《具有柔性外壳及多个内部金属管的用于啤酒冷却设备的套管式热交换器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有柔性外壳及多个内部金属管的用于啤酒冷却设备的套管式热交换器.pdf（12页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102667390 A (43)申请公布日 2012.09.12 CN 102667390 A *CN102667390A* (21)申请号 201080047648.4 (22)申请日 2010.10.19 61/279580 2009.10.23 US F28D 7/10(2006.01) B67D 1/08(2006.01) B67D 7/80(2006.01) (71)申请人 JA瑙塔 地址 加拿大安大略省史托维尔市 (72)发明人 JA瑙塔 (74)专利代理机构 广州弘邦专利商标事务所有 限公司 44236 代理人 张钇斌 (54) 发明名称 具有柔性外壳及。
2、多个内部金属管的用于啤酒 冷却设备的套管式热交换器 (57) 摘要 通常为管状的可延伸的热交换器， 至少一个 热交换器安装在内部。 热交换器由塑料材质的、 形 成密封腔的、 并具有龙头从此处伸出的一对末端 的外管组成。热交换器安装在外管的内部并且连 接于位于每一末端的龙头以便它能延伸外管的长 度并且密封连接于每一龙头。热交换器由许多不 锈钢管 （多于两个） 组成， 每个具有相同的直径并 且轻轻地相互扭曲以形成单一的热交换器。龙头 位于外管的每一末端以形成热交换器的管的集合 管。热交换器液体引入外管与热交换器之间的空 间中以在设备中提供必须的热交换。由于热交换 器通过相同末端龙头的集合管连接， 。
3、因此热交换 器的每一管子运输相同的产品。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.04.23 (86)PCT申请的申请数据 PCT/CA2010/001665 2010.10.19 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/047475 EN 2011.04.28 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 5 页 1/2 页 2 1. 用于加热或冷却液体的热交换器， 包含 ： 预设长度的柔性的可延伸的管道， 其具有密封在每一末端内的一对。
4、末端器件以产生密 封的内腔， 第一对龙头密封在所述管道的所述末端器件中， 作为所示热交换器的集合管起作用， 以致管道的每一末端都具有从此处伸出的龙头， 其与一组金属的热交换管连通并且密封于此组金属的热交换管， 此组金属的热交换管延伸 至在所述管道的末端之间的所述腔中， 热交换介质许可并且通过密封安装在所述可延伸的管道中的第二对龙头从所述管道 的内部离开。 2. 如权利要求 1 所要求的热交换器， 其中一组金属热交换管沿着它的长度轻轻地扭曲 以形成单一的个体。 3. 如权利要求 1 所要求的热交换器， 其中在所述换热设备中的金属管的数量多于四 个。 4. 如权利要求 1 所要求的热交换器， 外面。
5、的柔性管道具有约 3/4 英寸的内部直径。 5. 用于加热或冷却液体的热交换器， 包含 ： 预设长度的柔性的可延伸的管道， 其具有一对密封末端以产生密封的内腔， 每一末端具有从此处伸出的至少两个龙头， 其密封连接于延伸至所述管道末端之间的 所述腔中的多个独立的密封金属热交换管， 传热介质允许并且通过密封安装在其中的另一对龙头从所述管道的内部的所述腔中 离开。 6. 如权利要求 5 所要求的热交换器， 其中每组金属热交换管沿着它的长度轻轻地扭曲 以形成单一的个体。 7. 如权利要求 5 所要求的热交换器， 其中在每一组中金属管的数量大于三。 8.如权利要求5所要求的热交换器， 其中外面的柔性管道。
6、具有约3/4英寸的内部直径。 9. 用于加热或冷却液体的热交换器， 包含 ： 在其中包含加热的或冷却的液体的预设形状的容器， 浸没在所述液体中的金属热交换器， 包含至少两个平行连接的直径和长度基本相同的中空金属管的所述金属热交换器， 引入和流经所述热交换器的所述管子的液体， 所述液体随着它流经所述热交换器而改 变温度。 10. 如权利要求 9 所要求的热交换器， 其中所述管子密封连接至在所述管子末端的两 集合管。 11. 如权利要求 10 所要求的热交换器， 其中所述容器形成与所述管子相同长度的导管 的形式， 并且所述集合管密封至所述导管的末端。 12. 用于冷却物质的热交换器， 包含第一对连。
7、接于一系列平行连接的中空管的中空的 管子并散绕成螺旋线圈的形式， 所述热交换器被合适的传热介质环绕以冷却所述热交换器的所述系列的平行连接管， 所述物质在所述热交换器的所述中空管中流通。 13. 如权利要求 12 所要求的热交换器， 其中第一个两中空管通过集合管连接的方式连 权 利 要 求 书 CN 102667390 A 2 2/2 页 3 接于所述系列的平行中空管。 14. 如权利要求 12 所要求的热交换器， 其中所述螺旋线圈围绕着定位于其中心的套 管。 15. 如权利要求 12 所要求的热交换器， 其中物质是啤酒。 16. 如权利要求 13 所要求的热交换器， 其中导流翅片散绕为所述的螺。
8、旋线圈以分开所 述热交换器的所述平行连接中空管。 17. 如权利要求 12 所要求的热交换器， 其中传热介质是水和冰。 18. 构建热交换器装置的方法， 包括 ： 提供具有一对末端的可延伸的导管， 提供热交换器， 包含多个相似的管子， 超过一个在所述导管的末端相互连通， 所述热交 换器管具有与所述导管相同的长度， 密封所述管的末端至所述两末端器件， 随后密封所述末端器件至所述导管以便所述热 交换器位于所述导管中， 且 安装一组密封至所述导管的管道连接器用于所述导管中热交换液体的流通。 权 利 要 求 书 CN 102667390 A 3 1/4 页 4 具有柔性外壳及多个内部金属管的用于啤酒冷。
9、却设备的套 管式热交换器 0001 该申请涉及用于几乎所有液体的 （热的或冷的） 但主要用于在啤酒喷头处分装之 前冷却啤酒的热交换器。众所周知， 啤酒是发酵产物 （通常是大麦） ， 并且在完成该发酵产物 的许多流程后， 啤酒装瓶或在桶中 （在一定压力下） 运输至公众消费。 0002 本申请是直接用于桶中的啤酒， 并且主要是直接用于在啤酒供应之前的啤酒的冷 却。 0003 啤酒的一般品质如下 ： 在桶中运输的啤酒是利用二氧化碳在一定压力下保存的。啤酒中二氧化碳的溶解度 随温度和压强的不同而变化。啤酒中二氧化碳的溶解度增加至达到在液体啤酒的冰点 （约 28.3 华氏度） 中的最大值。 0004 液。
10、体啤酒中二氧化碳溶解度随着啤酒的压强的减少而减少。 0005 在桶中运输的啤酒通常是利用二氧化碳加压并且一般存储在给啤酒建立的 “冷藏 室” 中。 “冷藏室” 通常是保持在约 40 华氏度。啤酒通过与每一桶相连的专用分装线从桶 中分装。一般向每一个桶供应包括二氧化碳、 氮气、 空气或这些气体的结合的推进剂。啤酒 抽吸泵也用于增加传输至分装喷头的啤酒的压力。 0006 用于储存桶的 “冷藏室” 及啤酒分装喷头之间的距离可达到并超过 100 英尺。用 于换热设备的系统的现有技术， 称为干线， 包括从 “冷藏室” 向喷头延伸的内管 （金属或塑料 的） 。啤酒在该管中运输并且冷乙二醇 （如果吸收是无害。
11、的） 在其中分布。该管一般封闭在 由塑料或金属材质构成的外部管道中， 并且通过塑料或类似隔离物的方式与内管分开。整 个外部管道及内管是稍微柔性的。 0007 定位在外部护管内的具有一些独立的运输不同种类啤酒的内管是不常见的， 但是 没有一种情况是相同类型的啤酒通过超过一个管子运输至相同的目的地。 0008 干线的结构是阻止暖啤酒在喷头处供应的一种尝试。在从冷藏室传输期间， 当在 喷头处供应的啤酒是部分温热的时， 进行了在啤酒存储于冷藏室的温度下的喷头处供应啤 酒的每一个尝试。 0009 其他冷却供应的啤酒的尝试常常是在喷头处。可增加啤酒收集器 （存储器） 至系统 以帮助建立更多的合适的供应啤酒。
12、的温度。有时， 在喷头处增加了 “板式冷却器” 以确保分 装的啤酒足够的凉爽。使用该系统， 啤酒通常是在 29-32 华氏度在喷头处分装。 0010 有时， 在对啤酒的高需求期间会超过提供冰啤酒的系统的能力， 伴随的结果是分 装的啤酒的温度超过了期望范围。提供高温度啤酒的结果是 ： 1、 由于供应的啤酒没有足够的冷冻而引起广大客户的不满， 并且 2、 在该系统中啤酒的过量泡沫， 易导致啤酒输送系统的 “冻结” ， 这将导致整个啤酒输 送系统的关闭。 0011 本发明的系统所带来的改进旨在于提供以下改进。 所供应的啤酒的温度更准确地 控制在比之前更低的温度中。冰啤酒的驱动压力并没有通过本发明的设。
13、备而增加。 “冷藏 室” 变得多余， 现在， 在桶中的啤酒可以在室温下供应给该系统。啤酒在 29 至 32 华氏度的 说 明 书 CN 102667390 A 4 2/4 页 5 售卖点时方便从室温的桶中冷却。 实际上， 在该系统中啤酒不需要储存， 因此不需要啤酒存 储器。 0012 附图简述 图 1 显示了现有技术的热交换器系统 ； 图 2 显示了本发明的热交换器 ； 图 3 显示了本发明的剖视图 ； 图 4 显示了本发明的紧凑透视图 ； 图 5 显示了图 4 的设备的剖视图 ； 图 6 显示了具有安装了流动分离管的图 4 的设备的剖视图 ； 图 7 显示了带安装了流动分离管的图 4 的设备。
14、 ； 图 8 显示了本发明的可替换形式。 优选实施例 0013 现在参照图 1， 所示为现有技术的热交换器 10。外部的护套或外壳如 12 所示。商 业安装包括管道， 如 14 和 16 所示的末端所示为单独的管道， 但是如 22 所示的管道也许代 表几个啤酒运输管道， 假如管道 22 是假设为运输不同种类的啤酒。换热器 10 通常是由热 交换器液体的溶液在其中流通的外管 12 组成。 0014 在申请人的发明之前， 它作为典型的系统存在。虽然龙头 18 和 20 所示为从靠近 管道 12 末端的点突出， 但是龙头 18 和 20 也可出自于护套或管道 12 的许多位置。这代表 了从存储室向喷。
15、头延伸的干线。因此， 当啤酒从管子 （22） 向喷头传输时， 啤酒或多或少地 保持在冷藏室的温度中。 0015 直到对啤酒的需求超过冰啤酒的供应能力， 之前在该系统中一切都能很好地发挥 功能。这将导致冰在管道 22 的内部表面形成。如果这种情况持续进行， 在管子 22 中的啤 酒流动的限制导致管道 22 中啤酒的流动减速， 而过量的啤酒的泡沫会导致系统最终的 “冻 结” 。当这种情况发生， 操作者没有其他选择， 除了解冻整个系统。这要求系统的完全关 闭。当系统重新建立时， 操作者为力图避免之前的问题， 于是他通过降低啤酒管道 22 的直 径 （以增进冷却） 达到该目的， 而为补偿直径的降低， 。
16、他必须增加桶中啤酒的压力以输送啤 酒至该系统。这通常要求使用昂贵的 “啤酒气体” 以给该系统增压。 0016 有时， 在喷头处的收集器 （存储器） 的增加被认为能改善这一问题， 但是当遭遇对 冰啤酒的高需求的情况时， 这一解决方案只会使情况变得更糟。 0017 图 2 是申请人发明的换热设备的透视图。此处， 热交换器所示延长了管道 32 的整 个长度。管道 32 在封装于管道 32 内的末端 34 及 36 之间延伸。在管道 32 的末端支持着 一对龙头 38 和 40。这些龙头用于供应和传输啤酒至热交换器 30。龙头 38 和 40 在此情况 下是金属的。一对龙头 42 和 44 是密封连接。
17、在热交换器 30 的末端 34 和 36 附近。该热交 换器与图 1 所示是相同的尺寸并设计用于替换它。 0018 图 3 所示为图 2 的热交换器 30 的部分透视图。在该图中， 龙头 38 和 40 实质上是 申请人的热交换器 30 的所示为 46 的内管的集合管。在此， 集合管 38 和 40 所示定位在管 道 32 的末端。 0019 所示包含多个管子 46 的热交换器设备。申请人的发明的管子 46 优选的是由不锈 说 明 书 CN 102667390 A 5 3/4 页 6 钢或一些合适的金属塑性物质制成并且按照 3/16 英寸的 ID 排序， 约 12/1000 英寸厚。完 成期望。
18、啤酒流量的冷却所需的管子数量是变化的， 但是发现通常是设置 4 至 6 根不锈钢管 子 （所有都运输相同的产品） 并且延长约 30 英尺 （长度随着装置变化） ， 并且在管道 32 的每 一末端结合为普通的集合管， 用于在预选的温度供应冰啤酒。啤酒管道 46 可沿着管道 32 的长度以任意方式配置用于增加冷热换热介质 （通常是乙二醇） 的 “洗气” 作用。 0020 在装置中携带有将寒冷传送至传输啤酒的管子 46 的冷的乙二醇的龙头 44。啤酒 的热交换是相当好的并且具有令人满意的功能。 0021 图 4 显示了申请人的发明的紧凑模式的透视图。在此， 所示的热交换器 50 关于自 身是折叠的，。
19、 产生了更紧凑的热交换器， 具有向它的内容物提供适当的外壳的容器52。 在容 器 52 的一末端， 所示一对管子或管道 54 和 56 从此处伸出。这些管道传输啤酒至热交换器 50 及远离热交换器 50， 啤酒在通过通道期间冷却。 0022 在容器 52 的另一相对末端是一对管道或管子 58 和 60， 其传输冷的乙二醇至容器 52 及远离容器 52。这为啤酒提供了冷却。 0023 所示在容器 52 的另一相对末端的管子 58 和 60 不是必须的， 出自容器 52 的管子 58 和 60 及管子 54 和 56 的结构是无关紧要的。 0024 图 5 所示为申请人的热交换器 50 的部分透视。
20、图 （其中一部分） 。在此， 所有的器件 都与图 4 中所示具有相同的参照编号， 但是为更好的阐述申请人的发明， 所示容器 52 是其 中的一部分。在该图中， 所示的单个管子 54 在接点 62 处连接于多个管子 64。管子 56 穿过 容器 52 的末端 66 并且在其中的接点 （未显示） 处连接于管子 64。 0025 单个管子 54 和 56 在热交换器 50 的 62 处连接于管子并且实际上是为管子 64 起 集合管的作用。 0026 管道 58 和 60 定位在容器 52 的 68 的末端 （未显示） 并且管道 58 传输冷的乙二醇 至热交换器 50， 而管道 60 传输来自于本发明。
21、的热交换器 50 的些微温热的乙二醇。 0027 本发明的紧凑的热交换器 50 来自于管子 64 缠绕 （可包含多重平行连接管） 为螺旋 线圈， 并且随后形成管子 64 为圆柱状物并嵌入容器 52 中。具代表性的管子 64 通常为至少 三个平行连接的热管的独立层。这使得热交换器 50 能安装在之前认为不可能的位置， 但是 现在由于其的紧凑， 安装而变得可能。 0028 图 6 显示了带管子 70（塑料的或其他合适的材质） 的图 5 的设备， 管子 70 是安装 在其中以直接冷却如 68 所示的管子中流动的介质。在此， 流动指向管 70 用于给管子 68 上 的热交换介质导向以便于热交换器 52。
22、 的管子 68（由多重管构成） 每一个都暴露于冷热交 换介质， 而热交换介质的温度低于它不在管子 70 中的温度。 0029 所示的管子 70 是中空的， 并且如需要， 这样可作为热交换介质 （一旦它暴露于管 子 68） 的回路。 0030 管子 70 由选自以下材料组成 ： 塑料、 纸、 氯丁橡胶等。 0031 图 7 显示了带散绕在管子 68 之间的翅片 72 的图 5 的设备。虽然所示翅片 72 仅 仅只有一转， 但是应该理解翅片72是完整的翅片结构的代表， 翅片72是散绕的、 是连续的， 同时它散绕和形成线圈结构， 以便从相邻的中空管将管子 68 分开。 0032 热交换器 52 的效。
23、率通过在设备 52 的管子 68 之间替换地加入螺旋形散绕的分割 物 72 而增加。这是非金属的塑料的防护物， 能确保冷的乙二醇总是暴露于物质 （啤酒） 传输 说 明 书 CN 102667390 A 6 4/4 页 7 线圈 68。 0033 图 8 显示了热交换器安装在开放的容器 82 中的装置 80。这将是设备 80 用作在 “挡板” 双方的啤酒冷却器的情况。在此， 紧凑的热交换器 84 松散地支持在包含冰水混合物 86 的容器 82 中。所示热交换器 84 浸没在冰水混合物 86 中。所示啤酒桶 88 在容器 82 的 外面并且通过管子或管道90的方式连接于紧凑的热交换器84。 热交换。
24、器84的另一末端连 接于管子 92， 管子 92 连接于物质 （啤酒） 分装设备阀 94。 0034 所示在 100 处的龙头 （其也许是泵） 以确保至热交换器 84 的冷热交换介质有连续 的供应。这确保供应给客户的产品始终是冷的。 0035 图 6 的设备使用装载冰块的水作为换热介质。众所周知， 水是好的换热介质。在 此， 当使用图 6 的设备冷却物质 （啤酒） 时， 冰水混合物连续地搅动以确保在热交换器 50 中 好的热交换， 这是很重要的。如图 7 中所示的如 72 所示的翅片将帮助冷却流通的物质 （啤 酒） 。 0036 本发明的换热介质可包括从水到氟里昂的任何冷却介质。 可见带冰的水。
25、将作为合 适的换热介质发挥功能。 0037 本设备将发挥功能以当在要求提供压力供应给含二氧化碳的果汁和水混合的饮 料时冷却该混合产品。 0038 此处所描述的设备有以下重要的特性 ： 1、 在本发明中所示的热交换器中， 多重管道运输相同的产品至相同的目的地。 0039 3、 运输相同产品 （啤酒） 至相同目的地的多重管子的使用导致设备不需要为了传 输产品至其目的地而增加供应给产品的压力。 0040 4、 在本发明中使用的乙二醇当被人类完全吸收时是完全无害的。 0041 本领域技术人员能联想到具有前面的说明书和相关附图所提出的学说的优点的 本发明的许多变型和其他的实施例。因此， 应该理解， 本发明不限于所公开的特定实施例， 变型和实施例都旨在包含在独立权利要求的范围内。 说 明 书 CN 102667390 A 7 1/5 页 8 图 1图 2 说 明 书 附 图 CN 102667390 A 8 2/5 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 102667390 A 9 3/5 页 10 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102667390 A 10 4/5 页 11 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102667390 A 11 5/5 页 12 图 8 说 明 书 附 图 CN 102667390 A 12 。