CN1603733A - 热交换器结构 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器结构，其特征在于，所述结构包括多个管状元件，在其间布置至少一个连续锯齿形或者格子形叶片元件，所述叶片元件与所述管状元件刚性连接，以在副流体和主流体之间进行热传递，其中副流体在管状元件中循环，而主流体横向经过管状元件和叶片组件。

Description

热交换器结构
技术领域
本发明涉及一种热交换器结构。
更具体地说，提供一种有创造性的热交换器结构，用于转移或者传送在气体状态下或者在液体状态下的主流体以及一个或多个副流体之间的热量，其中该副流体处于气体或者液体状态，同时优选的然而并非排他地是，该热交换器用于加热目的和/或提供清洁用途热水和/或用于空调和/或热量回收目的热力发电机。
背景技术
已知的是，在传统上，热交换器用于几个领域。
发明概述
本发明的目的是提供这样一种热交换器，该热交换器相对于在先的用于相同用途的热交换器进行了改进。
在上述的目的的范围内，发明的主要目的是提供这样一种热交换器结构，其中该热交换器结构可在一个结构中布置几个热交换器回路，同时提供了有效和完全隔离的所述热交换器回路。
本发明的另一个目的是提供这样一种热交换器，该热交换器可被用于包括燃烧器的热发生器或者使用其它热源的热发生器，这些燃烧器为空气、预混合、发泡、触媒作用类型、在气体、固体和液体燃料中操作的那些。
本发明的另一个目的是提供这样一种热交换器，该热交换器可用不同材料制成，并很容易用于不同类型的热发生器，其中这些热发生器例如为传统的热发生器、冷凝热发生器等等。
本发明的又一个目的是提供这样一种热交换器，该热交换器还可以用于热量回收或者冷冻设备。
本发明的又一个重要的目的是提供这样一种热交换器，该热交换器使锅炉主体非常紧凑，具有内装的必要液压回路，该加热器用于加热、卫生间热水以及用于从燃烧烟气中回收热量，同时用于制冷用途等等。
本发明的又一个重要目的是提供这样一种热交换器，该热交换器使相关制造过程高度自动化。
根据本发明的一个方面，上述目标和目的以及其他目的将从下面变得更明显，这些目标和目的通过这样的热交换器结构来实现，该热交换器结构的特征在于，所述热交换器结构包括多个管状元件，在其间布置至少一个连续锯齿形或者格子形叶片元件，所述叶片元件与所述管状元件刚性连接，以在副流体和主流体之间进行热传递，其中副流体在管状元件中循环，而主流体横向经过管状元件和叶片组件。
附图说明
在下文中，本发明的进一步特征和优点将从以下发明优选但不排他的实施例披露内容中变得更明显，其中在附图中借助于指示性但不是限定性的实例中示出了这些实施例，其中：
图1A为根据本发明的热交换器结构的正视图；
图1B为图1A所示热交换器结构的上部平面图；
图2为根据发明又一个方面的热交换器结构的另外正视图，其中在几个高度布置了多个管子；
图3A为根据发明又一个方面的热交换器结构的另外正视图，其中管子在一个高度串联；
图3B为图3A所示热交换器结构的上部平面图；
图4A为根据发明又一个方面的热交换器结构的正视图，其中热交换器管在一个高度并联；
图4B为图4A所示热交换器结构的上部平面图；
图5A为根据发明又一个方面或者实施例的热交换器结构的正视图，其中热交换器管在几个高度串联；
图5B为前面附图所示热交换器结构的上部平面图；
图6A为根据本发明又一个方面或者实施例的热交换器结构的另外正视图，其中热交换器管在几个高度并联；
图6B为前面附图所示热交换器结构的上部平面图；
图7A为根据本发明又一个方面的热交换器结构的正视图，其中热交换器管在几个高度串联并具有独立回路；
图7B为前面附图所示热交换器结构的上部平面图；
图8A为根据本发明又一个方面或者实施例的热交换器结构的正视图，其中热交换器管在几个高度并联并具有独立回路；以及
图8B为前面附图所示热交换器结构的上部平面图。
具体实施方式
参考上述附图的标号，根据本发明的热交换器结构用参考数字1来表示，在图1A和1B中所示的基本实施例中，该热交换器结构包括多个换热器管2，优选的是，但不排他地，换热器管2具有圆形、椭圆形、矩形、扁平和/或波状外形结构，优选但不排他地是，管子互相并联，同时在其间输送一种或多种副流体。
在两个邻接管子之间的空隙，布置连续或者间断的锯齿形或者格子形叶片元件3。
具体地说，通过焊接工艺或者类似工艺和/或者通过机械联接方式，每个所述叶片元件3与所述管子刚性接触，从而使热量在管子2内循环的副流体F2和主流体之间传递，该主流体经过管子2和叶片3组件而交叉运输，管子2和叶片3配合以提供本发明的热交换器1。
具体地说，如图2所示，管子2可在几个高度布置，在典型而不是限制性的实例中，为三个高度布置。
此外，形成管子的该热交换器也可在每个单独高度上成相互串联和/或者并联联接关系和/或者在不同高度之间成串联和/或者并联关系，或者在一个高度或者在不同高度之间具有串联/并联组合。
由于本发明热交换器特别为适合大量联接组合和回路而设计，因此图3A-8B示出了通过实例而不是限定的一些可能的联接。
图3A-3B示出了热交换器101，其中该热交换器管子2通过安装元件22而在一个高度上成串联关系联接，或者该管子2从一根管子开始而形成。
图4A-4B示出了热交换器201，其中热交换器管子2通过安装元件222在一个高度上成并联关系联接。
图5A-5B示出了热交换器301，其中该热交换器管子2通过安装元件22而在几个高度上成串联关系联接，或者该管子2从一根管子开始而形成。
图6A-6B示出了热交换器201，其中热交换器管子2通过安装元件222在一个高度上成并联关系联接。
图7A和7B示出了通常用参考数字501表示的热交换器的典型实施例，其中该热交换器包括在几个高度上的独立的热交换器回路，同时具有串联联接关系。
示出实施例的热交换器包括三个独立回路，每个回路在不同高度上，具有不同的联接关系，同时优选的但不排他的是，流经不同的副流体。
更具体地说，参见附图，副流体F2在第一高度从左往右依次流经热交换器管子2。
该副流体F3依次在中间高度上从右往左流经热交换器的管子2，同时副流体F4在第三高度上从左往右依次流经热交换器。
图8A和8B示出了通常用参考数字601表示的热交换器的典型实施例，其中在几个高度上布置独立的热交换器回路，同时具有串联和并联联接关系。
示出实施例的热交换器包括三个独立回路，每个回路在不同高度上，即两个并联而另外一个为串联，同时每个流经不同的副流体。
更具体地说，副流体F2在第一高度并联流经热交换器的管子。
该副流体F3依次在中间高度上从左往右流经热交换器的管子，同时副流体F4在第三高度的热交换器管子上并联流经热交换器。
这样，根据本发明的热交换器可包括多个相互独立的第二回路，其中具有不同特征以及流经不同特性和/或者目的流体，例如热水、卫生间用水、制冷气体等等。
具体地说，每个副流体回路可以与其他副流体独立的方式操作，或者可选择地与其他不同或类似被交换的能量和流体流速来操作。
在该连接方式中，需要指出的是，所有副流体都彼此由双壁隔开。
该特征因此阻止了在所有操作条件下流体的相互污染，从而提供了这样的热交换器，其中该热交换器在需要安全的卫生间应用场合中非常有用。
另外，根据本发明的热交换器可根据用途而由不同材料制成，但优选而不排他的是，由铜、铁、不锈钢、铝、塑料等制成。
已经发现的是，本发明完全实现想要达到的目标和目的。
实际上，本发明提供了包括许多有益特征的改进热交换器结构。
具体地说，根据本发明的热交换器把多个热交换器回路组合在一起，以形成单独结构，同时由于提供上述双壁而使热交换器的完全隔离，从而主题热交换器可有利地用在锅炉中，优选而不排他地用于加热目的而形成热水和用于卫生间的形成温水。
根据本发明的特别设计的特征使其用在以下热发生器中，这些发生器包括基于气体、固体和液体燃料而操作的空气预先混合、吹风、触媒燃烧器，或者用在利用其他热源的发生器中。
这样，利用制造本发明热交换器的不同材料可允许所述热交换器用在不同类型发生器中，这些发生器包括传统的热发生器、冷凝器发生器等等。
另外，根据本发明的热交换器也可用在热回收或者制冷设备中。
实际上，在一个热交换器中结构特征和几个单独回路的组合可得到许多不同优点。
具体地说，该锅炉主体可为非常紧凑结构，其中嵌入用于加热的液压回路，提供热水、从燃烧烟气中回收热量、制冷等等。
如上所述，无论从操作角度，还是从热交换能力(流速、交换的能量等等)角度看，该热交换器回路都彼此完全独立。
另外，主题热交换器的内部回路在非常高效方式中操作，这样使主题热交换器用在提供卫生间热水的冷凝锅炉中。
实际上，现有的热发生器具有比主题热交换器具有更小的卫生间热水效率。
此外，根据本发明的热交换器具有较小的热交换器质量，使其极大地降低了整个热惯性，同时在响应热负载变化上具有较高速度并降低了最低了不期望热泄露。
而且，与热交换器管子连接的叶片元件由于可不利用模制和剪切来加工，而模制和剪切在传统带翅片热交换器中是必要的，因此可以非常低的制造成本来制造，从而在材料和操作成本上极大地降低了。
除了上面描述的以外，还可以使主题热交换器通过完全自动加工过程来制造，这是由于热交换器具有特殊设计的机械结构。
另外，根据本发明的热交换器在主流体侧以非常小的负载损耗操作，极大地降低了空气污染。
同时，在热交换器与空气燃烧器一起使用的情况中，上述小负载损耗将极大降低CO和NOX的放出以及驱动包括风扇、泵等等主流体运送元件的电消耗非常低。
在该连接发射机中，此外还需指出的是，根据应用场合和用途，主题热交换器可包括需要数量的操作高度。
实际上，主题热交换器结构包括多个管子，该管子可具有等圆形、矩形、扁平和/或者波状横截面。
如上所述，主题热交换器包括一个或者独立的热交换器回路，其中不同流体可以不同和独立特征及流速来运送。
根据用途和应用场合，如上所述的主题热交换器结构包括任何需要数量的操作高度。在实践发明中，使用的材料以及可能的尺寸和形状可根据需要任意设计。

Claims (19)

1.一种热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括多个管状元件，在其间布置至少一个连续锯齿形或者格子形叶片元件，所述叶片元件与所述管状元件刚性连接，以在副流体和主流体之间进行热传递，其中副流体在管状元件中循环，而主流体横向经过管状元件和叶片组件。
2.根据权利要求1的热交换器结构，其特征在于，每个所述叶片或者翅片元件与所述管子刚性联接，所述叶片元件通过焊接、粘接等联接方法和/或者通过机械联接而接触。
3.根据权利要求1或2的热交换器结构，其特征在于，所述管子在几个高度上布置。
4.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述管子在一个高度上并联联接。
5.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述管子在一个高度上并联。
6.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述管子在几个高度上串联。
7.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述管子在几个高度上并联。
8.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括在几个高度上且串联的独立回路。
9.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括多个独立回路，每个回路以串联方式布置在一个或者多个不同高度上，同时不同副流体流经这些回路。
10.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，第一副流体流经第一高度上的热交换器管子，而第二副流体流经第二高度的热交换器管子，以及此外的第“n”个副流体流经在依次第“n”个高度上的热交换器管子。
11.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括在几个高度上通过串联、并联或者串联/并联组合联接的独立热交换器回路。
12.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括多个独立回路，每个回路设置在不同高度上，所述回路中一些并联联接，而另一些则串联联接，每个回路中流经不同的副流体，第一副流体流经在第一高度上的热交换器管子，而第二副流体流经第二高度的热交换器管子，同时另外第“n”个副流体流经在依次第“n”个高度上的热交换器管子。
13.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构根据应用场合和用途包括更多或者更少数量的高度。
14.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器的管子具有圆形、椭圆形、矩形、扁平形和/或波状横截面。
15.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，每个所述独立回路流经具有不同和独立特征流速的流体。
16.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括多个离散和/或相互连接的热交换器主体或者部件。
17.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构具有较小质量和热惯性，相对于热负载变化具有较大响应速度，同时极大降低了不需要的热泄露。
18.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构在主流体侧具有较小的负载损失，从而以非常低的污染操作水平来操作。
19.根据前面权利要求中一个或者多个的热交换器结构，其特征在于，所述热交换器结构包括一个或者更多已公开和/或示出的特征。
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