專利名稱：螺旋式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于各種用途的螺旋式熱交換器，本發(fā)明尤其涉及從實際過程中不便處理的問題流體例如泥漿中回收熱量的螺旋式熱交換器。特別地，本發(fā)明涉及一種包括中心筒體和至少兩個螺旋薄板的螺旋式熱交換器，所述螺旋薄板從該筒體沿各自的螺旋形路徑圍繞共同的中心軸線延伸并且至少形成用于第一介質(zhì)的第一螺旋形流動通道和用于第二介質(zhì)的第二螺旋形流動通道，其中，該筒體圍繞該中心軸線延伸并且在該筒體內(nèi)形成一內(nèi)部空間，并且該筒體包括前端、后端、至少一個與該第一流動通道連通的第一側(cè)開口、和至少一個與該第二流動通道連通的第二側(cè)開口。
背景技術(shù)：
在SE 112656中披露了這種螺旋式熱交換器。該專利文本披露了一種包括中心筒體的實施形式。該筒體與端板形成一整體。兩個分開的集管設(shè)置在筒體的內(nèi)部空間中，以便與各自的螺旋形流動通道流體連通。
通常，螺旋式熱交換器借助卷繞操作來制造。兩個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縫?；蛘撸瑔蝹€薄板可用于制造該熱交換器。具有與流動通道的寬度相等的高度的間隔件裝接到薄板上。在卷繞之前，單個或多個薄板的中心部分引入到可縮回的芯軸的間隙中。隨后該芯軸旋轉(zhuǎn)，薄板被卷繞以便形成螺旋形的薄板部件。在芯軸縮回之后，兩個入口/出口通道形成在螺旋形部件的中心。兩個通道借助薄板的中心部分彼此分開。螺旋形部件的側(cè)端被加工，其中螺旋形流動通道在兩個側(cè)端處通過各種方式側(cè)向封閉。通常，蓋裝接到每一端部上。其中一個蓋包括延伸到中心并與兩個流動通道中的相應(yīng)一個通道連通的兩個連接管。在螺旋形流動通道的徑向外端，焊接相應(yīng)的集管以便形成對于各自的流動通道的出口/入口件。
這種常規(guī)的螺旋式熱交換器的一個問題在于，從螺旋式熱交換器的中心延伸的連接管的安裝需要相對復(fù)雜的制造工序。特別是，該問題涉及對于兩個連接管和在螺旋形部件的外圍的集管而言實現(xiàn)適當(dāng)?shù)那宜瓒ㄎ坏睦щy。通常重要的是，集管位于螺旋形部件的頂部，并且連接管沿垂直平面定位。另外，在熱交換器設(shè)計用于接收作為一種介質(zhì)的泥漿的情況下，同樣重要的是，形成泥漿出口的一個連接管位于形成水入口的另一連接管的下面。這些要求意味著中心部分應(yīng)當(dāng)至少大致水平。為了實現(xiàn)連接管的這種定位，薄板的外端經(jīng)常需要在卷繞操作之后進行切割。
CH 539257披露了另一種螺旋式熱交換器元件，其安裝在柱形容器中。該熱交換器元件包括中心筒體和兩個圍繞中心軸線沿各自的螺旋形路徑從筒體延伸的螺旋形薄板。該螺旋形薄板形成用于第一介質(zhì)的第一螺旋形流動通道和用于第二介質(zhì)的第二螺旋形流動通道。該筒體圍繞該中心軸線延伸并且在該筒體內(nèi)形成一內(nèi)部空間。該筒體包括第一開口和第二開口，它們與同一個流動通道連通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的問題。更具體地說，本發(fā)明的目的在于提供一種螺旋式熱交換器，其使得與該熱交換器連接的管道和管可優(yōu)化布置，并且可按簡單的方式來制造該熱交換器。
借助本發(fā)明的螺旋式熱交換器可實現(xiàn)該目的，該熱交換器的特征在于，該熱交換器包括第一管，其布置成延伸穿過該后端以便進入筒體的該內(nèi)部空間，其中，經(jīng)由該第一側(cè)開口與該第一流動通道連通的第一連接通道形成在該第一管內(nèi)，經(jīng)由該第二側(cè)開口與該第二流動通道連通的第二連接通道形成在該第一管之外位于內(nèi)部空間中。
借助這種結(jié)構(gòu)，使得與該螺旋式熱交換器連接的管和管道的布置比現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)更簡單。在薄板卷繞以便形成螺旋式熱交換器元件之后，第一管可作為單獨的單元或模塊引入到筒體中。因此，在引入該第一管之前，該螺旋式熱交換器元件可相對于流動通道的外端旋轉(zhuǎn)到所需位置。與該第二連接通道的連接則可選擇成以任何所需的方向延伸。該第一管可定位在位于內(nèi)部空間中的適當(dāng)位置處，例如有助于泥漿的排出。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例，該第一側(cè)開口與該第二側(cè)開口軸向分隔開。通過使得開口軸向分隔開，可將第一管布置在相對于筒體和螺旋式熱交換器元件的任何旋轉(zhuǎn)位置。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該熱交換器包括用于將該內(nèi)部空間分成第一部分空間和第二部分空間的分隔部件，該第一部分空間包括第一側(cè)開口第二部分空間包括第二側(cè)開口。該分隔部件可裝接到第一管上并圍繞第一管延伸。而且，該分隔部件的外周邊緣抵靠限定該內(nèi)部空間的內(nèi)壁。為了彼此密封地分隔第一部分空間和第二部分空間，該外周邊緣焊接到該內(nèi)壁上。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該熱交換器包括第二管，其從該第二部分空間向外延伸并且布置成使得該第二介質(zhì)流經(jīng)該第二管。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該熱交換器包括殼體，其設(shè)置在筒體的后端處并且布置成封閉該第二部分空間。因此，該第一管延伸穿過該殼體。另外，該第二管從殼體中相對于中心軸線大致徑向向外延伸以便穿過該殼體。該第二管由此可沿任何所需的徑向方向從殼體延伸。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該熱交換器包括連接元件，其包括該第一管。有利的是，該連接元件還包括該第二管和該殼體。該連接元件制造成單獨單元或模塊，其在薄板卷繞以便形成螺旋式熱交換器元件之后引入到筒體中。該連接元件可容易地構(gòu)造成便于其相對于螺旋式熱交換器元件任意地旋轉(zhuǎn)。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該熱交換器包括布置成便于以可打開的方式封閉該前端的蓋。筒體的前端由此可打開以便例如進行清潔。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該螺旋式熱交換器包括與該第一流動通道連通的第一外連接部件。而且，該螺旋式熱交換器包括與該第二流動通道連通的第二外連接部件。有利的是，該熱交換器適于以這樣的方式來定位，即，該中心軸線大致水平延伸，并且第一和第二外連接部件大致垂直延伸。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，第一管布置成大致同軸地延伸到內(nèi)部空間中。借助這種結(jié)構(gòu)，可確保該連接元件可圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)到相對于筒體的任何旋轉(zhuǎn)位置。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述流動通道彼此大致平行地延伸，并且每一流動通道適于使得各自的介質(zhì)沿相對于該中心軸線的大致切向流動。


以下參照附圖并結(jié)合本發(fā)明的各個實施例的詳細描述來闡述本發(fā)明，在附圖中圖1是依據(jù)本發(fā)明的實施例的螺旋式熱交換器的示意后視圖；圖2是圖1所示的螺旋式熱交換器的示意正視圖；圖3是沿圖1所示的線III-III截取的螺旋式熱交換器的截面圖；圖4是沿圖1所示的螺旋式熱交換器的螺旋形熱交換器元件截取的示意截面圖；圖5是沿圖1所示的螺旋式熱交換器的連接部件截取的示意的橫截面圖；和圖6是沿依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的螺旋式熱交換器截取的截面圖。
具體實施例方式
參照圖1-5描述螺旋式熱交換器。該螺旋式熱交換器包括螺旋式熱交換器元件1，見圖4，和主連接元件2，見圖5。在參照圖1-6描述的實施例中，主連接元件2設(shè)計成安裝到螺旋式熱交換器元件1中的單獨單元。應(yīng)當(dāng)注意，作為替代方式，主連接元件2的至少一部分可按以下所述的方式成為螺旋式熱交換器元件1的整體的一部分。
螺旋式熱交換器元件1包括中心筒體5和至少兩個螺旋形薄板6和7，該薄板優(yōu)選為由金屬制成，例如不銹鋼、碳鋼、或鈦。筒體5具有大致圓柱體的形狀。每一薄板6和7具有內(nèi)端邊緣，其焊接到筒體5的外表面上。筒體5圍繞中心軸線x旋轉(zhuǎn)以便以這樣的方式來卷繞薄板6和7，即，使得薄板6和7從筒體5沿各自的螺旋形路徑圍繞共同的中心軸線x延伸。薄板6和7形成用于第一介質(zhì)的第一螺旋形流動通道8和用于第二介質(zhì)的第二螺旋形流動通道9。該流動通道8、9大致彼此平行地延伸。在所述的實施例中，每一流動通道8、9適于使得各自的流體沿相對于中心軸線x的大致切向流動。該螺旋式熱交換器適于以這樣的方式定位，即，借助支承件10使得中心軸線x大致水平延伸，該支承件適于定位在地面或其它的任何基底上，并且支承該螺旋式熱交換器元件1。
在螺旋式熱交換器的優(yōu)選應(yīng)用中，流經(jīng)第一流動通道的第一介質(zhì)是泥漿，第二介質(zhì)的水。在這種情況下，第一流動通道8具有大于第二流動通道9的寬度，參見圖3。
筒體5圍繞中心軸線x大致同軸地延伸并且在筒體5內(nèi)形成一內(nèi)部空間4。筒體5具有前端5’和后端5”。筒體5包括在內(nèi)部空間4和第一流動通道8之間建立連通的第一側(cè)開口11和以及在內(nèi)部空間4和第二流動通道9之間建立連通的多個第二側(cè)開口12。第一側(cè)開口11位于前端5’附近，并且沿中心軸線x與第二側(cè)開口12軸向間隔開。第二側(cè)開口12沿平行該中心軸線延伸的直線來布置。
連接元件2是安裝到螺旋式熱交換器元件1上的單獨元件。連接元件2包括第一管14，其布置成延伸穿過筒體5的后端5”以便進入筒體5的內(nèi)部空間4。第一管14由此具有在筒體5外側(cè)的外端和在筒體5的內(nèi)部空間4中的內(nèi)端。該第一管14具有大致圓柱體的形狀并且在參照圖1-5所述的實施例中與中心軸線x大致同軸地延伸到內(nèi)部空間4中。
連接元件2在第一管14中形成有一經(jīng)由第一側(cè)開口11與第一流動通道8連通的第一連接通道，并且在內(nèi)部空間4中形成有一經(jīng)由第二側(cè)開口12與第二流動通道9連通的第二連接通道。分隔部件15設(shè)置用于將內(nèi)部空間4分成第一部分空間4’和第二部分空間4”，該第一部分空間包括第一側(cè)開口11并形成第一連通通道，并且第二部分空間包括第二側(cè)開口12并形成第二連通通道。
分隔部件15在第一管14的內(nèi)端處裝接到第一管14的外圍表面上。該分隔部件15鄰接第一管14延伸。在所述的實施例中，分隔部件15的外周邊緣抵靠筒體5的內(nèi)壁表面。優(yōu)選的是，該外周邊緣焊接到筒體5的內(nèi)壁上。
另外，該連接元件2包括第二管16，其從第一部分空間4’和第二連通通道向外延伸。第二管16布置成使得第二介質(zhì)流經(jīng)第二管16。該連接元件2還包括殼體17，其設(shè)置在筒體5的后端5”處。殼體17布置成密封該筒體5，并且特別是密封第二部分空間4”。該殼體具有平的端壁17’和大致圓柱形的壁17”，參見圖5。連接元件2借助焊縫18焊接到筒體5上，該焊縫沿筒體5的后端5’和圓柱形的壁17”的端部延伸。第二管16延伸穿過殼體17，從殼體17的圓柱壁17”大致徑向向外延伸。在所述的實施例中，第二管16大致垂直延伸，即相對于中心軸線x大致垂直延伸。另外，第一管14延伸穿過殼體17，而且穿過殼體17的端壁17’。
作為替代形式，殼體17可形成筒體5的整體的一部分，其中該主連接元件2僅大致包括第一管14，該第一管經(jīng)由平的端壁17’上的開口引入筒體5的內(nèi)部空間4。在第一管14插入到內(nèi)部空間4中之后，分隔部件15隨后裝接并焊接到第一管和內(nèi)壁表面上。
螺旋式熱交換器包括蓋20，其布置成封閉筒體5的后端5’，并還側(cè)向地封閉一個或兩個流動通道8、9。在所述的實施例中，第一流動通道8由蓋20封閉。由此，內(nèi)部空間4由包括筒體5的內(nèi)壁表面、蓋20的大致平面的內(nèi)壁表面、和殼體17的內(nèi)壁表面的內(nèi)壁來限定。蓋20是可打開的，并可借助鉸接件21裝接到螺旋式熱交換器元件1上。示意性地示出的鎖定裝置22布置成使得蓋20鎖定在封閉位置。從圖3中可以看出，第二流動通道9在前側(cè)端處借助布置在金屬薄板6、7之間的螺旋條23側(cè)向地封閉。而且，第二流動通道9在后側(cè)端處借助布置在金屬薄板6、7之間的螺旋條24封閉。第一流動通道8在后側(cè)端處借助布置在金屬薄板6、7之間的螺旋條25封閉。條23-25在螺旋式熱交換器元件1的卷繞過程中布置在相應(yīng)的側(cè)端部上。
另外，該螺旋式熱交換器包括兩個副連接元件。第一副連接元件形成與第一流動通道8連通的第一外連接部件27。第二副連接元件形成與第二流動通道9連通的第二外連接部件28。第一外連接部件27和第二外連接部件28包括各自的大致圓柱形的管。在所述的實施例中，該管大致垂直地延伸，即相對于中心軸線x大致垂直延伸。
在以上所述的優(yōu)選應(yīng)用中，第一管14即第一連通通道可形成用于泥漿的出口。第二管16可形成用于水的入口。第一外連接部件25可形成用于泥漿的入口，而第二外連通部件26可形成用于水的出口。
圖6示出了第二實施例，其中與第一實施例的區(qū)別僅在于，連接元件2的第一管14在筒體5的內(nèi)部空間4中偏心地布置。
本發(fā)明不限于以上所述和所示的實施例，在后附的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)可對本發(fā)明進行改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種包括中心筒體(5)和至少兩個螺旋薄板(6、7)的螺旋式熱交換器，所述螺旋薄板從該筒體沿各自的螺旋形路徑圍繞共同的中心軸線(x)延伸并且至少形成用于第一介質(zhì)的第一螺旋形流動通道(8)和用于第二介質(zhì)的第二螺旋形流動通道(9)，其中該筒體(5)圍繞該中心軸線(x)延伸并且在該筒體內(nèi)形成一內(nèi)部空間(4)，并且該筒體包括前端(5’)、后端(5”)、至少一個與該第一流動通道(8)連通的第一側(cè)開口(11)、和至少一個與該第二流動通道(9)連通的第二側(cè)開口(12)，其特征在于，該熱交換器包括第一管(14)，其布置成延伸穿過該后端(5”)以便進入筒體(5)的該內(nèi)部空間，其中，經(jīng)由該第一側(cè)開口(11)與該第一流動通道(8)連通的第一連接通道形成在該第一管(14)內(nèi)，經(jīng)由該第二側(cè)開口(12)與該第二流動通道(9)連通的第二連接通道形成在該第一管(14)外的內(nèi)部空間中。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，該第一側(cè)開口(11)與該第二側(cè)開口(12)軸向分隔開。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括用于將該內(nèi)部空間分成第一部分空間(4’)和第二部分空間(4”)的分隔部件(15)，該第一部分空間包括第一側(cè)開口(11)第二部分空間包括第二側(cè)開口(12)。
4.如權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于，該分隔部件(15)裝接到第一管(14)上并圍繞第一管(14)延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的熱交換器，其特征在于，該分隔部件(15)的外周邊緣抵靠限定該內(nèi)部空間(4)的內(nèi)壁。
6.如權(quán)利要求5所述的熱交換器，其特征在于，該外周邊緣焊接到該內(nèi)壁上。
7.如權(quán)利要求3-6中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括第二管(16)，其從該第二部分空間向外延伸并且布置成使得該第二介質(zhì)流經(jīng)該第二管(16)。
8.如權(quán)利要求3-7中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括殼體(17)，其設(shè)置在筒體的后端(5”)處并且布置成封閉該第二部分空間(4”)。
9.如權(quán)利要求7和8所述的熱交換器，其特征在于，該第二管(16)從殼體中大致徑向向外延伸穿過該殼體(17)。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括連接元件(2)，其包括該第一管。
11.如權(quán)利要求7、8和10所述的熱交換器，其特征在于，該連接元件(2)還包括該第二管(16)和該殼體(17)。
12.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器包括布置成便于以可打開的方式封閉該前端(5’)的蓋(20)。
13.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該螺旋式熱交換器包括與該第一流動通道(8)連通的第一外連接部件(27)。
14.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，該螺旋式熱交換器包括與該第二流動通道(9)連通的第二外連接部件(28)。
15.如權(quán)利要求13和14所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器適于以這樣的方式來定位，即，該中心軸線(x)大致水平延伸，并且第一和第二外連接部件(27、28)大致垂直延伸。
16.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，第一管(14)布置成大致同軸地延伸到內(nèi)部空間(4)中。
17.如上述權(quán)利要求中任一項所述的熱交換器，其特征在于，所述流動通道(8、9)彼此大致平行地延伸，并且每一流動通道適于使得各自的介質(zhì)沿相對于該中心軸線(x)的大致切向流動。
全文摘要
一種包括中心筒體(5)和至少兩個螺旋薄板(6、7)的螺旋式熱交換器，所述薄板從該筒體延伸并且形成用于第一介質(zhì)的第一螺旋形流動通道(8)和用于第二介質(zhì)的第二螺旋形流動通道(9)。筒體在該筒體內(nèi)形成一內(nèi)部空間。該筒體包括與該第一流動通道連通的第一側(cè)開口和與該第二流動通道連通的第二側(cè)開口。第一管(14)布置成延伸進入筒體的內(nèi)部空間。經(jīng)由第一側(cè)開口與第一流動通道連通的第一連通通道形成在該第一管內(nèi)。經(jīng)由第二側(cè)開口與第二流動通道連通的第二連通通道形成在該第一管外的內(nèi)部空間中。
文檔編號F28D9/04GK1802547SQ200480013356
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者P·莫珀蒂, P·馬丁內(nèi)斯, B·烏德耶迪 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司