[发明专利]一种热熔体型气液双相换热芯体结构

说明书

本发明涉及一种热熔体型气液双相换热芯体结构，包括第一芯体和第二芯体，所述的第一芯体和第二芯体中均开设有多条气体流道和液体流道；所述的气体流道和液体流道均为3D螺旋形通道结构；所述的气体流道和液体流道对应的3D螺旋形通道的延伸长度方向相互垂直；待换热液体流穿第一芯体的液体通道后能够通过外设导向部件流入第二芯体的液体流道中；待换热气体通过气体流道依次流穿第二芯体和第一芯体完成气‑液换热。与现有技术相比，本发明中的热交换芯体在一次成型的基础上，显著的提升了换热效率，并可以大幅降低材料的使用率，并可根据需求调节气液比，极高的提升了换热效率并降低材料损耗，解决了传统换热芯体换热性能无法提升的瓶颈问题。

技术领域

本发明涉及气液换热器领域，尤其是涉及一种热熔体型气液双相换热芯体结构。

背景技术

气液换热器广泛的用于工业生产过程中，其作用包括气体或液体的预热及加热、液体或气体的残热回收等用途，气液换热器包括双管式、壳管式、以及板框架式等结构。

目前，市面上常用的换热器芯体类型虽然多样，但大多都结构相似。受制于工业生产要求，大多数零部件需要分开生产，且需要采用减材制造的制作方式，导致设备零部件需要考虑密封难易程度、生产难易程度等复杂问题。

现有的气液换热芯体中，大多采用气液流道相互独立的设计，即两套独立的流体结构体系，虽然设计者能够通过波浪板等方式增加气液接触面积，但传热面积始终小于材料表面积，无法充分利用材料，造成了大量材料的浪费以及无法突破的换热效率瓶颈等本质问题。

CN102012175B公开了一种新型气液换热装置，包括主换热板及若干辅助换热肋片；其特征在于：所述主换热板上设有进、出液口，内部则设有分别与进、出液口相连的进、出液主流道，而所述辅助换热肋片竖向平行间隔排布于主换热板上，每根辅助换热肋片内设有分别与进、出液主流道相连的进、出液分流道，同时在每根辅助换热肋片内还设有若干竖向贯通连接前述进、出液分流道的次分流道。该气液换热器中材料表面积远大于换热面积，使得换热器中换热材料的利用难以提升，无法克服进一步提升换热性能的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种热熔体型气液双相换热芯体结构，本发明利用了3D螺旋流道的良好周期性、较高的材料利用率以及增材制造的便利优势，使本热交换芯体可在一次成型的基础上，显著的提升了换热效率，并可以大幅降低材料的使用率，并可根据需求调节气液比，提升了换热效率并降低材料损耗。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中的热熔体型气液双相换热芯体结构，包括第一芯体和第二芯体，所述的第一芯体和第二芯体中均开设有多条气体流道和液体流道；

所述的气体流道和液体流道均为3D螺旋形通道结构；

所述的气体流道和液体流道对应的3D螺旋形通道的延伸长度方向相互垂直，构成间壁式换热结构；

待换热液体流穿第一芯体的液体通道后能够通过外设导向部件流入第二芯体的液体流道中，使得待换热液体形成U型折返流向；

待换热气体通过气体流道依次流穿第二芯体和第一芯体完成气-液换热。

进一步地，所述的气体流道和液体流道均为周期性3D螺旋形通道结构。

进一步地，所述的气体流道和液体流道每个周期对应的螺距相同。

进一步地，所述的液体流道在第一芯体和第二芯体中均在垂向上螺旋延伸，以此在水平截面上构成阵列式的排布。

进一步地，所述的气体流道在第一芯体和第二芯体中均在水平向螺旋延伸，以此在垂直截面上构成阵列式的排布。

进一步地，任意一条气体流道中的气体与所有与其同一垂向层面上的所有液体流道中的液体间壁式换热。