专利名称：螺旋式热交换器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于各种用途的螺旋式热交换器，本发明尤其涉及从实际过程中不便处理的问题流体例如泥浆中回收热量的螺旋式热交换器。特别地，本发明涉及一种包括中心筒体和至少两个螺旋薄板的螺旋式热交换器，所述螺旋薄板从该筒体沿各自的螺旋形路径围绕共同的中心轴线延伸并且至少形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道和用于第二介质的第二螺旋形流动通道，其中，该筒体围绕该中心轴线延伸并且在该筒体内形成一内部空间，并且该筒体包括前端、后端、至少一个与该第一流动通道连通的第一侧开口、和至少一个与该第二流动通道连通的第二侧开口。
背景技术：
在SE 112656中披露了这种螺旋式热交换器。该专利文本披露了一种包括中心筒体的实施形式。该筒体与端板形成一整体。两个分开的集管设置在筒体的内部空间中，以便与各自的螺旋形流动通道流体连通。
通常，螺旋式热交换器借助卷绕操作来制造。两个薄板在各自端部焊接在一起，其中在薄板的中心部分包括焊缝。或者，单个薄板可用于制造该热交换器。具有与流动通道的宽度相等的高度的间隔件装接到薄板上。在卷绕之前，单个或多个薄板的中心部分引入到可缩回的芯轴的间隙中。随后该芯轴旋转，薄板被卷绕以便形成螺旋形的薄板部件。在芯轴缩回之后，两个入口/出口通道形成在螺旋形部件的中心。两个通道借助薄板的中心部分彼此分开。螺旋形部件的侧端被加工，其中螺旋形流动通道在两个侧端处通过各种方式侧向封闭。通常，盖装接到每一端部上。其中一个盖包括延伸到中心并与两个流动通道中的相应一个通道连通的两个连接管。在螺旋形流动通道的径向外端，焊接相应的集管以便形成对于各自的流动通道的出口/入口件。
这种常规的螺旋式热交换器的一个问题在于，从螺旋式热交换器的中心延伸的连接管的安装需要相对复杂的制造工序。特别是，该问题涉及对于两个连接管和在螺旋形部件的外围的集管而言实现适当的且所需定位的困难。通常重要的是，集管位于螺旋形部件的顶部，并且连接管沿垂直平面定位。另外，在热交换器设计用于接收作为一种介质的泥浆的情况下，同样重要的是，形成泥浆出口的一个连接管位于形成水入口的另一连接管的下面。这些要求意味着中心部分应当至少大致水平。为了实现连接管的这种定位，薄板的外端经常需要在卷绕操作之后进行切割。
CH 539257披露了另一种螺旋式热交换器元件，其安装在柱形容器中。该热交换器元件包括中心筒体和两个围绕中心轴线沿各自的螺旋形路径从筒体延伸的螺旋形薄板。该螺旋形薄板形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道和用于第二介质的第二螺旋形流动通道。该筒体围绕该中心轴线延伸并且在该筒体内形成一内部空间。该筒体包括第一开口和第二开口，它们与同一个流动通道连通。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的问题。更具体地说，本发明的目的在于提供一种螺旋式热交换器，其使得与该热交换器连接的管道和管可优化布置，并且可按简单的方式来制造该热交换器。
借助本发明的螺旋式热交换器可实现该目的，该热交换器的特征在于，该热交换器包括第一管，其布置成延伸穿过该后端以便进入筒体的该内部空间，其中，经由该第一侧开口与该第一流动通道连通的第一连接通道形成在该第一管内，经由该第二侧开口与该第二流动通道连通的第二连接通道形成在该第一管之外位于内部空间中。
借助这种结构，使得与该螺旋式热交换器连接的管和管道的布置比现有技术中的结构更简单。在薄板卷绕以便形成螺旋式热交换器元件之后，第一管可作为单独的单元或模块引入到筒体中。因此，在引入该第一管之前，该螺旋式热交换器元件可相对于流动通道的外端旋转到所需位置。与该第二连接通道的连接则可选择成以任何所需的方向延伸。该第一管可定位在位于内部空间中的适当位置处，例如有助于泥浆的排出。
依据本发明的一实施例，该第一侧开口与该第二侧开口轴向分隔开。通过使得开口轴向分隔开，可将第一管布置在相对于筒体和螺旋式热交换器元件的任何旋转位置。
依据本发明的另一实施例，该热交换器包括用于将该内部空间分成第一部分空间和第二部分空间的分隔部件，该第一部分空间包括第一侧开口第二部分空间包括第二侧开口。该分隔部件可装接到第一管上并围绕第一管延伸。而且，该分隔部件的外周边缘抵靠限定该内部空间的内壁。为了彼此密封地分隔第一部分空间和第二部分空间，该外周边缘焊接到该内壁上。
依据本发明的另一实施例，该热交换器包括第二管，其从该第二部分空间向外延伸并且布置成使得该第二介质流经该第二管。
依据本发明的另一实施例，该热交换器包括壳体，其设置在筒体的后端处并且布置成封闭该第二部分空间。因此，该第一管延伸穿过该壳体。另外，该第二管从壳体中相对于中心轴线大致径向向外延伸以便穿过该壳体。该第二管由此可沿任何所需的径向方向从壳体延伸。
依据本发明的另一实施例，该热交换器包括连接元件，其包括该第一管。有利的是，该连接元件还包括该第二管和该壳体。该连接元件制造成单独单元或模块，其在薄板卷绕以便形成螺旋式热交换器元件之后引入到筒体中。该连接元件可容易地构造成便于其相对于螺旋式热交换器元件任意地旋转。
依据本发明的另一实施例，该热交换器包括布置成便于以可打开的方式封闭该前端的盖。筒体的前端由此可打开以便例如进行清洁。
依据本发明的另一实施例，该螺旋式热交换器包括与该第一流动通道连通的第一外连接部件。而且，该螺旋式热交换器包括与该第二流动通道连通的第二外连接部件。有利的是，该热交换器适于以这样的方式来定位，即，该中心轴线大致水平延伸，并且第一和第二外连接部件大致垂直延伸。
依据本发明的另一实施例，第一管布置成大致同轴地延伸到内部空间中。借助这种结构，可确保该连接元件可围绕中心轴线旋转到相对于筒体的任何旋转位置。
依据本发明的另一实施例，所述流动通道彼此大致平行地延伸，并且每一流动通道适于使得各自的介质沿相对于该中心轴线的大致切向流动。
以下参照附图并结合本发明的各个实施例的详细描述来阐述本发明，在附图中图1是依据本发明的实施例的螺旋式热交换器的示意后视图；图2是图1所示的螺旋式热交换器的示意正视图；图3是沿图1所示的线III-III截取的螺旋式热交换器的截面图；图4是沿图1所示的螺旋式热交换器的螺旋形热交换器元件截取的示意截面图；图5是沿图1所示的螺旋式热交换器的连接部件截取的示意的横截面图；和图6是沿依据本发明的另一实施例的螺旋式热交换器截取的截面图。
具体实施例方式
参照图1-5描述螺旋式热交换器。该螺旋式热交换器包括螺旋式热交换器元件1，见图4，和主连接元件2，见图5。在参照图1-6描述的实施例中，主连接元件2设计成安装到螺旋式热交换器元件1中的单独单元。应当注意，作为替代方式，主连接元件2的至少一部分可按以下所述的方式成为螺旋式热交换器元件1的整体的一部分。
螺旋式热交换器元件1包括中心筒体5和至少两个螺旋形薄板6和7，该薄板优选为由金属制成，例如不锈钢、碳钢、或钛。筒体5具有大致圆柱体的形状。每一薄板6和7具有内端边缘，其焊接到筒体5的外表面上。筒体5围绕中心轴线x旋转以便以这样的方式来卷绕薄板6和7，即，使得薄板6和7从筒体5沿各自的螺旋形路径围绕共同的中心轴线x延伸。薄板6和7形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道8和用于第二介质的第二螺旋形流动通道9。该流动通道8、9大致彼此平行地延伸。在所述的实施例中，每一流动通道8、9适于使得各自的流体沿相对于中心轴线x的大致切向流动。该螺旋式热交换器适于以这样的方式定位，即，借助支承件10使得中心轴线x大致水平延伸，该支承件适于定位在地面或其它的任何基底上，并且支承该螺旋式热交换器元件1。
在螺旋式热交换器的优选应用中，流经第一流动通道的第一介质是泥浆，第二介质的水。在这种情况下，第一流动通道8具有大于第二流动通道9的宽度，参见图3。
筒体5围绕中心轴线x大致同轴地延伸并且在筒体5内形成一内部空间4。筒体5具有前端5’和后端5”。筒体5包括在内部空间4和第一流动通道8之间建立连通的第一侧开口11和以及在内部空间4和第二流动通道9之间建立连通的多个第二侧开口12。第一侧开口11位于前端5’附近，并且沿中心轴线x与第二侧开口12轴向间隔开。第二侧开口12沿平行该中心轴线延伸的直线来布置。
连接元件2是安装到螺旋式热交换器元件1上的单独元件。连接元件2包括第一管14，其布置成延伸穿过筒体5的后端5”以便进入筒体5的内部空间4。第一管14由此具有在筒体5外侧的外端和在筒体5的内部空间4中的内端。该第一管14具有大致圆柱体的形状并且在参照图1-5所述的实施例中与中心轴线x大致同轴地延伸到内部空间4中。
连接元件2在第一管14中形成有一经由第一侧开口11与第一流动通道8连通的第一连接通道，并且在内部空间4中形成有一经由第二侧开口12与第二流动通道9连通的第二连接通道。分隔部件15设置用于将内部空间4分成第一部分空间4’和第二部分空间4”，该第一部分空间包括第一侧开口11并形成第一连通通道，并且第二部分空间包括第二侧开口12并形成第二连通通道。
分隔部件15在第一管14的内端处装接到第一管14的外围表面上。该分隔部件15邻接第一管14延伸。在所述的实施例中，分隔部件15的外周边缘抵靠筒体5的内壁表面。优选的是，该外周边缘焊接到筒体5的内壁上。
另外，该连接元件2包括第二管16，其从第一部分空间4’和第二连通通道向外延伸。第二管16布置成使得第二介质流经第二管16。该连接元件2还包括壳体17，其设置在筒体5的后端5”处。壳体17布置成密封该筒体5，并且特别是密封第二部分空间4”。该壳体具有平的端壁17’和大致圆柱形的壁17”，参见图5。连接元件2借助焊缝18焊接到筒体5上，该焊缝沿筒体5的后端5’和圆柱形的壁17”的端部延伸。第二管16延伸穿过壳体17，从壳体17的圆柱壁17”大致径向向外延伸。在所述的实施例中，第二管16大致垂直延伸，即相对于中心轴线x大致垂直延伸。另外，第一管14延伸穿过壳体17，而且穿过壳体17的端壁17’。
作为替代形式，壳体17可形成筒体5的整体的一部分，其中该主连接元件2仅大致包括第一管14，该第一管经由平的端壁17’上的开口引入筒体5的内部空间4。在第一管14插入到内部空间4中之后，分隔部件15随后装接并焊接到第一管和内壁表面上。
螺旋式热交换器包括盖20，其布置成封闭筒体5的后端5’，并还侧向地封闭一个或两个流动通道8、9。在所述的实施例中，第一流动通道8由盖20封闭。由此，内部空间4由包括筒体5的内壁表面、盖20的大致平面的内壁表面、和壳体17的内壁表面的内壁来限定。盖20是可打开的，并可借助铰接件21装接到螺旋式热交换器元件1上。示意性地示出的锁定装置22布置成使得盖20锁定在封闭位置。从图3中可以看出，第二流动通道9在前侧端处借助布置在金属薄板6、7之间的螺旋条23侧向地封闭。而且，第二流动通道9在后侧端处借助布置在金属薄板6、7之间的螺旋条24封闭。第一流动通道8在后侧端处借助布置在金属薄板6、7之间的螺旋条25封闭。条23-25在螺旋式热交换器元件1的卷绕过程中布置在相应的侧端部上。
另外，该螺旋式热交换器包括两个副连接元件。第一副连接元件形成与第一流动通道8连通的第一外连接部件27。第二副连接元件形成与第二流动通道9连通的第二外连接部件28。第一外连接部件27和第二外连接部件28包括各自的大致圆柱形的管。在所述的实施例中，该管大致垂直地延伸，即相对于中心轴线x大致垂直延伸。
在以上所述的优选应用中，第一管14即第一连通通道可形成用于泥浆的出口。第二管16可形成用于水的入口。第一外连接部件25可形成用于泥浆的入口，而第二外连通部件26可形成用于水的出口。
图6示出了第二实施例，其中与第一实施例的区别仅在于，连接元件2的第一管14在筒体5的内部空间4中偏心地布置。
本发明不限于以上所述和所示的实施例，在后附的权利要求限定的范围内可对本发明进行改变和变型。
权利要求
1.一种包括中心筒体(5)和至少两个螺旋薄板(6、7)的螺旋式热交换器，所述螺旋薄板从该筒体沿各自的螺旋形路径围绕共同的中心轴线(x)延伸并且至少形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道(8)和用于第二介质的第二螺旋形流动通道(9)，其中该筒体(5)围绕该中心轴线(x)延伸并且在该筒体内形成一内部空间(4)，并且该筒体包括前端(5’)、后端(5”)、至少一个与该第一流动通道(8)连通的第一侧开口(11)、和至少一个与该第二流动通道(9)连通的第二侧开口(12)，其特征在于，该热交换器包括第一管(14)，其布置成延伸穿过该后端(5”)以便进入筒体(5)的该内部空间，其中，经由该第一侧开口(11)与该第一流动通道(8)连通的第一连接通道形成在该第一管(14)内，经由该第二侧开口(12)与该第二流动通道(9)连通的第二连接通道形成在该第一管(14)外的内部空间中。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该第一侧开口(11)与该第二侧开口(12)轴向分隔开。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括用于将该内部空间分成第一部分空间(4’)和第二部分空间(4”)的分隔部件(15)，该第一部分空间包括第一侧开口(11)第二部分空间包括第二侧开口(12)。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，该分隔部件(15)装接到第一管(14)上并围绕第一管(14)延伸。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，该分隔部件(15)的外周边缘抵靠限定该内部空间(4)的内壁。
6.如权利要求5所述的热交换器，其特征在于，该外周边缘焊接到该内壁上。
7.如权利要求3-6中任一项所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括第二管(16)，其从该第二部分空间向外延伸并且布置成使得该第二介质流经该第二管(16)。
8.如权利要求3-7中任一项所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括壳体(17)，其设置在筒体的后端(5”)处并且布置成封闭该第二部分空间(4”)。
9.如权利要求7和8所述的热交换器，其特征在于，该第二管(16)从壳体中大致径向向外延伸穿过该壳体(17)。
10.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括连接元件(2)，其包括该第一管。
11.如权利要求7、8和10所述的热交换器，其特征在于，该连接元件(2)还包括该第二管(16)和该壳体(17)。
12.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，该热交换器包括布置成便于以可打开的方式封闭该前端(5’)的盖(20)。
13.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，该螺旋式热交换器包括与该第一流动通道(8)连通的第一外连接部件(27)。
14.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，该螺旋式热交换器包括与该第二流动通道(9)连通的第二外连接部件(28)。
15.如权利要求13和14所述的热交换器，其特征在于，该热交换器适于以这样的方式来定位，即，该中心轴线(x)大致水平延伸，并且第一和第二外连接部件(27、28)大致垂直延伸。
16.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，第一管(14)布置成大致同轴地延伸到内部空间(4)中。
17.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述流动通道(8、9)彼此大致平行地延伸，并且每一流动通道适于使得各自的介质沿相对于该中心轴线(x)的大致切向流动。
全文摘要
一种包括中心筒体(5)和至少两个螺旋薄板(6、7)的螺旋式热交换器，所述薄板从该筒体延伸并且形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道(8)和用于第二介质的第二螺旋形流动通道(9)。筒体在该筒体内形成一内部空间。该筒体包括与该第一流动通道连通的第一侧开口和与该第二流动通道连通的第二侧开口。第一管(14)布置成延伸进入筒体的内部空间。经由第一侧开口与第一流动通道连通的第一连通通道形成在该第一管内。经由第二侧开口与第二流动通道连通的第二连通通道形成在该第一管外的内部空间中。
文档编号F28D9/04GK1802547SQ200480013356
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年5月15日
发明者P·莫珀蒂, P·马丁内斯, B·乌德耶迪 申请人:阿尔法拉瓦尔股份有限公司