CN209295733U - 一种换热器内部通道结构及换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种换热器内部通道结构，属于换热器设计技术领域，其包括相对设置的上壁板和下壁板，上壁板和下壁板之间具有以隔板隔离而成的多个流道，相邻的所述流道之间具有穿过所述隔板的扰流孔用于使流道内的介质形成与所述流道流向方向不同的环形流动。本实用新型的换热器内部流道构型与传统流道布置的换热器相比，流道使换热器内部流体流动阻力分布更均匀，尽可能减少流动“死区”，提高了换热效率，以及扰流孔将各流道之间的流体联通起来，不再“独立”，形成环向流动，提高了换热效率。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器结构设计领域，尤其涉及一种换热器内部通道结构及换热器。
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，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，应用广泛。
然而，为了提高换热器的换热能力，通常的做法有增大热介质流道与冷介质流道之间的换热面积，或增加流道内流体的流动速度、增加流体扰动等方式，但上述方式均不能很好的平衡换热器在体积、重量、流阻与换热效率等多方面的参数。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种换热器内部通道结构及换热器，用于解决或减轻如背景技术中所述的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种换热器内部通道结构，其包括相对设置的上壁板和下壁板，上壁板和下壁板之间具有以隔板隔离而成的多个流道，相邻的所述流道之间具有穿过所述隔板的扰流孔用于使流道内的介质形成与所述流道流向方向不同的环形流动。
在本实用新型优选实施例中，相邻所述流道之间具有多个所述扰流孔，多个所述扰流孔轴线平行。
在本实用新型优选实施例中，所述扰流孔的轴线与流道的流向相垂直。
在本实用新型优选实施例中，所述扰流孔的形状包括圆形、椭圆形、圆角矩形。
在本实用新型优选实施例中，多个所述流道的梯度平行。
在本实用新型优选实施例中，所述上壁板、下壁板与隔板采用一体化成型。
本实用新型还提供了一种换热器，所述换热器包括至少一个所述的换热器内部通道结构，还包括与所述上壁板和/或所述下壁板接触且具有第二介质的换热器内部第二流道结构。
在本实用新型优选实施例中，所述换热器内部第二流道结构与所述换热器内部通道结构相同。
本实用新型采用的梯度平行流道和扰流孔结构的换热器内部流道构型，及由此构成构成的换热器，与传统流道布置的换热器相比，提高换热效率有以下两个方面：
1)梯度平行的流道，使换热器内部流体流动阻力分布更均匀，尽可能减少流动“死区”，提高了换热效率，流道数量可根据实际情况选取最优结果，不再选择“兼容”值，使换热器内部流道数模减少，进而减少了相比数量的支撑结构，降低了重量；
2)扰流孔，将各流道之间的流体联通起来，不再“独立”，形成环向流动，提高了换热效率，在满足强度需求的同时所开孔，相当于将少了流道之间支撑结构的体积，因此降低了重量。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1为本实用新型的换热器内部通道结构示意图。
图2为本实用新型一实施例的换热器流道结构简图。
图3为本实用新型一实施例的换热器简图。
附图标记：
10-换热器内部通道结构；
1-上壁板，2-下壁板，3-扰流孔，4-流道，5-隔板；
20-换热器内部第二流道结构。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了解决背景技术中所说的现有换热器的问题，本实用新型提供一种新型的换热器内部通道结构，本实用新型的换热器内部通道结构具有较高的换热系数、较小的流阻以及较小的重量等，为空间限制严格、重量要求苛刻的换热器产品提供了一种新的选择。
如图1所述为本实用新型的换热器内部通道结构，本实用新型的换热器内部通道结构包括上壁板1和下壁板2，上壁板1和下壁板2相对设置，在上壁板1和下壁板2之间具有以隔板5，隔板5将上壁板1和下壁板2之间的整体流道隔离而成多个流道4，在相邻的两个流道4之间具有穿过隔板5的扰流孔3，扰流孔可以使流道4内的介质横向流动以形成与流道4内介质流向方向不同的环形流动。
图1中所示流道4包括四个流道，本实施例中以位于中间部位的两个流道4a和流道4b做阐述。在本实用新型中，流道4a和流道4b梯度平行设置。
图1中，方向d1即为流道4内介质的主要流通方向，方向d2为沿扰流孔3流道的介质形成的环向流通方向。
需要说明的是，隔板5与上壁板1和下壁板2可以采用类似于直角角片的连接形式，并通过铆钉/螺栓等连接件进行连接。但在本实用新型中，为了保证密封性、流通性及结构强度，上壁板1、下壁板2和隔板5采用一体化成型技术得到。前述一体化成型技术包括铸造、3D增材打印等技术。
在本实用新型中，扰流孔3用于使流道4内的介质产生环向流动，以均衡各个流道4内的介质温度。为此，在本实用新型中，扰流孔3可以多个，以增加环向流动的流量，如图1中所示的5个扰流孔3a～3e(端部的两个扰流孔3由于视图剖切原因未画全)。在图1中，五个扰流孔3a～3e轴线平行设置，且直径大小相同。
在本实用新型中，扰流孔3的形状可以为多种，其包括圆形、椭圆形、圆角矩形。在实际使用过程，可以采用单一形状的扰流孔3，也可以采用多种形状混合使用的扰流孔3，但为了流体效果，优先采用单一形状的扰流孔3。
本实用新型的换热器内部通道结构的工作原理：
热介质首先通过互相平行，但间隔距离不等的梯度布置的平行流道4，因各流道4之间的流阻经预先计算，基本一致，因此会均匀的进入，完成轴向流道流动；同时各平行流道4之间设置扰流孔3，在平行流动的基础上增加了环向流动，经过两端的汇集流道收集后流出换热器。在整个流动过程中，热介质通过上壁板1和/或下壁面2与外界冷却介质进行换热，由于流动介质同时具有轴向流动和环向流动，流动介质与底部避免的边界层被连续不断的破坏，无法形成稳定的流动边界层，因此其换热效率大大提高。
另外，在本实用新型中还提供一种换热器，换热器包括本实用新型中的内部流道结构，在换热器内部通道结构中流通有第一种介质，还包括流通有第二种介质的换热器内部第二流道结构20，换热器内部第二流道结构20与换热器内部通道结构10的上壁板1和下壁板2接触换热。
如图2所示的一种换热器的流道结构简图，在本实施例中，换热器内部通道结构10位于中部，上部和下部均为换热器内部第二流道结构20。两种流道结构通过上壁板1和下壁板2进行换热。
在上述方案中，换热器内部通道结构10内流通的第一介质为热介质，换热器内部第二流道结构20中流通的第二介质为冷介质。
在本实用新型的换热器另一实施例中，换热器内部通道结构10与换热器内部第二流道结构20为相同的流道结构。
如图3所示为本实用新型一实施例的换热器简图，在此换热器中，换热器内部通道结构10位于换热器中层，换热器内部第二流道结构20夹于换热器内部通道结构10的两侧，热介质自左向右流通于换热器内部通道结构10中，冷介质自右向左流通于换热器内部第二流道结构20中，两者通过上壁板1和下壁板2进行热交换。
本实用新型采用的梯度平行流道和扰流孔结构的换热器内部流道构型，及由此构成构成的换热器，与传统流道布置的换热器相比，提高换热效率有以下两个方面：
1)梯度平行的流道4，使换热器内部流体流动阻力分布更均匀，尽可能减少流动“死区”，提高了换热效率，流道数量可根据实际情况选取最优结果，不再选择“兼容”值，使换热器内部流道数模减少，进而减少了相比数量的支撑结构，降低了重量；
2)扰流孔3，将各流道4之间的流体联通起来，不再“独立”，形成环向流动，提高了换热效率，在满足强度需求的同时所开孔，相当于将少了流道之间支撑结构的体积，因此降低了重量。
以上所述，仅为本实用新型的最优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种换热器内部通道结构，其特征在于，所述换热器内部通道结构包括相对设置的上壁板(1)和下壁板(2)，上壁板(1)和下壁板(2)之间具有以隔板(5)隔离而成的多个流道(4)，相邻的所述流道(4)之间具有穿过所述隔板(5)的扰流孔(3)用于使流道(4)内的介质形成与所述流道(4)流向方向不同的环形流动。
2.根据权利要求1所述的换热器内部通道结构，其特征在于，相邻所述流道(4)之间具有多个所述扰流孔(3)，多个所述扰流孔(3)轴线平行。
3.根据权利要求1或2所述的换热器内部通道结构，其特征在于，所述扰流孔(3)的轴线与流道(4)的流向相垂直。
4.根据权利要求3所述的换热器内部通道结构，其特征在于，所述扰流孔(3)的形状包括圆形、椭圆形、圆角矩形。
5.根据权利要求1所述的换热器内部通道结构，其特征在于，多个所述流道(4)的梯度平行。
6.根据权利要求1所述的换热器内部通道结构，其特征在于，所述上壁板(1)、下壁板(2)与隔板(5)采用一体化成型。
7.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括至少一个如权利要求1-6任一所述的换热器内部通道结构，还包括与所述上壁板(1)和/或所述下壁板(2)接触且具有第二介质的换热器内部第二流道结构(20)。
8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述换热器内部第二流道结构(20)与所述换热器内部通道结构(10)相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821785941.0U CN209295733U (zh) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | 一种换热器内部通道结构及换热器 |
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| CN201821785941.0U CN209295733U (zh) | 2018-10-30 | 2018-10-30 | 一种换热器内部通道结构及换热器 |
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| CN (1) | CN209295733U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112880454A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种换热结构及半导体换热装置 |
| CN115042363A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-13 | 宁国天美电子科技有限公司 | 电动式轨道热压成型机 |
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2018
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