帶有環(huán)形入口/出口配件的熱交換器的制造方法
【專利說(shuō)明】帶有環(huán)形入口/出口配件的熱交換器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求保護(hù)在2013年2月8日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/762，412的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的內(nèi)容以引用的方式并入到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種熱交換器，其具有組合的入口 /出口配件，組合的入口 /出口配件具有一體式構(gòu)造并且提供增強(qiáng)的密封和對(duì)準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0004]在熱交換器的制造中，零件必須以高精度組裝以確?？煽康拿芊夂托阅?。在某些熱交換器配置中，在所需公差內(nèi)組裝可能是有挑戰(zhàn)性的，使得難以實(shí)現(xiàn)熱交換器的兩個(gè)部分的可靠并且準(zhǔn)確密封和對(duì)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一實(shí)施例，提供一種熱交換器，包括:至少第一封閉流體流動(dòng)通路和第二封閉流體流動(dòng)通路，其中流體流動(dòng)通路中的每一個(gè)限定于第一壁與第二壁之間；設(shè)置于第一流動(dòng)通路和第二流動(dòng)通路中的每一個(gè)的第一壁中的第一連通開(kāi)口和第二連通開(kāi)口，其中第一流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口與第二流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)，并且第一流動(dòng)通路的第二連通開(kāi)口與第二流動(dòng)通路的第二連通開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)；設(shè)置于第一流動(dòng)通路的第二壁中的入口 /出口開(kāi)口，其中入口 /出口開(kāi)口與第一流動(dòng)通路的第一壁中的第一連通開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)；接納于入口 /出口開(kāi)口中的入口 /開(kāi)口配件，其中入口 /出口配件具有由外部環(huán)形通路圍繞的內(nèi)部管狀通路，其中內(nèi)部管狀通路由內(nèi)部圓柱形管限定，內(nèi)部圓柱形管具有第一端和第二端，其中入口 /出口配件還包括外環(huán)形圈，外環(huán)形圈具有第一端和第二端，其中外環(huán)形圈圍繞內(nèi)部圓柱形管并且連接到內(nèi)部圓柱形管，并且其中外部環(huán)形通路限定于內(nèi)部圓柱形管與外環(huán)形圈之間；其中外環(huán)形圈的第二端具有圍繞外部環(huán)形通路的平面密封表面，并且其中外環(huán)形圈的平面密封表面密封地連接到圍繞入口/出口開(kāi)口的第一流動(dòng)通路的第二壁的區(qū)域，使得第一流動(dòng)通路與入口 /出口配件的外部環(huán)形通路流體流動(dòng)連通；并且內(nèi)部圓柱形管的第二端延伸穿過(guò)第一流動(dòng)通路并且與第二流動(dòng)通路成密封流體流動(dòng)連通，使得第二流動(dòng)通路與入口/出口配件的內(nèi)部管狀通路成流體流動(dòng)連通。
[0006]根據(jù)一實(shí)施例，第一流動(dòng)通路和第二流動(dòng)通路由相應(yīng)的第一板對(duì)和第二板對(duì)限定，板對(duì)中的每一對(duì)包括在其邊緣處密封在一起的一對(duì)板，并且其中第一板包括第一壁并且第二板包括第二壁，并且入口 /出口開(kāi)口與第一流動(dòng)通路和第二流動(dòng)通路中的每個(gè)的第一連通開(kāi)口基本上同心對(duì)準(zhǔn)。
[0007]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的第一端延伸超過(guò)外環(huán)形圈的第一端，并且具有設(shè)置有彈性密封構(gòu)件的外表面，彈性密封構(gòu)件用于將內(nèi)部圓柱形管的第一端密封在流體開(kāi)口的第一內(nèi)鉆孔內(nèi)。
[0008]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈具有設(shè)置有彈性密封構(gòu)件的圓柱形外表面，彈性密封構(gòu)件用于將環(huán)形圈的圓柱形外表面密封到所述流體開(kāi)口的第二內(nèi)鉆孔內(nèi)，其中第一內(nèi)鉆孔和第二內(nèi)鉆孔彼此同心。
[0009]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈的彈性密封構(gòu)件和內(nèi)部圓柱形管的彈性密封構(gòu)件各包括O形圈。
[0010]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈與內(nèi)部圓柱形管一體地形成。
[0011]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈通過(guò)多個(gè)腹板剛性地連接到內(nèi)部圓柱形管，使得外環(huán)形圈與內(nèi)部圓柱形管同心。
[0012]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈的平面密封表面具有環(huán)形形狀，具有外周界邊緣和內(nèi)周界邊緣，其中平面密封表面在外周界邊緣處的直徑大于入口 /出口開(kāi)口的直徑，并且平面密封表面在內(nèi)周界邊緣處的直徑小于入口/出口開(kāi)口的直徑。
[0013]根據(jù)一實(shí)施例，外環(huán)形圈的第二端包括肩部，肩部位于平面密封表面的內(nèi)周界邊緣處并且從外部環(huán)形通路向外，其中肩部具有小于入口 /出口開(kāi)口直徑的直徑，并且接納于入口 /出口開(kāi)口內(nèi)。
[0014]根據(jù)一實(shí)施例，肩部基本上是圓柱形并且相對(duì)于平面密封表面以約90度成角度。
[0015]根據(jù)一實(shí)施例，肩部直徑以至少與熱交換器的疊加公差變化一樣大的量不同于所述入口/出口開(kāi)口的直徑。
[0016]根據(jù)一實(shí)施例，平面密封表面通過(guò)釬焊或焊接而密封到第一流動(dòng)通路的第二壁上。
[0017]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的第二端具有外圓柱形表面，外圓柱形表面具有小于第一流動(dòng)通路的第一壁中的第一連通開(kāi)口直徑的直徑，并且管的外圓柱形表面密封到第一流動(dòng)通路的第一壁。
[0018]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的外圓柱形表面密封到第一流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口的內(nèi)周界表面。
[0019]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的外圓柱形表面通過(guò)釬焊或焊接而密封到第一流動(dòng)通路的第一壁。
[0020]根據(jù)一實(shí)施例，第一流動(dòng)通路的第一壁與第二流動(dòng)通路的第一壁接合，并且第一流動(dòng)通路和第二流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口基本上彼此同心對(duì)準(zhǔn)。
[0021]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的第二端至少部分地延伸穿過(guò)第二流動(dòng)通路的第一壁中的第一連通開(kāi)口。
[0022]根據(jù)一實(shí)施例，內(nèi)部圓柱形管的第二端在第二流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口內(nèi)密封到第二流動(dòng)通路的第一壁。
[0023]根據(jù)一實(shí)施例，一空間設(shè)置于第一流動(dòng)通路的第一壁與第二流動(dòng)通路的第一壁之間。
[0024]根據(jù)一實(shí)施例，間隔件設(shè)置于第一流動(dòng)通路的第一壁與第二流動(dòng)通路的第一壁之間的空間中，其中間隔件包括:中空內(nèi)部；第一端，該第一端在圍繞第一流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口的區(qū)域中與第一流動(dòng)通路的第一壁形成密封連接；以及第二端，該第二端在圍繞第二流動(dòng)通路的第一連通開(kāi)口的區(qū)域中與第二流動(dòng)通路的第一壁成密封連接。
[0025]根據(jù)一實(shí)施例，間隔件包括:環(huán)形圈，其具有內(nèi)圓柱形側(cè)壁；與內(nèi)圓柱形側(cè)壁間隔開(kāi)的外圓柱形側(cè)壁；以及在各側(cè)壁之間并且將各側(cè)壁連接在一起的橋接部，其中內(nèi)圓柱形側(cè)壁、外圓柱形側(cè)壁和橋接部一起限定間隔件的中空內(nèi)部。
[0026]根據(jù)一實(shí)施例，間隔件的圓柱形側(cè)壁和橋接部的截面具有U形外觀。
[0027]根據(jù)一實(shí)施例，間隔件的第二端包括肩部，肩部接納于第二流體流動(dòng)通路的第一壁中的第一連通開(kāi)口內(nèi)。
[0028]根據(jù)一實(shí)施例，間隔件還包括彈性密封構(gòu)件，彈性密封構(gòu)件呈接納于中空內(nèi)部中的密封圈的形式。
[0029]根據(jù)一實(shí)施例，第一流動(dòng)通路的第一壁具有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽圍繞在其內(nèi)形成的第一連通開(kāi)口，并且彈性密封構(gòu)件具有接納于環(huán)形凹槽內(nèi)的第一端和與橋接部接合的、接納于間隔件的中空內(nèi)部之內(nèi)的第二端。
[0030]根據(jù)一實(shí)施例，彈性密封構(gòu)件具有矩形截面。
[0031]根據(jù)一實(shí)施例，彈性密封構(gòu)件具有沿徑向測(cè)量的一定厚度，該厚度小于間隔件120的內(nèi)圓柱形側(cè)壁與外圓柱形側(cè)壁之間的距離。
【附圖說(shuō)明】
[0032]現(xiàn)將參考附圖僅以舉例說(shuō)明的方式描述發(fā)明，在附圖中:
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的熱交換器的側(cè)視圖；
[0034]圖2是沿著圖1的熱交換器的中心縱向軸線的放大局部截面圖，示出了熱交換器的裝配端；
[0035]圖3是類似于圖2的另一放大縱向截面圖。
[0036]圖3A和圖3B是示出了在入口 /出口配件的內(nèi)部圓柱形管的第二端處的、替代的密封布置的放大局部截面圖；
[0037]圖4是沿著圖1的熱交換器的中心縱向軸線的放大局部截面圖，示出了熱交換器的遠(yuǎn)離配件的端部；
[0038]圖5和圖6是單獨(dú)地示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形入口 /出口配件的對(duì)應(yīng)的立體正視圖和立體后視圖；
[0039]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形入口 /出口配件和熱交換器板的底部立體圖；以及
[0040]圖8是沿著根據(jù)第二實(shí)施例的熱交換器的中心縱向軸線的放大局部截面圖，示出了熱交換器的裝配端。
【具體實(shí)施方式】
[0041]在下文中參考圖1至圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的熱交換器10。
[0042]熱交換器10包括第一部分12(圖1中的上部)和第二部分14(圖1中的下部)。熱交換器10的第一部分12限定第一封閉流體流動(dòng)通路20 (在本文中被稱作“第一流動(dòng)通路”)，其中第一流動(dòng)通路20限定于第一壁22與第二壁24之間。在附圖所示的構(gòu)造中，第一流動(dòng)通路20由第一板對(duì)26限定，第一板對(duì)26包括在其周界邊緣處密封在一起的一對(duì)板28,30,并且其中第一板28包括第一壁22并且第二板30包括第二壁24。在第一實(shí)施例中，第一壁22和第一板28是平坦的并且是平面的。第二板30被成形，其中第二壁24形成第二板30的平坦、平面的板底部，第二壁24被具有周界密封表面34的突出的周界凸緣32所包圍，第二板30沿該周界密封表面34密封地連結(jié)到第一板28，例如通過(guò)釬焊或者焊接。
[0043]熱交換器10的第二部分14限定第二封閉流體流動(dòng)通路36 (在本文中被稱作“第二流動(dòng)通路”)，其中第二流動(dòng)通路36限定于第一壁38與第二壁40之間。在附圖所示的構(gòu)造中，第二流動(dòng)通路36由第二板對(duì)42限定，第二板對(duì)26包括在其周界邊緣處密封在一起的一對(duì)板44、46，并且其中第一板44包括第一壁38并且第二板46包括第二壁40。在第一實(shí)施例中，第一壁38和第一板44是平坦的并且是平面的。第二板46被成形，其中第二壁40形成第二板46的平坦、平面的板底部，第二壁40被具有周界密封表面50的突出的周界凸緣48包圍，第二板46沿該周界密封表面34密封地連結(jié)到第一板44，例如通過(guò)釬焊或者焊接。
[0044]如附圖所示，第一壁22、38可以平行于相應(yīng)的第二壁24、40，并且第一流動(dòng)通路20和第二流動(dòng)通路36也可以彼此平行。此外，從附圖可以看出熱交換器10具有中心縱向軸線A，中心縱向軸線A平行于板對(duì)26、42的長(zhǎng)維度和通過(guò)第一