專利名稱：微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體分流技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種流體由大空腔分配到數(shù)百或數(shù)千個(gè)微小通道的分流結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前的換熱器領(lǐng)域里，微通道換熱器由于體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，是一種開始實(shí)用化的新型換熱器，引領(lǐng)當(dāng)今換熱器研究開發(fā)的新方向?，F(xiàn)存的用于熱泵系統(tǒng)的微通道換熱器，幾乎都是用扁平鋁管型材加上制冷工質(zhì)和工作流體的進(jìn)出口來實(shí)現(xiàn)，僅限于制冷工質(zhì)和空氣之間的熱交換用的岔流型換熱器。此形式的換熱器，制冷工質(zhì)由集管(多筒結(jié)構(gòu))進(jìn)入，分配到每層鋁扁管內(nèi)，在扁平管內(nèi)流動(dòng)，單層鋁扁管受鋁型材工藝限制，單層通道數(shù)最大也只能做到數(shù)十個(gè)左右，不能形成沒有接觸熱阻的三維中空結(jié)構(gòu)。 為解決上述技術(shù)問題，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101509736A中公開了一種緊湊型微通道換熱器，包括殼體，殼體上分別設(shè)置了高溫流體及低溫流體的進(jìn)出口和微通道。微通道由高溫流體通道，低溫流體通道以及高溫流體通道和低溫流體通道之間的隔層用固體原子擴(kuò)散的方法結(jié)合成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。但是由于微通道的孔徑大小達(dá)到微米級(jí)，流體由入口處較大空腔同時(shí)分配至數(shù)百個(gè)微小通道(齊頭并進(jìn)形式)，局部壓力損失較大，直接影響流路系統(tǒng)消耗的功率。

實(shí)用新型內(nèi)容為此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有微通道換熱器的流體局部壓力損失較大，進(jìn)而提供一種減小流體局部壓力損失的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其包括，流體流入部分、流體流出部分，以及設(shè)置于流體流入部分與流體流出部分之間的換熱微通道；在所述流體流入部分與所述換熱微通道之間和/或所述換熱微通道與所述流體流出部分之間設(shè)置有分流結(jié)構(gòu)，所述分流結(jié)構(gòu)使一股流體從中間部位分成兩股，間隔一定距離后將兩股分成四股，依次分成需要的流體通道數(shù)量。所述換熱微通道由疊置設(shè)置的換熱板形成，所述換熱板的板面上成型有與流體流動(dòng)方向平行設(shè)置的多個(gè)凸起；相鄰?fù)蛊鹋c相鄰換熱板板面之間形成了所述微通道；所述板面的中間位置處為一級(jí)分流凸起，其長(zhǎng)度大于兩端的凸起長(zhǎng)度，流體經(jīng)過所述中間位置的一級(jí)分流凸起等分成兩股，所述一級(jí)分流凸起兩側(cè)間隔一定距離分別成型有二級(jí)分流凸起，所述二級(jí)分流凸起的長(zhǎng)度大于其兩端的凸起長(zhǎng)度，流體經(jīng)過所述二級(jí)分流凸起等分為四股，二級(jí)分流凸起的兩側(cè)面再成型三級(jí)分流凸起，依次成型的多個(gè)分流凸起，最終將所述流體等分成需要的流體通道數(shù)量。所述換熱板板面上依次成型有所述一級(jí)分流凸起，所述二級(jí)分流凸起，以及所述三級(jí)分流凸起，將流體等分成八股。所述凸起的端部為鈍頭形狀。[0009]所述凸起的端部為流線形、尖角形、圓形或橢圓形其中的一種。所述凸起的端部為鈍頭尖角形狀，所述鈍頭尖角的角度α的范圍為0° < α
<90°。所述鈍頭尖角的角度α為55° 65°。相鄰兩個(gè)所述凸起的端部在垂直于流體流動(dòng)方向上的距離I與通道的水力學(xué)直徑De的關(guān)系為I > 6De。所述換熱板通過光蝕刻的方式加工成型。相鄰換熱板之間通過固體原子擴(kuò)散的方法結(jié)合為整體。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)·本實(shí)用新型的微通道分流結(jié)構(gòu)是將大通道內(nèi)的拋物線型的流動(dòng)速度分布在有限的距離內(nèi)分割成無數(shù)小的拋物線型，該分流結(jié)構(gòu)逐級(jí)將中間較高的速度分至兩邊，進(jìn)而在微通道入口處達(dá)到速度趨向均一。進(jìn)一步的，實(shí)現(xiàn)分流的凸起端部的結(jié)構(gòu)為鈍頭形狀，這種鈍頭形狀的設(shè)置易于流體的流入，避免了微通道入口和出口多股流體齊頭并進(jìn)時(shí)由于尖銳的棱角導(dǎo)致的分離現(xiàn)象，降低壓力損失。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖I是微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是換熱器微通道入口段局部放大平面圖；圖3是換熱板的立體圖；圖4是不同結(jié)構(gòu)形式的入口和出口壓力損失對(duì)比。圖中附圖標(biāo)記表示為I-流體流入部分 2-換熱微通道 3-流體流出部分 21-換熱板 22-凸起221-—級(jí)分流凸起222-二級(jí)分流凸起223-三級(jí)分流凸起。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述。圖I為本實(shí)用新型的一種微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其包括，流體流入部分I、流體流出部分3，以及設(shè)置于流體流入部分I與流體流出部分3之間的換熱微通道2 ;在所述流體流入部分I與所述換熱微通道2之間以及所述換熱微通道2與所述流體流出部分3之間設(shè)置一種使一股流體在中間部位分成兩股，間隔一定距離后將兩股分成四股，依次分成需要的流體通道數(shù)量的分流結(jié)構(gòu)。所述換熱微通道2由互相疊置設(shè)置的換熱板21形成，所述換熱板2的板面上成型有與流體流動(dòng)方向平行設(shè)置的多個(gè)凸起22 ;相鄰?fù)蛊?2以及相鄰換熱板21板面之間形成了所述微通道。如圖3所示，所述板面的中間位置處的一級(jí)分流凸起221的長(zhǎng)度大于兩端的凸起22長(zhǎng)度，流體經(jīng)過所述中間位置的一級(jí)分流凸起221等分成兩股，所述一級(jí)分流凸起221兩側(cè)分別成型二級(jí)分流凸起222將兩股流體等分為四股，二級(jí)分流凸起222的兩側(cè)面再成型三級(jí)分流凸起223，三級(jí)分流凸起兩側(cè)面成型四級(jí)分流凸起，將所述流體等分成16股流體通道。所述凸起22的端部?jī)?yōu)選為鈍頭形狀；更優(yōu)選的，該凸起22端部為流線形D、尖角形A、圓形B或橢圓形C其中的一種。如圖2所示。這種端部鈍頭的設(shè)置易于流體的流入，避免了齊頭并進(jìn)時(shí)(如圖2中的齊頭形E)，由于尖銳的棱角導(dǎo)致的分離現(xiàn)象，降低壓力損失。本實(shí)施例中，所述凸起22的端部為鈍頭尖角形狀，所述鈍頭尖角的角度α的范圍為O。< α <90°。其隨著角度α的增加，入口壓力損失和出口壓力損失呈下降趨勢(shì)。優(yōu)選的，所述鈍頭尖角的角度α為55° 65°。根據(jù)流體流入流出急縮小急擴(kuò)大時(shí)核流(core flow)效應(yīng),相鄰兩個(gè)所述凸起22的端部在垂直于流體流動(dòng)方向上的距離I與通道的水力學(xué)直徑De關(guān)系為I > 6De(所述水 力學(xué)直徑隊(duì)=4*過流截面積/潤(rùn)濕周長(zhǎng))。這樣可以在比較短的長(zhǎng)度內(nèi)使流體速度趨向均勻。由于微通道的尺寸達(dá)到微米級(jí)，所述換熱板通過光蝕刻的方式加工成型。相鄰換熱板4之間通過固體原子擴(kuò)散的方法結(jié)合為整體。對(duì)于不同的鈍頭形狀，其壓力損失不同，申請(qǐng)人對(duì)于不同鈍頭形式的換熱器進(jìn)行了數(shù)值實(shí)驗(yàn)，其中，分流凸起形狀如表I所示，其壓力損失結(jié)果如圖4所示。其中I)條件為入口段總長(zhǎng)度一致，有效通道長(zhǎng)度一致。2) APin為進(jìn)口段壓力損失，APwt為出口段壓力損失。圖4的中表示的流體流入流出的設(shè)計(jì)參數(shù)如表I所示。表I分流部分設(shè)計(jì)參數(shù)
權(quán)利要求1.一種微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其包括， 流體流入部分(I)、流體流出部分(3)，以及設(shè)置于流體流入部分(I)與流體流出部分(3)之間的換熱微通道(2);其特征在于 在所述流體流入部分(I)與所述換熱微通道(2)之間和/或所述換熱微通道(2)與所述流體流出部分(3)之間設(shè)置有分流結(jié)構(gòu)，所述分流結(jié)構(gòu)使一股流體從中間部位分成兩股，間隔一定距離后將兩股分成四股，依次分成需要的流體通道數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述換熱微通道(2)由疊置設(shè)置的換熱板(21)形成，所述換熱板(21)的板面上成型有與流體流動(dòng)方向平行設(shè)置的多個(gè)凸起(22);相鄰?fù)蛊?22)與相鄰換熱板(21)板面之間形成了所述微通道； 所述板面的中間位置處為一級(jí)分流凸起(221)，其長(zhǎng)度大于兩端的凸起長(zhǎng)度，流體經(jīng)過所述中間位置的一級(jí)分流凸起(221)等分成兩股，所述一級(jí)分流凸起(221)兩側(cè)間隔一定距離分別成型有二級(jí)分流凸起(222)，所述二級(jí)分流凸起(222)的長(zhǎng)度大于其兩端的凸起長(zhǎng)度，流體經(jīng)過所述二級(jí)分流凸起(222)等分為四股，二級(jí)分流凸起(222)的兩側(cè)面再成型三級(jí)分流凸起(223)，依次成型的多個(gè)分流凸起，最終將所述流體等分成需要的流體通道數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述換熱板板面上依次成型有所述一級(jí)分流凸起(221)，所述二級(jí)分流凸起(222)，以及所述三級(jí)分流凸起(223)，將流體等分成八股。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述凸起(22)的端部為鈍頭形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述凸起(22)的端部為流線型、尖角型、圓形或橢圓型其中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述凸起(22)的端部為鈍頭尖角形狀，所述鈍頭尖角的角度α的范圍為0° < α<90°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述鈍頭尖角的角度α為55° 65°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其特征在于 相鄰兩個(gè)所述凸起(22)的端部在垂直于流體流動(dòng)方向上的距離I與通道的水力學(xué)直徑De的關(guān)系為I > 6De。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微通道換熱器的分流結(jié)構(gòu)，其包括，流體流入部分(1)、流體流出部分(3)，以及設(shè)置于流體流入部分(1)與流體流出部分(3)之間的換熱微通道(2)；在所述流體流入部分(1)與所述換熱微通道(2)之間和/或所述換熱微通道(2)與所述流體流出部分(3)之間設(shè)置分流結(jié)構(gòu)，所述分流結(jié)構(gòu)使一股流體從中間部位分成兩股，間隔一定距離后將兩股分成四股，依次分成需要的流體通道數(shù)量。該分流結(jié)構(gòu)解決了現(xiàn)有分流結(jié)構(gòu)流體流動(dòng)局部壓力損失大的問題，特別適用于微通道換熱器。
文檔編號(hào)F28F9/22GK202599201SQ20122004772
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者王凱建, 石景禎 申請(qǐng)人:杭州沈氏換熱器有限公司