CN205191986U - 水冷式热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具备重量轻且容易拆装的盖板的水冷式热交换器。水冷式热交换器(1)具备壳体(2)和多根传热管(3)，所述壳体(2)具有：筒状的躯干部(11)；封闭该躯干部(11)的两端并在该躯干部(11)内划分出制冷剂室(S1)的两个端板(12、13)；以及设置在躯干部(11)的一端侧和另一端侧上并且在与各端板(12、13)之间分别形成水室(S2、S3)的由铝青铜制成的两个盖板(14、15)，多根所述传热管(3)设置在所述壳体(2)内并贯通两个端板(12、13)而将两个水室(S2、S3)连通。根据本实用新型，能够提供具备重量轻且容易拆装的盖板(14、15)的水冷式热交换器(1)。

Description

水冷式热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种水冷式热交换器。

背景技术

迄今为止，例如在船舶的空调装置中，使用了管壳型水冷式热交换器以作为热源侧热交换器。例如，在下述专利文献1中记载的水冷式热交换器具备：被划分成制冷剂室和两个水室的壳体(shell)；以及设置在壳体内部的多根传热管。壳体具有：圆筒状的躯干部；封闭该躯干部的两端并在该躯干部内划分出制冷剂室的两个端板；以及在该制冷剂室的一端侧与另一端侧分别形成水室的两个拱顶状盖板。多根传热管设置在壳体内并贯通两个端板，从而使两个水室连通。

然而，安装在船舶上的如上所述的水冷式热交换器大多数将海水引入到水室内来将其用作热源。因此，热交换器内部的金属可能会因海水而腐蚀。尤其是，在内部划分水室的盖板由于与海水接触的面积较大，因此相比躯干部更容易腐蚀。但是，在专利文献1中公开的水冷式热交换器的盖板是由铸铁形成的。铸铁并不是耐海水腐蚀性高的物质。因此，在上述水冷式热交换器中，通过使盖板的厚度比通常从强度角度出发所需之厚度还要厚，从而提高耐腐蚀性。

专利文献1：日本公开专利公报特开2013－224758号公报

实用新型内容

－实用新型所要解决的技术问题－

但是，如上所述，如果加厚由铸铁形成的盖板的厚度，则盖板的质量增加。因此，在进行打扫传热管等保修作业时，为了对盖板进行拆装作业就需要耗费劳动力。

本实用新型是鉴于所述问题而完成的。其目的在于：提供一种具备重量轻且容易拆装的盖板的水冷式热交换器。

－用以解决技术问题的技术方案－

第一方面的实用新型涉及一种水冷式热交换器，其具备壳体和多根传热管，上述壳体具有：筒状的躯干部；封闭该躯干部的两端并在该躯干部内划分出制冷剂室的两个端板；以及设置在上述躯干部的一端侧和另一端侧并且在与各个上述端板之间分别形成水室的由铝青铜制成的两个盖板，多根上述传热管设置在上述壳体内并贯穿两个上述端板而将两个上述水室连通。

在第一方面的实用新型中，形成水室的两个盖板由铝青铜制成。铝青铜的离子化趋势比以往作为盖板的材料来使用的铸铁弱。因此，由铝青铜制成的盖板的耐腐蚀性比现有的用铸铁制成的盖板高。此外，盖板的材料强度比现有产品大。由此，能够使盖板的厚度比现有产品薄，其结果是，盖板与端板之间的密封面的表面压力比现有产品高。此外，若使盖板的厚度比现有产品薄，则在与现有产品相同的外形条件下，在盖板的内侧形成的水室的容积也会比现有产品大。

第二方面的实用新型是这样的：在第一方面的实用新型中，多根上述传热管以及两个上述端板由离子化趋势比铝青铜弱的材料制成。

在第二方面的实用新型中，传热管以及端板由离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料制成。因此，传热管以及端板的耐腐蚀性比盖板高。

第三方面的实用新型是这样的：在第一方面的实用新型中，多根上述传热管由铝黄铜制成。

在第三方面的实用新型中，多根传热管由铝黄铜制成，其中，铝黄铜是一种离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料。因此，多根传热管的耐腐蚀性比盖板高。

第四方面的实用新型是这样的：在第一方面的实用新型中，两个上述端板由船用钢制成。

在第四方面的实用新型中，两个端板由船用钢制成，其中，船用钢是一种离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料。因此，两个端板的耐腐蚀性比盖板高。

第五方面的实用新型是这样的：在第一至第四中任一方面的实用新型中，在两个上述水室中的至少一个水室内设置有由锌制成的牺牲阳极。

在第五方面的实用新型中，在两个水室中的至少一个水室内设置有牺牲阳极，其中，上述牺牲阳极由离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜强的锌制成。因此，牺牲阳极就会比盖板先腐蚀。

－实用新型的效果－

根据第一方面的实用新型，由离子化趋势比现有的铸铁弱的铝青铜制成了形成水室的两个盖板。因此，能够使盖板的耐腐蚀性比现有产品高。

此外，根据第一方面的实用新型，盖板的耐腐蚀性比由铸铁制成的现有产品高并且盖板的材料强度比现有产品大，因此能够使盖板的厚度比现有产品薄。由此，盖板的质量减小，从而容易对盖板进行拆装作业，因此能够容易进行打扫传热管等保修作业。

此外，根据第一方面的实用新型，盖板的厚度比现有产品薄，因此盖板与端板之间的密封面的表面压力高。由此，相比现有产品，能够提高挡水效果。

此外，根据第一方面的实用新型，盖板的厚度比现有产品薄，因此在与现有产品相同的外形条件下，能够使在盖板的内侧形成的水室的容积比现有产品大。由此，与现有产品相比，加快盖板的腐蚀的水室内的水难以发生紊流现象。因此，能够进一步提高盖板的耐腐蚀性。

然而，传热管以及端板会与制冷剂和水这两者都接触，因此若它们腐蚀，则热交换效率可能会显著降低。此外，传热管以及端板相比盖板难以更换。

因此，在第二至第四方面的实用新型中，由离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料制成了传热管以及端板。尤其是，在第三方面的实用新型中，由铝黄铜制成了多根传热管，其中，铝黄铜是一种离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料。此外，在第四方面的实用新型中，由船用钢制成了两个端板，其中，船用钢是一种离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜弱的材料。由此，传热管以及端板的耐腐蚀性比盖板高，因此在壳体和传热管可能会腐蚀的情况下，在传热管和端板腐蚀之前，盖板会先腐蚀。这样，通过使盖板比传热管以及端板先腐蚀，从而能够提高传热管以及端板的耐腐蚀性，其中，上述盖板比较容易更换，并且即使上述盖板腐蚀，这对热交换效率带来的影响也比传热管以及端板小。由此，能够防止热交换效率因传热管以及端板腐蚀而显著降低。

此外，根据第五方面的实用新型，在两个水室中的至少一个水室内设置了牺牲阳极，其中，上述牺牲阳极由离子化趋势比盖板的材料亦即铝青铜强的锌制成。因此，离子化趋势较强的锌制牺牲阳极就会比盖板先腐蚀，因此能够防止盖板的腐蚀。

附图说明

图1是将实施方式所涉及的水冷式热交换器的一部分切开显示的整体图。

图2是从前侧看到实施方式所涉及的水冷式热交换器的图。

图3是从后侧看到实施方式所涉及的水冷式热交换器的前盖的图。

图4是图3的IV－IV线剖视图。

图5是放大表示牺牲阳极附近的剖视图。

图6A是表示现有水冷式热交换器的前盖板的一部分的剖视图。

图6B是表示实施方式所涉及的水冷式热交换器的前盖板的一部分的剖视图。

－符号说明－

1水冷式热交换器

2壳体

3传热管

11躯干部

12前管板

13后管板

14前盖板

15后盖板

31牺牲阳极

S1制冷剂室

S2前侧水室

S3后侧水室

具体实施方式

下面，基于附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在下面进行说明的实施方式仅仅是本质上优选的示例而已，并没有对本实用新型、本实用新型的应用对象或本实用新型的用途的范围加以限制的意图。

此外，在本实施方式中，将安装在船舶上的空调装置中的用作冷凝器的水冷式热交换器作为本实用新型所涉及的水冷式热交换器的一例来进行说明。需要说明的是，下面的说明中，将图1中的右侧称为“前侧”，将图1中的左侧称为“后侧”。

〈整体构成〉

如图1所示，本实用新型的实施方式所涉及的水冷式热交换器1是所谓管壳式热交换器，其具备密闭型圆筒状的壳体2和设置在该壳体2内部的多根传热管3。水冷式热交换器1固定在支承台4上，水冷式热交换器1是以壳体2的轴沿水平方向延伸的方式横向设置的。

壳体2具备圆筒状的躯干部11、一对管板(端板)12、13以及一对盖板14、15。

躯干部11形成为在前后方向上的长度较长的圆筒状。躯干部11的两端被一对管板12、13封闭，在躯干部11的内部形成有供制冷剂流通的制冷剂室S1。

在躯干部11的上部并且是长度方向上的中央部连接有用于将制冷剂引入制冷剂室S1的引入管5的一端。另一方面，在躯干部11的下部并且是长度方向的两端部连接有用于将制冷剂室S1内的制冷剂引出的引出连接管6的一端和另一端。在该引出连接管6的中央部连接有将该引出连接管6内的制冷剂引向外部的引出管7的一端。虽然省略图示，然而引入管5与引出管7的另一端连接在空调装置的制冷剂回路中。

一对管板12、13由前管板12和后管板13构成。前管板12和后管板13分别形成为圆板状。前管板12固定在躯干部11上，并封闭躯干部11的前端。并且，后管板13固定在躯干部11上，并封闭躯干部11的后端。多根传热管3的端部分别贯穿前管板12和后管板13，前管板12和后管板13支承多根传热管3。

一对盖板14、15由前盖板14和后盖板15构成。前盖板14和后盖板15分别形成为拱顶状。前盖板14设置在躯干部11的前侧，前盖板14以在其与前管板12之间夹持密封部件21的状态借助螺栓(省略图示)固定在前管板12上。在前盖板14与前管板12之间形成有供水流通的前侧水室S2。另一方面，后盖板15设置在躯干部11的后侧，后盖板15以在其与后管板13之间夹持密封部件22的状态借助螺栓(省略图示)固定在后管板13上。在后盖板15与后管板13之间形成有供水流通的后侧水室S3。

如图2～图4所示，前盖板14具有主体部14a、分隔板部14b以及两个底座部14c。主体部14a形成为拱顶状，在主体部14a与前管板12之间形成上述前侧水室S2。分隔板部14b形成为从主体部14a的内表面起向后侧突出，从而将前侧水室S2分隔成两个空间。两个空间中的一个空间构成供水流入的入口水室S21，另一个空间构成供水流出的出口水室S22。底座部14c是用于对如下文所述的牺牲阳极31进行固定的支承部分，底座部14c形成为从拱顶状主体部14a的外表面起向前侧突出。

如图1所示，后盖板15具有与前盖板14的主体部14a相同地形成为拱顶状的主体部15a，但不具有分隔板部和底座部。

此外，供水流入的流入管8和供水流出的流出管9连接在前盖板14上。流入管8连接在主体部14a的与入口水室S21相对应的部分，流出管9连接在主体部14a的与出口水室S22相对应的部分。即，流入管8的一端在入口水室S21上开口，流出管9的一端在出口水室S22上开口。

如图1所示，多根传热管3在制冷剂室S1内与躯干部11的轴平行地延伸，并且彼此相分离地布置。多根传热管3插入在两个管板12、13中，使得其前端被前管板12支承并且其后端被后管板13支承。具体而言，在前管板12和后管板13上形成有多个通孔，多根传热管3的两端部分别插入在前管板12和后管板13上的多个通孔中。需要说明的是，多根传热管3的前端在前侧水室S2的入口水室S21或出口水室S22上开口，多根传热管3的后端在上述后侧水室S3上开口。

根据如上所述的结构，入口水室S21、后侧水室S3以及出口水室S22就通过多根传热管3连通起来。即，由布置在制冷剂室S1的右半部分(图4中的右半部分)的传热管3将入口水室S21与后侧水室S3连通，由布置在制冷剂室S1的左半部分(图4中的左半部分)的传热管3将后侧水室S3与出口水室S22连通。因此，由上述三个水室S3、S21、S22和多根传热管3构成多条水流路。

此外，为了防止壳体2和传热管3等腐蚀，在水冷式热交换器1内设置有由锌制成的牺牲阳极31。在本实施方式中，在入口水室S21和出口水室S22内分别设置有一个牺牲阳极31，其安装在形成前侧水室S2的壳体2的前盖板14上。

具体而言，如图5所示，牺牲阳极31安装在封闭板34的内表面上，其中，上述封闭板34从外侧将形成在前盖板14上且剖面呈圆形的两个通孔32封住。两个通孔32形成为贯通主体部14a和底座部14c，其中的一个通孔开在入口水室S21上，另一个通孔开在出口水室S22上。封闭板34以在其与底座部14c之间夹持密封部件35的状态借助螺栓40固定在底座部14c上。牺牲阳极31形成为直径比通孔32小的圆柱形，其安装在封闭板34上，使得在封闭板34已固定在底座部14c上的情况下，牺牲阳极31插入到通孔32中。此外，牺牲阳极31的长度足够长，使得当封闭板34已固定在底座部14c上的情况下，牺牲阳极31的前端分别进入到入口水室S21与出口水室S22的内部。

〈盖板的材料和厚度〉

以往，与躯干部11一样，两个盖板14、15由铸铁制成，然而在本实施方式中，两个盖板14、15由铝青铜制成。并且，多根传热管3和两个管板12、13由离子化趋势比两个盖板14、15的材料弱的材料制成。在本实施方式中，两个管板12、13由船用钢(navalcraddedsteels)制成，多根传热管3由离子化趋势比两个管板12、13的材料弱的铝黄铜制成。

此外，如上所述，由离子化趋势比铸铁弱的铝青铜制成以往用铸铁制成的两个盖板14、15，因此两个盖板14、15的耐腐蚀性高于现有产品。此外，制成两个盖板14、15的铝青铜是强度比构成现有产品的铸铁大的材料，因此比较图6A和图6B中的图示情况可知，能够使图6B所示的本申请中的盖板14、15的厚度T比图6A所示的现有产品中的盖板14、15薄。即，耐腐蚀性高的本申请的铝青铜制盖板14、15不需要如由铸铁制成的现有产品那样通过加大厚度T来提高耐腐蚀性，因此，与此相对应地能够减小厚度T。

如果按照上述方式使盖板14、15的厚度T比现有产品薄，则盖板14与管板12之间的密封面的表面压力以及盖板15与管板13之间的密封面的表面压力比现有产品大。此外，如果使盖板14、15的厚度T比现有产品薄，则在与现有产品相同的外形条件下，在盖板14、15的内侧形成的三个水室S3、S21、S22的容积也会比现有产品大。因此，与现有产品相比，加快盖板14、15的腐蚀的三个水室S3、S21、S22内的水难以发生紊流现象。

－热交换动作－

首先，水经由流入管8供向入口水室S21。已流入入口水室S21内的水通过前端在该入口水室S21上开口的传热管3(图4中的右半部分传热管)的内部后到达后侧水室S3。已流入后侧水室S3内的水，其流动方向改变180°而通过前端在出口水室S22上开口的传热管3(图4中的左半部分传热管)后到达出口水室S22。然后，已流入出口水室S22内的水从流出管9排出。

另一方面，制冷剂回路中的制冷剂经由引入管5被引向制冷剂室S1。已引入到制冷剂室S1内的制冷剂在多根传热管3的外侧从上层部流向下层部。此时，在传热管3的外侧流动的制冷剂与在传热管3的内部流动的水进行热交换。然后，已到达制冷剂室S1的下层部的制冷剂流入到引出连接管6内后从引出管7排出。

需要说明的是，如上所述，为了防止壳体2和传热管3的腐蚀，在本水冷式热交换器1的入口水室S21和出口水室S22内设置牺牲阳极31。即，牺牲阳极31设置在由水室S21、S3、S22以及传热管3形成的多条水流路中。由此，在多条水流路中，由离子化趋势强的锌制成的牺牲阳极31比壳体2和传热管3先腐蚀。由此，防止壳体2和传热管3的腐蚀。

此外，传热管3以及管板12、13由离子化趋势比盖板14、15的材料弱的材料制成。因此，传热管3以及管板12、13的耐腐蚀性比盖板14、15高。因此，在有可能锌制牺牲阳极31腐蚀而消耗并且壳体2和传热管3腐蚀的情况下，在传热管3以及管板12、13腐蚀之前，盖板14、15会先腐蚀。由此，防止传热管3以及管板12、13的腐蚀。

－实施方式的效果－

如上所述，根据本水冷式热交换器1，由离子化趋势比现有的铸铁弱的铝青铜制成了形成水室S2、S3的两个盖板14、15。因此，能够使盖板14、15的耐腐蚀性比现有产品高。

此外，根据本水冷式热交换器1，盖板14、15的耐腐蚀性比由铸铁制成的现有产品高，并且盖板14、15的材料强度比现有产品高，因此能够使盖板14、15的厚度T比现有产品薄。由此，盖板14、15的质量减小，从而容易进行拆装盖板14、15的作业，因此能够容易进行如打扫传热管3等保修作业。

此外，根据本水冷式热交换器1，由于盖板14、15的厚度比现有产品薄，因此，盖板14与管板12之间的密封面的表面压力以及盖板15与管板13之间的密封面的表面压力高。由此，相比现有产品，能够提高挡水效果。

此外，根据本水冷式热交换器1，由于盖板14、15的厚度T比现有产品薄，因此，在与现有产品相同的外形条件下，能够使在盖板14、15的内侧形成的水室S2、S3的容积比现有产品大。因此，与现有产品相比，加快盖板14、15的腐蚀的水室S2、S3内的水难以发生紊流现象。因此，能够进一步提高盖板14、15的耐腐蚀性。

然而，传热管3、管板12、13会与制冷剂和水这两者都接触，因此若它们腐蚀，则热交换效率可能会显著降低。此外，传热管3、管板12、13相比盖板14、15难以更换。

因此，在本水冷式热交换器1中，由离子化趋势比盖板14、15的材料亦即铝青铜弱的材料制成了传热管3以及管板12、13。由此，传热管3以及管板12、13的耐腐蚀性比盖板14、15高，因此，在壳体2和传热管3可能会腐蚀的情况下，在传热管3以及管板12、13腐蚀之前，盖板14、15先腐蚀。这样，通过使盖板14、15比传热管3以及管板12、13先腐蚀，从而能够提高传热管3以及管板12、13的耐腐蚀性，其中，上述盖板14、15比较容易更换并且即使腐蚀，对热交换效率带来的影响也比传热管3以及管板12、13小。由此，能够防止热交换效率因传热管3以及管板12、13腐蚀而显著降低。

此外，根据本水冷式热交换器1，在两个水室S2、S3中的至少一个水室内设置了牺牲阳极31，其中，上述牺牲阳极31由离子化趋势比盖板14、15的材料亦即铝青铜强的锌制成。因此，离子化趋势较强的锌制牺牲阳极31比盖板14、15先腐蚀，因此能够防止盖板14、15的腐蚀。

(其它实施方式)

上述实施方式还可以构成为如下。

在上述实施方式中，将牺牲阳极31设置在入口水室S21和出口水室S22内，然而由于由铝青铜制成盖板14、15而盖板14、15的耐腐蚀性提高，因此可以不设置牺牲阳极31。

需要说明的是，在设置有牺牲阳极31的情况下，其设置位置并不限于上述实施方式中的设置位置。牺牲阳极31可以设置在后侧水室S3内，也可以设置在三个水室S3、S21、S22中的每一个水室内。此外，还可以在水室S3、S21、S22中的任意水室内设置多个牺牲阳极31。

此外，在上述实施方式中，由船用钢制成两个管板12、13，由铝黄铜制成多根传热管3，然而管板12、13和传热管3的材料并不限于此。只要是离子化趋势比盖板14、15的材料亦即铝青铜弱的材料，管板12、13和传热管3均可使用。

此外，如上所述的水冷式热交换器1用于船舶的空调装置等中，其对于海水规格的水冷式热交换器特别有用，而在以除此之外的用途使用的水冷式热交换器中也能够应用本申请的水冷式热交换器1。

－产业实用性－

如上所述，本实用新型对于海水规格的水冷式热交换器有用。

Claims (5)

1.一种水冷式热交换器，其特征在于：具备壳体(2)和多根传热管(3)，

所述壳体(2)具有：

筒状的躯干部(11)；

封闭该躯干部(11)的两端并在该躯干部(11)内划分出制冷剂室(S1)的两个端板(12、13)；

设置在所述躯干部(11)的一端侧并且在与所述端板(12)之间形成水室(S2)的由铝青铜制成的盖板(14)；以及

设置在所述躯干部(11)的另一端侧并且在与所述端板(13)之间形成水室(S3)的由铝青铜制成的盖板(15)，

多根所述传热管(3)设置在所述壳体(2)内并贯穿两个所述端板(12、13)而将两个所述水室(S2、S3)连通。

2.根据权利要求1所述的水冷式热交换器，其特征在于：

多根所述传热管(3)和两个所述端板(12、13)由离子化趋势比铝青铜弱的材料制成。

3.根据权利要求1所述的水冷式热交换器，其特征在于：

多根所述传热管(3)由铝黄铜制成。

4.根据权利要求1所述的水冷式热交换器，其特征在于：

两个所述端板(12、13)由船用钢制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的水冷式热交换器，其特征在于：

在两个所述水室(S2、S3)中的至少一个水室内设置有由锌制成的牺牲阳极(31)。