热交换器的制造方法_3

文档序号:9706100阅读:来源:国知局
路径的管子的总数和位置相对应。由于与纵向管子的优选的圆形横截面相比,空间的横截面具有相对复杂的形状,所以在壳体的相反端处具有同一种布置是较为容易的。换句话说,第一流体的入口和出口在壳体的相反端壁中,而用于第二流体的入口和出口设置在壳体的靠近相应端处的侧壁部分中。则仅在第二流体的分配器和收集器中,会发生某类型的交叉流热交换。但是,如上所述,大部分热交换将以逆流设置发生。
[0038]如果必要的话,纵向管子可具有延伸部。在其优选实施例中,纵向管子设置有包括管形段的延伸部分,该管形段具有插入到纵向管子的敞开端中的复壮端(a rejuvenatedend)。复壮端提供了防止流体的任何泄露的密封配合。
[0039]在另一实施例中,在纵向管子的一端或两端处可以没有连接器或将其去除。
[0040]管形段的另一端有利地以密封方式延伸穿过在相应板中的通孔。优选地,诸如O形环这样的密封件设置在管形段的外壁和限定通孔的相应板的壁部分之间。其它类型的密封是焊接和胶合。
[0041]如上所述,制造热交换器模块的材料的类型取决于热交换流体的性质。金属、陶瓷、碳和塑料都适于作为初始材料,其中塑料是优选的。
[0042]与例如紫铜、黄铜和不锈钢这样的金属和碳相比,塑性材料是较差的热导体,因此,在对构造所需要满足的物理要求进行考虑的同时,在相邻腔室之间的壁的厚度被保持为较低。
[0043]为了增加热传递,制造模块的塑性材料可包括热传导增强填料,诸如碳颗粒等。为了增加强度,可以使用纤维增强塑料。
[0044]制造模块的优选初始材料是像塑料、含氟石聚合物以及生物聚合物这样的可挤压材料,该塑料诸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚(甲基)丙烯酸酯,该含氟石聚合物诸如PTFEx。允许更高操作温度(例如100°C至大约120°C)的其它塑性材料是聚碳酸酯和聚砜。聚氧化亚稀基(polyvinylene oxides)、聚醚酰亚胺、聚(苯)醚砜和特别是含氟石聚合物允许甚至更高的操作温度。
[0045]根据第二方面,本发明还在于一种热交换器模块,其特别用于组装根据本发明的热交换器,所述模块包括至少一个纵向中空管子,该模块设置有至少一个连接器用于连接至另一模块的协作连接器。用于根据本发明热交换器的上述优选实施例同样地适用于根据本发明的模块。
【附图说明】
[0046]参考所附附图进一步解释本发明,在附图中:
[0047]图1是根据本发明的逆流热交换器的实施例的示意图;
[0048]图2显示了根据图1的实施例的细节的示意图;
[0049]图3示意性地显示了在根据权利要求1的热交换器中的热交换流体的主要流动方向;
[0050]图4-6显示了作为连接器的卡配件的多个实施例;和[0051 ]图7显示了管子延伸部的实施例。
【具体实施方式】
[0052]图1-3示出了根据本发明的逆流热交换器的实施例的示意图。热交换器整体以附图标记10表示。该热交换器10包括壳体12,该壳体12包括相应的端壁14和16以及侧壁18。用于第一(热)流体的第一入口 20在热交换器10的第一端22设置在第一端壁14中。在相对端24处,第一出口26设置在第二端壁16中。用于第二(冷)流体的第二入口27靠近该相对端24定位在侧壁18中,而用于第二流体的第二出口 28靠近该第一端22定位在侧壁18中。入口 20连接至分配器30,该分配器包括在壳体12中的分配腔室32。该壳体32由第一端壁14、侧壁18靠近所述端壁14的相应部分和分配器壁34限定。分配腔室32将第一流体划分并供给到限定第一流动路径38的相关纵向管子36中。在相对端24处具有包括收集腔室42的收集器40,该收集腔室由第二端壁16、侧壁18靠近所述端壁16的相应部分和收集器板44限定。分配器板34和收集器板44具有通孔46,该通孔的数量和位置与纵向管子36的相应。第一流体经由入口20引入到热交换器10、进入分配器30中。然后流动到纵向管子36的敞开端。其经相反的敞开端流到收集腔室42中,在那里热交换之后的第一流体被收集并然后通过出口 26排出。纵向管子36具有模块化设计。在该实施例中,具有圆形横截面的每个管子36设置有四个连接器50,这四个连接器间隔有90° ο每个连接器50具有条带形状,并大体延伸过纵向管子36的长度。在纵向管子36的两端处,连接器50的端部被去除一定长度。首先,这允许管子36的端部以密封的方式被插入到分配器板34和收集器板44的通孔46中。其次,相应的板和连接器50的起始部(端)之间的长度足以限定在相对端24处的用于第二流体的第二分配器52和在第一端处的第二收集器54。相邻管子36的连接器50彼此连接,从而限定用于第二流体的空间
56。同时,这些空间56限定用于第二流体的第二流动路径58。该第二流体经由入口 27引入到第二分配器52中。然后与第一流体逆流地流动通过这些空间56。随后,第二流体经由第二出口 28从第二收集器54排出。管子36及其连接器50是由附图标记60表示的模块。通过利用连接器50而使这些模块60互连,可建立模块的稳定堆叠结构。图2显示了9 X 9阵列中的堆叠的模块60。在图3中,在管子36中流动的第一流体的方向由垂直(直立)箭头指示,而在空间56中流动的第二流体的方向由水平(平躺)箭头指示。此外,该图3显示了如下的实施例,阳连接器50’包括具有圆形边64的纵向肋62,该阳连接器可卡配到阴连接器50”中,该阴连接器包括具有互补杯形边54的纵向肋62。
[0053]图4-6显示了适当的阳连接器50’和阴连接器50”的其它例子,特别是卡配连接。在图4中,阳连接器50’是径向延伸的扁平肋62,该扁平肋也沿管子36的纵向方向延伸。阴连接器50”包括一对平行肋62,该平行肋在与阳连接器50’的肋62的厚度相应的宽度上间隔。图5显示了肋62作为阳连接器50’,在肋62的高度的中间处具有突出部64,而阴连接器50”的肋70具有凹部72,该凹部在面对彼此的肋表面74的相应位置处具有互补形状。图6示出了锯齿形构造。其它适当的连接器是滑动配合和拉链式连接。
[0054]在图7中,包括具有复壮端(rejuvenated end)82的管形段80的延伸部插入到纵向管子36的敞开端84中,而管形段80的另一敞开端延伸穿过板34、44中的孔46。0形环92使用于第一流体的分配器/收集器与用于第二流体的分配器/收集器相密封。
[0055]对于本领域的技术人员明显的是,根据在附图中示出的实施例可以容易地制造许多变型和改型。这些改型和变型落入所附权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于在流体之间进行热交换的热交换器(10),包括具有用于每个流体的入口(20,27)和出口(26,28)的壳体(12),用于每个流体的入口(20,27)和出口(26,28)通过流动路径(38,58)彼此连接,第一流体的流动路径(38)包括以阵列构造布置的多个热交换模块(60),其中,每个模块(60)包括至少一个纵向中空管子(36)和一体连接器(50),用于连接至相邻模块(60)的协作连接器(50),其中,每个连接器(50)大体延伸过模块(60)的长度,平行于模块的纵向管子(36)的纵向轴线,其中,连接器(50)和纵向管子(36)的外壁包封限定用于第二流体的流动路径(58)的空间(56),该流动路径平行于用于第一流体的流动路径(38),其中, 所述模块(60)由塑性材料制造, 所述阵列构造包括至少两列纵向管子(36)和至少两行纵向管子(36), 每个模块(60)具有阳连接器(50’
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