换热体和换热器的制造方法

换热体和换热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种换热体，所述换热体包括：卷绕呈螺旋圈的和由导热材料制成的两板片体组成的元件，两板片体在其间限定用于流体的渠道；至少一分配器；和至少一汇集器。
【专利说明】换热体和换热器

【技术领域】
[0001] 本发明的目的在于在至少第一流体和第二流体之间进行热交换的一种换热体。

【背景技术】
[0002] 已提出许多换热体。根据一种提议，由相互联接的两板片体所组成的元件被卷绕， 以一方面在螺旋圈之间限定用于第一流体的通道，另一方面在元件的板片体之间限定用于 第二流体的通道。例如，通过专利文献DE3418561，已知以聚合材料制成的换热器，换热体包 括两壁体，两壁体相连接和卷绕呈螺旋形，以在螺旋形本体的一端部的一相邻进口和螺旋 形本体的另一端部的一相邻出口之间限定大致呈螺旋形的一通道或渠道。这类换热体具有 这样的弊端：产生非常大的载荷损失和仅仅确保为材料的选择和为在螺旋形渠道中的流体 相对于在相邻的两螺旋圈的表面之间流动的流体的方向的流动方向所限制的热交换。


【发明内容】

[0003] 申请人:注意到：通过使用由以导热材料制成的两板片体所组成的元件具有至少以 下的特征：
[0004] 一这两板片体至少在其纵向边部附近相互连接，以在这两板片体之间限定用于第 二流体FA的一个或多个内部渠道；
[0005] -所述元件被卷绕以形成至少部分地呈螺旋形的一结构，所述结构在导管中延 伸，以在位于相邻的螺旋圈的表面之间的导管中限定用于第一流体FB的一个或多个渠道；
[0006] -形成所述元件的第一板片体和第二板片体被变形以分别地形成第一系列的渠 道和第二系列的渠道，朝向第二板片体的第一板片体的第一系列的渠道的边部接触第二板 片体的第二系列的渠道的边部，迫使所述第二流体经过在分配器和汇集器之间的路径，可 保证卓越的热交换，所述路径同时由第一系列的渠道和第二系列的渠道形成，同时限制或 基本避免甚至完全避免（在温度小于350°C的热流体和温度大于10°C，例如平均小于75°C 的冷流体之间的热交换时）在板片体--特别是在元件--的纵向边部之间的相对膨胀问 题。
[0007] 根据本发明，适以被布置在导管或腔室中以对第一流体在换热体或向换热体的流 动进行导向的换热体包括：
[0008] -适以至少部分地位于所述导管中的元件，所述元件由以导热材料制成的两板片 体组成，这两板片体至少在其纵向边部附近相互连接，以在这两板片体之间限定用于第二 流体的一个或多个内部渠道，所述元件被卷绕以形成至少部分地呈螺旋形的一结构，所述 结构在所述导管中延伸，以在相邻的螺旋圈的表面之间在导管中限定用于所述第一流体的 一个或多个渠道；
[0009] 一至少一个，优选地至少两个大致径向的分配器，用以在不同的螺旋圈处在第一 纵向边部附近将所述第二流体导引至所述元件中；和至少一个，优选地至少两个大致径向 的汇集器，用以在所述第二流体在所述元件中经过后汇集该第二流体，汇集器适以在不同 的螺旋圈处在第二纵向边部附近汇集所述第二流体，其中，形成所述元件的第一板片体和 第二板片体被变形以分别地形成第一系列的渠道和第二系列的渠道，朝向第二板片体的第 一板片体的第一系列的渠道的边部接触第二板片体的第二系列的渠道的边部，迫使所述第 二流体经过在分配器和汇集器之间的路径，所述路径同时由第一系列的渠道和第二系列的 渠道形成。
[0010] 在本说明书中，"以导热材料制成的板片体"指的是这样的板片体，该板片体的平 均厚度小于3mm，有利地小于2mm，优选地小于1mm，例如从0. 1mm到0. 7mm，或具有这样的区 域的板片体，该区域的平均厚度小于3mm,有利地小于2mm,优选地小于1mm,例如从0. 1mm到 0. 7mm，和/或这样的板片体，该板片体以热传递系数大于0. 01W/m. K，有利地大于lW/m. K， 优选地大于20W/m.K的材料制成。优选地，以导热材料制成的板片体具有小厚度（例如小 于2mm)或具有小厚度的区域和大于20W/m. K的热传递系数。
[0011] 渠道或渠道的一部分有利地在一方向上延伸，所述方向相对于螺旋圈的中心轴线 形成一角度，例如15°到60°的角度，特别地大约从30°到45°的角度。
[0012] 第一板片体和第二板片体有利地是金属的，特别是以碳含量低的不锈钢制成，例 如以重量计碳含量小于0. 2%。特别地不锈钢是铁素体类型的。根据一【具体实施方式】，第一 板片体和第二板片体以具有差异膨胀的钢制成，以使得朝向一螺旋圈外的板片体的膨胀系 数大于朝向所考虑的螺旋圈内的板片体的膨胀系数。
[0013] 以不锈钢为例，例如将选择这样的钢材，所述钢材在100°C的导热率大于20W/ m. °C，有利地在25W/m. °C到35W/m. °C之间，特别是至少大于26W/m. °C，和热膨胀系数同时 对于0°C到200°C和0°C到600°C的范围小于12Xl(r6/°C，特别是小于11. 5X1(T7°C。可例 如列举具有10 %到14%的Cr的409/410钢，具有14%到17 %的铬的430钢，高铬含量钢 (17%到30% )，稳态钢430Ti，439钢和441钢等。
[0014] 还可列举奥氏体不锈钢，更为特别地300系列不锈钢，例如不锈钢304、309、310、 316、317、321、347、348. ? ?;双相不锈钢，例如钢 S32101、S32304、S32003、S31803、S32205 ; 合金ATl20_25+Nb?;合金AFA (表面形成AI203膜的不锈钢）；镍基合金，例如合金600、 601、625、617、718，因科镍合金，合金乂，合金214...;钛基合金等。板片体也可以有机材料 制成，特别是聚合物，有利地通过纤维加强（例如呈织物或缠结物的形式）和有利地加载有 热传递系数大于lW/m. K的材料，有利地大于10W/m. K，优选地大于20W/m. K。例如可列举以 下材料作为有机材料：PE、PP、PET、ABS、PC、PEEK、PVDF等；而就填料而言，可列举微粒和/ 或铜屑、碳黑等）。
[0015] 与在卷绕呈螺旋形的板片体之间的热膨胀相关的问题还可为这样的区域控制：所 述区域具有合适的曲率半径，允许在热膨胀时在板片体之间的相对运动。
[0016] 板片体还可具有复合结构，例如一个金属层和一个或多个有机层。
[0017] 在有利的实施方式中，换热体具有一个或多个以下特征：
[0018] 一第一系列的渠道和第二系列的渠道的深度小于10mm，有利地小于7mm，优选地 小于5mm,更为特别地在1mm到4mm之间；和/或
[0019] 一第一系列的渠道或第二系列的渠道的最大宽度小于30mm，有利地小于15mm，优 选地小于l〇mm，例如在1mm到6mm之间；和/或
[0020] -将连续的两螺旋圈的相互朝向的表面分开的径向距离在1mm到100mm之间，有 利地在5mm到70mm之间，优选地在10mm到50mm之间；和/或
[0021] 一在分配器和汇集器之间的所述路径至少沿着一螺旋圈的绕组具有至少一曲形 局部分部，特别是在10°的角形区域上，有利地在至少15°的角形区域上，优选地在从 30°到90°的角形区域上，例如35°、40°、45°、50°的角形区域；和/或
[0022] -在分配器和汇集器之间的所述路径具有轴向分部，所述轴向分部的长度大致对 应换热体的轴向长度；和/或
[0023] -形成呈螺旋形的元件的板片体大致沿着板片体的纵向边部和在所述纵向边部 之间不连续地相互焊接；和/或
[0024] -板片体在在板片体的所述纵向边部之间的一系列区域和/或点被焊接在一起 或相互联接；和/或
[0025] -在板片体之间，在板片体的纵向边部之间，联接区域和/或联接点例如焊接点 的数目为每m 2大于100个，有利地每m2大于1000个，优选地每m2大于5000个，所述焊接 点有利地被大致均匀地分布；和/或
[0026] -换热体包括用以控制在连续的两分配器或连续的两汇集器之间延伸的螺旋圈 部分的膨胀的一个或多个部件；和/或
[0027] -用以控制在两分配器或两汇集器之间延伸的螺旋圈部分的膨胀的部件大致沿 着径向面对齐；和/或
[0028] -分配器或汇集器具有更大程度拓宽的一通道截面，将中心轴线从所述换热体分 开；和/或
[0029] -所述一个或所述多个分配器和/或汇集器与用以对进入在螺旋圈之间的空间 中的第一流体进行导向的至少一部件相关联；和/或
[0030] -所述换热体具有轴向中心渠道，所述轴向中心渠道用以或者将第二流体向分配 器导引，或者用以接纳源自汇集器的第二流体，或者用于连接连续的两换热体，或者用以接 纳另一换热体。
[0031] 本发明的目的还在于一种换热器，所述换热器包括：至少一腔室，在该腔室中容置 至少一根据本发明的换热体，所述换热体具有在所附的权利要求任一项中给出的一个或多 个特征；和至少一分配器或一腔室，用以在所述换热器的螺旋圈之间对第一流体进行分配。 换热器有利地包括：用以导引和排出所述第一流体和第二流体的导管；以及有利地用以在 第一流体经过所述换热体之后汇集该第一流体的腔室。
[0032] 本发明的目的还在于一种通过根据本发明的换热器用于在至少第一流体和第二 流体之间传递热量或负大卡的方法，其中
[0033] -将第一流体导引至在至少局部地卷绕呈螺旋形的元件的相邻的螺旋圈的表面 之间形成的渠道中；
[0034] 一通过一个径向分配器，不过有利地多个径向分配器在所述元件的第一纵向边部 附近在所述元件的内部渠道中分配第二流体；并且，在所述第二流体在所述元件的内部渠 道中经过后通过一个或多个径向汇集器汇集该第二流体。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 本发明的特征和细节将在以下参照附图进行的详细描述中显示出来，附图中：
[0036] 图1是根据本发明的换热体的透视图；
[0037] 图2是图1的换热体的正视图；
[0038] 图3是沿着图1的换热体的线III-III的剖视图；
[0039] 图4是根据本发明的换热体的另一实施方式的正视图；
[0040] 图5是图4的换热体的俯视图；
[0041] 图6是与图4的实施方式相似的一实施方式的正视图；
[0042] 图7是图6的换热体的俯视图；
[0043] 图8是与图4的实施方式相似的另一实施方式的正视图；
[0044] 图9是图8的换热体的俯视图；
[0045] 图10是根据本发明的换热体的细部图；
[0046] 图11是与图4的实施方式相似的一实施方式的俯视图；
[0047] 图12是图11的换热体的侧视图；
[0048] 图13和图14是沿着图11的换热体的线XIII-XIII和XIV-XIV的剖视图；
[0049] 图15是两个板片体的一段部的局部分解的放大比例的视图，两板片体彼此例如 焊接，以限定第二流体FA在其中流动的元件；
[0050] 图16是一个支靠在另一个上以形成元件的板片体的面的局部平面图，元件的一 段部在图15上示出；
[0051] 图17是流体FA的分配器或汇集器的示意性实施图，流体在形成换热体的两板片 体之间形成的渠道中流动；
[0052] 图18是图17的分配器或汇集器的示意性透视图和分解图；
[0053] 图19A、图19B和图19C是由相互联接的两板片体组成的和通过单线示意的元件的 示意性剖视图，所述元件本身卷绕，以形成相邻的不过相互隔开的螺旋圈；
[0054] 图20以剖视图示意性地示出本身卷绕的元件的一径向区域，所述区域具有一曲 度，所述曲度适以对在板片体之间和在螺旋圈之间的膨胀效应进行承接和控制；
[0055] 图21是根据本发明的换热器的示意性剖视图；
[0056] 图22A、图22B、图22C、图22D和图22E是通过不同的部件相连接的两板片体的多 种实施方式的剖视图；和
[0057] 图23A到图23H是相互联接的两板片体的剖视图。

【具体实施方式】
[0058] 在对仅仅作为示例给出的实施方式的描述中，相同的附图标记表示相同的元件或 具有相同功能的元件。
[0059] 图1示出在至少第一流体FB和第二流体FA之间热交换的换热体1。换热体1适 以容置在导管2中（以虚线表示），第一流体FB在导管中流动，所述换热体包括：
[0060] 一至少部分地位于所述导管2中的元件3,所述元件3由以导热材料制成的两个板 片体30、31组成（见图15和图16)，所述板片体至少在其纵向边部30A、30B、31A、31B附近 相连接，以在其间限定用于所述第二流体FA的一个或多个内部渠道32,所述元件3被卷绕 以形成至少部分地呈螺旋形的一结构（3)，所述结构在所述导管2中延伸，以在相邻的螺旋 圈的外表面之间在导管中限定用于第一流体FB的一个或多个渠道36 ;和
[0061] 一至少一个，优选地一系列大致径向的分配器4,用以在不同的螺旋圈处在第一纵 向边部（30A、31A)附近将所述第二流体FA导引至元件3中；和至少一个，优选地一系列大 致径向的汇集器5,用以在所述第二流体FA在所述元件中经过后汇集所述第二流体，每个 汇集器5适以在不同的螺旋圈处，在第二纵向边部（30B、31B)附近汇集所述第二流体。
[0062] 换热器或换热体的长度相对于换热体的外径而言可是任意的。在一有利的实施方 式中，换热体的长度L小于换热体1的直径D。在本说明书中，换热体的直径指的是在垂直 于螺旋圈的中心轴线的平面中测量的等同直径，即在由最外部的螺旋圈所限定的面积的4 倍和最外部的螺旋圈的周长之间的比。在最外部的或最远离其轴线的螺旋圈的直径和换热 体的长度之间的比有利地在〇. 3到30之间，优选地在0. 5到5之间。
[0063] 形成元件3的第一板片体30和第二板片体31 (见图16)被变形，以分别地形成第 一系列的渠道33和第二系列的渠道34,沿着这些渠道的表面两系列的渠道应相互朝向。朝 向第二板片体31的第一板片体30的表面的第一系列的渠道33的端部边部33A与第二板 片体31的第二系列的一个或多个渠道34的端部边部34A相接触，迫使所述第二流体FA经 过在一个或多个分配器4和一个或多个汇集器之间的路径，该路径同时地通过第一系列的 渠道和第二系列的渠道形成（见图15-16)。
[0064] 第一系列的渠道33的深度P33和第二系列的渠道34的深度P34小于10mm，有利 地小于7mm，优选地小于5mm，更为特别地在1mm到4mm之间。
[0065] 第一系列的渠道33或第二系列的渠道34的最大宽度Larg小于30mm，有利地小于 15mm，优选地小于10mm，例如从3mm到7mm。
[0066] 将相互朝向的表面从连续的两螺旋圈的渠道33、34的底部分开的最小径向距离 drm或径向距离在1mm到100mm之间，有利地在5mm到70mm之间，优选地在8mm到50mm之 间。该最小距离大致对应渠道的深度P33、P34的和。
[0067] 第二流体FA在分配器4和汇集器5之间的路径有利地沿着一螺旋圈的绕组在至 少30°上具有至少一大致曲形分部（composante)，有利地在至少45°上。这允许增强热交 换。
[0068] 流体FA在分配器4和汇集器5之间的路径具有一轴向分部，所述轴向分部的长度 大致对应换热体1的轴向长度L。
[0069] 形成呈螺旋形的元件的板片体30、31大致以相互连续的方式大致沿着其纵向边 部30LG、30LD、31LG、31LD联接（有利地焊接）（边部30LG在边部31LG上联接或焊接，而边 部30LD在边部31LD联接或焊接）；以及在所述纵向边部30LG、30LD、31LG、31LD之间不连 续地联接（按点）。呈螺旋形的元件还可通过弯折板片体获得，以使得板片体的一部分覆盖 板片体的另一部分。在此情形下，纵向边部通过弯折线实施。
[0070] 有利地，板片体30、31在所述纵向边部30LG、30LD、31LG、31LD之间的一系列点上 相互联接或焊接。这些点相互隔开和不形成连续的焊缝，而是形成相区别的焊接点的网。在 本说明书中，在所述纵向边部之间的焊接点或联接点指的是一焊接区域或一联接区域-- 限定小于l〇〇m2的焊接面积或联接面积，有利地小于50mm 2,特别是1mm2或更小。这类焊接 点或联接点有利地通过激光焊接实施。
[0071] 焊接点或联接点的数目较大。使板片体在其纵向边部之间相互焊接或联接的焊接 点或联接点的数目有利地为每m2多于100个，有利地每m2多于1000个，优选地每m 2多于 5000个。焊接点的密度有利地以大致均匀的方式分布。因此，如果从板片体的第一纵向边 部延伸到板片体的第二纵向边部的面积为lm2的区域的焊接点或联接点的密度为DPS，在所 述lm2的区域中延伸的每个100cm 2的正方形子区域的焊接点或联接点的密度在0. 5XDPS 和1. 5 XDPS之间，特别是在0? 75 X DPS和1. 25 XDPS之间。
[0072] 图22A到图22E示出用于使板片体相互联接的不同部件。在图22A上，板片体通 过胶接点100相连接。在图22B上，板片体在区域101通过冲压相连接。在图22C上，板片 体30、31通过例如对齐的钎焊区域102相连接。在图22D上，板片体30、31通过一系列接 点103相连接，接点每个具有一中心通道104。在图22E上，板片体30、31通过焊接点105 和通过焊缝106相连接。清晰的是，带材的实施方式仅仅是示例，当然其它的型材和联接部 件也是可能的。
[0073] 在图1的实施方式中，换热体3包括：中心渠道35,如果中心渠道是打开的，则中 心渠道可允许第一流体FB通过；和在换热体3的螺旋圈之间所限定的一系列通道36。穿过 中心渠道的流体FB保证对于流体FB的较小的载荷损失，和与离开通道36的流体FB相混 合。流体FA在在两板片体30、31之间形成的渠道33、34中流动，该流体通过径向分配器4 导引和由径向汇集器5汇集。径向分配器4相互隔开和具有这样的通道截面（垂直于在分 配器4中流动的FA的平均流），通道截面在分配器的进口和分配器的尾出口之间减小。分 配器具有呈孔隙形状的一系列开口，形成用于流体FA的通道，具有在板片体30、31之间所 限定的螺旋圈的内部空间33、34。分配器的孔隙和截面被选择以保证流体FA按渠道33、34 的单位容积的流量大致恒定。因此，更大数量的流体FA被引入最为远离呈螺旋形的换热体 3的轴线的螺旋圈中。流体FA通过将流体FA导引至分配器的外部冠形体40被导引至不同 的分配器。该冠形体40有利地连接到一法兰，以将导管2联接到用于流体FB的另一管道。 相似地，汇集器5连接到外部冠形体50,以汇集从汇集器5出离的流体FA。该冠形体50也 有利地与一法兰相关联。
[0074] 在实施方式中，换热体是对流类型的，流体FB在一方向上从换热体的第一端部 (30B，31B)向换热体3的第二端部（30A，31A)流动，而流体FA从换热体的第二端部（30A， 31A)向第一端部（30B，31B)流动，不过流动到在板片体30、31之间形成的渠道33、34中。
[0075] 明显的是，如果期望具有平行流类型的换热器或交叉流类型的换热器，可改变流 体FB的移动方向。
[0076] 在图11到图14的实施方式中，流体FA同时地沿着板片体30、31的第一纵向边部 和板片体30、31的第二纵向边部被导引至在板片体30、31之间形成的渠道33、34中。相同 地，流体FA在换热体3两侧被汇集。分配器4例如通过管道60、61相连接，而从汇集器出 离的流体FA例如被导引至管道62、63。
[0077] 在用于图1的实施方式中，中心渠道35如有需要可在第一端部被封塞，以避免流 体FB经过第一端部。
[0078] 在图4和图5的实施方式中，中心渠道35用作用于将流体FA导引至分配器4的 部件，从在板片体30、31之间形成的渠道33、34出离的流体在汇集器5中被汇集，继而通过 外部冠形体50被排出。中心渠道35通过一管体35A形成，所述管体适以避免流体FB在所 述中心渠道35中经过。分配器4优选地在渠道35附近具有比在远离渠道35的其端部附 近更大的通道截面。
[0079] 图6和图7的实施方式与图4和图5的实施方式相似，区别仅仅在于，流体FA通过 外部冠形体40导引（导引连接不同分配器4的流体FA，以对不同的分配器供给流体FA)， 和通过汇集器5被汇集，汇集器将流体FA导引至中心渠道35中。
[0080] 在图8到图10的实施方式中，分配器4被单独地供给，每个分配器4具有一开口 47,例如位于沿着在垂直于换热体的中心轴线的平面中延伸的表面。这种单独供给允许控 制被导引至每个分配器4的流体FA的数量。汇集器5每个也配有一排出口 57。开口 47和 出口 57的位置有利地大致位于不同孔口的半途，允许流体FA向在板片体30、31之间限定 的渠道或在板片体之间限定的渠道外流动。
[0081] 分配器从而可在实施方式中被使用，以在中心渠道附近和/或周边渠道的附近和 /或通过位于中心渠道35的相邻端部和周向端部之间的进口，例如在一中间位置进行供 给。在可能的实施方式中，分配器在相区别的多个点或区域进行供给。
[0082] 相同地，汇集器从而可在实施方式中被使用，以在中心渠道附近和/或在周边渠 道的附近和/或通过位于中心渠道35的相邻端部和周向端部之间的排出口或出口，例如在 一中间位置汇集流体。在可能的实施方式中，汇集器在相区别的多个点或区域进行供给。
[0083] 图17是示出用以使在板片体30、31之间限定的渠道33、34与汇集器或分配器4、 5相连通的一有利部件的剖视图。板片体30、31的夹持组合件被卷绕以形成螺旋圈，在由 板片体所限定的螺旋圈之间具有一间距E。具有侧翼70A、70B和具有在侧翼中部分地延伸 的一系列孔隙71的扁平体70,沿着卷绕呈螺旋形的组合件的端部30A、31A进行布置，以使 得由两板片体30、31所形成的每个螺旋圈部分地嵌接在孔隙71之一中。通过焊缝75或接 缝，从而保证在螺旋圈和扁平体70与其侧翼70A、70B之间的密封性。从而切断（虚线）在 侧翼70A、70B之间在孔隙71中嵌接的螺旋圈的部分的端部，以产生在在扁平体70后侧限 定的容积和螺旋圈的内部容积之间的开口。继而将扁平体70与一罩盖72相关联，以形成 一渠道，所述渠道能够或者用以将流体FA分配到不同的螺旋圈，或者用以汇集从不同的螺 旋圈出离的流体FA(见图18)。
[0084] 图19A到图19C是由相互联接的两板片体30、31组成的和通过单线示意的元件的 示意性剖视图，所述元件本身被卷绕以形成相邻的不过相隔开的螺旋圈。在图19A上，元件 在逆时针方向上被卷绕，具有大致圆形的截面，而在图19B和图19C上，螺旋圈的截面分别 地是大致正方形的和三角形的。
[0085] 如果膨胀效应可通过对金属的选择至少部分地被承接，这种效应还可通过元件1 的径向区域ZR被承接，例如在径向区域ZR中存在的元件的所有螺旋圈具有合适的曲度，曲 度适以遵循受控的膨胀。通过虚线示出在膨胀后区域ZR的螺旋圈部分。
[0086] 用于承接膨胀效应的其它部件自然地是可能的。
[0087] 如在附图上所示，分配器4和汇集器5具有更大程度拓宽的一通道截面，将中心轴 线从换热体分开，这用以对流体FA在分配器和汇集器中的流动进行控制。
[0088] 图23A到图23H以剖视图示意性地示出要卷绕以形成元件1的板片体30、31的组 合件。
[0089] 在图23A上，板片体30、31的边部被叠置，以限定沿着端部边部30LD、30LG ;31LD、 31LG的最小间距。
[0090] 在图23B上，板片体30、31的边部通过型材400相连接。
[0091] 在图23C上，板片体本身被弯折以形成段部31和段部30,以及纵向边部。在该实 施方式中，边部30LG、31LG通过折叠板片体相连接，而边部30LD、31LD通过板片体的端部扁 平体相连接，板片体例如通过焊缝或胶接缝相互覆盖和相互联接。
[0092] 在图23D上，要卷绕呈螺旋形的组件由如此形成相连接的边部30LD、31LD和30LG、 31LG的挤压凹空组件401组成。在进行冲压后用以在板片体30、31之间限定渠道的该组件 被卷绕呈螺旋形。这类组件例如以塑料材料制成。
[0093] 图23E是与图23A的组件相似的一组件的横剖面视图，区别仅仅在于，板片体30、 31通过由焊缝402相连接的两段部实施。
[0094] 示意性地示出在图23上所示的两板片体之间形成的渠道。
[0095] 图23F、图23G和图23H的实施方式与图23B、图23C和图23D的实施方式相似，区 别仅仅在于，板片体30、31由通过焊缝402相连接的相区别的两部分的每个部分组成。 [0096] 在附图上所示的换热体可被布置在换热器的腔室C1中，所述换热器配有用以导 引流体FB的管道100,配有用以在流体FB通过换热体之后排出该流体的另一管道101,配 有用以将流体FA向分配器4导引的管道和配有用以排出通过汇集器5汇集的流体FA的管 道。流体FB被导引至前置室C2中，前置室包括壁体103,所述壁体适以在在连续的螺旋圈 之间形成的通道中分配流体。该壁体103例如配有叶片，用以产生流体FB在在螺旋圈之间 形成的通道中的一定的斜向的或倾斜的运动。这从而允许提高换热率。
[0097] 在附图21上示出的这类换热器100允许在至少第一流体FB和第二流体FA之间 传递热量或负大卡。在该换热器中，将第一流体FB导引至在至少部分地卷绕呈螺旋形的元 件的相邻的螺旋圈的表面之间形成的渠道中，而在元件的第一纵向边部附近，通过径向分 配器4 (通过冠形体40被供给流体）在元件的内部渠道33、34中分配第二流体，并且其中， 在第二流体在元件1的内部渠道中通过之后通过一个或多个径向汇集器汇集第二流体FA。 [0098] 如有需要，多个换热体可在同一换热器中相关联。
【权利要求】
1. 一种适以被布置在导管或腔室中以对第一流体在换热体或向换热体的流动进行导 向的换热体，所述换热体包括： 一适以至少部分地位于所述导管中的元件，所述元件由以导热材料制成的两板片体组 成，这两板片体至少在其纵向边部附近相互连接，以在这两板片体之间限定用于第二流体 的内部渠道，所述元件被卷绕以形成至少部分地呈螺旋形的一结构，所述结构在所述导管 中延伸，以在相邻的螺旋圈的表面之间在所述导管中限定用于所述第一流体的渠道； 一至少一个，优选地至少两个大致径向的分配器，用以在不同的螺旋圈处在第一纵向 边部附近将所述第二流体导引至所述元件中；和至少一个，优选地至少两个大致径向的汇 集器，用以在所述第二流体在所述元件中经过后汇集该第二流体，汇集器适以在不同的螺 旋圈处在第二纵向边部附近汇集所述第二流体，其中，形成所述元件的第一板片体和第二 板片体被变形以分别地形成第一系列的渠道和第二系列的渠道，朝向第二板片体的第一板 片体的第一系列的渠道的边部接触第二板片体的第二系列的渠道的边部，迫使所述第二流 体经过在分配器和汇集器之间的路径，所述路径同时由第一系列的渠道和第二系列的渠道 形成。
2. 根据权利要求1所述的换热体，其特征在于，第一系列的渠道和第二系列的渠道的 深度小于l〇mm，有利地小于7mm，优选地小于5mm，更为特别地在1mm到4mm之间。
3. 根据权利要求1或2所述的换热体，其特征在于，第一系列的渠道或第二系列的渠道 的最大宽度小于30_，有利地小于15_，优选地小于10_，例如在1mm到6mm之间。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，将连续的两螺旋圈的相互 朝向的表面分开的径向距离在1mm到100mm之间，有利地在5mm到70mm之间，优选地在10mm 到50mm之间。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，在分配器和汇集器之间的 所述路径至少沿着一螺旋圈的绕组具有至少一曲形局部分部，特别是在10°的角形区域 上，有利地在至少15°的角形区域上，优选地在从30°到90°的角形区域上。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，在分配器和汇集器之间的 所述路径具有轴向分部，所述轴向分部的长度大致对应所述换热体的轴向长度。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，形成呈螺旋形的所述元件 的板片体大致沿着板片体的纵向边部和在该纵向边部之间不连续地相互焊接。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，板片体在在板片体的纵向 边部之间的一系列区域和/或点被焊接在一起或相互联接。
9. 根据权利要求8所述的换热体，其特征在于，在板片体之间，在板片体的纵向边部之 间，联接区域和/或联接点例如焊接点的数目为每m 2大于100个，有利地每m2大于1000个， 优选地每m2大于5000个，所述焊接点有利地被大致均匀地分布。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，所述换热体包括用以控制 在连续的两分配器或连续的两汇集器之间延伸的螺旋圈部分的膨胀的部件。
11. 根据权利要求10所述的换热体，其特征在于，用以控制在两分配器或两汇集器之 间延伸的螺旋圈部分的膨胀的所述部件大致沿着径向面对齐。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，分配器或汇集器具有更大 程度拓宽的通道截面，将中心轴线从所述换热体分开。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，分配器和/或汇集器与用 以对进入在螺旋圈之间的空间中的第一流体进行导向的至少一部件相关联。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的换热体，其特征在于，所述换热体具有轴向中心 渠道，所述轴向中心渠道或者用以将所述第二流体向分配器导引，或者用以接纳源自汇集 器的所述第二流体，或者用以连接连续的两换热体，或者用以接纳另一换热体。
15. -种换热器，所述换热器包括：至少一腔室，在该至少一腔室中容置至少一根据本 发明的换热体，所述换热体具有前述的权利要求任一项中给出的一个或多个特征；和至少 一分配器或一腔室，用以在所述换热器的螺旋圈之间对第一流体进行分配。
16. 根据权利要求15所述的换热器，其特征在于，所述换热器包括：用以导引和排出所 述第一流体和第二流体的导管；以及有利地用以在所述第一流体经过所述换热体之后汇集 该第一流体的腔室。
17. -种通过根据本发明的换热器用以在至少第一流体和第二流体之间传递热量或负 大卡的方法，其特征在于， 一将所述第一流体导引至在至少局部地卷绕呈螺旋形的元件的相邻的螺旋圈的表面 之间形成的渠道中； 一通过一个径向分配器，不过有利地通过多个径向分配器在元件的第一纵向边部附近 在所述元件的内部渠道中分配所述第二流体；并且，在所述第二流体在所述元件的内部渠 道中经过后通过一个或多个径向汇集器汇集该第二流体。
【文档编号】F28F3/04GK104246406SQ201380020452
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】L·普里尔斯 申请人:热交换器制造工厂股份有限公司