CN104854418B - 板式热交换器板、板式热交换器、用于加热的设备及用于热交换的方法 - Google Patents

板式热交换器板、板式热交换器、用于加热的设备及用于热交换的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于板式热交换器(12)的热交换器板(17)，所述热交换器板包括第一侧部、第二侧部和中心点(P)，假想的中心轴线(A)沿与板(17)的平面垂直的方向延伸穿过该中心点(P)，其中，板(17)包括用于第一介质的第一端口(30)以及用于第二介质的至少第二端口(31)和第三端口(32)。板(17)还包括围绕第一端口(30)设置在第二侧部上的第一密封件(35)、在板(17)的圆周处设置在第二侧部上的第二密封件(36)以及设置在第一密封件与第二密封件(35、36)之间以形成第一传热区域(38)和与第一传热区域(38)间隔开的第二传热区域(39)的封闭的第三密封件(37)，其中，第二端口(31)设置在第一传热区域(38)中并且第三端口(32)设置在第二传热区域(39)中。本发明还涉及包括该板的板式热交换器及包括该热交换器的用于加热的设备。

Description

板式热交换器板、板式热交换器、用于加热的设备及用于热交 换的方法
技术领域
本发明涉及用于板式热交换器的热交换器板。此外，本发明涉及包括多个这种热交换器板的板式热交换器。热交换器用于将热能从第一介质传递至第二介质，比如用于从第一介质回收热。一种类型的热交换器包括呈板组形式的多个热交换器板，板组布置在壳中以形成所谓的板壳式热交换器。
本发明还涉及用于加热的设备，该设备包括燃烧器和用于从由燃烧器产生的燃烧气体回收热能的板式热交换器。这种用于加热的设备可以在用于产生热和热水的中央加热器中使用。本发明还涉及用于在第一介质与第二介质之间进行热交换的方法。
背景技术
在现有技术中存在许多不同类型的热交换器和用于加热的设备。在加热行业中，使用模制或管成形的热交换器来从燃烧气体回收热能——也称为燃烧热，其中热能通过燃料和空气的混合物的火焰燃烧产生。火焰燃烧在高温下进行并且包括复杂的气相自由基反应(radical reactions in gas phase)。设计紧凑的燃烧器和热交换器的可能性受限于为获得有效燃烧而需要特定的火焰长度的燃烧技术。此外，存在火焰自身或火焰区与热交换器的传热表面直接接触的风险，这将导致一氧化碳的高排放和损毁材料的风险。为获得合理的耐久性，通常的解决方案是加大材料厚度以补偿这些技术问题。因而，其结果是现有技术的设备低效、占空间、笨重且昂贵。因而，存在对改进的热交换器和用于加热的设备的需要。
发明内容
本发明的目的是避免上面提及的现有技术的缺陷和问题。本发明实现了从燃烧气体更有效地回收热并且实现了获得更紧凑且节省成本的用于加热的设备的可能性。
本发明涉及用于板式热交换器的热交换器板，该热交换器板包括多个端口、第一侧部、第二侧部以及中心点，假想的中心轴线沿与板的平面垂直的方向延伸穿过该中心点，其中，板包括用于第一介质的第一端口以及用于第二介质的至少第二端口和第三端口，其特征在于设置在第二侧部上以形成第一传热区域和第二传热区域的密封件，其中，第二端口设置在第一传热区域中并且第三端口设置在第二传热区域中。该板可以包括围绕第一端口设置在第二侧部上的第一密封件、在板的圆周处设置在第二侧部上的第二密封件、以及形成第一传热区域和第二传热区域的第三密封件，第三密封件例如是封闭的，其中，第一传热区域与第二传热区域间隔开。通过热交换器板的设计，能够从第一介质有效地热传递至第二介质，其中，避免了过热、特别是在围绕第一端口的边缘处的过热。这进而防止了因热力现象和过高温度形成的裂纹并且使得能够获得长使用寿命的包括该板的热交换器。此外，能够进行其中的流动方向是径向地对向流动的热交换并且第二介质能够平行地且连续地流动通过热交换器的板组。通过有效地热传递，可以避免呈例如水的形式的第二介质沸腾，还可以减小石灰化合物的沉淀。此外，可以避免呈燃烧气体形式的第一介质的弱冷凝。
第一端口可以设置在板的中央并且第一传热区域可以设置在第二传热区域的径向外部。传热区域可以是环形的，其中，第二传热区域围绕第一端口，并且第一传热区域围绕第二传热区域。第一端口可以是圆形的。板可以是圆形的。
板的第一侧部可以形成有第一式样以提供第一介质的径向流，其中，板的第二侧部可以形成有不同的式样以提供第二介质的外部流和内部流。
第二端口和第三端口可以绕中心轴线相互成角度地移位。板还可以包括第四端口和第五端口，其中，第四端口设置在第一传热区域中、 用于第二介质，第五端口设置在第二传热区域中、用于第二介质。
本发明还涉及一种板式热交换器，该板式热交换器包括具有第一端板、第二端板及设置在第一端板与第二端板之间的如上所述的热交换器板的板组，其中，所述板设置成在第一端板与第二端板之间交替地形成用于第一介质的第一间隙，以及在第一端板与第二端板之间交替地形成用于第二介质的第二间隙，其中，所述板设置成在第一间隙中在第一端口与所述板之间形成沿径向方向的通道，使得第一介质可以在第一端口与位于所述板的圆周外侧的位置之间径向地流动。在第二端板处，热交换器可以在第二端口与第三端口之间设置有通道，使得第二介质可以在第二端口与第三端口之间流动。因此，获得了一种用于将热从第一介质——如燃烧气体传递至第二介质——如水的紧凑且有效的热交换器。
因此，由于第一间隙的周界是敞开的并且形成用于第一介质的出口，因此热交换器可以设置成使得第一介质能够从第一端口在沿着板的平面的方向上流动并从板组流出。因此，热交换器可以设置成使得第一介质沿与中心轴线垂直的方向从第一间隙流出。壳体可以封闭板组，使得第一介质可以例如在板组的周界与壳体之间的间隙中沿轴向方向被引导并且引导至壳体中的出口。
本发明还涉及一种用于加热的设备，该设备包括燃烧器和如上所述的板式热交换器，燃烧器设置有催化器以通过催化燃烧燃料提供第一介质，板式热交换器连接至燃烧器以将热从第一介质传递至第二介质。因此，第一介质是燃烧气体而第二介质可以是液体——如水。所得到的设备是高效的并且可以制造成紧凑且具有长耐久性的。
燃烧器可以包括外罩和内罩，外罩具有用于燃料的入口，内罩具有用于燃料的入口并且设置在外罩中以在内罩与外罩之间形成空间从而导引进入的燃料围绕内罩并且导引至内罩的入口开口，其中，催化器设置在内罩中以提供呈燃烧气体形式的第一介质。因此，燃烧器的冷却借助于进入的燃料或燃料和空气的混合物而获得，其中，获得了燃烧器的简化的冷却从而避免了逆火。
催化器可以是渐缩的，例如圆锥形或形成为半球形或以任何其他适合的方式形成，使得燃烧从外部发生并且进入燃烧器。此外，设备 可以设置成使得燃烧从顶部和下部发生。因而，避免了燃烧器的壳的过热，此外，外罩通过进入的燃料或燃料和空气的混合物被冷却并且还可以通过与热交换器的接触以传导的方式冷却。
本发明的其他特征和优点将从下面的实施方式的描述、附图以及从属权利要求变得明显。
附图说明
现在将借助于实施方式并且参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的用于加热的设备的示意性立体图，其中，燃烧器、热交换器和装置的壳体彼此分开，
图2是图1的燃烧器的局部纵向剖开的示意性立体图，其中，燃烧器的催化器单独示出，
图3是图2的燃烧器的示例性纵视图，其中，燃烧器的催化器已经被移除，
图4是从根据本发明的一个实施方式的热交换器板的上方观察的示意图，
图5是从根据本发明的另一实施方式的热交换器板的上方观察的示意图，
图6是根据本发明的基本实施方式的热交换器的第一端部的示意性分解立体图，其中，第一介质的流动通借助于点划线示出而第二介质的流动借助于虚线示出，
图7是根据图6的热交换器的中间部的示意性分解立体图，
图8是根据图6和图7的热交换器的第二端部的示意性分解立体图，
图9是根据本发明的基本实施方式的热交换器板的第二侧部的示意图，其中，第二介质的流动被更详细地示出，
图10是根据替代性实施方式的燃烧器的局部纵向剖开的示意性立体图，以及
图11是图10的燃烧器的在纵向方向上的示意图，其中，燃烧器的催化器已经被移除。
具体实施方式
参照图1，示例性地示出了根据一个实施方式的用于加热的设备10。设备10包括燃烧器11、热交换器12和用于容纳热交换器12的壳体13。例如，热交换器12是热交换器板的板组，其中，板组和壳体13形成板壳式热交换器。例如，设备10设置用于加热介质——如液体或气体。例如，设备10设置用于在建筑物——如住宅、工业设施、办公楼以及类似物中产生热和热水。根据一个实施方式，设备10安装在中央加热器中，比如用于产生热和热水的壁挂式加热锅炉中。
燃烧器11包括入口14，该入口14用于将燃料——如天然气或任何其他适合类型的燃料引导至燃烧器11中。例如，入口14设置用于将燃料和空气的混合物引导至燃烧器11中。替代性地，燃烧器11设置有在附图中未示出的用于空气或氧气的单独入口。燃烧器11还包括用于燃料的催化燃烧的催化器15。催化器15设置在燃烧器11内部。然而，在图1中，催化器15在燃烧器11外部示出。因而，燃烧器11设置用于催化燃烧燃料同时形成热的燃烧气体。燃烧器11还包括用于燃烧气体的出口16。下面参照图2和图3更详细地描述燃烧器11。
燃烧器11的出口16以与热交换器12连接的方式设置，使得燃烧气体被引导至热交换器12。在所示实施方式中，燃烧器11和热交换器12沿着延伸穿过燃烧器11和热交换器12的中心轴线A设置。例如，燃烧器11以与热交换器12的第一端部连接的方式设置。从图1明显地看出，催化器15是圆锥形。替代性地，催化器15以半球或类似形式设置。例如，催化器15以网状物的形式设置。热交换器12包括形成板组的多个热交换器板17。下面更详细地描述热交换器板。热交换器12设置用于将热能从第一介质——如来自燃烧器11的燃烧气体传递至第二介质——如水或任何其他适合的介质。在所示实施方式中，热交换器12形成为筒状体——如具有圆形或椭圆形基部的筒 状体，其中，燃烧器11连接至热交换器12的基部。热交换器12包括用于第二介质的入口18和出口19。例如，入口18和出口在轴向上延伸。在所示实施方式中，入口18和出口19彼此平行地延伸并且从热交换器12的第二端突出。
在所示实施方式中，设备10包括用于引发燃烧过程的点火装置20——如火花塞、加热器塞或类似物。点火装置20例如设置在热交换器12的第二端部处，即与燃烧器11相反的端部处。
壳体13设置用于接纳热交换器12。壳体13沿径向方向封装热交换器12。在所示实施方式中，壳体13设置为具有弯曲表面的筒状体从而封装热交换器12，其中，壳体13与热交换器12同心地设置。壳体13包括出口22和用于燃烧气体的入口21。例如，壳体13的出口22设置用于冷却的燃烧气体和来自冷却的燃烧气体的冷凝液。替代性地，壳体13包括在附图中未示出的用于来自冷却的燃烧气体的冷凝液的单独的冷凝液出口。壳体13的入口21设置在壳体13的第一端部——如在壳体13的第一基部中以沿轴向方向将热的燃烧气体引导至壳体13中。壳体13的出口22例如设置在壳体13的第二端部——如在壳体13的第二基部中，其中，出口22在轴向上延伸。任何冷凝液出口例如设置在壳体13的下部使得冷凝液可以借助于重力流出。
参照图2和图3，更详细地示出了燃烧器11。在图2中，单独地示出了催化器15并且在图3中催化器15已经被移除。燃烧器11包括外罩23和内罩24，内罩24设置在外罩23内以在外罩23与内罩24之间形成空间25。燃烧器11的入口14设置在外罩23中用于将燃料或空气和燃料的混合物引导至空间25。内罩24设置有开口26，该开口26使空间25与内罩24内的室27——如燃烧室连接使得燃料或燃料和空气的混合物可以从空间25被引导并且引导至室27中。催化器15设置在内罩24内的室27内部用于燃料的燃烧。空间25围绕内罩24延伸，使得进入的燃料或燃料和空气的混合物在其通过开口26进入室27中之前与内罩24的外侧接触并且冷却内罩24。因而，内罩24中的开口26与燃烧器11的入口14成角度地设置。例如，外罩23形成为具有比外罩23的直径更小的直径的筒状体。在所示实施方式中，内罩24与外罩23同心地设置以在内罩24的外弯曲表面与外 罩23的内弯曲表面之间形成空间25。因而，空间25沿径向方向延伸。此外，在所示实施方式中，内罩24设置成距第一端部28或第一外罩23的第一基部一定距离，其中，空间25还设置在外罩23的第一端部28与呈内罩24的端壁的形式的第一端部29之间。因而，空间25还沿轴向方向在外罩23的第一端部28与内罩24的第一端部29之间延伸。内罩24中的开口26例如设置在内罩24的第一端部29中。例如，开口26是圆形的并且例如设置在内罩24的第一端部29的中央。例如，外罩23的第一端部28是设备10的上端部。
催化器15从内罩24的第二端部——如下端部突出至室27中。例如，催化器15与内罩24同心地设置。在所示实施方式中，催化器15是渐缩的——如圆锥形或定形状为半球或类似形状，使得催化器15的较细部分设置成比催化器16的较宽部分更深入室27中。例如，催化器15的较宽部分设置成与内罩24的第二端部连接并且沿朝向热交换器12的方向设置。
参照图4，示出了根据一个实施方式的热交换器板17。例如，板17由金属薄片形成。例如，板17由钢——如304、304L、316或类似品质的钢、铝或任何其他适合的材料形成。金属薄片的厚度是例如0.2mm至1mm、0.4mm至0.6mm、或0.5mm。例如，板17通过压制形成。在所示实施方式中，板17是圆形的。替代性地，板17是椭圆形的。
板17包括第一侧部、第二侧部和中心点P，热交换器12的中心轴线A延伸穿过中心点P，中心轴线A在图1中示出。因而，中心轴线A垂直于板17的平面延伸。在图4中未示出的第一侧部设置用于接合第一介质，而在图4中示出的第二侧部设置用于接合第二介质。例如，板17在第一侧部上设置有第一式样并且在第二侧部上设置有第二式样。
板17包括第一端口30、第二端口31和第三端口32。在所示实施方式中，板17还包括第四端口33和第五端口34。第一端口30设置用于第一介质而其余端口31至34设置用于第二介质。第一端口30设置在板17的中央并且是例如圆形的。例如，第一端口30在板17中同轴地设置。其余端口31至34设置在第一端口30与板17的圆周之间。
第一侧部设置用于在第一端口30与超出板的圆周的位置之间提供第一介质的径向流动，这将在下面更详细地描述。第二侧部包括围绕第一端口30的第一密封件35、在板17的圆周处的第二密封件36以及设置在第一密封件35与第二密封件36之间的第三密封件37。第一密封件35封闭第一端口30以防止第一介质接合板17的第二侧部。第二密封件36围绕板17的圆周连续地延伸以防止第二介质在径向方向上漏出。例如，第二密封件36是垫圈。替代性地，第二密封件36以任何其他方式设置。第三密封件37在形成第一传热区域38和与第一传热区域38间隔开的第二传热区域39的连续环中延伸。第二端口31和在适用的情况下的第四端口33设置在第一传热区域38中。第三端口32和在适用的情况下的第五端口34设置在第二传热区域39中。第一传热区域38和第二传热区域39设置用于第二介质。因而，第二传热区域39设置在第一端口30与第一传热区域38之间。例如，第一传热区域38和第二传热区域39是环形的，其中，第一传热区域38围绕第二传热区域39使得第一传热区域38设置在第二传热区域39的径向外部。因而，第一传热区域38在径向上形成外传热区域而第二传热区域39在径向上形成内传热区域。第二端口31和第四端口33设置在第三端口32和第五端口34的径向外部。
在所示实施方式中，第二端口31和第四端口33在中心点P和中心轴A的相反两侧上彼此相对地设置。中心轴线A延伸穿过中心点P。第二端口31和第四端口33设置在延伸穿过中心点P且在板17的平面中的假想的第一线B上。同样地，第三端口32和第五端口34在中心点P的相反两侧上彼此相对地设置。第三端口32和第五端口34设置在延伸穿过中心点P且在板17的平面中的假想的第二线C上。第二线C相对于第一线B绕中心点P移位，从而在第一线B与第二线C之间形成角α，使得第三端口32和第五端口34相对于第二端口31和第四端口33绕中心点P成角度地移位。第一线B与第二线C之间的角度为在0度至90度之间、在10度至80度之间或在20至70度之间。
在所示实施方式中，第一传热区域38设置有第一分隔部40和第二分隔部41，从而在中心点P的两侧和第二端口31与第四端口33之间形成两个基本平行的通道。
在图4中未示出的板17的第一侧部——例如围绕第二端口31、第三端口32、第四端口33和第五端口34设置有密封件，以防止第二介质与第一介质混合。
参照图5，示出了板17的另一实施方式，其中，板17设置有以获得特定热传递和流动性能的式样。在图5的实施方式中，示出了板17的第二侧部。在图5的实施方式中，板17设置有凹部42和凸起部43。
板17的第二侧部设置用于接合第二介质。例如，第二介质设置用于回收来自第一介质的热。例如，板17的第二侧部设置有多孔层——如多孔金属材料或多孔陶瓷材料，从而形成用于有效传热和有效冷却热交换器12的板17的第二侧部的增大的特定表面区域。例如，催化器设置在多孔层中，比如用于产生氢气。
参照图6至图8，示意性地示出了热交换器12的板组，其中，板组的第一端部在图6中示出，板组的中间部在图7中示出而板组的第二端部在图8中示出。在图6至图8中，板17用p1至p12连续编号。在图6至图8中，第一介质的流动借助于点划线示出而第二介质的流动借助于虚线示出。在图9中更详细地示出了第二介质沿着板17的第二侧部的流动。
热交换器12包括多个板17，所述多个板17设置成在板之间形成用于第一介质和第二介质的间隙。板17设置成交替地形成用于第一介质的第一间隙以及用于第二介质的第二间隙。相邻的板17相互作用以形成所述间隙。例如，板17设置有彼此面对的板17的第一侧部和彼此面对的板17的第二侧部。例如，板17通过焊接——如激光焊接相互连接从而形成焊接的热交换器12——如激光焊接的热交换器。替代性地，板17通过钎焊相互连接从而形成钎焊的热交换器12。例如，热交换器12包括抗腐蚀焊料以耐受热交换器中的例如因对来自燃烧天然气或类似物形成的燃烧气体进行冷却而产生的酸性冷凝液。如果热交换器2设置成使得没有形成冷凝液或冷却不产生酸性冷凝液，那么可以使用常规焊料。替代性地，板17设置有聚合物，该聚合物在相邻板17中融合在一起以使板17彼此连接并且形成热交换器12。
热交换器12包括第一端板p1、第二端板p12以及设置在第一端板p1与第二端板p12之间的多个中间板p2至p11。中间板p2至p11例如根据图4或图5的实施方式设置。
板p2至p12设置成使得第一端口30彼此面对以形成用于第一介质的通道，使得第一介质沿轴向方向被引导至热交换器12，比如通过第二端板p12并且经由第一端口30沿轴向方向穿过热交换器12，这借助于图6至图8中的箭头D示出。替代性地，第一介质沿另一可选方向引导至热交换器12中。在热交换器12内部，第一介质沿径向方向被引导通过板p1至p12之间的第一间隙，这借助于图6至图8中的箭头E示出。因此，第一间隙没有第一密封件35和第二密封件36同时围绕第二端口、第三端口、第四端口和第五端口31至34设置有密封件。第一端板p1没有例如第一端口30以迫使第一介质通过第一间隙沿径向方向离开热交换器12。例如，第一介质的轴向流动基本竖向向下导引。例如，第一介质从燃烧器11引导并且通过壳体13的入口21进入热交换器12，这在图1中示出。第一介质在离开板p1至p12的圆周之后收集在例如壳体13中，并且通过壳体13的出口22引导出。
在所示实施方式中，板p1至p11设置成使得第二端口31彼此面对从而在轴向方向上形成用于第二介质的通道。替代性地，板成对地设置并且在其平面中旋转180度。第一端板p1的第二端口31连接至热交换器12的入口18使得第二介质可以进入热交换器12并且通过由第二端口31形成的通道，这借助于箭头F示出。例如，第二介质基本竖向向上引导通过第二端口31。第二介质以借助于围绕端口的密封件的常规方式通过第一间隙并且引导至第二间隙中。在第二间隙中，第二介质沿着板的平面、沿着第一传热区域38引导并且直至第四端口33，这借助于箭头G示出。替代性地，板p1至p12成对地设置，其中，每隔一对板在其平面中旋转180度，其中，可以省去第四端口33。在所示实施方式中，第四端口33朝向彼此设置以形成用于第二介质的轴向延伸通道，使得第二介质可以引导通过第四端口33至第二端板12，这借助于箭头H示出。第二端板p12通过图8中未示出的框架板或类似物覆盖。在所示实施方式中，第二端板p12包括第四端口33但没有第三密封件37，使得第二介质从第四端口33在 沿着第二端板p12的平面的方向上并且在径向向内的方向上引导至第三端口32，并且在所示实施方式中也引导至第五端口34，这在图8中借助于箭头I示出。因而，在一个端部中，热交换器12在第一传热区域38与第二传热区域39之间设置有通道使得第二介质可以从第二端口31和第四端口33引导至第三端口32和第四端口34。两个相邻板的第三端口32和第五端口34彼此相对地设置，使得第二介质可以沿轴向方向引导通过第一间隙并且进入第二间隙，正如借助于箭头J所示的。在第二间隙中，第二介质沿着板的平面并且沿着第二传热区域39引导，这借助于箭头K示出。因而，第二介质的流动在沿径向方向——如径向向内引导的同时在轴向方向上转向180度。因而，从径向立体图可以看出，热交换器12设置成提供第二介质通过第二端口31、第一传热区域38和第四端口33在第一轴向方向上的外部流，以及第二介质通过第二传热区域39、第三端口32和第五端口34在相反的第二轴向方向上的内部流。例如，第二介质沿与第一介质相反的方向流动通过热交换器12的径向外部而第二介质沿与第一介质相同的方向流动通过热交换器12的径向内部。例如，第二介质通过热交换器12的径向外部的流是向上的流而第二介质在热交换器12的径向内部中的流是向下的流。
在所示实施方式中，板p1至p12成对地设置，其中，第三端口32彼此面对并且第五端口34彼此面对使得第二介质可以通过第一间隙。然而，相邻对的板的第三端口32和第五端口34绕热交换器12的中心轴线A相对于彼此成角度地移位，使得第二介质在进入下一个第二间隙之前被迫使通过第二传热区域39的至少一部分。例如，成对的中间板p2至p11通过参照第三端口32和第五端口34镜像对称的板形成。
第一端板p1的第三端口32连接至热交换器12的出口19。例如，第一端板p1还包括连接至热交换器12的出口19或第二出口的第五端口34，第二出口在附图中未示出。
参照图9，更清楚地示出了第二介质在板17之间的第二间隙中或沿着板的第二侧部的流动。在所示实施方式中，第二介质被引导通过第二端口31，其中，第二介质的一部分从第二端口31沿着第一传热区域38被引导并且通过相邻板17的第四端口33离开，如借助于箭头G示出的，同时形成第二介质的径向外部流。第二介质的一部分还可以穿过第四端口33。通过在第二端口31与第四端口33之间延伸的第一分隔部40，第二介质在第一传热区域38的流中分为在第二端口31与第四端口33之间的两个平行且基本半圆的通道。相应地，第二分隔部41在第一端口30的另一侧上形成用于第二介质的两个平行的通道。
在第二介质已经在轴向方向上转向180度之后，第二介质被引入第二间隙并且如借助于箭头K示出的沿着第二传热区域39被引导以形成第二介质的径向内部流。因而，第二介质的内部流在与第二介质的外部流相反的轴向方向上并且例如在与第一介质的轴向流相同的方向上。第二介质的内部流进入第二间隙并且在相对于第三端口32和第五端口34移位的位置X处与下一个板17的第二传热区域39接触。因而，位置X设置在第三端口32与第五端口34之间，其中，第二介质被迫使从位置X沿朝向第三端口32的第一方向和朝向第五端口34的相反方向流动并且随后进一步以相似的方式流动至下一个第二间隙。
一个实施方式包括用于借助于设备10进行加热的方法。例如，该方法意在用于加热第二介质——如用于在锅炉或类似物中产生热水的液体或水。例如，该方法包括以下步骤：在燃烧器11中催化燃烧燃料或燃料和空气的混合物以提供呈热的燃烧气体的形式的第一介质，将第一介质引导至热交换器12中并且使第一介质沿轴向方向通过热交换器12并且沿径向方向通过热交换器12的第一间隙，将第二介质引导至热交换器12的第二间隙中并且使第二介质沿第一轴向方向流动通过热交换器并且然后沿相反的轴向方向径向地移位。例如，第二介质以径向外部流流动并且然后以内部流流动而第一介质从中心定位的第一端口30沿径向方向向外引导。例如，第二介质被引导通过热交换器12使得来自第一介质的热能首先传递至第二介质的径向内部流并且然后传递至其外部流。例如，该方法包括将燃料引导至燃烧器11中同时冷却参照图2和图3描述的燃烧器的内罩24的步骤。例如，该方法包括用于引导第一介质和第二介质通过热交换器12并且沿着参照图4至图9描述的板17的步骤。
参照图10和图11，示出了根据替代性实施方式的燃烧器11。燃烧 器11包括入口14、催化器15、出口16、外罩23、内罩24、空间25和连接空间和室27的开口26，正如上面参照图2和图3所描述的。在图10和图11的实施方式中，导引装置44在内罩24内部设置在开口26前方。开口26借助于图11中的虚线示出。导引装置44设置成将进入的燃料流朝向内罩24的圆周导引以获得有效的燃烧并且避免燃料的逆火同时冷却内罩24的圆周并且使罩23、24的第一端部28、29与燃烧隔开。例如，导引装置44形成为如下板：所述板设置在内罩24的第一端部29内并且与开口26同轴以在导引装置44与内罩24的第一端部29之间形成间隙45。因而，导引装置44设置成在轴向方向上距内罩24的第一端部29一定距离以形成间隙45，使得进入的燃料可以在轴向上流动通过开口26并且直至导引装置44，在到达导引装置44之后，在燃料到达催化器15之前燃料被迫使朝向内罩24的内弯曲表面径向地流动。导引装置44例如是直径小于内罩24的直径的圆形板。例如，间隙为1mm至10mm、或2mm至5mm。

Claims (25)

1.一种板式热交换器(12)，包括具有多个板的板组，所述多个板为第一端板(p1)、第二端板(p12)以及设置在所述第一端板(p1)与所述第二端板(p12)之间的多个热交换器板(p2-p11)，其中，所述热交换器板包括第一侧部、第二侧部和中心点(P)，假想的中心轴线(A)沿与所述热交换器板的平面垂直的方向延伸穿过所述中心点(P)，其中，所述热交换器板包括用于第一介质的第一端口(30)以及用于第二介质的至少第二端口(31)和第三端口(32)，
其中，在所述第二侧部上设置有密封件(37)以形成第一传热区域(38)和第二传热区域(39)，其中，所述第二端口(31)设置在所述第一传热区域(38)中并且所述第三端口(32)设置在所述第二传热区域(39)中，
在所述第二侧部上围绕所述第一端口(30)设置有第一密封件(35)，在所述第二侧部上于所述热交换器板的圆周处设置有第二密封件(36)，其中，所述第一传热区域(38)和所述第二传热区域(39)是通过设置在所述第一密封件(35)与所述第二密封件(36)之间的第三密封件(37)形成的，
其中，所述第二传热区域(39)设置为围绕所述第一端口(30)对所述热交换器板进行冷却，
其中，所述多个板设置成在它们之间交替形成用于第一介质的第一间隙、以及在它们之间交替形成用于第二介质的第二间隙，并且
其中，所述多个板设置成在所述第一间隙中在所述第一端口(30)与所述多个板的圆周之间形成沿径向方向的通道，使得所述第一介质能够在所述第一间隙中在所述第一端口(30)与位于所述多个板的圆周外侧的位置之间径向地流动，
其特征在于
所述第二端板(p12)包括位于所述第一传热区域(38)与所述第二传热区域(39)之间的通道，使得所述第二介质能够在所述第一传热区域(38)与所述第二传热区域(39)之间流动，
由此使得所述第二介质通过所述热交换器(12)的径向外部的流是向上的流而所述第二介质在所述热交换器(12)的径向内部的流是向下的流。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其中，所述热交换器板(p2-p11)和所述第二端板(p12)中的每个板的第一端口(30)与相邻的板的第一端口(30)相对地设置，并且其中所述第一端板(p1)和所述热交换器板(p2-p11)中的每个板的第二端口(31)与相邻的板的第二端口相对地设置。
3.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述多个板成对地设置，并且，一对相邻板的第三端口(32)彼此相对地设置并且相邻对的板的第三端口相对于彼此绕所述中心轴线(A)移位。
4.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述多个板的第一侧部彼此面对，并且其中，所述多个板的第二侧部彼此面对。
5.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述板组设置在壳体(13)中，从而形成板壳式热交换器。
6.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述第一端口(30)设置在所述热交换器板的中央，并且其中，所述第二传热区域(39)设置在所述第一端口(30)与所述第一传热区域(38)之间。
7.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述热交换器板和所述第一传热区域(38)和所述第二传热区域(39)是环形的，并且其中，所述第一端口(30)是圆形的。
8.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述热交换器板的所述第一侧部设置有第一式样并且所述第二侧部设置有与所述第一式样不同的第二式样。
9.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述热交换器板包括第四端口(33)和第五端口(34)，所述第四端口(33)设置在所述第一传热区域(38)中、用于所述第二介质，所述第五端口(34)设置在所述第二传热区域(39)中、用于所述第二介质，其中，所述第二端口(31)和所述第四端口(33)设置在延伸穿过所述中心轴线(A)并且位于所述热交换器板的平面中的假想的第一线(B)上并且设置在所述中心轴线(A)的相反两侧上，其中，所述第三端口(32)和所述第五端口(34)设置在延伸穿过所述中心轴线(A)并且位于所述热交换器板的平面中的假想的第二线(C)上并且设置在所述中心轴线(A)的相反两侧上，并且其中，所述第二线(C)相对于所述第一线(B)绕所述中心轴线(A)移位以在所述第一线(B)与所述第二线(C)之间形成角(α)。
10.根据权利要求9所述的板式热交换器，其中，所述第一线与所述第二线之间的角(α)在0度至90度之间。
11.根据权利要求9所述的板式热交换器，其中，所述第一线与所述第二线之间的角(α)在10度至80度之间。
12.根据权利要求9所述的板式热交换器，其中，所述第一线与所述第二线之间的角(α)在20度至70度之间。
13.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其中，所述第一侧部设置用于提供所述第一介质从所述第一端口(30)起并且超出所述热交换器板的圆周的径向流。
14.一种用于加热的设备，包括燃烧器(11)和根据权利要求1至13中的任一项所述的板式热交换器(12)，所述燃烧器(11)设置有催化器(15)以通过燃料的催化燃烧提供所述第一介质，所述板式热交换器(12)连接至所述燃烧器(11)以将热从所述第一介质传递至所述第二介质。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述燃烧器(11)包括外罩(23)和内罩(24)，所述外罩(23)具有用于燃料的入口(14)，所述内罩(24)具有用于燃料的入口开口(26)并且设置在所述外罩(23)中以在所述外罩(23)与所述内罩(24)之间形成空间(25)从而引导进入的燃料围绕所述内罩(24)并且将所述进入的燃料引导至所述内罩(24)的所述入口开口(26)，其中，所述催化器(15)设置在所述内罩(24)中以提供呈燃烧气体形式的所述第一介质。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述外罩(23)和所述内罩(24)为筒状，其中，所述内罩(24)同心地设置在所述外罩(23)中，其中，所述入口(14)设置在所述外罩(23)的弯曲表面中，并且其中，所述入口开口(26)设置在所述内罩(24)的第一基部中而所述内罩(24)的第二基部是敞开的并且朝向所述板式热交换器(12)设置。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的设备，其中，所述催化器(15)是渐缩的。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述催化器(15)形成为圆锥形或半球形。
19.一种用于在具有多个热交换器板的板式热交换器(12)中、在第一介质与第二介质之间进行热交换的方法，所述多个热交换器板具有垂直于所述多个热交换器板的平面延伸的假想的中心轴线(A)并且所述多个热交换器板交替地形成用于所述第一介质的第一间隙以及用于所述第二介质的第二间隙，其中，所述方法包括以下步骤：
a)通过设置在所述热交换器板中的第一端口(30)将所述第一介质引入所述热交换器中，
b)通过设置在所述热交换器板中的第二端口(31)将所述第二介质引入所述热交换器中，
其特征在于，所述步骤还包括
c)在所述第一间隙中沿径向方向在所述第一端口(30)与位于所述热交换器板的圆周外侧的位置之间引导所述第一介质，
d)在所述第二间隙中以向上的流引导所述第二介质通过第一传热区域(38)，
e)将所述第二介质从所述第一传热区域(38)沿径向方向引导至第二传热区域(39)，以及
f)在所述第二间隙中围绕所述第一端口(30)以向下的流引导所述第二介质通过所述第二传热区域(39)，同时围绕所述第一端口(30)对所述热交换器板进行冷却。
20.根据权利要求19所述的方法，包括以下步骤：从所述热交换器板的中心位置沿径向方向引导所述第一介质并且将所述第一介质引导超出所述热交换器板的圆周，同时通过所述热交换器板加热所述第二介质。
21.根据权利要求19所述的方法，包括以下步骤：在所述第二间隙中将所述第二介质沿径向方向从所述第一传热区域(38)朝向所述中心轴线(A)引导至所述第二传热区域(39)。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的方法，包括以下步骤：在所述多个热交换器板中的所述第一间隙之间沿第一轴向方向引导所述第一介质，以及在所述多个热交换器板的所述第二间隙之间沿相反的轴向方向引导所述第二介质，同时形成所述第一介质和所述第二介质的对向流。
23.根据权利要求19至21中的任一项所述的方法，包括以下步骤：在多个连续的第二间隙的第一传热区域(38)中并行地引导所述第二介质。
24.根据权利要求19至21中的任一项所述的方法，包括以下步骤：在所述第二传热区域(39)中并行地和/或相继地引导所述第二介质。
25.根据权利要求24所述的方法，包括以下步骤：在所述第二传热区域(39)中交替地以并行的和相继的方式引导所述第二介质，其中，所述第二介质被并行地引导通过多个连续的第二间隙。
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