热交换器制造技术

一种热交换器，包括：(a)流体导体，包括热交换管，所述热交换管包括第一端和内腔；以及(b)第一连接管，包括外表面、内腔以及围绕所述第一连接管的所述外表面设置的第一密封圈，其中，所述第一连接管被构造为在所述第一端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第一密封圈与所述第一连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第一连接管之间的相对运动并且流体流被限制在由所述第一连接管的所述内腔与所述热交换管的所述内腔形成的内腔内。

heat exchanger

【技术实现步骤摘要】
热交换器优先权要求和相关申请本部分继续申请要求于2018年2月23日提交的第15/903,544号美国非临时申请的优先权的权益，所述非临时申请又要求于2017年2月24日提交的第62/463,584号美国临时申请的优先权的权益。上述这些申请中的每者的全部内容通过引用并入于此。
本专利技术涉及一种热交换器。更具体地，本专利技术针对一种热交换器，所述热交换器具有热交换管与其位于热交换管的每端上的连接管的无焊接连接。
技术介绍
在无箱式流体加热系统中，由于供应给其终端使用者的流体不会事先加热并存储以预期将来的需求，因此重要的是具有响应式热交换器。在通过将热量从加热气体传递到在供应给其使用者之前被加热的流体流而作用的流体加热器中，流体加热器的响应性直接取决于在请求流体需求的时间与流体需求实际传送到使用者的时间之间的使用者经历的延迟量。当需求下降之后出现新的需求时，热量再次经由其中容纳有流体流的热交换管从热源传递到流体流。由于通过这样的方式获得的热量必须经由热交换管通过传导而传递到流体流，因此必须选择具有高导热率的热交换管。已经设计出各种策略来提高流体加热系统的响应性。在增加了热交换管的数量以扩大热传递的表面面积的情况下，这样的增加需要添加更多的管以每单位时间供应相同的量。通常，这些热交换管通过传统的焊接技术(例如，电弧焊等)焊接到它们的连接管，使得即使当热交换管和它们对应的连接管由不锈钢制成时，它们也容易受到应力腐蚀开裂的影响。刚性地保持在适当位置的热交换管缺乏自由热膨胀和收缩的能力，从而导致应力随着时间的推移而反复积累和释放。最终，每个焊接接头或其他类型的刚性接头存在泄漏的风险，这又增加了所需的维护频率和成本。需要一种持久耐用的流体加热系统，其不需要频繁维护，或者说，其不需要在流体加热系统的整个使用寿命期间对热交换管进行维护或更换热交换管。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种热交换器，所述热交换器包括：(a)流体导体(fluidconductor，流体传导体)，包括热交换管，所述热交换管包括第一端和内腔；以及(b)第一连接管，包括外表面、内腔以及围绕所述第一连接管的所述外表面设置的第一密封圈，其中，所述第一连接管被构造为在所述第一端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第一密封圈与所述第一连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第一连接管之间的相对运动并且流体流被限制在由所述第一连接管的所述内腔与所述热交换管的所述内腔形成的内腔内。在一个实施方式中，所述流体导体还包括第二端，并且所述热交换器还包括第二连接管，所述第二连接管包括外表面和围绕所述第二连接管的所述外表面设置的第二密封圈，其中，所述第二连接管被构造为在所述第二端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第二密封圈与所述第二连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第二连接管之间的相对运动并且所述流体流被限制在所述第二连接管和所述热交换管内。根据本专利技术，提供一种热交换器，所述热交换器包括：(a)流体导体，包括热交换管，所述热交换管包括内腔、第一端、外表面以及在所述第一端处围绕所述外表面设置的第一密封圈；以及(b)第一连接管，包括内腔，其中，所述热交换管的所述第一端被构造为插入到所述第一连接管的所述内腔中，以使得：所述第一密封圈与所述第一连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第一连接管之间的相对运动并且流体流被限制在由所述第一连接管的所述内腔和所述热交换管的所述内腔形成的内腔内。在一个实施方式中，所述热交换管还包括第二端和第二密封圈，所述第二密封圈在所述第二端处围绕所述外表面设置，并且所述热交换器还包括第二连接管，所述第二连接管包括内腔，其中，所述热交换管的所述第二端被构造为插入到所述第二连接管的所述内腔中，以使得：所述第二密封圈与所述第二连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第二连接管之间的相对运动并且所述流体流被限制在所述第二连接管和所述热交换管内。在一个实施方式中，所述第一连接管还包括中心轴线和在所述第一连接管的所述外表面上绕所述中心轴线设置的凹槽，所述凹槽被构造为接收所述第一密封圈并将所述第一密封圈保持在适当位置，以防止所述第一密封圈相对于所述第一连接管的相对运动。在一个实施方式中，所述热交换管还包括外表面，并且所述热交换管还包括多个翅片，所述多个翅片中的每个翅片从所述热交换管的所述外表面延伸。在一个实施方式中，所述多个翅片中的每个翅片具有厚度和高度，并且所述多个翅片中的至少一个翅片的厚度为约0.5mm，并且所述多个翅片中的所述至少一个翅片的高度不超过约10mm。在一个实施方式中，所述热交换管还具有不超过约1.2mm的壁厚。在一个实施方式中，所述热交换管还包括外表面和多个翅片，通过利用激光焊接将所述多个翅片附接到所述热交换管的所述外表面，而使所述多个翅片从所述热交换管延伸。在一个实施方式中，所述热交换管和所述多个翅片利用相同的材料构成。在一个实施方式中，所述相同的材料是不锈钢。根据本专利技术，提供一种用于加热流体流的热交换器，所述热交换器包括：(a)盘管(coil)，包括顶部部分(topsection，顶部区段)、底部部分(bottomsection，底部区段)、顶端、底端和内腔，所述盘管被构造为在所述盘管的所述顶端和所述底端中的一者处接收所述流体流并且向所述顶端和所述底端中的另一者引导所述流体流，其中，在所述顶部部分处的所述内腔被构造为接收加热气体(heatedgas)，所述加热气体被推动在从所述盘管的所述顶部部分至所述盘管的所述底部部分的方向上流动；(b)护罩(shroud)，包括侧壁，所述侧壁包括上部部分和下部部分，至少一个开口设置在所述侧壁的所述上部部分上，其中，所述盘管的所述顶部部分设置在所述护罩的所述上部部分内，并且所述至少一个开口被构造为与所述盘管的盘管环路(coilloop)对准，并允许所述加热气体中的一部分围绕所述盘管环路流动并通过所述至少一个开口进入所述护罩的外侧的空间，其中，所述流体流被构造为接收来自围绕所述盘管环路流动的所述加热气体的热量；以及(c)至少一个孔口，设置在所述侧壁的所述下部部分处，所述至少一个孔口被构造为允许所述加热气体的所述一部分从所述护罩的外侧的所述空间在所述侧壁的所述下部部分处重新进入所述护罩，以继续加热所述盘管的所述底部部分。在一个实施方式中，所述至少一个开口的尺寸从所述侧壁的所述上部部分至所述侧壁的所述下部部分变化。在一个实施方式中，所述至少一个开口的尺寸从所述侧壁的所述上部部分至所述侧壁的所述下部部分减小。在一个实施方式中，所述至少一个开口为缝或孔或它们的任意组合。所述护罩的所述上部部分与所述护罩的所述下部部分基本上隔离。在一个实施方式中，所述加热气体由燃烧器提供。在一个实施方式中，所述护罩还包括内腔和设置在所述护罩的所述下部部分的底部边缘处的至少一个排放孔(drainhole)，并且所述至少一个排放孔被构造为允许冷凝物从所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，包括：/n(a)流体导体，包括热交换管，所述热交换管包括第一端和内腔；以及/n(b)第一连接管，包括外表面、内腔以及围绕所述第一连接管的所述外表面设置的第一密封圈，其中，所述第一连接管被构造为在所述第一端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第一密封圈与所述第一连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第一连接管之间的相对运动并且流体流被限制在由所述第一连接管的所述内腔与所述热交换管的所述内腔形成的内腔内。/n

【技术特征摘要】
20181207 US 16/213,9301.一种热交换器，包括：
(a)流体导体，包括热交换管，所述热交换管包括第一端和内腔；以及
(b)第一连接管，包括外表面、内腔以及围绕所述第一连接管的所述外表面设置的第一密封圈，其中，所述第一连接管被构造为在所述第一端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第一密封圈与所述第一连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第一连接管之间的相对运动并且流体流被限制在由所述第一连接管的所述内腔与所述热交换管的所述内腔形成的内腔内。


2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述流体导体还包括第二端，并且所述热交换器还包括第二连接管，所述第二连接管包括外表面和围绕所述第二连接管的所述外表面设置的第二密封圈，其中，所述第二连接管被构造为在所述第二端处插入到所述热交换管的所述内腔中，以使得：所述第二密封圈与所述第二连接管和所述热交换管密封接合，同时允许所述热交换管与所述第二连接管之间的相对运动并且所述流体流被限制在所述第二连接管和所述热交换管内。


3.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一连接管还包括中心轴线和在所述第一连接管的所述外表面上围绕所述中心轴线设置的凹槽，所述凹槽被构造为接收所述第一密封圈并将所述第一密封圈保持在适当位置，以防止所述第一密封圈相对于所述第一连接管的相对运动。


4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换管还包括外表面，并且所述热交换管还包括多个翅片，每个翅片从所述热交换管的所述外表面延伸。


5.根据权利要求4所述的热交换器，其中，所述多个翅片中的每个翅片具有厚度和高度，并且所述多个翅片中的至少一个翅片的厚度为约0.5mm，所述多个翅片中的所述至少一个翅片的高度不超过约10mm。


6.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换管还具有不超过约1.2mm的壁厚。


7.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换管还包括外表面和多个翅片，通过利用激光焊接将所述多个翅片附接到所述热交换管的所述外表面，从而使所述多个翅片从所述热交换管延伸。


8.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换管和所述多个翅片由相同的材料构成。


9.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述相同的材料是不锈钢。


10.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换管是螺旋形盘管。


11.一种热交换器，包括：
(a)流体导体，包括热交换管，所述热交换管包括内腔、第一端、外表面以及在所述第一端处围绕所述外表面设置的第一密封圈；以及
(b)第一连接管，包括内腔，
其中，所述热交换管的所述第一端被构造为插入到所述第一连接管的所述内腔中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里达尔·德瓦斯加马尼，斯瓦普瑞萨德·阿卡萨姆，
申请(专利权)人：智能热有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US