殼管式熱交換器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種殼管式熱交換器(shell tube heat exchanger)及其制造方法，更具體而言涉及一種具有鋁制的外管和銅制的內(nèi)管的殼管式熱交換器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]概括而言，熱交換器是在兩種流體之間傳遞熱量的裝置，其廣泛用于冷卻、加熱和熱水供應(yīng)。
[0003]熱交換器可用作回收廢熱用的廢熱回收熱交換器、冷卻高溫流體用的冷卻器、加熱低溫流體用的加熱器、壓縮蒸汽用的壓縮器、或者蒸發(fā)低溫流體用的蒸發(fā)器。
[0004]多種類型的熱交換器可被使用，其中包括:釘頭管熱交換器，具有供第一流體經(jīng)過的管和設(shè)置在該管上的釘頭(銷釘，P in)，從而使管和釘頭在它們鄰近的第二流體與第一流體之間進(jìn)行熱交換;殼管式空調(diào)機(jī)，具有供第一流體經(jīng)過的殼體和供第二流體經(jīng)過(以與第一流體進(jìn)行熱交換)的管;雙管熱交換器;具有供第一流體經(jīng)過的內(nèi)管和供與第一流體進(jìn)行熱交換的第二流體經(jīng)過的外管，且該外管圍繞該內(nèi)管；以及板式熱交換器;具有第一流體和第二流體，第一流體和第二流體經(jīng)過位于兩者之間的電加熱的板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種殼管式熱交換器，其可以使冷卻劑的泄漏最小化，同時防止水對管的侵蝕，還提供一種制造該殼管式熱交換器的方法。
[0007]解決方案
[0008]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，一種殼管式熱交換器包括:殼體，具有冷卻劑入口、冷卻劑出口、入水口和出水口 ；管板，其將殼體的內(nèi)部分隔為水路徑和冷卻劑路徑，該管板具有通孔部；以及管，由管板支撐，該管與水路徑連通以使得水經(jīng)過該管，其中該管包括:內(nèi)管，水經(jīng)過該內(nèi)管，該內(nèi)管由銅材料(銅材)形成;外管，其圍繞內(nèi)管的外周面的至少一部分，該外管接觸冷卻劑路徑中的冷卻劑，其中該外管可由鋁材料(鋁材)形成；以及封隔件(packing)，與該內(nèi)管接合，該封隔件被置為與通孔部緊密接觸，其中該封隔件可由銅材料形成。
[0009]該外管的長度可以比該內(nèi)管短。
[0010]該封隔件可通過釬焊與內(nèi)管的內(nèi)周面接合。
[0011]該封隔件的一部分可位于水路徑中。
[0012]該封隔件的一個示例可包括內(nèi)部水路徑，水經(jīng)過該內(nèi)部水路徑，且該內(nèi)部水路徑與內(nèi)管連通。
[0013]該封隔件的另一個示例可包括:較小直徑部，其插入到內(nèi)管中；較大直徑部，其接觸通孔部，該較大直徑部的直徑大于該較小直徑部；以及連接部，將較小直徑部與較大直徑部連接。
[0014]該封隔件的再一個示例可覆蓋內(nèi)管外周面的可能未被外管圍繞的部分。封隔件可被形成為中空柱形。
[0015]該封隔件的再一個示例可包括:外筒體，圍繞內(nèi)管的外周面的一部分和外管的外周面的一部分；以及環(huán)體，其形成為從外筒體彎折，該環(huán)體覆蓋內(nèi)管的一端。該封隔件還可包括內(nèi)筒體，該內(nèi)筒體形成為從環(huán)體彎折，該內(nèi)筒體插入到內(nèi)管的內(nèi)部。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，一種制造殼管式熱交換器的方法包括:通過將鋁材料的外管設(shè)置在銅材料的內(nèi)管的外周面上來制備雙管(dual pipe);將封隔件與該內(nèi)管接合;將封隔件插入到形成在管板中的通孔部；以及對封隔件進(jìn)行擴(kuò)管(pipe-expanding)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，一種制造殼管式熱交換器的方法包括:通過將鋁材料的外管設(shè)置在銅材料的內(nèi)管的外周面的一部分上來制備雙管;將封隔件與內(nèi)管的外周面接合;將封隔件插入到形成在管板中的通孔部；以及對內(nèi)管進(jìn)行擴(kuò)管。
[0018]制備雙管(的步驟)可包括:形成外管，以使外管圍繞內(nèi)管的整個外周面；以及剝?nèi)ルp管的鋁材料的外管的一部分。
[0019]將封隔件與內(nèi)管接合(的步驟)可包括:將一機(jī)構(gòu)置于該雙管中的已剝?nèi)ヤX材料的外管的那部分上，該機(jī)構(gòu)為剝開的那部分阻擋焊焰;通過噴射氮氣來冷卻內(nèi)管的內(nèi)部和鄰近封隔件的部分；以及通過釬焊來將內(nèi)管與封隔件接合。
[0020]發(fā)明的有益效果
[0021 ]本發(fā)明可在使材料成本最小化的同時，防止鋁質(zhì)外管被水侵蝕。
[0022]此外，可簡化制造過程，且可使冷卻劑和水的泄漏可能性最小化。
【附圖說明】
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的殼管式熱交換器的剖視圖；
[0024]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的殼管式熱交換器的制造方法的流程圖；
[0025]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的殼管式熱交換器的剖視圖；
[0026]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的殼管式熱交換器的制造方法的流程圖；以及
[0027]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的殼管式熱交換器的主要部分的擴(kuò)大的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的多個實施例。
[0029]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的殼管式熱交換器的剖視圖。
[0030]該殼管式熱交換器包括殼體2、設(shè)置在殼體2中的管4以及支撐管4的管板6。
[0031]殼體2可形成殼管式熱交換器的外觀。殼體2包括冷卻劑入口12、冷卻劑出口 14、入水口 16、和出水口 18。殼體2之中可具有一空間。殼體2之中可具有供冷卻劑經(jīng)過的冷卻劑路徑Pl和用于使水經(jīng)過的水路徑P2。殼管式熱交換器可具有將冷卻劑路徑Pl與水路徑P2分隔開的管板6。殼體2可形成為使得冷卻劑入口 12和冷卻劑出口 14貫通冷卻劑路徑Pl。水路徑P2可包括入水口路徑P21和出水口路徑P22，被引入到入水口 16的水通過入水口路徑P21流到管4，而經(jīng)過管4的水通過出水口路徑P22流到出水口 18的外部。殼管式熱交換器可被安裝為使得管4將入水口路徑P21與出水口路徑P22連通。
[0032]冷卻劑可依次經(jīng)過冷卻劑入口 12、冷卻劑路徑Pl和冷卻劑出口 14，而水可依次經(jīng)過入水口 16、入水口路徑P21、管4、出水口路徑P22和出水口 18。冷卻劑和水可通過管4進(jìn)行熱交換。
[0033]此殼管式熱交換器可以是用在加熱器或冷卻器中的熱交換器。殼管式熱交換器可用作冷凝器，其中當(dāng)冷卻劑的溫度高于水的溫度時，被引入到殼體2中的冷卻劑將熱量散失到經(jīng)過管4的水中，且因此被冷凝。殼管式熱交換器可用作蒸發(fā)器，其中當(dāng)冷卻劑的溫度低于水的溫度時，被引入到殼體2中的冷卻劑從經(jīng)過管4的水中吸取熱量，且因此被蒸發(fā)。殼管式熱交換器可在由壓縮器、冷凝器、膨脹器和蒸發(fā)器構(gòu)成的冷凍循環(huán)裝置中使用。
[0034]殼體2可包括:殼本體22，該殼本體之中具有一空間以形成冷卻劑路徑Pl;以及頭部(header)24，該頭部與殼本體22聯(lián)接且具有一空間，該空間之中形成水路徑P2。冷卻劑入口 12和冷卻劑出口 14可形成在殼本體22中，而入水口 16和出水口 18可形成在頭部24中。
[0035]殼本體22可形成為兩端開放的中空筒形，且頭部24可包括第一頭部和第二頭部，第一頭部與殼本體22的一端聯(lián)接且具有入水口 16，而第二頭部與殼本體22的另一端聯(lián)接且具有出水口 18。在這樣的情況下，管4可被設(shè)置為沿殼本體22的長度方向長形延伸，且其一端可與第一頭部的內(nèi)部連通而其另一端可與第二頭部的內(nèi)部連通。
[0036]殼本體22可具有分隔板26，其可被形成為具有封閉端和開放端。多個頭部24可與殼本體22的開放端聯(lián)接。分隔板26在頭部24中將入水口路徑P21與出水口路徑P22分隔開。在這樣的情況下，單個頭部24可具有通向入水口路徑P21的入水口 16和經(jīng)過出水口路徑P22的出水口 18。管4可包括沿殼本體22的長度方向長形延伸的一對管部，以及連接這對管部且類似字母U那樣彎折的彎折部。管4中的這對管部以及彎折部可形成為一單體件。
[0037]管4的一端可與入水口路徑Pl連通而另一端可與出水口路徑P2連通。