过滤式热交换器制造技术

一种过滤式热交换器，包括若干带有在相邻中空管线之间形成预定宽度的缝隙的平行布置的中空管线。每根中空管线都具有一个供加热／冷却流体用的进口和出口，由此加热／冷却流体流过中空管线，而被过滤流体通过缝隙从平行的中空管线的一侧流到另一侧。该过滤式热交换器可以实现在一个单一的步骤中同时完成过滤和热交换。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于包括处理、电力和管线等工业用途的过滤式热交换器。例如，在需要对流体加热或冷却处理，同时又需要过滤的工业处理过程中，通常对流体进行两个分离处理步骤(1)加热或冷却(2)过滤，由此就需要用两个分离的系统或装置来完成这两个步骤。在有些场合，这种两个分离的系统或装置的要求会因安装空间的限而产生麻烦，特别是在装置可用空间有限的情况下。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种能够克服上述不便的装置，它通过在一个步骤中完成加热或冷却和过滤来替代传统的两个步骤的处理过程。为了实现本专利技术的上述目的，现提供一种过滤式热交换器，它包括若干平行布置的中空管线，相邻的中空管线之间具有预定宽度的缝隙，所述的中空管线每个都具有供加热/冷却流体用的一个进口和一个出口，由此所述加热/冷却流体就可以流过所述的中空管线，流体通过所述的缝隙从平行布置的中空管线的一侧流到另一侧而被过滤。根据本专利技术，过滤式热交换器可以在一个步骤中完成加热或冷却和过滤，来替代传统的两个分离的步骤。因此，所需的空间大幅度地节省，完成所需步骤的装置被简化，处理的成本也就降低了。上述中空管线可以布置成管状形式或布置成平板的形式。本专利技术的一个方面，是中空管线采用成型管线制造。在成型的管线中，楔形管线是较好的选择。通过采用成型管线来代替圆管(1)比之采用圆管的情况，每根管线与被过滤流体接触的表面积更大，(2)比之采用圆管的情况，能更有效地防止缝隙的阻塞，(3)比之采用圆管的情况，管线的支撑杆的焊接更加便利。本专利技术的另一个方面，是提供一种过滤式热交换器，它包括一个盘绕的中空管线，轴向相邻的中空管线部分之间带有预定宽度的螺旋状缝隙，所述盘绕的中空管线具有一个供加热/冷却流体用的进口和出口，由此所述的加热/冷却流体可以流过所述盘绕中空管线，流体通过从所述盘绕中空管线的外侧流到内侧而被过滤，反之亦然。本专利技术的再一个方面，过滤式热交换器还可以包括与中空管线大致横向布置的中鼓撑杆，所述中空支撑杆具有供加热/冷却流体用的一个进口和一个出口，由此加热/冷却流体也可以流过中空支撑杆。本专利技术的又一个方面，是提供一种过滤式热交换器，它包括一个带有导入被过滤流体的进口的容器，一个设置在所述容器中的盘绕中空管线，上述中空管线轴向相邻的中空管线部分之间具有预定宽度的螺旋状缝隙，该容器具有供加热/冷却流体用的一个进口和一个出口，并具有一个排出处理后流体的出口，一个与所述的盘绕中空管线的加热/冷却流体进口连接来向所述盘绕中空管线供应加热/冷却流体的加热/冷却流体源，和一个与所述盘绕中空管线的加热/冷却流体出口连接来从所述盘绕中空管线收集加热/冷却流体的加热/冷却流体收集管。本专利技术的另一个方面，是该过滤式热交换器还包括一个温度控制装置来控制加热/冷却流体的温度，从而控制盘绕中空管线的缝隙的宽度。通过控制流经中空管线的加热/冷却流体的温度，引起中空管线膨胀或收缩，中空管线的外径因此而变化，从而带来缝隙宽度的变化。通过这样做，过滤式热交换器的去除较大的或较小的颗粒的过滤能力是可变化的，而同时又能作为一个热交换器。通过下文结合附图进行的详细描述，本专利技术的这些和其他特性将更加鲜明地显现出来。在附图中附图说明图1是作为本专利技术的过滤式热交换器的一个构件的中空管线的局部透视图；图2A到2F是表示中空管线的不同的横断面的视图；图3是本专利技术的一个实施例的过滤式热交换器的透视图；图4是流体中的悬浮的固体颗粒等沉积物被处理到中空管线的表面时的示意图；图5是本专利技术的过滤式热交换器的另一个实施例的局部透视图；图6是本专利技术的过滤式热交换器的又一个实施例的透视图7是一个环状中空管线的局部视图；图8是具有用来形成缝隙的突起的中空管线的局部视图；图9是本专利技术的过滤式热交换器的另一个实施例的透视图；图10是本专利技术的过滤式热交换器的另一个实施例的断面图；图11是表示用传统方法生产重油的断面图；图12是本专利技术的过滤式热交换器的另一个实施例的断面图。图1表示了一个作为本专利技术构件的中空管线的一个例子的中空楔形管线。加热或冷却流体流过贯穿中空管线1整个长度形成的中空空间1a，同时一种流体流过相邻的中空管线1之间形成的缝隙而被过滤。中空管线可以用任何金属或合金或陶瓷或聚合材料或这些材料的混合材料制成。流过中空管线1的流体是一种传热流体或是一种传冷流体。加热或冷却流体和被过滤的流体可以是液体或气体，还可以是一种工作流体、水、有机材料、无机材料或任何所有这些范畴内的流体的混合物。流经中空管线1的内侧和外侧的流体包括下列组合中空管线内侧 中空管线外侧液体 液体气体 气体液体 气体气体 液体液体—微粒 液体—微粒液体—微粒 气体—微粒气体—微粒 气体—微粒气体—微粒 液体—微粒液体—微粒 气体液体—微粒 液体气体—微粒 气体气体—微粒 液体气体 液体—微粒液体 液体—微粒气体 气体—微粒液体 气体—微粒流经中空管线内侧或外侧的流体可以是单一的或多种成份混合的流体，可以是单相的、双相的或多相流。组成流体的材料可以通过自然流、泵、鼓风机、压缩机或气动设备来驱动。在本说明书中，“微粒”是指下面所列中的一种或多种固体微粒，柔性或凝胶状微粒，油(或有机)微粒(在水中)，水微粒(在油或有机流体中)，胶体，乳状液微粒，或任何其他固体或液体微粒。微粒包括从亚微粒级到直径或横截面大到12英寸的颗粒的所有大小的微粒。为本专利技术的目的，亚微粒级的微粒可以是自然中的离子或原子。微粒可以是凝胶状的或油或油状的，硬质的或软质的，可以是适合通过或流过装置的任何开口的任何尺寸。本专利技术覆盖的微粒可以是自然状态下均匀的或不均匀的如下所列的，但不限于此均匀的 不均匀的晶粒 研磨材料沉淀物 沉淀物催化剂 催化剂冻结物 食物淤渣 淤渣淤浆 淤浆离子 树脂泡沫 泡沫凝聚物 压碎材料蒸气 碾磨材料球粒 球粒玻璃 碎玻璃颜料 颜料化学品，有机物 化学品，有机物化学品，无机物 化学品，无机物原子 矿石游离基 凝胶金属 金属过滤式热交换器比象筛分、阻尼、聚结、离心或曲径分离等过滤或分离方法的分离都更有效。这种分离可以在有压或无压的情况下实现。过滤式热交换器的热传递量取决于使用的材料、采用的配置、构件的尺寸和系统的大小。本专利技术覆盖的温度的范围从-459.8华氏度(-273.2℃)到+4000华氏度(+2204.4℃)。该温度范围包括从液氮冷冻的温度(N2)(-180℃，0.1MPa)到从超临界的过氧水测到的温度(650℃，24.8MPa)。通过上述中空管线1热膨胀和收缩来控制相邻的中空管线之间的缝隙的宽度从而控制被过滤出的微粒的大小是本专利技术的一个重要的特征。所有的材料，特别是金属，在该材料的无危险工作温度范围内具有线性的或接近线性的热膨胀系数。把它简化，这种基本的传热作用是这样实现的H＝UAΔt其中H是传递的热量，U是总的传热系数，A是中空管线的表面积而Δt是对数平均温差(log-mean-temperature difference)。通过选择缝隙的初始宽度，加热或冷却流体的温度和适当的被过滤流体，缝隙的宽度可以被控制在一个希望的数值上。本专利技术的这一特征还有一个好处，就是通过变化流经中空管线的流体温度，缝隙开口可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤式热交换器，包括若干平行布置的带有在相邻中空管线之间形成预定宽度的缝隙的中空管线，每根中空管线都具有一个供加热／冷却流体用的进口和出口，由此所述加热／冷却流体流过所述中空管线，被过滤流体通过所述缝隙从平行布置的中空管线的一侧流到另一侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永冈忠义，GE魏斯曼特尔，
申请(专利权)人：永冈忠义，
类型：发明
国别省市：JP[日本]