[发明专利]微型微通道板翅式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有微通道结构的微型换热器，例如，可作为蒸发器应用于微型蒸汽压缩循环冷水机中，也可用于微型液-液型换热器。

背景技术

微型换热器是应用很广的一种特殊换热器，例如可用于电子设备散热和微型冷水机。冷水机是一类用途非常广泛的制冷装置，它主要用于制取冷水，而冷水可作为空气调节、设备散热、模具控温、电子元件冷却、人体降温、亚低温冶疗等应用场合的冷源使用。微型冷水机可利用蒸汽压缩式制冷原理工作，它主要由压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器等部件组成，并采用制冷剂作为循环工质。其蒸发器是制冷剂-水相变换热器：制冷剂在蒸发器其中一侧的腔体中蒸发，吸收蒸发器另一侧腔体中水的热量，使水的温度降低，由此得到制冷的产物，即冷水。

在某些应用场合，比如制冷量小于500W的微环境降温领域，要求冷水机的体积必须尽可能小，为此需要一种微型的蒸发器与之配套。考察目前冷水机中常用的一些蒸发器，比如壳管式换热品、套管式蒸发器和板式蒸发器等。壳管式蒸发器是一种体积庞大且笨重的蒸发器，无法实现小型化和微型化。套管式蒸发器换热系数较小，而且也有最小体积限制。不锈钢钎焊板式蒸发器是目前比较紧凑的一种蒸发器，有望实现微型化，但钎焊板式蒸发器由于在生产过程中要使用钎焊剂，因此应用仍然受到一定限制。

不锈钢钎焊板式蒸发器的钎焊剂有一般有两种材料，一种是采用铜钎焊剂的，一种是采用镍钎焊剂的。铜钎焊的板式蒸发器会在水中产生铜离子，因此对于某些对铜离子敏感的应用场合不适用，比如激光器的冷却水系统就要求不得含有铜离子。镍钎焊的板式蒸发器虽然不会在水中产生铜离子，但其耐压强度低于1MPa，如果制冷系统的压力高于1MPa则很容易造成冷媒泄漏，而实际上一般的制冷系统的压力往往是大于1MPa的，因此镍钎焊板式蒸发器的应用也受到一定限制。

综上所述，既要实现蒸发器的微型化，又要求蒸发器必须耐腐蚀，为此必须寻找一种新式的蒸发器。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种微通道板翅式换热器，其特征在于包括：

第一板片，

与第一板片相对设置的第四板片，

交替叠置在所述第一板片和所述第四板片之间的多个第二板片和第三板片，

其中每一个所述第二板片均是一面带有冷却流体微通道沟槽和冷却流体导流肋而另一面为平面结构，

其中每一个所述第三板片均是一面带有制冷剂微通道沟槽和制冷剂导流肋而另一面为平面结构。

附图说明

图1是所述微型微通道板翅式换热器的外观(正面)；

图2是所述微型微通道板翅式换热器的外观(背面)；

图3是所述微型微通道板翅式换热器的爆炸图，显示了各个板片的排列顺序；

图4是所述微型微通道板翅式换热器A板片的结构；

图5是所述微型微通道板翅式换热器B板片的结构；

图6是所述微型微通道板翅式换热器微通道的结构；

图7是所述微型微通道板翅式换热器C板片的结构；

图8是所述微型微通道板翅式换热器D板片的结构；

图9是微通道板翅式换热器与外部制冷管路的连接方式。

具体实施方式

本发明是为了解决现有的换热器、制冷装置微型化难题，而提供的一种结构紧凑、体积小巧、换热效率高、耐腐蚀的新型微通道板翅式换热器。

根据本发明的一个实施例的微通道板翅式换热器采用多层金属薄片构成，在每层薄片上通过光化学蚀刻的方法形成尺寸在1mm以下的微通道，然后将具有微通道的薄片叠在一起，通过真空热压扩散焊的方法形成层间分子级的结合，从而使所有薄片连接在一个整体，从而形成一个完整的蒸发器。

根据本发明的一个实施例的微型微通道板翅式换热器的外表面上有四个开孔，分别是制冷剂进口、制冷剂出口、水进口、水出口。

根据本发明的一个实施例的微型微通道板翅式换热器的板片具有微通道结构。微通道具有换热系数大的特点，因此体积虽小，换热量却很大。

根据本发明的一个实施例的微型微通道板翅式换热器可全部由不锈钢或钛合金材料制成，因此具有很好的耐化学腐蚀的能力。

根据本发明的一个实施例的微型微通道板翅式换热器的板片之间通过真空扩散焊而形成了分子级的连接，因此其密封效果好，耐压强度高，工作压力可达5MPa以上而无任何泄漏。

同样，根据本发明的一个实施例的微型微通道板翅式换热器在生产过程没有采用任何焊剂，因此不会对水产生任何污染，是一种真正食品级的蒸发器。