内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器

本发明涉及换热器领域，尤其涉及一种内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器。

背景技术：

1、近年来，许多学者基于催化与换热一体化概念、储能与换热一体化概念开展了板翅式换热催化反应器和板翅式储能换热器的研究。板翅式结构具有结构紧凑、传热效率高、质量轻等优点，但其存在以下局限性：板翅式换热器是通过钎焊技术制造而成，在制造过程中易出现泄露问题，且承压能力偏低，不能适应苛刻的工作环境。

2、而印刷电路板式换热器是一种含微通道结构的高效紧凑式换热豁，其是采用真空扩散焊接技术制造而成，其换热芯体具有同母材一样的性能，因此其具有耐高温(700℃)、耐高压(50mpa)、高效(高达98％)、高紧凑度(传统管壳式换热器的1/5)等的优点，但传统印刷电路板式换热器的通道较小容易堵塞，很难应用于换热与催化一体化设计、换热与储能一体化设计之中。

技术实现思路

1、为解决传统印刷电路板式换热器的通道较小容易堵塞，很难应用于换热与催化一体化设计、换热与储能一体化的问题，本发明提供了一种内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器。

2、本发明提供了一种内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，包括换热器芯体模块，换热器芯体模块包括芯本体，芯本体包括若干个沿高度方向依次叠加的工质a流体换热板和工质b流体换热板，其中：工质a流体换热板内开设有若干个工质a流体通道，其中，工质a流体通道沿流动方向贯穿工质a流体换热板；工质b流体换热板内设有若干个板翅式通道，其中，板翅式通道内间隔填充有颗粒填充物。

3、根据本发明的实施例，工质a流体通道通过化学刻蚀、激光刻蚀或机械加工的方式在工质a流体换热板上加工而成。

4、根据本发明的实施例，工质a流体通道的横截面包括圆形、半圆形、梯形、椭圆形、六角形、菱形、正方形或长方形。

5、根据本发明的实施例，板翅式通道的翅片类型为平直翅片、多孔翅片、锯齿形翅片或波纹翅片。

6、根据本发明的实施例，填充有颗粒填充物的板翅式通道内设有丝网或多孔板，以防止颗粒填充物从板翅式通道内泄露。

7、根据本发明的实施例，颗粒填充物沿流动方向对板翅式通道进行填充，其中，填充类型包括：对板翅式通道的其中一段进行填充、将板翅式通道分段并选择多段填充或对板翅式通道整体填充；以及

8、颗粒填充物垂直于流动方向对板翅式通道进行填充，其中，填充类型包括：对板翅式通道的其中一段进行填充、将板翅式通道分段并选择多段填充或对板翅式通道整体填充。

9、根据本发明的实施例，颗粒填充物的形状包括球形、椭球形或圆柱形。

10、根据本发明的实施例，工质a流体通道和工质b流体通道流动换热的方式包括逆流、顺流、错流或错逆流。

11、根据本发明的实施例，若干个沿高度方向依次叠加的工质a流体通道和工质b流体通道通过金属真空扩散焊接技术焊接为芯本体。

12、根据本发明的实施例，将颗粒填充物填充至板翅式通道后再将工质b流体通道换热板与工质a流体换热板沿高度方向依次焊接叠加。

13、与现有技术相比，本发明提供的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，至少具有以下有益效果：

14、(1)通过将传统印刷电路板式换热器一侧的微通道结构改为板翅式结构，可以在基本保证换热能力的前提下，有效降低了传统印刷电路板式换热器的重量；

15、(2)通过将传统印刷电路板式换热器一侧的微通道结构改为板翅式结构，实现了在复合印刷电路板式换热器通道的内嵌颗粒填充物，解决了传统印刷电路板式换热器微通道结构导致的怕堵塞及大压损问题，使得该复合印刷电路板式换热器可拓展应用于催化换热一体化及储能换热一体化等领域。同时，通过真空扩散焊接的加工方式，提高了换热设备的防泄露、耐高压的能力，能够更好的适应于苛刻的工作环境中。

技术特征：

1.一种内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，包括换热器芯体模块，其特征在于，所述换热器芯体模块包括芯本体(1)，所述芯本体(1)包括若干个沿高度方向依次叠加的工质a流体换热板(2)和工质b流体换热板(3)，其中：

2.根据权利要求1所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述工质a流体通道(4)通过化学刻蚀、激光刻蚀或机械加工的方式在所述工质a流体换热板(2)上加工而成。

3.根据权利要求2所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述工质a流体通道(4)的横截面包括圆形、半圆形、梯形、椭圆形、六角形、菱形、正方形或长方形。

4.根据权利要求1所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述板翅式通道(5)的翅片类型为平直翅片、多孔翅片、锯齿形翅片或波纹翅片。

5.根据权利要求4所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，填充有所述颗粒填充物(6)的所述板翅式通道(5)内设有丝网(7)或多孔板，以防止所述颗粒填充物(6)从所述板翅式通道(5)内泄露。

6.根据权利要求5所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述颗粒填充物(6)沿流动方向对所述板翅式通道(5)进行填充，其中，填充类型包括：对所述板翅式通道(5)的其中一段进行填充、将所述板翅式通道(5)分段并选择多段填充或对所述板翅式通道(5)整体填充；以及

7.根据权利要求6所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述颗粒填充物(6)的形状包括球形、椭球形或圆柱形。

8.根据权利要求1所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，所述工质a流体通道(4)和所述工质b流体通道(5)流动换热的方式包括逆流、顺流、错流或错逆流。

9.根据权利要求1所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，若干个沿高度方向依次叠加的所述工质a流体通道(4)和所述工质b流体通道(5)通过金属真空扩散焊接技术焊接为芯本体(1)。

10.根据权利要求1所述的内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，其特征在于，将所述颗粒填充物(6)填充至所述板翅式通道(5)后再将工质b流体通道换热板(3)与所述工质a流体换热板(2)沿高度方向依次焊接叠加。

技术总结
本发明提供了一种内嵌颗粒填充物的复合印刷电路板式换热器，可以应用于换热器领域，该换热器包括换热器芯体模块，换热器芯体模块包括芯本体，芯本体包括若干个沿高度方向依次叠加的工质A流体换热板和工质B流体换热板，其中：工质A流体换热板内开设有若干个工质A流体通道，其中，工质A流体通道沿流动方向贯穿工质A流体换热板；工质B流体换热板内设有若干个板翅式通道，其中，板翅式通道内间隔填充有颗粒填充物。

技术研发人员：陈俊霖,李勋锋,成克用,郭江峰,淮秀兰,刘晓凯,韩增孝
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13