[发明专利]螺旋式热交换器

说明书

背景技术

本发明涉及一种螺旋式热交换器，其包括至少两个螺旋形板，该板绕一共同中心轴线沿各自的螺旋形路径延伸并且形成至少两个相互大致平行的螺旋形流道，其中，每一流道包括径向外部孔口和径向内部孔口，该径向外部孔口使得相应的流道与相应的出口/进口管道连通，并且径向外部孔口相对于中心轴线位于相应流道的径向外部，该径向内部孔口使得相应流道与相应的进口/出口室连通，从而使每一流道可供热交换流体沿相对于中心轴线大致相切的方向流动，其中，中心轴线延伸穿过位于径向内部孔口处的上述进口/出口室。

这类螺旋式热交换器在SE 151 318中公开。该已知的热交换器为具有一卷绕的中心部的现有设计。该热交换器通过如下获得：连接两张金属板，把金属板引入一裂开的心轴中，然后滚动两金属板，以形成两同心的螺旋形流道。然后，抽出该裂开的心轴，从而在螺旋式热交换器中央部形成两个半圆柱形的空间，一个该空间用于一流道。为了获得足够刚性，常常在半圆柱形空间中使用径向延伸的杆形式的加强件。

另一公知螺旋式热交换器具有其上连接两螺旋形板的一中心管。中心管上设有与两螺旋形板之间的与两流道连通的开口。一中心金属板引入该管中，以形成用作相对于两流道的热交换流体的进口/出口室的半圆形流道。在这一公知设计中，很难把中心板焊接到中心管的内表面上。

SE 80 107公开了一种类似的螺旋式热交换器，其包括一形成其中一个螺旋形流道的出口室的中心管，而一围绕该中心管的环形室形成另一流道的进口室。

螺旋式热交换器常常使用在热交换流体中含有纤维或其他颗粒的场合。在现有技术的热交换器中，加强杆和中心管上的孔造成纤维或颗粒的堵塞，因此热交换器常常需要拆开进行清洗。同样，中心管上的开口周围容易围绕开口发生腐蚀，尤其是在热交换流体中含有纤维或颗粒时。

GB 24 404所公开的另一种螺旋式热交换器有一中央空心体。但是，该热交换的中央没有内部的出口和进口室。此外，内部的出口和进口管道以相同的方向延伸通过其中一个端板。由于径向内部的出口和进口管道的位置偏心，因此该端板受到大的应力。而且，该文本公开的热交换器的进口和出口部的设计造成热交换流体的不稳定流动。

SE 112 656公开了螺旋式热交换器的若干不同实施例，其中一部分设计成热交换流体的其中之一沿轴向流动。一种用于切向流的相当复杂的结构具有一中心体，该中心体中具有在中心体内的进口和出口流道，流体可从该中心体的壁上的纵向孔进入中心体。

EP 214 589公开了横截面呈椭圆形的一种螺旋式热交换器。该热交换器包括热交换流体无法流入的一中心体。但是，从该文本可知，进口和出口流道相对于热交换器的中心轴线偏移。此外，EP 214 589所公开的设计不适用于高压流体。

US 4 089 370、US 5 505 255和US 2 081 678公开了另一种螺旋式热交换器，其中至少一个流道中的流体沿轴向流动。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋式热交换器，其设计成用于切向流并且可克服上述现有技术的热交换器的缺点。特别是，本发明针对这样一种热交换器，其使得含有纤维或其他颗粒的热交换流体可在其中大致无阻地流动。

该目的由本文开始所述的热交换器而实现，该热交换器的特征在于，其包括中心体，该中心体围绕中心轴线延伸并且相对于流道和进口/出口室为大致封闭的。

通过提供一封闭的中心体，热交换流体不到达中心体内部，而是将流体直接引入流道。从而可克服现有的螺旋式热交换器的颗粒或纤维堵塞问题和中心结构腐蚀问题。此外，通过这一设计，流道在进口和出口部的流动面积保持不变，并且大致等于流道主体部分中的流动面积。因此，热交换流体刚一流入该螺旋式热交换器中就可获得合适流速。现有技术的螺旋式热交换器的内部进口和出口部中的流速常常太低，加重了上述堵塞问题。重要的是，大致封闭的中心体意味着没有热交换流体经中心体流动。

根据本发明一实施例，其中一个流道的径向内部孔口处的进口/出口室沿一轴向从所述中心体沿一轴向方向延伸，另一流道的径向内部孔口处的进口/出口室沿与轴向相反的方向从所述中心体延伸。因此，可获得两个同心的进口和/或出口管道，这对于螺旋式热交换器的端件的设计是有利的。

根据本发明另一实施例，中心体具有大致为柱形的形状。特别是，中心体具有大致为圆柱形的形状。这一圆形横截面使得中心体和螺旋式热交换器具有高强度和刚性。有利的是，中心体的外表面大致连续。由于表面连续均匀，没有任何尖锐凹口、尖锐凸脊或任何其他棱边，因此可获得流体的无阻流动和高强度的中心体。此外，中心体相对于中心轴线大体上同心。