热交换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种热交换器，包括：热交换器芯，该热交换器芯包括顶盖，底盖，布置在顶盖与底盖之间的第一壳体，布置在顶盖与底盖之间并且与第一壳体的内表面相对的第二壳体，位于第一壳体、第二壳体或其组合上的入口，以及位于第一壳体、第二壳体或其组合上的出口，其中，第一壳体和第二壳体中的至少一者包括脊部，并且其中，第一壳体和第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道；以及压力容器；其中，底盖、第一壳体以及第二壳体全部容纳在压力容器内。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月11日提交的序列号为62/124,235的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容通过参引结合在本文中。
本申请涉及用于流体加热系统的带脊部的无管式热交换器、制造该带脊部的无管式热交换器的方法、以及包括此带脊部的无管式热交换器的流体加热系统。
技术介绍
在流体加热系统中使用热交换器以将热从热传递流体——比如由诸如汽油或天然气的燃料燃烧所产生的燃烧气体——传递至产品流体。产品流体然后可以用于各种商业、工业或家庭的应用，比如诸如液体循环加热式锅炉、蒸汽锅炉以及热流体锅炉。由于需要提高能量效率、紧凑性并且降低成本，仍然需要改进的热交换器、包括改进的热交换器的流体加热系统以及改进的制造该改进的热交换器的方法。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有提高的性能特征的热交换器。公开了一种热交换器，该热交换器包括：热交换器芯，该热交换器芯包括顶盖，底盖，布置在顶盖与底盖之间的第一壳体，布置在顶盖与底盖之间并且与第一壳体的内表面相对的第二壳体，位于第一壳体、第二壳体或第一壳体与第二壳体组合上的入口，以及位于第一壳体、第二壳体或第一壳体与第二壳体的组合上的出口，其中，第一壳体和第二壳体中的至少一者包括脊部，并且其中，第一壳体和第二壳体限定了在入 口与出口之间的流动通道；以及压力容器；位于入口上的入口构件，该入口构件将入口连接至压力容器的外部；以及位于出口上的出口构件，该出口构件将出口连接至压力容器的外侧，其中，底盖、第一壳体以及第二壳体全部容纳在压力容器内。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体；使第一壳体变形以在第一壳体的内表面上形成脊部；提供包括槽口的第二壳体；通过将第一壳体布置在第二壳体上使脊部与槽口对准；将脊部刚性地附接至第二壳体；在第一壳体和第二壳体的第一端部上布置顶盖；在第一壳体和第二壳体的第二端部上布置底盖；在第一壳体、第二壳体或第一壳体与第二壳体的组合上设置入口；以及在第一壳体、第二壳体或第一壳体与第二壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯，其中，脊部、第一壳体以及第二壳体限定位于入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体；使第一壳体变形以在第一壳体的内表面上形成脊部；提供第二壳体构件；将第二壳体构件布置在第一壳体上；刚性地附接第二壳体构件的纵向边缘以形成第二壳体；在第一壳体和第二壳体中的每一者的上部端部上布置顶盖；在第一壳体和第二壳体中的每一者的下部端部上布置底盖；在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置入口；以及在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯；其中，第一壳体和第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体；使第一壳体变形以在第一壳体的内表面上形成脊部；提供第二壳体构件；将第二壳体构件布置在第一壳体上；刚性地附接第二壳体构件的纵向边缘以形成第二壳体；在第一壳体和第二壳体中的每一者的上部端部上布置顶盖；在第一壳体和第二壳体中的每一者的下部端部上布置底盖；在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置入口；以及在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯；其中，第一壳体和第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体和第二壳体；使第一壳体和第二壳体中的至少一者变形以在第二壳体和 第一壳体中的至少一者上形成脊部；加热或冷却第一壳体或第二壳体以使第一壳体和第二壳体中的至少一者膨胀或收缩；将第一壳体布置在第二壳体上；使第一壳体与第二壳体热平衡以使第一壳体与第二壳体接触；在第二壳体和第一壳体中的每一者的上部端部上布置顶盖；在第二壳体和第一壳体中的每一者的下部端部上布置底盖；在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置入口；以及在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯；其中，脊部、第一壳体以及第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体；使第一壳体变形以在第一壳体的内表面上形成脊部；提供第二壳体，其中，第二壳体的内表面包括构造成用于接纳所述脊部的槽；使第一壳体相对于第二壳体旋转以使第一壳体旋拧在第二壳体中从而将第一壳体布置在第二壳体上；在第一壳体和第二壳体中的每一者中的上部端部上布置顶盖；在第一壳体和第二壳体中的每一者中的下部端部上布置底盖；在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置入口；以及在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯，其中，第一壳体和第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器芯的方法，该方法包括：提供第一壳体和第二壳体；使第一壳体和第二壳体中的至少一者变形以在第一壳体的内表面和第二壳体的内表面中的至少一者上形成脊部；将第一壳体布置在第二壳体上；使第一壳体的内表面和第二壳体的内表面中的至少一者与脊部接触；在第一壳体和第二壳体中的每一者的上端部上布置顶盖；在第一壳体和第二壳体中的每一者的下端部上布置底盖；在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置入口；以及在第二壳体、第一壳体或第二壳体与第一壳体的组合上设置出口从而制成热交换器芯，其中，脊部、第一壳体以及第二壳体限定了在入口与出口之间的流动通道。还公开了一种制造热交换器的方法，该方法包括：提供热交换器芯；以及将热交换器芯布置在压力容器内从而制成热交换器。公开了在第一流体与第二流体之间传递热的方法，该方法包括：提供如前面所述的热交换器；将第一流体引入内部壳体的入口；以及将第二流体引入压力容 器入口以在第一流体与第二流体之间进行热交换。在所公开的热交换器中，热交换流体与压力容器壳的外表面之间不存在直接接触，从而避免了对耐高温衬层的需要并且避免了与热的压力容器外壳相关的安全性、维护以及可靠性问题。此外，所公开的热交换器不需要使用薄壁管，从而避免了对材料损害和薄壁管腐蚀的敏感性和内在的脆弱性。所公开的热交换器可以设置成使用具有0.5cm至5cm的平均壁厚的合金管例如作为热传递流体与产品流体之间的主要构件，并且因此可以避免与薄壁管相关联的脆弱性问题。在一种实施方式中，所公开的热交换器还可以避免在用于热传递流体与产品流体的流动通道中的紧急转向，从而避免了易于结垢、堵塞以及腐蚀阻塞的构型。此外，与具有相同生产能力的管壳式热交换器替代方案相比，所公开的热交换器提供了提高的密实度(即，能量密度，具有千瓦每立方米的单位，kW/m3)并且提供了提高的性能特征。如文中进一步公开的，在所公开的热交换器的实施方式中，热交换器芯的所有外表面都与产品流体接触，从而充分地利用了热交换器芯的用以热能传递的外表面并且避免了热交换器芯中的热应力。所公开设计的效率提供了减小的材料需求和降低的制造复杂性。附图说明通过参照附图对本公开的更详细的示例性实施方式的描述，本公开的上述优点和特征以及其他优点和特征将变得更明显，在附图中：图1A为热交换器的实施方式的示意性剖视图；图1B为热交换器的另一实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，其特征在于，包括：热交换器芯，所述热交换器芯包括：顶盖，底盖，第一壳体，所述第一壳体布置在所述顶盖与所述底盖之间，第二壳体，所述第二壳体布置在所述顶盖与所述底盖之间并且与所述第一壳体的内表面相对，入口，所述入口位于所述第一壳体、所述第二壳体或所述第一壳体与所述第二壳体的组合上，以及出口，所述出口位于所述第一壳体、所述第二壳体或所述第一壳体与所述第二壳体的组合上，其中，所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者包括脊部，以及其中，所述第一壳体和所述第二壳体限定了在所述入口与所述出口之间的流动通道；压力容器；位于所述入口上的入口构件，所述入口构件将所述入口连接至所述压力容器的外部；以及位于所述出口上的出口构件，所述出口构件将所述出口连接至所述压力容器的外部，其中，所述底盖、所述第一壳体以及所述第二壳体全部容纳在所述压力容器内。

【技术特征摘要】
2014.12.11 US 62/124,2351.一种热交换器，其特征在于，包括：热交换器芯，所述热交换器芯包括：顶盖，底盖，第一壳体，所述第一壳体布置在所述顶盖与所述底盖之间，第二壳体，所述第二壳体布置在所述顶盖与所述底盖之间并且与所述第一壳体的内表面相对，入口，所述入口位于所述第一壳体、所述第二壳体或所述第一壳体与所述第二壳体的组合上，以及出口，所述出口位于所述第一壳体、所述第二壳体或所述第一壳体与所述第二壳体的组合上，其中，所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者包括脊部，以及其中，所述第一壳体和所述第二壳体限定了在所述入口与所述出口之间的流动通道；压力容器；位于所述入口上的入口构件，所述入口构件将所述入口连接至所述压力容器的外部；以及位于所述出口上的出口构件，所述出口构件将所述出口连接至所述压力容器的外部，其中，所述底盖、所述第一壳体以及所述第二壳体全部容纳在所述压力容器内。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一壳体的所述内表面与所述第二壳体的内表面相对，并且，所述脊部连接所述第一壳体与所述第二壳体。3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，其中，所述第一壳体包括位于所述第一壳体的内表面上的所述脊部，其中，所述脊部朝向所述第二壳体延伸，或其中，所述第二壳体包括位于所述第二壳体的内表面上的所述脊部，其中，所述脊部朝向所述第一壳体延伸。4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一壳体包括所述脊部，所述脊部接触所述第二壳体，并且，所述第一壳体和所述脊部为单一的整体式不可分割的部件。5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一壳体包括所述脊部并且所述脊部接触所述第二壳体，或者，所述第二壳体包括所述脊部并且所述脊部接触所述第一壳体。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的热交换器，其特征在于，所述脊部与所述第一壳体的内表面或所述第二壳体的内表面形成过盈配合。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的热交换器，其特征在于，所述脊部还包括连接构件，其中，所述连接构件将所述脊部刚性地连接至所述第二壳体和所述第一壳体中的至少一者。8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·尼古拉斯·尼特，理查德·詹姆斯·斯奈德，基思·理查德·瓦尔策，
申请(专利权)人：杭州富尔顿热能设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33