CN102893098B - 换热器 - Google Patents

Abstract

一种换热器（1）具有交换器单元（20），交换器单元（20）至少包括基本共轴的一个第一盘绕导管和一个第二盘绕导管（21，23）以及用于容纳交换器单元（20）的外壳（2）。外壳（2）具有第一端壁（3）、第二端壁（4）以及在两个端壁（3，4）之间的周边部分（5）。每个导管（21-23）具有入口和出口，其中，第一导管（21，23）的出口基本串行地连接到第二导管（22）的入口。交换器单元（20）被外壳（2）的第一端壁（3）支撑，第一导管（21）的入口和第二导管（22）的出口基本在外壳（2）的第一端壁（3）处。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及换热器，尤其是冷凝型换热器。

背景技术

换热器的作用是在两种流体之间传递热能：例如，在家用煤气锅炉的情况中，换热器的作用是加热在其内部循环的水，从经由燃烧器产生的燃烧所导致的热烟开始。所述锅炉被构想成利用随着燃烧产生的热以及燃烧烟中所含的冷凝潜热二者。为了回收烟中所含的热，换热器包括外壳，在该外壳中限定了水的循环路径，烟被使得逆着该循环路径流动。

所回收的冷凝热的量主要取决于来自换热器的水的输送温度以及去往换热器的水的返回温度。此外，为了获得在换热器路径的内部和外部的流体之间的显著交换，有必要具有尽可能宽广的换热表面。为此目的，前述路径可包括多个盘绕导管或管道，所述多个盘绕导管或管道基本彼此共轴地布置，多个导管的最内导管围绕燃烧器。

在第一类方案中，盘绕导管并行地操作；也即，它们各自在换热器的入口室和出口室之间延伸，所述入口室和出口室形成在对应外壳的两个轴向端部处。从文献No.WO2005/080900可以了解这类方案。

在第二类方案（本发明对其进行参考）中，多个盘绕导管经由基本U形的连接器串行地连接，从而水从该导管系列的第一导管的入口进入换热器中并且通过该导管系列的最后一个导管的出口从换热器出来。从文献No.EP-A-1813882可以了解这类方案，权利要求1的前序部分基于该文献。

在具有串行盘绕导管布置的已知换热器中，由各盘绕导管形成的螺旋被“装”在外壳的两个相对端壁之间。这使得需要设想在前述端部处的显著量的热绝缘体。而且，考虑到换热器的外壳的轴向尺寸由盘绕导管的轴向尺寸确定，这类方案从生产的观点看远远不是灵活的。如已经说过的，换热器的热功率除了其他因素之外还取决于换热表面，从而，不过对于生产和成本的进一步复杂而言，被构想用于不同热功率的换热器在各导管的卷匝数量方面彼此不同，从而在对应螺旋的轴向尺寸方面彼此不同：应当理解的是，由于所述螺旋被装在外壳的两个端壁之间，所以至少在其周边部分的尺寸方面，必须故意地针对换热器的每个模型来建造后者，在周边部分中通常限定了烟出口以及用于水的入口和出口连接器。

这些已知方案则显现了进一步的缺点：实际上，仅仅在换热器已经被实际地完全组装时，即在盘绕导管组被安装到外壳中的情况下也能进行测试步骤。在生产缺陷（例如，由于不理想的焊接或密封而造成的液体泄漏）的情况下，必须至少部分地拆卸该产品，造成如此涉及的时间和成本。

而且，通常而言，例如由于水入口和出口连接器的定位，具有串行的多个盘绕导管布置的已知换热器的结构从安装在用户设备（例如，锅炉或热水器）中的可能性方面看也远远不是灵活的。

发明内容

考虑到前述因素，本发明致力于解决所述缺点中的一个或多个并且提供具有高效操作和紧凑尺寸的换热器，该换热器简单并且对于生产和测试在经济上是有利的，该换热器的特征在于生产方面和安装方面的高灵活性。为了实现该目的，本发明的主题是一种换热器，尤其是冷凝型换热器，所述换热器具有所附权利要求中示出的特征，所述权利要求形成了本文关于本发明所提供的技术教导的一体化部分。

附图说明

从接下来的描述并参照附图将会显现本发明的其他目的、特征和优点，所述附图仅仅通过非限制性示例的方式提供并且在附图中：

图1和2是根据本发明的换热器的透视图；

图3是图1和2的换热器的前视图；

图4和5是根据图3的线IV－IV和V－V的放大比例的剖面图；

图6和7是图1和2的换热器从不同角度的局部分解图；

图8和9是图1和2的换热器从不同角度的缩小比例的分解图；

图10和11是图1和2的换热器的盘绕导管组从不同角度的透视图；

图12和13是图1和2的换热器的前视图和后视图，分别去除了前壁和外壳主体；

图14和15是图1和2的换热器的液压连接构件的两个透视图；

图16是根据图1和2的换热器的前视立面图，还设置有对应的燃烧器；并且

图17是根据图16的线XVII－XVII的剖面图。

具体实施方式

在本说明书中，所提到的“实施例”或“一个实施例”意图表示关于该实施例描述的具体构造、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，本说明书的不同地方可能出现的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”之类的短语不必都指代一个且同一个实施例。此外，具体构造、结构或特征可以以任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。本文所使用的引文仅仅为了方便并且不限定保护范围或实施例的范围。

根据本发明建造的用于煤气锅炉的换热器在图中整体上由1标示，该换热器特别是冷凝型换热器。

换热器1包括外壳2，外壳2具有两个端壁3和4以及周边部分5，两个端壁3和4在本文中被定义为前壁和后壁，周边部分5在两个壁3和4之间延伸。在所示的示例中，壁3和4基本是四边形的，并且周边部分5具有彼此垂直的四个侧壁；在可能的变体（未示出）中，端壁具有圆形的形状，并且周边部分由单个圆柱形壁构成。

在优选实施例中，后壁4和周边部分5由标示为6的单个主体制成。优选地用可模制塑料或合成材料（例如聚丙烯）来形成所述单个主体6。有利地，如下面将会显现的，壁3可经由塞缝（calking）联接到主体6的周边部分5的顶缘。

烟出口7和冷凝物出口8被限定在周边部分5中，烟出口7和冷凝物出口8优选地但不是必须在周边部分5的相对区域中，烟出口7和冷凝物出口8关于外壳2的轴线是基本径向的。明显地，出口7和/或8的位置可不同于所示出的位置。优选地，单个主体6还整体地形成有例如在部分5的边缘处的肋或加硬成形部9以及锚定凸缘10。

壁3由优选为不锈钢的导热材料制成，经由剪切和变形操作而从金属板的变形来获得。壁3具有中心通道11，略微朝向内侧拉拔，尤其用于安装燃烧器（例如参见图16和17，其中，燃烧器由50标示）。优选地，提供了围绕开口11的加硬拉拔部11a，以便防止随着燃烧器的安装而造成变形。拉拔部11a可支撑燃烧器的固定翅片。

换热器1的液压连接构件12被固定在壁3的外侧，处于关于通道11的周边位置，其用于本文中被假定为待加热液体的流体，尤其是水。优选地，构件12被固定在壁3的角部附近。

如下面将要清楚地显现的，构件12具有两个内导管并且将二者操作为用于液体的入口连接器和出口连接器。在后面还将要清楚地显现换热器1的用于液体的入口和出口二者如何有利地被定位在一个且同一个端壁（即，壁3）上，优选地但不是必须处于彼此邻近的位置。

外壳2容纳交换器单元，交换器单元包括多个盘绕导管，所述多个盘绕导管是基本共轴的并且限定了用于液体的换热路径。前述交换器单元在图4-7中整体上由20标示，并且至少包括第一和第二盘绕金属管道或导管，其例如在图4、5和8、9中由21和22标示。导管21和22例如由钢制成并且具有不同直径的卷匝，其中，如图4和5中可以清楚看到的，导管22所形成的螺旋在导管21所形成的螺旋内延伸。在本发明的优选实施例中，单元20可包括由23标示的至少一个第三盘绕金属导管或管道。在所示的示例中，导管23例如由钢制成并且具有比导管21的卷匝直径更大的卷匝，从而形成了导管21所形成的螺旋在其内延伸的螺旋。多个导管的每个导管21-23具有入口21a、22a、23a和出口21b、22b和23b（图10和11）。

在未示出的优选实施例中，仅仅提供两个导管，例如导管21和22，导管21和22具有基本相同的流动截面积并且例如借助于U形连接构件等彼此串行地连接，也即，导管21的出口21b连接到导管22的入口22a。

在本发明的提供了三个导管21-23的优选实施例中，导管21和23被设置成彼此并行并且与导管22串行；也即，导管21和23的出口21b和23b连接到导管22的入口22a。通过下面描述的歧管构件来实现两个最外导管21和23到内部导管22的该连接。在本发明的上述包括三个导管的优选实施例中，导管22的流动截面积或通道截面积大于导管21的流动截面积并且大于导管23的流动截面积，导管21和导管23优选地但不是必须具有相同的流动截面积。在其他实施例中，三个导管21、22和23可以具有相同的直径或流动截面积，即使所述实施例显现了略微降低的性能水平。

在具有多个共轴螺旋的冷凝型换热器中，通过燃烧器产生的热的主要部分（大约80％）被带到限定了最内螺旋的导管。所提出的方案（较大直径的内部导管22被两个较小直径的并行导管21和23供给）使得将能够实现高效率以及保证流体的足够流速且将单元20的尺寸从而将换热器1的尺寸作为整体来看保持为紧凑的。

由本申请人进行的实际测试已经可以确认：在换热器1应用到家用锅炉的情况中，在导管21和23具有对应于被包括在约12mm和约20mm之间（尤其是约16mm）的直径的流动截面积并且导管22具有对应于被包括在约14mm和约22mm之间（尤其是约16mm）的直径的流动截面积时，可以获得非常高效的操作。

在特别有利的实施例中，三个导管21-23在横截面上所具有的形状使得各自的螺旋具有基本相同的节距。由于下面将要说明的原因，该方案对于生产目的而言尤其有利。

例如在图4和5中可以看到的，在所示的实施例中，导管21和23具有大致圆形的横截面，而导管22具有大致椭圆或扁平的横截面。如图5中可以示出的，导管22的椭圆形截面具有大致平行于对应螺旋的轴线的短轴Y，其基本对应于导管21和23的圆形截面的直径“D”：这样，对于三个螺旋获得了恒定的节距P。当然，也可以在导管21-23的横截面形状不同的情况下实现相同的结果。根据一个实施例（未示出），限定单元20的内部螺旋的导管22具有基本圆形横截面，而导管21或者导管21和23的流动截面积小于导管22的流动截面积，大致为椭圆或扁平的。因此，在该类别的变体中，导管21或者导管21和23的大致椭圆或扁平的的截面具有大致平行于对应螺旋的轴线的长轴，其基本对应于第二导管22的圆形截面的直径。

得益于恒定的节距P（如图4和5中可以示出的），由单元20的导管形成的螺旋的轴向尺寸是相同的（基本上，三个螺旋具有相同的高度）；出于相同的原因，各螺旋的卷匝的数量也是相同的。

每个导管的卷匝之间的距离优选是相同的。为此目的，在一个实施例中，每个盘绕导管具有用于将各自卷匝保持在正确距离的合适装置，沿着螺旋自身的发展，所述距离优选是恒定的。在特别有利的实施例中，这些装置由导管自身的局部部分构成，所述局部部分被成形为充当间隔器。所述局部部分可经由对应导管的变形来获得，尤其是根据文献No.WO2005/080900的教导。

再次从图4和5可以示出，在换热器1中，由两个相邻导管形成的螺旋如何被设置为彼此相隔一距离，使得所述两个导管之间限定的是基本圆柱形间隙。为此目的，每个螺旋的卷匝优选地具有相同的直径。从相同的图还可以看出，一个螺旋的卷匝之间限定的空隙被设置为基本面对相邻螺旋的卷匝之间限定的空隙或者与相邻螺旋的卷匝之间限定的空隙对准（也即，一个螺旋的空隙不面对相邻螺旋的卷匝，例如在前述文献No.EP-A-1813882中那样）。本申请人进行的实际测试已经可以确认这种布置在任何情况下都保证了换热器1的高效操作。

根据本发明的特征，如下面描述的，导管21的入口21a和导管22的出口22b（或者在所示的优选实施例中，导管21、23的入口21a、23a和导管22的出口22b）基本位于外壳2的端壁3处。

为此目的，在所示实施例中并且例如在图6和10中可以清楚看到的，每个导管具有由21c、22c和23c标示的中间成角度的弯曲。这样，导管21和23（当它们都存在时）中限定的是由21d和23d标示的导管的各自初始区段，其沿着对应螺旋的大致轴向方向或者高度方向延伸；类似地，导管22中限定的是由22d标示的导管的最终区段，其也沿着对应螺旋的大致轴向方向或者高度方向延伸。

在优选实施例中，导管的前述区段21d、22d和23d（当提供了后者时）是基本直线的，并且基本彼此平行且平行于由各自导管形成的螺旋的轴线。而且，优选地，导管的前述区段21d、22d和23d（当提供了后者时）在由最外导管23形成的螺旋的外侧延伸，并且基本上到达外壳2的壁3的一个且同一个区域3a（例如参见图1和2），也即连接构件12所安装的区域。而且，如可以看到的，在所示的优选实施例中，前述区段从螺旋的与壁3相对的端部延伸，与后者延伸一样远。

经由歧管构件来实现导管21或者导管21和23到导管22的连接，歧管构件安装在导管22的入口端以及导管21的出口端或导管21和23的出口端处。

在一个实施例中，前述歧管构件包括大致帽状主体，其在图5、8、9、12和13中由24标示。该帽状主体24优选地但不是必须由金属材料制成，并且具有至少部分地弯曲的形状，从而限定也大致弯曲的内表面，该内表面在安装条件下面对导管22的入口22a以及导管21和23的出口21b和22b。

在所示的示例中，歧管构件还包括例如在图5和8-11中可以看到的由25标示的板元件，该板元件由金属材料制成。板元件具有大致平的中心部分和周缘，三个通孔（参见图8和9）被限定在大致平的中心部分中，周缘构造成以流体不透的方式联接到帽状主体24。当帽状主体24和板25均由金属制成时，帽状主体24和板25的边缘之间的流体不透联接可例如通过焊接来完成。为了组装的目的，例如在图11中可以看到的，导管21-23的端部被插入前述孔中并且然后被以流体不透方式固定到板25，尤其是通过焊接。

在一个实施例中，如图11中可以看到的，将要被固定到板25的导管22的入口端以及导管21和23的出口端被以倾斜切口来切割。该特征能够改进歧管构件的流体动力学特性，降低压头损失；通过帽状主体24的内表面的曲率实现了类似的功能。明显地，板25中制出的贯通开口具有与导管的倾斜切口所确定的一致的横截面。

在优选实施例中，交换器单元20包括由26标示的至少一个第一端板，例如在图4、5、8、9中可以看到的。在换热器1的组装条件下，该板26面对外壳2的壁3，与其接触。板26可例如经由从金属板剪切和拉拔而获得，并且具有各自的中心通道（在图8、9和12中由27标示），用于与壁3的通道11连接。为了连接两个通道11和27，它们中的至少一个由板26的或者壁3的大致管形部分限定：在所示的示例中，所述大致管形部分属于板26并且在图4和5中由26a标示。另一方面，如已经提到的，限定了开口11的壁3的内边缘也略微向内拉拔，如在图4和5中可以看到的。在组装条件下，板26的管形部分26a的顶边缘被以流体不透的方式通过焊接固定到壁3，尤其是固定到其限制了开口11的内边缘。

如可以看出的，板26还具有大致环形凸缘部分26b（图4和5），管形部分26a从大致环形凸缘部分26b升起，其中，导管21-23的端部卷匝搁置在该凸缘部分26b上。

在组装条件下，板26的环形部分26b被设置成相隔外壳的壁3一距离，使得壁和板之间限定的是大致环形间隙。例如在图4和5中可以看到的，该间隙由28标示并且该间隙的存在使得在没有绝缘物质的情况下能够将壁3的温度控制为均匀。其原因在于板26仅仅在管形部分26a的顶边缘处被连结到壁11，并且导管的端部卷匝不直接与壁11接触。还将意识到的是，在换热器1的操作期间，穿过导管21-23的卷匝之间的空隙的烟可到达单元20的外侧，从而间隙28基本是干的并且已经将大部分的热量带到导管，由此使得能够在壁3和板26之间的界面区域获得对应的冷却。

如已经提到的，在组装条件下，导管21-23的端部卷匝与板26接触。有利地，板26被成形为限定由29标示的座或凹陷，其中一些能够在图12中看到，用于定位由导管21-23形成的螺旋的所述端部卷匝。在该示例中，这些座29具有主要部分和终端部分，该主要部分被成形为基本类似于圆弧，该终端部分基本是直线的，其沿近似切向的方向发展。座29有助于确保前述端部卷匝的适当定位，从而确保对应螺旋的适当定位；座29的前述切向区段使得能够确保将导管的各自直线部分定位成远至由导管23形成的螺旋外侧（参见图10-12），在导管的所述部分的端部处提供了前述的歧管构件24-25。

在本发明的该优选实施例中，单元20还包括第二端板，第二端板在图4、5、8、9和13中由30标示并且以基本类似于板26的方式构造，但是优选地没有中心开口。在组装条件下，板30面对外壳2的壁4并且被设置为从壁4相隔一距离。螺旋端部的卷匝搁置在板30上，与壁3相对。例如在图13中可以看到的，板30还设置有对应的定位座31，其具有类似于板26的座29的构造和功能。还是在该情况中，座31的切向区段使得能够确保将导管的各自直线部分定位成远至由导管23形成的螺旋外侧，在所述部分的端部处提供了中间成角度弯曲21c、22c和23c（例如参见图7和13）。

根据本发明的特征，交换器单元20被外壳2的端壁3支撑，即被用于流过换热器1的液体的入口和出口所位于的同一个壁支撑。

为此目的，单元20优选地包括系杆形式的支撑元件，其在一端处被壁3支撑并且在另一端处支撑导管组21-23。在所示的非限制性示例中，前述系杆（仅仅其中一些在图8和9中示出，在图8和9中,它们由32标示）通过板26被壁3间接地支撑并且通过板30支撑导管组21-23。

如前面已经提到的，由单元20的两个相邻导管形成的螺旋被设置为彼此相隔一距离，使得在它们之间限定了基本圆柱形间隙。优选地，系杆32在该空隙中延伸，基本沿着由导管21-23形成的螺旋的轴向方向。该方案使得可以控制单元20的横向负担并且轴向地稳定螺旋组。

系杆32优选地由金属板形成并且具有大致扁平构造。为了与系杆联接，板26和30具有各自的裂缝，其在图中不可见。系杆32初始具有基本直线构造，并且为了组装而被安装成使得它们穿过板26和30的前述裂缝。例如在图12和13中可以清楚看到的，分别从板26和30朝向壁3和4突出的系杆32的端部基本以直角弯曲。优选地，通过将系杆32的所述弯曲端部焊接到对应的板26或30来完成固定。

图14和15示出了连接构件12，连接构件12在对应于区域3a的位置固定在壁3的外侧上，被朝向外侧连接的导管21-23的端部位于区域3a中。构件12具有金属或塑料主体，其限定了连个导管12a和12b。导管12a被连接到导管22的出口22b，并且具有与后者基本相同的流动截面积；导管12b具有入口，该入口的流动截面积与导管12a的基本相同并且然后分支成两个出口12c，其具有与导管21和23基本相同的流动截面积，所述出口12c被设置为与所述导管的入口21a和23a连接。

换热器1的部件的生产是简单的。如已经提到的，外壳的主体6可借助于诸如聚丙烯的热塑材料的模制来获得。壁3、板26和30以及系杆32可从金属板开始利用该领域统一的技术经由剪切和/或变形操作来获得。而且，金属导管21-23可使用该领域自身已知的技术来获得所描述的构造。歧管构件的部件24、25以及连接构件12的主体的生产也是简单的。

换热器1的组装也是非常简单的并且可以至少部分地自动化。

系杆32的第一端部穿过板26的对应裂缝，然后以一角度弯曲并焊接到板自身。由三个导管21-23形成的螺旋以与座29的形状一致的方式被共轴地布置在板26上，使得系杆32在相邻螺旋之间所限定的间隙中的一个或多个内延伸。诸如耐高温硅酮材料的密封剂材料可设置在螺旋的第一端的卷匝和板26之间。

接下来，系杆32的第二端被配合在板30的对应裂缝中，板30以与座31的形状一致的方式与螺旋的第二端的卷匝接触（图13）。优选地，在板30的定位和固定之前，绝缘体（在图4-5和8-9中由34标示，例如由陶瓷纤维或蛭石制成）在干涉配合的情况下插入由导管22形成的螺旋的底开口中。系杆32的第二端然后弯曲并且被焊接到板30。还是在该情况中，上述类型的密封剂可被设置在螺旋的第二端的卷匝、绝缘体34和板30之间。

这样，导管21-23被装在板26和30之间。如已经提到的，板26和30的座29和32与系杆32一起保证了螺旋的适当定位。应当注意，在这方面，板26和30被成形为保证各螺旋的卷匝之间沿基本垂直于螺旋自身轴线的方向的对准：为所述目的，板26和30的限定了座29和32的区域至少部分地发展为盘卷，其在小倾斜壁处开始和终止（如在图8和9中可以部分地看到的）。

通过首先如前所述将板25设置在导管21-23的对应端部的区域中（图10-11），然后进行对应的焊接，用分布器构件24-25来完成单元20。帽状主体24然后以流体不透的方式关联到板25，在该情况中，例如通过焊接。

在单元20如此被组装的情况下，例如在图10和11中可以看到的，导管区段21d-23d的端部在高度上突出超过螺旋。导管21-23的这些端部然后插入区域3a中设置的各自孔中（参见图7），从而略微突出超过壁3。在壁3上，在对应于导管的所述端部且对应于区域3b的位置，然后例如用螺钉等并且用插入的密封环来固定连接构件12，从而双叉导管12b-12c（图14-15）与导管21和23的入口21a和23a连通，并且导管12a与导管22的出口22b连通。最后，板26的管状部分26a的边缘被沿着壁3的开口11的张开内边缘焊接。

然后，如此获得的单元可朝向主体6的内部插入，直到壁3的周缘搁置在部分5的边缘上。壁3的边缘可被直接塞缝在部分5的边缘上（附图示出了塞缝操作之前的联接）。为此目的，塑料主体6的部分5的边缘优选地具有向外突出的周边凸缘（在图4-7中由5a标示），而壁3被成形为呈现周边座3b，前述凸缘5a插入周边座3b中。然后，在对应于所述座3b的位置中的壁3的外边缘可被塞缝在凸缘5a上，而不需要插入任何密封元件。

现在将参照图16和17来简要描述换热器1的操作，假设换热器自身将要装备家用类型的煤气锅炉。在该类应用中，第一换热流体是必须例如在散热器系统中循环的加热液体，或者卫生系统的水，并且第二换热流体是由燃烧产生的烟。

来自系统的将要被加热的液体经由连接构件12的导管12b进入换热器1。经由导管12b的双叉，液体并行地供给导管21和23，直到到达歧管构件24-25。经由歧管构件，离开导管21和23的水传输到导管22。然后，液体流过导管22（即，最接近燃烧器50的螺旋），到达连接构件12的导管12a。

作为通道的两个不同区段（从而不同流速）的结果，液体以与各自导管的换热容量成比例的量从内部导管22（其是最热的）开始经过并朝向最外导管23（其是最冷的），三个导管21-23在独立的且降低的温度下操作，从而以决定性的方式促进了烟的冷凝现象。在每个导管中，液体趋向于吸收不同量的热量：热量的大部分被最内导管22吸收，其还吸收燃烧器50产生的辐射的热量，而中间导管21和最外导管23吸收烟的剩余能量。作为导管21和23的较低温度的结果，可以从烟吸收非常大量的能量，通过逐渐地耗尽并遇到越来越冷的液体，所述烟可以有效地冷凝。

然后，离开连接构件12的导管12a的液体被再次引入系统中。换热器1中产生的冷凝物被收集并经由出口8排放，残余的烟经由出口7排出。

在使用最少量的纤维绝缘体等的情况下，经由金属板的变形和剪切以及塑料材料的模制（当主体6由所述材料制成时）的简单操作，换热器1可整体地由可回收材料制成。部件的组装也同样简单。

换热器的结构是极其紧凑的，同时在足够流体流量的情况下保证了高的热效率。在使用并行地供给单个内部盘绕导管的两个外部盘绕导管的情况中，这些优点得到加强。鉴于成本效益比的优化，所提出的方案提供了在用于生产单元20的材料的选择方面充分的灵活性。例如，外部导管可由相比内部导管较低价值的材料制成，和/或用相比用于内部导管的材料耐腐蚀且较少耐热的材料制成（如已经提到的，外部导管较少经受热并且更多经受冷凝）。同样，导管的厚度可以不同，例如外部导管比内部导管更薄。

交换器单元基本是“自支撑的”（即整体上由外壳的单个壁支撑）这一事实使得能够使用一个且同一个外壳主体以获得用于不同热功率的换热器，从而由盘管的不同轴向尺寸来区分。例如，所有其他条件保持相同，前述结构性元件（导管21-23的螺旋具有九个卷匝）使得所获得的换热器能够标示地具有32kW的功率：在相同的元件但是导管21-23限定了仅仅六个卷匝的螺旋的情况下，使得能够获得20-kW的换热器，根据所选择的卷匝的数量确定，等等。也就是说，带有具有不同数量的卷匝的螺旋的交换器单元20能够在任何情况下组合到相同类型的外壳2，并具有制造方面的明显优点。得益于针对各螺旋构想了恒定节距P（从而针对各螺旋的相同轴向尺寸）的方案，这些优点得到明显地加强。

交换器单元被外壳的单个壁支撑的事实还带来了能够减少绝缘体的优点。得益于所存在的环形间隙28，该优点进一步加强，环形间隙28使得壁3的加热能够被控制以及由其得到的优点。

于是，外壳的单个端壁对交换器单元的支撑确定了如下的实际优点：与根据现有技术的换热器不同，能够在单元20被插入外壳2之前对单元20进行测试。因此，可以通过更简单且更快速的方式来校正可能的制造缺陷。

前述优点还与流体的入口和出口位于支撑交换器单元的同一个端壁有关。考虑到最终应用，所述特征提供了换热器的更加灵活的安装。应当意识到，例如，在壁3关于部分5简单环形旋转的情况下，整个单元20（从而连接构件）可采取替代的位置，特别是关于烟出口7以及关于冷凝物出口9。如以及提到的，这个方面证明是有用的，因为其使得能够根据各种类型的锅炉上的最终应用来改变连接器12的位置。

当然，在不损害本发明原理的情况下，结构和实施例的细节可以相对于本文仅仅以示例方式描述和示出的广泛地变化，而不会由此偏离本发明的范围。

在前面所示的实施例中，换热器1的轴线是水平的，但这不应当以任何方式被认为是约束性的或限制性的。同样，本发明不应当被理解为限于诸如锅炉、热水器等产品上的家用类型的应用，根据本发明的换热器实际上也可以用于其他环境。

在所示的示例中，换热器的入口和出口被设置为在壁3上彼此接近，但是该类型的定位不应被理解为是限制性的。实际上明显的是，通过对导管21-23进行适当地成形，入口和出口可以占据彼此隔开的位置，例如，入口在壁3的第一角部附近，而出口在同一个壁的第二角部附近，第二角部例如是与第一角部成对角关系的角部。

以与关于构件12的导管12b-12c描述的类似方式，通过为此目的构想具有两个入口和一个出口的合适的集管，可以在外壳2中实现导管23的出口21b、23b汇合到单出口导管。

主体6可以由诸如钢的金属材料而不是塑料制成。

Claims (24)

1.一种换热器，具有：

交换器单元（20），所述交换器单元（20）包括用于第一流体且基本彼此共轴的多个盘绕导管，所述多个盘绕导管至少包括一个第一和一个第二导管（22），所述第一导管和第二导管（21，22）具有不同直径的卷匝，使得所述第二导管（22）形成了在所述第一导管（21）所形成的螺旋内延伸的螺旋；和

用于容纳所述交换器单元（20）的外壳（2），所述外壳（2）具有第一端壁（3）、第二端壁（4）以及在两个端壁（3，4）之间的周边部分（5），所述外壳（2）适于接收用于与所述第一流体换热的第二流体，所述第一端壁（3）具有贯通开口（11），

其中，所述多个盘绕导管中的每个导管具有入口和出口，所述第一导管（21）的出口（21b）基本串行地与所述第二导管（22）的入口（22a）连接，

其特征在于，所述交换器单元（20）整体地被所述外壳（2）的第一端壁（3）支撑，并且所述第一导管（21）的入口（21a）和所述第二导管（22）的出口（22b）基本在所述外壳（2）的第一端壁（3）处。

2.根据权利要求1的换热器，其中

所述多个盘绕导管还包括用于所述第一流体的一个第三导管（23），基本与所述第一和第二导管（21，22）共轴，所述第三导管（23）的卷匝的直径大于所述第一导管（21）的卷匝的直径，使得所述第三导管（23）形成了所述第一导管（21）所形成的螺旋在其内延伸的螺旋，

所述第三导管（23）的入口（23a）基本在所述外壳（2）的第一端壁（3）处并且所述第三导管（23）的出口（23b）与所述第一导管（21）的出口（21b）并行地连接到所述第二导管（22）的入口（22a）。

3.根据权利要求2的换热器，其中

所述第二导管（22）的流动截面积大于所述第一和第三导管（21，23）的流动截面积；

所述第一、第二和第三导管（21-23）在横截面上所具有的形状使得各自的螺旋基本具有相同的节距（P）。

4.根据权利要求3的换热器，其中，所述第一和第三导管（21，23）具有大致圆形的横截面，并且所述第二导管（22）具有大致椭圆的横截面，所述第二导管（22）的椭圆形截面具有大致平行于对应螺旋的轴线的短轴（Y），其基本等于所述第一和第三导管（21，23）的圆形截面的直径（D）。

5.根据权利要求1至4中任一项的换热器，其中，所述多个盘绕导管中的每个导管具有中间成角度的弯曲（21c-23c），用于分别限定导管的各自初始区段（21d，23d）或导管的最终区段（22d），其沿着对应螺旋的大致轴向方向延伸。

6.根据权利要求5的换热器，其中，所述导管的区段（21d-23d）是基本直线的，基本彼此平行且平行于由各自导管形成的螺旋的轴线，并且在由所述多个盘绕导管形成的螺旋的外侧延伸。

7.根据权利要求6的换热器，其中，所述导管的区段（21d-23d）从更接近所述外壳（2）的第二端壁（4）的螺旋的端部开始。

8.根据权利要求1的换热器，其中，由所述多个盘绕导管的两个相邻导管形成的螺旋彼此隔开，使得在所述两个相邻导管之间限定基本圆柱形空隙。

9.根据权利要求8的换热器，其中，所述交换器单元（20）包括多个系杆元件（32），所述多个系杆元件（32）在一个所述圆柱形空隙中延伸，基本沿着由所述多个盘绕导管形成的螺旋的轴向方向。

10.根据权利要求1的换热器，其中

所述交换器单元（20）包括一个第一端板（26），其大致面对所述外壳（2）的第一端壁（3）并且具有贯通开口（27），所述贯通开口（27）连接到所述外壳（2）的第一端壁（3）的贯通开口（11）并且与其基本共轴，所述开口的至少一个由所述第一端板（26）或所述第一端壁（3）的管状部分（26a）限定，所述第一端板（26）被固定到所述第一端壁（3），

由所述多个盘绕导管形成的螺旋的第一端部处的卷匝与所述第一端板（26）接触，并且

所述第一端板（26）的至少一个环形部分（26b）与所述外壳（2）的第一端壁（3）隔开，使得在所述第一端壁（3）和所述第一端板（26）的所述环形部分（26b）之间限定大致环形空隙（28）。

11.根据权利要求10的换热器，其中，所述交换器单元（20）包括一个第二端板（30），其大致面对所述外壳（2）的第二端壁（4）并与其隔开，并且由所述多个盘绕导管形成的螺旋的第二端部处的卷匝与所述第二端板（30）接触。

12.根据权利要求10的换热器，其中，所述第一端板（26）被成形为限定定位座，用于由所述多个盘绕导管形成的螺旋的各自端部的卷匝。

13.根据权利要求11的换热器，其中，所述交换器单元（20）包括多个系杆元件（32），所述系杆元件（32）具有分别固定到所述第一和第二端板（26，30）的相对的端部。

14.根据权利要求13的换热器，其中，所述第一和第二端板（26，30）具有用于所述系杆元件（32）的贯通缝槽。

15.根据权利要求2的换热器，还包括安装在所述外壳（2）的第一端壁（3）上的连接器构件（12），所述连接器构件（12）限定第一和第二通道（12a，12b），所述第一通道（12a）连接到所述第二导管（22）的出口（22b），并且所述第二通道（12b）具有入口和两个出口（12c），所述两个出口（12c）分别连接到所述第一和第三导管（21，23）的入口（21a，23a）。

16.根据权利要求1的换热器，还包括歧管构件（24-25），所述歧管构件（24-25）安装在所述第二导管（22）的入口端（22a）以及所述第一导管（21）的出口端（21b）。

17.根据权利要求16的换热器，其中，所述多个盘绕导管在所述第二导管（22）的入口端（22a）和所述第一导管（21）的出口端（21b）处被以倾斜切口来切割。

18.根据权利要求1的换热器，其中，所述外壳（2）的第二端壁（4）和周边部分（5）在合成材料的单件（6）中形成。

19.根据权利要求18的换热器，其中，所述第一端壁（3）通过塞缝联接到所述单件（6）的周边部分（5）的边缘（5a）。

20.根据权利要求1至3中任一项的换热器，其中，所述换热器是冷凝换热器。

21.根据权利要求1至3中任一项的换热器，其中，所述第一端壁（3）的贯通开口（11）用于燃烧器（50）。

22.根据权利要求1的换热器，其中，所述交换器单元（20）包括系杆（32）形式的支撑元件，其在一端处被所述第一端壁（3）支撑且在与所述第一端壁（3）相对的端部处支撑所述多个盘绕导管。

23.根据权利要求18的换热器，其中，所述外壳（2）的第二端壁（4）和周边部分（5）在塑料单件（6）中形成。

24.根据权利要求11的换热器，其中，所述第二端板（30）被成形为限定定位座，用于由所述多个盘绕导管形成的螺旋的各自端部的卷匝。