一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体

本发明涉及换热设备，具体地说，涉及一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体。

背景技术：

1、随着航空航天、石油化工、能源动力等行业的蓬勃发展，各行业中使用的换热设备的热负荷越来越高，同时要求换热设备更加紧凑，因此，世界各国也不断加大投入来研发新型高效紧凑的换热设备。其中，印刷电路板换热器(printed circuit heat exchanger, 简称pche)受到了广泛关注，印刷电路板换热器作为一种换热性能优良的紧凑式微细通道换热器，采用化学蚀刻工艺在换热板上加工出流道，再将多层换热板通过扩散焊工艺焊接成换热芯体，最后用封头封装流道进出口而组成换热器。由于其特殊的加工方式，印刷电路板换热器的紧凑度可达2500m2/m3以上，且能承受90mpa以上的工作压力及900℃以上的工作温度。

2、然而，在现有的印刷电路板换热器中，换热芯体由冷侧板与热侧板交替堆叠焊接而成，冷侧板和热侧板上分别蚀刻有冷流道和热流道，冷热流体主要通过冷侧板和热侧板的中间壁面进行换热，该结构会造成冷热流体无法在同一板层的水平方向上进行换热，导热热阻较大。

3、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，能够克服传统设计中冷热流体无法在同层换热板的水平方向上换热的问题，提高换热效率，并且结构简单，易于加工制造。

2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

3、一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，包括：

4、自上而下依次交错堆叠焊接的若干个第一板层和第二板层；

5、所述第一板层与所述第二板层相对的两面结构互相配合，所述第一板层上设置有交替平行布置的第一冷流道与第一热流道，所述第二板层上设置有交替平行布置的第二冷流道与第二热流道。

6、进一步的，所述第一冷流道与第一热流道均设置有若干条。

7、进一步的，所述第一冷流道包括第一冷流入口、第一冷流出口、第一冷流换热段及第一冷流过渡段，所述第一冷流换热段一端为第一冷流入口，另一端与第一冷流过渡段一端连通，所述第一冷流过渡段另一端为第一冷流出口。

8、进一步的，所述第一热流道包括第一热流入口、第一热流出口、第一热流换热段和第一热流过渡段，所述第一热流换热段一端为第一热流入口，另一端与所述第一热流过渡段一端连通，所述第一热流过渡段另一端为第一热流出口。

9、进一步的，所述第二板层上有交替平行布置的若干条第二冷流道与第二热流道。

10、进一步的，所述第二冷流道包括第二冷流入口、第二冷流过渡段、第二冷流换热段以及第二冷流出口，所述第二冷流换热段一端与第二冷流过渡段连通，另一端为第二冷流出口，所述第二冷流过渡段一端为第二冷流入口。

11、进一步的，所述第二热流道包括第二热流入口、第二热流出口、第二热流换热段和第二热流过渡段，所述第二热流换热段一端与第二热流过渡段一端连通，所述第二热流换热段另一端为第二热流出口，所述第二热流过渡段另一端为第二热流入口。

12、进一步的，所述第一冷流换热段在芯体高度方向上与第二热流换热段对齐，第一热流换热段在芯体高度方向上与第二冷流换热段对齐。

13、进一步的，所述第二冷流过渡段和第二热流过渡段为折线形流道，所述第二冷流换热段与第二热流换热段为平直流道。

14、进一步的，所述第一冷流道与第二冷流道以及第一热流道与第二热流道的截面形状至少为矩形、半圆形、圆形、椭圆形、多边形的一种。

15、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

16、通过冷热单流道同层交替布置的设计，且同板层的冷流道换热段在芯体高度方向上与相邻板层热流道换热段对齐，热流道换热段在芯体高度方向上与相邻板层冷流道换热段对齐，增大了换热芯体内部的局部温度梯度，解决了传统印刷电路板换热器中的冷热流体无法在同一水平方向上高效换热的问题，能够有效提高换热器的换热效率和紧凑度。

17、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

技术特征：

1.一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第一冷流道（21）与第一热流道（22）均设置有若干条。

3.根据权利要求1或2所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第一冷流道（21）包括第一冷流入口（211）、第一冷流出口（212）、第一冷流换热段（213）及第一冷流过渡段（214），所述第一冷流换热段（213）一端为第一冷流入口（211），另一端与第一冷流过渡段（214）一端连通，所述第一冷流过渡段（214）另一端为第一冷流出口（212）。

4.根据权利要求3所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第一热流道（22）包括第一热流入口（221）、第一热流出口（222）、第一热流换热段（223）和第一热流过渡段（224），所述第一热流换热段（223）一端为第一热流入口（221），另一端与所述第一热流过渡段（224）一端连通，所述第一热流过渡段（224）另一端为第一热流出口（222）。

5.根据权利要求1所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第二冷流道（31）和第二热流道（32）均设置有若干条。

6.根据权利要求4所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第二冷流道（31）包括第二冷流入口（311）、第二冷流过渡段（314）、第二冷流换热段（313）以及第二冷流出口（312），所述第二冷流换热段（313）一端与第二冷流过渡段（314）连通，另一端为第二冷流出口（312），所述第二冷流过渡段（314）一端为第二冷流入口（311）。

7.根据权利要求6所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第二热流道（32）包括第二热流入口（321）、第二热流出口（322）、第二热流换热段（323）和第二热流过渡段（324），所述第二热流换热段（323）一端与第二热流过渡段（324）一端连通，所述第二热流换热段（323）另一端为第二热流出口（322），所述第二热流过渡段（324）另一端为第二热流入口（321）。

8.根据权利要求7所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第一冷流换热段（213）在芯体高度方向上与第二热流换热段（323）对齐，第一热流换热段（223）在芯体高度方向上与第二冷流换热段（313）对齐。

9.根据权利要求7所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第二冷流过渡段（314）和第二热流过渡段（324）为折线形流道，所述第二冷流换热段（313）与第二热流换热段（323）为平直流道。

10.根据权利要求1所述的冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，其特征在于，所述第一冷流道（21）与第二冷流道（31）以及第一热流道（22）与第二热流道（32）的截面形状至少为矩形、半圆形、圆形、椭圆形、多边形的一种。

技术总结
本发明属于换热设备技术领域，涉及一种冷热流道同层排布的印刷电路板换热器芯体，包括自上而下依次交错堆叠焊接的若干个第一板层和第二板层；所述第一板层与所述第二板层相对的两面结构互相配合，所述第一板层与第二板层上设置有交替平行布置的冷流道与热流道。本发明通过冷热单流道同层交替布置的设计，且同板层的冷流道换热段在芯体高度方向上与相邻板层热流道换热段对齐，热流道换热段在芯体高度方向上与相邻板层冷流道换热段对齐，增大了换热芯体内部的局部换热温差，解决了传统印刷电路板换热器中的冷热流体无法在同一水平方向上高效换热的问题，能够有效提高换热器的换热效率及紧凑度。

技术研发人员：马挺,何松,马启远,於永,吴一宁,王秋旺
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1