[发明专利]环形热交换器

说明书

一种环形热交换器，该环形热交换器包括彼此布置在内部用于介质流动的至少两个周向封闭的管型材(1、2)并且具有布置在内部的热传导结构(3)。热传导结构(3)包括位于彼此之上的螺旋紧密卷绕的成对带(4、5)，第一带(4)是平滑的，另一带(5)横向于卷绕方向起皱，以产生流动通道(6)。

技术领域

本发明涉及一种环形热交换器，该环形热交换器包括彼此布置在内部用于介质流动的至少两个周向封闭的管型材并且具有布置在内部的热传导结构。

背景技术

由布置在彼此内部用于介质流动的至少两个管子组成的热交换器有时被称为“套管式”交换器。“套管式”交换器中的管子具有两个主要功能——它分离介质并同时用作换热表面。从介质到热交换器材料的热对流对于换热是决定性的，而热传导在最小程度上仅由管壁呈现。

增加换热表面增加了热交换器的输出。在“套管式”交换器中，需要增加管子长度以增加换热表面。随着管子同时分离介质，整个换热表面必须具有承受介质的压力和它们的压力差的壁厚。这使得这种交换器的重量和尺寸非常大。

通过形成翅片可以增加换热表面。翅片是管子的一部分并且具有mm量级的厚度。在这种情况下，热对流和热传导都部分存在，但热对流仍然是决定性的。

形成翅片(增加换热表面)单侧使用——内部或外部。

为了以最小的交换器重量实现最大输出，需要努力减小分隔介质的壁的厚度，这受到技术限度的限制，特别是如果涉及具有高压或不同压力的介质。另外，在板式交换器的情况下这些薄壁需要以例如通过钎焊或焊接的方式连结。这也有一定的技术限度。

从专利US6533030中已知一种用于交换器的管子，其填充有具有翅片形状的换热表面。

此外，已知填充有蜂窝状结构的热交换器。可以提及日本专利JPH02150691和JPS62288495作为示例。

此外，例如由KASST公司制造的旋转再生式热交换器是已知的，其使用冷凝器原理，这意味着它们是循环填充的并且在换热表面的填充部分转向具有较低温度的地方之后它们被再次排出。从技术角度来看，这与“套管式”交换器的功能原理完全不同。

本发明的目的是改进已知的“套管式”交换器，以实现相当大的重量减轻和交换器输出的增加。

发明内容

所述目的通过环形热交换器实现，该环形热交换器根据本发明包括彼此布置在内部用于介质流动的至少两个周向封闭的管型材并且具有布置在内部的热传导结构，其原理是热传导结构包括：位于彼此之上的螺旋紧密卷绕的成对带，第一带是平滑的，另一带横向于卷绕方向起皱，以产生流动通道。

本发明的优点是各个热传导结构通过相应的管型材彼此分开，这些管型材在标准交换器中用作换热表面，但是在本发明的交换器中它们主要用作介质分离器。管型材不是主要形成换热表面，而是形成分离介质的交换器的一部分，因此管型材的尺寸可以根据相应的压力差而定，并且根据本发明的交换器可以用于几乎任何介质压力差。由于热传导结构可以具有几十微米的厚度，而与介质压力无关，同时已知交换器的壁的厚度和翅片管中可能的翅片为毫米量级，即2个数量级的厚度，在相同的输出下根据本发明的交换器的重量相当低。

管型材原则上可具有任何横截面，特别是圆形、椭圆形或矩形。

热传导结构较佳地完全填充管型材。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的环形热交换器的第一示例的横截面。

图2示出了内部型材区域中的热传导结构的设计细节。图3、4、5和6示出了根据本发明的环形热交换器的其它实施例。

具体实施方式