專利名稱：熱管式熱交換器的管板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱管式熱交換器中用的管板，特別涉及一種能方便地將熱管從熱交換器上拆卸下來的新穎設計的管板。
熱管式熱交換器通常主要由兩個彼此隔開的流道(一個流道用于冷空氣，另一流道用于熱氣)組成，多排熱管延伸穿過所述流道。這些眾多熱管中含有能在這些彼此隔開的流動流體之間進行熱交換的熱交換媒質(zhì)(通常是水)。
為了使流動流體保持彼此隔開，通常將一隔板設置在熱交換器的中間區(qū)域內(nèi)，同時將一管板設置在所述細長熱管的兩相對端周圍。這種管板通常起著雙重作用，它既能支承熱管，又能密封流道。否則，空氣或氣體會旁路過熱傳遞表面，從而降低了熱交換效率。
常用的管板通常是由一平板組成的，該平板通常是由金屬制成，其上具有一系列孔或開口。通常，這些開口的大小稍大于熱管的直徑，以便在管板焊接于熱管之前，能將一耐磨套管設置在熱管周圍。
但是，如果由于任何原因需要將一熱管拆卸下來，則必須首先將所述管板拆卸下來以便能接觸到熱管。如果熱交換器已經(jīng)使用了相當常的一段時間，由于腐蝕和其它類似原因，這種拆卸作業(yè)是極其困難的。由耐磨套管提供的小的管板間隙對拆卸也起不了什么作用。
通常，在熱管能被拆卸下來之前，必須將管板上圍繞熱管的區(qū)域利用諸如一氣炬切開。這必須在熱管更換或重新安裝之后回收利用切割下來的管板的填塞物或者制造新的管板填塞物。這種操作增加了在現(xiàn)場和車間加工熱管或修理熱管的成本。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一個能方便地將熱管拆卸下來、不需要切割或者損壞管板的新設計。本發(fā)明的另一目的在于提供一種將管板和熱管密封的裝置，并且當熱管行將被拆卸下來時這種密封可拆卸。本發(fā)明的又一目的在于提供一種能支承熱管的端部并與密封組件分開來的支承件裝置。藉以下進一步的介紹，本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點將變得更為明顯。
本發(fā)明涉及一種熱交換器管板，該管板包括由一用來將熱管支承在一熱交換器內(nèi)部的支承組件。一分開的管板設置在所述支承組件附近，所述管板上具有多個開口，諸開口的直徑大于穿過管板的熱管的直徑。由于每一個開口的尺寸都較大，因此在熱管和管板之間形成間隙。為了能將熱管密封在管板上相應開口內(nèi)，安裝有一橫跨并由此覆蓋住所述間隙的密封組件。然后將該橫跨該間隙的密封組件固定于所述管板上。


圖1是一常用熱管式熱交換器的立體圖，圖中示出了流過它的不同流體的情況。
圖2是用于這種常用熱管式熱交換器的一種常用管板的示意圖。
圖3是將一熱管固定于圖2所示的管板上的常用方式的示意圖。
圖4是沿圖3中線4-4截取的局部剖視圖。
圖5是沿圖3中線5-5截取的局部剖視圖。
圖6是將一熱管固定于本文中所揭示的管板上所用的新穎方式的示意圖。
圖7是沿圖6中線7-7截取的局部剖視圖，圖中示出了本文中所揭示的將一熱管可拆卸地密封于一管板上的新穎方式。
圖8是將熱管支承在管板附近的新穎方式的示意圖。
圖9是沿圖8中線9-9截取的剖視圖。
圖10是用來將熱管相對于管板可拆卸地密封的擋圈的前視示意圖。
圖11是沿圖10中線11-11截取的剖視圖。
圖12是另一種可以用來將熱管相對于管板可拆卸地密封的擋圈的前視示意圖，圖13是沿圖12中線13-13截取的剖視圖。
圖14是通常放置在熱管和管板中間的耐磨套管的前視示意圖。
圖15是沿圖14中線15-15截取的剖視圖。
請首先參閱圖1。圖1示出了一種常用熱管式熱交換器10，并示出了在其內(nèi)流過的冷氣12(通常是空氣)和熱氣14(通常是一種煙道氣)的流動情況。位于熱交換器10的中間區(qū)域內(nèi)的隔板16將這些流體12和14分隔開來。位于熱交換器10相對兩側(cè)面附近的是諸管板18，這些管板連同熱交換器10的殼體20，將流動的流體12和14完全封閉起來。延伸穿過每一所述流體封殼(以及隔板16和諸管板18)的是多個封口的熱管22。每一熱管22具有多個翅片24，這些翅片固定在熱管的外圓周上以便更好地與氣體12和14進行熱交換、設置熱交換器10的作用是為了能在氣體12和14之間進行熱交換而不會發(fā)生這兩種氣體相混雜的情況。這種熱交換是由容納在每一熱管22內(nèi)的交換媒質(zhì)(通常是水)來完成的。
現(xiàn)請參閱圖2。圖中示出了一種其上具有多個開口26的通常用的管板18。熱管22延伸穿過這些開口26。因此，這些開口26被設計成使得在熱交換器10內(nèi)設置的熱管22達到最大的效果。但是，諸開口26的直徑小于諸翅片24的直徑，因此不能將熱管22簡單地拉過管板18。
圖3-5示出了將熱管22安裝穿過管板18的傳統(tǒng)或常用的安裝方法。如圖所示，耐磨套管28通常被點焊于熱管22行將與管板18相嚙合的區(qū)域或部位上。耐磨套管28最好不要焊接于管板18上，而是可以相對于管板18滑動或熱膨脹和/或收縮(與熱管22一起)。該耐磨套管28作為一種磨損保護套用以防止熱管22在該接頭處變薄，諸如由熱管22熱膨脹或收縮而引起的變薄。由于在已有技術中耐磨套管28通常是先焊接在熱管22上隨后再穿過管板18的，這種設置不僅能為熱管22提供直接的端部支承作用，而且這種連接還將氣體12和14密封在它們各自的封殼內(nèi)部。結(jié)構(gòu)支承作用是由管板18和后來進行的將管板18固定于熱交換器10上而提供的。氣體密封則是由耐磨套管28和管板18之間的緊配合而實現(xiàn)的。由于有這種緊配合的需要，因此開口26的大小不能太多地大于耐磨套管28的外徑，否則會發(fā)生冷氣12或熱氣14的泄漏現(xiàn)象。因此，這些開口26的大小必須小于諸翅片24，由此，熱管22就不能簡單地被拉過開口26。一旦以這種方式進行了安裝，在熱管22能從熱交換器10上拆卸下來之前，必須由諸如割炬或鋸子或其它類似物對管板18進行切割或切掉。而把熱管22拆下來往往對于修理和/或安全檢查是必要的。
圖6至圖15示出了本發(fā)明，本發(fā)明對目前用來將熱管22密封和支承在熱交換器10內(nèi)的方法和裝置進行了改進。如圖所示，密封和支承熱管22的步驟不象已有技術那樣是合在一起，而是通過分開的相鄰的結(jié)構(gòu)(雖然密封結(jié)構(gòu)也可以為熱管22提供一定的支承作用)來完成的。
熱管22的支承是由支承格環(huán)30來完成的，所述支承格環(huán)由一系列焊接或用其他方法固定或連接在一起的環(huán)32組成。圖8示出了由環(huán)形物32形成支承格環(huán)30的情況，圖9示出了這種環(huán)形物32的典型結(jié)構(gòu)。如圖6所示，每一熱管22的諸翅片24將嚙合并設置在諸環(huán)形物32的內(nèi)徑內(nèi)由此為熱管22的該部分提供支承作用。這種支承方式同時能適應熱管22和環(huán)形物32之間可能產(chǎn)生的熱膨脹或收縮。顯然，在支承格環(huán)30內(nèi)的諸環(huán)形物32的實際設置位置必須與管板36上的諸開口34相一致。
為了防止有任何氣體泄漏出氣體封殼而進行的熱管22的密封是由如圖10-13所示的環(huán)形密封圈或擋圈38而完成的。這些環(huán)形圈38的大小設計得使之能在被固定于管板36之前能在每一熱管22的端部上滑動。利用螺釘40、高溫硅樹脂密封劑42、或利用其它一些諸如此類的方法，能將這些擋圈38固定在位。這種固定方法在熱管22和擋圈38之間允許有熱膨脹或滑動。在任何情況下中，每一擋圈38的內(nèi)徑都被制成稍稍大于熱管22(或它們各自的耐磨套管28)從而能起一流體擋板的作用以防止氣體12和14穿過熱交換器10。每一擋圈38的外徑則被制成大于諸開口34從而能覆蓋住諸開口。
現(xiàn)在能增大這些開口34的大小從而能在開口34和熱管22(或耐磨套管28)之間留有間隙44，因為該間隙44現(xiàn)在可以被擋圈38覆蓋或封閉。因此，一旦移去該擋圈38(這種移去可以較為方便地完成)，熱管22將不再固定在管板36上由此能較為方便地將其從熱交換器10上拆卸下來。同樣，由于現(xiàn)在熱管22藉置于環(huán)形物32內(nèi)的翅片24而得到支承，因此，這種支承方式也不會給熱管22的拆卸帶來任何困難。
圖14和圖15揭示了一種典型的耐磨套管28，這種套管放置在熱管22行將嚙合擋圈38的區(qū)域上。這種耐磨套管28防止了熱管22在該位置處的任何變薄現(xiàn)象，這種變薄現(xiàn)象是由于熱管22和擋圈38之間產(chǎn)生的金屬一金屬腐蝕或移動而產(chǎn)生的。
這種其上具有尺寸較大的開口34的新穎管板36能以一種常用方式進行安裝，諸如通過將管板用螺栓擰入殼體20的四周。然后可將擋圈38放置在熱管22的端部區(qū)域上以將該熱管22密封在位。此后，如果確定僅僅只有一段熱管束必須被拆卸下來，可以以普通方式將管板36進行截斷或切斷從而僅將受到影響的部分取下來?，F(xiàn)在可以較為方便地將管板36與熱管22分隔開來，由于現(xiàn)在只需將圍繞每一受到影響的熱管22的擋圈38拆卸下來就可以了。一旦將管板36拆卸下來，只需通過將熱管從其置于環(huán)形物32的位置抬升起來，同樣就能較為方便地將熱管22拆卸下來。
本發(fā)明的優(yōu)點包括能用簡單、靈活且價廉的方法將熱管安裝在一熱交換器10內(nèi)。如果其現(xiàn)場條件能夠保證進行這種拆卸作業(yè)，本發(fā)明還提供了一種將這種熱管22在現(xiàn)場上拆卸下來的簡單、價廉的方法。雖然上文相對于熱管的冷側(cè)進行了描述，但是這樣一種管板36和它的安裝方法也能應用于熱管的熱側(cè)。此外，如果不用擋圈38，也可以將一被分成幾段的常用的管板18(即一種其上具有緊配合開口26的管板)放置在本發(fā)明的管板36上。利用簡單的固定件或藉硅樹脂密封劑，將這種分段的常用管板18固定于較大的管板36上。以這種方式，位于熱管22和管板36的諸開口34之間的多個間隙44可以一次性地加以密封。
權利要求
1.一種熱交換器管板，它包括(a)用來將熱管支承在其內(nèi)的支承裝置；(b)位于所述支承裝置附近的分開的管板，所述管板上具有多個開口，諸開口的大小大于穿過管板的熱管的直徑，每一所述開口在其各自的熱管和所述管板之間形成一間隙；(c)用來將所述熱管密封在所述管板的相應開口內(nèi)的密封裝置，所述密封裝置跨過或覆蓋所述間隙；(d)用來將所述密封裝置跨過或覆蓋所述間隙并固定于所述管板的裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述密封裝置是可拆卸地固定于所述管板上。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述密封裝置包括一可密封地固定于所述管板的環(huán)形圈。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述熱管穿過所述支承裝置并且所述支承裝置包括多個相互固定在一起的環(huán)形物。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形物的直徑大于任何固定于穿過環(huán)形物的熱管上的翅片的外徑。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，熱管的一個或多個翅片在其相應的所述環(huán)形物內(nèi)部延伸并置于其相應的所述環(huán)形物內(nèi)。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括一圍繞熱管設置在熱管和所述密封裝置連接處的耐磨套管。
8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述擋圈可通過螺紋固定于所述管板上。
9.一種將熱管支承和密封在一熱交換器內(nèi)部的方法，它包括以下步驟(a)利用一支承組件將熱管支承在所述熱交換器內(nèi)部；(b)將一分開的管板設置在所述支承組件附近，所述管板上具有多個開口，諸開口的大小大于穿過管板的熱管的外徑，每一所述開口在其相應的熱管和所述管板之間形成一間隙；(c)利用一密封組件將所述熱管密封在所述管板上相應的開口內(nèi)部，所述密封組件橫跨過或覆蓋所述間隙；(d)將所述密封組件橫跨地固定于所述間隙上并同時固定于所述管板上。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括可拆卸地將所述密封組件固定于所述管板上的步驟。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括將所述密封組件構(gòu)造并設置成一環(huán)形圈的步驟，所述環(huán)形圈可密封地固定于所述管板上。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括將所述熱管穿過所述支承組件的步驟，所述支承組件包括多個相互連接在一起的環(huán)形物、
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將所述諸環(huán)形物構(gòu)造并設置成其直徑大于任何固定于穿過環(huán)形物的熱管上的翅片的外徑的步驟。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，還包括將熱管的一個或多個翅片設置成在其相應的所述環(huán)形物內(nèi)部延伸并置于其相應的所述環(huán)形物內(nèi)的步驟。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，還包括將一耐磨套管圍繞熱管設置在熱管和所述密封裝置連接處的步驟。
16.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，還包括將所述擋圈通過螺紋固定于所述管板上的步驟。
全文摘要
一種將熱管在一熱交換器內(nèi)部分開來支承和密封的方法和裝置。對于支承作用來說，其上具有諸翅片的所述熱管穿過一支承格環(huán)，所述支承格環(huán)由一系列相互固定或連接起來的環(huán)形物組成。熱管的諸翅片置于支承格環(huán)的環(huán)形物內(nèi)由此支承熱管的該區(qū)域。為了密封這些熱管，以防止有任何氣體泄漏出熱交換器，將一其上具有諸開口的管板放置在熱管的兩端上，這些開口的尺寸較大，因此在管板和熱管直徑之間存在一可觀的間隙。通過使用一擋圈可覆蓋或密封住該間隙，辦法是在可拆卸地固定于管板之前，將所述擋圈緊緊地安裝在熱管周圍并橫跨過該間隙。藉這種方法，一旦將擋圈從管板上拆卸下來，就可以相當容易地將管板和熱管從熱交換器上拆卸下來 以進行保養(yǎng)或修理。
文檔編號F28D15/02GK1160187SQ96120189
公開日1997年9月24日 申請日期1996年9月28日 優(yōu)先權日1995年11月21日
發(fā)明者羅伯特·約瑟夫·賈馬魯?shù)? 詹姆斯·米爾頓·梅澤爾, 達雷爾·韋恩·察恩 申請人:赫德遜產(chǎn)品有限公司