專利名稱：熱交換器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器結(jié)構(gòu)。
更具體地說，提供一種有創(chuàng)造性的熱交換器結(jié)構(gòu)，用于轉(zhuǎn)移或者傳送在氣體狀態(tài)下或者在液體狀態(tài)下的主流體以及一個或多個副流體之間的熱量，其中該副流體處于氣體或者液體狀態(tài)，同時優(yōu)選的然而并非排他地是，該熱交換器用于加熱目的和/或提供清潔用途熱水和/或用于空調(diào)和/或熱量回收目的熱力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
已知的是，在傳統(tǒng)上，熱交換器用于幾個領(lǐng)域。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器相對于在先的用于相同用途的熱交換器進(jìn)行了改進(jìn)。
在上述的目的的范圍內(nèi)，發(fā)明的主要目的是提供這樣一種熱交換器結(jié)構(gòu)，其中該熱交換器結(jié)構(gòu)可在一個結(jié)構(gòu)中布置幾個熱交換器回路，同時提供了有效和完全隔離的所述熱交換器回路。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器可被用于包括燃燒器的熱發(fā)生器或者使用其它熱源的熱發(fā)生器，這些燃燒器為空氣、預(yù)混合、發(fā)泡、觸媒作用類型、在氣體、固體和液體燃料中操作的那些。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器可用不同材料制成，并很容易用于不同類型的熱發(fā)生器，其中這些熱發(fā)生器例如為傳統(tǒng)的熱發(fā)生器、冷凝熱發(fā)生器等等。
本發(fā)明的又一個目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器還可以用于熱量回收或者冷凍設(shè)備。
本發(fā)明的又一個重要的目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器使鍋爐主體非常緊湊，具有內(nèi)裝的必要液壓回路，該加熱器用于加熱、衛(wèi)生間熱水以及用于從燃燒煙氣中回收熱量，同時用于制冷用途等等。
本發(fā)明的又一個重要目的是提供這樣一種熱交換器，該熱交換器使相關(guān)制造過程高度自動化。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述目標(biāo)和目的以及其他目的將從下面變得更明顯，這些目標(biāo)和目的通過這樣的熱交換器結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，該熱交換器結(jié)構(gòu)的特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個管狀元件，在其間布置至少一個連續(xù)鋸齒形或者格子形葉片元件，所述葉片元件與所述管狀元件剛性連接，以在副流體和主流體之間進(jìn)行熱傳遞，其中副流體在管狀元件中循環(huán)，而主流體橫向經(jīng)過管狀元件和葉片組件。


在下文中，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下發(fā)明優(yōu)選但不排他的實(shí)施例披露內(nèi)容中變得更明顯，其中在附圖中借助于指示性但不是限定性的實(shí)例中示出了這些實(shí)施例，其中圖1A為根據(jù)本發(fā)明的熱交換器結(jié)構(gòu)的正視圖；圖1B為圖1A所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；圖2為根據(jù)發(fā)明又一個方面的熱交換器結(jié)構(gòu)的另外正視圖，其中在幾個高度布置了多個管子；圖3A為根據(jù)發(fā)明又一個方面的熱交換器結(jié)構(gòu)的另外正視圖，其中管子在一個高度串聯(lián)；圖3B為圖3A所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；
圖4A為根據(jù)發(fā)明又一個方面的熱交換器結(jié)構(gòu)的正視圖，其中熱交換器管在一個高度并聯(lián)；圖4B為圖4A所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；圖5A為根據(jù)發(fā)明又一個方面或者實(shí)施例的熱交換器結(jié)構(gòu)的正視圖，其中熱交換器管在幾個高度串聯(lián)；圖5B為前面附圖所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；圖6A為根據(jù)本發(fā)明又一個方面或者實(shí)施例的熱交換器結(jié)構(gòu)的另外正視圖，其中熱交換器管在幾個高度并聯(lián)；圖6B為前面附圖所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；圖7A為根據(jù)本發(fā)明又一個方面的熱交換器結(jié)構(gòu)的正視圖，其中熱交換器管在幾個高度串聯(lián)并具有獨(dú)立回路；圖7B為前面附圖所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖；圖8A為根據(jù)本發(fā)明又一個方面或者實(shí)施例的熱交換器結(jié)構(gòu)的正視圖，其中熱交換器管在幾個高度并聯(lián)并具有獨(dú)立回路；以及圖8B為前面附圖所示熱交換器結(jié)構(gòu)的上部平面圖。
具體實(shí)施例方式
參考上述附圖的標(biāo)號，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器結(jié)構(gòu)用參考數(shù)字1來表示，在圖1A和1B中所示的基本實(shí)施例中，該熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個換熱器管2，優(yōu)選的是，但不排他地，換熱器管2具有圓形、橢圓形、矩形、扁平和/或波狀外形結(jié)構(gòu)，優(yōu)選但不排他地是，管子互相并聯(lián)，同時在其間輸送一種或多種副流體。
在兩個鄰接管子之間的空隙，布置連續(xù)或者間斷的鋸齒形或者格子形葉片元件3。
具體地說，通過焊接工藝或者類似工藝和/或者通過機(jī)械聯(lián)接方式，每個所述葉片元件3與所述管子剛性接觸，從而使熱量在管子2內(nèi)循環(huán)的副流體F2和主流體之間傳遞，該主流體經(jīng)過管子2和葉片3組件而交叉運(yùn)輸，管子2和葉片3配合以提供本發(fā)明的熱交換器1。
具體地說，如圖2所示，管子2可在幾個高度布置，在典型而不是限制性的實(shí)例中，為三個高度布置。
此外，形成管子的該熱交換器也可在每個單獨(dú)高度上成相互串聯(lián)和/或者并聯(lián)聯(lián)接關(guān)系和/或者在不同高度之間成串聯(lián)和/或者并聯(lián)關(guān)系，或者在一個高度或者在不同高度之間具有串聯(lián)/并聯(lián)組合。
由于本發(fā)明熱交換器特別為適合大量聯(lián)接組合和回路而設(shè)計，因此圖3A-8B示出了通過實(shí)例而不是限定的一些可能的聯(lián)接。
圖3A-3B示出了熱交換器101，其中該熱交換器管子2通過安裝元件22而在一個高度上成串聯(lián)關(guān)系聯(lián)接，或者該管子2從一根管子開始而形成。
圖4A-4B示出了熱交換器201，其中熱交換器管子2通過安裝元件222在一個高度上成并聯(lián)關(guān)系聯(lián)接。
圖5A-5B示出了熱交換器301，其中該熱交換器管子2通過安裝元件22而在幾個高度上成串聯(lián)關(guān)系聯(lián)接，或者該管子2從一根管子開始而形成。
圖6A-6B示出了熱交換器201，其中熱交換器管子2通過安裝元件222在一個高度上成并聯(lián)關(guān)系聯(lián)接。
圖7A和7B示出了通常用參考數(shù)字501表示的熱交換器的典型實(shí)施例，其中該熱交換器包括在幾個高度上的獨(dú)立的熱交換器回路，同時具有串聯(lián)聯(lián)接關(guān)系。
示出實(shí)施例的熱交換器包括三個獨(dú)立回路，每個回路在不同高度上，具有不同的聯(lián)接關(guān)系，同時優(yōu)選的但不排他的是，流經(jīng)不同的副流體。
更具體地說，參見附圖，副流體F2在第一高度從左往右依次流經(jīng)熱交換器管子2。
該副流體F3依次在中間高度上從右往左流經(jīng)熱交換器的管子2，同時副流體F4在第三高度上從左往右依次流經(jīng)熱交換器。
圖8A和8B示出了通常用參考數(shù)字601表示的熱交換器的典型實(shí)施例，其中在幾個高度上布置獨(dú)立的熱交換器回路，同時具有串聯(lián)和并聯(lián)聯(lián)接關(guān)系。
示出實(shí)施例的熱交換器包括三個獨(dú)立回路，每個回路在不同高度上，即兩個并聯(lián)而另外一個為串聯(lián)，同時每個流經(jīng)不同的副流體。
更具體地說，副流體F2在第一高度并聯(lián)流經(jīng)熱交換器的管子。
該副流體F3依次在中間高度上從左往右流經(jīng)熱交換器的管子，同時副流體F4在第三高度的熱交換器管子上并聯(lián)流經(jīng)熱交換器。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器可包括多個相互獨(dú)立的第二回路，其中具有不同特征以及流經(jīng)不同特性和/或者目的流體，例如熱水、衛(wèi)生間用水、制冷氣體等等。
具體地說，每個副流體回路可以與其他副流體獨(dú)立的方式操作，或者可選擇地與其他不同或類似被交換的能量和流體流速來操作。
在該連接方式中，需要指出的是，所有副流體都彼此由雙壁隔開。
該特征因此阻止了在所有操作條件下流體的相互污染，從而提供了這樣的熱交換器，其中該熱交換器在需要安全的衛(wèi)生間應(yīng)用場合中非常有用。
另外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器可根據(jù)用途而由不同材料制成，但優(yōu)選而不排他的是，由銅、鐵、不銹鋼、鋁、塑料等制成。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，本發(fā)明完全實(shí)現(xiàn)想要達(dá)到的目標(biāo)和目的。
實(shí)際上，本發(fā)明提供了包括許多有益特征的改進(jìn)熱交換器結(jié)構(gòu)。
具體地說，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器把多個熱交換器回路組合在一起，以形成單獨(dú)結(jié)構(gòu)，同時由于提供上述雙壁而使熱交換器的完全隔離，從而主題熱交換器可有利地用在鍋爐中，優(yōu)選而不排他地用于加熱目的而形成熱水和用于衛(wèi)生間的形成溫水。
根據(jù)本發(fā)明的特別設(shè)計的特征使其用在以下熱發(fā)生器中，這些發(fā)生器包括基于氣體、固體和液體燃料而操作的空氣預(yù)先混合、吹風(fēng)、觸媒燃燒器，或者用在利用其他熱源的發(fā)生器中。
這樣，利用制造本發(fā)明熱交換器的不同材料可允許所述熱交換器用在不同類型發(fā)生器中，這些發(fā)生器包括傳統(tǒng)的熱發(fā)生器、冷凝器發(fā)生器等等。
另外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器也可用在熱回收或者制冷設(shè)備中。
實(shí)際上，在一個熱交換器中結(jié)構(gòu)特征和幾個單獨(dú)回路的組合可得到許多不同優(yōu)點(diǎn)。
具體地說，該鍋爐主體可為非常緊湊結(jié)構(gòu)，其中嵌入用于加熱的液壓回路，提供熱水、從燃燒煙氣中回收熱量、制冷等等。
如上所述，無論從操作角度，還是從熱交換能力(流速、交換的能量等等)角度看，該熱交換器回路都彼此完全獨(dú)立。
另外，主題熱交換器的內(nèi)部回路在非常高效方式中操作，這樣使主題熱交換器用在提供衛(wèi)生間熱水的冷凝鍋爐中。
實(shí)際上，現(xiàn)有的熱發(fā)生器具有比主題熱交換器具有更小的衛(wèi)生間熱水效率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器具有較小的熱交換器質(zhì)量，使其極大地降低了整個熱慣性，同時在響應(yīng)熱負(fù)載變化上具有較高速度并降低了最低了不期望熱泄露。
而且，與熱交換器管子連接的葉片元件由于可不利用模制和剪切來加工，而模制和剪切在傳統(tǒng)帶翅片熱交換器中是必要的，因此可以非常低的制造成本來制造，從而在材料和操作成本上極大地降低了。
除了上面描述的以外，還可以使主題熱交換器通過完全自動加工過程來制造，這是由于熱交換器具有特殊設(shè)計的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器在主流體側(cè)以非常小的負(fù)載損耗操作，極大地降低了空氣污染。
同時，在熱交換器與空氣燃燒器一起使用的情況中，上述小負(fù)載損耗將極大降低CO和NOX的放出以及驅(qū)動包括風(fēng)扇、泵等等主流體運(yùn)送元件的電消耗非常低。
在該連接發(fā)射機(jī)中，此外還需指出的是，根據(jù)應(yīng)用場合和用途，主題熱交換器可包括需要數(shù)量的操作高度。
實(shí)際上，主題熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個管子，該管子可具有等圓形、矩形、扁平和/或者波狀橫截面。
如上所述，主題熱交換器包括一個或者獨(dú)立的熱交換器回路，其中不同流體可以不同和獨(dú)立特征及流速來運(yùn)送。
根據(jù)用途和應(yīng)用場合，如上所述的主題熱交換器結(jié)構(gòu)包括任何需要數(shù)量的操作高度。在實(shí)踐發(fā)明中，使用的材料以及可能的尺寸和形狀可根據(jù)需要任意設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個管狀元件，在其間布置至少一個連續(xù)鋸齒形或者格子形葉片元件，所述葉片元件與所述管狀元件剛性連接，以在副流體和主流體之間進(jìn)行熱傳遞，其中副流體在管狀元件中循環(huán)，而主流體橫向經(jīng)過管狀元件和葉片組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個所述葉片或者翅片元件與所述管子剛性聯(lián)接，所述葉片元件通過焊接、粘接等聯(lián)接方法和/或者通過機(jī)械聯(lián)接而接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管子在幾個高度上布置。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管子在一個高度上并聯(lián)聯(lián)接。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管子在一個高度上并聯(lián)。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管子在幾個高度上串聯(lián)。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管子在幾個高度上并聯(lián)。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括在幾個高度上且串聯(lián)的獨(dú)立回路。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個獨(dú)立回路，每個回路以串聯(lián)方式布置在一個或者多個不同高度上，同時不同副流體流經(jīng)這些回路。
10.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一副流體流經(jīng)第一高度上的熱交換器管子，而第二副流體流經(jīng)第二高度的熱交換器管子，以及此外的第“n”個副流體流經(jīng)在依次第“n”個高度上的熱交換器管子。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括在幾個高度上通過串聯(lián)、并聯(lián)或者串聯(lián)/并聯(lián)組合聯(lián)接的獨(dú)立熱交換器回路。
12.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個獨(dú)立回路，每個回路設(shè)置在不同高度上，所述回路中一些并聯(lián)聯(lián)接，而另一些則串聯(lián)聯(lián)接，每個回路中流經(jīng)不同的副流體，第一副流體流經(jīng)在第一高度上的熱交換器管子，而第二副流體流經(jīng)第二高度的熱交換器管子，同時另外第“n”個副流體流經(jīng)在依次第“n”個高度上的熱交換器管子。
13.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)根據(jù)應(yīng)用場合和用途包括更多或者更少數(shù)量的高度。
14.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器的管子具有圓形、橢圓形、矩形、扁平形和/或波狀橫截面。
15.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個所述獨(dú)立回路流經(jīng)具有不同和獨(dú)立特征流速的流體。
16.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括多個離散和/或相互連接的熱交換器主體或者部件。
17.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)具有較小質(zhì)量和熱慣性，相對于熱負(fù)載變化具有較大響應(yīng)速度，同時極大降低了不需要的熱泄露。
18.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)在主流體側(cè)具有較小的負(fù)載損失，從而以非常低的污染操作水平來操作。
19.根據(jù)前面權(quán)利要求中一個或者多個的熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱交換器結(jié)構(gòu)包括一個或者更多已公開和/或示出的特征。
全文摘要
一種熱交換器結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括多個管狀元件，在其間布置至少一個連續(xù)鋸齒形或者格子形葉片元件，所述葉片元件與所述管狀元件剛性連接，以在副流體和主流體之間進(jìn)行熱傳遞，其中副流體在管狀元件中循環(huán)，而主流體橫向經(jīng)過管狀元件和葉片組件。
文檔編號F28D7/00GK1603733SQ20041008319
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者詹多梅尼科·洛瓦托 申請人:費(fèi)羅利公司