本發(fā)明屬于換熱設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部。

背景技術(shù)：

目前，微通道換熱器已廣泛的應(yīng)用到船舶、汽車、空調(diào)等行業(yè)，微通道換熱器由于其體積小、重量輕、已經(jīng)成為了當今換熱器研究開放的重要新方向，而目前，使用簡單的換熱器芯部結(jié)構(gòu)不能實現(xiàn)多種流體換熱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部，所采取的技術(shù)方案如下：

所述用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部包括n個換熱板片組，并由n個換熱板片組交替疊放而成，其中，n為不小于3的正整數(shù)；每個所述換熱板片組承載一種熱交換流體，所述n個換熱板片組承載n種熱交換流體；所述換熱板片包括過孔換熱板片和通孔換熱板片；所述過孔換熱板片包括過孔基體、兩個流體過孔和通過化學蝕刻在過孔基體上加工出的換熱流道；所述過孔換熱板片上的換熱流道的端口位于過孔換熱板片的側(cè)邊上，作為換熱流體的進口或出口；所述兩個流體過孔作為與過孔換熱板片上的換熱流道的端口屬性對應(yīng)的換熱流體的出口或進口；所述通孔換熱板片包括冷板和熱板；所述冷板包括冷板基體、兩個流體通孔和通過化學蝕刻在冷板基體上加工出的換熱流道；所述冷板上的換熱流道的端口位于冷板基體的側(cè)邊上，分別為換熱流體的進口和出口；所述熱板包括熱板基體、兩個流體通孔和通過化學蝕刻在熱板基體上加工出的換熱流道；所述熱板上的換熱流道的端口位于熱板基體的側(cè)邊上，分別為換熱流體的進口和出口；每個換熱板片組包括一個以上的過孔換熱板片或通孔換熱板片；包括通孔換熱板片的換熱板片組中含有一個以上的冷板或熱板；不同所述換熱板片的換熱流體進、出口在垂直于換熱板片方向的投影上彼此錯開、不互相重疊，沒有任何相互重疊的部分；所述流體過孔和流體通孔在垂直于換熱板片方向的投影上安全重疊。

優(yōu)選地，所述交替疊放表示在換熱器芯部中與任一換熱板片組相鄰的換熱板片組為除它自身外的任意換熱板片組。

優(yōu)選地，相鄰的兩個換熱板片組中包含的換熱板片上設(shè)有的換熱流道垂直于換熱板片方向的投影上有相互重疊的部分用于熱交換。

優(yōu)選地，所述換熱流道全部位于所述過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面；所述過孔基體、冷板基體和熱板基體的另一面為平面，換熱器芯部中全部的過孔基體、冷板基體和熱板基體設(shè)有換熱流道的一面都朝向同一個方向。

優(yōu)選地，所述換熱流道全部位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面；所述過孔基體、冷板基體和熱板基體的另一面為平面；所述每個換熱板片組中全部的過孔基體、冷板基體和熱板基體的換熱流道一面都朝向同一個方向；相鄰的兩組換熱板片組的邊界端換熱板片的過孔基體、冷板基體和熱板基體設(shè)有換熱流道的一面朝向不同的，在此邊界端換熱板片之間疊放一個隔板，所述隔板為未蝕刻換熱流道的基體。

優(yōu)選地，所述換熱流道全部位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的兩面，每個過孔基體、冷板基體和熱板基體兩側(cè)設(shè)有隔板，所述隔板為未蝕刻換熱流道的基體。

優(yōu)選地，所述換熱流道位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面或兩面，相鄰的過孔基體和過孔基體之間、過孔基體和冷板基體之間、過孔基體和熱板基體之間、冷板基體與冷板基體之間、冷板基體與熱板基體之間、熱板基體與熱板基體之間的換熱流道一面不相鄰或相鄰，在換熱流道一面相鄰的過孔基體和過孔基體之間、過孔基體和冷板基體之間、過孔基體和熱板基體之間、冷板基體與冷板基體之間、冷板基體與熱板基體之間、熱板基體與熱板基體之間設(shè)有隔板，所述隔板為未蝕刻換熱流道的基體。

優(yōu)選地，交替疊放后裸露在外的兩個換熱板片組外設(shè)置有蓋板，任一蓋板與與其相鄰的換熱板片組之間有隔板或無隔板。

優(yōu)選地，所述過孔基體、冷板基體和熱板基體均可由不銹鋼、鈦合金、銅合金等金屬材料制成，也可由陶瓷、PVC等非金屬材料制成；所述過孔基體、冷板基體和熱板基體的厚度為1.5-4.0mm，表面粗糙度為1.6-3.2μm，平面度小于10μm。

優(yōu)選地，所述過孔基體、冷板基體和熱板基體上的換熱流道的截面深度分別為過孔基體、冷板基體和熱板基體的60-75％，水力學直徑為1.0-3.0mm。

優(yōu)選地，所述過孔基體上的換熱流道為雙曲型流道，所述兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且流體通孔設(shè)置于單曲型流道的中心位置；所述雙曲型流道中每一條曲型流道的一端即為端口，另一端對應(yīng)與流體通孔相連。

優(yōu)選地，所述冷板基體上的換熱流道為水平兩端帶有矩形端口的圓形換熱流道，所述兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且兩個流體通孔設(shè)置于圓形換熱流道的中心位置；所述流體通孔的平面高于圓形換熱流道的底面，所述圓形換熱流道內(nèi)的換熱液體不能穿過流體通孔，圓形換熱流道底部設(shè)有多個S型曲線溝壑。

優(yōu)選地，所述熱板基體上的換熱流道為單曲型流道，所述兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且流體通孔設(shè)置于單曲型流道的中心位置；所述單曲型流道完全繞過流體通孔，不與流體通口相通，使得單曲型流道內(nèi)的換熱液體不能穿過流體通孔。

所述換熱器芯部中所有換熱板片(冷板和熱板，有隔板的，包括隔板)的基體形狀、大小一致，在換熱板片投影方向上的投影相互重疊。

上述換熱器芯部中所有換熱板片(過孔換熱板、冷板和熱板，有隔板的，包括隔板)的基體為多邊形或圓形、不規(guī)則圖形中的任意一種，堆疊而成的換熱器芯部可以隨環(huán)境形狀定制，適應(yīng)特定的空間需求。

上述換熱器芯部中的蓋板可以是不銹鋼、鈦合金、銅合金等金屬材料，也可以是陶瓷、PVC等非金屬材料，厚度大于換熱板片。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提出的一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部通過對換熱板片進行冷板和熱板的設(shè)計，實現(xiàn)了多種流體同時換熱；同時，通過對過孔換熱板片、冷板和熱板的換熱流道結(jié)構(gòu)的設(shè)計有效的增加了換熱器的換熱效率。冷板及其紋理的設(shè)計增大換熱液體的流速，增大了降溫效率；熱板及其為例的設(shè)計中，加長了其流道長度，是換熱液體在流道內(nèi)的過程較長，液體與冷板的接觸時間也相對延長，使降溫的幅度增大。

附圖說明

圖1為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的冷板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的冷板的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的冷板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的冷板的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的熱板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的發(fā)明的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的熱板的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的熱板的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的過孔換熱板片的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的過孔換熱板片的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的過孔換熱板片的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的過孔換熱板片的后視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為發(fā)明所述一面設(shè)有換熱流道的過冷板的立體示意圖。

圖14為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的過熱板的立體示意圖。

圖15為發(fā)明所述兩面設(shè)有換熱流道的過孔換熱板片的立體示意圖。

圖16為發(fā)明所述換熱器芯部的一種搭配結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明不受實施例的限制。

實施例1

一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部包括3個換熱板片組，并由3個換熱板片組交替疊放而成；每個所述換熱板片組承載一種熱交換流體，即所換熱器芯部內(nèi)包括3種熱交換流體；換熱板片包括過孔換熱板片和通孔換熱板片；過孔換熱板片包括過孔基體、兩個流體過孔和通過化學蝕刻在過孔基體上加工出的換熱流道；孔換熱板片上的換熱流道的端口位于過孔換熱板片的側(cè)邊上，作為換熱流體的進口；兩個流體過孔作為與過孔換熱板片上的換熱流道的端口屬性對應(yīng)的換熱流體的出口；過孔基體上的換熱流道為雙曲型流道(如圖9所示)，兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且流體通孔設(shè)置于單曲型流道的中心位置；雙曲型流道中每一條曲型流道的一端即為端口，另一端對應(yīng)與流體通孔相連。

通孔換熱板片包括冷板和熱板；冷板包括冷板基體、兩個流體通孔和通過化學蝕刻在冷板基體上加工出的換熱流道；冷板上的換熱流道的端口位于冷板基體的側(cè)邊上，分別為換熱流體的進口和出口；熱板包括熱板基體、兩個流體通孔和通過化學蝕刻在熱板基體上加工出的換熱流道；熱板上的換熱流道的端口位于熱板基體的側(cè)邊上，分別為換熱流體的進口和出口；其中，冷板基體上的換熱流道為水平兩端帶有矩形端口的圓形換熱流道(如圖1所示)，兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且兩個流體通孔設(shè)置于圓形換熱流道的中心位置；流體通孔的平面高于圓形換熱流道的底面，圓形換熱流道內(nèi)的換熱液體不能穿過流體通孔，圓形換熱流道底部設(shè)有多個S型曲線溝壑。熱板基體上的換熱流道為單曲型流道(如圖5所示)，所述兩個流體通孔的孔心在同一直線上，并且流體通孔設(shè)置于單曲型流道的中心位置；所述單曲型流道完全繞過流體通孔，不與流體通口相通，使得單曲型流道內(nèi)的換熱液體不能穿過流體通孔。交替疊放后裸露在外的兩個換熱板片組外設(shè)置有蓋板，任一蓋板與其相鄰的換熱板片組之間有隔板，隔板為未蝕刻換熱流道的基體。

每個換熱板片組包括一個以上的過孔換熱板片或通孔換熱板片；包括通孔換熱板片的換熱板片組中含有一個以上的冷板或熱板；其中，過孔換熱板片、冷板和熱板的交疊順序順序及各板片的具體數(shù)量可自由搭配。不同所述換熱板片的換熱流體進、出口在垂直于換熱板片方向的投影上彼此錯開、不互相重疊，沒有任何相互重疊的部分；所述流體過孔和流體通孔在垂直于換熱板片方向的投影上安全重疊。

本實施例中，換熱流道全部位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面，過孔基體、冷板基體和熱板基體的另一面為平面，如圖1、圖2、圖5、圖6和圖9、圖10所示；換熱器芯部中全部的過孔基體、冷板基體和熱板基體設(shè)有換熱流道的一面都朝向同一個方向，并且換熱器芯部中所有換熱板片(冷板、熱板和隔板)的基體均為圓形。

過孔基體、冷板基體和熱板基體均可由不銹鋼、鈦合金、銅合金等金屬材料制成，也可由陶瓷、PVC等非金屬材料制成；過孔基體、冷板基體和熱板基體的厚度為1.5-4.0mm，表面粗糙度為1.6-3.2μm，平面度小于10μm。過孔基體、冷板基體和熱板基體上的換熱流道的截面深度分別為冷板基體和熱板基體的60-75％，水力學直徑為1.0-3.0mm。

同時，換熱器芯部中所有換熱板片(過孔換熱板片、冷板和熱板)的基體(過孔基體、冷板基體和熱板基體)以及隔板的形狀、大小一致，在換熱板片投影方向上的投影相互重疊。換熱器芯部中的蓋板可以是不銹鋼、鈦合金、銅合金等金屬材料，也可以是陶瓷、PVC等非金屬材料，厚度大于換熱板片。

實施例2

實施例2與實施例1的不同之處在于，一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部，包括8個換熱板片組，并由8個換熱板片組交替疊放而成，其中，換熱板片組的交替疊放表示在換熱器芯部中與任一換熱板片組相鄰的換熱板片組為除它自身外的任意換熱板片組。每個換熱板片組承載一種熱交換流體，即所換熱器芯部內(nèi)包括8種熱交換流體?？讚Q熱板片上的換熱流道的端口位于過孔換熱板片的側(cè)邊上，作為換熱流體的出口；兩個流體過孔作為與過孔換熱板片上的換熱流道的端口屬性對應(yīng)的換熱流體的進口；交替疊放后裸露在外的兩個換熱板片組外設(shè)置有蓋板，任一蓋板與其相鄰的換熱板片組之間無隔板。

換熱流道全部位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面；過孔基體、冷板基體和熱板基體的另一面為平面；每個換熱板片組中全部的過孔基體、冷板基體和熱板基體的換熱流道一面都朝向同一個方向；不同的換熱板片組的全部換熱流道一面朝向可以不同。當相鄰的兩組換熱板片組的邊界端換熱板片的過孔基體、冷板基體或熱板基體設(shè)有換熱流道的一面朝向不同的，在此邊界端換熱板片之間疊放一個隔板，其中，隔板為未蝕刻換熱流道的基體。其他的部件及連接方式與實施例1相同。

實施例3

實施例3與實施例1和實施例2的不同之處在于，一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部，包括15個換熱板片組，并由15個換熱板片組交替疊放而成，其中，換熱板片組的交替疊放表示在換熱器芯部中與任一換熱板片組相鄰的換熱板片組為除它自身外的任意換熱板片組。每個換熱板片組承載一種熱交換流體，即所換熱器芯部內(nèi)包括15種熱交換流體。交替疊放后裸露在外的兩個換熱板片組外設(shè)置有蓋板，任一蓋板與其相鄰的換熱板片組之間有隔板或無隔板。過孔基體、冷板基體和熱板基體的換熱流道全部位于換熱板片的兩面(如圖3、圖4和圖7、圖8、圖11、圖12所示)，每個換熱板片兩側(cè)設(shè)有隔板。其他的部件及連接方式與實施例1和實施例2相同。

實施例4

實施例4與上述實施例的不同之處在于，一種用于三種以上流體熱交換的換熱器芯部，包括20個換熱板片組，并由20個換熱板片組交替疊放而成，其中，換熱板片組的交替疊放表示在換熱器芯部中與任一換熱板片組相鄰的換熱板片組為除它自身外的任意換熱板片組。每個換熱板片組承載一種熱交換流體，即所換熱器芯部內(nèi)包括20種熱交換流體。換熱流道位于過孔基體、冷板基體和熱板基體的一面或兩面，相鄰的過孔基體和過孔基體之間、過孔基體和冷板基體之間、過孔基體和熱板基體之間、冷板基體與冷板基體之間、冷板基體與熱板基體之間、熱板基體與熱板基體之間的換熱流道一面不相鄰或相鄰，在換熱流道一面相鄰的過孔基體和過孔基體之間、過孔基體和冷板基體之間、過孔基體和熱板基體之間、冷板基體與冷板基體之間、冷板基體與熱板基體之間、熱板基體與熱板基體之間設(shè)有隔板。他的部件及連接方式與上述實施例相同。

雖然本發(fā)明已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準。