[发明专利]一种微通道换热器及其加工方法

说明书

本发明涉及一种微通道换热器及其加工方法，属于换热器技术领域。为解决现有的微通道换热器的微通道换热效率低且加工时其微通道易变形的问题，本发明提供了一种微通道为带有圆弧过渡的三角形的微通道换热器及其加工方法，方法依次为：通过3D单元建模；根据建立的数字模型使用选区激光3D打印进行制造，实现分层增材制；对微通道内壁区域进行表面改性强化；对微通道换热器毛坯逐层数控铣，保证内壁光洁度高，得到微通道换热器。本发明将微通道单元设计成带圆弧过渡的三角形，通道间正反交替，实现冷热通道接触面积增大，进而实现提高换热效率，且采用了3D打印进行分层增材制造，避免了微通道成型差的问题。

技术领域

本发明属于换热器技术领域，尤其涉及一种微通道换热器及其加工方法。

背景技术

传统的换热器为外壳+内管束结构，管束由管板固定，管端由液压胀管和管端焊接完成连接，结构较复杂且换热效率较低，导致部件体积增加，成本提高。因而目前针对传统型换热器存在的问题，提出新型薄板层间摩擦焊接式微通道换热器,该结构换热效率较传统形式换热器高的多，能够在较小空间内完成高效换热。但此种微通道换热器的加工方式为：在薄板上通过激光刻烛的方式加工多个微通道，再将加工后的多个薄板通过层间摩擦焊的方式组装。但因为在薄板上开了多个孔，容易使得薄板在微通道根部残余应力释放，形成曲面，导致微通道变形；且由于钢板呈卷曲状，在层间摩擦焊接时容易因层间压力不均匀导致摩擦力不均匀，从而导致层间焊缝结合力不均匀，两侧结合较紧密，中间区域结合力较差。且现有的微通道换热器的通道为半圆形，其换热效率低。综上所述，现有的微通道换热器具有加工时其微通道易变形、层间结合力不均匀的问题，影响了微通道换热器的使用寿命，也限制了微通道换热器的应用领域。

发明内容

为解决上述现有的微通道换热器热效率低，且加工时其微通道易变形的问题，本发明提供了一种微通道换热器。

本发明的技术方案：

一种微通道换热器，所述微通道换热器上加工有多个微通道单元，所述微通道单元为带有圆弧过渡的三角形通道，任一两个相邻通道正反交替布置。

优选的，所述微通道单元的三角形外接圆直径为1mm。

为解决上述现有的微通道换热器加工时其微通道易变形、层间结合力不均匀的问题，本发明提供了一种微通道换热器的加工方法。

本发明的技术方案：

一种微通道换热器的加工方法，具体方法为：

步骤一、通过3D单元建模，建立有多个微通道单元的数字模型；

步骤二、根据步骤一建立的数字模型使用选区激光3D打印进行制造，实现分层增材制造；

步骤三、对步骤二所得到的微通道换热器毛坯的微通道内壁区域进行表面改性强化；

步骤四、对步骤三所得到的微通道换热器毛坯逐层数控铣，保证内壁光洁度高，得到微通道换热器。

优选的，在进行步骤二时，使用涂覆阻焊剂的三角棱柱芯棒陶瓷芯棒作为通道支撑，分层增材制造后抽出。

优选的，将微通道换热器定尺为100mm×100mm×100mm，针对换热量需求较大的领域时，当针对换热量需求大的领域时，采用将所述微通道换热器进行组装的方式实现增加换热器的体积，具体方式为：高度方向采用层间摩擦焊接的方式增加高度、长度方向采用微通道内加三角棱柱芯棒陶瓷芯棒的方式增加长度、端部内壁采用涂覆阻焊剂的方式进行焊接。

优选的，为增加高度而对微通道换热器采用层间摩擦焊接的方式进行组装时，对微通道换热器的网格面进行减材加工。

优选的，所述微通道换热器应用于一次发电的海水工质热通道时，所述步骤三具体为：使用316UG不锈钢进行内壁改性。