CN113686189A - 一种多层热转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层热转换器。现有热转换器上流体通道均为光滑面，热交换面积小，流体通道中流体流速过快；同时，现有热转换器多为单层结构，以上两点使得现有热转换器的热交换效率低下。本发明设置有多个蓄热层，且多个蓄热层之间设置有层间联通通道，流体通道采用不规则形状。本发明增大了流体通道的内腔表面积，延缓了流体通道中流体的流动速度，延长了流体通道中流体的停留时间，提高了整个热转换器的热交换效率。

Description

一种多层热转换器
技术领域
本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种多层热转换器。
背景技术
热转换器是将一种流体的热量传递给另一种流体的装置。现有热转换器上流体通道均为光滑面，热交换面积小，流体通道中流体流速过快；同时，现有热转换器多为单层结构，以上两点使得现有热转换器的热交换效率低下，造成了资源的浪费。因此，提高现有热转换器的热交换效率迫在眉睫。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种多层热转换器，具有较高的热交换效率，提升了资源的有效利用率。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种多层热转换器，包括多个同轴设置的蓄热层，所述蓄热层内表面及外表面上设置有蓄热翅片，所述蓄热层侧壁上沿轴向设置有流体通道；所述流体通道横截面为不规则形状；所述多个蓄热层之间通过层间连接件固定连接，所述层间连接件内部设置有层间连通通道，多个蓄热层之间通过所述层间连通通道相互连通；
具体地，所述流体通道横截面形状为多个V状串联组成；
具体地，所述流体通道横截面形状为多个L型和倒L型交替串联组成；
具体地，所述流体通道横截面形状呈中心放射状，由圆上设置有多个三角形切口形成。
本发明的有益效果：
1)本发明设置有多个蓄热层，且多个蓄热层之间设置有层间联通通道，增长了流体通道的物理长度，增加了流体通道中流体的折返次数，提高了热转换器的热交换效率，从而提高了资源利用率；
2)本发明中流体通道采用不规则形状，增大了流体通道的内腔表面积，延缓了流体通道中流体的流动速度，延长了流体通道中流体的停留时间，从而提高了整个热转换器的热交换效率。
附图说明
图1为圆形三层热转换器(V型)结构示意图；
图2为圆形三层热转换器(V型)立体结构示意图；
图3为柱形三层热转换器(L型)结构示意图；
图4为中心放射状流体通道形状示意图；
图5为发动机尾气热交换工作原理图；
图中，1-蓄热层、2-蓄热翅片、3-流体通道、4-层间连接件、5-层间连通通道。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
1)实施例1：
如图1圆形三层热转换器(V型)结构示意图、图2圆形三层热转换器(V型)立体结构示意图所示，本发明包括3个同轴设置的圆形蓄热层1，蓄热层1内表面及外表面上沿圆周设置有圆弧状的蓄热翅片2，可增大热转换器的蓄热面积；蓄热层1侧壁上沿轴向设置有流体通道3，流体通道3横截面形状为多个V状串联组成，轨迹为圆弧状，V状的流体通道增大了流体通道的内腔表面积，延缓了流体通道中流体的流动速度，延长了流体通道中流体的停留时间；3个蓄热层1之间通过层间连接件4固定连接，层间连接件4以热转换器中心轴线为中心，呈圆周阵列布置；
层间连接件4内部设置有层间连通通道5，蓄热层1之间通过层间连通通道5相互连通，增长了流体通道的物理长度，增加了流体通道中流体的折返次数；
2)实施例2：
如图3柱形三层热转换器(L型)结构示意图所示，本发明包括3个矩形蓄热层1，蓄热层1内表面及外表面上沿圆周设置有圆弧状的蓄热翅片2，可增大热转换器的蓄热面积；蓄热层1侧壁上沿轴向设置有流体通道3，流体通道3横截面形状为多个L型和倒L型交替串联组成，L型的流体通道增大了流体通道的内腔表面积，延缓了流体通道中流体的流动速度，延长了流体通道中流体的停留时间；3个蓄热层1之间通过层间连接件4固定连接，热转换器四个面上均设置有层间连接件4；层间连接件4内部设置有层间连通通道5，蓄热层1之间通过层间连通通道5相互连通，增长了流体通道的物理长度，增加了流体通道中流体的折返次数；
3)实施例3：
如图4中心放射状流体通道形状示意图所示，流体通道3横截面形状呈中心放射状，由圆上设置有多个三角形切口形成；本实施例中热转换器整体结构可采用实施例1中的圆形结构或实施例2中的柱形结构，蓄热层层数可根据实际需求进行计算。
本发明中流体通道形状、热转换器整体结构及蓄热层层数不限于实施例所举，任何形状上的简单变化及层数的增加均在本发明保护范围内。
以发动机热交换过程为例，说明本发明的工作原理如下：
如图5发动机尾气热交换工作原理图所示，将多层热转换器置于发动机尾气管内部，图中a区域为发动机排出的高温尾气的通过区域；发动机尾气的热量通过蓄热层上的蓄热翅片传导至多层热转换器；流体从多层热转换器上一蓄热层流入，流经该蓄热层流体通道后，经层间连通通道流入相邻蓄热层，流体流动过程中，通过热交换将多层热转换器上蓄积的热量传导至流体。
本发明中流体通道采用不规则形状，并设置有多个蓄热层，且多个蓄热层之间设置有层间联通通道，增大了热交换面积，延长了流体通道中流体的停留时间，从而提高了整个热转换器的热交换效率。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种多层热转换器，其特征在于：包括多个同轴设置的蓄热层(1)，所述蓄热层(1)内表面及外表面上设置有蓄热翅片(2)，所述蓄热层(1)侧壁上沿轴向设置有流体通道(3)；所述流体通道(3)横截面为不规则形状；所述多个蓄热层(1)之间通过层间连接件(4)固定连接，所述层间连接件(4)内部设置有层间连通通道(5)，多个蓄热层(1)之间通过所述层间连通通道(5)相互连通。
2.根据权利要求1所述的一种多层热转换器，其特征在于：所述流体通道(3)横截面形状为多个V状串联组成。
3.根据权利要求1所述的一种多层热转换器，其特征在于：所述流体通道(3)横截面形状为多个L型和倒L型交替串联组成。
4.根据权利要求1所述的一种多层热转换器，其特征在于：所述流体通道(3)横截面形状呈中心放射状，由圆上设置有多个三角形切口形成。
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