CN103958997A - 热交换装置 - Google Patents

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Abstract

所主张的热交换装置是可以用于介质的热处理和冷却处理的装置，所述介质，即，液体、气体、悬浮液和浆料。所述热交换装置是如下设计的。它由单个部分组成，所述部分是通过以具有外部和内部径向分支的管状主体的形式挤压而制成的，而且所述管状主体在周向方向上具有相同的纵向圆孔，并且在所述管状主体的外表面上存在至少一个支架。内部和外部径向分支从分支的基底到边缘逐渐变细并且是以在一个解决方案中具有恒定步长和幅度的正弦形状制成的。它们可以由从分支的基底到边缘的相同的宽度制成。外部径向分支的正弦形状可以由从分支的基底到边缘的可变的幅度和步长制成。外部径向正弦分支可以由相对于彼此的不同长度制成并且位于距离彼此的不同距离处。外部和内部径向分支可以由互补的波状突起制成。纵向圆孔是以距离彼此的相等的距离沿管状主体的整个圆周制成的。在纵向圆孔的壁上可以制成在所述孔的内部导引的额外的径向波状突起。所述支架可以按在顶部上具有圆形凸出和不同长度的突起的形式制成并且可以位于管状主体的外表面上的不同位置处。在管状主体的外表面上制成的径向分支的高度可以等于零。在所述热交换设备中可以同时使用两个或两个以上装置。

Description

热交换装置
技术领域
所主张的热交换装置是可以用于介质的热处理和冷却处理的装置，所述介质，即，液体、气体、悬浮液和浆料。
背景技术
已知的多通道热交换设备包括：同轴地布置的至少三个管道的封装，以形成环形通道；两个朝向彼此安装的采集器环，其中外部同轴阶梯形圆柱形表面被引入到所述通道中并且与它们的壁接触，其中每个收集器具有与对应的环形开槽通道相通的两个纵向无效通道(deaf channels)(俄罗斯联邦专利案号54731，IPC6F28D7/10)。
此构造的缺点在于制造的复杂性，因为它由大量零件组成，以及与热交换装置的表面接触的不足，从而降低了热交换效率。
存在具有中央部分中纵向肋片形式的***件和热传递管的外表面上的径向的横向肋片形式的***件的热传递管(参见1977年6月28日公开的美国专利案号4.031.602，IPC F28F11/00)。所述***件的形状增大了管的内表面的面积，并且热传递特征设计成增大热传递的效率，即，增大管的热传递性能。
这些热交换管与先前的类似物相比具有较少的零件，但是其制造仍然是复杂的。
大多数类似的技术本质具有通过挤压制成的“用于燃料加热装置的热交换器”，其包括管状圆形主体以及内部和外部的大量径向分支。而且与外部分支相比存在更多的内部分支。所述分支位于距离彼此的某一相等距离处(参见1986年2月19日公开的美国专利案号4657074，IPC F28F1/42)。由作者选作最接近的类似物。此类热交换器的制造同样是复杂的。
发明内容
所主张的热交换装置意图增大介质与热交换装置的接触面积、增大冷却的或加热的介质的量、降低操作成本并且提供制造简单性。
所提出的热交换装置是以通过挤压制造的成形产品的形式制成的，所述挤压包括通过成形工具推动高黏度材料并且以特定形式的形成来模制该产品。所述成形产品是由铝等韧性金属制成的。
所述问题是通过热交换装置是如下设计的事实解决的。它由单个部分组成，所述部分是通过以具有外部和内部径向分支的管状主体的形式挤压而制成的，而且所述管状主体在周向方向上具有相同的纵向圆孔，并且在所述管状主体的外表面上存在至少一个支架。内部和外部径向分支从分支的基底到边缘逐渐变细并且是以在一个解决方案中具有恒定步长和幅度的正弦形状制成的。它们可以由从分支的基底到边缘的相同的宽度制成。外部径向分支的正弦形状可以由从分支的基底到边缘的可变的幅度和步长制成。外部径向正弦分支可以由相对于彼此的不同长度制成并且位于距离彼此的不同距离处。外部和内部径向分支可以由互补的波状突起制成。纵向圆孔是以距离彼此的相等的距离沿管状主体的整个圆周制成的。在纵向圆孔的壁上可以制成在所述孔的内部导引的额外的径向波状突起。所述支架可以按在顶部上具有圆形凸出和不同长度的突起的形式制成并且可以位于管状主体的外表面上的不同位置处。在管状主体的外表面上制成的径向分支的高度可以等于零。在所述热交换设备中可以同时使用两个或两个以上装置。
特定位置和特定长度的径向正弦外部和内部分支提供了热交换装置的表面与在内部移动的介质以及在外部移动的热交换介质或冷却剂的最大的必需的接触。而且所述热交换装置可以用于在较长的距离上移动需要冷却或加热的多种介质。
附图说明
实用新型的本质由附图说明，其中：
图1-热交换装置的轴侧投影。
图2-不具有焊接工艺间隙的热交换装置。
图3-固定在圆形机壳中的热交换装置。
图4-将热交换装置安装到机壳的片段。
图5-固定在正方形机壳中的热交换装置。
图6-固定在正方形机壳中的热交换装置，所述热交换装置具有相对于彼此的不同长度的径向正弦分支。
图7-具有纵向圆孔的径向正弦外部和内部分支的片段，所述圆孔的壁是由互补的径向波状突起制成的。
图8-径向正弦外部和内部分支的片段以及在管状主体的整个表面上具有互补的径向波状突起的圆孔。
图9-固定在正方形机壳中的四个热交换装置的视图，所述热交换装置具有相对于彼此的不同长度的径向正弦分支。
图10-固定在圆形机壳中的八个热交换装置的视图，所述热交换装置具有相对于彼此的不同长度的径向正弦分支。
图11-所具有的外部径向分支等于零的热交换装置。
具体实施方式
所主张的装置的版本
热交换装置由一个片件1组成(图1)。它是通过挤压制成的。所述装置具有工艺间隙2和3，所述间隙随后得到焊接(图2)。热交换装置被制成具有外部径向分支5和内部径向分支6的管状主体4。径向外部分支5和径向内部分支6的几何形状是取决于特定装置的热平衡通过计算确定的。周向方向上的管状主体具有相同的纵向圆孔7(图3)。所述装置被设计成安装在机壳8的内部并且在具有孔隙10的突出零件9中借助于位于管状主体的外表面上的紧固件固定在机壳8内部。紧固件被制成边缘12处的突起11的形式(图4)。所述紧固件可以是不同长度的并且是在管状主体的外部表面上的多个位置处制成的(图11)。紧固件的数目是通过计算并且取决于在其中使用热交换装置的机壳的类型来选择的。所述装置提供通过热交换设备的至少三种介质，例如，冷却介质13、需要冷却的操作介质14和15，或热载体13、需要加热的操作介质14和15等。而且需要冷却或加热的操作介质可以有多种并且不同于介质13并且在多个形成的通道中可以是不同的。内部径向分支6和外部径向分支5可以被制成从分支的基底到边缘的锥形。它们可以被制成具有恒定的步长16和幅度17的正弦形状。它们可以具有从分支18的基底到边缘的相同的宽度。所述热交换装置可以安装在圆形机壳8(图3)中或正方形机壳(图5)中。外部径向分支5的正弦形状可以由从分支的基底到边缘的可变的幅度和步长制成。外部径向正弦分支可以制成相对于彼此的不同长度19并且在距离彼此的不同距离处，例如，在紧固在正方形机壳中的热交换装置中(图6)。外部径向分支5和内部径向分支6可以制成具有互补的波状突起20和21以增大介质与热交换装置的表面的接触面积并且增大热交换(图7、图8)。纵向圆孔15是以距离彼此的相等的距离沿管状主体的整个圆周制成的。在纵向圆孔15的壁上，可以制成在孔15的内部引导从而增大介质与热交换装置的接触面积的额外的径向波状突起22。在管状主体的外表面上制成的径向外部分支5的高度可以等于零(图11)。可以同时使用两个或两个以上装置。举例来说，具有相对于彼此的不同长度的外部正弦径向分支5的四个热交换装置固定在正方形机壳中(图9)，或者具有相对于彼此的不同长度的外部正弦径向分支5的八个热交换装置固定在圆形机壳中(图10)。
取决于所述热交换装置的长度，介质可以在较长的距离上移动。
所述热交换装置是(例如)通过挤压由铝制造的，通过成型工具-抽吸喷嘴在熔化的高黏度材料的持续的推动中形成，以便获得具有希望的截面形式的产品。
工业实用性
所述装置的操作如下。
所述热交换装置是安装在机壳8中的并且由紧固件9、10、11、12固定。随后它连接到操作设备。冷却或热介质(例如)13穿过装置的外部径向分支5的壁遍及它们的长度来冷却或加热它们。装置的外部径向分支5的外壁获得的冷却或加热被传递到装置的内部径向分支分支6的内壁。得到加热或冷却，装置的内部径向分支6的内壁将寒或热传递给介质14和15。
由于增大的量的冷却或加热介质以及介质与热交换装置的增大的接触面积，所述热交换装置的设计是简单的、低成本的且有效的。所述产品被制成单件的，这简化了热交换装置的组装并且带来了降低的操作成本。
因此，解决了配置的问题。

Claims (14)

1.一种由通过以具有外部和内部径向分支的管状主体的形式挤压制成的单个部分组成的热交换装置，所述热交换装置的特征在于所述管状主体在周向方向上具有相同的纵向圆孔，并且在所述管状主体的所述外表面上存在至少一个支架。
2.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于内部径向分支从所述分支的基底到所述分支的边缘逐渐变细。
3.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于外部径向分支从所述分支的基底到所述分支的边缘逐渐变细。
4.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于外部和内部径向分支被制成由具有恒定步长和幅度的正弦形状。
5.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于外部和内部径向分支被制成从所述分支的基底到所述分支的边缘的相同的宽度。
6.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于外部和内部分支被制成正弦形状，并且所述外部径向分支的正弦形状被制成具有从所述分支的基底到所述分支的边缘的可变的幅度和步长。
7.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于所述外部径向正弦分支被制成相对于彼此的不同长度。
8.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于所述外部径向正弦分支被制成位于距离彼此的不同距离处。
9.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于外部和内部径向分支被制成具有互补的波状突起。
10.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于纵向圆孔是在距离彼此相等的距离处沿所述管状主体的整个圆周制成的。
11.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于在所述纵向圆孔的所述壁上制成了在所述孔内导引的额外的径向波状突起。
12.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于所述紧固件是以具有顶部上的圆形凸出和不同长度的突起的形式制成的。
13.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于所述紧固件位于所述管状主体的所述外表面上的不同位置处。
14.根据段落1所述的热交换装置，其特征在于在所述管状主体的所述外表面上制成的径向分支的高度可以等于零。
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