[发明专利]螺旋式热交换器

说明书

发明领域

本发明大体涉及允许处于不同温度的两种流体之间出于各种目的而进行热传递的螺旋式热交换器。具体地说，本发明涉及具有由改进的形成方法制成的螺旋体的螺旋式热交换器。

发明背景

传统上，螺旋式热交换器通过卷绕操作制造而成。两个片材于相应的端部处焊接在一起，其中，焊接接头将包含在片材的中心部分中。通过使用可缩进的心轴等来将这两个片材卷绕在彼此周围而形成片材的螺旋元件，以便限定两个分开的通路或流动通道。具有与流动通道的宽度相对应的高度的间隔部件附连到片材上。

在心轴缩进之后，在螺旋元件的中心中形成了两个入口通道/出口通道。这两个通道通过片材的中心部分来彼此分开。由螺旋元件的外圈形成外壳。螺旋元件的侧端经过处理，其中，螺旋流动通道可以各种方式在两个侧端处进行横向封闭。典型地，盖子附连到各个端部上。盖子中的一个可包括延伸到中心中并与这两个流动通道中的相应的一个连通的两个连接管道。在螺旋流动通道的径向外端处，相应的集管焊接到外壳或者螺旋元件上，以形成通向相应的流动通道的出口部件/入口部件。

备选地，可使用管状中心，而不是通过卷绕过程形成螺旋体的中心。用于形成通道的片材焊接到管状中心上。在片材焊接到管状中心上之后，片材由卷绕机卷绕而形成流体通道。

与较早的螺旋式热交换器的被卷绕的中心有关的一个问题是，该中心可能由于形成中心的片材与形成通道的片材相同而易于疲劳。与管状中心解决方案有关的一个问题是，由于数量低，所以管状中心是昂贵的且难以购买，尤其是对于由SAE级316L和304的不锈钢合金以外的其它材料制成的管状中心而言。

发明的公开

本发明的目的是克服上面提到的与现有技术的螺旋式热交换器有关的问题。更具体地说，它是以为具有高抗疲劳性且制造起来将较廉价的螺旋体的中心提供简化的解决方案的螺旋式热交换器为目标。

这个目的通过一种螺旋式热交换器来实现，其包括由至少两个螺旋片材形成的螺旋体，该至少两个片材经过卷绕而形成螺旋体，从而至少形成用于第一介质的第一螺旋形流动通道和用于第二介质的第二螺旋形流动通道，其中，螺旋体被基本圆柱形的外壳封闭，外壳设有与第一流动通道和第二流动通道连通的连接元件，并且其中，提供了间隔部件来分开第一流动通道和第二流动通道，其中，该至少两个螺旋片材还形成螺旋体的中心，其中，各个螺旋片材包括形成螺旋体的中心的第一片材部分和形成流动通道的第二片材部分，并且其中，第一片材部分由比第二片材部分更厚的材料制成。

根据本发明的第一方面，第一片材部分和第二片材部分被焊接在一起，并且在两个片材部分之间提供的过渡部分从第一片材部分至第二片材部分逐渐变薄。

根据本发明的另一方面，螺旋体的中心被密封，并且第一流动通道和第二流动通道的出口/入口定位成紧邻螺旋中心。

根据本发明的又一方面，螺旋体的螺旋中心的各个端部被盖子密封。

根据本发明的进一方面，螺旋体的螺旋中心和螺旋体的第一螺圈相对于螺旋体的剩余部分和流动通道而缩进，以紧邻螺旋体的螺旋中心而分别产生入口或出口。

根据本发明的进一方面，在第二片材部分上提供间隔部件。

根据本发明的还一方面，第一片材部分优选由具有介于6mm和8mm之间的厚度的材料制成，并且其中，第二片材部分优选由具有介于2mm和2.5mm之间的厚度的材料制成。

本发明的另一个目的是在螺旋式热交换器中形成具有高抗疲劳性且制造起来将较廉价的螺旋体的中心。

这个目的利用一种制造螺旋式热交换器的螺旋体的方法来实现，其包括以下步骤：

-将两个片材从相反的两侧插入到可缩进的心轴中，其中，这两个片材包括形成螺旋体的中心的第一片材部分和形成螺旋体的流动通道的第二片材部分，并且其中，第一片材部分由比第二片材部分更厚的材料制成；

-在卷绕机中将这两个片材卷绕起来，以形成螺旋体；

-在某个位置将各个片材焊接到另一片材上，以形成螺旋中心；以及

-将盖子焊接到螺旋中心的各个端部上，以密封住螺旋中心。

根据本发明的进一方面，盖子被焊接在螺旋中心的各个端部上，以密封住螺旋中心，与形成流动通道的第二片材部分相比，由第一片材部分形成的螺旋中心被缩进，从而紧邻螺旋体的螺旋中心而分别产生入口或出口。

根据从属权利要求和描述，本发明的另外的方面是显而易见的。

附图简述