CN115717838A - 同轴管装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的同轴管装置(1)。该同轴管装置(1)具有同轴管(2)和至少一个封闭盖(3)，该同轴管具有内部核心通道(4)和外部环形通道(5)。封闭盖(3)在此具有底部区域(10)和圆周边缘(11)，其面向同轴管(2)并在纵向端侧封闭同轴管(2)。根据本发明，封闭盖(3)的圆周边缘(11)的厚度(D)等于或大于同轴管(2)中环形通道(5)的高度(H)。圆周边缘(11)横向于同轴管(2)中存在的流动方向(SR)覆盖环形通道(5)，并以流体密封的方式将环形通道(5)与核心通道(4)分开。

Description

同轴管装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的同轴管装置。

背景技术

同轴管在现有技术中为已知的，其具有内部核心通道和外部环形通道。核心通道和环形通道可流过两种不同的流体。同轴管能够在纵向端侧以流体密封的方式封闭，其中核心通道被底部封闭、环形通道用盖封闭。由于底部和盖通常以平面方式配置，因此该同轴管装置的强度不会太高。此外，通过大量的单个部件，焊接连接的数量增加，由此，同轴管装置的密封性能够受损。此外，该同轴管装置的装箱过程也是费力的。

因此，本发明的目的是为了通用类型的同轴管装置指出一种改进的或至少替代的实施方案，该方案中克服了所述缺点。

发明内容

根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题得以解决。有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于在具有同轴管和封闭盖的同轴管装置中为封闭盖提供加厚的壁，使得加厚的壁能够完全横向封闭同轴管的环形通道的总体思想。根据本发明的同轴管装置具有同轴管，该管具有内部核心通道和外部环形通道。同轴管装置还具有至少一个封闭盖，该至少一个封闭盖在纵向端侧封闭同轴管。至少一个封闭盖在此具有与同轴管中存在的流动方向横向对齐的底部区域，以及沿流动方向对齐并面向同轴管的圆周边缘。根据本发明，至少一个封闭盖的圆周边缘的横向于流动方向限定的厚度，等于或大于同轴管中环形通道的横向于流动方向限定的高度。因此，沿同轴管径向方向延伸的圆周边缘的厚度大于或等于沿径向方向延伸的环形通道的高度，因此能够以紧密的方式压入环形通道中。特别地，至少一个封闭盖的圆周边缘的厚度可以与同轴管中环形通道的横向于流动方向限定的高度相同。至少一个封闭盖的圆周边缘在此横向于流动方向覆盖环形通道，并以流体密封的方式将环形通道与核心通道分开。

圆周边缘在边缘侧围绕底部区域，并且沿流动方向从底部区域凸出。封闭盖的圆周边缘在此面对环形通道，并布置成在流动方向上与环形通道相对。由于封闭盖的圆周边缘的厚度等于或大于环形通道的高度，所以圆周边缘横向于流动方向覆盖环形通道。当封闭盖布置在同轴管上时，同轴管的环形通道被封闭盖的圆周边缘以流体密封的方式封闭，并以流体密封的方式与核心通道分离。封闭盖的底部区域相应地将同轴管的核心通道朝向外部封闭。

在根据本发明的同轴管装置中，同轴管因此能够通过单独封闭盖以抗压和工艺可靠的方式封闭，同时，能够实现同轴管的核心通道和环形通道的单独流体撞击。此外，由于该同轴管装置中的单个部件的数量减少，成本也能够被降低。而且，能够减少所需的安装空间，能够提高该同轴管装置的强度，并且通过简化连接过程能够提高工艺的可靠性。

同轴管和至少一个封闭盖能够是金属的，尤其是与热交换器管的材料相同。然后，至少一个封闭盖能够以材料连接的方式，最好是焊接的方式与同轴管连接。至少一个封闭盖能够是，例如深冲压的部件。同轴管能够形成为挤压型材，特别是由铝制成的型材，或形成为焊接管。

该同轴管装置设置用于热交换器，并且能够形成例如热交换器的换热块。然后在同轴管中，第一流体能够在核心通道中流动，第二流体能够在环形通道中流动并彼此进行热交换。然后，该同轴管的装置可以具有两个封闭盖，并在纵向端侧的两侧用封闭盖封闭。该同轴管装置中的两个封闭盖能够将环形通道与核心通道完全流体分离。这两个封闭盖能够相对于彼此相同地形成。

在该同轴管装置的实施例中，至少一个封闭盖的圆周边缘能够沿流动方向被至少部分地推入环形通道中。然后，圆周边缘横向于流动方向抵靠外壁，从外部围绕环形通道延伸，并靠在从外部围绕核心通道的内壁上。因此，在同轴管与圆周边缘之间形成了两个接触面，以环形方式横向于流动方向围绕核心通道延伸。在这些接触面上，至少一个封闭盖和同轴管能够以材料连接的方式(例如，焊接)相互连接。圆周边缘的厚度在这里可以对应或分别与环形通道的高度相同。

在该同轴管装置的实施例中，能够规定同轴管具有从外部围绕核心通道延伸的内壁，及从外部围绕环形通道延伸的外壁。至少一个封闭盖的圆周边缘在这里横向于流动方向至少部分地设置在内壁和外壁之间。因此，封闭盖的圆周边缘在一侧与同轴管的外壁接触，在另一侧与同轴管的内壁接触。在所述接触面处，至少一个封闭盖能够以材料连接的方式(例如，焊接)与同轴管连接。圆周边缘的厚度在这里可以对应或分别与环形通道的高度相同。

该同轴管装置能够具有用于使第一流体进入核心通道的核心通道入口，和用于使第一流体从核心通道排出的核心通道出口。核心通道入口和核心通道出口能够分别经由内壁上的内壁开口和外壁上的外壁开口，穿过环形通道进入核心通道。外壁从外部围绕环形通道，且内壁从外部围绕核心通道。环形通道在这里被内壁与核心通道隔开，环形通道被外壁与环境隔开。

此外，能够规定，至少一个封闭盖的圆周边缘被布置在外壁与内壁之间，并具有用于核心通道入口或核心通道出口的贯通开口(through-opening)。在这里，横向于流动方向，贯通开口与核心通道入口或核心通道出口的内壁开口和外壁开口相关联。换言之，内壁开口、外壁开口和贯通开口的大小能够相同或几乎相同，并且能够横向于流动方向布置在彼此上。然后，核心通道入口和核心通道出口能够分别通过外壁开口、贯通开口和内壁开口通过环形通道进入核心通道。

至少一个封闭盖的圆周边缘能够围绕核心通道入口或核心通道出口的外壁开口和内壁开口延伸，并能够以流体密封的方式将环形通道与核心通道入口或核心通道出口分开。圆周边缘能够位于接合区域中，围绕或分别围绕贯通开口，靠着外壁和内壁，并且能够以流体密封的材料连接的方式(例如，焊接)与外壁和内壁连接。因此，环形通道能够与核心通道流体分离。换言之，至少一个封闭盖的贯通开口能够将外壁开口和内壁开口流体连接，而至少一个封闭盖的接合区域能够以流体密封的方式将环形通道与核心通道分开。

在该同轴管装置的进一步发展中，能够规定该同轴管装置具有用于使第二流体进入环形通道的环形通道入口，还具有用于使第二流体排出环形通道的环形通道出口。然后，环形通道入口和环形通道出口经由从外部围绕环形通道延伸的外壁上的开口通向环形通道。

有利的是，能够规定在环形通道中布置有至少一个单独的紊流插入件，从而在环形通道中形成至少两个彼此平行对齐的部分通道。该至少一个紊流插入件能够是金属的，并且能够以材料连接的方式(例如，焊接)连接到从外部围绕环形通道的外壁和/或从外部围绕核心通道的内壁。

作为上述解决方案的替代方案，能够规定在从外部围绕环形通道的外壁上形成有至少两个小孔，从而在环形通道中形成彼此不同的至少两个流动路径。这里，小孔能够从外壁引导到从外部围绕核心通道的内壁，从而能够横向于流动方向引导。有利的是，这些小孔能够延伸到内壁，并能够靠在内壁上。这些小孔能够被配置为彼此相同或彼此不同，并且能够在外壁上形成有规则或不规则的图案。

作为上述解决方案的替代方案，能够规定在环形通道中至少形成两个肋，从而在环形通道中形成彼此平行对齐的至少两个部分通道。肋能够在此将从外部围绕环形通道延伸的外壁和从外部围绕核心通道延伸的内壁相互连接。该肋能够与外壁和内壁一体形成，或者分别由一块共同的材料形成。

通过至少两个部分通道或相应的至少两个流动路径，流体能够在环形通道内被分开，从而能够加强核心通道内的第一流体和环形通道内的第二流体之间的热传递。此外，通过至少一个紊流插入件(或相应的小孔或相应的肋)从外部围绕环形通道的外壁和从外部围绕核心通道的内壁能够以间隔的方式布置。换言之，外壁与内壁之间的距离能够由至少一个紊流插入件(或相应的小孔或相应的肋)来限定或分别保持。

有利的是，能够规定在核心通道中布置有至少一个单独的紊流插入件，从而在核心通道中形成至少两个彼此平行对齐的部分通道。该至少一个紊流插入件能够是金属的，并且可以以材料连接的方式(例如，焊接)连接到从外部围绕核心通道的内壁上。

另外，也能够规定在从外部围绕核心通道的内壁上形成有至少两个肋部分，从而在核心通道中形成有至少两个彼此平行对齐的部分通道。部分通道能够完全被肋部分以流体密封的方式彼此分开，或者可以横向于流动方向彼此部分地流体连接。肋部分能够与内壁一体形成，也能够分别由一块共同的材料形成。

通过至少两个部分通道，流体能够在核心通道中被分开，从而被强化。因此，核心通道中的第一流体与环形通道中的第二流体之间的热传递能够得到有利的改善。

本发明的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图和借助附图的相关附图描述中显现。

应当理解，在不离开本发明的范围的情况下，上述特征和仍将在下文中解释的特征不仅能够在所述的各个组合中使用，还能够在其他组合中使用或单独使用。

附图说明

本发明的优选示例性实施例在附图中示出，并在以下描述中更详细地解释，其中相同的附图标记表示相同或类似或功能相同的部件。

在附图中示意性地示出，

图1是第一实施例中根据本发明的同轴管装置的同轴管的视图；

图2是第一实施例中根据本发明的具有同轴管和封闭盖的同轴管装置的局部剖视图；

图3是第一实施例中根据本发明的同轴管装置的不同配置的同轴管的视图；

图4是第二实施例中根据本发明的同轴管装置的视图；

图5是第二实施例中根据本发明的同轴管装置的剖视图；

图6和7是第二实施例中根据本发明的同轴管装置的封闭盖的视图；

图8是第三实施例中根据本发明的同轴管装置的剖视图；

图9是根据第三实施例中的发明的同轴管装置的局部视图；

图10是第三实施例中同轴管装置在图9所示剖面A-A中的剖视图。

具体实施方式

图1-3示出了第一实施例中根据本发明的同轴管装置1。此处提供的同轴管装置1被用于热交换器中，并具有同轴管2和封闭盖3。图1中示出了同轴管2的视图。图2示出了具有封闭盖3的同轴管装置1的视图，其中为了清晰起见，封闭盖3部分以剖面形式显示。图3示出了不同配置的同轴管2。

同轴管装置1的同轴管2在此具有内部核心通道4和外部环形通道5。环形通道5在此沿横向于同轴管2中存在的流动方向SR，从外部围绕着核心通道4延伸。环形通道5的高度H被限定为横向于流动方向SR。同轴管2在此可以是金属的，并且可以被配置为挤压型材或焊接管。

核心通道4和环形通道5在此分别由同轴管2的管状内壁6和管状外壁7界定或形成。内壁6在此与外壁7同轴布置。因此，内壁6从外部围绕核心通道4延伸，而外壁7从外部围绕环形通道5延伸。这里，内壁6将核心通道4与环形通道5分离，外壁7将环形通道5与环境隔开。核心通道4用于流过第一流体，环形通道5用于流过第二流体。

内壁6和外壁7方便地布置成彼此间隔开，其中环形通道5的高度H通过内壁6和外壁7相对于彼此之间的距离预先确定。横向于流动方向的核心通道4的限定直径是通过内壁6的内径来限定或分别预定。环形通道的高度H和核心通道5的直径在此沿流动方向SR并横向于流动方向SR恒定。

参考图3，在核心通道5中可以形成多个肋部分8，在环形通道4中可以形成多个肋9。肋部分8将核心通道4划分为几个相互平行的部分通道4a，肋9将环形通道5划分为几个相互平行的部分通道5a，从而能够改善核心通道4和环形通道5中两种流体之间的热交换。肋部分8在此一体地形成在内壁6上，肋9一体地形成在内壁6和外壁7上。

参考图2，同轴管装置1具有封闭盖3。在此，封闭盖3在纵向端侧封闭同轴管2，并使核心通道4与环形通道5流体分离。封闭盖3在此具有底部区域10和圆周边缘11。底部区域10横向于流动方向SR对齐，并位于与核心通道4相对的流动方向SR中，因此核心通道4由底部区域10朝外部界定。圆周边缘11平行于流动方向SR形成，并面向环形通道5。圆周边缘11在此在边缘侧围绕底部区域10延伸，并从底部区域10沿流动方向SR伸出。圆周边缘11在流动方向SR上与环形通道5相对。圆周边缘11的横向于流动方向限定的厚度D，在这里对应于或分别等于环形通道5的高度H，因此圆周边缘11横向于流动方向SR覆盖并因此封闭环形通道5。

封闭盖3的圆周边缘11沿流动方向SR被推入内壁6与外壁7之间的同轴管2中，并横向于流动方向SR位于内壁6与外壁7之间。由于圆周边缘11的厚度D相当于或分别等于环形通道5的高度H，因此圆周边缘11紧靠内壁6和外壁7。因此，环形通道5被封闭盖3的圆周边缘11封闭。

封闭盖3能够是金属的，并在圆周边缘11处以流体密封的材料连接方式与内壁6和外壁7连接或分别接合。因此，封闭盖3能够例如与同轴管2焊接。通过材料连接，环形通道5能够以流体密封的方式与核心通道4分离。同轴管2在纵向端侧能够相应地用单个封闭盖3以耐压和工艺可靠的方式封闭。

图4-7示出了第二实施例中根据本发明的同轴管装置1。图4-7中不直接可见的元件由虚线绘制。图4所示为同轴管装置1的视图，图5所示为同轴管装置1在平行于流动方向SR的平面内的剖视图。图6和图7所示用于同轴管装置1的封闭盖3的视图。在下文中，仅分别讨论图1-3中的第一实施例和图4-7中的同轴管装置的第二实施例之间的差异。否则，同轴管装置1的图1-3中的第一实施例和图4-7中的第二实施例重合。

与第一实施例不同，同轴管装置1在此具有两个封闭盖3，它们在两侧封闭同轴管2。同样在第二实施例中，圆周边缘11的厚度D对应于环形通道5的高度H，并且具有圆周边缘11的相应封闭盖3沿流动方向SR被部分推入环形通道5中。因此，同轴管2的环形通道5封闭，并以流体密封的方式与核心通道4分离。同轴管装置1在此形成用于热交换器的换热块。

在同轴管装置1的第二实施例中，同轴管2具有不同于第一实施例的横剖面。这里，内壁6和外壁7以矩形方式形成，其中内壁6和外壁7的平行于流动方向SR对齐的边缘被倒圆。

与第一实施例不同的是，在核心通道4中没有形成肋部，并且在环形通道5中也没有形成肋。另一方面，在环形通道5中，布置有两个单独的紊流插入件(turbulence insert)12，它们将环形通道5划分为几个相互平行的部分通道5a。紊流插入件12还建立了相互间隔的内壁6和外壁7。紊流插入件12能够是金属的，并以材料连接的方式与内壁6和/或外壁7连接或分别接合。因此，紊流插入件12能够例如与内壁6和/或外壁7焊接。

参考图4，在第二实施例中，同轴管装置1具有用于第一流体的核心通道入口13a和核心通道出口13b。对于核心通道入口13a和核心通道出口13b，分别地在内壁6中形成内壁开口14、在外壁7中形成外壁开口15。参考图6和图7，另外用于核心通道入口13a和核心通道出口13b的各自封闭盖3分别具有贯通开口20。当封闭盖3被推入同轴管2的环形通道5中时，内壁开口14、贯通开口20和外壁开口14因此在横向于流动方向SR彼此重叠，从而形成从外部到核心通道4的流体连接。

参考图4和图5，在第二实施例中，同轴管装置1具有环形通道入口17a和环形通道出口17b。对于环形通道入口17a和环形通道出口17b，在外壁7中分别形成开口18。

关于核心通道入口13a或相应的核心通道出口13b和环形通道入口17a或相应的环形通道出口17b的配置，也参考图10。图10涉及同轴管装置1的不同实施例，但是，在这个不同的实施例中，核心通道入口13a或相应的核心通道出口13b和环形通道入口17a或相应的环形通道17b的配置与第二实施例相同。

图8-10示出了第三实施例中的同轴管装置1。图8-10中不直接可见的元件用虚线绘制。图8示出了同轴管装置1在平行于流动方向SR对齐的平面中的剖视图。图9示出了同轴管装置1的局部视图。图10示出了同轴管装置1在图9所示剖面A-A中的剖视图。在下文中，分别介绍图4-7中的第二实施例和图8-10中的第三实施例的同轴管装置1之间的不同之处。除此之外，图4-7中的第二实施例和图8-10中的第三实施例的同轴管装置1重合。

与图4-7中的第二实施例不同，第三实施例中的同轴管装置1没有单独的紊流插入件12。另一方面，在外壁7中形成有几个小孔19，它们横向于流动方向SR从外壁7指向内壁6，并搁置在内壁6上。通过小孔19，在环形通道5中形成有多个流动路径5b，其改善了环形通道5和核心通道4中两种流体的热交换。

在图10中，能够特别容易地看到，核心通道入口13a或相应的核心通道出口13b和环形通道入口17a或相应的环形通道出口17b的配置。该配置与第三实施例有关，与图4-7中的第二实施例相同。

Claims (10)

1.一种用于热交换器的同轴管装置(1)，

-其中，所述同轴管装置(1)具有同轴管(2)，所述同轴管具有内部核心通道(4)和外部环形通道(5)，

-其中，所述同轴管装置(1)具有至少一个封闭盖(3)，所述至少一个封闭盖在纵向端侧封闭所述同轴管(2)，

-其中，所述至少一个封闭盖(3)具有与同轴管(2)中存在的流动方向(SR)横向对齐的底部区域(10)，和沿流动方向(SR)对齐并面向同轴管(2)的圆周边缘(11)，

其特征在于，

-所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)的横向于流动方向(SR)限定的厚度(D)等于或大于同轴管(2)中环形通道(5)的横向于流动方向(SR)限定的高度(H)，并且，

-所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)横向于流动方向(SR)覆盖环形通道(5)，并以流体密封的方式将环形通道(5)与核心通道(4)分开。

2.根据权利要求1所述的同轴管装置，

其特征在于，

所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)沿流动方向(SR)至少部分被推入环形通道(5)中。

3.根据权利要求1或2所述的同轴管装置，

其特征在于，

-所述同轴管(2)具有从外部围绕核心通道(4)的内壁(6)和从外部围绕环形通道(5)的外壁(7)，并且，

-所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)横向于流动方向(SR)至少部分地布置在内壁(6)与外壁(7)之间。

4.根据前述权利要求之一所述的同轴管装置，

其特征在于，

-所述同轴管装置(1)具有用于使流体进入核心通道(4)中的核心通道入口(13a)和用于使流体排出核心通道(4)的核心通道出口(13b)，并且，

-所述核心通道入口(13a)和所述核心通道出口(13b)分别经由从外部围绕核心通道(4)延伸的内壁(6)中的内壁开口(14)以及经由从外部围绕环形通道(5)延伸的外壁(7)中的外壁开口(15)，穿过环形通道(5)进入核心通道(4)中。

5.根据权利要求4所述的同轴管装置，

其特征在于，

-所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)布置在外壁(7)与内壁(6)之间，并具有用于核心通道入口(13a)或核心通道出口(13b)的贯通开口(20)，并且，

-所述贯通开口(20)横向于流动方向(SR)与核心通道入口(13a)或核心通道出口(13b)的相应的内壁开口(14)和相应的外壁开口(15)相关联。

6.根据权利要求5所述的同轴管装置，

其特征在于，

所述至少一个封闭盖(3)的圆周边缘(11)围绕核心通道入口(13a)或核心通道出口(13b)的内壁开口(14)和外壁开口(15)延伸，并将环形通道(5)与核心通道入口(13a)或核心通道出口(13b)流体分离。

7.根据上述权利要求之一所述的同轴管装置，

其特征在于，

-同轴管装置(1)具有，用于使流体进入环形通道(5)的环形通道入口(17a)和用于使流体排出环形通道(5)的环形通道出口(17b)，并且，

-环形通道入口(17a)和环形通道出口(17b)分别经由从外部围绕环形通道(5)延伸的外壁(7)中的开口(18)通向环形通道(5)中。

8.根据上述权利要求之一所述的同轴管装置，

其特征在于，

-在环形通道(5)中布置有至少一个单独的紊流插入件(12)，从而在环形通道(5)中形成至少两个彼此平行对齐的部分通道(5a)，或者，

-在从外部围绕环形通道(5)的外壁(7)中形成至少两个小孔(19)，并从而在环形通道(5)中形成彼此不同的至少两个流动路径(5b)，或者，

-在环形通道(5)中形成有至少两个肋(9)，从而在环形通道(5)中形成有彼此平行对齐的至少两个部分通道(5a)。

9.根据上述权利要求之一所述的同轴管装置，

其特征在于，

-在核心通道(4)中布置有至少一个单独的紊流插入件(12)，从而在核心通道(4)中形成彼此平行对齐的至少两个部分通道(4a)，或者，

-在从外部围绕核心通道(4)延伸的内壁(6)上，形成至少两个肋部分(8)，并从而在核心通道(4)中形成彼此平行对齐的至少两个部分通道(4a)。

10.根据上述权利要求之一所述的同轴管装置，

其特征在于，

所述同轴管(2)形成为挤压型材或焊接管。

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