專利名稱：多管束熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多管束熱交換器，即熱交換器裝置，該裝置包括多個(gè)以流體技術(shù)組接的熱交換管束。流體技術(shù)組接不僅與穿流管束的介質(zhì)有關(guān)，而且與繞流管束的介質(zhì)有關(guān)或者與兩者都有關(guān)。
這樣的多管束熱交換器已經(jīng)是公知的。例如CH 586 882描述了一種串聯(lián)管束熱交換器形式的對(duì)流管束熱交換器，其中在整個(gè)殼體里面設(shè)置多個(gè)管束，管束以流體技術(shù)串聯(lián)連接并先后通流一次介質(zhì)。全部管束在兩個(gè)匯集所有管束的管座之間延伸，而各管座上面的端部?jī)?nèi)室這樣構(gòu)成分配室，使得以流體技術(shù)串聯(lián)構(gòu)成用于將一次介質(zhì)分配到第一管束管子里面的入口分配室、然后是用于將各管束出口端連接到各相鄰管束入口端的設(shè)置在這個(gè)或另一個(gè)管座上的連接室序列，最后是經(jīng)過(guò)最后一個(gè)管束出口端的出口匯流室。在殼體里面的每個(gè)管束之間設(shè)置隔板，隔板分別在靠近這個(gè)或另一個(gè)管座附近具有通流孔，以使二次介質(zhì)進(jìn)入管束室然后通過(guò)通流孔從管束室到管束室地最終從最后的管束室到達(dá)出口。
本發(fā)明的任務(wù)在于，實(shí)現(xiàn)這樣一種裝置，該裝置以標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組裝的形式為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多種管束熱交換器裝置的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，該裝置不僅在大小上而且在流體技術(shù)配置或一次介質(zhì)和二次介質(zhì)的流向上都能以最大可能的方式變化。
按照本發(fā)明這個(gè)任務(wù)通過(guò)在權(quán)利要求1中給出的裝置而解決。本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中給出。
按照本發(fā)明的方案規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)式熱交換器管束與標(biāo)準(zhǔn)式殼體組件一起應(yīng)用，這些標(biāo)準(zhǔn)部件能夠?qū)崿F(xiàn)大量組合可能性并且當(dāng)然也能夠?qū)崿F(xiàn)不同大小的熱交換器裝置。
本發(fā)明的詳細(xì)細(xì)節(jié)將根據(jù)下面幾個(gè)具體實(shí)施例的附圖予以詳細(xì)描述。
圖例均以各實(shí)施例的簡(jiǎn)要軸向剖面圖畫(huà)出。圖示為


圖1畫(huà)出的是管束以流體技術(shù)并聯(lián)連接的由多管束構(gòu)成的對(duì)流熱交換器，圖2畫(huà)出的是帶有多個(gè)以流體技術(shù)串聯(lián)連接管束的對(duì)流熱交換器，圖3畫(huà)出的是帶有多個(gè)以流體技術(shù)并聯(lián)連接管束的對(duì)流熱交換器，但是相對(duì)于圖1的裝置改變了殼體結(jié)構(gòu)，圖4畫(huà)出的是帶有多個(gè)以流體技術(shù)串聯(lián)連接管束的對(duì)流熱交換器，但是相對(duì)于圖2的裝置為另一殼體結(jié)構(gòu)。
在圖1中所示的熱交換器具有殼體和設(shè)置在殼體中的管束。
殼體由外殼1所組成，在外殼上設(shè)置入口接頭11和出口接頭12用于將二次介質(zhì)的輸入管道或輸出管道接進(jìn)殼體空間或由殼體空間接出，并在外殼的兩個(gè)軸向端部構(gòu)成法蘭13，殼體還有兩個(gè)端部部件2和3，它們緊靠著外殼1的兩個(gè)端部設(shè)置并分別具有用于通過(guò)穿流管束的介質(zhì)的入口接頭21和出口接頭31，端部部件分別配設(shè)蓋板22及32，蓋板通過(guò)螺栓或螺桿23及33與外殼1的法蘭13固定在一起。
在殼體里裝進(jìn)多個(gè)管束5，但對(duì)于圖示實(shí)施例為三個(gè)管束，分別以5A,5B,5C表示。各管束由一定數(shù)量平行并相互間隔距離設(shè)置的熱交換管51以及在管束軸向兩端與熱交換管連接的管座52所組成。
每個(gè)由熱交換管51和兩個(gè)附屬管座52組成的管束構(gòu)成一個(gè)整體單元形式的組件并以這樣的組件裝進(jìn)殼體。為了對(duì)外殼1、端部部件2和3以及管座52進(jìn)行密封而采用的密封件在圖例中簡(jiǎn)要畫(huà)出并可以容易地看作是O形密封圈，當(dāng)然在此所用密封的具體形式可以根據(jù)需要任意選擇。
外殼1內(nèi)部的殼體空間由與管束5個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)的隔板14分隔成管間空間10A,10B,10C。這些隔板14在上部和下部配有通流孔15，通過(guò)這些通流孔將各管間空間相互連接。
如圖所示，在端部部件2和3里面構(gòu)成的端部?jī)?nèi)室沒(méi)有被分隔，而是在所有三個(gè)管束上面延伸，以產(chǎn)生三個(gè)管束5A,5B和5C的并聯(lián)通流。即三個(gè)管束以流體技術(shù)并聯(lián)連接。
圖2畫(huà)出的裝置仍然由殼體和裝進(jìn)殼體里面的三個(gè)管束5A,5B和5C所組成。帶有外殼1、端部部件2和3以及用于與熱交換器有關(guān)的介質(zhì)的連接接頭11,12,21和31的外殼結(jié)構(gòu)、和通過(guò)隔板14將殼體空間劃分成管間空間10A,10B和10C都與圖1所示的裝置相對(duì)應(yīng)。
三個(gè)管束以與圖1所示相同的方法構(gòu)成并仍然分別由熱交換管51和設(shè)置在軸向兩端的管座52所組成，其中各管束仍然由這些部件所組成的整體單元或結(jié)構(gòu)組件制造。
但是針對(duì)圖2所示的結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖1的結(jié)構(gòu)這樣來(lái)改變其端部部件2,3和外殼1里面的隔板14，使三個(gè)管束在圖2的裝置中以流體技術(shù)串聯(lián)連接并使由接頭11流入和從接頭12流出的二次介質(zhì)在所有三個(gè)管束中相對(duì)于一次介質(zhì)逆流流動(dòng)，一次介質(zhì)通過(guò)接頭21流入，通過(guò)接頭31流出并先后通流三個(gè)管束的熱交換管51。為此端部部件2和3這樣變化，在從一次介質(zhì)流動(dòng)方向看上去的第一管束5C進(jìn)入端上面構(gòu)成進(jìn)入內(nèi)室24，另外在端部部件3以及端部部件2里面分別構(gòu)成用于在兩個(gè)在流體技術(shù)上首尾相連的管束相鄰端部之間傳導(dǎo)一次介質(zhì)的過(guò)渡室35或25(從5C到5B通過(guò)過(guò)渡室35而從5B到5A通過(guò)過(guò)渡室25)，并在最后一個(gè)，即從一次介質(zhì)流動(dòng)方向看上去的管束5A的流出端上面構(gòu)成流出室36。在端部部件2和3里面用隔板27或37將相應(yīng)的端部部件空間分隔成相應(yīng)的腔室。
在各隔板14上只配有一個(gè)通流孔15，通流孔分別靠近各管座，以使二次介質(zhì)必須基本上在殼體空間的全部軸向長(zhǎng)度上與通過(guò)管束流動(dòng)的介質(zhì)對(duì)流流動(dòng)，直到二次介質(zhì)可以通過(guò)各通流孔15傳導(dǎo)到相鄰的管間空間。
對(duì)于圖1和2所示布置的結(jié)構(gòu)可以采用標(biāo)準(zhǔn)的隔板14，如圖1所示，隔板可以在兩個(gè)軸向端部具有通流孔，封閉其中的一個(gè)以構(gòu)成圖2中的裝置。
同樣可以準(zhǔn)備帶有或沒(méi)有隔板27或37的不同端部部件，以便由這些部件根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組裝結(jié)構(gòu)的需要按照?qǐng)D1和圖2進(jìn)行制造。
圖3和4所示的結(jié)構(gòu)與圖1或圖2所示的結(jié)構(gòu)類似，即帶有以流體技術(shù)并聯(lián)連接管束的(圖3)或以流體技術(shù)串聯(lián)連接管束的(圖4)多管束熱交換器。相同或?qū)?yīng)的部件仍然以與圖1和2中相同的標(biāo)號(hào)表示。
管束5A,5B和5C(例如仍然是3個(gè))對(duì)應(yīng)于圖1和2中的那些管束。
端部部件2和3也對(duì)應(yīng)于圖1和2中那些端部部件。
帶有連接接頭11和12的外殼1也一樣。
但是按照?qǐng)D3和4的結(jié)構(gòu)通過(guò)改變或另構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)而與圖1和2中的結(jié)構(gòu)不同。因?yàn)樵趫D3和4的結(jié)構(gòu)中隔板14沒(méi)有通流孔，即是全封閉的。代替通流孔的是在圖3和4的結(jié)構(gòu)中端部部件2和3各加入設(shè)置在端部部件與外殼1法蘭13之間的插入件4構(gòu)成隔板14的延長(zhǎng)或者說(shuō)在相鄰管間空間之間產(chǎn)生過(guò)渡的地方具有通流孔41。
由此可以將殼體的外殼部件1和隔板14制成標(biāo)準(zhǔn)部件，同時(shí)可以根據(jù)需要將不同的插入件4制成用作在殼體空間之間產(chǎn)生通流孔、用作標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組裝的部分。
對(duì)于按照?qǐng)D3和4的結(jié)構(gòu)，當(dāng)插入件4具有足夠的軸向長(zhǎng)度時(shí)殼體空間的連接接頭(對(duì)于圖示實(shí)施例以11和12表示并設(shè)置在外殼1上)也可以設(shè)置在插入件4上。此外不僅可以將一個(gè)或兩個(gè)連接接頭連接在各插入件4側(cè)面，而且可以將其軸向布置并穿過(guò)各端部部件2或3。
上述實(shí)施例根據(jù)在圖示中給出的箭頭被描述為對(duì)流熱交換器。相同的方法也可以用于順流熱交換器，對(duì)此只需將兩種介質(zhì)中一個(gè)的流動(dòng)方向反向。
按照本發(fā)明的方案能夠在使用標(biāo)準(zhǔn)式部件條件下實(shí)現(xiàn)任意的熱交換器結(jié)構(gòu)。尤其是管束可以由標(biāo)準(zhǔn)部件構(gòu)成，由這些部件可以與規(guī)定運(yùn)行無(wú)關(guān)地構(gòu)成不同尺寸的任意的多管束熱交換器裝置作為順流或?qū)α鳠峤粨Q器。對(duì)于不同尺寸的熱交換器可以準(zhǔn)備不同的殼體部件，即外殼和端部部件，殼體部件構(gòu)成用于容納一定數(shù)量的管束，或者可以規(guī)定這些殼體部件的多種部件配置。通過(guò)采用相應(yīng)的端部部件，以及這些用于并聯(lián)運(yùn)行或串聯(lián)運(yùn)行的管束，可以由相對(duì)少的基礎(chǔ)部件以標(biāo)準(zhǔn)式因而非常經(jīng)濟(jì)地按照需要構(gòu)造熱交換器裝置。
權(quán)利要求
1．多管束熱交換器，具有殼體(1,2,3)，在殼體里面多個(gè)管束(5A,5B,5C)裝在軸向相對(duì)設(shè)置的管座之間而殼體通過(guò)隔板(14)被分隔成管束個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)、分別容納管束的腔室或殼體空間(10A,10B,10C)，其特征為，a)管束(5A,5B,5C)分別由獨(dú)立的、整體單元形成的結(jié)構(gòu)組件構(gòu)成，分別由有關(guān)的熱交換管(51)和附屬的、固定在熱交換管兩個(gè)軸向端部的管座(52)所組成，b)殼體由帶有分隔或界定腔室或殼體空間(10A,10B,10C)的隔板(14)的殼體部件(1)和設(shè)置在軸向兩端的法蘭(13)所組成，以及由兩端的、以獨(dú)立部件構(gòu)成并可固定在殼體部件(1)上的端部部件(2,3)所組成，c)裝進(jìn)殼體部件(1)腔室的管束結(jié)構(gòu)組件以其管座(52)密封地與端部部件(2,3)共同起作用并以其管座在端部部件里面形成分配室或匯流室或過(guò)渡室(24,25,35,36)。
2．如權(quán)利要求1的熱交換器，其特征為，隔板(14)在靠近殼體部件(1)的軸向兩端配有用于傳導(dǎo)在相鄰殼體空間之間流過(guò)殼體空間的介質(zhì)的、可選擇封閉的通流孔(15)。
3．如權(quán)利要求1的熱交換器，其特征為，為了延長(zhǎng)殼體部件(1)在殼體部件與相鄰端部部件(2,3)之間設(shè)置由獨(dú)立部件構(gòu)成的插入件(4)，該插入件構(gòu)成隔板(14)的軸向加長(zhǎng)并可以有選擇地在相鄰殼體空間之間配置過(guò)渡孔(41)。
4．如權(quán)利要求3的熱交換器，其特征為，進(jìn)入或離開(kāi)殼體空間的入口和/或出口設(shè)置在各插入件上并且入口或出口設(shè)置在插入件側(cè)面或軸向地設(shè)置在有關(guān)的插入件上并穿過(guò)有關(guān)的端部部件。
全文摘要
多管束熱交換器帶有多個(gè)管束(5A,5B,5C)，管束分別與附屬的管座(52)形成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)組件，熱交換器的殼體由殼體部件(1)和分離的端部部件(2,3)組成，殼體部件在各內(nèi)室(10A,10B,10C)里分別容納管束結(jié)構(gòu)組件，端部部件(2,3)與管束結(jié)構(gòu)組件的管座(52)密封地共同起作用。
文檔編號(hào)F28D7/16GK1316624SQ01112128
公開(kāi)日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2001年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月29日
發(fā)明者阿爾弗雷德·蘭格爾 申請(qǐng)人:Sgl阿科泰克有限公司