热交换器和其制造方法
【专利摘要】本发明涉及尤其用于高压清洁器的用于加热液体的热交换器（20），带有内部和外部的加热盘管（22、24），其各自具有多个螺旋，该热交换器还带有间隔垫片（38、39、40、41），其在内部的加热盘管（22）与外部的加热盘管（24）之间在内部的加热盘管（22）的圆周上分布地布置。为了如此地改进热交换器（20），即，其可低成本地制造且具有高的效率，根据本发明作如下建议，即，外部的加热盘管（24）的至少一个螺旋（55、57）在两个彼此直径相邻的间隔垫片（40、41）之间具有第一螺旋截段（64、64a），距离内部的加热盘管（22）的径向间距在第一螺旋截段中比在间隔垫片（40、41）的区域中更小或更大。此外建议了两种用于制造此类热交换器（20）的方法。
【专利说明】热交换器和其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种尤其用于高压清洁器的用于加热液体的热交换器，带有内部和外部的加热盘管，其各自具有多个螺旋，热交换器还带有间隔垫片，其在内部与外部的加热盘管之间在内部的加热盘管的圆周上分布地布置。
[0002]此外，本发明涉及用于制造此类热交换器的方法，其中，由管子盘绕成内部的加热盘管，在内部的加热盘管的外侧，多个间隔垫片在内部的加热盘管的圆周上分布地布置且被固定，且由管子朝向间隔垫片盘绕出外部的加热盘管。
【背景技术】
[0003]此类热交换器尤其用于加热用于高压清洁器的清洗液。该热交换器构造成双螺旋管，其包括内部和外部的加热盘管。内部的加热盘管定义了燃烧室，燃料喷嘴可被定位在其中。这给予如下可能性，即，在燃烧室中点燃火焰，从而使得热交换器被热空气绕流。热交换器可由清洗液流经。然后进行由热空气经由加热盘管到待加热的液体上的热传递，该待加热的液体紧接着可以指向待清洁的物体。
[0004]因此，该热交换器被用作直通式加热器。为了改善该热交换器的效率，在EP I 255085 BI中作如下建议，即，如此地以用于外部的加热盘管的螺旋的不同的径向凹槽设计间隔垫片，以使螺旋至少部分彼此径向错开地布置。这使得由经加热的空气到加热盘管上的经改善的热传递成为可能。然而为此须使用较大数量的专门设计的间隔垫片，其在内部的加热盘管的外侧处的定位须小心地进行选择。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，提供一种该类型的形式的热交换器以及一种制造它的方法，其中，热交换器可低成本地制造且具有高的效率。
[0006]该目的在先前所描述的形式的热交换器的情形中根据本发明由此实现，S卩，外部的加热盘管的至少一个螺旋在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间具有第一螺旋截段，距离内部的加热盘管的径向间距在第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中更小或更大。
[0007]因此沿着热交换器的圆周方向，至少在外部的加热盘管的一个螺旋的区域中该螺旋距离内部的加热盘管所呈的径向间距变化。当螺旋的径向间距在间隔垫片的区域中可具有通过间隔垫片的外形被预先给定的确定的值时，在在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的至少一个第一螺旋截段中径向间距变化。因此，外部的加热盘管的至少一个螺旋至少在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中具有更小的或更大的距离内部的加热盘管的径向间距。
[0008]如下已被证实，S卩，外部的加热盘管的至少一个螺旋距离内部的加热盘管所呈的通过沿着在间隔垫片之间的圆周变化的径向间距可改善在经加热的空气与流经热交换器的液体之间的热传递，从而使得热交换器具有高的效率。
[0009]如下是有利的，S卩，外部的加热盘管的多个螺旋各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间具有第一螺旋截段，距离内部的加热盘管的间距在第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中更小或更大。其例如可作如下设置，即，外部的加热盘管的第一螺旋在热交换器的圆周上距离内部的加热盘管呈保持相等的间距，与之相反在外部的加热盘管的盘绕方向上紧接于第一螺旋的第二螺旋距离内部的加热盘管呈在热交换器的圆周上变化的径向间距。外部的加热盘管的第三螺旋可在盘绕方向上连接第二螺旋，第三螺旋与第一螺旋相应地再次距离第一加热盘管呈在热交换器的圆周上保持相等的间距。第四螺旋于是可以连接外部的加热盘管的第三螺旋，其距离内部的加热盘管的间距在热交换器的圆周上变化。
[0010]如果外部的加热盘管的多个螺旋各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中具有更小或更大的距离内部的加热盘管的径向间距，如下是有利的，即，至少两个螺旋的第一螺旋截段在外部的加热盘管的圆周方向上彼此错开地布置。围绕热交换器的纵轴线，外部的加热盘管的第一螺旋的第一螺旋截段可被定位在第一角度范围中，而外部的加热盘管的第二螺旋的第一螺旋截段可被定位在第二角度范围中，其在圆周方向上相对第一角度范围错开地布置。
[0011]在一种有利的实施方式的情形中，至少两个螺旋的第一螺旋截段彼此错开270°地布置。此类设计方案尤其当热交换器总共具有四个在圆周方向上彼此均匀分布地布置的间隔垫片时是有利的。
[0012]如果外部的加热盘管的多个螺旋各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中具有更小或更大的距离内部的加热盘管的径向间距，则可作如下设置，即，螺旋的第一螺旋截段布置在外部的加热盘管的相同的圆周区域中。在本发明的此类设计方案的情形中，外部的加热盘管的多个螺旋在共同的圆周区域中在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间各自包括一个螺旋截段，径向间距在该螺旋截段中比在两个间隔垫片的区域中更小或更大。尤其地可作如下设置，即，外部的加热盘管的多个在盘绕方向上相继的螺旋各自在相同的圆周区域中具有第一螺旋截段，距离内部的加热盘管的间距在第一螺旋截段中比在限定出第一螺旋截段的间隔垫片的区域中更小或更大。因此，若干第一螺旋截段可以围绕热交换器的纵轴线以一排彼此相邻地布置。
[0013]在根据本发明的热交换器的一种优选的设计方案的情形中，外部的加热盘管的至少一个螺旋具有两个在圆周方向上相继的螺旋截段，其各自布置在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间且在其中螺旋距离内部的加热盘管呈不同的径向间距。外部的加热盘管的每个螺旋在整个360°的圆周区域上延伸。该圆周区域被间隔垫片划分，且外部的加热盘管的至少一个螺旋具有两个在圆周方向上相继的截段，其各自布置在两个间隔垫片之间且在其中螺旋距离内部的加热盘管呈不同的径向间距。然而，此类间距变化不须强制地在外部的加热盘管的所有螺旋处得到应用，而是可作如下设置，即，外部的加热盘管除了带有在圆周上变化的距离内部的加热盘管的径向间距的螺旋之外具有另外的螺旋，其特征在于在圆周上距离内部的加热盘管的保持相等的间距。
[0014]可作如下设置，S卩，外部的加热盘管的至少一个螺旋在两个彼此在圆周方向上直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中比在两个间隔垫片的区域中具有更小的距离内部的加热盘管的径向间距，且在外部的加热盘管的圆周方向上在第一螺旋截段上连接有第二螺旋截段，距离内部的加热盘管的径向间距在第二螺旋截段中比在间隔垫片的区域中更大。[0015]如下是有利的，S卩，间隔垫片在其总的长度上定义出了在内部与外部的加热盘管之间的保持相等的间距。这使得间隔垫片的特别简单的装配成为可能且此外具有如下优点，即，间隔垫片在内部的加热盘管的外圆周处的定位不须精确地预先给定。
[0016]优选地，热交换器的间隔垫片设计为相同的。这使得热交换器的制造和装配变得容易且进而使得进一步的成本降低成为可能。
[0017]外部的加热盘管在至少一个第一螺旋截段中距离内部的加热盘管所呈的径向间距有利地最小为外部的加热盘管在限定第一螺旋截段的间隔垫片的区域中距离内部的加热盘管所呈的径向间距的10%。
[0018]优选地，外部的加热盘管在第一螺旋截段中距离内部的加热盘管所呈的径向间距最大为外部的加热盘管在限定第一螺旋截段的间隔垫片的区域中距离内部的加热盘管所呈的径向间距的200%。
[0019]在一种有利的实施方式的情形中，外部的加热盘管在至少一个螺旋的区域中所呈的径向间距在外部的加热盘管在间隔垫片的区域中所呈的间距的最小10%与最大200%之间变化。
[0020]内部的加热盘管在根据本发明的热交换器的一种特别优选的设计方案的情形中构造成圆柱形的。因此，内部的加热盘管的螺旋绕热交换器的纵轴线同中心地延伸且定义出了圆柱形的燃烧室。
[0021]间隔垫片优选被焊接到内部的加热盘管的外侧处。
[0022]如下是有利的，S卩，外部的加热盘管包括第一部分纵向区域，在其中布置有至少一个第一螺旋截段，且在外部的加热盘管的纵向上在第一部分纵向区域上连接有第二部分纵向区域，在其中外部的加热盘管距离内部的加热盘管具有保持相等的间距。
[0023]第一部分纵向区域有利地最大在外部的加热盘管的总长的75%上延伸。
[0024]如下是有利的，S卩，内部的加热盘管的布置在第一部分纵向区域的高度上的螺旋直接彼此贴靠。
[0025]内部的加热盘管的布置在第二部分纵向区域的高度上的螺旋中的至少一些在本发明的一种有利的设计方案的情形中彼此轴向间隔地布置。
[0026]优选地，外部的加热盘管的至少一些螺旋在第一部分纵向区域中彼此轴向间隔地布置。在外部的加热盘管的螺旋之间的轴向间隔在第一部分纵向区域中可例如为最小3mm且最大30_。
[0027]外部的加热盘管如同内部的加热盘管那样由管子盘绕成。如下是有利的，即，外部的加热盘管的至少两个螺旋在第一部分纵向区域中彼此以如下轴向的间隔布置，该轴向间隔至少如管子的外径那样大。
[0028]如先前已提及的那样，根据本发明的热交换器以双螺旋管的形式构造而成。在此，由管子盘绕成内部的加热盘管，多个间隔垫片在内部的加热盘管的圆周上分布地布置且被固定在其外侧。间隔垫片在内部的加热盘管的纵向上延伸且由管子在间隔垫片上卷绕出外部的加热盘管。
[0029]在根据本发明的第一种制造方法的情形中，先前所提及的目的由此实现，即，外部的加热盘管的至少一个螺旋在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中朝向内部的加热盘管的方向变形。在该根据本发明的方法的情形中，首先以已知的方式形成双螺旋管。
[0030]紧接着，外部的加热盘管的至少一个螺旋在至少两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的区域中朝向内部的加热盘管的方向变形。在间隔垫片之间的区域中，至少一个螺旋距离内部的加热盘管所呈的径向间距因此比在间隔垫片的区域中的径向间距更小。为了变形可使用带有冲头的冲压装置，该冲头优选在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的中间被定位在外部的加热盘管的至少一个螺旋处且紧接着在朝向内部的加热盘管的方向上优选在径向上被移动，从而使得该螺旋变形。
[0031]在变形的情形中，被加载以变形力的螺旋支撑在间隔垫片处。在两个间隔垫片之间的区域中的螺旋的变形引起如下，即，相比在间隔垫片的区域中的间距，在两个间隔垫片之间的区域中的螺旋距离内部的加热盘管呈更小的间距而在超出两个间隔垫片的直接相邻的区域中距离内部的加热盘管呈更大的间距。因此，最初呈圆柱形的外部的加热盘管的至少一个螺旋通过变形过程获得椭圆形的外形，其中，该螺旋在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的区域中比在间隔垫片的区域中呈更小的径向间距，且在各自直接连接到两个间隔垫片处的区域中，该螺旋径向向外变形，从而使得其距离内部的加热盘管的间距变大。
[0032]优选地，外部的加热盘管的多个螺旋同时各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中朝向内部的加热盘管的方向变形。为此可使用冲头，其形状和尺寸被如此地匹配于外部的加热盘管的外形，即，在变形过程的情形中外部的加热盘管的多个螺旋可同时变形。变形的螺旋可在外部的加热盘管的盘绕方向上直接依次实现。然而其同样可作如下设置，即，在外部的加热盘管的两个变形的螺旋之间至少布置有一个或多个不变形的螺旋。
[0033]如下是有利的，S卩，热交换器在至少一个螺旋的变形之后绕热交换器的纵轴线被转动，而且紧接着外部的加热盘管的至少一个另外的螺旋在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中朝向内部的加热盘管的方向变形。在根据本发明的方法的此类实施方式的情形中，外部的加热盘管至少依次变形两次，其中，其在第一次变形过程之后绕热交换器的纵轴线被转动。外部的加热盘管的各个螺旋通过变形各自获得椭圆形的外形，其中，至少两个螺旋的第一螺旋截段在外部的加热盘管的圆周方向上彼此错开地布置。
[0034]有利地，热交换器在第一次变形过程之后绕其纵轴线被转动270°的角度，以便于紧接着再次变形。
[0035]其同样可作如下设置，即，热交换器在至少一个螺旋的变形之后相对于冲头在热交换器的纵轴线的方向上被错开，而且紧接着外部的加热盘管的至少一个另外的螺旋在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中在朝向内部的加热盘管的方向上变形。因此，在外部的加热盘管的相同的圆周区域中的变形的螺旋截段的提供可在多个变形过程中实现，在这些过程之间热交换器总是相对于冲头被轴向错开。这尤其地给予如下可能性，即，在每次变形过中仅有唯一的螺旋变形。紧接着，于是热交换器可轴向被错开，以便于在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的区域中的另外的螺旋变形。
[0036]如下是有利的，S卩，热交换器在一个螺旋的变形之后如此程度地相对于冲头被轴向错开，即，在已变形的螺旋与随后待变形的螺旋之间延伸有至少一个未变形的螺旋，也就是说不经历变形的螺旋。
[0037]间隔垫片有利地在内部的加热盘管的圆周上均匀分布地布置。尤其地可作如下设置，即，使用总共四个间隔垫片，其在圆周方向上彼此错开90°地布置。
[0038]多个间隔垫片有利地构造成相同的。
[0039]优选地，间隔垫片在其总的长度上定义了在内部与外部的加热盘管之间的保持相等的间距。
[0040]如已提及的那样，如下是有利的，即间隔垫片与其内部的加热盘管焊接起来。
[0041]可作如下设置，即，外部的加热盘管的至少一些螺旋与间隔垫片焊接起来。
[0042]为了外部的加热盘管的至少一个螺旋的变形，如已指出那样优选使用冲头。该冲头可如此地构造而成，即，外部的加热盘管的单个或多个螺旋变形，其中，每次冲压过程和螺旋的压入深度可不同。然而同样可作如下设置，即，压入深度恒定。
[0043]如下已被令人惊讶地证实，即，变形的高的精度和尺寸精确性起其次的作用。通过在两个间隔垫片之间的至少一个第一螺旋截段中的至少一个螺旋的变形，热交换器的效率被提高。通过外部的加热盘管的不规则的外形，经加热的空气被更好地搅动且由此改善热传递。
[0044]间隔垫片可以较小数量的焊接点被固定在内部的加热盘管处。降低数量的焊接点引起使用寿命的增加，因为热应力可保持较小。
[0045]有利地，内部的和/或外部的加热盘管的螺旋形状配合地支撑在间隔垫片处。
[0046]优选最初呈圆柱形的外部的加热盘管的变形的位置、数量和实施方案可为了优化热交换器的效率而在较宽的区域中变化。尤其地，该变形可匹配于热交换器应被定位在其中的锅炉的外形。
[0047]作为外部的加热盘管后来在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的至少一个螺旋截段中变形的替代，在制造外部的加热盘管的情形中，在用于制造先前所提及的热交换器的根据本发明的第二种方法的情形中得到使用的管子在两个彼此直接相邻的间隔垫片的至少一个螺旋截段中以如下距离内部的加热盘管的间隔被卷绕到内部的加热盘管上，该间隔大于或小于管子在间隔垫片的区域中距离内部的加热盘管所呈的间距。因此在此类制造方法的情形中，在卷绕外部的加热盘管的情形中，在至少两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的区域中的间距发生变化。这具有如下优点，即，可取消随后的变形过程。
[0048]在外部的加热盘管与内部的加热盘管之间的径向间距的变化可在卷绕外部的加热盘管的情形中例如由此获得，即，在卷绕到内部的加热盘管上的情形中拉应力被施加到管子上，该拉应力在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的至少一个第一螺旋截段的区域中比在相邻的螺旋截段中选择得更大或更小。为了减小径向间距，大于在这两个间隔垫片之前和之后的螺旋截段中拉应力的拉应力被施加到在两个间隔垫片之间的区域中的管子上。如果径向间距应该被增大，则在卷绕到内部的加热盘管上的情形中施加到管子上的拉应力可以被减小。
[0049]同样可作如下设置，S卩，在将管子卷绕到内部的加热盘管上的情形中使用卷绕辅助物，其外形如此地选择，即，外部的加热盘管的至少一个螺旋在至少一个第一螺旋截段中比在间隔垫片的区域中具有更小或更大的距离内部的加热盘管的间距。卷绕辅助物可例如呈镰刀状地以不同的弯曲半径设计。备选地同样可作如下设置，即，卷绕辅助物构造成相同的，且因此预先给定在内部与外部的加热盘管之间的保持相等的间距，即，在将管子卷绕到内部的加热盘管上时在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的各个螺旋截段的区域中取消卷绕辅助物，从而使得在这些螺旋截段中设定更小的距离内部的加热盘管的径向间距。
【专利附图】
【附图说明】
[0050]本发明的一种优选的实施方式的下面的描述与附图相结合用于进一步的说明。其中:
[0051]图1:示出了穿过带有根据本发明的热交换器的高压清洁器的燃烧器的示意性的截面视图；
[0052]图2:示出了根据图1的热交换器的透视性的图示；
[0053]图3:示出了热交换器在根据图2的箭头A的方向上的侧视图；
[0054]图4:示出了在热交换器的制造的情形中沿着图3中的直线4-4的截面视图；
[0055]图5:示出了热交换器在图2的箭头B的方向上的侧视图；
[0056]图6:示出了在制造热交换器的情形中沿着图5中的直线6-6的截面视图，且
[0057]图7:示出了在纵向上根据图2的热交换器的放大的部分截面视图。
【具体实施方式】
[0058]在图1中示意性地示出了直通式加热器形式的燃烧器10，其可在高压清洁器的情形中得到使用，以便于将清洗液(优选水)加热到期望的温度上。燃烧器10包括带有外壁13和内壁14的圆柱形的锅炉12。在锅炉12中布置有根据本发明的热交换器20，其以双螺旋管形式构造而成且包括内部的加热盘管22和外部的加热盘管24，其由金属管43盘绕成。对此下面还将作进一步探讨。
[0059]内部的加热盘管22包围燃烧室26。在锅炉12的顶面处布置有燃烧器喷嘴28，其可以通常的且因此在附图中未示出的方式供应燃料，从而可在燃烧室26中点燃火焰。经由在附图中未示出的、对专业人士而言已知的空气供应管，可向燃烧室26供应新鲜空气，而废气可经由布置在燃烧器喷嘴28旁边的排气管30被排出。
[0060]在燃烧器的运行期间，热交换器20被待加热的清洗液流经。待加热的液体经由第一端口 32被供应给热交换器且经加热的液体可由热交换器经由第二端口 34被排出。两个端口 32和34布置在锅炉12的背对燃烧器喷嘴28的底板36处。
[0061]在内部的加热盘管22与外部的加热盘管24之间总共布置有四个间隔垫片38、39、40和41，其构造成相同的且各自在内部的加热盘管22的总的长度上延伸。间隔垫片在内部的加热盘管22的圆周上均匀分布地布置，从而使得两个彼此在圆周方向上直接相邻的间隔垫片各自在它们之间定义出了 90°的角度范围。
[0062]如已提及的那样，两个加热盘管22、24由管子43盘绕成。在第一步中，在此由管子43盘绕成圆柱形的内部的加热盘管22。紧接着，间隔垫片38、39、40和41与内部的加热盘管22的外侧焊接起来。在根据本发明的第一种制造方法的情形中，然后外部的加热盘管22被卷绕到间隔垫片38、39、40和41上，从而使得外部的加热盘管24首先如同内部的加热盘管22具有圆柱形的形状，带有多个在圆周方向上分别经360°延伸的呈圆柱形的螺旋。可作如下设置，即，外部的加热盘管24的单个或所有螺旋与间隔垫片38至41焊接起来。
[0063]在根据本发明的第一种制造方法的情形中，外部的加热盘管24紧接着经受第一次冲压过程和第二次冲压过程，其中，外部的加热盘管在两次冲压过程之间绕热交换器20的纵轴线45转动270°且在轴向上被错开两个螺旋。这在图3至6中示意性地示出。
[0064]外部的加热盘管24包括第一部分纵向区域52，其在纵向上由热交换器20的面对燃烧器喷嘴28的顶面46在热交换器20的总长的大约75%上朝向背对燃烧器喷嘴28的底面48的方向延伸，而且在其中，外部的加热盘管的螺旋彼此轴向间隔地布置。第二部分纵向区域53连着第一部分纵向区域52，其延伸直至底面48，而且在其中，外部的加热盘管的螺旋彼此贴靠。外部的加热盘管24的螺旋可在第一部分纵向区域52中以多个螺旋组被各自结合成4个螺旋。每个螺旋组包括第一螺旋55、第二螺旋56、第三螺旋57和第四螺旋58。第一冲压过程如此实现，即，外部的加热盘管24在第一间隔垫片38和第二间隔垫片39的区域中借助于第一支柱61和第二支柱62得到支撑，第一支柱61和第二支柱62被安放到外部的加热盘管24的外侧处。借助于冲头63，外部的加热盘管24的第一部分纵向区域52的螺旋组的所有第一螺旋55在第三间隔垫片40与第四间隔垫片41之间的区域中在中间径向向内朝向纵向轴线45的方向然后同时变形。冲头63如此地构造而成，即，其在第一部分纵向区域52中同时作用到所有第一螺旋55处，并且其各自在第一螺旋截段64中可径向向内变形，第一螺旋截段64在第三间隔垫片40与第四间隔垫片41之间延伸。在变形之后，外部的加热盘管24在第一螺旋截段64中呈一个比在第三间隔垫片40和第四间隔垫片41的区域中的距离内部的加热盘管22的径向间距更小的径向间距。在第一螺旋截段64的区域中的、径向向内取向的变形引起如下，即，外部的加热盘管24距离内部的加热盘管22所呈的径向间距在圆周方向上紧接于第一螺旋截段64的第二螺旋截段66中以及在圆周方向上在第一螺旋截段64之前的第四螺旋截段70被增大，与之相反，在外部的加热盘管24与内部的加热盘管22之间的径向间距在正对着第一螺旋截段64的第三螺旋截段68中由于通过第一支柱61和第二支柱62的支撑在实际中保持相等。第一螺旋55的在圆周方向上跟随第一螺旋截段64的第二螺旋截段66在第四间隔垫片41与在圆周方向上紧接于其的第一间隔垫片38之间延伸。第一螺旋55的、紧邻地在第一螺旋截段64之前的第四螺旋截段70在第二间隔垫片39与第三间隔垫片40之间延伸，且第一螺旋55的、正对着第一螺旋截段64的第四螺旋截段60在第一间隔垫片38和在圆周方向上紧接着它的第二间隔垫片39之间延伸。这由图4变得清楚。
[0065]通过第一冲压过程(在其中第一螺旋55的第一螺旋截段64被以在附图中通过箭头Pl显示的压力加载)，因此外部的加热盘管24在第一螺旋55的区域中呈椭圆形地成形。在本发明的示出的实施例的情形中，在外部的加热盘管24与内部的加热盘管22之间的径向间距在第一螺旋截段64中最小为两个加热盘管24、22在间隔垫片38至41的区域中具有的间距的10%。在第二螺旋截段66的区域中以及在第四螺旋截段70的区域中，在两个加热盘管24、22之间的径向间距在示出的实施例的情形中最大为加热盘管在间隔垫片38至41的区域中所呈的径向间距的200%。外部的加热盘管24在热交换器20的圆周上的间距变化在附图中为了更好的清晰性被放大地示出。
[0066]在外部的加热盘管24经受第一次冲压过程之后，如在图4中示出的那样，热交换器20绕其纵轴线45被转动270°且轴向如此程度地相对冲头63被错开，即，紧接着借助于冲头63外部的加热盘管24的第一部分纵向区域52的螺旋组的三分之一的螺旋57在在圆周方向上相对第一螺旋55的第一螺旋截段64错开270°的第一螺旋截段64a中被以径向在朝向纵轴线45的方向上取向的冲压力P2加载。由于270°的转动，外部的加热盘管24在第二次冲压过程中在第二间隔垫片39和第三间隔垫片40的区域中被支撑在支柱47和48处，而且第三螺旋57的在其上面贴靠有冲头63的第一螺旋截段64a通过第四间隔垫片41和第一间隔垫片38来限定边界。在该第一螺旋截段64a中，外部的加热盘管24在第二次冲压过程之后的距离内部的加热盘管22的径向间距小于在间隔垫片41和38的区域中的径向间距。相对地，在第三螺旋57的布置在第一间隔垫片38与第二间隔垫片39之间的第二螺旋截段66a中距离内部的加热盘管22的径向间距如同在第三螺旋57的布置在第三间隔垫片40与第四间隔垫片41之间的第四螺旋截段70a中那样增大。第三螺旋57的第三螺旋截段68a布置在第二间隔垫片39与第三间隔垫片40之间且由于通过支柱47和48的支撑在实际中不经受径向的变形。
[0067]在热交换器20经受两次冲压过程之后，热交换器20的制造结束。在第一部分纵向区域52中，外部的加热盘管24的螺旋组的第一和第三螺旋55、57具有距离内部的加热盘管22如下径向间距的螺旋截段，该间隔大于或小于在间隔垫片38至41中的区域中距离加热盘管22的螺旋所呈的间距。因此，第一和第三螺旋55、57距离内部的加热盘管22所呈的径向间距在热交换器20的圆周上变化。第三螺旋55的具有较小的径向间距的螺旋截段64a相对第一螺旋55的具有较小径向间距的螺旋截段64在圆周方向上错开地布置。额外地，在第一部分纵向区域52中存在沿着热交换器20的圆周具有距离内部的加热盘管22保持相等间距的螺旋。在此，它们是先前所说明的螺旋组的第二和第四螺旋56、58。外部的加热盘管24的螺旋在第一部分纵向区域52中彼此间隔地布置。内部的加热盘管22的螺旋在第一部分纵向区域52的高度上直接彼此贴靠且设计为圆形。
[0068]在第二部分纵向区域53中，外部的加热盘管24的螺旋不以先前所提及的方式在径向上变形。其因此在热交换器20的圆周上具有距离内部的加热盘管22保持相等的间距。在第二部分纵向区域53中，外部的加热盘管24的螺旋彼此贴靠。内部的加热盘管22的螺旋在第二部分纵向区域53中彼此间隔。
[0069]外部的加热盘管24的螺旋的径向变形导致了在间隔垫片38至41之间的各个螺旋截段在径向上错开的布置。这尤其地由图7变得清楚且实现了由在燃烧室26中的经加热的空气到流经热交换器20的清洗液上的改善的热传递。因此，热交换器20特征在于高的效率。热交换器20的制造相对简单。在示出的实施方式中，仅四个相同地构造而成的间隔垫片38至41得到使用。首先是圆柱形的内部的加热盘管22且然后是圆柱形的外部的加热盘管24由管子43盘绕成。通过紧接着的冲压过程可以简单的方式获得外部的加热盘管24的各个螺旋的椭圆形变形。
[0070]作为外部的加热盘管24在各个螺旋截段中变形的替代，在第二根据本发明的制造方法的情形中作如下设置，即，在各个螺旋截段中的外部的加热盘管距离内部的加热盘管具有的不同的间隔已在制造外部的加热盘管24的情形中获得。为此，在将管子43卷绕到内部的加热盘管22和间隔垫片38、39、40和41上时在各个螺旋截段中施加大于或小于在相邻的螺旋截段中拉应力的拉应力。通过被施加到管子43上的拉应力的变化，在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的区域中可获得更小或更大的距离内部的加热盘管22的径向间距。此外可优选地使用呈镰刀状的卷绕辅助物，其被安放到内部的加热盘管22的外侧处，从而使得管子43在卷绕的情形中可被支撑在它上面。通过使用带有不同宽度的卷绕辅助物可以简单的方式在相邻的间隔垫片之间的各个螺旋截段中获得在外部的加热盘管24与内部的加热盘管22之间的不同的径向间距。在制造外部的加热盘管24之后实现的变形过程可由此取消。
【权利要求】
1.一种尤其用于高压清洁器的用于加热液体的热交换器，其带有内部和外部的加热盘管(22、24)，所述加热盘管各自具有多个螺旋，所述热交换器还带有间隔垫片(38、39、40、41)，所述间隔垫片在所述内部的加热盘管(22)和所述外部的加热盘管(24)之间在所述内部的加热盘管(22)的圆周上分布地布置，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的至少一个螺旋(55、57)在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间具有第一螺旋截段(64、64a)，距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距在所述第一螺旋截段中比在所述间隔垫片(40.41)的区域中更小或更大。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的多个螺旋(55、57)各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间具有第一螺旋截段(64、64a)，距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距在所述第一螺旋截段中比在所述间隔垫片(40.41)的区域中更小或更大。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的多个螺旋(55、57)各自具有第一螺旋截段(64、64a)，距离所述内部的加热盘管(22)的间距在所述第一螺旋截段中比在所述间隔垫片(40、41)的区域中更小或更大，其中，至少两个螺旋(55,57)的第一螺旋截段(64、64a)在所述外部的加热盘管(24)的圆周方向上彼此错开地布置。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述至少两个螺旋(55、57)的第一螺旋截段(64、64a)彼此错开270°地布置。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的多个螺旋在相同的圆周区域中各自具有第一螺旋截段(64、64a)，距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距在所述第一螺旋截段中比在所述间隔垫片的区域中更小或更大。
6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的至少一个螺旋(55、57)包括两个在所述外部的加热盘管(24)的圆周方向上相继的螺旋截段(64、66、68、70 ;64a、66a、68a、70a)，它们各自布置在两个彼此直接相邻的间隔垫片(38、39、40、41)之间且在这些相继的螺旋截段中所述螺旋距离所述内部的加热盘管(22)呈不同的径向间距。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)的至少一个螺旋(55、57)在两个彼此在圆周方向上直接相邻的间隔垫片(40、41)之间的第一螺旋截段(64、64a)中比在这两个间隔垫片(40、41)的区域中具有更小的距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距，而且在所述外部的加热盘管的圆周方向上在所述第一螺旋截段(64、64a)上连接有第二螺旋截段(66、66a)，距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距在所述第二螺旋截段中比在所述两个间隔垫片(40、41)的区域中更大。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述间隔垫片(38、39、40、41)在其整个长度上定义了在内部与外部的加热盘管(22、24)之间的保持相等的间距。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述间隔垫片(38、39、.40、41)设计为相同的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)在所述至少一个第一螺旋截段(64、64a)中距离所述内部的加热盘管(22)所呈的径向间距最小为所述外部的加热盘管(24)在限制出所述第一螺旋截段(64、64a)的间隔垫片(40,41)的区域中距离所述内部的加热盘管(22)的径向间距的10%。
11.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述内部的加热盘管(22)设计为圆柱形的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)包括第一部分纵向区域(52)，在所述第一部分纵向区域中布置有所述至少一个第一螺旋截段(64、64a)，而且在所述外部的加热盘管(24)的纵向上在所述第一部分纵向区域(52)上连接有第二部分纵向区域(53)，在所述第二部分纵向区域中所述外部的加热盘管(24)具有保持相等的、距离所述内部的加热盘管(22)的间距。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，所述第一部分纵向区域(52)最大在所述外部的加热盘管(24)的总长度的75%上延伸。
14.根据权利要求12或13所述的热交换器，其特征在于，所述内部的加热盘管(22)的布置在所述第一部分纵向区域(52)的高度上的螺旋彼此直接贴靠。
15.根据权利要求12、13或14所述的热交换器，其特征在于，所述内部的加热盘管(22)的布置在所述第二部分纵向区域(53)的高度上的螺旋中的至少一些螺旋彼此轴向间隔地布置。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)中的至少一些螺旋在所述第一部分纵向区域(52)中彼此轴向间隔地布置。
17.根据权利要求16所述 的热交换器，其特征在于，所述外部的加热盘管(24)由管子(43)盘绕成，其中，所述外部的加热盘管(24)的至少两个螺旋在所述第一部分纵向区域(52)中彼此以如下轴向间隔布置，该轴向间隔至少如所述管子(43)的外径那样大。
18.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的热交换器的方法，其中，由管子(43)盘绕成内部的加热盘管(22)，在所述内部的加热盘管(22)的外侧，多个间隔垫片(38、39、40、41)在所述内部的加热盘管(22)的圆周上分布地布置且被固定，而且由所述管子(43)在所述间隔垫片(38、39、40、41)上盘绕成外部的加热盘管(34)，其特征在于，使所述外部的加热盘管(24)的至少一个第一螺旋(55)在在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间的至少一个第一螺旋截段(64)中朝向所述内部的加热盘管(22)的方向变形。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，使所述外部的加热盘管(24)的多个螺旋(55)同时各自在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间的第一螺旋截段(64)中朝向所述内部的加热盘管(22)的方向变形。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，将所述热交换器(20)在至少一个螺旋(55)的变形之后绕所述热交换器(20)的纵轴线(45)转动，而且紧接着使所述外部的加热盘管(24)的至少一个另外的螺旋(57)在两个彼此直接相邻的间隔垫片(41、38)之间的第一螺旋截段(64a)中朝向所述内部的加热盘管(22)的方向变形。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述热交换器在所述至少一个第一螺旋(55 )的变形之后被转动270 °。
22.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，使所述热交换器(20)在至少一个螺旋的变形之后相对于冲头(63)在所述热交换器(20)的纵轴线(45)的方向上错开，并且紧接着使所述外部的加热盘管(24)的至少一个另外的螺旋(57)在两个彼此直接相邻的间隔垫片之间的第一螺旋截段中朝向所述内部的加热盘管(22)的方向变形。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述热交换器(20)在至少一个螺旋(55)的变形之后如此程度地相对于冲头(63)轴向错开，即，使得至少一个未变形的螺旋(56)在已经变形的螺旋(55)与随后待变形的另一螺旋(57)之间延伸。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其特征在于，使所述间隔垫片(38、39、40、41)在所述内部的加热盘管(22)的圆周上均匀分布地布置。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的热交换器，其特征在于，将所述间隔垫片(38、39、40、41)设计为相同的且在其总的长度上定义了在内部与外部的加热盘管(22、24)之间保持相等的间距。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其特征在于，将所述外部的加热盘管(24)的至少一些螺旋与所述间隔垫片(38、39、40、41)焊接起来。
27.一种用于制造根据权利要求1至18中任一项所述的热交换器的方法，其中，由管子(43)盘绕成内部的加热盘管(22)，在所述内部的加热盘管(22)的外侧，多个间隔垫片(38、39、40、41)在所述内部的加热盘管(22)的圆周上分布地布置且被固定，而且由所述管子(43)在所述间隔垫片(38、39、40、41)上盘绕成外部的加热盘管(34)，其特征在于，所述管子(43)在制造所述外部的加热盘管(24)时在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间的至少一个螺旋截段中以如下距离所述内部的加热盘管(22)的径向间隔被卷绕到所述内部的加热盘管(22)上，该径向间隔大于或小于所述管子(43)在所述间隔垫片(40、41)的区域中具有的间隔。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，在卷绕到所述内部的加热盘管(22)上时拉应力被施加到所述管子(43)上，该拉应力在两个彼此直接相邻的间隔垫片(40、41)之间的至少一个第一螺旋截段的区`域中比在相邻的螺旋截段中选择得更大或更小。
【文档编号】B21D11/06GK103517775SQ201180070792
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2011年5月10日 优先权日:2011年5月10日
【发明者】迈克尔·博姆, 斯特凡·埃尔哈特, 西格马尔·蒙茨 申请人:阿尔弗雷德·凯驰两合公司