一种换热器及流体制备系统的制作方法

本实用新型实施例涉及流体制备领域，特别涉及一种换热器及流体制备系统。

背景技术：

目前，现有技术中的换热器，体积较大，而且均只能够实现一种或两种流体间的换热，并不能同时实现多种流体间的换热，且换热方式单一，使得现有的换热器不能满足用户的多种使用需求。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种结构简单，体型小巧，且可同时为多种气体进行换热的换热器及应用该换热器的流体制备系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种换热器，应用于流体制备系统中，所述流体制备系统中包括流体制备器，所述换热器与所述流体制备器相连通，用于对制备出的第一流体以及进入所述流体制备器中的第二流体和自所述流体制备器中输出的第三流体进行换热；

其中，所述流体制备器具有贯穿的第一流体输送管道，所述第一流体输送管道同时贯穿所述换热器。

作为优选，所述换热器包括多个叠摞设置的换热单元，所述换热单元具有第一流体换热通道、第二流体换热通道以及第三流体换热通道，多个所述换热单元的第一流体换热通道均相连通，第二流体换热通道均相连通，第三流体换热通道均相连通，所述第一流体输送管道穿设在多个所述换热换单元均相连通的第一流体换热通道中。

作为优选，所述换热单元包括对应贴靠的第一换热单体和第二换热单体，所述第一换热单体具有两组第一换热孔，所述第二换热单体对应两组所述第一换热孔处分别设有一组与对应的第一换热孔相连通以配合形成第二流体换热通道或第三流体换热通道的第二换热孔。

作为优选，所述第一换热单体上的两组第一换热孔分别形成两列，并均匀布设于所述第一换热单体上，所述第二换热单体上的两组第二换热孔分别形成两列，并均匀布设于所述第二换热单体上，对应设置的两列第一换热孔和第二换热孔配合形成所述第二流体换热通道或第三流体换热通道。

作为优选，所述换热单元中对应设置的各组第一换热孔和第二换热孔中，各第一换热孔与第二换热孔错落设置，以使得形成的所述第二流体换气通道和第三流体换热通道呈迂回状。

作为优选，所述第一换热单体与第二换热单体上均对应设有用于形成所述第一流体换热通道的贯通孔。

作为优选，所述第一流体输送管道内设有多个用于配合使第一流体成迂回状流动的凸部。

作为优选，所述第一换热孔与第二换热孔均为条形孔。

作为优选，所述换热单元还包括夹设在所述第一换热单体与第二换热单体之间以避免第一换热单体与第二换热单体之间发生热交换的绝热层。

本实用新型实施例同时提供一种氢气制备系统，包括氢气制备器以及如上所述的换热器。

基于上述实施例的公开可以获知，本实用新型实施例具备的有益效果在于换热器结构简单，体型小巧，可应用于流体制备系统中，以同时为系统中的第一流体、第二流体、第三流体一同进行换热，显著提高了换热效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的换热器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的换热器的部分结构分解图。

附图标记：

1-换热单元；2-第一换热单体；3-第二换热单体；4-第一换热孔；5-第二换热孔；6-贯通孔；7-绝热层；8-分割臂

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细的描述，但不作为本实用新型的限定。

应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，下述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本实用新型的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本实用新型的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。

下面，结合附图详细的说明本实用新型实施例。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种换热器，应用于流体制备系统中，该流体制备系统包括流体制备器；

换热器与流体制备器相连通，用于对制备出的第一流体以及进入流体制备器中的第二流体和自流体制备器中排出的第三流体进行换热；

其中，流体制备器具有贯穿的第一流体输送管道，第一流体输送管道同时贯穿换热器。

本实用新型实施例中的换热器可应用于设置有流体制备器的流体制备系统中，该流体制备系统可为制备液体或气体的任何制备系统，例如，该流体制备系统为氢气制备系统，其流体制备器为氢气制备器。以下，为了更好地介绍本实施例中的换热器，本实施例以流体制备系统为氢气制备系统为例进行具体说明，其中，第一流体为氢气，第二流体为空气，第三流体为废气。该氢气制备器具有贯穿的氢气输送管道，本实施例中的换热器可穿设在该氢气输送管道上，并实现氢气、空气及氢气制备器输送出的废气间的换热，使得能够基于氢气制备系统中输出的废气的温度以及氢气的温度而预热进入氢气制备器中的空气，同时空气的温度又能够中和废气及氢气，使其温度得以降低，当再排出氢气制备系统外后不会发生安全事故，且方便人员对气体的回收、使用。而且，本实施例中的换热器体型可制备的较为小巧，便于用户运输、安装。

进一步地，继续结合图1和图2所示，本实施例中的换热器包括多个叠摞设置的换热单元1，换热单元1具有第一流体换热通道(以下以氢气换热通道为例进行说明)、第二流体换热通道(以下以废气换热通道为例进行说明)以及第三流体换热通道(以下以空气换热通道为例进行说明)，多个换热单元1的氢气换热通道均相连通，废气换热通道均相连通，空气换热通道均相连通，氢气输送管道穿设在多个叠摞设置的换热单元1中均相连通的氢气换热通道中。

例如，换热器是由多个独立的换热单元1组合形成，用户可根据实际的换热需求而增加换热器的换热单元1或减少换热器的换热单元1，以调节换热器的换热能力。各个换热单元1均可视为一微型的换热器，其均具有氢气换热通道、废气换热通道以及空气换热通道，可实现氢气、空气与废气间的换热。当多个换热单元1叠摞设置时，即相当于多个微型的换热器组合在一起，各个微型的换热器的空气换热通道均相连通，氢气换热通道均相连通，废气换热通道均相连通，使得各个换热通道的长度均是各微型的换热器的换热通道的几倍或几十倍等，如此便可大大增加了换热器的换热能力。具体实施时，氢气输送管道可直接穿设在多个换热单元1叠摞设置时均相连通的氢气换热通道中，该氢气换热通道可设置为与氢气输送管道的结构尺寸相匹配的状态，以便于氢气输送管道的穿设，而且，可使得氢气输送管道与氢气换热通道间具有较窄的间隙，便于氢气输送管道与氢气换热通道间产生材料间的热能传递，进而降低氢气输送管道中氢气的温度。

进一步地，本实施例中的换热单元1包括对应贴靠的第一换热单体2和第二换热单体3，第一换热单体2具有两组第一换热孔4，第二换热单体3对应两组第一换热孔4处分别设有一组与对应的第一换热孔4相连通以配合形成废气换热通道或空气换热通道的第二换热孔5。该两组第一换热孔4与两组第二换热孔5的设置位置及结构形态不唯一，具体可根据实际的流体制备系统的构造以及第一换热单体2以及第二换热单体3的结构形状而定。

具体地，本实施例中的第一换热单体2与第二换热单体3均为圆形的铝板，当然也为其他形状的金属板，具体不唯一，例如矩形的铝板，异形钢板等等。第一换热单体2上开设有两组第一换热孔4，该两组第一换热孔4分别形成两列，并沿第一换热单体2的曲线外缘均匀且匹配其结构地布设于第一换热单体2上，具体可参见图2所示结构，第二换热单体3上同样开设有两组第二换热孔5，该两组第二换热孔5同样分别形成两列，并均匀布设于第二换热单体3上，对应设置的两列第一换热孔4和第二换热孔5配合形成废气换热通道或空气换热通道。也即，对应设置的一列第一换热孔4与一列第二换热孔5配合连通并形成废气换热通道，另一列第一换热孔4与另一列第二换热孔5配合连通并形成空气换热通道。

优选地，本实施例中的换热单元1中对应设置的各组第一换热孔4和第二换热孔5中，各第一换热孔4与第二换热孔5错落设置，以使得形成的废气换气通道和空气换热通道呈迂回状。

例如，相对应的一列第一换热孔4和一列第二换热孔5间，每两个第一换热孔4间设置一个第二换热孔5，或者，每两个第二换热孔5间设置一个第一换热孔4，以使得多个换热单元1叠摞设置时，多个第一换热孔4和第二换热孔5能够共同配合形成多条波浪形，或平行或交叉的流体换热流道，当各流体通过该换热流道流动以通过该换热器的过程中能够充分与换热器内的孔壁接触，延长在换热器中流动的时间，从而实现较佳地换热效果。

本实施例在实施时，优选将第一换热孔4与第二换热孔5均设置为条形孔，具体尺寸不定，可根据实际的换热器的尺寸而定。将换热孔设置为条形孔，不仅简化了制备工艺，而且可在保证流体通过流量的前提下而加大流体与孔壁的接触面积，提高换热效果。当然，换热孔的设置结构不唯一，例如也可设置为圆孔，具体排列布设时可将该多个圆孔布置为多排等。

进一步地，本实施例中的第一换热单体2与第二换热单体3上均对应设有用于形成第一流体换热通道，如氢气换热通道的贯通孔6。该贯通孔6位于第二流体换热通道和第三流体换热通道之间，如废气换热通道与空气换热通道之间。具体位置不定，也可设置在两个换热通道的一侧。本实施例中优选将该贯通孔6设置在两个换热通道之间是因为由于各换热体上均开设有两列长孔，以分别形成一列第一换热孔4和一列第二换热孔5，故在两列换热孔之间会形成一长条形的分割臂8，将贯通孔6设置在该分割臂8上，可在多个换热单元1叠摞设置时，由多个贯通孔6组合形成的第一流体换热通道自穿设在其内部的第一流体输送管道处吸收热量，然后将该热量通过与各贯通孔6相连的分割臂8散发出去，进而完成第一流体的换热，有效降低第一流体的温度。

优选地，为了更显著地提高第一流体的降温效果，本实施例中的第一流体输送管道内设有多个用于配合使第一流体成迂回状流动的凸部。也即，通过沿管道的长度方向设置多个凸部，如翅板等，不仅可有效吸收第一流体的热能，而且能够使该流体的流动轨迹呈曲线状，较为迂回，从而提高第一流体在管道内的流动时间，使其能够与管道壁、贯通孔6的孔壁以及相连的分割臂8间具有更长时间的换热，提高降温效果。

进一步地，本实施例中的换热单元1还包括夹设在第一换热单体2与第二换热单体3之间以避免第一换热单体2与第二换热单体3之间发生热交换的绝热层7。该绝热层7具体可为陶瓷纤维纸，也可为其他绝热材料制成，以绝热层7为陶瓷纤维纸为例，其呈圆环形，中部对应分割臂8及贯通孔6处均匹配设有相同结构，以使得第一换热单体2与第二换热单体3之间除设置第一换热孔4与第二换热孔5的区域，均夹设有陶瓷纤维纸，有效保证两个换热体间不产生热传递，使流体的热交换发生在换热通道内部，避免换热器温度多度升高，影响其稳定性。

本实用新型实施例同时提供一种流体制备系统，包括流体制备器以及如上所述的换热器。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。