本實(shí)用新型屬于換熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種換熱片結(jié)構(gòu)及具有其的換熱器。

背景技術(shù)：

換熱器是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、人民群眾生活中不可缺少的重要組成部分，在如下領(lǐng)域均有涉及，如動(dòng)力、冶金、化工、石油、建筑、機(jī)械制造、食品、醫(yī)藥、航空、航天、船舶、汽車，其中部分情況要求管道主流流量影響小(如飛機(jī)進(jìn)氣道)，還需要具有一定的散熱能力要求，目前通常使用環(huán)形散熱器。

目前使用的環(huán)形散熱器僅通過(guò)壁面進(jìn)行管道內(nèi)外的熱量交換，其效率低、體積大、重量大等缺點(diǎn)。因此在產(chǎn)品空間限制嚴(yán)、重量控制苛刻的場(chǎng)合已經(jīng)限制整體性能或無(wú)法使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種換熱片及具有其的換熱器，其具有換熱效率高、重量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)，特別是本實(shí)用新型的集成度高、空間限制嚴(yán)、重量要求苛刻的領(lǐng)域提供一種新的選擇。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種換熱片結(jié)構(gòu)，所述換熱片結(jié)構(gòu)包括上壁板和下壁板，下壁板上設(shè)有間隔且平行排布的冷介質(zhì)流道和熱介質(zhì)流道，所述熱介質(zhì)流道的進(jìn)口端位于下壁板一側(cè)面，熱介質(zhì)流道的出口端位于下壁板另一側(cè)面，冷介質(zhì)流道的進(jìn)口與出口均位于下壁板另一側(cè)面，上壁板與下壁板通過(guò)螺釘連接，且將所述冷介質(zhì)流道和熱介質(zhì)流道密封。

進(jìn)一步地，流通于所述冷介質(zhì)流道內(nèi)的冷介質(zhì)與流通于所述熱介質(zhì)流道內(nèi)的熱介質(zhì)流向相反。

進(jìn)一步地，所述冷介質(zhì)流道和熱介質(zhì)流道的形狀均為曲型，用于增大冷/熱介質(zhì)的接觸面積。

進(jìn)一步地，所述換熱片結(jié)構(gòu)還包括擾流結(jié)構(gòu)，所述擾流結(jié)構(gòu)用于支撐所述上壁板和下壁板。

進(jìn)一步地，所述擾流結(jié)構(gòu)為微型桁架，所述微型桁架置于所述冷介質(zhì)流流道和熱介質(zhì)流道內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述換熱器片采用3D打印技術(shù)制造而成。

本實(shí)用新型還提供了一種換熱器，采用上述的換熱片，多個(gè)換熱片相連形成所述換熱器，所述換熱器為筒狀結(jié)構(gòu)，換熱器的軸線與冷介質(zhì)流道或熱介質(zhì)流道平行。

本實(shí)用新型的換熱片結(jié)構(gòu)及換熱器克服傳統(tǒng)環(huán)形換熱器換熱效率低、體積大、重量大的缺點(diǎn)，采用“梳”狀結(jié)構(gòu)加擾流結(jié)構(gòu)作為主體的環(huán)形換熱器，其結(jié)構(gòu)新穎、由溫度變化引起的內(nèi)應(yīng)力可自行抵消安全性高、具有耐壓性好、生產(chǎn)一致性好、無(wú)焊接結(jié)構(gòu)、快速試制等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

此處的附圖被并入說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，示出了符合本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的換熱片結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的微型桁架結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1—上壁板，2—下壁板，3—冷介質(zhì)流道，31—進(jìn)口，32—出口，4—熱介質(zhì)流道，41—進(jìn)口端，42—出口端，5—微型桁架。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例型的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造型勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的換熱片結(jié)構(gòu)包括上壁板1和下壁板2，下壁板2上設(shè)有間隔且平行排布的冷介質(zhì)流道3和熱介質(zhì)流道4，冷介質(zhì)流道3和熱介質(zhì)流道4均為“梳”狀，所謂“梳”狀即是類似于梳子的齒，一條為熱介質(zhì)4流道、一條為冷介質(zhì)流道3，熱介質(zhì)流道4的進(jìn)口端41位于下壁板2的一側(cè)面，熱介質(zhì)流道4的出口端42位于下壁板2的另一側(cè)面，冷介質(zhì)流道3的進(jìn)口32與出口31均位于下壁板2的另一側(cè)面，上壁板1與下壁板2之間通過(guò)螺釘連接，并且將冷介質(zhì)流道3和熱介質(zhì)流道4密封。

本實(shí)用新型還提供了一種換熱器，采用上述的換熱片，多個(gè)換熱片相連形成筒狀的換熱器，換熱器的軸線與冷介質(zhì)流道3或熱介質(zhì)流道4平行。參照?qǐng)D2所示，本實(shí)用新型中筒狀的換熱器內(nèi)部通過(guò)的是航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾流射出的熱氣體(即熱介質(zhì))，熱氣體順著熱介質(zhì)流道4的進(jìn)口端41流入換熱器，在上壁板1與下壁板2之間進(jìn)行熱交換，最后從熱介質(zhì)流道4的出口端42流出。需要說(shuō)明的是，冷介質(zhì)流道3的進(jìn)口31和出口32處需外接冷介質(zhì)循環(huán)裝置，如用管理分連接進(jìn)口31和出口32，管路內(nèi)用水進(jìn)行冷卻。

本實(shí)用新型的換熱片結(jié)構(gòu)及換熱器與傳統(tǒng)換熱器相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)換熱效率高、重量輕、流阻小

根據(jù)傳熱基本公式Q＝K·F·Δt

式中：Q—換熱量，F(xiàn)—換熱面積，K—換熱系數(shù)，Δt—平均溫差。

表1本實(shí)用新型的換熱器與傳統(tǒng)換熱器的比較

在本實(shí)用新型中，冷介質(zhì)流道3和熱介質(zhì)流道4內(nèi)流通的介質(zhì)流向相反。熱介質(zhì)從進(jìn)口端41流入，順著內(nèi)部的熱介質(zhì)流道4流通至出口端42流出，而冷介質(zhì)從進(jìn)口32流入、從出口31流出，冷介質(zhì)與熱介質(zhì)正好流向相反，可提高換熱效率。

進(jìn)一步的，冷介質(zhì)流道3和熱介質(zhì)流道4的形狀可以為曲型，如S型形狀，由于曲線比直線結(jié)構(gòu)增加冷/熱介質(zhì)的接觸面積，因此提高了熱交換率。

根據(jù)對(duì)比可知本實(shí)用新型具有更大的換熱面積、更高的平均溫差、更高的換熱系數(shù)，因此換熱效率更高。經(jīng)過(guò)典型工況仿真計(jì)算，在相同體積下，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)環(huán)形換熱器的換熱能力比顯著提高、重量比顯著降低、流阻比也有所降低，因此本實(shí)用新型的換熱片與傳統(tǒng)環(huán)形散熱器相比在換熱能力、重量、流阻等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

在本實(shí)用新型中，換熱片機(jī)構(gòu)還包括擾流結(jié)構(gòu)，擾流結(jié)構(gòu)用于支撐上壁板1和下壁板2。具體的擾流結(jié)構(gòu)為微型桁架5，微型桁架5置于冷介質(zhì)流流道3和熱介質(zhì)流道4內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的換熱器片及換熱器的耐壓性較好，其主要有以下原因：冷/熱介質(zhì)間隔布置，使內(nèi)部熱應(yīng)力自抵消；流道內(nèi)部有擾流微桁架，受力更均勻；采用增材制造方式生產(chǎn)一次成型，沒(méi)有焊接工藝。

二次流完成換熱后，通過(guò)引射等方式重新回到管道主流中，對(duì)主管道流量影響小。

本實(shí)用新型的換熱器片采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)，具有快速試制、快速響應(yīng)、生產(chǎn)合格率高、產(chǎn)品一致性好等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的換熱片結(jié)構(gòu)及換熱器克服傳統(tǒng)環(huán)形換熱器換熱效率低、體積大、重量大的缺點(diǎn)，采用“梳”狀結(jié)構(gòu)+擾流結(jié)構(gòu)作為主體的環(huán)形換熱器，其結(jié)構(gòu)新穎、由溫度變化引起的內(nèi)應(yīng)力可自行抵消安全性高、具有耐壓性好、生產(chǎn)一致性好、無(wú)焊接結(jié)構(gòu)、快速試制等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的最優(yōu)具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。