CN113175837A - 双侧喷雾冷却换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却换热器技术领域，尤其是一种双侧喷雾冷却换热器，包括壳体，壳体内固定有导热板，并通过导热板分隔为相互隔绝的热侧喷雾腔和冷侧喷雾腔，其热流体和冷流体均采用喷雾的方式喷射到导热板上，热流体通过热侧喷头在喷雾的瞬间，热流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的热面，冷流体通过冷侧喷头在喷雾的瞬间，冷流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的冷面，故而热流体所雾化成的小液滴会与冷流体所雾化成的小液滴进行剧烈的流动换热，以此增强表面换热效果，提高传热系数，换热效率高；且换热器结构紧凑、减少用材，便于制造，与传统的间壁式换热器相比，极大地提高换热系数，减少了换热面积，缩小了换热器体积。
Description
技术领域
本发明涉及冷却换热器技术领域，尤其是一种双侧喷雾冷却换热器。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，按结构主要可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器；这些换热器共同点均为流体在管道内流动的过程中进行换热，换热效率不高，随着新型能源技术的不断发展，换热设备所需的换热量增加，势必会导致换热设备体积增大，随之而来便是安装空间不足、材料用量增大，这在电子设备散热、航空热管理***中的问题更加尖锐。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中冷却换热器的换热效率不高的问题，现提供一种双侧喷雾冷却换热器，其旨在给出新的换热方案。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双侧喷雾冷却换热器，包括壳体，所述壳体内固定有导热板，并通过导热板分隔为相互隔绝的热侧喷雾腔和冷侧喷雾腔，所述导热板的两侧侧面分别为热面和冷面，热面位于热侧喷雾腔内，冷面位于冷侧喷雾腔内，所述热侧喷雾腔内配置有若干用于朝向导热板的热面喷出热流体的热侧喷头，所述冷侧喷雾腔内配置有若干用于朝向导热板的冷面喷出冷流体的冷侧喷头。
本实施例中热流体和冷流体均采用喷雾的方式喷射到导热板上，热流体通过热侧喷头在喷雾的瞬间，热流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的热面，冷流体通过冷侧喷头在喷雾的瞬间，冷流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的冷面，故而热流体所雾化成的小液滴会与冷流体所雾化成的小液滴进行剧烈的流动换热，以此增强表面换热效果，提高传热系数，换热效率高，与传统的间壁式换热器相比，极大地提高换热系数，减少了换热面积，缩小了换热器体积。
进一步地，所述壳体内固定有热侧隔板和冷侧隔板，所述导热板位于热侧隔板和冷侧隔板之间；
所述壳体内位于热侧隔板与导热板之间形成所述热侧喷雾腔，所述热侧隔板远离热侧喷雾腔的一侧侧壁与壳体的内壁之间形成热侧静压腔，所述热侧喷头均固定安装在热侧隔板上，且均与热侧喷雾腔连通；
所述壳体内位于冷侧隔板与导热板之间形成所述冷侧喷雾腔，所述冷侧隔板远离冷侧喷雾腔的一侧侧壁与壳体的内壁之间形成冷侧静压腔，所述冷侧喷头均固定安装在冷侧隔板上，且均与冷侧喷雾腔连通；
所述壳体上开设有热流体进口、热流体出口、冷流体进口和冷流体出口，热流体进口和热侧静压腔连通，热流体出口和热侧喷雾腔连通，冷流体进口和冷侧静压腔连通，冷流体出口和冷侧喷雾腔连通。
热侧静压腔的设置可使其内的热流体压力基本稳定，从而使热流体能够相对均匀的进入到各热侧喷头；同样，冷侧静压腔的设置可使其内的冷流体压力基本稳定，从而使冷流体能够相对均匀的进入到各冷侧喷头。
进一步地，所述热流体进口、热流体出口、冷流体进口及冷流体出口均位于壳体的同一侧；从而可便于安装及布局。
进一步地，所述导热板的热面和冷面上均分布有若干凸起，位于导热板同一侧的相邻两个凸起之间形成沟槽；导热板上两侧凸起的设置起到导流、扰流的作用，强化换热效果，同时，还可降低液膜的厚度，防止因导热板上液膜较厚而影响换热效率的问题，其中，沟槽可便于排液。
进一步地，所述凸起横截面均为菱形或方形。
进一步地，所述导热板的热面上的凸起及冷面上的凸起均呈阵列分布。
进一步地，所述凸起与导热板一体成型。
本发明的有益效果是：本发明双层喷雾冷却换热器其热流体和冷流体均采用喷雾的方式喷射到导热板上，热流体通过热侧喷头在喷雾的瞬间，热流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的热面，冷流体通过冷侧喷头在喷雾的瞬间，冷流体雾化成高速运动的小液滴，撞击到导热板的冷面，故而热流体所雾化成的小液滴会与冷流体所雾化成的小液滴进行剧烈的流动换热，以此增强表面换热效果，提高传热系数，换热效率高；且换热器结构紧凑、减少用材，便于制造，与传统的间壁式换热器相比，极大地提高换热系数，减少了换热面积，缩小了换热器体积。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明双侧喷雾冷却换热器的剖视示意图；
图2是本发明双侧喷雾冷却换热器的三维示意图；
图3是本发明中导热板上的凸起为方形时的示意图；
图4是本发明中导热板上的凸起为菱形时的示意图。
图中：1、壳体，1-1、热流体进口，1-2、热流体出口,1-3、冷流体进口，1-4、冷流体出口；
2、导热板，2-1、热面，2-2、冷面，2-3、凸起，2-4、沟槽；
3、热侧喷雾腔，4、冷侧喷雾腔，5、热侧喷头，6、冷侧喷头，7、热侧隔板，8、冷侧隔板，9、热侧静压腔，10、冷侧静压腔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-4所示，一种双侧喷雾冷却换热器，包括壳体1，所述壳体1内固定有导热板2，并通过导热板2分隔为相互隔绝的热侧喷雾腔3和冷侧喷雾腔4，所述导热板2的两侧侧面分别为热面2-1和冷面2-2，热面2-1位于热侧喷雾腔3内，冷面2-2位于冷侧喷雾腔4内，所述热侧喷雾腔3内配置有若干用于朝向导热板2的热面2-1喷出热流体的热侧喷头5，所述冷侧喷雾腔4内配置有若干用于朝向导热板2的冷面2-2喷出冷流体的冷侧喷头6。
所述壳体1内固定有热侧隔板7和冷侧隔板8，所述导热板2位于热侧隔板7和冷侧隔板8之间；
所述壳体1内位于热侧隔板7与导热板2之间形成所述热侧喷雾腔3，所述热侧隔板7远离热侧喷雾腔3的一侧侧壁与壳体1的内壁之间形成热侧静压腔9，所述热侧喷头5均固定安装在热侧隔板7上，且均与热侧喷雾腔3连通；
所述壳体1内位于冷侧隔板8与导热板2之间形成所述冷侧喷雾腔4，所述冷侧隔板8远离冷侧喷雾腔4的一侧侧壁与壳体1的内壁之间形成冷侧静压腔10，所述冷侧喷头6均固定安装在冷侧隔板8上，且均与冷侧喷雾腔4连通；
所述壳体1上开设有热流体进口1-1、热流体出口1-2、冷流体进口1-3和冷流体出口1-4，热流体进口1-1和热侧静压腔9连通，热流体出口1-2和热侧喷雾腔3通，冷流体进口1-3和冷侧静压腔10连通，冷流体出口1-4和冷侧喷雾腔4连通。
热侧静压腔9的设置可使其内的热流体压力基本稳定，从而使热流体能够相对均匀的进入到各热侧喷头5；同样，冷侧静压腔10的设置可使其内的冷流体压力基本稳定，从而使冷流体能够相对均匀的进入到各冷侧喷头6。
所述热流体进口1-1、热流体出口1-2、冷流体进口1-3及冷流体出口1-4均位于壳体1的同一侧；从而可便于安装及布局。
所述导热板2的热面2-1和冷面2-2上均分布有若干凸起2-3，位于导热板2同一侧的相邻两个凸起2-3之间形成沟槽2-4；导热板2上两侧凸起2-3的设置起到导流、扰流的作用，强化换热效果，同时，还可降低液膜的厚度，防止因导热板2上液膜较厚而影响换热效率的问题，其中，沟槽2-4可便于排液。
所述凸起2-3的横截面均为菱形或方形。
所述导热板2的热面2-1上的凸起2-3及冷面2-2上的凸起2-3均呈阵列分布。
所述凸起2-3与导热板2一体成型。
本实施例的工作原理如下：
在外部动力作用下，热流体从热流体进口1-1流入热侧静压腔9，整个热侧静压腔9压力基本稳定；热流体从热侧静压腔9经由众多地热侧喷头5均匀地喷射入热侧喷雾腔3，经喷嘴雾化的热流体撞击到导热板2的热面2-1；
与此同时，在外部压力下，冷流体从冷流体进口1-3流入冷侧静压腔10，整个冷侧静压腔10压力基本稳定；冷流体从冷侧静压腔10经由众多地冷侧喷头6均匀地喷射入冷侧喷雾腔4，经喷嘴雾化的冷流体撞击到导热板2的冷面2-2，热流体和冷流体通过导热板2进行换热，其中，导热板2两侧的凸起2-3起到了加强流体扰流与导流的作用，热流体经换热后温度降低，从热流体出口1-2流出；冷流体经换热后温度升高，从冷流体出口1-4流出；通过上述过程，冷热两种流体达到了高效换热的目的。
例如，热流体为导热油，冷流体为水，换热时，水沸腾汽化，相变换热带走的热量更大，换热系数高。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)内固定有导热板(2)，并通过导热板(2)分隔为相互隔绝的热侧喷雾腔(3)和冷侧喷雾腔(4)，所述导热板(2)的两侧侧面分别为热面(2-1)和冷面(2-2)，热面(2-1)位于热侧喷雾腔(3)内，冷面(2-2)位于冷侧喷雾腔(4)内，所述热侧喷雾腔(3)内配置有若干用于朝向导热板(2)的热面(2-1)喷出热流体的热侧喷头(5)，所述冷侧喷雾腔(4)内配置有若干用于朝向导热板(2)的冷面(2-2)喷出冷流体的冷侧喷头(6)。
2.根据权利要求1所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述壳体(1)内固定有热侧隔板(7)和冷侧隔板(8)，所述导热板(2)位于热侧隔板(7)和冷侧隔板(8)之间；
所述壳体(1)内位于热侧隔板(7)与导热板(2)之间形成所述热侧喷雾腔(3)，所述热侧隔板(7)远离热侧喷雾腔(3)的一侧侧壁与壳体(1)的内壁之间形成热侧静压腔(9)，所述热侧喷头(5)均固定安装在热侧隔板(7)上，且均与热侧喷雾腔(3)连通；
所述壳体(1)内位于冷侧隔板(8)与导热板(2)之间形成所述冷侧喷雾腔(4)，所述冷侧隔板(8)远离冷侧喷雾腔(4)的一侧侧壁与壳体(1)的内壁之间形成冷侧静压腔(10)，所述冷侧喷头(6)均固定安装在冷侧隔板(8)上，且均与冷侧喷雾腔(4)连通；
所述壳体(1)上开设有热流体进口(1-1)、热流体出口(1-2)、冷流体进口(1-3)和冷流体出口(1-4)，热流体进口(1-1)和热侧静压腔(9)连通，热流体出口(1-2)和热侧喷雾腔(3)连通，冷流体进口(1-3)和冷侧静压腔(10)连通，冷流体出口(1-4)和冷侧喷雾腔(4)连通。
3.根据权利要求2所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述热流体进口(1-1)、热流体出口(1-2)、冷流体进口(1-3)及冷流体出口(1-4)均位于壳体(1)的同一侧。
4.根据权利要求1所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述导热板(2)的热面(2-1)和冷面(2-2)上均分布有若干凸起(2-3)，位于导热板(2)同一侧的相邻两个凸起(2-3)之间形成沟槽(2-4)。
5.根据权利要求4所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述凸起(2-3)的横截面均为菱形或方形。
6.根据权利要求4所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述导热板(2)的热面(2-1)上的凸起(2-3)及冷面(2-2)上的凸起(2-3)均呈阵列分布。
7.根据权利要求4所述的双侧喷雾冷却换热器，其特征在于：所述凸起(2-3)与导热板(2)一体成型。
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