CN102713491A - 热交换器、包括其的食物处理机及该热交换器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法。所公开的热交换器在内部形成有多个流动通道，温度相互不同的多个流动流体之间产生热传递，所述热交换器包括：主体，所述多个流动通道在所述主体内沿着第一方向穿过所述热交换器；一对盖部件，所述一对盖部件紧固于所述主体的所述第一方向上的两侧端部。所述多个流动通道由用作通过所述盖部件出入的第一流动流体的通道的第一流动通道及连通于所述主体的侧面的第二流动通道构成。在所述第一流动流体及所述第二流动流体之间，在所述主体的内部以相互交叉的方向执行热交换。

Description

热交换器、包括其的食物处理机及该热交换器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法，尤其是涉及一种工序被简化的热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法，通过挤压及切削加工过程而在热交换器内部形成有多个流动通道，使得能够在流动通道顺畅地进行相互热交换。
背景技术
一般来说，热交换器可以被定义为，从温度高的流体通过导热壁将热量传递给温度低的流体的装置。在热交换器的结构中，最常用的是将金属管作为导热壁，热交换器的有各种类型，比如注水式、双管式、翅片多管式及管壳式等多种实施例。在上述热交换器中，双管式热交换器由内管和外管构成，在内管内部的流体和处于内管和外管之间的环状部分的流体之间进行热交换。双管式热交换器的结构简单，但其换热的能力有限。
在上述热交换器中，大容量的热交换器采用大的外管中放入多个小管的管壳式。在热量高的流体和低的流体的流动中，同方向的流动称为并流型，反方向的流动称为逆流型，直角方向的流动称为交叉流型。作为工业中广泛使用的导热媒介，可以采用水、水蒸汽、空气、烟道气体、石油、汞、钠、钾及作为联苯醚和联苯的混合物的道氏热载体（dowtherm）等。
以下，具体参照图1对现有技术的板翅型热交换器的结构进行说明。板翅型热交换器10具有中空的圆形管12和插入固定上述圆形管12的板翅14。高温的流体在上述圆形管12内部流动（参照附图标记18），紧贴固定于圆形管12的板翅14沿着圆形管12的轴线方向按一定间隔叠置形成。
对上述板翅型热交换器10的运行过程进行说明，圆形管12内部的高温的热量通过热扩散过程向上述板翅14分散，在此状态下，向板翅14方向流动的低温的冷却空气16对板翅14进行冷却，以实现持续的热交换作用。
另外，板翅型热交换器10的热交换效率取决于在板翅14上的圆形管12被压入的程度，根据板翅14的厚度，在压入或使用时有可能圆形管12发生变形等，会导致发生质量的下降。与此同时，圆形管12的流路截面积一般较小，对在其内部流动的高温流体产生较大的压力负荷，因此会需要高压的泵或高压的送风扇。作为用于克服上述问题的方案，可提出为了减少压力负荷而增加圆形管12的个数的方案，但是在上述方案的情况下，会存在加工费用增加并且最终制造费用较高的缺点。
发明内容
发明要解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法，将通过对金属成型部件的挤压及切削工艺而形成有多个流动通道的主体及附着于上述主体的盖部件进行组合，实现工序的简化及制造费用的节省。
解决技术问题的技术手段
为了达到上述目的，根据本发明的一方面的热交换器，在其中多个流动流体之间进行热传递，所述热交换器的特征在于，包括多个流动通道，所述多个流动通道向相互不同的方向延伸，以使所述多个流动流体沿相互不同的方向流动。
优选地，所述流动通道包括用作第一流动流体的通道的第一流动通道及用作第二流动流体的通道的第二流动通道，所述第一流动流体及所述第二流动流体在所述热交换器的内部以交叉的方向执行热传递。
优选地，所述第一流动通道和所述第二流动通道在所述主体内相互交替地配置。
优选地，所述热交换器包括一对盖部件，所述一对盖部件紧固于所述主体的第一方向上的两个端部，所述第一流动通道用作在所述第一方向通过所述盖部件出入的所述第一流动流体的通道。
优选地，在所述主体中沿着所述第一方向形成的所述第一及第二流动通道通过挤压加工而形成。
优选地，在所述第一流动通道或第二流动通道中设置有以预定形状从所述流动通道突出的热交换翅片。
优选地，所述热交换翅片在设置有所述热交换翅片的所述第一流动通道或第二流动通道的内侧面上交错地相互面对配置。
优选地，所述第二流动通道通过对所述主体的侧面的切削加工来实现连通。
优选地，所述盖部件用于防止从所述主体的侧面流经所述第二流动通道的第二流动流体沿着所述第一方向从所述主体排出。
为了达到上述目的，根据本发明的另一方面的热交换器的制造方法，其特征在于，包括：挤压工艺步骤，在所述挤压工艺步骤中，对所述主体进行成型，以使所述多个流动通道中的预定方向的流动通道以相互不同的高度形成；切削加工步骤，在所述切削加工步骤中，以形成相互不同的高度的所述流动通道中指定的流动通道的端部能够露出在外部的深度，切削与所述预定方向相互不同的方向的所述主体的侧面；以及附着步骤，在所述附着步骤中，将盖住具有所述向外部露出的端部的所述指定的流动通道的所述一方向侧的侧面的盖部件进行附着。
为了达到上述目的，根据本发明的又一方面提供一种包括热交换器的食物处理机，其特征在于，在所述热交换器中，从所述食物处理机的干燥炉产生的排出气体和从外部进入热交换器的冷却空气进行热交换。
为了达到上述目的，根据本发明的又一方面提供一种食物处理机，其包括通过所述制造方法制造的热交换器。
有益效果
在如上所述的本发明的热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法中，其特征在于，通过含有相互不同温度的热能的流动流体以相互交叉乃至正交的方向流动于主体内形成的流动通道的过程，有效地实现热传递。并且，在形成主体的过程中，通过一次的挤压工艺、对于主体上下端的切削工艺，以及在主体前背面附着盖部件的工艺，能够在短时间内通过简便的方法制造出热交换器，由此实现较高的生产性和经济性。
附图说明
图1是示出现有技术的一般的热交换器的结构的立体图；
图2是示出根据本发明的一实施例的热交换器的结构的立体图；
图3是示出作为本发明的热交换器的构成要素的主体通过挤压工艺形成的状态的立体图；
图4是示出通过对主体的侧面的切削加工而形成于主体内的第二流动通道露出于主体的侧面的状态的立体图；
图5是盖部件结合于主体的正面和背面的状态的分解立体图；
图6是从图4的A方向观看的正视图；
图7是从图4的B方向观看的平面图；
图8是沿着图4的C-C线的剖面图；以及
图9是沿着图4的D-D线的剖面图。
具体实施方式
通过参照附图对本发明的优选实施例进行详细的说明，以使本发明的如上所述的目的、特征及其它优点更加清楚。以下，参照附图对本发明的实施例的热交换器、包括该热交换器的食物处理机及该热交换器的制造方法进行详细的说明。
图1是示出现有技术的一般的热交换器的结构的立体图；图2是示出根据本发明的一实施例的热交换器的结构的立体图；图3是示出作为本发明的热交换器的构成要素的主体通过挤压工艺形成的状态的立体图；图4是示出通过对主体的侧面的切削加工而形成于主体内的第二流动通道露出于主体的侧面的状态的立体图；图5是盖部件结合于主体的正面和背面的状态的分解立体图；图6是从图4的A方向观看的正视图；图7是从图4的B方向观看的平面图；图8是沿着图4的C-C线的剖面图；以及图9是沿着图4的D-D线的剖面图。
以下，参照附图对本发明的实施例进行更加详细的说明。
首先，参照图2至图5对本发明的一实施例的热交换装置100的结构进行说明。热交换装置100具有其内部形成有多个流动通道120的主体110，以及紧固于上述主体110的正面和背面的两个端部的盖部件130。形成在主体110的正面和背面的边角部的紧固槽112和形成在盖部件130的边角部的紧固孔131相互对应地构成，使得可利用独立的紧固部件（未图示）来实现相互结合。
主体110是可通过挤压工艺生产的单一部件，其任意的位置上的剖面可以相同地形成，通过上述挤压工艺，能够在短时间内提供所需的形状的产品。
多个流动通道120具有用作通过盖部件130出入的第一流动流体的通道的第一流动通道122，以及选择性地连通于主体110的侧面的第二流动通道124。如图2所示，可以将第一流动流体通过主体110的正面和背面移动的方向定义为第一方向102，将第二流动流体通过主体110的侧面上下端移动的方向定义为第二方向104，在直角坐标系中，可将第一方向设置为X方向，将第二方向设置为Y方向。其中，对于上述第一方向、第二方向的方向设置，仅是为了方便起见而设置成垂直，并非限定于必须设置成垂直的方向。
第一流动流体沿着第一方向102流入到主体110的背面，经由第一流动通道122排出到主体110的正面。在上述过程中，盖部件130不会干涉第一流动流体的流动。
第二流动流体沿着第二方向104流入到主体110的侧面上端，经由第二流动通道124从主体110的侧面下端排出。主体110的侧面上下端和第二流动通道124的连通，将通过对上述主体110侧面上端及侧面下端的切削加工来实现。参照图4，通过上述切削加工，在主体110的两侧面形成恒定的落差。上述落差表示的是进行切削的加工面116和未加工的基准面118之间的高度差，通过上述落差，第二流动通道124处于向主体110的两侧面露出的状态。
盖部件130用于防止第二流动流体从主体110的正面排出，这可以通过盖部件130封闭第二流动通道124的与主体110的正面和背面连通的部分的结构来实现。
盖部件130中形成有贯通口134，以实现沿着第一方向102流入到主体110内的第一流动流体的移动。上述贯通口134可以通过利用冲压机械对金属板执行冲孔工艺来形成。上述贯通口134之间配置的屏蔽部132防止第二流动流体通过主体110的正面和背面泄漏。此外，在盖部件130的内侧面附着有密封部件（未图示），以使在盖部件130和主体110紧贴的情况下，防止流动流体的泄漏。
另外，如图6所示，上述第一流动通道122和第二流动通道124可以在主体110内相互交替地连续配置。即，第一流动通道122的邻接的两侧配置有第二流动通道124，使得第一流动通道122中流动的第一流动流体和第二流动通道124中流动的第二流动流体之间顺畅地进行热交换。其中，在上述流动通道120之间可以形成有预定形状的热交换翅片114，从而强化第一流动流体和第二流动流体之间的热交换性能。
本发明的热交换器100能够适用于需要实现热交换或分配的所有装置，特别是可用于食物处理机系统的热交换器。在食物处理机中，在进行对食物的粉碎、烘干的干燥炉中产生的高温潮湿的排出气体和从外部供给的冷却空气，可以在热交换器100的流动通道120内沿着相互交叉的方向流动，从而相互进行热交换。
特别是，参照图9，至于沿着第二方向104进入到第二流动通道124的第二流动流体，由于上述热交换翅片114的存在，其流动过程呈现为流线形，从而第二流动流体紧贴于第二流动通道124的表面，这将提高通过流动通道120之间的热传递的热的可移动性。其中，为了支持第二流动流体的流线形的移动，热交换翅片114在各个第二流动通道124的两侧壁内沿着第二方向104交错地形成。
通过挤压工艺形成于主体110内的流动通道120形成为，沿着第二方向104形成的长度相互不同。即，如图8所示，第二流动通道124形成为，以上述第二方向104为基准，与第一流动通道122相比更长，使得上述第二流动通道124的上端和下端与第一流动通道122相比，更靠近于主体110的侧面。以下，图9中示出对主体110进行切削加工后的状态下的剖面，仅以第二流动通道124的上部和下部露出在外部并且第一流动通道122的上部和下部并未露出的程度进行了切削加工。
在上述状态下，通过主体110的上端流入的第二流动流体贯通第二流动通道124，并通过主体110的下端排出。在此过程中，由于热交换翅片114的突出形状，第二流动流体在第二流动通道124内部以带有曲折形态的流线形状流动（参照附图标记125）。
以下，再参照图2至图9对本发明的一个实施例的热交换器的制造方法进行说明。
首先，利用泵执行将熔融的成型材料挤入符合本发明的主体110的形状的模具的挤压过程。上述挤压过程大体上分为正挤压方法和逆挤压方法，正挤压方法是成型材料的被挤压方向与从外部施加压力的方向相同的情况，逆挤压方法是成型材料的被挤压方向与从外部施加压力的方向相反的情况。在本发明中，通过上述一次的挤压工艺，在主体110内均匀地形成多个流动通道120。图3中示出通过挤压工艺形成的主体110，沿着第一方向（102，X轴方向）形成均匀形状的流动通道120。
在进行挤压工艺后，执行对主体110的上端和下端的切削加工。在上述切削加工过程中，仅使第二流动通道124的上部和下部露出在外部，而第一流动通道122的上部和下部则不会露出。图4中示出在主体110的上侧面和下侧面执行切削后的状态，通过如上所述的加工，第二流动流体通过主体110的上侧面流入到第二流动通道124。
在对主体110进行切削加工后，盖部件130被附着于上述主体110的正面和背面。盖部件130用于防止第二流动流体沿着第一方向102从主体110排出，这将通过形成盖部件130封闭第二流动通道124的与主体110的正面和背面连通的部分的结构来实现。
如上所述，本发明的特征在于，通过含有相互不同温度的热能的流动流体沿着相互交叉或者正交的方向在主体内形成的流动通道内流动的过程，有效地实现热交换。并且，在形成主体的过程中，通过一次的挤压工艺、对主体上下端的切削工艺，以及在主体的正面和背面附着盖部件的工艺，能够在短时间内通过简便的方法制造出热交换器，在此方面实现较高的生产率和降低生产成本。
以上对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明并非限于上述特定的实施例。即，本发明所属的技术领域的技术人员能够在不超出所附的权利要求书的思想及范围的情况下，对本发明进行多种变更及修改，该所有适当的变更及修改的均等物也应当被视为属于本发明的范围。

Claims (12)

1.一种热交换器，在该热交换器中多个流动流体之间进行热传递，其特征在于，
该热交换器包括多个流动通道，所述多个流动通道沿着相互不同的方向延伸，以使所述多个流动流体沿着相互不同的方向流动。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，
所述流动通道包括用作第一流动流体的通道的第一流动通道及用作第二流动流体的通道的第二流动通道，所述第一流动流体及所述第二流动流体在所述热交换器的内部沿着交叉的方向执行热交换。
3.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
所述第一流动通道和所述第二流动通道在所述主体内相互交替地配置。
4.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
所述热交换器还包括一对盖部件，所述一对盖部件紧固于所述主体的第一方向上的两侧端部，所述第一流动通道用作在所述第一方向上通过所述盖部件出入的所述第一流动流体的通道。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
在所述主体中沿着所述第一方向形成的所述第一流动通道及第二流动通道通过挤压加工而形成。
6.如权利要求2所述的热交换器，其特征在于，
在所述第一流动通道或第二流动通道中形成有以预定形状从所述流动通道突出的热交换翅片。
7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，
所述热交换翅片在设置有所述热交换翅片的所述第一流动通道或所述第二流动通道中的内侧面上相互面对地交错配置。
8.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
所述第二流动通道通过对所述主体的侧面的切削加工来实现连通。
9.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，
所述盖部件用于防止从所述主体的侧面流经所述第二流动通道的第二流动流体沿着所述第一方向从所述主体排出。
10.一种用于制造如权利要求1至权利要求9中任一项所述的热交换器的制造方法，其特征在于，该方法包括：
挤压工艺步骤，对所述主体进行成型，以使所述多个流动通道中的预定方向的流动通道以相互不同的高度形成；
切削加工步骤，以预定深度切削与所述预定方向不同的方向的所述主体的侧面，使得以相互不同的高度形成的流动通道中预定的流动通道的端部露出在外部；以及
附着步骤，附着盖部件，所述盖部件盖住所述预定的流动通道的所述预定方向的侧面，所述预定的流动通道具有露出在外部的所述端部。
11.一种食物处理机，包括如权利要求1至权利要求9中任一项所述的热交换器，其特征在于，
在所述热交换器中，从所述食物处理机的干燥炉产生的排出气体和从外部流入所述热交换器的冷却空气进行热交换。
12.一种食物处理机，包括如权利要求10所述的制造方法制造的热交换器。
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