一种流体热交换器，包括具有热传导基体的壳体、多个以平行且间隔开的方式连接到所述基体的鳍片元件、一个位于所述多个鳍片元件的一侧的热交换器流体入口、以及一个位于所述多个鳍片元件的另外一侧的热交换器流体出口。所述多个鳍片元件中的每一个上设有多个通道并且被布置在壳体中以使得一个鳍片元件的多个通道与相邻的鳍片元件的多个通道相偏移。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热交换器，尤其涉及一种基于流体的热交换器。
技术介绍
热交换器已用于多种应用，包括空气冷却热交换器以及液体冷却热交 换器。液体冷却热交换器通常包括一个具有迷宫式构造的歧管，在该歧管 中，流体从入口到出口沿着一个连续性的、曲折的路径流动。这使得流体 在歧管中流经更长的距离，并使得流体与交换器的加热或冷却表面保持更 长时间的接触。然而，现有技术中的热交换器制造起来比较昂贵并且可能 比较大。紧凑式热交换器因此应运而生，其对尺寸的关注比对易于制造和装配的关注多一些。紧凑式热交换器的特点在于其具有高的"面积密度(area density)"，这意味着它们具有高的热传递表面与热交换器的体积之比。 这种热交换器通常被用来冷却(或加热)加工流体(process fluids)。众所周知的，"制造昂贵"型的热交换器是管壳式热交换器。这些类 型的热交换器具有一个外部管状的壳体，通过该外部管状的壳体来应用多 个直径较小的纵向延伸的管来携带一种或多种流体。将要进行热交换的其 它流体通常横向穿越热交换器，使得热量通过管壁进行交换。这种热交换 器可能需要大量的管子，并且它们每根都必须单独而精准地固定到位于壳 体每一端的一个顶板上。高质量的管接着需要组装到板上并且通过铜焊、 熔焊、或机械膨胀(mechanically-expanded)到位。当管子通过减小直径 来增加可以用于热传递的性能和紧密度的表面时，这种构造的制造难度越 大，制造成本越高。第二种已知的热交换器是主要板/次要板式热交换器，其中组装有一摞 板。所述一摞板具有直接分开两个不同的流体流的主要板及位于相邻的主 要板之间的次要板。次要板作为鳍状物，其增加了结构强度且其上可以设 置穿孔，从而为流体提供额外的流动路径。这些紧凑型热交换器往往有大 量的部件组装成错综复杂的形式。 一种这样的热交换器已被披露。美国专利第6,695,044号(2004年，Symonds)揭示了一种具有一摞 连接的板的紧凑式热交换器。该摞板包括至少一组板，该至少一组板具有 一个或多个夹在一对主要的分隔器板之间的穿孔的板。每个穿孔的板具有 在整个板的第一方向上排列成行的穿孔，并且每对相邻的穿孔之间的连接 地带(land)排列成行，相邻的连接地带之间具有肋部。所述连接地带在 板的第一方向形成流动障碍物，所述肋部在板的第二方向形成流动障碍 物。所述第二方向垂直于所述第一方向。所述肋部具有穿过其厚度的 -部 分的孔口。所述孔口在第二方向上从肋部的一侧延伸至另一侧，借此，通 过孔口提供流动通道，而且位于每对相邻的连接地带之间的流动通道提供 一个在第二个方向上贯穿板的流动通路。 一组板中的通路和任何相邻一组 板中的通路由一个分隔器板隔开。美国专利第5， 193,611号(1993年，Hesselgreaves )揭示了具有多 个流体通道的热交换器，这些流体通道中的至少一些流体通道限定形成在 未穿孔的主要板的表面之间。在主要板之间设有至少两个穿孔的次要板， 所述次要板沿着流体通道延伸，相邻的板上的穿孔交错排布。相邻的次要 板片和主要板片接触，使传导通道在两个主要表面之间延伸，而次要板的 表面与构成次要表面的其它次要板不接触。因此，需要一种制造成本低廉的热交换器。还需要一种易于组装的热 交换器。进一步地，需要这样一种热交换器，其可以容易地结合到需要紧 凑型热交换器的系统中的其它部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制造成本低廉的热交换器。本专利技术的另一 个目的在于提供一种易于组装的热交换器。本专利技术的又一目的在于提供一 种在热交换系统种可以容易地结合到其它部件的热交换器。本专利技术的再一 目的在于提供一种热交换器，该热交换器在一个紧凑型装置中提供高效的 热交换。本专利技术通过提供一个高效的低成本的流体热交换器来实现上述或其它 目的。所述热交换器包括至少有一部分壳体壁由热传导材料制成的壳体、 一个流体入口、 一个流体出口、以及在壳体内与壳体的热传导壁部分热连 接的多个热传导鳍片元件。所述鳍片元件具有多个贯穿其中的通道。所述 鳍片元件以平行且间隔开的方式与壳体的热传导部分连接并且布置成使得 一个鳍片元件的多个通道与相邻的鳍片元件的多个通道相偏移。每个鳍片 元件由热传导材料制成。本专利技术优选实施方式的热交换器包括具有一个基体和一个盖体的壳 体。优选地，所述壳体通过将基体和盖体块(stock)挤压到用于特定应用 所需要的尺寸来制成。所述鳍片元件可以由坯体块或片(blank stock or sheet)制成，或者挤压而成。如果是由坯体块或片制成，它们优选通过在 所述坯体块或片中铣、锯或钻出多个需要的孔/通道来制成。 一旦所述块或 片包含所需数量的通道，则块或片被切割成所需厚度的鳍片元件。另一方 面，块或片可以挤压成具有多个孔/通道，然后再被切割成所需厚度的鳍片 元件。所述鳍片元件也可以单个地挤压成需要的长度、宽度和厚度并具有 所需数量的孔/通道。优选地，所述鳍片元件通过铜焊连接到所述基体，以便在鳍片元件和 基体之间提供好的热传导结合。所述鳍片元件这样布置，使所述通道交替 配置，使得通过壳体的流体流不断地改变，从而在相对小的热交换器中获 得相对大的表面面积。鳍片元件的交替配置使得流体湍流地流经热交换器，同时使更多体积的流体与热传导的鳍片元件接触，从而获得更有效的 加热或冷却效果。所述盖体与基体密封地连接，优选通过铜焊接。所需的流体入口配件 和流体出口配件附着到壳体上，使得流体入口和流体出口相对于鳍片元件 定位，使换交换流体以连续的顺序流经每个鳍片元件。因为本专利技术可以用 最少数量的不同部件组装而成，所以本专利技术提供的热交换器制造成本低 廉、易于组装、易于根据所需要的热交换器尺寸定制，并且具有好的热交 换表面面积与热交换器的尺寸之比。附图说明图1是本专利技术热交换器的一个实施方式的打开的立体图，示出了多个 间隔开的鳍片元件；图2是鳍片元件块的一个实施方式的立体图，示出了圆形通道；图3是鳍片元件块的另一个实施方式的立体图，示出了多个凹槽通道；图4是本专利技术的多个鳍片元件的俯视图，示出了通道的偏移特征和热 交换器流体的流体流的示例路径。具体实施例方式本专利技术的优选实施方式在图1-4中予以说明。图1示出了本专利技术的热 交换器10的一个实施方式的分解图。所述热交换器10包括一个壳体20和 多个封装在壳体20内的鳍片元件40，该壳体20包括一个流体入口 25和 一个流体出口 26。所述壳体20具有一个与所述多个鳍片元件40热连接的 热传导部分22。在优选实施方式中，所述壳体20包括一个基体22和一个盖体30。所 述基体22是由热传导材料制成的并且是所述的热传导部分。可选且优选地，所述基体包括多个沿着内表面23的肋部24或凹槽24，。可以理解的 是，基体22和盖体30都可可以由热传导材料制成。所述多个由热传导材料制成的鳍片元件40沿着基体边缘40a热连接到 基体22的内表面23上，每个鳍片元件40与相邻的鳍片元件40间隔开。 在图1所示的优选实施方式中，每个鳍片元件40优选为一块纵长的热传导 片材，其尺寸设计成沿着其保持侧与壳体20的壁紧密地装配接触。换句话 说，优选实施方式中的每个鳍片元件40的长度与壳体20的内侧的宽度相 等，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效流体热交换器，其包括： 一个壳体，其具有一个热传导壁部分、一个流体入口及一个流体出口； 多个与所述热传导部分热连接的鳍片元件，所述多个鳍片元件彼此平行且间隔开，所述多个鳍片元件具有多个贯穿其中的通道，其中，所述一个鳍片元件的多个通道与相邻的鳍片元件的多个通道相偏移； 所述多个鳍片元件位于所述流体入口与所述流体出口之间，使得热交换流体流过所述多个鳍片元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特W奥蒂，大卫A卡明斯基，
申请(专利权)人：磁性流体技术美国集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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