热交换器及其制造方法技术

一种热交换器，其包括内管，所述内管沿中心轴纵向延伸并具有限定产品室边界的内表面和具有多个通道的外表面，所述多个通道以周向隔开的间隔与多个翅片以交替关系围绕所述内管的外表面的圆周设置；和纵向延伸的外管，所述外管围绕所述内管同轴设置并且以径向隔开的关系围住所述内管，所述外管具有接触所述内圆筒的所述多个翅片的内表面，所述外表面在多个焊接位置焊接至所述翅片。

Heat Exchanger and Its Manufacturing Method

A heat exchanger includes an inner tube, which extends longitudinally along the central axis and has an inner surface that defines the boundary of the product room and an outer surface with multiple channels. The channels are arranged alternately around the outer surface of the inner tube with circumferential spaced intervals and multiple fins; and the longitudinally extended outer tube, which is coaxially arranged around the inner tube and has a plurality of channels. The inner tube is surrounded by a radially spaced relationship. The outer tube has an inner surface that contacts the plurality of fins of the inner cylinder, and the outer surface is welded to the fins at multiple welding positions.

【技术实现步骤摘要】
热交换器及其制造方法
本专利技术一般涉及用于冷冻和分配半冷冻产品的热交换器，更具体地涉及用于除去分配设备的产品冷冻室内的产品的热量的热交换器。
技术介绍
软冰淇淋、酸奶、蛋奶冻和其它半冷冻食品以及半冷冻饮料(有时称为浆)通常通过具有冷冻圆筒形式的热交换器的分配设备来分配。冷冻圆筒(也称为冷冻桶)限定了纵向伸长的冷冻室。通常，未冷冻的液体产品混合物在冷冻圆筒的后端被添加至冷冻室，并且通过手动操作的分配阀在冷冻圆筒的前端被选择性地分配。旋转搅拌器通常由两个或更多个螺旋叶片形成，所述两个或更多个螺旋叶片由驱动电机以期望旋转速度驱动，当产品从液态转变为半冷冻态时，旋转搅拌器从冷冻圆筒的内壁刮下半冷冻混合物并使产品通过限定在冷冻圆筒内的冷冻室向前移动。当热量从产品传递至流过围绕冷冻圆筒设置的蒸发器的制冷剂时，冷冻室内的产品从液态变为半冷冻态。蒸发器与常规制冷系统的一部分操作地关联，该制冷系统还包括压缩装置和制冷剂冷凝器，其布置在常规制冷剂循环中，处于闭合的制冷剂回路中。这种类型的分配设备可具有用于分配单一口味产品的单个冷冻圆筒，或各容纳所选口味的产品的多个冷冻圆筒，用于分配每一种选口味，以及甚至是混合口味。如前面所述，热量从冷冻圆筒中的产品被去除并且被循环通过围绕冷冻圆筒设置的蒸发器的制冷剂带走。在具有一个以上冷冻圆筒的分配设备中，围绕每个冷冻圆筒设置蒸发器。在用于分配半冷冻产品的常规设备中，蒸发器通常被构造为围绕冷冻圆筒的外壁缠绕并与之接触的管，或者被构造为冷冻圆筒的外壁与围绕冷冻圆筒同轴设置的外圆筒的内壁之间的环形室。已公布的国际专利公开案WO2010/151390公开了具有包括围绕内圆筒的外表面设置的多个通道的蒸发器的冷冻圆筒。虽然本设计很适合其预期目的，但是这种冷冻圆筒的改进在本领域将非常受欢迎。
技术实现思路
根据本专利技术的实例实施方案，热交换器包括内管，其沿着中心轴纵向延伸并具有限定产品室边界的内表面和具有多个通道的外表面，多个通道以周向隔开的间隔与多个翅片以交替关系围绕内管的外表面的圆周设置；和纵向延伸的外管，其围绕内管同轴设置并且以径向隔开的关系围住内管，外管具有接触内圆筒的多个翅片的内表面，外表面在多个焊接位置焊接至翅片。根据本专利技术的另一个实例实施方案，制造热交换器的方法包括获得内管，所述内管沿着中心轴纵向延伸并具有限定产品室边界的内表面和具有多个通道的外表面，多个通道以周向隔开的间隔与多个翅片以交替关系围绕内管的外表面的圆周设置；将外管置于内管上方，所述外管围绕内管同轴设置并且以径向隔开的关系围住内管，外管具有接触内圆筒的多个翅片的内表面；以及在多个焊接位置将外管焊接至内管。本专利技术的其它方面、特征和技术将从以下结合附图的描述变得更显而易见。附图说明现在参考附图，其中在多个图中相同元件的标号相同：图1是图示了体现本专利技术的用于冷冻并分配半冻结产品的设备的示例性实施方案的示意图；图2是根据本专利技术的冷冻桶的示例性实施方案的透视图；图3是图2的冷冻桶的内圆筒的示例性实施方案的透视图；图4是图3的内圆筒的截面侧视图；图5是图3的内圆筒沿线5-5获取的横截面正视图，其中外圆筒围绕内圆筒周向地组装；图6是限定在图5的线6-6内的冷冻桶的一段的放大视图。图7是根据本专利技术一方面的冷冻桶的另一个实施方案的一段的放大视图；图8描绘了示例性实施方案中的焊接的热交换器；以及图9描绘了另一示例性实施方案中的焊接的热交换器。具体实施方式首先参见图1，示意性地描绘了体现本专利技术的用于冷冻并分配半冷冻食品的设备10的示例性实施方案，所述食品包括例如，但不限于软冰淇淋、冰牛奶、酸奶、蛋奶冻、奶昔、碳酸和/或非碳酸冰凌饮料。在所描绘的实施方案中，设备10包括用于分配不同口味或类型的食品的两个冷冻室C1和C2。冷冻室C1和C2被分别限定在轴向伸长的圆筒形桶20-1和20-2中。虽然示出为双桶分配器，但应当理解，设备10可仅具有用于分配单一产品的单个桶机器，或者可具有用于分配多种口味或类型的产品或者混合口味的三个或更多桶。桶20-1、20-2的每一个包括内圆筒30、围住内圆筒30的外圆筒40以及在内圆筒30与外圆筒40之间形成的蒸发器50。致冷剂从制冷系统60提供至各个桶20-1、20-2的蒸发器50以对位于各个冷冻室C1和C2内的产品进行制冷。搅拌器22同轴设置并安装以在每个室C1和C2内旋转。每个搅拌器22由驱动电机23驱动以绕其各自的桶20-1、20-2的轴旋转。在图1描绘的实施方案中，单个驱动电机在通电时同时驱动每个搅拌器22绕其各自的桶的轴旋转。然而应理解，每个搅拌器22可由专用于驱动所述各自搅拌器的电机来驱动。各自的产品供给24与每个桶20-1、20-2操作地关联以将待冷冻的产品提供至与所述产品供给关联的各自的室C1和C2。设备10还配备有分配阀系统，其可选择性地操作以便以本领域中公知的方式从桶分配半冷冻产品。制冷系统60包括单个制冷剂蒸气压缩机62，其由与压缩机62操作地关联的压缩机电机65驱动，和冷凝器64，其在根据制冷循环的制冷剂回路中与蒸发器50连接。应理解，可使用多个压缩机，每个蒸发器指定有单独的压缩机。压缩机62通过连接至制冷剂入口的高压出口管路61以制冷剂流动连通的方式连接至冷凝器64，并且冷凝器64的制冷出口通过高压制冷剂供给管路63连接至制冷剂流量控制阀66，致冷剂流量控制阀66的其中之一与桶20-1的蒸发器50的其中之一操作地关联，并且制冷剂流动控制阀66的另一个与桶20-2的蒸发器50的另一个操作地关联。阀66的每一个通过各自致冷剂管路67连接至与其关联的各自蒸发器50的制冷剂入口。每个蒸发器50各自制冷剂出口通过低压制冷剂回流管路69和蓄积器68连接至压缩机62的吸入侧。致冷剂流量控制阀66可例如包括开/关螺线管阀，其是能够在打开位置(其使制冷剂流传递到相关联的蒸发器50)和关闭位置(其阻止制冷剂流传递到相关联的蒸发器)之间快速地循环的类型。阀66可使用包括，但不限于脉宽调制螺线管阀、电子电机操作阀、自动膨胀阀、热膨胀阀、喷射器等的各种装置来实施。阀74和76将压缩机出口直接连接至蒸发器50以使得能够在桶20-1和20-2内对产品进行热气加热。四通阀78允许系统以反向气体模式运行，其中蒸发器50用作冷凝器，加热产品在桶20-1和20-2内。不同产品具有不同热传递速率和不同凝固点。因此，制冷系统60的操作将取决于提供至冷冻室C1和C2的产品而变化。制冷系统60的操作可由控制系统70控制，其控制压缩机驱动电机65、搅拌器电机23和流量控制阀66的操作。控制系统70包括可编程控制器72(其包括具有关联存储器的中央处理单元)、输入和输出电路、以及用于感测所述室C1和C2内的产品温度的温度传感器。为了更全面地讨论示例性控制系统70的设计和操作，对美国专利第5,205,129号进行了参考，其公开内容以全文引用的方式并入本文。在所描绘的实施方案中，每个桶20配备有可选择性操作的分配阀11，其设置在桶20的前端，用于接收来自冷冻室的产品。然而，如在一些常规双桶分配器中，分配阀系统可包括第三分配阀，其可选择性操作以分配混合室C1和C2内的两种口味或类型的产品的混合物。分配阀系统还可包括单个可选择性操作的阀，其可选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，其包括：内管，其沿中心轴纵向延伸并具有限定产品室边界的内表面和具有多个通道的外表面，所述多个通道以周向隔开的间隔与多个翅片以交替关系围绕所述内管的外表面的圆周设置；和纵向延伸的外管，其围绕所述内管同轴设置并且以径向隔开的关系围住所述内管，所述外管具有接触所述内圆筒的所述多个翅片的内表面，外表面在多个焊接位置焊接至所述翅片；其中，所述焊接位置围绕所述外管的外表面周向隔开并与所述中心轴正交，焊接穿透所述外管以将所述外管熔接至所述翅片的远端。

【技术特征摘要】
2011.11.08 US 61/5569871.一种热交换器，其包括：内管，其沿中心轴纵向延伸并具有限定产品室边界的内表面和具有多个通道的外表面，所述多个通道以周向隔开的间隔与多个翅片以交替关系围绕所述内管的外表面的圆周设置；和纵向延伸的外管，其围绕所述内管同轴设置并且以径向隔开的关系围住所述内管，所述外管具有接触所述内圆筒的所述多个翅片的内表面，外表面在多个焊接位置焊接至所述翅片；其中，所述焊接位置围绕所述外管的外表面周向隔开并与所述中心轴正交，焊接穿透所述外管以将所述外管熔接至所述翅片的远端。2.根据权利要求1所述的热交换器，其还包括：入口集管，其由第一凹槽限定，所述第一凹槽在所述内管的第一端处的所述内管的外表面上形成并且围绕所述内管的外表面周向延伸；和出口集管，其由第二凹槽限定，所述第二凹槽在所述内管的第二端处的所述内管的外表面上形成并且围绕所述内管的外表面周向延伸；其中所述多个通道的每个通道限定在所述入口集管与所述出口集管之间延伸的热交换流体流动通路。3.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述内管和所述外管为圆筒形。4.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述多个通道的每个通道以与所述内管的所述轴平行的关系纵向延伸。5.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述多个通道围绕所述内管的圆周周向等间隔设置。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：RK牛顿，SM沃德尔，
申请(专利权)人：泰而勒商用食品服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US