CN110631386A - 一种微通道板翅式热交换器及成型、组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微通道板翅式热交换器及成型、组装方法，该板翅式热交换器主要由上肋片板、下肋片板、封条、翅片组成，其中，微通道是由已加工成型的上肋片板、下肋片板、封条、翅片之间的装配组合间隙形成，本发明使板翅式热交换器流道的水利当量直径达到0.01mm～1mm的范围，符合微通道的定义，成为一种新的微通道板翅式热交换器。本发明实现了采用传统加工工艺手段进行微通道板翅式热交换器工业化大规模生产的目的，大大降低了生产成本。

Description

一种微通道板翅式热交换器及成型、组装方法
技术领域
本发明涉及微通道热交换器，特别是一种微通道板翅式热交换器的微通道结构及其成型、组装方法。
背景技术
微通道热交换器是上世纪90年代发展起来的一种新型热交换器，具有结构紧凑，散热效率高的特点，是热交换器向高紧凑度、微型化发展的一个重要方向，其区别于普通紧凑式热交换器的典型标志是流体流道的水利当量直径在0.01mm～1mm之间，小于普通紧凑式热交换器1mm～6mm的水利当量直径。
微通道热交换器的典型结构如图1所示，由加工有微型流道的散热板1和盖板2组成，通过多层叠加焊接形成微通道热交换器，其流体流道的水利当量直径在0.01mm～1mm之间，由于微型流道尺寸很小，一般槽的宽度小于0.3mm，传统的机械加工手段根本无法对其进行加工，目前常用的加工手段有激光加工、聚集离子束、湿化学蚀刻、紫外光刻等高科技先进加工工艺，加工工艺方法成本高、效率低，不便于大规模生产。
普通紧凑板翅式热交换器的典型结构如图2所示，由隔板3，封条4及翅片5组成一个散热单元，通过多层叠加焊接形成板翅式热交换器，隔板由板材切割而成，封条由板材机加而成，翅片由带材冲压而成，最后通过多层叠加组合用钎焊焊接成板翅式热交换器，由于受冲压成型工艺的限制，目前所加工翅片的波距最小仅能达到1.2mm，其水利当量直径最小为1.25mm，无法达到微通道的级别，形成了普通紧凑板翅式热交换器和微通道热交换器之间跨越不过的界限。
发明内容
本发明的目的是提供一种微通道板翅式热交换器及成型、组装方法，无需要采用先进的高科技加工工艺手段来加工微通道，只需采用传统加工工艺手段即可形成微通道，从而易于进行工业化大规模生产，大大降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种微通道板翅式热交换器，包括，
上肋片板，所述上肋片板包括第一基板，第一基板的一个端面上连接有多片相互间隔设置的第一肋片；
下肋片板，所述下肋片板包括第二基板，第二基板的一个端面上连接有多片相互间隔设置的第二肋片；
所述第一肋片置于相邻的两片第二肋片的间隔中，且第一基板、多片第一肋片、第二基板和多片第二肋片组合形成位于上肋片板和下肋片板之间的通道；
翅片，所述翅片置于通道中，并将通道隔离为多个独立不连通的微通道。
进一步，微通道板翅式热交换器还包括封条，所述封条位于翅片的两端，且在上肋片板和下肋片板之间。
进一步，多片所述第一肋片相互平行且间隔距离相等，多片所述第二肋片相互平行且间隔距离相等。
优选的，所述上肋片板6的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm。
优选的，所述下肋片板7的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm。
优选的，所述翅片9的波高是2mm，波距是1.2mm，翅片厚度是0.1mm。
一种微通道板翅式热交换器的组装方法，首先在下肋片板上根据翅片的波形按照翅片凹陷位置对齐第二肋片装上翅片，然后在翅片上方按照翅片凹陷位置对齐第一肋片安装上肋片板，最后在翅片两端安装封条。
一种微通道的成型方法，所述微通道由多个热交换器构件的已成型表面通过装配组合形成的间隙构成。
本发明为一种新的微通道热交换器结构设计构思，即微通道板翅式热交换器设计方案。该微通道板翅式热交换器结构主要由上肋片板、下肋片板、封条、翅片组成。
在下肋片板上按波形对齐装上翅片及上肋片板(翅片波形会有多种形式，但始终保持第一肋片和第二肋片置于翅片波形上表面和下表面的凹陷处)，然后在翅片两端装上封条，最后通过多层叠加焊接形成热交换器。在装配好后，上肋片板、下肋片板及翅片之间便会形成间隙，该间隙便是流体流动的通道，通过三者之间的尺寸协调匹配，该间隙的水利当量直径可达到0.01mm～1mm之间的尺寸，即满足微通道热交换器的定义，成为一种微通道热交换器。
该微通道板翅式热交换器设计结构较以往典型的微通道热交换器设计结构相比其微通道是由几个典型零件装配形成的间隙，不是直接加工出来的，不需要采用先进的高科技加工工艺手段来加工，其组成零件上肋片板，下肋片板，封条，翅片均可用传统的机械加工及冲压工艺加工成型，可按传统板翅式热交换器的加工工艺手段进行工业化大规模生产，大大降低生产成本。
与现有技术相比，本发明所具有的优点包括：
(1)微通道不是直接加工出来的，而是由上肋片板、下肋片板、封条、翅片之间的装配组合间隙形成微通道。
(2)可采用传统加工工艺手段进行工业化大规模生产，大大降低生产成本。
附图说明
图1为背景技术中提到的典型的微通道热交换器设计结构；
图2为背景技术中提到的典型的板翅式热交换器设计结构；
图3本发明微通道板翅式热交换器设计结构；
图4本发明上肋片板设计结构图；
图5本发明下肋片板设计结构图；
图6本发明翅片设计结构图；
图7本发明封条设计结构图；
图8本发明的微通道设计结构图；
图中，1散热板，2盖板，3隔板，4封条，5翅片，6上肋片板，7下肋片板，8封条，9翅片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
如图3所示，一种微通道板翅式热交换器，其主要由上肋片板6、下肋片板7、封条8、翅片9组成。在下肋片板7上按波形对齐装上翅片9及上肋片板6，然后在两端装上封条8，最后通过多层叠加焊接形成热交换器。在装配好后，上肋片板6、下肋片板7及翅片9之间便会形成间隙，该间隙便是流体流动的通道，通过三者之间的尺寸协调匹配，该间隙的水利当量直径可达到0.01mm～1mm之间的尺寸，即满足微通道热交换器的定义，成为一种微通道热交换器。如图8，微通道不是直接加工出来的，而是由上肋片6、下肋片板7、封条8、翅片9之间的装配组合间隙形成的。上肋片板6、下肋片板7、封条8、翅片9等零部件均可采用传统加工工艺手段进行工业化大规模生产。
如图3～8所示，本发明提供的微通道板翅式热交换器包括上肋片板6、下肋片板7、封条8及翅片9，其中翅片9的波高是2mm，波距是1.2mm，翅片厚度是0.1mm，上肋片板6的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm,下肋片板7的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm,封条8的高度是2mm，宽度是3mm。
由以上零部件装配组合形成的微通道面积是0.561mm2，周长是4.657mm，按照流道水利当量直径的计算公式：
d＝4A/X
d-----水利当量直径(mm)
A-----流道流通面积(mm2)
X-----流道湿周长度(mm)
得出该流道的水利当量直径为0.482mm，符合微通道热交换器水利当量直径在0.01mm～1mm之间的要求，实现了设计目标。

Claims (9)

1.一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：包括，
上肋片板(6)，所述上肋片板(6)包括第一基板，第一基板的一个端面上连接有多片相互间隔设置的第一肋片；
下肋片板(7)，所述下肋片板(7)包括第二基板，第二基板的一个端面上连接有多片相互间隔设置的第二肋片；
所述第一肋片置于相邻的两片第二肋片的间隔中，且第一基板、多片第一肋片、第二基板和多片第二肋片组合形成位于上肋片板(6)和下肋片板(7)之间的通道；
翅片(9)，所述翅片(9)置于通道中，并将通道隔离为多个独立不连通的微通道。
2.根据权利要求1所述的一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：还包括封条(8)，所述封条(8)位于翅片(9)的两端，且在上肋片板(6)和下肋片板(7)之间。
3.根据权利要求1所述的一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：多片所述第一肋片相互平行且间隔距离相等，多片所述第二肋片相互平行且间隔距离相等。
4.根据权利要求1所述的一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：所述上肋片板(6)的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：所述下肋片板(7)的肋高是1.9mm，肋片距离是1.9mm，肋片厚度是0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种微通道板翅式热交换器，其特征在于：所述翅片(9)的波高是2mm，波距是1.2mm，翅片厚度是0.1mm。
7.一种如权利要求1所述微通道板翅式热交换器的组装方法，其特征在于：首先在下肋片板(7)上根据翅片(9)的波形按照翅片凹陷位置对齐第二肋片装上翅片(9)，然后在翅片(9)上方按照翅片凹陷位置对齐第一肋片安装上肋片板(6)。
8.根据权利要求7所述的微通道板翅式热交换器的组装方法，其特征在于：最后在翅片(9)两端安装封条(8)。
9.一种微通道的成型方法，其特征在于：所述微通道由多个热交换器构件的已成型表面通过装配组合形成的间隙构成。
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