專(zhuān)利名稱(chēng)：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鍋爐的換熱器，特別涉及一種能在通過(guò)換熱管的采暖水和廢
氣之間有效換熱的換熱器。
背景技術(shù)：
以燃燒裝置為例，其利用一公知的燃燒器能夠加熱流過(guò)燃燒室內(nèi)換熱管的采暖水，通?？梢园ㄒ诲仩t、 一熱水器等類(lèi)似的裝置。 S卩，用在房屋或公共大廈的鍋爐用于采暖或熱水。熱水器用于將冷水快速加熱至一預(yù)定溫度，以使用戶(hù)方便地使用熱水。 燃燒裝置，比如鍋爐或熱水器，包括通常使用油或燃?xì)庾鳛槿剂喜⒗靡蝗紵魅紵⒗萌紵^(guò)程中產(chǎn)生的燃燒熱加熱水的系統(tǒng)，并根據(jù)用戶(hù)的需要供應(yīng)加熱水(熱水)。
燃燒裝置設(shè)置有換熱器，以便吸收燃燒器產(chǎn)生的燃燒熱。在本領(lǐng)域中已提出了提高換熱器熱交換效率的各種方法。 圖1示出本領(lǐng)域一換熱器結(jié)構(gòu)的正視示意圖，圖2A為圖1中沿A-A線的詳細(xì)的截面視圖，圖2B為圖1中沿B-B線的詳細(xì)的截面視圖。 參考圖1和圖2，換熱器1包括采暖水入口 IO，換熱裝置20、采暖水出口 30。采暖水通過(guò)采暖水入口流入。換熱裝置包括多個(gè)換熱管21，22，23，24和25。這些換熱管的表面與燃燒氣體接觸，使得從入口 IO流入的采暖水通過(guò)所述換熱管時(shí)進(jìn)行換熱。采暖水在通過(guò)換熱管21， 22， 23， 24和25時(shí)被加熱，并從出口排出。 采暖水入口 10與換熱管21， 22， 23， 24和25利用管連接件11彼此連接。采暖水出口 30與換熱管21， 22， 23， 24和25利用管連接件31彼此連接。 換熱管21， 22， 23， 24和25中，每一換熱管具有在燃燒氣體流過(guò)的縱向方向上具有大的寬度和小的高度的大體呈矩形的形狀。換熱管21，22，23，24和25彼此間隔一預(yù)定距離，使得燃燒氣體流過(guò)換熱管21， 22， 23， 24和25兩兩之間時(shí)進(jìn)行熱量交換。
換熱管21， 22， 23， 24和25分別包括上層板21a， 22a， 23a， 24a和25a，以及下層板21b， 22b， 23b， 24b和25b。上層板21a， 22a， 23a， 24a和25a，以及下層板21b， 22b， 23b， 24b和25b通過(guò)焊接在其上的凸緣彼此連接。 此外，連接換熱管21， 22， 23， 24和25的管連接件中，每個(gè)管連接件31包括第一和第二連接構(gòu)件31a和31b，連接構(gòu)件31a和31b具有側(cè)向彎曲的凸緣并通過(guò)焊接彼此固定(采暖水入口的管連接件11具有同樣的結(jié)構(gòu))。 然而，具有如上結(jié)構(gòu)的換熱器，由于換熱管包括上層板、下層板和第一、第二連接構(gòu)件這樣的結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致?lián)Q熱管之間的距離大。由于這個(gè)原因，就存在換熱效率低的不足。此外，還存在由于所述換熱器的制造復(fù)雜且困難，很難將其實(shí)際應(yīng)用到鍋爐中的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種換熱器，該換熱
3器通過(guò)減小換熱管之間距離，同時(shí)加長(zhǎng)采暖水通過(guò)換熱器時(shí)的流道從而提高換熱效率，并且易于制造。 為了達(dá)到所述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，換熱器包括換熱裝置，第一和第二輔助板，第一和第二端板。該換熱裝置包括采暖水流入其中并且彼此間隔等距離的多個(gè)換熱管單元。換熱管單元設(shè)置在采暖水入口和采暖水出口之間，并由多個(gè)管組成，所述管具有矩形截面，其與燃燒氣體接觸的一側(cè)具有比高度大的寬度。第一和第二輔助板固定在換熱管單元的兩端，用于保持多個(gè)換熱管單元彼此間的距離不變。第一和第二端板分別固定在第一和第二輔助板的外表面。 在此情形中，管插入孔可在第一和第二輔助板的長(zhǎng)度方向上形成于第一和第二輔助板上。多個(gè)換熱管單元的兩端可置于管插入孔中。換熱管單元的兩端部，第一和第二輔助板，第一和第二端板可分別利用釬焊固定。 此外，多個(gè)換熱管單元可以形成一系列的流道，流道的流動(dòng)方向在相反的方向上交替變化，從設(shè)置在一端的換熱管單元流出的采暖水以相反的方向流入設(shè)置在另一端的換熱管單元。 在此情形中，采暖水入口可通過(guò)第一端板形成，采暖水出口可通過(guò)第二端板形成。
此外，采暖水入口可在采暖水流入的換熱管單元的外表面形成，采暖水出口可在采暖水流出的換熱管單元的外表面形成。 同時(shí)，多個(gè)換熱管的截面可以這樣形成，即在燃燒氣體入口的換熱管間的間距大，而在燃燒氣體出口的換熱管間的間距小。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的換熱器，通過(guò)減小換熱管之間距離同時(shí)加長(zhǎng)采暖水通過(guò)換熱器時(shí)的流道從而可獲得提高換熱效率的好處，并且易于制造。


圖1是示出了本領(lǐng)域中的換熱器的結(jié)構(gòu)的正視示意圖； 圖2A是圖1中沿A-A線的截面示意圖； 圖2B是圖1中沿B-B線的截面示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的換熱器的組裝透視圖； 圖4是圖3中的換熱器的爆炸透視圖； 圖5是示出了圖3中換熱器的采暖水通道的截面示意圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱器的組裝透視圖； 圖7是示出了圖6中換熱器的采暖水通道的截面示意圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱器的管截面示意圖； 圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱管的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作過(guò)程。 圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的換熱器的組裝透視圖，圖4是圖3中的換熱器的
爆炸透視圖，圖5是示出了圖3中換熱器的采暖水通道的截面示意圖。 根據(jù)本實(shí)施例的換熱器包括第一端板110，第一輔助板130，換熱裝置200，第二端
4板310和第二輔助板330。第一端板靠近采暖水入口設(shè)置，并具有采暖水入口 120，第一輔助板固定在第一端板110的內(nèi)表面。換熱裝置包括多個(gè)換熱管單元210， 220和230，使得通過(guò)采暖水入口 120流入的采暖水流過(guò)換熱管單元時(shí)，熱量在采暖水和燃燒氣體間交換。第二端板具有采暖水出口 320，換熱裝置200中加熱過(guò)的采暖水通過(guò)該出口排出。第二輔助板固定在第二端板310的內(nèi)表面和換熱裝置200之間。 第一端板110包括封閉換熱裝置200的換熱管一端的扁平部110a，以及從扁平部110a下部彎曲以使采暖水流過(guò)的彎曲部110b。采暖水入口 120形成在彎曲部110b上。
多個(gè)管插入孔130a和330a分別通過(guò)第一和第二輔助板130和330并在其長(zhǎng)度方向上間隔等距離形成，使得換熱管單元210,220和230的管的兩端插入所述管插入孔。
燃燒氣體通道201形成在換熱裝置200的換熱管之間，使得相互之間以等間距相互隔開(kāi)，以便燃燒氣體流過(guò)該燃燒氣體通道。 在本實(shí)施例中，換熱管的截面形成為矩形形狀，使得換熱管與燃燒氣體接觸的表面積增加。然而，截面的形狀也不限于此，只要換熱管與燃燒氣體接觸的一側(cè)具有比高度大的寬度的矩形截面的任何矩形形狀都是可行的。例如，矩形換熱管的各角可以為圓形。
換熱裝置200具有第一換熱單元210。從形成在換熱裝置一端的采暖水入口 120流入的采暖水，流經(jīng)該換熱管單元。 第一換熱管單元210的兩換熱管211和212的一端插入第一輔助板130的管插入
孔130a中，其另一端插入第二輔助板330的管插入孔330a中。 兩換熱管211和212彼此間隔一定距離，使得燃燒氣體能從其間通過(guò)。 在此情形中，換熱管211通過(guò)彎曲一塊大金屬板形成，以形成一矩形截面，壓緊凸
緣211f從側(cè)面突伸出來(lái)，并利用釬焊將所述凸緣固定。 凸緣插入槽130b和330b形成在第一和第二輔助板130和330的管插入孔130a和330a中，使得換熱管211的凸緣211f插入凸緣插入槽中。 如果突伸凸緣211 f被另一單獨(dú)的工序去除，則凸緣插入槽130b和330b也不需要形成。 兩換熱管211和212在管連接件211a和212a處彼此連接，管連接件211a和212a形成在換熱管的另一端，使得在下層換熱管211中的采暖水和在上層換熱管212中的采暖水通過(guò)管連接件212b和221a被輸送至第二換熱管單元220。 管連接件211a和212a從換熱管表面突出，并通過(guò)焊接彼此固定。管連接件221a，221b，221c，222a，222b，222c，231a，231b和232a的形狀和固定方法將在下面描述，其中第二和第三換熱管單元220和230的管彼此連接，與上面描述的相同。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于兩換熱管211和212間的距離能夠減少，因此可能會(huì)改善傳熱效率。第二和第三換熱管單元的結(jié)構(gòu)與上面描述的相同。 第二換熱管單元220的兩換熱管221和222的一端插入第一輔助板130的管插入孔130a中，另一端插入第二輔助板330的管插入孔330a中，使得其端部以等距間隔設(shè)置。兩換熱管221和222在形成在換熱管一端的管連接件221b和222a處彼此連接。當(dāng)從第一換熱管單元210輸送來(lái)的采暖水被供應(yīng)至兩換熱管221和222并被輸送至左側(cè)時(shí)，熱量在采暖水和燃燒氣體之間交換。然后，采暖水被輸送至第三換熱管單元230。
第三換熱管單元230的兩換熱管231和232的一端插入第一輔助板130的管插入
5孔中，另一端插入第二輔助板330的管插入孔中，使得其端部以等距間隔設(shè)置。兩換熱管231和232在形成在換熱管一端的管連接件231b和232a處彼此連接。當(dāng)從第二換熱管單元220輸送來(lái)的采暖水被供應(yīng)至兩換熱管231和232并被輸送至右側(cè)時(shí)，熱量在采暖水和燃燒氣體之間交換。然后，采暖水通過(guò)采暖水出口 320被輸送至需要加熱的空間。
第二端板310包括封閉第一和第二換熱管單元210和220的換熱管一端的扁平部310a，以及從扁平部310a上部彎曲以使采暖水流過(guò)的彎曲部310b。采暖水出口 320形成在彎曲部310b上。 固定換熱管到第一輔助板和第一端板110的方法，以及固定換熱管到第二輔助板330和第二端板310的方法將在下面陳述。 每一換熱管的端部均插入第一輔助板130的管插入孔130a中，并且第一端板與第一輔助板的外表面接觸。然后，在換熱管與第一輔助板130的管插入孔130a彼此接觸的部位(圖5中的放大部的a處)，以及第一輔助板130與第一端板110彼此接觸的部位(圖5中的放大部的b處)實(shí)施釬焊，這樣穩(wěn)定地固定管和板。 固定換熱管到第二輔助板330和第二端板310的方法與上面描述的相同。
根據(jù)如上提到的結(jié)構(gòu)，通過(guò)第一換熱管單元210被輸送至右側(cè)的采暖水，在第二和第三換熱管單元220、230中以相反方向被輸送。因此，采暖水流過(guò)的流道的長(zhǎng)度增加，使得改善傳熱效率是可行的。 采暖水從換熱管左側(cè)流到其右側(cè)的結(jié)構(gòu)已在實(shí)施例中舉例說(shuō)明。 采暖水從換熱管的下側(cè)流到其上側(cè)的結(jié)構(gòu)將參考圖6和7描述。 圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱器的組裝透視圖；圖7是示出了圖6中換熱
器的采暖水通道的截面示意圖。 根據(jù)本實(shí)施例的換熱器包括換熱裝置500。該換熱裝置500包括多個(gè)換熱管單元510， 520和530，使得當(dāng)采暖水通過(guò)采暖水入口 420流過(guò)換熱管并通過(guò)采曖水出口 620排出時(shí)，熱量在換熱管和燃燒氣體之間交換。 采暖水入口 420形成在第一換熱管單元510的下部的換熱管511，采暖水出口形成在第三換熱管單元530的上部換熱管532。 像圖3-5中的實(shí)施例，換熱管單元510,520和530中的每個(gè)管可以使用任何矩形
形狀，只要換熱管具有其與燃燒氣體接觸的一側(cè)具有比高度大的寬度的矩形截面。 此外，連接換熱管單元510， 520和530的各管的連接件，與圖3_5的實(shí)施例中的連
接件除了其位置不同其余均相同。第一輔助板430和第一端板410依次固定到換熱管單元510，520和530的一端，第二輔助板630和第二端板610依次固定到換熱管單元510,520和530的另一端。
像圖3-5中的實(shí)施例，管插入孔430a和630a分別通過(guò)第一和第二輔助板430和630形成。管插入孔430a和630a在其長(zhǎng)度方向上等距間隔設(shè)置，使得換熱管間的距離相同。 第一和第二端板410和610形成為扁平形狀，以便封閉換熱管單元510， 520和530
的兩端部。 換熱裝置500具有采暖水通過(guò)采暖水入口流入的第一換熱管單元510。第一換熱管單元510包括兩換熱管511和512。換熱管安裝至第一和第二輔助板430和630并間隔相等距離設(shè)置，使得燃燒氣體能從其間通過(guò)。 采暖水入口 420連接到形成在第一換熱管單元510的下部的換熱管511的下表面的管連接件511a。 兩換熱管511和512在形成在換熱管一端的管連接件511b和512a處彼此連接。在下部的換熱管511中的采暖水和上部換熱管512中的采暖水被輸送至第二換熱管單元520。 管連接件511a，511b和512a分別從換熱管表面突伸并被焊接在其上。第二和第三換熱管單元520和530的管彼此連接處的管連接件(附圖標(biāo)記未示出)的形狀和固定方法與上面記載的相同。 第二換熱管單元520包括兩換熱管521和522，第二換熱管單元的采曖水以與第一換熱管單元510中的采暖水流向相反的方向流動(dòng)，即，向左側(cè)流動(dòng)。 通過(guò)第二換熱管單元520的采暖水流入第三換熱管單元530。第三換熱管單元530包括兩換熱管531和532。采暖水從左側(cè)流到右側(cè)，然后從采暖水出口 620流出，采暖水出口連接至形成在上部換熱管532的上表面的管連接件。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱器的管截面示意圖。 優(yōu)選地，燃燒氣體通過(guò)其間的換熱管711，712，713，714，715，和716之間的間距在入口側(cè)700a大于在出口側(cè)700b的間距。即，如圖8所示，換熱管711,712， 713， 714， 715，和716中，每一換熱管的截面在水平方向具有一梯形形狀。由此，可以看出，換熱管711,712，713， 714， 715，和716間的距離從入口側(cè)700a到出口側(cè)700b減小。 通常，燃燒氣體的溫度在換熱管入口處較高，而在出口處較低。因此，當(dāng)燃燒氣體來(lái)到換熱管出口側(cè)，其體積減小。如果燃燒氣體的體積如上所述減小，并且換熱管在入口的截面積與換熱管在出口的截面積相等，燃燒氣體的速度減小，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低。
因此，如果燃燒氣體流入像本發(fā)明中的換熱管的結(jié)構(gòu)的具有大面積的入口側(cè)700a，并從出口側(cè)700b流出，就可能保持燃燒氣體從入口側(cè)700a到出口側(cè)700b的速度。結(jié)果，就可能改善傳熱效率。 圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱管的截面示意圖。 如圖9a所示，換熱管811可以利用成形一呈大致矩形截面的平板來(lái)形成，使凸緣811a彼此接觸并向一側(cè)突伸，通過(guò)壓緊和釬焊固定所述凸緣。 此外，圖9B中，換熱管911可以利用成形一呈大致矩形截面的平板來(lái)形成，使凸緣911a彼此接觸，使得平板的端部在換熱管911的上表面彼此疊置，通過(guò)壓緊和釬焊固定所述凸緣。 本發(fā)明已結(jié)合上面的本發(fā)明的示范性實(shí)施例加以描述。然而，這些實(shí)施例僅是示例性的，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神下進(jìn)行各種修改和變化。
權(quán)利要求
一種換熱器，包括換熱裝置，其包括采暖水流入其中并且彼此間隔等距離的多個(gè)換熱管單元，該換熱管單元設(shè)置在采暖水入口和采暖水出口之間，并由多個(gè)管組成，所述管具有其與燃燒氣體接觸的一側(cè)的高度大于其的寬度的矩形截面；第一和第二輔助板，該換熱管單元的兩端固定于其上，以保持多個(gè)換熱管單元彼此間的距離不變；第一和第二端板，其分別固定在該第一和第二輔助板的外表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其中，在第一和第二輔助板的長(zhǎng)度方向上，在第一和第二輔助板上形成管插入孔；所述多個(gè)換熱管單元的兩端置于管插入孔中；以及換熱管單元的兩端部，第一和第二輔助板，以及第一和第二端板分別利用釬焊固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其中，多個(gè)換熱管單元形成一系列的流道，流道的流動(dòng)方向在相反的方向上交替變化，從設(shè)置在一端的換熱管單元流出的采暖水流入設(shè)置在另一端的換熱管單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的換熱器，其中，采暖水入口通過(guò)第一端板形成，采暖水出口通過(guò)第二端板形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的換熱器，其中，采暖水入口形成在采暖水流入的換熱管單元，采暖水出口形成在采暖水流出的換熱管單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的換熱器，其中，多個(gè)換熱管的截面這樣形成，即在燃燒氣體入口的換熱管間的間距大，而在燃燒氣體出口的換熱管間的間距小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在鍋爐中的換熱器，本發(fā)明的目的是提供一種換熱器，該換熱器通過(guò)減小換熱管之間距離，同時(shí)加長(zhǎng)采暖水通過(guò)換熱器時(shí)的流道，從而提高換熱效率，并且易于制造。為了達(dá)到該目的，根據(jù)本發(fā)明，換熱器包括換熱裝置，第一和第二輔助板，第一和第二端板。該換熱裝置包括采暖水流入其中并且彼此間隔等距離的多個(gè)換熱管單元，換熱管單元設(shè)置在采暖水入口和采暖水出口之間，并由多個(gè)管組成，所述管具有矩形截面，矩形截面與燃燒氣體接觸的一側(cè)具有比高度大的寬度。第一和第二輔助板固定在換熱管單元的兩端，用于保持多個(gè)換熱管單元彼此間的距離不變。第一和第二端板分別固定在第一和第二輔助板的外表面。
文檔編號(hào)F28F9/013GK101711339SQ200880020412
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者閔泰植 申請(qǐng)人:(株)慶東Navien