实用新型内容
在一个方面中,本实用新型涉及一种热交换器,该热交换器包括:限定内部的壳;延伸穿过所述壳的所述内部的一个或多个管;至少一个壳侧流体入口;至少一个壳侧流体出口;至少一个壳侧气体入口;以及至少一个壳侧气体出口;用于允许至少一种管侧流体进入所述热交换器并且流到所述一个或多个管中的至少一个管侧流体入口;用于允许所述至少一种管侧流体在流经所述一个或多个管之后离开所述热交换器的至少一个管侧流体出口,所述至少一个壳侧流体入口与所述至少一个壳侧流体出口被构造成允许壳侧流体分别进入以及离开所述热交换器的区域,使得所述壳侧流体绕所述管的位于所述区域内的部分流动,从而允许所述一个或多个管内的所述至少一种管侧流体与所述区域内的所述壳侧流体之间热交换;以及所述至少一个壳侧气体入口与所述至少一个壳侧气体出口被构造成允许壳侧气体分别进入以及离开所述壳的所述内部,使得所述壳侧气体绕所述一个或多个管的位于所述内部内的部分流动,从而允许在所述壳的所述内部内所述壳侧气体与所述一个或多个管内的所述至少一种管侧流体之间热交换。
该热交换器还包括位于所述壳的相对端部处的第一集箱与第二集箱,并且其中:所述一个或多个管在所述第一集箱与所述第二集箱之间延伸穿过所述壳的所述内部;所述第一集箱包括所述至少一个管侧流体入口;并且所述第二集箱包括所述至少一个管侧流体出口。
所述第一集箱包括一个或多个第一管板,所述一个或多个第一管板具有一个或多个开口,所述一个或多个管的相应入口端部定位在所述一个或多个开口中;并且所述第二集箱包括一个或多个第二管板,所述一个或多个第二管板具有一个或多个开口,所述一个或多个管的相应出口端部定位在所述一个或多个开口中;借此,所述第一管板与所述第二管板能操作用于帮助保持所述一个或多个管的定位。
所述至少一种管侧流体是至少一种管侧液体;所述壳侧流体是壳侧液体;所述壳侧气体是空气;并且所述热交换器能选择性地操作用于提供以下任一者或者两者:所述至少一种管侧液体与所述区域内的所述壳侧液体之间的液体对液体热交换;以及所述壳的所述内部内的所述空气与所述至少一种管侧液体之间的液体对空气热交换。
该热交换器还包括一个或多个分隔板,所述一个或多个分隔板将所述壳分开成单独部分,使得所述热交换器能操作用于利用单一壳侧流体来冷却多个处理环。
所述热交换器能操作用于利用单一壳侧流体来冷却至少三个处理环。
所述热交换器能操作用于利用设备水流作为所述单一壳侧流体来冷却医学成像系统的三个处理环。
所述一个或多个管包括由所述一个或多个分隔板分开的至少两个管组;并且每个管组均被构造成接纳与其它管组不同的管侧流体。
所述热交换器能选择性地操作用于提供液体对液体热交换以及/或者液体对空气热交换中的任一者或者两者。
在另一方面中,本实用新型涉及一种热交换器,该热交换器包括:限定内部的壳;一个或多个分隔板,所述一个或多个分隔板将所述壳分开成单独部分;延伸穿过所述壳的所述内部并且由所述一个或多个分隔板分开的至少两个由一个或多个管形成的管组,一个或多个管的每个管组均被构造成接纳与每一其它管组不同的管侧流体;借此,所述热交换器能操作用于利用单一壳侧流体来冷却多个处理环。
所述热交换器能操作用于利用单一壳侧流体来冷却至少三个处理环。
所述热交换器能操作用于利用设备水流作为所述单一壳侧流体来冷却医学成像系统的三个处理环。
所述热交换器包括至少一个壳侧流体入口与至少一个壳侧流体出口,所述至少一个壳侧流体入口与所述至少一个壳侧流体出口被构造成允许壳侧流体分别进入以及离开所述热交换器的区域,使得所述壳侧流体绕所述至少两个由一个或多个管形成的管组的位于所述区域内的部分流动。
所述热交换器包括至少一个管侧流体入口与至少一个管侧流体出口,所述至少一个管侧流体入口与所述至少一个管侧流体出口被构造成允许至少一种管侧流体分别进入以及离开所述热交换器。
所述热交换器包括至少一个壳侧气体入口与至少一个壳侧气体出口,所述至少一个壳侧气体入口与所述至少一个壳侧气体出口被构造成允许壳侧气体分别进入以及离开所述壳的所述内部,使得所述壳侧气体绕所述至少两个由一个或多个管形成的管组的位于所述壳的所述内部内的部分流动。
该热交换器还包括位于所述壳的相对端部处的第一集箱与第二集箱,并且其中:所述至少两个由一个或多个管形成的管组在所述第一集箱与所述第二集箱之间延伸穿过所述壳的所述内部;所述第一集箱包括构造成允许至少一种管侧流体进入所述热交换器的至少一个管侧流体入口;并且所述第二集箱包括构造成允许所述至少一种管侧流体离开所述热交换器的至少一个管侧流体出口。
所述第一集箱包括一个或多个第一管板,所述一个或多个第一管板具有一个或多个开口,所述至少两个由一个或多个管形成的管组的相应入口端部定位在所述一个或多个开口中;并且所述第二集箱包括一个或多个第二管板,所述一个或多个第二管板具有一个或多个开口,所述至少两个由一个或多个管形成的管组的相应出口端部定位在所述一个或多个开口中;借此,所述第一管板与所述第二管板能操作用于帮助保持所述至少两个由一个或多个管形成的管组的定位。
所述热交换器能选择性地操作用于提供液体对液体热交换以及/或者液体对空气热交换中的任一者或者两者。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例实施方式。
本发明人意识到对这样一种热交换器的需求,该热交换器能够利用单一初级侧冷却流体或者单一壳侧流体来冷却多个处理环(例如来自不同来源的多种管侧流体等)。本发明人还意识到对这样一种热交换器的需求,该热交换器具有多功能性使得可以使用液体对液体热交换以及/或者液体对空气热交换中的一者或者两者。在意识到以上方面后,本发明人研发并且在本文中公开了能够利用单一初级或者壳侧流体来冷却多个处理环并且/或者具有组合的液体对液体热交换与液体对空气热交换能力的热交换器的示例性实施方式。
在示例性实施方式中,热交换器包括具有液体对空气热交换部分与液体对液体热交换部分的多芯设计。液体对空气热交换部分与液体对液体热交换部分借助附加的一个或多个分隔板而结合在热交换器的构建中。组合的液体对空气与液体对液体热交换器可以包括管与翼片热交换器、壳与管热交换器或者其它适当类型的热交换器等。
当不确定设备水是否可以用来冷却处理流体时,组合的液体对空气与液体对液体热交换器会是有益的。如果设备水不可用,那么包括组合的液体对空气与液体对液体热交换器的冷却系统仍可以完全在空气冷却状态下操作。组合的液体对空气与液体对液体热交换器可因此允许减少否则需要的诸如空气冷却或者液体冷却之类的冷却系统类型的数量的多功能普通平台。组合的液体对空气与液体对液体热交换器在紧急冷却情形(例如,会引起自来水阀或者设备水阀打开并且维持处理液体的必要冷却的动力中断等)下会是有益的。组合的液体对空气与液体对液体热交换器也可以用在多环应用中,在这些多环应用中处理水可能加热以及/或者冷却终端用户系统内部或者之内的次级冷却环。
在示例性实施方式中,多芯热交换器可以基于或者具有壳与管热交换器设计。热交换器包括一个或多个分隔板,所述分隔板允许利用单一初级侧或者壳侧冷却流体(例如设备水或者制冷剂等)来冷却不同的处理环。例如,热交换器可以用于利用设备水流作为单一初级侧或者壳侧冷却流体来冷却医学成像系统的三个不同的处理环(例如,OCU(可选冷却单元)、GCU(梯度线圈单元)以及CCU(机柜冷却单元)等)。
在冷却多种处理流体(例如以不同的流速、不同温度以及/或者用于不同消费者等)的操作中,本文中公开的热交换器的示例性实施方式在冷却多种处理流体时可能不需要利用附加歧管。因此,示例性实施方式可以消除对利用附加歧管的需求并且减少否则将使用的热交换器的总数量。因此,这些示例性实施方式可以允许减小包装尺寸并且减少配件与接头的数量,这转而可以增强可靠性,减少零件数量并且降低复杂性。通过在初级侧上利用单个高性能热交换器(与使流体流分离成三个不同热交换器相比),可以大大减小初级侧上的压降。这又减小了装置内系统层面上的能量消耗量(例如,HVAC系统或者冷却塔所需要的较小的液压压力等)。一些示例性实施方式具有壳与管多环热交换器设计,此热交换器设计允许从组件移除性能元件(例如可从壳体移除的管束等)并且清洁这些性能元件以再用。与之相比,传统的钎焊板类型的热交换器不能打开并且/或者不容易清洁。
在示例性实施方式中,热交换器在某种程度上基于壳与管热交换器设计。在这样的示例性实施方式中,热交换器大体包括在壳内延伸并且延伸穿过壳的管。第一集箱与第二集箱可以定位在壳的相对两端处。第一集箱与第二集箱可以分别包括第一管板与第二管板。第一集箱与第二集箱可以分别包括或者限定入口腔室和出口腔室,入口腔室和出口腔室经由第一管板和第二管板中的孔与管的各个入口端和出口端流体连接或者流体连通。一个或多个分隔板可以大体平行于第一管板和第二管板取向并且大体在第一集箱与第二集箱之间延伸以便将热交换器与壳分成多个部分。壳可以包括一个或多个入口(例如开口、洞等),所述入口用于允许壳侧流体(例如液体、空气等)流到位于第一集箱与第二集箱之间的壳中,因此允许管侧流体与壳侧流体之间的热交换。
在一些存在用于允许空气流到位于第一集箱与第二集箱之间的壳中的入口的示例性实施方式中,热交换器可以构造成可利用壳侧液体操作以便允许液体对液体热交换以及液体对空气热交换两者。另选的是,热交换器可以构造成可在无壳侧液体的情况下操作,使得热交换器仅依赖液体对空气热交换。
参照附图,图1示出了热交换器100的示例性实施方式,该热交换器体现了本实用新型的一个或者多个方面。如所示,热交换器100包括分隔板104,所述分隔板将壳106分开成单独部分。这允许热交换器100用于借助如由箭头108表示的单一初级侧或者壳侧冷却流体(例如,设备水流等)来冷却三个不同的处理环。在此示例中,热交换器100被示出成供医学成像系统的OCU(可选冷却单元)冷却环、GCU(梯度线圈单元)冷却环以及CCU(机柜冷却单元)使用。也可以在其它应用中利用热交换器100来冷却三个以上或者少于三个处理环、不同的处理环以及/或者除医学成像系统外的不同系统。
继续参照图1,箭头112与116表示OCU冷却环的分别流到热交换器100中与流出热交换器100的次级或者管侧流体。箭头120与124表示GCU冷却环的分别流到热交换器100中与流出热交换器100的次级或者管侧流体。箭头128与132表示CCU冷却环的分别流到热交换器100中与流出热交换器100的次级或者管侧流体。箭头108表示大体垂直于由箭头112、116、120、124、128、132所表示的次级或者管侧流体流而进入热交换器100的单一初级侧或者壳侧流体。在热交换器100中,初级侧或者壳侧流体与OCU、GCU以及CCU冷却环的次级或者管侧流体交换热。然后,如由箭头136表示的,初级侧流体退出或者离开热交换器100。结果,借助单个热交换器100利用单一初级侧流体来冷却所有三个环(OCU、GCU以及CCU)。在此示例性实施方式中,热交换器100可以构造成使得单一初级侧流体是穿过连续的、无缝的管的一种连续的、平直的流。
在示例性实施方式中,壳106包括位于第一集箱与第二集箱之间在壳的外部中的一个或多个入口(例如开口、孔、间隙等)。所述一个或多个入口被构造成允许气体(例如,环境空气、加热的空气、冷却的空气、其它气体等)流到(加压或者非加压) 第一集箱与第二集箱之间的壳的内部区域中。例如,所述一个或多个入口可以构造(例如,定位等)成使之不允许空气进入到第一集箱与第二集箱中。经由所述一个或多个入口流到壳中的空气可以用作或者充当用于液体对空气的热交换的壳侧流体。更具体地说,热可以从管内的液体(管侧流体)转移至壳内的在管上流动的空气(壳侧流体),反之亦然。在一些示例性实施方式中,壳的所述一个或多个入口可以膨胀性地、有效充当允许空气不受阻地流经壳的单个间隙。壳侧气体可以是环境温度或者可以被加热或冷却至期望温度。
在示例性实施方式中,热交换器包括将壳分开成单独部分的分隔板。这允许热交换器利用单一初级侧或者壳侧冷却流体(例如,设备水、制冷剂流等)来冷却多个不同的处理环。例如,热交换器可以供医学成像系统的OCU(可选冷却单元)冷却环、GCU(梯度线圈单元)冷却环以及CCU(机柜冷却单元)使用。但是,也可以在其它应用中利用热交换器来冷却三个以上或者少于三个处理环、不同的处理环以及/或者除医学成像系统外的不同系统。例如,热交换器可以供使用不同热源用的若干冷却环的工业驱动器以及变频器或者冷却两个以上驱动器的普通冷却系统使用。或者,例如,热交换器可以供使用不同的温控热源用的若干冷却环或者使用普通冷却系统来冷却多个工具的半导体制作工具使用。就再一示例而言,热交换器可以与数据基础架构一起使用以冷却服务中的若干热源或者利用普通冷却系统来冷却若干服务器机架。
第一集箱与第二集箱位于壳的相对两端处。第一集箱可以包括一个或多个第一管板,或者可以与一个或多个第一管板流体地连接或者流体连通。在此示例中,热交换器可以包括四个分隔板,这四个分隔板具有分别布置在五个第一管板的相应对之间的端部。第一集箱还可以包括或者限定入口腔室,该入口腔室经由第一管板中的开口(例如,洞、贯穿孔等)与管的入口端流体地连接或者流体连通。类似地,第二集箱可以包括一个或多个第二管板,或者可以与一个或多个第二管板流体地连接或者流体连通。分隔板可以具有也分别布置在第二管板的相应对之间的端部。第二集箱还可以包括或者限定出口腔室,该出口腔室经由第二管板中的开口(例如,洞、贯穿孔等)与管的出口端流体地连接或者流体连通。分隔板可以大体平行于第一管板和第二管板取向。在此示例中,分隔板可以大体在第一集箱与第二集箱之间延伸以便将热交换器与壳分成五部分。分隔板可以用于分开并且完全密封这五部分,并且流体可以在一个本体内转动若干次。另选的是,热交换器可以构造成与其它实施方式不同,例如,多于或者少于四个分隔板,多于或者少于五个第一管板与第二管板并且/或者多于或者少于五部分。
除了位于壳的两个相对端部处的第一管板与第二管板之外,热交换器可以包括附加管板。所述管板可以与壳的相对端部间隔开以帮助将管保持在壳内的正确位置。如果管是微型管,那么也可以使用加强板以提高稳固度。
热交换器可以包括定位在第一集箱与第二集箱之间(例如,大约中途等)的一个或多个挡板。挡板可以构造成引导初级侧或者壳侧流体流穿过壳,使得初级侧或者壳侧流体不走捷径地穿过壳而留下无效的低流量容积。挡板可以构造成增大壳侧流体的湍流以便实现更有效的热转移。挡板可以附接至管束,使得管束更容易可移除以便于清洁以及/或者维修。另选的是,热交换器可以构造成不同于其它实施方式,例如多于或者少于一个挡板并且/或者具有构造不同的挡板(例如,定位在其它位置、附接至壳而非管束等)。
热交换器可以构造成使得初级侧或者壳侧流体以单通道穿过壳。例如,热交换器可以包括单个无缝管,流体穿过该无缝管从一端流到另一端。或者,例如,可以通过将本体完全焊接至挡板而创建两个环,使得室之间无流体旁路。
第一集箱与第二集箱被构造成允许管侧流体在不接触壳侧流体的情况下分别流到管中以及流出管。热交换器可以构造成使得不同的管侧流体进入热交换器的各个相应部分或者处理环的管。因此,一个部分或者一个处理环的管组可以包含不同于其它部分或者其它处理环的管组内的管侧流体的管侧流体。
图2示出了体现本实用新型的一个或者多个方面的热交换器300的另一示例性实施方式。热交换器300被构造成可选择性地利用液体对液体热交换与液体对空气热交换中的一者或者两者操作。
热交换器300包括第一或者顶部集箱340以及第二或者底部集箱344。第一集箱340与第二集箱344沿着或者位于热交换器300的壳306的相对的顶部与底部(或者上部与下部)。
第一集箱340可以包括第一管板348,或者可以与第一管板348流体地连接或者流体连通。第一管板348可以包括开口(例如,洞、贯穿孔等),所述开口限定处理流体管354的入口端,或者与处理流体管354的入口端流体地连接或者流体连通。在示例性实施方式中,管354的端部可以联接(例如,焊接、钎焊、环氧树脂胶合、其它适当的“无泄漏”连接等)至第一管板348。第一集箱340包括管侧流体入口356(例如,处理流体配件等),管侧流体可以通过该管侧流体入口进入热交换器300。管侧流体入口356可以允许管侧流体在不接触壳侧流体的情况下进入管354。
第二集箱344可以包括第二管板350,或者可以与第二管板350流体地连接或者流体连通。第二管板350可以包括开口(例如,洞、贯穿孔等),所述开口限定管354的出口端,或者与管354的出口端流体地连接或者流体连通。在示例实施方式中,管354的端部可以联接(例如,焊接、钎焊、环氧树脂胶合、其它适当的“无泄漏”连接等)至第二管板350。第二集箱344包括管侧流体出口360(例如,处理流体配件等),管侧流体可以穿过该管侧流体出口在不接触壳侧流体的情况下离开热交换器300或者从热交换器300排出。
管354大体从顶部集箱340穿过第一管板348、附加管板352、壳306以及第二管板350向下延伸至底部集箱344。在此示例中,管354大体相互平行并且被管板348、352以及350保持在正确位置中。各个管板348、352以及350可以包括开口,管354的一部分定位(例如摩擦配合或者过盈配合等)在开口中。另选的是,管354可以构造成不同的,例如非线性的、弯曲的、U形的等。
热交换器300还包括区域372,该区域也可以称作液体对液体热交换区域372。更具体地说,热交换器300包括壳侧流体入口364(例如设备流体配件等)以及壳侧流体出口368(例如,设备流体配件等),壳侧流体可以借助壳侧流体入口364与壳侧流体出口368分别进入区域372以及离开区域372。区域372可以大体限定在第一集箱340的经由管侧流体入口356接纳管侧流体的部分的下方并且相对于第一集箱340的该部分密封。因此,壳侧流体(例如,设备水等)可以经由入口364进入热交换器300,流过区域372并绕管354的在区域372内的部分流动,并且经由出口368离开热交换器300。由于壳侧流体流过管354的该部分并且绕管354的该部分流动,热可以经由管壁在管侧流体与壳侧流体之间转移。当壳侧流体与管侧流体均是液体时,区域372也可以称作液体对液体热交换区。壳侧流体可以大体容纳在区域372内。管354“无泄漏地”联接至管板352,使得区域372内的液体不能泄露到区域376中。
热交换器300也可以构造成允许空气(或者其它适当气体)绕管354的位于区域376内的部分流动,区域376位于区域372、管板350、352以及第一集箱340与第二集箱344之间并且相对于区域372、管板350、352以及第一集箱340与第二集箱344密封。这可以允许经由管壁在管侧流体与区域376内的空气之间热交换。当管侧流体是液体并且区域376内的流体是空气时,区域376也可以称作液体对空气热交换区。当管侧流体是液体并且区域376内的流体是气体时,区域376也可以称作液体对气体热交换区。
在示例性实施方式中,一个或多个管侧流体入口可以允许多种不同的管侧流体(也称作“处理流体”或者“次级侧流体”)流到管中。管侧流体入口可以构建成允许管侧流体在不接触壳侧流体的情况下进入管并且流过壳。而且,各个管侧流体入口可以构建成允许不同的管侧流体流到多个管之中的有区别的管组中。例如,各个管侧流体入口可以允许一种管侧流体流到多个管组之中的仅一个管组中。各个管侧流体入口可因此为不同的冷却环提供穿过热交换器的流体流。
在一些实施方式中,各个单独的冷却环均可以包括进入不同管侧入口中的不同的管侧流体,以形成包括单个热交换器与多个不同冷却环的系统。在一些示例性实施方式中,有两个以上冷却环以及两个以上相应的管侧入口。这在功能上允许在单个系统中冷却多个冷却环(例如冷却来自不同来源的管侧流体等)。仅以示例的方式,可以利用本实用新型的热交换器来冷却三个不同冷却环(例如用于医学成像系统中等)的系统。各个冷却环均具有特有的管侧流体以及不同的管侧入口。在此情况下,各个冷却环均可以包括流经特有的不同管组的流体。因此,多个环中每一者内的管侧流体可以于各自穿过热交换器时在管侧流体不相互接触或者管侧流体不接触壳侧流体的情况下被单种壳侧(或者“初级侧”)流体冷却。因此,此示例允许借助利用单种壳侧(或者“初级侧”)流体的单个热交换器来冷却多个单独冷却环。
在包括一个或多个分隔板的示例性实施方式中,分隔板可以操作成分开或者隔离运载不同管侧流体(例如,OCU、GCU以及CCU管侧流体等)的不同管组。分隔板可以由诸如金属、金属合金、塑料之类的各种材料制成。
如本文中所述,示例性实施方式可以包括壳以及一个或多个分隔板。分隔板可以平行于管并且垂直于第一集箱和第二集箱延伸穿过壳。按照此示例性方式,分隔板可以将壳分成两个以上单独部分,其中每部分都具有相互分开的管侧流体入口。在示例性实施方式中,壳侧流体可以自由流经畅通的第一集箱与第二集箱。
在一些示例性实施方式中,管可以包括从管壁的外表面向外延伸的一个或多个表面(例如翼片等)以因此增大热转移表面积。在其它示例性实施方式中,管可能不包括任何这样的向外延伸的翼片或者其它表面。在一些示例性实施方式中,管可以具有加强的表面(例如,管壁的内部以及/或者外部上的金属涂层等)以便于热转移以及/或者防止腐蚀。
管壁厚度可以取决于例如热交换器系统中使用的流体压力、使用的材料以及/或者其它因素而变更。管的长度以及壳与热交换器的整体尺寸可以取决于例如可用于热交换器的空间、所需的冷却水平以及/或者其它因素。
在示例性实施方式中,管可以由包括金属、金属合金以及其它非金属材料的各种材料制成。例如,管可以由碳钢、低碳钢、不锈钢、铜、铜镍不锈钢、镍铬铁合金、钛以及这些材料的其它合金制成。管可以由包括例如钴、铬、铁、镍、钨、锰、钼、铜、钛、锆、铝、碳、硅、硫、磷、硼等合金制成。在一些示例性实施方式中,管可以是具有例如大于1毫米的直径的传统尺寸的管。在其它示例性实施方式中,管可以是直径(例如小于1毫米的直径等)小于传统管的直径的微型管。这样的微型管可以取决于预期应用或者最终用途、流体性能、热交换器系统的操作温度、潜在污染以及其它因素由金属、金属合金、塑料、陶瓷材料等制成。
管可以附接(例如,焊接、机械固定、钎焊、胶合等)至壳以及/或者第一集箱或第二集箱。在示例性实施方式中,管板中的机器加工槽以及位于管上的适当位置处的相应的结节可以允许增强管板与管之间的锚定强度。在其它示例性实施方式中,管可以通过焊接、填密或者本技术领域中普遍公知的其它形式的密封固定至管板。
各种流体可以用于示例性实施方式中的壳侧流体与管侧流体。例如,示例性实施方式可以包括乙二醇水(EGW)、水、水乙二醇混合物、电子冷却流体(例如,氟等)、油、惰性氟化流体(例如全氟聚醚(PFPE)氟化流体、galden热传导PFPE流体等)、去离子水、去矿物质水、超纯水、燃料等中的一者或者多者。
壳可以由诸如金属、金属合金(例如低碳钢等)以及其它材料之类的各种材料制成。例如,壳可以由包括钴、铬、铁、镍、钨、锰、钼、铜、钛、锆、铝、碳、硅、硫、磷、硼等中的一者或者多者的金属合金制成。
第一集箱与第二集箱的尺寸可以取决于整个热交换器的尺寸、热交换器中期望的液体对液体热交换与液体对空气热交换的比例以及/或者其它因素而变更。第一集箱与第二集箱可以由诸如金属、金属合金(例如低碳钢等)以及其它材料之类的各种材料制成。例如,集箱可以由包括钴、铬、铁、镍、钨、锰、钼、铜、钛、锆、铝、碳、硅、硫、磷、硼等中的一者或者多者的金属合金制成。
在示例性实施方式中,管侧流体可相比壳侧流体具有较高的温度,从而热从管侧流体转移至壳侧流体。当以此示例性方式构造时,热交换器可以用于冷却管侧流体。在其它示例性实施方式中,管侧流体可相比壳侧流体具有较低的温度,从而热从壳侧流体转移至管侧流体。当以此示例性方式构造时,热交换器可以用于使管侧流体加温。
在示例性实施方式中,允许环境空气流到位于第一集箱与第二集箱之间并围绕管的壳中。当环境空气相比管侧流体具有较低的温度时,管侧流体可以被环境空气冷却。在其它示例性实施方式中,环境空气可以相比管侧流体具有较高的温度,从而管侧流体可以被环境空气加温。
在示例性实施方式中,第一集箱与第二集箱之间的壳的中间区域可以包括位于壳外表面中的一个或多个入口(例如,洞、间隙等)以允许气体(例如,增压空气、冷却的空气、加温的空气或者环境空气等)流经中间区域。这允许环境空气或者其它气体充当在管的位于中间区域内的部分上方流动或者围绕该部分流动的次级、附加或者另选的壳侧流体。在此情况下,热可以经由管壁在管侧流体与位于中间区域内的环境空气或者其它气体之间交换。然后,环境空气或者其它气体可以经由一个或多个出口(例如,洞、间隙等)离开壳或者从壳排出。在示例性实施方式中,壳的中间区域位于第一集箱与第二集箱之间,并且可选地包括一个或多个分隔板,所述分隔板使运载不同管侧流体的管组分开。
本文中公开的热交换器的示例性实施方式可以用于广泛的用途,例如供热空调(HVAC)系统、医学成像系统、炼油工艺、热泵、发动机以及冷却或者加热流体是有益的其它系统。
提供示例实施方式,使得本实用新型透彻,并将范围充分传达给本领域技术人员。陈述诸如特定组件、设备和方法的示例这样的数字具体细节,来提供本实用新型的实施方式的透彻理解。对本领域技术人员显而易见的是,不必采用具体细节,示例实施方式可以以许多不同形式来实施,且示例实施方式不应解释为限制公开的范围。在某些示例性实施方式中,不对已知过程、已知设备结构和已知技术进行详细描述。另外,可以凭借本实用新型的一个或更多个示例性实施方式实现的优点和改进仅是为了例示的目的而提供的,并且不限制本实用新型的范围,这是因为这里所公开的示例性实施方式可以提供所有上述优点和改进或都不提供,并且仍然落在本实用新型的范围内。
这里所公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状实质上是示例,并且不限制本实用新型的范围。这里公开的给定参数的具体值和值的具体范围不排除可以在这里所公开的一个或更多个示例中有用的其它值和值的范围。而且,预想,这里所描述的具体参数的任意两个具体值可以限定可适合于给定参数的值的范围的端点(即,给定参数的第一值和第二值的公开可以解释为公开第一值与第二值之间的任意值还可以用于给定参数)。例如,如果参数X在这里被例示为具有值A且还被例示为具有值Z,则预想,参数X可以具有从大约A至大约Z的值的范围。类似地,预想用于参数的两个或更多个范围的值的公开(这种范围是否嵌入、交叠或清楚)使用所公开范围的端点来将可能要求的值的范围的所有可能组合包含在内。例如,如果参数X在这里例示为具有1-10或2-9或3-8范围内的值,则还预想,参数X可以具有包括1-9、1-8、1-3、1-2、2-10、2-8、2-3、3-10以及3-9的值的其它范围。
这里所使用的术语仅是用于描述具体示例实施方式的目的,并且不旨在限制。如本文中所使用的,除非上下文中明确指出,单数形式“一”、“一个”也旨在包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”可兼用,因此指定所描述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。这里所描述的方法步骤、处理以及操作不被解释为必须要求按所讨论或例示的具体顺序执行,除非被特别识别为执行顺序。还要明白,可以采用附加步骤或另选步骤。
当指出某个元件或层在另一元件或层“上”、与另一元件或层“接合”、“连接”或“联接”时,其可以是直接在其它元件或层上、直接与其它元件或层接合、连接或耦接,或者也可以存在中间元件或层。相反,当指出某个元件直接处于另一元件或层“上”、与另一元件或层“直接接合”、“直接连接”或“直接耦接”时,可能不存在中间元件或层。应当按照同样的方式来解释用来描述元件之间的关系的其它词语(例如,“之间”与“直接之间”,“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中使用的,术语“和/或”包括一个或多个关联的所列术语的任何和全部组合。
术语“大约”在应用于数值时指示计算或测量允许数值的某一轻微的不精确(与数值的精确具有某一近似值;大约或相当接近于数值;差不多)。如果“大约”所提供的不精确由于某一原因而在本领域中不以该通常意义来理解,那么这里所使用的“大约”至少指示可能由测量或使用这种参数的通常方法引起的变化。例如,术语“通常”、“大约”以及“大致”在这里可以用于意味着在制造公差范围内。
虽然本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应当受到这些术语的限制。这些术语可以仅被用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语当在本文中使用时不隐含顺序或次序,除非上下文中有明确说明。因此,在不背离示例性实施方式的教义的情况下,能够将第一元件、组件、区域、层或部分称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述,诸如“内部的”、“外部的”、“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”、“上面的”等的空间相关术语在这里可以用于描述如附图中所例示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间相关术语可以旨在除了附图中所描绘的方位之外还包含设备使用或操作时的不同方位。例如,如果将附图中的设备翻过来,则将被描述为在其它元件或特征的“下面”或“之下”的元件定位成在其它元件或特征的“上面”。因此,示例性术语“在下面”可以包括上面和下面的两种方位。还可以对设备进行定位(旋转90度或处于其它方位),并因此解释本文中使用的空间相对描述符。
对实施方式的上述说明是为了例示和说明的目的而提供的。并非旨在对本实用新型进行穷尽,或者限制。具体实施方式的独立元件、所预期或所描述的用途或特征通常不限于该具体实施方式,而在适用情况下可互换,并且可用于所选实施方式中(即使没有具体示出或描述)。实施方式还可以以许多方式来改变。这种变型例不被认为偏离公开,并且所有这种修改例旨在包括在公开的范围内。