專利名稱：一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液體燃料蒸發(fā)器，尤其是涉及一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平 板式液體燃料蒸發(fā)器。技術(shù)背景所謂蒸發(fā)器，是一種把單相液體或液體和氣體的兩相混合物轉(zhuǎn)化為單相氣體或氣 體和液體的兩相混合物，或者通過將溶液氣化掉部分溶劑而達到濃縮溶液目的的過程設(shè) 備，已廣泛地應(yīng)用于化工、食品、制藥等行業(yè)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們對設(shè)備的要求越來越高，當前的設(shè)備設(shè)計制造除了需 要滿足工業(yè)制造的技術(shù)要求和安全準則外，更需要兼具緊湊、高效、節(jié)能、綠色環(huán)保等附加 條件，這就要求蒸發(fā)器盡可能地提高單位體積的傳熱量以滿足蒸發(fā)的需求。根據(jù)已有文 獻，隨著換熱設(shè)備單元尺度的減小，對流換熱系數(shù)不斷提高，使設(shè)備的傳熱得到了不斷地強 化(當達到mm級以下時，對流換熱系數(shù)可達到17200W/m2K，大大高于傳統(tǒng)設(shè)備的換熱系數(shù) (2500ff/m2K))o其中微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的傳熱性能尤為出色，這是因為一方面，由于微凸臺 陣列的存在，流體在蒸發(fā)腔的流動較為無序，流體單元間混合加劇，增加了對流傳熱；另一 方面，因為蒸汽更易在兩個微凸臺之間的微小空隙中被捕捉而吸收更多的熱量，得到更好 的加熱。因此，在蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計中引入微凸臺陣列結(jié)構(gòu)將在很大程度上增大蒸發(fā)器的對 流換熱系數(shù)，可有效提高蒸發(fā)器的傳熱性能，從而使蒸發(fā)器更加緊湊、高效和實用。但是當 前蒸發(fā)器的設(shè)計重點是以通過減小蒸發(fā)器換熱管(通道)的結(jié)構(gòu)尺度和改善蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu) 形式來強化蒸發(fā)器的傳熱從而提高蒸發(fā)器的整體性能，已有結(jié)構(gòu)中雖已涉及微通道結(jié)構(gòu)， 但尚未提及微凸臺陣列結(jié)構(gòu)。另一方面，隨著制造業(yè)的發(fā)展，機械、化工等設(shè)備向著微小化的方向發(fā)展。在化工、 化學和制藥工業(yè)，研究者設(shè)計和制造了不同的微化學反應(yīng)器，滿足軍事、航空等不同領(lǐng)域的 需要。例如在現(xiàn)場醇類重整制氫系統(tǒng)方面，各國的研究者們設(shè)計和制造了不同結(jié)構(gòu)的醇類 重整制氫微反應(yīng)器。由于催化劑的問題，這些微反應(yīng)器內(nèi)進行的反應(yīng)須為氣相反應(yīng)(反應(yīng) 物和產(chǎn)物均為氣體)，因此，需要對液體反應(yīng)物(如甲醇)進行蒸發(fā)處理。同時，微蒸發(fā)器所 需的進口燃料流量較小，這就為微型小流量蒸發(fā)器的設(shè)計和制造提供了實際的應(yīng)用背景。中國發(fā)明專利(申請?zhí)?00510130765. 8)曾公開一種催化燃燒蒸發(fā)器。它由主體 部分和幾個封頭焊接而成。主體部分為板翅結(jié)構(gòu)，由10個燃燒腔和9個蒸發(fā)腔組成。該催 化燃燒蒸發(fā)器通過燃燒流入燃燒腔內(nèi)的燃料產(chǎn)生大量熱，熱量大部分通過導熱板傳遞給汽 化腔將液體燃料蒸發(fā)，可將燃料過熱到200°C -300°C。該蒸發(fā)器適用于燃料電池制氫系統(tǒng)， 可廣泛地用于強放熱和吸熱的耦合反應(yīng)體系。但是，該蒸發(fā)器尺度較大，不能應(yīng)用于微小流 量的化學反應(yīng)器的燃料蒸發(fā)，同時，其傳熱結(jié)構(gòu)采用板翅結(jié)構(gòu)，屬于宏觀尺度，傳熱性能較 微觀結(jié)構(gòu)弱，可進行進一步改進。中國發(fā)明專利(申請?zhí)?00480026585. 9)曾公開了一種用于重整型燃料電池系統(tǒng) 的燃料蒸發(fā)器。其包括交替的燃料/水流動通道，借助只在鄰近燃料/流動通道中的氣體通道設(shè)備傳熱增進裝置，蒸發(fā)和過熱需處理的燃料/水的混合物。該蒸發(fā)器可避免大的熱 應(yīng)力，從而提高蒸發(fā)器的壽命。但是，該蒸發(fā)器的傳熱結(jié)構(gòu)尺度也為宏觀尺度，可通過引入 微細結(jié)構(gòu)來提升性能。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸 發(fā)器。本實用新型采用的技術(shù)方案是從上至下依次由上密封連接接頭，主體部分，和下密封連接接頭連接而成；其中1)上密封連接接頭包括矩形結(jié)構(gòu)的上密封連接板和上管路接頭；上管路接頭與 上密封連接板上表面的流體進口孔相連；2)下密封連接接頭包括矩形結(jié)構(gòu)的下密封連接板和下管路接頭，下管路接頭與 下密封連接板下表面的流體出口孔相連；3)主體部分為矩形體結(jié)構(gòu)，由一次蒸發(fā)單元和二次蒸發(fā)單元上下疊加而成；一 次蒸發(fā)單元從上至下依次由第一集成蒸發(fā)腔、內(nèi)裝有電阻加熱棒的第一加熱平板、第二集 成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒的第二加熱平板疊加而成；二次蒸發(fā)單元從上至下由第三集 成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒的第三加熱平板疊加而成；三塊加熱平板長邊側(cè)面內(nèi)均分別 插入電阻加熱棒；第一集成蒸發(fā)腔、第一加熱平板和第二集成蒸發(fā)腔的一側(cè)開有的流道孔 和上密封連接扳的流體進口孔同軸布置并相通，第一集成蒸發(fā)腔、第一加熱平板和第二集 成蒸發(fā)腔另一側(cè)的流道孔與第二加熱平板一側(cè)、第三集成蒸發(fā)腔的一側(cè)流道孔同軸布置并 相通，第三集成蒸發(fā)腔的另一側(cè)流道孔、第三加熱平板一側(cè)的流道孔和下密封連接扳的流 體出口孔同軸布置并相通。所述的三個集成蒸發(fā)腔結(jié)構(gòu)相同，從上至下由形狀、尺寸相同的蓋板、中間輔助平 板、基板、另一塊中間輔助平板和另一塊基板疊合而成；蓋板兩斜對角開有用于流體出入的 流道孔，兩塊中間輔助板中間開有平行四邊形孔；兩塊基板上端面的兩斜對角開有流體出 入的流道孔，靠近上密封連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)等距分布的一排矩形凸臺， 遠離上密封連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)的錯列排布的、等距分布的圓形凸臺陣 列，矩形凸臺和圓形凸臺陣列位于中間輔助板的平行四邊形孔內(nèi)。所述的第一加熱平板和第三加熱平板結(jié)構(gòu)一致，兩端分別開有流道孔，第二加熱 平板在遠離上密封連接板進口孔的一側(cè)開有一個流道孔。本實用新型具有的有益效果是1)該微蒸發(fā)器在傳熱部分引入微凸臺陣列結(jié)構(gòu)，增大了蒸發(fā)器的比體積，提高了 微蒸發(fā)器的對流傳熱系數(shù)，從而提高了該蒸發(fā)器的傳熱效率。2)通過改善優(yōu)化蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)尺寸，該微蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊、小巧，可用于微小流量 液體蒸發(fā)的場合。3)該微蒸發(fā)器增加集成蒸發(fā)腔單元和加熱平板數(shù)量并通過合理的層疊后即可擴 大規(guī)模，從而可應(yīng)用較大流量液體燃料蒸發(fā)的場合。本實用新型可以廣泛地用于需要對燃料液體進行預(yù)蒸發(fā)的場合，特別適合于微小 流量的現(xiàn)場制氫系統(tǒng)中甲醇、乙醇、汽油等液體燃料的預(yù)熱、氣化和過熱；可用于強吸熱和放熱的耦合反應(yīng)體系；通過規(guī)模擴大后還可以用于較大流量燃料蒸發(fā)的場合。

圖1是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型基板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是集成蒸發(fā)腔的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖4是本實用新型基板平面俯視圖。圖5是本實用新型中間輔助板結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型第一、第三加熱平板結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型第二加熱平板結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實用新型上、下密封連接板結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實用新型蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本實用新型的流體流動路徑簡圖。圖中1、主體部分，2、上密封連接接頭，3、下密封連接接頭，4、電阻加熱棒，5、一 次蒸發(fā)單元，6、二次蒸發(fā)單元，7、集成蒸發(fā)腔，8、第一加熱平板，9、第二加熱平板，10、基板， 11、中間輔助板，12、蓋板，13、上密封連接板，14、上管路接頭，15、微凸臺陣列結(jié)構(gòu)，16、下密 封連接板，17、下管路接頭，18、第三加熱平板具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、10所示，從上至下依次由上密封連接接頭2，主體部分1，和下密封連接接 頭3連接而成；其中1)上密封連接接頭2 包括矩形結(jié)構(gòu)的上密封連接板13和上管路接頭14 ；上管路 接頭14與上密封連接板13上表面的流體進口孔相連；2)下密封連接接頭3 包括矩形結(jié)構(gòu)的下密封連接板16和下管路接頭17，下管路 接頭17與下密封連接板16下表面的流體出口孔相連；3)主體部分1 為矩形體結(jié)構(gòu)，由一次蒸發(fā)單元5和二次蒸發(fā)單元6上下疊加而 成；一次蒸發(fā)單元5從上至下依次由第一集成蒸發(fā)腔、內(nèi)裝有電阻加熱棒的第一加熱平板 8、第二集成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒4的第二加熱平板9疊加而成；二次蒸發(fā)單元從上 至下由第三集成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒4的第三加熱平板18疊加而成；三塊加熱平板 長邊側(cè)面內(nèi)均分別插入電阻加熱棒4;第一集成蒸發(fā)腔、第一加熱平板8和第二集成蒸發(fā)腔 的一側(cè)開有的流道孔和上密封連接扳13的流體進口孔同軸布置并相通，第一集成蒸發(fā)腔、 第一加熱平板8和第二集成蒸發(fā)腔另一側(cè)的流道孔與第二加熱平板9 一側(cè)、第三集成蒸發(fā) 腔的一側(cè)流道孔同軸布置并相通，第三集成蒸發(fā)腔的另一側(cè)流道孔、第三加熱平板18 —側(cè) 的流道孔和下密封連接扳16的流體出口孔同軸布置并相通。如圖3所示，所述的三個集成蒸發(fā)腔7結(jié)構(gòu)相同，從上之下由形狀、尺寸相同的蓋 板12、中間輔助平板11、基板10、另一塊中間輔助平板11和另一塊基板10疊合而成；如圖 9所示，蓋板12兩斜對角開有用于流體出入的流道孔g、h，如圖5所示，兩塊中間輔助板中 間開有平行四邊形孔；如圖4所示，兩塊基板上端面的兩斜對角開有流體出入的流道孔a、b，靠近上密封連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)等距分布的一排矩形凸臺，遠離上密封 連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)的錯列排布的、等距分布的圓形凸臺陣列18，矩形凸 臺和圓形凸臺陣列18位于中間輔助板的平行四邊形孔內(nèi)。如圖6所示，所述的第一加熱平板7和第三加熱平板18上結(jié)構(gòu)一致，兩端開有兩 個流道孔；如圖7所示，第二加熱平板9在遠離上密封連接板13進口孔的一側(cè)開有一個流 道孑L。本實用新型的具體實施例如下包含主體部分1、上密封連接接頭2和下密封連接接頭3、電阻加熱棒4、密封隔熱 材料和一些緊固螺栓(圖中未畫出)。主體部分1整體為長方體結(jié)構(gòu)，分為一次蒸發(fā)單元5 和二次蒸發(fā)單元6。一次蒸發(fā)單元5由兩個形狀、尺寸相同的集成蒸發(fā)腔7、第一加熱平板 8和第二加熱平板9構(gòu)成。每個集成蒸發(fā)腔7由兩塊形狀、尺寸相同的基板10，以及兩塊形 狀、尺寸相同的中間輔助板11和一塊蓋板12層疊而成，五塊平板外形結(jié)構(gòu)均為矩形板狀結(jié) 構(gòu)，長、寬均一致?；?0高度方向上的尺度為2mm。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，上端面的兩 斜對角加工有用于流體出入的通孔，中間偏右的位置加工有等高度、等直徑和等中心間距 的微凸臺陣列結(jié)構(gòu)15，排布方式為矩形陣列。其單個微凸臺為圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑為0.8mm， 高度為1mm。在X方向上和Y方向上的微凸臺中心間距均為微凸臺直徑的兩倍，為1.6mm， 但在Y方向上的微凸臺數(shù)比X方向上的微凸臺數(shù)多3個。上端面左側(cè)在X方向上離微凸臺 陣列1個微凸臺直徑距離的位置加工有在Y方向相間分布的微凸臺數(shù)量相同的矩形短塊， 寬度略大于微凸臺直徑，間距和微凸臺中心間距相同。中間輔助板11結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所 示，高度為1.2mm，略大于微凸臺陣列高度(1mm)，中間加工有與薄板同高的平行四邊形孔， 可分為三個部分，左、右兩端為直角三角形流體分布腔，中間部分為矩形空腔。矩形空腔的 長、寬分別多于基板10上端面凸臺部分一個微凸臺直徑。如圖9所示，蓋板12在與基板10 對應(yīng)的位置上加工有相應(yīng)的用于流體出入的通孔，高度為1mm，用于密封集成蒸發(fā)腔7。一 塊中間輔助板11與一塊基板10通過擴散焊后形成半開放蒸發(fā)腔。兩個半開放蒸發(fā)腔和 蓋板12通過擴散焊后形成集成蒸發(fā)腔7，用于液體蒸發(fā)和過熱。兩塊加熱平板的長、寬和 集成蒸發(fā)腔7相同，每塊加熱平板側(cè)面加工有沿長邊側(cè)面中心線對稱分布的可用于放置電 阻加熱棒4的兩個盲孔。第一加熱平板8的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，兩對角加工有與集成 蒸發(fā)腔7相對應(yīng)的通孔c，d。第二加熱平板9只在一角加工有相對應(yīng)通孔e，如圖7所示。 兩個集成蒸發(fā)腔7和第一加熱平板8，第二加熱平板9相間分布，形成一次蒸發(fā)單元5。二 次蒸發(fā)單元6由集成蒸發(fā)腔7和第三加熱平板18層疊而成，外形結(jié)構(gòu)與一次蒸發(fā)單元5 — 致。上密封連接接頭2由上密封連接板13和上管路接頭14組成。上密封連接板13如圖 8所示，整體為平板結(jié)構(gòu)，長、寬與主體部分相比稍大，四周布置有可用于緊固密封的六個螺 紋孔。在上密封連接板13上的一角加工有可用于上連接管路接頭14的流體入口孔f，與基 板10兩角的通孔相對應(yīng)。下密封連接接頭3與上密封連接接頭2結(jié)構(gòu)一致，由下密封連接 板16和下管路接頭17組成。為了減少對外散熱，提高微蒸發(fā)器的整體性能，上端面還锪有 一個內(nèi)凹的矩形槽，槽深為板高的一半。矩形槽偏向右側(cè)，遠離螺紋孔約1個孔徑的距離， 為了不與板上的螺紋孔發(fā)生干涉。該微蒸發(fā)器裝配的方法采用擴散焊和螺栓密封緊固的方 法。集成蒸發(fā)腔7和第一加熱平板8，第二加熱平板9之間，集成蒸發(fā)腔7和上、下密封連接 接頭2，3之間采用密封墊片加螺栓緊固的方式密封。疊完后微蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)從上到下為上密封連接接頭2、一次蒸發(fā)單元5、二次蒸發(fā)單元6和下密封連接接頭3。如圖1所示，裝配后第一加熱平板8的第三加熱平板18的電阻加熱棒孔出口和第 二加熱平板9的電阻加熱棒孔出口方向相反。所述的微蒸發(fā)器在入口和出口處與外部管路連接的上管路接頭14為通過常用的 卡套式直通終端管接頭，其與上密封連接板13、下密封連接板16連接為螺紋連接，與外部 管路為卡套連接。由于蒸發(fā)器是為了蒸發(fā)和過熱液體燃料，不需要將燃料加熱到過高的溫 度，因此，運行過程中內(nèi)部溫度一般都較低(通常在300°C以下)，于是，螺紋連接處可涂覆 高溫密封膠，進一步提高管接頭處的密封性。外部連接管路使用常用的不銹鋼材料(如 304)，外徑約為4mm，豎直分布。在入口、出口處流體流動方向和集成蒸發(fā)腔7內(nèi)流體的流動 方向相垂直，使入口液體有一定的重力勢能，避免因流體逆流而產(chǎn)生的蒸發(fā)不穩(wěn)定現(xiàn)象。所述的微蒸發(fā)器的上密封連接板13、下密封連接板16、中間輔助板11、蓋板12、 第一加熱平板8，第二加熱平板9、第三加熱平板18均采用常規(guī)的機械加工方法制造；基板 10先通過半固態(tài)微觸變加工方式加工出上端面凸起部分，再經(jīng)過常規(guī)機械加工方式制造而 成，具體的制造過程如下所示首先制造模具。根據(jù)所設(shè)計的基板10的結(jié)構(gòu)，制造相應(yīng)的模具(包括上模、下模)。 模具材料為模具鋼H13，加熱方式采用電阻加熱棒，加工方法為機械切削和電火花加工。由 于本實用新型只有一種結(jié)構(gòu)的基板，所以只需設(shè)計制造一套模具即可。再選擇用于壓制的 工件尺寸。為了易于成形，工件尺寸應(yīng)略大于為凸臺陣列結(jié)構(gòu)尺寸。接著根據(jù)工件的大小， 通過實驗得到合適的加熱方案和上模運動方式，成形制造出基板上端面微凸起部分。最后， 通過機械加工得到基板10。所述的微蒸發(fā)器通過螺栓連接使第一加熱平板8，第二加熱平板9和基板10固定 在一起。熱量供應(yīng)通過第一加熱平板8，第二加熱平板9、第三加熱平板18中安置的電阻加 熱棒4。為了使熱量傳遞均勻，對電阻加熱棒位置進行了優(yōu)化，并將層疊裝配時供安置電阻 加熱棒的盲孔分布在異側(cè)，通過焊接將其固定在微蒸發(fā)器上。在第一加熱平板8，第二加熱 平板9、第三加熱平板18和集成蒸發(fā)腔7之間涂覆有導熱膠，目的是為了減少熱阻，提高蒸 發(fā)器的傳熱效率。所述的微蒸發(fā)器上密封連接接頭2、下密封連接接頭3、集成蒸發(fā)腔7和第一加熱 平板8、第二加熱平板9和第三加熱平板18之間均采用石墨密封材料進行密封。為了減少 散熱，提高微蒸發(fā)器熱性能，上、下密封連接板外側(cè)布置有一層石棉材料。所述的微蒸發(fā)器基板10的材料為半固態(tài)鋁合金材料，為了用半固態(tài)微觸變成形 技術(shù)進行加工。上密封連接板13、下密封連接板16選用熱導率相對較低的常用不銹鋼材料 (如304)。其余各部分的材料采用鋁合金材料(如A356)，價格低，熱傳導率高，易于加工。本實用新型的工作原理如下圖10為該微蒸發(fā)器的流體流動路徑簡圖。在電阻加熱棒通電預(yù)熱微蒸發(fā)器一定 時間后，需蒸發(fā)的工質(zhì)流體(如甲醇制氫中的甲醇水混合溶液)依靠蠕動泵等源動力從微 蒸發(fā)器的一端流過管路接頭14后，通過上密封連接接頭2的密封連接板13的f 口進入一 次蒸發(fā)單元5中。工質(zhì)流體通過蓋板12的g 口進入一次蒸發(fā)單元5內(nèi)集成蒸發(fā)腔7的半 開放蒸發(fā)腔后分為兩路，一路通過基板10的a 口流入下方的半開放蒸發(fā)腔，一路由半開放 蒸發(fā)腔的左端流向右端，并通過基板10的b 口流入下方的半開放蒸發(fā)腔。接著，工質(zhì)流體也分為兩路，一路通過基板10的a 口、第一加熱平板8的d 口及蓋板12的g 口流入下方集 成蒸發(fā)腔7的半開放蒸發(fā)腔中，另一路流向半開放蒸發(fā)腔的對角處，通過基板的b 口、加熱 平板8的c 口及蓋板12的h 口流入下方集成蒸發(fā)腔7的半開放蒸發(fā)腔中。流體在該集成 蒸發(fā)腔7內(nèi)的流動和其上方的集成蒸發(fā)腔7 —致，最終通過加熱平板9的e 口、蓋板12的 h 口流入二次蒸發(fā)單元6內(nèi)集成蒸發(fā)腔7的半開放蒸發(fā)腔。流體在該集成蒸發(fā)腔7中的流 動方式也和其上方的集成蒸發(fā)腔7 —致，最終通過基板10的a 口、加熱平板9的e 口及下 密封連接接頭3內(nèi)密封連接板13的f 口流出微蒸發(fā)器。 工質(zhì)流體流入一次蒸發(fā)單元5后，通過吸收第一加熱平板8，第二加熱平板9中電 阻加熱棒提供的熱量，大部分蒸發(fā)為氣體。已大部分蒸發(fā)完全的流體又在流入二次蒸發(fā)單 元6后，通過吸收二次蒸發(fā)單元6中第二加熱平板9提供的熱量而繼續(xù)蒸發(fā)，最終產(chǎn)生過熱 的單相蒸汽。如圖5所示，為了使工質(zhì)流體蒸發(fā)完全并過熱到所需的溫度，微蒸發(fā)器設(shè)置有 一次蒸發(fā)單元5和二次蒸發(fā)單元6，一次蒸發(fā)單元5含有兩個集成蒸發(fā)腔，工質(zhì)流體在其內(nèi) 部為并聯(lián)流動方式，這樣可以增加蒸發(fā)的流量，提高微蒸發(fā)器的合格蒸汽產(chǎn)率。
權(quán)利要求1.一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸發(fā)器，其特征在于從上至下依 次由上密封連接接頭O)，主體部分(1)，和下密封連接接頭C3)連接而成；其中1)上密封連接接頭O)包括矩形結(jié)構(gòu)的上密封連接板(1 和上管路接頭(14)；上管 路接頭(14)與上密封連接板(1 上表面的流體進口孔相連；2)下密封連接接頭(3)包括矩形結(jié)構(gòu)的下密封連接板(16)和下管路接頭(17)，下管 路接頭(17)與下密封連接板(16)下表面的流體出口孔相連；3)主體部分(1)為矩形體結(jié)構(gòu)，由一次蒸發(fā)單元( 和二次蒸發(fā)單元(6)上下疊加而 成；一次蒸發(fā)單元( 從上至下依次由第一集成蒸發(fā)腔、內(nèi)裝有電阻加熱棒的第一加熱平 板(8)、第二集成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒的第二加熱平板(9)疊加而成；二次蒸發(fā)單元 從上至下由第三集成蒸發(fā)腔和內(nèi)裝有電阻加熱棒的第三加熱平板(18)疊加而成；三塊加 熱平板長邊側(cè)面內(nèi)均分別插入電阻加熱棒；第一集成蒸發(fā)腔、第一加熱平板(8)和第二集 成蒸發(fā)腔的一側(cè)開有的流道孔和上密封連接扳的流體進口孔同軸布置并相通，第一集成蒸 發(fā)腔、第一加熱平板(8)和第二集成蒸發(fā)腔另一側(cè)的流道孔與第二加熱平板(9) 一側(cè)、第三 集成蒸發(fā)腔的一側(cè)流道孔同軸布置并相通，第三集成蒸發(fā)腔的另一側(cè)流道孔、第三加熱平 板(18) —側(cè)的流道孔和下密封連接扳(16)的流體出口孔同軸布置并相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸發(fā)器，其 特征在于所述的三個集成蒸發(fā)腔結(jié)構(gòu)相同，從上之下由形狀、尺寸相同的蓋板(12)、中間 輔助平板、基板、另一塊中間輔助平板和另一塊基板疊合而成；蓋板(1 兩斜對角開有用 于流體出入的流道孔，兩塊中間輔助板中間開有平行四邊形孔；兩塊基板上端面的兩斜對 角開有流體出入的流道孔，靠近上密封連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)等距分布的一 排矩形凸臺，遠離上密封連接板進口孔的一側(cè)設(shè)置有相同結(jié)構(gòu)的錯列排布的、等距分布的 圓形凸臺陣列(18)，矩形凸臺和圓形凸臺陣列(18)位于中間輔助板的平行四邊形孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸發(fā)器，其 特征在于所述的第一加熱平板(8)和第三加熱平板(18)結(jié)構(gòu)一致，兩端分別開有流道孔， 第二加熱平板(9)在遠離上密封連接板(1 進口孔的一側(cè)開有一個流道孔。
專利摘要本實用新型公開了一種帶微凸臺陣列結(jié)構(gòu)的微層疊平板式液體燃料蒸發(fā)器。由上密封連接接頭，由一次蒸發(fā)單元和二次蒸發(fā)單元上下疊加而成的主體部分和下密封連接接頭連接而成。微蒸發(fā)器在傳熱部分引入微凸臺陣列結(jié)構(gòu)，增大了蒸發(fā)器的比體積，提高了微蒸發(fā)器的對流傳熱系數(shù)，從而提高了該蒸發(fā)器的傳熱效率。該微蒸發(fā)器增加集成蒸發(fā)腔單元和加熱平板數(shù)量并通過合理的層疊后即可擴大規(guī)模，從而可應(yīng)用較大流量液體燃料蒸發(fā)的場合。它可廣泛地用于需要對燃料液體進行預(yù)蒸發(fā)的場合，特別適合于微小流量的現(xiàn)場制氫系統(tǒng)中甲醇、乙醇、汽油等液體燃料的預(yù)熱、氣化和過熱；可用于強吸熱和放熱的耦合反應(yīng)體系；通過規(guī)模擴大后還可用于較大流量燃料蒸發(fā)的場合。
文檔編號B01D19/00GK201832432SQ20102054612
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者梅德慶, 錢淼, 陳子辰 申請人:浙江大學