[发明专利]一种基于3D打印的卫生级微孔换热器

说明书

本发明涉及换热器领域，特别地，涉及一种基于3D打印的卫生级微孔换热器，包括柱状的壳体，所述壳体的外壁上设有连通所述壳体内部的冷却水接头组件；所述壳体的上端和下端分别设有入口卫生卡盘和出口卫生卡盘，所述壳体内设有树状管道。本发明中流体物料从进料通道进入树状管道，最终从出料通道流出；同时冷却水从冷却水接头组件进入壳体内，与树状管道的外壁充分接触，吸收热量，实现换热功能，树状管道的设计充分扩大换热面积，提升换热效率。并且相较传统的换热设备，树状管道的设计在保证换热效率的前提下，结构有序，空间体积小，对于微孔散热领域有很大优势。

技术领域

本发明涉及换热器领域，特别地，涉及一种基于3D打印的卫生级微孔换热器。

背景技术

工程上，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给另一种流体的设备称为换热器，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。

传统的换热器通常是将型材通过焊接、螺栓连接等方式进行安装，焊接困难、结构复杂、易泄露、体积较大是比较难以克服的问题。为提高传热性能而不得不将管束和壳体愈加复杂化，这对生产工艺提出了很高的要求，增加了难度，因此在微孔换热器领域，能够克服以上缺点并易于实现生产的高热传导效率的设计有待发掘。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种基于3D打印的卫生级微孔换热器，主要具有结构有序、体积小、高效换热等优点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于3D打印的卫生级微孔换热器，包括柱状的壳体，所述壳体的外壁上设有连通所述壳体内部的冷却水接头组件；所述壳体的上端和下端分别设有入口卫生卡盘和出口卫生卡盘，所述壳体内设有树状管道，所述树状管道的上端和下端分别连接于所述入口卫生卡盘和所述出口卫生卡盘，所述壳体的内壁与所述树状管道的外壁之间的空间为换热间隙；所述入口卫生卡盘上设有连通所述树状管道的进料通道，所述出口卫生卡盘上设有连通所述树状管道的出料通道。

较之现有技术，本发明的优点在于：

流体物料从进料通道进入树状管道，最终从出料通道流出；同时冷却水从冷却水接头组件进入壳体内，与树状管道的外壁充分接触，吸收热量，实现换热功能，树状管道的设计充分扩大换热面积，提升换热效率。

并且相较传统的换热设备，树状管道的设计在保证换热效率的前提下，结构有序，空间体积小，对于微孔散热领域有很大优势。

流体物料在树状管道的作用下会经过多次的交汇与分流，可以提升流体的雷诺数，优化流体物料的流动状态，使流体物料处于湍流状态，而湍流状态的换热效率能达到普通层流状态的多倍，大幅提升换热效率。

进一步的，所述树状管道包括若干个于竖直方向上依次连接的树状管节，所述树状管节包括交汇管，以及连接于所述交汇管的上下两端的分支管，所述交汇管为单管，所述分支管为多个单管汇聚于一端的结构，所述分支管的汇聚端与所述交汇管连通，通过多次将流体物料进行交汇与分流，使流体物料处于湍流状态，提高换热效率。

进一步的，所述分支管包括倾斜部分和竖直部分，所述倾斜部分以所述分支管的汇聚端为中心环形阵列分布地向径向倾斜，阵列分布的倾斜部分能够均匀地将流体物料分流成多部分，使物料分流更有序，更利于换热。

进一步的，每两个相互连接的所述树状管节的连接方式为各自的所述交汇管相连或各自的所述分支管相连，能够根据实际需求将树状管道组合成不同的长度。

进一步的，所述冷却水接头组件包括冷却进水接头和冷却出水接头，所述冷却进水接头和所述冷却出水接头均连通所述换热间隙，所述冷却进水接头位于所述冷却出水接头下方，使冷却水能够充满壳体与树状管道之间的空间，确保换热效果。