CN220634268U - 一种微通道结构及仿生微通道反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微通道结构及仿生微通道反应器，涉及化工、医药技术领域，微通道结构包括若干列微通道模块，相邻的所述微通道模块依次连通，一侧的所述微通道模块的一端设置有总入口，另一侧的所述微通道模块的一端设置有总出口，各所述微通道模块包括若干交替设置的第一通道和第二通道，相邻的所述第一通道和所述第二通道连通，所述第一通道的尺寸小于所述第二通道的尺寸，所述第一通道中设置有第一挡板，所述第二通道中设置有第二挡板。本实用新型的微通道模块由大小不同的第一通道和第二通道相互交替形成，能够改变通道内流体介质的运动状态，以达到更佳的混合状态。

Description

一种微通道结构及仿生微通道反应器

技术领域

本实用新型涉及化工、医药技术领域，特别是涉及一种微通道结构及仿生微通道反应器。

背景技术

现有的微通道模块都是由大小相同的反应通道组成，其存在传质传热效果差的问题；或者，通过复杂的结构加强其传质及传热的效果，其存在结构复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微通道结构及仿生微通道反应器，微通道模块由大小不同的第一通道和第二通道相互交替形成，能够改变通道内流体介质的运动状态，以达到更佳的混合状态。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种微通道结构，包括若干列微通道模块，相邻的所述微通道模块依次连通，一侧的所述微通道模块的一端设置有总入口，另一侧的所述微通道模块的一端设置有总出口，各所述微通道模块包括若干交替设置的第一通道和第二通道，相邻的所述第一通道和所述第二通道连通，所述第一通道的尺寸小于所述第二通道的尺寸，所述第一通道中设置有第一挡板，所述第二通道中设置有第二挡板。

优选地，在同一所述微通道模块中，所述第一通道的数量和所述第二通道的数量相同；各所述微通道模块中的所述第一通道的数量相同。

优选地，相邻的所述微通道模块呈S形连通；各所述微通道模块的一端均为第一通道，各所述微通道模块的另一端均为第二通道。

优选地，除了位于各奇数列的所述微通道模块一端的所述第一通道以及位于各偶数列的所述微通道模块另一端的所述第二通道以外，在同一行中，所述微通道模块的所述第一通道与相邻的所述微通道模块的所述第二通道交替设置。

优选地，所述第一通道的入口和所述第一通道的出口均与所述第一挡板的中间位置对应，所述第一挡板将所述第一通道分为第一分通道和第二分通道，所述第一分通道的一端和所述第二分通道的一端连通，所述第一分通道的另一端和所述第二分通道的另一端连通；

所述第二通道的入口和所述第二通道的出口均与所述第二挡板的中间位置对应，所述第二挡板将所述第二通道分为第三分通道和第四分通道，所述第三分通道的一端和所述第四分通道的一端连通，所述第三分通道的另一端和所述第四分通道的另一端连通。

优选地，所述第一通道的宽度为2～8mm，所述第一通道的高度为1～4mm；所述第二通道的宽度为4～13mm，所述第二通道的高度为2～6mm，所述第一通道和所述第二通道的厚度均为10～50mm。

优选地，所述第一通道和所述第二通道均呈弧形，所述第一挡板和所述第二挡板均呈弧形，所述第一通道的弯曲方向、所述第二通道的弯曲方向、所述第一挡板的弯曲方向和所述第二挡板的弯曲方向均相同。

优选地，所述第一通道的弧度和所述第一挡板的弧度相同；所述第二通道的弧度和所述第二挡板的弧度相同。

优选地，所述第一通道的弧度和所述第二通道的弧度相同；所述第一通道的弧度和所述第二通道的弧度均为30～160°。

本实用新型还提供了一种仿生微通道反应器，包括三个所述微通道结构，三个所述微通道结构自上而下依次设置，位于中间的所述微通道结构用于通入反应介质，位于两侧的所述微通道结构用于通入导热介质，三个所述微通道结构的所述微通道模块对应设置。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型仿生于水母运动形态，微通道模块包括交替设置的第一通道和第二通道，且第一通道和第二通道的大小不同，与现有技术相比，可更好的达到混合均匀的目的，其结构简单且传质和传热效果可得到提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的微通道结构示意图；

图2为本实用新型的微通道模块示意图；

图3为本实用新型的第一通道和第二通道示意图；

图4为本实用新型的第一通道和第二通道中流体介质流动路径示意图；

图5为本实用新型的第一通道和第二通道示意图(第一种弧度)；

图6为本实用新型的第一通道和第二通道中流体介质流动路径示意图(第一种弧度)；

图7为本实用新型的第一通道和第二通道示意图(第二种弧度)；

图8为本实用新型的第一通道和第二通道中流体介质流动路径示意图(第二种弧度)；

图9为本实用新型的第一通道和第二通道示意图(第三种弧度)；

图10为本实用新型的第一通道和第二通道中流体介质流动路径示意图(第三种弧度)；

图11为本实用新型的第一通道和第二通道尺寸示意图；

其中，100-微通道结构，1-微通道模块，2-入口，3-出口，4-第一通道，5-第二通道，6-第一挡板，7-第二挡板，8-第一分通道，9-第二分通道，10-第三分通道，11-第四分通道。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种微通道结构及仿生微通道反应器，微通道模块由大小不同的第一通道和第二通道相互交替形成，能够改变通道内流体介质的运动状态，以达到更佳的混合状态。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1至图11所示：本实施例提供了一种微通道结构100，包括若干列微通道模块1，相邻的微通道模块1依次连通，一侧的微通道模块1的一端设置有总入口2，另一侧的微通道模块1的一端设置有总出口3，各微通道模块1包括若干交替设置的第一通道4和第二通道5，相邻的第一通道4和第二通道5连通，第一通道4的尺寸小于第二通道5的尺寸，第一通道4中设置有第一挡板6，第二通道5中设置有第二挡板7。

具体地，本实施例中，相邻的微通道模块1呈S形连通；各微通道模块1的一端均为第一通道4，各微通道模块1的另一端均为第二通道5。

本实施例中，在同一微通道模块1中，第一通道4的数量和第二通道5的数量相同；各微通道模块1中的第一通道4的数量相同。

本实施例中，除了位于各奇数列的微通道模块1一端的第一通道4以及位于各偶数列的微通道模块1另一端的第二通道5以外，在同一行中，微通道模块1的第一通道4与相邻的微通道模块1的第二通道5交替设置，能够有效减少微通道结构100的占用空间。

本实施例中，第一通道4的宽度W1为3mm，第一通道4的高度H1为2mm。第一通道4的入口和第一通道4的出口均与第一挡板6的中间位置对应，第一挡板6将第一通道4分为第一分通道8和第二分通道9，第一分通道8和第二分通道9的尺寸相同；第一分通道8的一端和第二分通道9的一端连通，第一分通道8的另一端和第二分通道9的另一端连通，流体介质进入由第一通道4的入口进入第一通道4，由于第一挡板6的作用，沿第一分通道8和第二分通道9分流后，在第一通道4的出口处合流。

本实施例中，第二通道5的宽度W2为4mm，第二通道5的高度H2为3mm。第一通道4和第二通道5的厚度(垂直纸面方向的尺寸)均为30mm。第二通道5的入口和第二通道5的出口均与第二挡板7的中间位置对应，第二挡板7将第二通道5分为第三分通道10和第四分通道11，第三分通道10和第四分通道11的尺寸相同；第三分通道10的一端和第四分通道11的一端连通，第三分通道10的另一端和第四分通道11的另一端连通，流体介质进入由第二通道5的入口进入第二通道5，由于第二挡板7的作用，沿第三分通道10和第四分通道11分流后，在第二通道5的出口处合流。

如图4所示，流体介质由第一通道4的入口进入第一通道4，沿第一分通道8和第二分通道9分流后，在第一通道4的出口处合流，然后由第二通道5的入口进入第二通道5，沿第三分通道10和第四分通道11分流后，在第二通道5的出口处合流，以此相互交替变换流体介质的流动状态。流体介质的流动速度和通道的曲率半径有关，曲率半径增大流动速度减小，曲率半径减小流动速度增大。本实施例通过交替设置的第一通道4和第二通道5，从而使得流体介质的流动状态得到改变，进而达到更佳的混合目的。

本实施例中，第一通道4和第二通道5均呈弧形，第一挡板6和第二挡板7均呈弧形，第一通道4的弯曲方向、第二通道5的弯曲方向、第一挡板6的弯曲方向和第二挡板7的弯曲方向均相同。

本实施例中，第一通道4的弧度、第一挡板6的弧度相同、第二通道5的弧度和第二挡板7的弧度均相同；第一通道4和第二通道5的弧度为90°，图5、图7和图9中分别示出了三种不同的弧度，在不同压力条件下可选择不同弧度的反应通道。

实施例二

本实施例提供了一种仿生微通道反应器，其呈现三明治结构，包括三个实施例一的微通道结构100，三个微通道结构100自上而下依次设置，位于中间的微通道结构100用于通入反应介质，位于两侧的微通道结构100用于通入导热介质，例如位于中间的微通道结构100用于通入反应液，位于两侧的微通道结构100用于通入导热油，三个微通道结构100的微通道模块1对应设置。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种微通道结构，其特征在于：包括若干列微通道模块，相邻的所述微通道模块依次连通，一侧的所述微通道模块的一端设置有总入口，另一侧的所述微通道模块的一端设置有总出口，各所述微通道模块包括若干交替设置的第一通道和第二通道，相邻的所述第一通道和所述第二通道连通，所述第一通道的尺寸小于所述第二通道的尺寸，所述第一通道中设置有第一挡板，所述第二通道中设置有第二挡板。

2.根据权利要求1所述的微通道结构，其特征在于：在同一所述微通道模块中，所述第一通道的数量和所述第二通道的数量相同；各所述微通道模块中的所述第一通道的数量相同。

3.根据权利要求1所述的微通道结构，其特征在于：相邻的所述微通道模块呈S形连通；各所述微通道模块的一端均为第一通道，各所述微通道模块的另一端均为第二通道。

4.根据权利要求3所述的微通道结构，其特征在于：除了位于各奇数列的所述微通道模块一端的所述第一通道以及位于各偶数列的所述微通道模块另一端的所述第二通道以外，在同一行中，所述微通道模块的所述第一通道与相邻的所述微通道模块的所述第二通道交替设置。

5.根据权利要求1所述的微通道结构，其特征在于：所述第一通道的入口和所述第一通道的出口均与所述第一挡板的中间位置对应，所述第一挡板将所述第一通道分为第一分通道和第二分通道，所述第一分通道的一端和所述第二分通道的一端连通，所述第一分通道的另一端和所述第二分通道的另一端连通；

所述第二通道的入口和所述第二通道的出口均与所述第二挡板的中间位置对应，所述第二挡板将所述第二通道分为第三分通道和第四分通道，所述第三分通道的一端和所述第四分通道的一端连通，所述第三分通道的另一端和所述第四分通道的另一端连通。

6.根据权利要求1所述的微通道结构，其特征在于：所述第一通道的宽度为2～8mm，所述第一通道的高度为1～4mm；所述第二通道的宽度为4～13mm，所述第二通道的高度为2～6mm，所述第一通道和所述第二通道的厚度均为10～50mm。

7.根据权利要求1所述的微通道结构，其特征在于：所述第一通道和所述第二通道均呈弧形，所述第一挡板和所述第二挡板均呈弧形，所述第一通道的弯曲方向、所述第二通道的弯曲方向、所述第一挡板的弯曲方向和所述第二挡板的弯曲方向均相同。

8.根据权利要求7所述的微通道结构，其特征在于：所述第一通道的弧度和所述第一挡板的弧度相同；所述第二通道的弧度和所述第二挡板的弧度相同。

9.根据权利要求8所述的微通道结构，其特征在于：所述第一通道的弧度和所述第二通道的弧度相同；所述第一通道的弧度和所述第二通道的弧度均为30～160°。

10.一种仿生微通道反应器，其特征在于：包括三个如权利要求1-9中任一项所述微通道结构，三个所述微通道结构自上而下依次设置，位于中间的所述微通道结构用于通入反应介质，位于两侧的所述微通道结构用于通入导热介质，三个所述微通道结构的所述微通道模块对应设置。