有较高的安全性和可靠性。具体为：3D打印芯体不采用化学蚀刻方法，无化学废液产生，更环保；3D打印芯体不采用扩散焊焊接，界面局部未熔合的现象可以避免，设备更加安全、可靠；3D打印芯体与冷流体口、热流体口有充分的焊接结合面，焊缝强度高，承压能力强。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2 为本实用新型3D打印芯体的轴侧视图；
图3为本实用新型3D打印芯体的侧视图；
图4为本实用新型带实心周边的3D打印芯体的轴侧视图；
图中各个标记分别为：1.冷流体入口，2. 热流体入口，3. 冷流体出口，4.热流体出口,5.冷流体介质流道，6.热流体介质流道，7.3D打印芯体。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本专利的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，包括换热芯体，该换热芯体为3D打印芯体7，该3D打印芯体7内部3D打印形成冷流体介质流道5和热流体介质流道6，所述冷流体介质流道5和热流体介质流道6间隔排列；如图3所示。设备工作时，介质交错流通，流道还可以实现顺流，逆流和交叉流，实现热量交换，可以应用于有相变换热场合。冷流体介质流道5两端分别连接冷流入口1与冷流出口3构成冷流介质走向；热流体介质流道6两端分别连接热流入口2与热流出口4构成热流介质走向。
所述冷流体介质流道5和热流体介质流道6为直通道或曲线形状。在对传热效果要求不高，介质流动压降较为苛刻的场合，通道设置成直通道形，流体分配均匀，减小介质进出口压降和降低流动压降；通道设置成曲线形，目的在于提高换热效率，曲线形介质通道阿鞥家流体湍流程度，流体流动时破坏边界层，从而强化传热工程使传热效率得以提高。
如图4所示，所述3D打印芯体7的冷流体介质流道5和热流体介质流道6的两端设置有实心周边（如图4中L1和L2），便于与流体口进行焊接，该实心周边为3D打印形成。
所述实心周边高度与介质流道进、出口平面平齐，或高于介质流道进、出口平面，以形成凸台（图4中h1、h2），与流体口形成对接焊缝，使得3D打印芯体与冷流体口、热流体口有充分的焊接结合面，焊缝强度高，承压能力强。
以上所述仅是本实用新型的实施方式，再次声明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进，这些改进也列入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，包括换热芯体，其特征在于：该换热芯体为3D打印芯体（7），该3D打印芯体（7）内部3D打印形成冷流体介质流道（5）和热流体介质流道（6），所述冷流体介质流道（5）和热流体介质流道（6）间隔排列；冷流体介质流道（5）两端分别连接冷流入口（1）与冷流出口（3）构成冷流介质走向；热流体介质流道（6）两端分别连接热流入口（2）与热流出口（4）构成热流介质走向。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，其特征在于：所述冷流体介质流道（5）和热流体介质流道（6）为直通道或曲线形状。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，其特征在于：所述3D打印芯体（7）的冷流体介质流道（5）和热流体介质流道（6）的两端设置有实心周边，该实心周边为3D打印形成。
4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印技术的新型微通道紧凑换热器，其特征在于：所述实心周边高度与介质流道进、出口平面平齐，或高于介质流道进、出口平面，以形成凸台。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112985115A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-18 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种带有微小酒窝型凹陷阵列的微通道lng气化换热器 |
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2020
- 2020-04-10 CN CN202020521829.7U patent/CN212378555U/zh active Active
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