CN101568789B - 热交换器 - Google Patents

热交换器 Download PDF

Info

Publication number
CN101568789B
CN101568789B CN2006800559086A CN200680055908A CN101568789B CN 101568789 B CN101568789 B CN 101568789B CN 2006800559086 A CN2006800559086 A CN 2006800559086A CN 200680055908 A CN200680055908 A CN 200680055908A CN 101568789 B CN101568789 B CN 101568789B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
cooling agent
exchanger plate
chamber
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800559086A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101568789A (zh
Inventor
皮埃尔·比尼翁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN101568789A publication Critical patent/CN101568789A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101568789B publication Critical patent/CN101568789B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/103—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
    • F04B19/20—Other positive-displacement pumps
    • F04B19/24—Pumping by heat expansion of pumped fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08—Fluid driving means, e.g. pumps, fans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

本发明涉及一种热交换器，该热交换器包括多个管状元件或芯(1)，每个所述管状元件或芯包括：支撑圆柱体或半圆柱体(2)；至少一个弯曲的热交换板(3c、3f)，每个板将第一腔与第二腔分开，该第一腔容纳液体(4)而该第二腔容纳冷却剂(5c、5f)，该冷却剂引起板的热膨胀或收缩，并因而分别引起第一腔中的液体的压缩或减压；以及外保持管或半管(6)。本发明可应用于一种泵和系统。根据本发明的热交换器能够承受高机械应力。而且，尽管圆柱形热交换板的直径大，但是该热交换器能够承受高压，而无需增加这些板的厚度，该压力主要径向地，并且具体是对于与容纳冷的冷却剂或空气的腔接触的最薄的圆柱形热交换板从外向内施加在管状元件上。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种通过膨胀，特别是在泵内部的膨胀来产生处于压力下的液体的热交换器。
背景技术
液压泵和包括这种泵的液压系统在现有技术中，具体从专利申请FR-A-2851796和WO-A-2004/079194中是公知的。
该液压系统包括液压泵、液压流体贮存器和液压马达。
液压泵包括至少一个泵活塞以及由两级相同的差动活塞构成的传动活塞。泵活塞在泵缸内限定了增压室(pumping chamber)，而传动活塞在传动缸内限定了传动室。以传动室的容积的增加对应于增压室的容积的降低且反之亦然的方式，泵活塞和传动活塞通过运动连接装置彼此连接。
增压室液压连接到系统的液压流体贮存器和系统的液压马达，该液压马达通过液压泵提供动力。
泵的传动室液压连接到管状热交换束。具有高热膨胀系数的液体存在于传动室和管状热交换束中。将此具有高热膨胀系数的液体交替置于与热源和与冷源处于热交换的关系。
因此，具有高热膨胀系数的液体交替地经受热膨胀和热收缩，这分别增加传动室的容积，而减小增压室的容积，因而迫使液压流体进入液压马达中随后进入系统贮存器中，或者减小传动室的容积，因而引起液压流体从系统贮存器中的吸入。因此通过交替的液压流体的排出和吸入运动来获得增压(pumping)效果。
管状热交换束由一束垂直管构成，所述垂直管在其下端处封闭而在其上端处经由集合器彼此连通，连接到传动室的导管通向该集合器。
将管状热交换束放在由水平分隔分开的封闭室内。此热绝缘分隔穿有孔，因而使每个管能够从一侧到另一侧地通过该分隔同时在分隔与管之间尽可能好的保持不可渗透性。
该封闭室因此被分成包括循环冷的冷却剂的下室和包括循环热的冷却剂的上室。
因而通过封闭室内的上下运动，将管状热交换束交替置于与冷的冷却剂和与热的冷却剂处于热交换的关系。此上下运动通过起重螺旋产生。
具有高热膨胀系数的流体所经受的交替热膨胀和收缩使得管状热交换束的交替膨胀和收缩，这具有伸展每个管的趋势，最终引起构成管状束的管的疲劳。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种能够长时间地承受高机械应力的热交换器。
此目的通过一种热交换器来实现，所述热交换器包括多个管状元件，每个所述管状元件由内至外包括：支撑圆柱体或半圆柱体，至少一个弯曲的热交换板，外保持管或半管，其中，所述支撑圆柱体或半圆柱体、所述至少一个弯曲的热交换板、所述外保持管或半管围成用于容纳液体的第一腔以及用于容纳冷却剂的第二腔，每个热交换板将第一腔与第二腔分开，所述冷却剂引起所述热交换板的热膨胀或收缩，并因而分别引起所述第一腔中的所述液体的压缩或膨胀。
根据另一个特征，该液体具有高热膨胀系数。
根据另一个特征，外保持管或半管、热交换板或板、以及支撑圆柱体或半圆柱体具有递减的直径。
根据另一个特征，第一腔和第二腔在一侧通过热交换板中的一个限定，而在另一侧通过支撑圆柱体或半圆柱体或者外保持管或半管限定，热交换板、支撑圆柱体或半圆柱体、以及外保持管或半管是同中心的。
根据另一个特征，每个管状元件在该管状元件的末端的每一个处通过法兰封闭，所述法兰中的一个适合于允许液体通过该法兰的循环并且设置在各个管状元件(1)的同一侧，另一个法兰阻止此循环。
根据另一个特征，每个管状元件在该管状元件的末端的每一个处通过法兰封闭，所述法兰中的至少一个适合于允许冷却剂通过该法兰的循环。
根据另一个特征，所述法兰适合于允许通过热源加热的冷却剂以及通过冷源冷却的冷却剂的交替循环。
根据另一个特征，热交换板中的一个设有多个与液体接触的第一翼片。
根据另一个特征，热交换板中的一个设有多个与冷却剂接触的第一翼片。
根据另一个特征，热交换板中的一个设有多个与冷却剂接触的第二翼片。
根据另一个特征，各个管状元件彼此平行。
根据另一个特征，各个管状元件通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并附接到位于至少两个管状元件之间的螺杆。
根据另一个特征，各个管状元件通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并彼此焊接(weld)。
根据另一个特征，各个管状元件通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并彼此软焊(solder)。
根据另一个特征，每个管状元件或芯还包括冷却剂导管以及适于将冷却剂从冷却剂导管喷射到热交换板上的喷嘴。
本发明还涉及一种热交换器，所述热交换器包括多个芯，每个所述管状元件由内至外包括：支撑圆柱体或半圆柱体，至少一个弯曲的热交换板，外保持管或半管，其中，所述支撑圆柱体或半圆柱体、所述至少一个弯曲的热交换板、所述外保持管或半管围成用于容纳液体的第一腔以及用于容纳冷却剂的第二腔，每个热交换板将第一腔与第二腔分开，所述冷却剂引起所述热交换板的热膨胀或收缩，并因而分别引起所述第一腔中的所述液体的压缩或膨胀。
根据另一个特征，所述液体具有高热膨胀系数。
根据另一个特征，所述外保持管或半管、所述热交换板、以及所述支撑圆柱体或半圆柱体具有递减的直径。
根据另一个特征，所述第一腔和第二腔在一侧通过所述热交换板中的一个限定，而在另一侧通过所述支撑圆柱体或半圆柱体或者所述外保持管或半管限定，所述热交换板、所述支撑圆柱体或半圆柱体、以及所述外保持管或半管是同中心的。
根据另一个特征，每个芯还包括冷却剂导管以及适于将所述冷却剂从所述冷却剂导管喷射到所述热交换板上的喷嘴。
本发明还涉及一种泵，该泵包括：
泵活塞，所述泵活塞适于经由流体的运动来驱动控制装置，
传动活塞，所述泵活塞通过运动装置连接到该泵活塞并且适于通过上述热交换器的液体的运动来驱动，
热源，
冷源。
根据另一个特征，该泵还包括支路，该支路适于将在压力下通过该热源加热的冷却剂和在大气压力下通过该冷源冷却的冷却剂交替地输送到热交换器的管状元件或芯中，所述压力保持通过所述热源加热的冷却剂处于液态。
本发明还涉及一种液压系统，该液压系统包括：
上文所述的泵，
流体贮存器，
控制装置。
附图说明
通过阅读下文仅作为示例给出的本发明实施例的详细描述并参照附图，本发明的其它特征和优点将显现，所述附图显示：
图1，根据本发明第一实施例的热交换器的管状元件的透视图；
图2，根据本发明第二实施例的热交换器的横截面图；
图3，根据本发明第三实施例的热交换器的纵截面图；
图4，根据本发明第四实施例的热交换器的横截面图。
具体实施方式
在各个附图中，相同的附图标记表示相似或等同的元件。
根据本发明的热交换器包括多个管状元件。每个管状元件包括支撑圆柱体、将第一腔与第二腔分开的至少一个弯曲的热交换板、以及外保持管。该第一腔容纳液体而该第二腔容纳冷却剂，该冷却剂引起板的热膨胀或收缩，并因而引起第一腔的液体的压缩或膨胀。
热交换板根据循环通过热交换器的一种冷却剂或多种冷却剂的温度通过与冷却剂的接触而膨胀或收缩，因而引起第一腔并因此引起容纳在该第一腔中的液体的压缩或膨胀。
支撑圆柱体和外保持管由高抗压材料构成并且能是热的不良导体，支撑圆柱体和外保持管能很大程度地限制热交换器的纵向膨胀并因而能够比现有技术中公知的管状热交换束承受更长的高机械应力。
图1示出了根据本发明第一实施例的热交换器的管状元件的透视图。
该热交换器包括多个管状元件。
在本发明的此第一实施例中，每个管状元件1包括外保持管6，该外保持管6包含两个分别称为外板和内板的热交换板3c，3f，所述两个热交换板3c、3f本身包含支撑圆柱体2。在此实施例中，热交换板3c、3f是圆柱形的。也可设想其它具有一个或多个热交换板的实施例，其中所述热交换板是弯曲的但不是圆柱形的，或者所述热交换板仅形成圆柱体的一部分。支撑圆柱体2例如是实心圆柱体。外保持管6、两个热交换板3c、3f以及支撑圆柱体2基本是同中心的。
形成在两个热交换板3c、3f之间的第一腔容纳液体4。优选地，液体4具有高热膨胀系数。热交换板允许冷却剂与液体4之间的热交换。因此，液体4根据循环通过热交换器的冷却剂的温度而膨胀或收缩，这引起液体4的热膨胀或收缩。当液体不具有高热膨胀系数时以及当液体4的压缩或膨胀仅仅由于热交换板的热膨胀或收缩时，所产生的压缩或膨胀甚至更大。
分别形成在板3c中的一个与外保持管6之间以及另一个板3f与支撑圆柱体2之间的两个另外的腔分别容纳处于液态的热的冷却剂5c和冷的冷却剂5f。
根据本发明的热交换器的目的中的一个是通过板与冷却剂5c、5f之间的热交换来压缩或膨胀液体4，而该液体仍恒定地保持处于液态。为了使此热交换最优化，特别是在持续时间方面，这些板3c、3f由具有非常好的热导率的材料即金属制成。这也允许与液体4的良好热交换，当液体4具有高热膨胀系数时，这是特别重要的。
为了使热交换器更好地抗疲劳，外保持管6和支撑圆柱体2由高抗压材料构成。因此，要给出非限制性的示例，它们由碳复合材料或纤维缠绕的材料或玻璃制成。这些材料还提供具有不良热导率(例如在0.034W/mK与0.045W/mK之间)的优点，因而还能很大程度地限制到热交换器外部的热损失。当不使用具有高热膨胀系数的液体时，通过使用具有不良热导率的液体能限制热损失。具体在与热的冷却剂5c接触的热交换板上施加高压。此板具有小的厚度，根据构成板的金属的特征以及取决于应用的交换器的尺寸，所述厚度通常在十分之几毫米与几毫米之间。因此，由于在膨胀期间压力主要径向地施加在板上(并优选朝着管状元件的内侧)，与现有技术中主要纵向相反，所以提高了热交换的速度，而不会削弱该板。
因此，与现有技术中公知的管状热交换束不同，对于相同的厚度，根据本发明的热交换器能够使用较大直径的热交换板，这对较高的压力有更多的抵抗力，从而能够拓宽应用。因为压力从外向内而不从内向外施加，或者因为由高抗压材料制成的外保持管6或支撑圆柱体2促进了板对机械应力的抵抗力，所以对于恒定的厚度，能增加板的直径。如果外保持管6或支撑圆柱体是金属的，则必须保护它们避免受热以便防止它们膨胀，因为这将降低系统的效率。因此可以设想利用流体5f来冷却外保持管的外部。
在一实施例的变形中，外保持管6和支撑圆柱体2均由金属制成，但管状元件在该管状元件的末端的每一个处包括法兰，该法兰焊接或软焊到管以便使这两个元件2、6能承受高压。
优选地，热的冷却剂5c容纳在外保持管6与外热交换板3c之间，而冷的冷却剂5f容纳在内热交换板3f与支撑圆柱体2之间。
因此，当热交换板3c膨胀时，热交换板3f将经受径向压缩应力。支撑圆柱体2的存在能够帮助所述内热交换板3f承受沿支撑圆柱体2的方向径向施加在管状元件上的此压缩应力。
内热交换板3f还包括多个位于容纳冷的冷却剂5f的腔内部的第一纵向翼片31。这些第一翼片31能更容易地承受由于外热交换板3c的膨胀而施加在管状元件上的径向压缩应力。这些第一翼片还用于将支撑圆柱体2基本定位在内板3f的中心处。
外热交换板3c还包括多个位于容纳热的冷却剂5c的腔内部的第二纵向翼片32。具体来说，这些第二翼片32用于将外板3c基本定位在外保持管6的中心处。
选取这样的示例，其中板3c和3f由钢制成，板3c具有例如3mm的厚度而板3f具有1mm的厚度。由此在外保持管6的帮助下，板3c能承受400bar的压力。因为压力从外向内施加，所以尽管板3f的厚度较小，但是它能承受与板3c相同的压力。
圆柱形热交换板3f交替地与来自冷源的冷的冷却剂5f接触以及当冷的冷却剂5f的流动停止时与空气接触。
图2示出了根据本发明第二实施例的热交换器的横截面图。
在此第二实施例中，该热交换器包括多个管状元件1。每个管状元件1包括外保持管6，外保持管6包含单个热交换板3，该热交换板3本身包含支撑圆柱体2。同样在此实施例中，热交换板3是圆柱形的，但不局限于圆柱形。支撑圆柱体2例如是实心圆柱体。外保持管6、热交换板3、和支撑圆柱体2基本是同中心的。
第一腔形成在热交换板3与外保持管6之间，而第二腔形成在热交换板3与支撑圆柱体2之间。这些腔中的一个容纳液体4，而另一个腔容纳冷却剂5。液体4具有例如高热膨胀系数。因此如上面所述的，与热交换板单独膨胀相比，能实现液体的更大压缩。
如上面所述的，热交换板3由具有非常好的热导率的材料即金属制成，以便使热交换最优化。
同样地，如上面所述的，外保持管6和支撑圆柱体2由具有不良热导率的高抗压材料诸如例如复合材料碳或纤维缠绕的材料或玻璃制成。
在此实施例中，将热的和冷的冷却剂5交替注入设置用于容纳所述流体的腔中。
优选地，液体4容纳在外保持管6与热交换板3之间，而冷却剂5容纳在热交换板3与支撑圆柱体2之间。
因此，当热交换板膨胀时，它将经受径向压缩应力。支撑圆柱体2的存在能够帮助热交换板3承受沿所述支撑圆柱体2的方向在对管状元件横向的平面中施加的此压缩应力。
热交换板3还包括多个位于容纳液体4的腔内部的第一纵向翼片31。这些第一翼片31能增加热交换表面。
热交换板3还包括多个位于容纳冷却剂5的腔内部的第二纵向翼片32。这些第二翼片32既用于将支撑圆柱体2基本定位在板3的中心处，还用于更容易地承受明显变形，该明显变形可能产生于由于板3的膨胀在对管状元件的横向施加的压缩应力。
如图2中所示，管状元件基本彼此平行，并优选是垂直的。它们优选彼此接触地布置，由此以限制能量损失，并且例如使得它们的轴形成三面体。管状元件的这种布置以及如下文所述的管状元件附接的方式也能应用于根据本发明第一实施例和第三实施例的管状元件1。
每个管状元件1通过带子(未示出)夹紧，该带子附接到位于三面体的中心处的螺杆7。
为了使热交换器更耐用，通过合成树脂将该管状元件1的阵列保持在一起。
在一实施例的变形中，带子彼此焊接或软焊。
此外，每个管状元件1在该管状元件的末端的每一个处通过未示出的法兰封闭。所述法兰中的仅一个需要允许液体4循环通过所述法兰。具体来说，适于使液体4循环的法兰必须全部设置在构成热交换器的各个管状元件的同一侧。
另一方面，对于两个法兰中的一个或两个，允许冷却剂5循环通过这个或这些法兰是可能的。
图3示出了根据本发明第三实施例的热交换器的纵截面图。
在此第三实施例中，该热交换器包括多个管状元件1。每个管状元件1包括外保持管6，外保持管6包含单个热交换板3，该热交换板3本身包含支撑圆柱体2。同样在此实施例中，热交换板3是垂直的和圆柱形的，但不局限于圆柱形。支撑圆柱体2例如是实心圆柱体。外保持管6、热交换板3、和支撑圆柱体2基本是同中心的。
第一腔形成在热交换板3与外保持管6之间，而第二腔形成在热交换板3与支撑圆柱体2之间。这些腔中的一个容纳液体4，而另一个腔容纳冷却剂5。液体4具有例如高热膨胀系数。因此如上面所述的，与热交换板单独膨胀相比，能实现液体的更大压缩。
如上面所述的，热交换板3由具有非常好的热导率的材料即金属制成，以便使该热交换最优化。
优选地，液体4容纳在外保持管6与热交换板3之间，而冷却剂5容纳在热交换板3与支撑圆柱体2之间。
因此，当热交换板3膨胀时，它将经受径向压缩应力。支撑圆柱体2的存在能够帮助热交换板3承受沿所述支撑圆柱体2的方向在对管状元件横向的平面中施加的此压缩应力。
热交换器还包括位于支撑圆柱体2与容纳冷却剂5的腔之间的两个导管8、9，所述导管8、9将热的或冷的冷却剂从热源或冷源输送到热交换器中。这些导管通过第一隔离物10彼此热绝缘并通过第二隔离物11与容纳冷却剂的腔热绝缘。隔离物由具有非常低的热导率的材料制成，以便避免热损失。
喷嘴12、13能够通过延伸通过隔离物10、11的毛细管将热的或冷的冷却剂从导管8、9喷射到腔中，该腔最初充满空气并用来容纳热的或冷的冷却剂5。这些毛细管能够在大气压力下当冷却剂是液体时将冷却剂精确地阻挡在出口处，并且能够减少冷却剂从控制阀到热交换板3所需的时间。此喷射基本是径向的并且允许热交换板3的快速和完全喷射。
图4示出了根据本发明第四实施例的热交换器的横截面图。
在此第四实施例中，热交换器包括多个芯101。
每个芯101包括两个彼此对称的元件107。两个元件107在接缝100处不可渗透地彼此连接。每个芯101包括两个保持半管106，所述保持半管106定向为其凹侧朝着芯的外侧。两个半管106因此彼此背靠着。每个保持半管106包含热交换板103，该热交换板103本身包含支撑半圆柱体102。在此实施例中，热交换板103是半圆柱形的。热交换板103被插入以便靠在保持半管106内的肩部114上并通过例如软焊的保持手段来保持在此肩部上。
第一腔形成在热交换板103与保持半管之间，而第二腔形成在热交换板103与支撑半圆柱体102之间。这些腔中的一个容纳液体104，而另一个腔容纳冷却剂105。液体104具有例如高热膨胀系数。因此如上面所述的，与热交换板单独膨胀相比，能实现液体的更大压缩。
如上面所述的，热交换板由具有非常高的热导率的材料即金属制成，以便使热交换最优化。
优选地，液体104容纳在保持半管与热交换板103之间，而冷却剂105通过包含在支撑半圆柱体102中的喷射装置喷射到热交换板103上。
因此，当热交换板103膨胀时，它将经受径向压缩应力。支撑半圆柱体102的存在以及交换板103的形状能够帮助此交换板103承受沿所述支撑半圆柱体102的方向在对管状元件横向的平面中施加的压缩应力。
每个支撑半圆柱体102的喷射装置包括两个导管108、109，所述导管108、109将热的或冷的冷却剂从热源或冷源输送到热交换器中。这些导管彼此热绝缘并且与容纳冷却剂的腔热绝缘。喷嘴112、113能够将热的或冷的冷却剂从导管108、109喷射到热交换板103上。此喷射基本是径向的并且允许热交换板103的快速和完全喷射。
热交换板的周界可以不是圆形或圆柱形的。使人联想到有槽的蛋糕模具的叶形(lobed)形状或者弓形形状能够从周界的增加的长度中受益，从而有助于热交换板的更大的线性膨胀，因此有助于位于腔104内的液体的压缩位移。
在上述的本发明的四个实施例中，冷却剂5、5c、5f例如是水，而液体4例如是乙醇。乙醇的热膨胀系数是1.1×10-3K-1。
热的冷却剂5c通过冷源加热，而冷的冷却剂5f通过冷源冷却。
热源例如是太阳能电池板。在这种情形中，通过热源产生的能量的流动低，特别重要的是将热损失减少到最小值以便保存可利用的能量。
根据本发明的热交换器将要安装在泵中，该泵还包括适于经由流体(液压液体或气体)的运动来驱动控制装置的泵活塞、通过运动装置连接到该泵活塞并适于通过经热源以及通过冷源来自上述热交换器的液体4的运动来驱动的传动活塞。
泵包含例如几个热交换器。
为了运行，泵还包括支路，该支路能够将通过热源加热的热的冷却剂和通过冷源冷却的冷的冷却剂交替地输送到热交换器的管状元件1中，以便产生交替的热膨胀和收缩，从而能够驱动传动活塞。
根据本发明的泵将要安装在还包括例如马达的控制装置、和流体贮存器的系统中。
系统例如是空气调节器。在这种情形中，增压室吸入并压缩气体并且用作压缩机。热源例如是一个或多个太阳能电池板或者是能在夜间使用的用于存储热的冷却剂的恒温罐。冷源例如是装饰性的水池或泳池。
在一变形中，该系统是产生家庭用电的液压系统。在这种情形中，控制装置是液压马达。热源例如是一个或多个太阳能电池板和/或能在夜间使用的用于存储冷却剂的恒温罐。冷源例如是罐、装饰性的水池或泳池。
在一变形中，该系统是从地热能产生家庭用电的液压系统。在这种情形中，液压泵操作液压马达，该液压马达驱动发电机。在此情形中，热源由通过地热能产生的热水构成，而冷源例如由自然环境，即山坡径流、河流、海洋等构成。
当系统包括由太阳能电池板构成的热源时，热的冷却剂循环中的普遍压力应相对高，以便保持冷却剂(例如水)处于液态；通过该系统产生的压力的部分用于将冷却剂重新注入太阳能电池板中。另外，水蒸发。另一方面，冷的冷却剂循环中的普遍压力能为环境压力。因而，在此情形中，使用具有根据上述第一实施例的管状元件的热交换器是特别合适的。

Claims (24)

1.热交换器，所述热交换器包括多个管状元件(1)，每个所述管状元件由内至外包括：
支撑圆柱体或半圆柱体(2)，
至少一个弯曲的热交换板(3、3c、3f)，
外保持管或半管(6)，
其中，所述支撑圆柱体或半圆柱体(2)、所述至少一个弯曲的热交换板(3、3c、3f)、所述外保持管或半管(6)围成用于容纳液体(4)的第一腔以及用于容纳冷却剂(5、5c、5f)的第二腔，每个热交换板(3、3c、3f)将第一腔与第二腔分开，所述冷却剂引起所述热交换板(3、3c、3f)的热膨胀或收缩，并因而分别引起所述第一腔中的所述液体的压缩或膨胀。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述液体(4)具有高热膨胀系数。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述外保持管或半管(6)、所述热交换板(3、3c、3f)、以及所述支撑圆柱体或半圆柱体(2)具有递减的直径。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第一腔和第二腔在一侧通过所述热交换板(3、3c、3f)中的一个限定，而在另一侧通过所述支撑圆柱体或半圆柱体(2)或者所述外保持管或半管(6)限定，所述热交换板(3、3c、3f)、所述支撑圆柱体或半圆柱体(2)、以及所述外保持管或半管(6)是同中心的。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个管状元件(1)在该管状元件的末端的每一个处通过法兰封闭，所述法兰中的一个适合于允许所述液体(4)通过所述法兰的循环并且设置在各个管状元件(1)的同一侧，另一个法兰阻止此循环。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个管状元件(1)在该管状元件的末端的每一个处通过法兰封闭，所述法兰中的至少一个适合于允许所述冷却剂(5、5c、5f)通过所述法兰的循环。
7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述法兰适合于允许通过热源加热的冷却剂以及通过冷源冷却的冷却剂的交替循环。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换板(3)中的一个设有多个与所述液体(4)接触的第一翼片(31)。
9.根据权利要求1到7中的任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换板(3f)中的一个设有多个与冷却剂(5f)接触的第一翼片(31)。
10.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述热交换板(3、3c)中的一个设有多个与冷却剂(5、5c)接触的第二翼片(32)。
11.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，所述热交换板(3、3c)中的一个设有多个与冷却剂(5、5c)接触的第二翼片(32)。
12.根据权利要求1到7中的任一项所述的热交换器，其特征在于，各个所述管状元件(1)彼此平行。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，各个所述管状元件(1)通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并附接到位于至少两个管状元件之间的螺杆(7)。
14.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，各个所述管状元件通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并彼此焊接。
15.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，各个所述管状元件(1)通过带子保持在一起，每个所述带子夹紧管状元件并彼此软焊。
16.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，每个管状元件(1)还包括冷却剂导管(8、9)以及适于将所述冷却剂从所述冷却剂导管(8、9)喷射到所述热交换板(3)上的喷嘴(12、13)。
17.热交换器，所述热交换器包括多个芯(101)，每个所述芯由内至外包括：
支撑圆柱体或半圆柱体(102)，
至少一个弯曲的热交换板(103)，
外保持管或半管(106)，
其中，所述支撑圆柱体或半圆柱体(102)、所述至少一个弯曲的热交换板(103)、所述外保持管或半管(106)围成用于容纳液体(104)的第一腔以及用于容纳冷却剂(105)的第二腔，每个热交换板(103)将第一腔与第二腔分开，所述冷却剂引起所述热交换板(103)的热膨胀或收缩，并因而分别引起所述第一腔中的所述液体的压缩或膨胀。
18.根据权利要求17所述的热交换器，其特征在于，所述液体(104)具有高热膨胀系数。
19.根据权利要求17或18所述的热交换器，其特征在于，所述外保持管或半管(106)、所述热交换板(103)、以及所述支撑圆柱体或半圆柱体(102)具有递减的直径。
20.根据权利要求17或18所述的热交换器，其特征在于，所述第一腔和第二腔在一侧通过所述热交换板(103)中的一个限定，而在另一侧通过所述支撑圆柱体或半圆柱体(102)或者所述外保持管或半管(106)限定，所述热交换板(103)、所述支撑圆柱体或半圆柱体(102)、以及所述外保持管或半管(106)是同中心的。
21.根据权利要求17或18所述的热交换器，其特征在于，每个芯(101)还包括冷却剂导管(108、109)以及适于将所述冷却剂从所述冷却剂导管(108、109)喷射到所述热交换板(103)上的喷嘴(112、113)。
22.泵，所述泵包括：
泵活塞，所述泵活塞适于经由流体的运动来驱动控制装置，
传动活塞，所述传动活塞通过运动装置连接到所述泵活塞并且适于通过根据权利要求1到21中的任一项所述的热交换器的所述液体(4)的运动来驱动，
热源，
冷源。
23.根据权利要求22所述的泵，其特征在于，所述泵还包括支路，所述支路适于将在压力下通过所述热源加热的冷却剂和在大气压力下通过所述冷源冷却的冷却剂交替地输送到所述热交换器的所述管状元件或芯(1)中，所述压力保持通过所述热源加热的冷却剂处于液态。
24.液压系统，所述液压系统包括：
根据权利要求22或23所述的泵，
流体贮存器，
控制装置。
CN2006800559086A 2006-08-02 2006-08-02 热交换器 Expired - Fee Related CN101568789B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2006/001870 WO2008015314A1 (fr) 2006-08-02 2006-08-02 Echangeur thermique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101568789A CN101568789A (zh) 2009-10-28
CN101568789B true CN101568789B (zh) 2011-07-27

Family

ID=37907931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800559086A Expired - Fee Related CN101568789B (zh) 2006-08-02 2006-08-02 热交换器

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20090139700A1 (zh)
EP (1) EP2052200B1 (zh)
JP (1) JP2009545718A (zh)
CN (1) CN101568789B (zh)
AT (1) ATE458977T1 (zh)
AU (1) AU2006346920A1 (zh)
CA (1) CA2659181A1 (zh)
DE (1) DE602006012560D1 (zh)
WO (1) WO2008015314A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5212987B2 (ja) * 2009-03-05 2013-06-19 株式会社Ｌｉｘｉｌ ポンプユニット、ポンプ及びポンプ装置
DE212010000046U1 (de) * 2009-04-27 2011-12-15 Kingspan Holdings (Irl) Ltd. Sonnenkollektor
JP2012013004A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 地熱発電システム
US20120199326A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 Visteon Global Technologies, Inc. Internal heat exchanger
US9260191B2 (en) 2011-08-26 2016-02-16 Hs Marston Aerospace Ltd. Heat exhanger apparatus including heat transfer surfaces
US10100740B2 (en) 2013-06-14 2018-10-16 United Technologies Corporation Curved plate/fin heater exchanger
CN104180117A (zh) * 2014-08-28 2014-12-03 孙金福 液压油管用散热装置
EP3540029B1 (en) * 2016-07-08 2020-09-09 Technip France Heat exchanger for quenching reaction gas

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0071659A1 (en) * 1981-08-05 1983-02-16 John Ronald Pain Improved heat exchanger
EP0320948A1 (de) * 1987-12-17 1989-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Gasturbinenanlage
US6220344B1 (en) * 1999-03-03 2001-04-24 Hde Metallwerk Gmbh Two-passage heat-exchanger tube
FR2851796A1 (fr) * 2003-02-28 2004-09-03 Pierre Bignon Pompe hydraulique et installation hydraulique comportant une telle pompe.
CN2771785Y (zh) * 2005-02-07 2006-04-12 邹昌校 套管式换热器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US813918A (en) * 1899-12-29 1906-02-27 Albert Schmitz Tubes, single or compound, with longitudinal ribs.
US872175A (en) * 1906-02-19 1907-11-26 Brewery Equipment & Supply Co Cooling apparatus.
US2703921A (en) * 1949-04-14 1955-03-15 Brown Fintube Co Method of making internally finned tubes
US4096616A (en) * 1976-10-28 1978-06-27 General Electric Company Method of manufacturing a concentric tube heat exchanger
JP2005501711A (ja) * 2001-06-27 2005-01-20 エヌユー エレメント， インコーポレイテッド 流体処理デバイス用モジュラーマイクロリアクタアーキテクチャおよび方法
US20030044331A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Mcdermott Technology, Inc. Annular heat exchanging reactor system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0071659A1 (en) * 1981-08-05 1983-02-16 John Ronald Pain Improved heat exchanger
EP0320948A1 (de) * 1987-12-17 1989-06-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Gasturbinenanlage
US6220344B1 (en) * 1999-03-03 2001-04-24 Hde Metallwerk Gmbh Two-passage heat-exchanger tube
FR2851796A1 (fr) * 2003-02-28 2004-09-03 Pierre Bignon Pompe hydraulique et installation hydraulique comportant une telle pompe.
CN2771785Y (zh) * 2005-02-07 2006-04-12 邹昌校 套管式换热器

Also Published As

Publication number Publication date
CA2659181A1 (fr) 2008-02-07
WO2008015314A1 (fr) 2008-02-07
EP2052200A1 (fr) 2009-04-29
ATE458977T1 (de) 2010-03-15
AU2006346920A1 (en) 2008-02-07
DE602006012560D1 (de) 2010-04-08
US20090139700A1 (en) 2009-06-04
EP2052200B1 (fr) 2010-02-24
JP2009545718A (ja) 2009-12-24
CN101568789A (zh) 2009-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101568789B (zh) 热交换器
US6094922A (en) Vacuum-insulated refrigerant line for allowing a vaccum chamber system with water-vapor cryocoil compressor to be locatable outside cleanroom
CN101238276B (zh) 外加热发动机
US7243500B2 (en) Heat exchanger and temperature control unit
CN1556912A (zh) 换热器组件和换热器管路
WO2008148073A1 (en) Geothermal heat exchanger
SE537413C2 (sv) Koaxial borrhålsvärmeväxlare samt förfarande för framställning därav
US20110120131A1 (en) Phase change material energy system
CN103234376A (zh) 一种高性能复合结构超导平板热管
CN110243080B (zh) 热管密度变化的微生物土壤净化的太阳能环路热管系统
WO2010010102A2 (fr) Dispositif de variation de pression d'un fluide pneumatique par deplacement de gouttes de liquide et pompe a chaleur utilisant un tel dispositif
GB2532485A (en) An apparatus for storage of sensible heat
CN113108136A (zh) 一种超高分子聚乙烯纤维内衬管油管及其生产方法
WO2014089709A1 (en) Compressed air energy storage system
US9162387B2 (en) Assembly and process for creating an extruded pipe for use in a geothermal heat recovery operation
CN203349682U (zh) 高性能复合结构超导平板热管
JP2005533231A (ja) 冷却システム
CN114427797A (zh) 一种绝热段可变的脉动热管
CN203374354U (zh) 用于斯特林发动机冷却器的主动式热管冷却装置
FI71835B (fi) Vaermepump
CN112361666A (zh) 错位斜排内胀式翅片蒸发器及其成型方法
CN112459856A (zh) 一种原动机和做功方法及水轮机组
KR20090048480A (ko) 열교환기
CN1205454C (zh) 一种导热性能各向异性的复合型材
US12037990B2 (en) Energy storage and retrieval systems and methods

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110727

Termination date: 20120802