管壳式换热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采暖、通风和空调(“HVAC”)系统，并且尤其涉及用于HVAC制冷系统的管壳式换热器。一般来讲，所描述的系统和方法有助于稳定管壳式换热器中换热管的“U”形弯曲部分。
【背景技术】
[0002]制冷机(例如用于HVAC系统)一般可包括压缩机和换热器(例如，冷凝器和蒸发器)，以形成制冷环路。换热器可用作冷凝器和/或蒸发器。在管壳式换热器中，换热器一般包括壳内的换热管。换热管通常被设置成运送第一流体(例如制冷剂或水)，形成管程；而壳被设置成运送第二流体(例如制冷剂或水)，形成壳程。管程和壳程可以在换热器中形成热交换关系。换热器可帮助管程中的第一流体与壳程中的第二流体之间的热交换。
【发明内容】
[0003]本发明所披露的实施例可有助于稳定管壳式换热器中换热管的“U”形弯曲部分。本发明所披露的实施例可有助于防止“U”形弯曲部分彼此碰撞，以便有助于减少由于换热管碰撞而导致对换热管的损坏。本发明所披露的实施例还可应用于换热管的其它较长的无支撑部分。
[0004]在一些实施例，在管壳式的换热器中，多个换热管的每一个可具有“U”形弯曲部分。所述多个换热管的每个“U”形弯曲部分的峰部可设置有稳定部件。所述稳定部件可被设置成接触相邻一个换热管的外表面。
[0005]在一些实施例中，所述稳定部件可被设置成具有“O”形环形状，包括开口，所述“O”形环形状的稳定部件有一开口可容纳换热管中的一个。在一些实施例中，稳定部件的截面具有圆形轮廓，以便稳定部件易于在换热管上滑动。
[0006]在一些实施例中，所述稳定部件的截面具有一直径。所述直径可被设置成比相邻换热管的管心距和换热管的外表面的两倍半径之间的差更大，例如大3% -100%。
[0007]在一些实施例中，所述稳定部件可被设置成与多个换热管的相邻一个的外表面形成干涉配合(过盈配合)。在一些实施例中，换热管中的一个的稳定部件被设置成偏置于相邻换热管的稳定部件。
[0008]在一些实施例中，一种防止管壳式换热器中多个换热管的“U”形弯曲部分彼此碰撞的方法可包括在至少一些换热管的“U”形弯曲部分上提供稳定部件；和，将稳定部件设置在至少一些“U”形弯曲部分，使得位于相邻“U”形弯曲部分上的稳定部件彼此偏置。在一些实施例中，多个“U”形弯曲部分的每一个都可设置有稳定部件。在一些实施例中，所述稳定部件可被设置成与相邻的换热管形成干涉配合。所述稳定部件可以容纳管束并稳定换热管的“U”形弯曲部分。
[0009]实施例的其它特征和方面可通过下文的详细说明和附图而变得显而易见。
【附图说明】
[0010]现在参见附图，其中相同的附图标记贯穿整个发明表示相应的部件。
[0011]图1示出了一个实施例的管壳式换热器的透视图和局部剖切图。
[0012]图2示出了移去换热器的壳后图1所示管壳式换热器的透视图。
[0013]图3示出了图2所示换热管的“U”形弯曲部分的放大透视图。
[0014]图4A-4E示出了图1所示换热器的换热管的不同方面。图4A示出了换热器的三个相邻的换热管。图4B是图4A所示的区域4B的放大图。图4C是沿图4B中的线4C-4C剖开的剖视图。图4D示出了稳定部件的俯视图。图4E示出了沿图4D中的线4E-4E剖开的剖视图。
【具体实施方式】
[0015]多种管壳式的换热器已经被开发。通常，管壳式的换热器具有换热管在壳中延伸的结构。换热管形成管程，所述管程被设置成运送第一流体，而壳形成壳程，所述壳程被设置成运送第二流体。管程和壳程在换热器中形成热交换关系。
[0016]通常，换热管是具有等直径的管，具有第一开口端和第二开口端。第一开口端被设置成接纳流体，而第二开口端被设置成允许流体流出换热管。在一些实施例中，换热管的第一开口端和第二开口端位于壳程的第一端。在这些实施例中，换热管可在壳内部壳程的第二端周围具有“U”形弯曲部分。“U”形弯曲部分可以是没有任何支撑的较长部分。在工作期间，流入壳程的流体可能使得“U”形弯曲部分晃动或振动，并且相邻的“U”形弯曲部分可能彼此碰撞，对换热管的“U”形弯曲部分造成损坏。经过较长的一段时间，相邻的“U”形弯曲部分的碰撞可能导致换热管的泄漏。换热管的较长无支撑的直部分也可能彼此碰撞，造成损坏。
[0017]本文所披露的实施例涉及有助于稳定管壳式的换热器中换热管的“U”形弯曲部分的方法和装置。在一些实施例中，稳定部件可被设置在换热管的“U”形弯曲部分处。稳定部件可被设置成与相邻的换热管的外表面形成干涉配合，以有助于防止“U”形弯曲部分彼此碰撞。在一些实施例中，稳定部件可由弹性材料例如橡胶制成。在一些实施例中，稳定部件可具有环形截面，以便稳定部件能够易于在换热管上滑动。在一些实施例中，稳定部件可被设置在接近“U”形弯曲部分的峰部，并且相邻的“U”形弯曲部分可彼此偏置设置，使得每个稳定部件与相邻的换热管的外表面形成干涉配合。
[0018]参见构成本发明一部分的附图，其中通过实施例的示图示出了可实施的实施例。术语“干涉配合”一般表示“摩擦配合”，一般是指形成干涉配合的两个部分彼此压抵并且两个部分之间具有摩擦的情况。应当理解，本文所用的术语旨在描述附图和实施例，而不应当被视为限定本申请的保护范围。
[0019]图1示出了根据一个实施例的管壳式换热器100的局部剖切图和分解图，所述换热器100可被设置成用作制冷机的蒸发器。换热器100包括壳110，所述壳包括第一端112和第二端114。壳110包括工艺流体入口 116和工艺流体出口 118。工艺流体入口 116被设置成接纳工艺流体，例如水；而工艺流体出口 118被设置成引导调节后的工艺流体离开壳110。通常，工艺流体入口 116的位置更接近第一端112，而工艺流体出口 118的位置更接近第二端114 ;应当理解，工艺流体入口可以更接近第二端114，而工艺流体出口可以更接近第一端112。
[0020]应当指出，图1所示的实施例是示例性的。在一些其它的实施例中，壳可被设置成运送制冷剂，而换热管可被设置成运送工艺流体。在一些实施例中，工艺流体入口可被设置成接近第一端112，而工艺流体出口可被设置成接近第二端114。
[0021]换热管120在壳110中沿由壳110的长度L限定的纵向方向在第一端112和第二端114之间延伸。换热管120的开口端122连接至靠近壳110的第一端112的管板140。开口端122在管板140上形成入口区域122a和出口区域122b。入口区域122a通常被设置成接纳制冷剂并将制冷剂分配至换热管120。出口区域122b通常被设置成引导制冷剂离开换热管120。换热器100还包括头部130，所述头部130被设置成连接至管板140。每个换热管在靠近壳110的第二端114处具有“U”形弯曲部分121。
[0022]参见图2，示出了移去壳110后图1所示换热器100的透视图。一般来讲，每个换热管120始于管板140的入口区域122a(如图1所示)，沿由长度L限定的纵向方向穿过壳110，并随后在靠近壳110的第二端114的“U”形弯曲部分121处做“U”形转向。换热管120随后再次沿由长度L限定的纵向方向穿过壳110，然后止于管板140的出口区域122b (如图2所示)。稳定部件150被安装在换热管120的“U”形弯曲部分121上。
[0023]参见图1和2，在工作中，工艺流体通过工艺流体入口 116可被引入壳110，随后沿由长度L限定的纵向方向流动，并从工艺流体出口 118被引出壳。壳110中的工艺流体流可能使得换热管120的“U”形弯曲部分121晃动或振动，这可能导致相邻的换热管120的“U”形弯曲部分121彼此碰撞。稳定部件150可有助于防止换热管120的“U”形弯曲部分121彼此碰撞。
[0024]图3示出了“U”形弯曲部分121的放大视图。换热管120自第一端112到第二端114通过多个折流板152并由多个折流板152支撑。在多个折流板152的端部折流板152a之后，换热管120被设置成具有“U”形弯曲部分121。端部折流板152a通常是在由长度L限定的纵向方向上与其它折流板152相比最接近第二端114的折流板152。
[0025]如图所示，至少一些换热管120的“U”形弯曲部分121具有稳定部件150。在一些实施例中，每个换热管120的“U”形弯曲部分121可被设置成具有稳定部件150。稳定部件150—般被设置在“U”形弯曲部分121的峰部121a。峰部121a—般是换热管120转向回到第一端112 (如图1所示)的地方。
[0026]换热管120的“U”形弯曲部分121可具有不同的弧长。如图2所示，相对于端部折流板152a，一些“U”