具有通過連接器相互連接的各部分的模塊化熱交換器的制造方法
【專利摘要】一種熱交換器，包括一系列相互連接的模塊，每個模塊至少包括水管道的部分和煙管道的部分，其中至少相繼的模塊的水管道的各部分相互連接，形成至少一個穿過和/或沿著多個所述模塊的連續(xù)的水管道，其中兩個相鄰模塊的水管道部分通過連接器而相互連接，該連接器插入到至少一個模塊的開口中從而形成密封連接。還涉及一種用于形成上述熱交換器的模塊、包括上述熱交換器的加熱鍋爐以及用于形成上述熱交換器的方法。
【專利說明】具有通過連接器相互連接的各部分的模塊化熱交換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括相互連接的模塊的熱交換器。

【背景技術(shù)】
[0002] 用在例如家用中央供熱鍋爐和/或自來水鍋爐中的熱交換器在本領(lǐng)域中已知的 例如由鐵、鋼或輕質(zhì)金屬，例如鋁或鋁合金制成。這些熱交換器例如已知的使用失核技術(shù)進 行鑄造。已知的將整個熱交換器體鑄造成一件，這樣不需要再對熱交換器體進行組裝但是 需要相對巨大的模具和鑄造設(shè)備，并且對于每種類型或尺寸的熱交換器進一步需要不同的 模具，例如為了調(diào)節(jié)熱交換器的容量。在熱交換器內(nèi)部，煙通道和水管道被設(shè)置用于實現(xiàn)來 自燃燒器的流動通過煙管道的煙氣和流動通過水管道的水之間的熱交換。為了形成這些管 道，型芯需要很復雜并且在鑄造之后被移除。為此，需要設(shè)置使型芯可以通過其被移除的開 口。管道和通道接著必須通過所述開口進行徹底的清洗，在這之后，開口接著需要進行加工 以接納閉合物，例如具有密封0形圈的螺絲止擋，或者焊接到開口上的止擋。這是非常耗時 和昂貴的并且容易失敗。此外，熱交換器主體相對巨大的體積容易對主體造成損壞，例如在 冷卻和處理過程中。
[0003] 為了適應較小的模具并且更加容易適應尺寸和容量，已經(jīng)提出的熱交換器包括一 系列單獨的鑄造模塊。這些模塊可以通過調(diào)整模塊的數(shù)量而組裝成具有期望容量的熱交換 器。較小尺寸的模塊使得鑄造和處理更加容易。每個模塊包括煙管道的各部分和水管道的 各部分。顯而易見的是這需要對模塊進行組裝，其中模塊的水管道的各部分和煙管道的各 部分需要相互連接以形成連續(xù)的管道。
[0004] EP0404259公開了一種模塊化熱交換器，其中不同的模塊被用于煙管道和水管道。 它們被交替地排放在一行中，形成熱交換器主體。具有水管道的每個模塊具有單獨的入口 和位于直徑相對的位置上的出口。盡管在EP0404259中并沒有公開，模塊的入口和出口可 以分別通過入口集管和出口集管連接，形成穿過各個模塊的水回路。每個入口和每個出口 與各自的集管之間需要單獨的連接。燃燒室形成為穿過所有模塊延伸，在熱交換器中集成 燃燒器。
[0005] EP0645591公開了一種模塊化熱交換器，包括一系列相互連接以形成煙管道和水 管道的模塊。每個模塊包括兩個側(cè)面金屬組件，每個組件包括用于形成單個水空間的封閉 間隙。在所述間隙的壁上向外延伸有翅片，使得當兩個這種模塊彼此相鄰放置時，由翅片形 成曲折的煙管道。盡管在EP0645591中沒有公開，每個模塊中的水空間可以分別通過入口 集管和出口集管連接，用于形成穿過各個模塊的水回路。這需要每個入口和每個出口與各 自的集管之間具有單獨的連接。燃燒室形成為穿過所有模塊延伸，在熱交換器中集成燃燒 器，通過風扇將燃氣和空氣的混合物送入所述燃燒器空間。
[0006] EP0843135公開了一種模塊化熱交換器，包括一系列模塊，每個模塊具有帶有熱交 換元件的至少一個水管道部分和形成煙管道的部分。形成煙管道的部分向一側(cè)開口并且與 延伸穿過所述模塊的水管道部分接觸用于在煙氣和水之間進行熱交換。至少連續(xù)的模塊的 水管道的部分相互連接，形成至少一個穿過并且沿著多個所述模塊的連續(xù)水管道。為此，模 塊的每個水管道部分包括入口和出口。模塊的入口通過流入集管連接并且出口通過返回集 管連接，流入集管和返回集管包括在系列模塊的旁邊延伸的管，每個入口和出口分別連接 到各自的集管。在EP0843135中，每個模塊單獨設(shè)置有燃燒器和風扇。
[0007] 這些已知的熱交換器是模塊化的但是需要復雜的組裝，尤其是集管與不同模塊的 水管道部分之間的組裝。此外，這些已知的熱交換器由于尤其是在外部設(shè)置集管，因此也不 是非常緊湊。此外這些集管需要根據(jù)系列中的模塊的數(shù)量進行定制。這意味著對于不同的 熱交換器容量需要不同的集管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 該公開的目的在于提供一種替代的模塊化熱交換器。本公開目的在于提供一種緊 湊的模塊化熱交換器。本公開目的在于提供一種能夠減少或減輕已知熱交換器具有的至少 一個缺點的模塊化熱交換器。本公開目的在于提供一種能夠容易地適用于不同的容量的模 塊化熱交換器。本公開的目的在于提供一種形成替代模塊化熱交換器的方法。
[0009] 至少一個這些和/或其它目的采用根據(jù)本公開的熱交換器、模塊、鍋爐和/或方法 而實現(xiàn)。
[0010] 在根據(jù)本公開的熱交換器的第一方面，該熱交換器可以包括一系列相互連接的模 塊，每個模塊至少包括水管道的部分和煙管道的部分。至少相繼的模塊的水管道的各部分 相互連接，形成至少一個穿過和/或沿著多個所述模塊的連續(xù)的水管道。兩個相鄰模塊的 水管道部分通過連接器相互連接，該連接器插入到至少一個模塊的開口中以形成密封連 接。
[0011] 在根據(jù)本公開的熱交換器中，至少連接不同模塊的水管道部分的集管的部分可以 被集成到模塊中，通過連接器連接。在這種實施方式中，通過至少所述的連接器連接模塊， 模塊的水管道部分彼此直接連接而不需要設(shè)置沿著熱交換器模塊的集管。此外，這也不需 要單獨地將水管道部分連接到這種在熱交換器模塊旁邊延伸的集管。此外，這樣可以根據(jù) 在熱交換器中使用的模塊的數(shù)量自動調(diào)節(jié)由一個或多個結(jié)合有連接器的連接管道形成的 集管的長度。
[0012] 在優(yōu)選的實施例中，熱交換器集成為三個連接管，該連接管用于相互連接熱交換 器的不同模塊的水管道部分，以使得組合后的穿過熱交換器的水管道基本上為Tichelmann 設(shè)計。Tichelmann設(shè)計為一種已知的設(shè)計加熱系統(tǒng)中的管道的原理，其中到達和來自加熱 系統(tǒng)的管道的長度對于每個部件來說應該是相同的。將其應用到本公開的熱交換器意味著 熱交換器的組合后的水管道系統(tǒng)的入口到所述水管道系統(tǒng)的出口之間的長度和流量對于 穿過不同模塊的全部路徑來說應該是相同的。換句話說，對于每個模塊來說每分鐘應該有 大致相同數(shù)量的水被送入，以防止在模塊之間產(chǎn)生過度的溫差。優(yōu)選地，熱交換器的組合水 管道系統(tǒng)的所述入口和出口設(shè)置在模塊系列的相同縱向端部上，例如位于端部模塊上，使 得連接到合適的加熱系統(tǒng)更加容易。
[0013] 在根據(jù)本公開的熱交換器中，優(yōu)選地是集管、包括所述連接器被集成在模塊中，同 樣由于這樣可以防止集管中的水發(fā)生不期望的冷卻，這在已知的具有外部集管的熱交換器 中發(fā)生，因為這些集管經(jīng)受熱交換器外部的溫度、例如室溫。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 本發(fā)明將在后面的描述中參照附圖進一步闡述，其中：
[0015] 圖1示出具有四個模塊的熱交換器的部分剖視圖；
[0016] 圖2示出具有連接器的熱交換器的模塊的部分剖視圖；
[0017] 圖3示出通過連接器連接的兩個模塊的部分剖視圖；
[0018] 圖4示出通過連接器和噴射器相互連接的兩個模塊的部分剖視圖；以及
[0019] 圖5示意性地示出通過熱交換器的水的流動。

【具體實施方式】
[0020] 在本說明中，熱交換器及其部件、還有裝配有該熱交換器的加熱回路的不同實施 例僅僅作為舉例而公開和描述。在這些實施例中，相同或相似的部件具有相同或相似的參 考標記。所示的實施例的部件的組合也被認為在這里公開了。在本說明中，熱交換器可以 被理解為在來自燃燒器的被加熱的煙氣和通過所述熱交換器內(nèi)部的一個或多個水通道的 水流之間進行熱交換的交換器。優(yōu)選地，火焰容納空間可以設(shè)置在燃燒器上方和/或燃燒 器可插入火焰容納空間內(nèi)部，使得在使用中所述被加熱的煙氣在所述熱交換器內(nèi)部積極地 產(chǎn)生。在替代的實施例中，燃燒器可以至少部分地集成在熱交換器中，例如通過擠壓、鑄造 和/或機械加工。這種熱交換器尤其適用于但是不限于家用和商用加熱系統(tǒng)，例如鍋爐和 中央加熱系統(tǒng)，例如用于空間加熱和/或自來水加熱系統(tǒng)。
[0021] 在后面的描述中，一些或全部的部件也可以通過鑄造制成，例如但不限于注射成 型、沙鑄或者其它失核模鑄或鑄造或類似的工藝，可以與機械加工結(jié)合，例如但不限于研 磨、車削、銑削、鉆孔以及類似的已知的機械加工方法。同時或可選地，也可以使用其它可以 應用的技術(shù)，例如但不限于擠壓。
[0022] 在本說明中，輕質(zhì)金屬至少應該被理解為包括密度小于4500kg/m3的非鐵金屬和 非鐵金屬合金。材料優(yōu)選地為鋁和鋁合金。
[0023] 在本說明中，諸如頂部和底部以及側(cè)面的用詞僅用作參考，而不是限制熱交換器 或其部件在使用中的可能定位。在本說明中，頂部和底部如圖1、2和4所限定的，其中火焰 容納空間被示出位于頂部并且氣體出口位于底部。
[0024] 在本說明中，諸如基本上和大約的用詞表示與它們參考的尺寸或方向具有允許的 輕微的偏離，例如小于20%，更優(yōu)選地小于15%，例如甚至10%。
[0025] 在本說明中，粘接需要被理解為在兩個或多個部件之間使用彈性粘接劑形成粘接 連接。尤其適用的是膠水和粘合劑，其在固化后仍然保持柔韌并且可以彈性變形。優(yōu)選地， 粘接劑的耐熱溫度高于120°C，優(yōu)選地高于150°C，更優(yōu)選地高于170°C?？梢允褂媚蜔釡?度達到180°C或更高的膠水。可以使用的膠水的使用溫度范圍位于大約-4到+120°C之間， 優(yōu)選地位于-20到+150°C之間，甚至更優(yōu)選地位于至少-40到170°C，甚至更優(yōu)選地位于 至少-55到180°C或更高（例如PSI S406)。溫度范圍應當被理解為膠水維持至少大部分 的彈性和粘接特性的溫度范圍，使得在熱交換器中，至少粘接維持耐壓并且不漏液和不漏 氣。耐壓在這種情況下被理解為在鄰近的空間中至少能夠耐受高于2bar的壓力，優(yōu)選地高 于4bar，更優(yōu)選地至少為lObar。這種期望的耐壓性可以達到20bar或更高。一個bar為 100,000帕斯卡（?38〇&1)或0.1]\0^。根據(jù)45了]\10794，可以參考粘接剝落。
[0026] 彈性粘接劑、例如膠水或粘合劑應當被理解為一種在固化后、在使用中具有高屈 服強度和高屈服極限的試劑。這意味著其在斷裂前可以被拉長到相對高的程度。彈性優(yōu)選 地使得屈服極限高于大約300%，優(yōu)選地高于約400%，更優(yōu)選地高于大約550%并且具體 地優(yōu)選為大約650%或更高。優(yōu)選地，在熱交換器的使用過程中在整個溫度范圍上可以維持 這種高屈服極限。高屈服極限例如可以根據(jù)ASTM D412進行測定。
[0027] 粘合劑可以是硅樹脂或合成橡膠為基質(zhì)的粘合劑，優(yōu)選地在大約室溫下固化成 防漏水和漏氣的橡膠狀成分。由所述粘接劑形成的粘接層優(yōu)選地能耐受至少大約4Bar 的壓力，更優(yōu)選地為大約lOBar的壓力并且再優(yōu)選地為大約20Bar或更高的壓力，其中 粘接劑優(yōu)選地被應用于部件未涂底漆的金屬上。這種粘接劑的一個例子為道康寧（Dow Coming) 7091，其正常使用的溫度范圍為-55到+180°C之間，并且屈服極限大約為680%。
[0028] 可以預期屈服極限、耐壓性和溫度范圍具有各種組合。
[0029] Dow Corning? (道康寧）7091粘合劑/密封劑是一種在室溫下固化成堅韌且柔 韌的橡膠的高性能中性固化娃酮粘合劑，適用于這里描述的情況。Dow Coming7091從-55°C 至IJ180°C (-67°到356° F)保持柔韌和穩(wěn)定，并且是一種單組分不會松弛的密封劑。其抗 拉強度為86ppi并且抗張強度大約為363psi。這種粘合劑僅僅作為舉例并且不應該被認為 以任何方式對保護范圍進行限制。
[0030] 通過使用這種柔性粘合劑，熱交換器的各部分可以彼此連接，形成流體密封，尤其 是水密封以及氣體密封而不需要添加墊圈、密封件或類似物，這在很長的時間范圍內(nèi)可以 保持流體和氣體密封。此外，這種密封相對的便宜并且能耐受相對高的壓力。進而，由于高 柔韌性，可以避免粘接到一起的不同部分的不同膨脹率和膨脹方向所產(chǎn)生的問題。
[0031] 可以使用可選的或者除了粘接以外的其它連接技術(shù)和材料，例如但不限于焊接， 螺絲釘、螺母和螺栓以及夾合件。
[0032] 圖1示出包括一系列處于并排關(guān)系的模塊2的熱交換器1。在該實施例中，熱交換 器1包括四個通過連接器3相互連接的模塊。熱交換器1由此包括一系列相互連接的模塊 2。每個模塊至少包括水管道5的一個部分4和煙管道7的一個部分6。至少連續(xù)模塊2的 水管道5的各部分4相互連接，形成至少一個穿過和/或沿著多個所述模塊2的連續(xù)水管 道5,例如如圖5所示。兩個相鄰模塊2的水管道部分4通過連接器3相互連接，為此，連接 器3插入到至少一個模塊2的開口 8中，形成密封連接。為此，連接器可以粘接或膠粘在至 少一個開口 8中?？蛇x地，可以采用不同的方式進行固定，例如通過壓裝、螺接或類似的方 式。粘接或膠粘的優(yōu)點在于開口不需要在鑄造之后進行機械加工，但對于大部分但非全部 的其它安裝裝置，機械加工都是必須的。
[0033] 在優(yōu)選的實施例中，連接器3為在開始時和模塊2分開的部件，并且插入兩個相鄰 模塊2的開口 8中，例如在圖2-4中示出。因此連接器3可以采用和模塊相同或不同的材 料單獨地制成。連接器3可以在鑄造完模塊2之后并且對位于其中的某些或全部管道或管 道部分4、6進行清潔之后放置。可選地，一個或多個或者甚至全部的連接器可以至少部分 地與模塊2 -體地制成。在該實施例中，所述連接器3由塑料制成并且模塊2由金屬制成。 優(yōu)選地，模塊2由輕質(zhì)金屬或輕質(zhì)金屬合金制成，更優(yōu)選地由鋁或鋁合金制成。
[0034] 在圖1的實施例中，熱交換器1包括兩個中心或中間模塊2A，第一端部模塊2B和 第二端部模塊2C。中心模塊2A可以具有相同的結(jié)構(gòu)。中心模塊2A可以基本上關(guān)于中間平 面V成鏡相對稱，該中間平面平行于相對的側(cè)平面Q延伸，模塊3在側(cè)平面Q處相互連接。 顯而易見的是在熱交換器中，在端部模塊2B、2C之間可以使用多于兩個或只有一個中心模 塊2A，例如用于調(diào)節(jié)熱交換器的熱容量。每個中心模塊2A包括中心部分9,該中心部分9包 括在該實施例中基本上彼此平行并且平行于平面V和Q的兩個壁10A、10B，其中，在壁10A、 B之間，設(shè)置有橫壁10C，形成水管道5的部分4,該部分具有位于入口 11和出口 12之間的 曲折的流動路徑。在圖中，入口 11被示出位于下端并且出口 12被示出位于管道部分4的 上端。如圖1所示，管道部分4可以圍繞上端附近的開口 13延伸。開口 13延伸穿過鏡像 平面V并且通向模塊的兩個側(cè)面，以使得連續(xù)的開口 13延伸穿過該系列模塊，在一個縱向 端通過第二端部模塊2C的端壁14進行封閉，這將在后面描述。由組合的開口 13形成的區(qū) 域可以形成用于熱交換器的燃燒室15。
[0035] 在每對相鄰的模塊之間，在熱交換器1的兩個相對側(cè)面附近設(shè)置有至少兩個連接 器3,以使得不同的模塊2的管道部分4的入口 11和出口 12都能連接。在圖2-4中，連接 器3被示出位于連接管道25、26、56的其中之一中，這將在后面描述。這對于所有的這些管 道都是相同或相似的。優(yōu)選地，在上端16附近設(shè)置至少一個這種連接器3并且在熱交換器 1的下端17附近設(shè)置至少一個連接器。如圖示，在兩個相對的縱向端處，該系列模塊2設(shè) 置有端部模塊2B、2C，其中優(yōu)選地，連接成對的模塊2的第一系列連接器3形成第一連接管 道25的部分，而連接成對的模塊2的第二系列連接器3形成第二連接管道26的部分，第一 和第二連接管道25、26連接模塊2的一系列水管道部分4的兩個相對的端部。為此，每個 中心模塊2A包括第一通道部分27和第二通道部分28,該第一通道部分位于熱交換器的下 偵牝并且具有與平面Q、V成一定角度并且優(yōu)選地基本上垂直于該平面Q、V延伸的縱向方向 L27，而第二通道部分位于熱交換器1的上側(cè)，并且具有與平面Q，、V成一定角度并且例如基 本上垂直于該平面Q、V延伸的縱向方向L28?？v向軸線L27和L28可以基本上彼此平行。每 個通道部分27,28可以包括例如位于平面V處或附近的中間部分29、30,入口 11和出口 12 分別開向其中。在中間部分29,30的每一側(cè)上形成有用于插入連接器3的一部分的開口 8。 這些開口 8可以為通道部分27、28的部分，基本上呈圓筒形并且具有平行于并且優(yōu)選地分 別與縱向軸線L27、L28重合的縱向軸線。開口 8可以具有稍微大于中間部分29、30的橫截 面D29、D3(l的橫截面D8，以使得在中間部分的每一側(cè)上形成有臺肩31，為連接器3限定出最 大的插入深度。每個端部模塊2B、2C類似地包括通道部分27A、27B，以及位于至少一側(cè)上的 開口 8。如所描述的，相對的側(cè)面例如可以通過壁或止擋件進行封閉，或者也可以是打開的 用于連接又一管道部分，這將在下文進行解釋。
[0036] 如圖所示，通過連接器3來連接模塊2A、2B、2C，通道部分27、28被連接成用于形成 具有例如彼此平行延伸的縱向軸線L27、L28并且連接各個水管道部分4的所述連接管道25、 26。
[0037] 中心模塊2A具有兩個相對側(cè)63,例如位于平面Q的兩側(cè)，每一側(cè)包括限定出煙管 道7的部分6的區(qū)域18。每個所述區(qū)域18優(yōu)選地包括熱交換表面增加元件19。這些元件 19例如可以是銷、肋、槽口以及類似物，或者是它們的組合，例如在EP0645591或EP0843135 中公開而作為本領(lǐng)域公知的。端部模塊2B、2C的每一個僅僅具有一個這樣的區(qū)域18。區(qū) 域18和元件19設(shè)置成當一對相鄰的模塊2相互連接時，模塊相互面對的區(qū)域18形成煙管 道部分6A，該煙管道部分優(yōu)選地具有用于使煙氣從開口 13附近的入口側(cè)20開始通過所述 管道部分6A到達熱交換器的下端的出口側(cè)21的迷宮路徑，并且以已知的方式連接到排氣 口，該排氣口例如包括冷凝水收集設(shè)備。在所示的實施例中，元件19從水管道部分4的壁 10開始延伸并且增強流動通過煙管道7的煙氣和流動通過水管道5的液體、例如水之間的 熱交換。元件19基本上垂直于平面Q和/或V延伸并且具有基本上位于平面Q中的自由 端22。模塊2包括煙氣入口 20和煙氣出口 21，其中每個模塊2的煙管道7的部分6借助 所述煙氣出口 21與所述煙氣入口 20連接。所述模塊2中的水管道5的部分4的入口 11 相對于煙氣入口 20而言更接近于煙氣出口 21。所述模塊2中的水管道5的部分4的出口 12相對于煙氣出口 21而言更接近于煙氣入口 20。由此在煙氣和液體、尤其是水之間可以 得到對流模式。
[0038] 在例如圖1-4所示的實施例中，每個連接器3具有基本上為圓柱形的中空結(jié)構(gòu)。在 這些實施例中，內(nèi)部橫截面D。可以類似于通道部分27、28的中間部分29、30的橫截面D29、 D3(i。在所示的實施例中，連接器3包括具有向外延伸的凸起33的外表面32,形成為在看到 的進入開口 8的插入方向Fin上，凸起33具有向后傾斜的傾斜表面34。該凸起具有與開口 8的內(nèi)表面36相配合的頂部35,以使得當設(shè)置在開口 8中時這些凸起33抵消連接器3的 收縮。這些凸起優(yōu)選地在插入到所述開口 8中時至少部分地壓縮。凸起33可以位于外表 面32的圓周上，或者可以至少部分地形成類似于螺紋或其它合適的形式，在凸起33之間， 在連接器3的外表面32和內(nèi)部表面36之間，形成空間37。穿過連接器的壁38,設(shè)置有至 少一個通入至少一個所述空間37內(nèi)部的開口 39。優(yōu)選地形成幾個通入到一系列這樣的空 間、更優(yōu)選地為全部的這種空間37中的開口 39。
[0039] 當組裝根據(jù)本發(fā)明的熱交換器時，模塊2設(shè)置有插入到恰當?shù)拈_口 8中的連接器 3。如圖2所示，當連接器3設(shè)置在模塊的開口 8中時，該連接器插入到恰當?shù)纳疃?，例如?到鄰抵到臺肩31為止。接著粘合劑或膠水被噴射進入所述開口 8中至少一些并且優(yōu)選地 全部所述空間37,并且被允許固化以將連接器3粘接到模塊2。接著，向模塊2與相鄰模塊 將要連接的一側(cè)63上提供與用于連接器的粘合劑相同或相似的粘合劑，此后兩個模塊2彼 此連接，將連接器3粘接到其中一個模塊的部分插入到相鄰的模塊2的恰當?shù)拈_口 8中，如 圖3所示的其中一個連接器。接著粘合劑被噴射進入空間中，尤其是由連接器3和模塊2 限定的全部剩余空間中。為此，如圖4示意性所示，例如噴射器40可以被插入穿過通道部 分26、26的開口端，通過中間部分29、30進入待粘接的連接器3的端部上。噴射器40包括 連接到開口 39的通道40B和將粘合劑推入空間37的泵40。
[0040] 開口 8可設(shè)置有外端41，該外端設(shè)置有第一裝配元件42,例如斜面或倒角邊緣43， 其中連接器3設(shè)置有至少一個凸起的第二裝配元件44,例如互補的斜面或倒角環(huán)，用于與 第一裝配元件42配合。這種第一和第二裝配元件42、44可以幫助限定連接器3的插入位 置，并且此外可以進一步密封和連接熱交換器模塊2。
[0041] 在有利的實施例中，如圖5示意性所示，熱交換器2具有提切爾曼（Tichelman)流 動模式。在這種流動模式中，水管道5被布置成位于水管道5的入口 50和出口 51之間的 用于水的流動路徑的長度與穿過每個模塊2的管道部分4中的長度均相同。在圖5的實施 例中，第一連接管道25在熱交換器的下側(cè)延伸并且包括位于熱交換器1的第一縱向側(cè)52 上的入口 50,例如用于連接到加熱回路的返回線路（未示出）。第一連接管道25的相對端 部53優(yōu)選地通過相關(guān)的端部模塊2的壁被封閉。第二連接管道26基本上平行于第一連接 管道25、在熱交換器1的上側(cè)延伸。該第二連接管道在熱交換器的第一縱向端部52上具有 第一端部54,該第一端部例如可以通過端部模塊2A的壁14被封閉。在縱向上相對的端部 55可以打開并且形成水管道的出口 51，例如用于連接到加熱回路的供給線路（未示出）。
[0042] 在圖5所示的實施例中，示出第三連接管道56,該第三連接管道具有基本上平行 于第一和第二連接管道25、26的縱向長度L56并且設(shè)置在熱交換器1的上側(cè)。第三連接管 道56可以是位于熱交換器的模塊外部的管道但是優(yōu)選地與該模塊成一體。在優(yōu)選的實施 例中，第三連接管道56以與第一和第二連接管道25、26相同或相似的方式形成。為此，模 塊2的每一個設(shè)置有與第一和第二通道部分27、28類似或相同的第三通道部分，并且設(shè)置 有容納連接器3的開口 8,連接器3再通過粘接或膠粘或其它方式固定在模塊2中。在該 實施例中，第二連接管道26的開口端55可以在熱交換器的第二縱向端部59上連接到第三 連接管道56的端部58,而出口 51可形成在第三連接管道56的相對端部上，位于熱交換器 的第一縱向端部52,也就是和入口 50位于熱交換器相同的一側(cè)。這對于將熱交換器連接 到加熱回路，提高緊湊型，增強熱交換和效率是有利的并且具有其他優(yōu)點。該第三連接管道 56可以在除了縱向相對的端部之外被封閉。在各實施例中，第二和第三連接管道26、56可 以通過適當?shù)膹澢?、例如基本上為U形的管道60連接，該彎曲部粘接到連接管道26、56 的端部，為此，端部模塊2可例如設(shè)置有恰當?shù)拈_口，例如與開口 8類似?？蛇x地，連接管60 可以一體地形成在端部模塊2C中，以使得當將端部模塊2C安裝到相鄰的中間模塊2A時， 連接管道26、56之間的連接自動進行。
[0043] 在根據(jù)本公開的熱交換器1中，連接器3優(yōu)選地粘接進入模塊中，以使得它們形成 用于水管道的耐熱和耐壓的連接，水管道將在使用中處于熱交換器中壓力最高的位置。模 塊中的水管道部分4可以進一步一體地形成并且由此不需要進一步的密封。通過將模塊2 的端表面Q彼此粘接，模塊的煙管道部分6和形成燃燒器空間的開口 13同樣被完全地連接 和密封，尤其是氣體密封。氣體壓力通常低于水壓力。
[0044] 本公開的熱交換器的一個優(yōu)點在于其能夠逐步地組建，例如采用諸如第一端部模 塊2B的端部模塊開始，接著隨后將一系列的中間模塊2A分別安裝到所述端部模塊2B或者 如面的中間t旲塊2A，并且最后將弟_端部t旲塊2C安裝到一系列中間t旲塊2A中的最后 ^ 上。這種系列可以包括任意期望數(shù)量的中間模塊，然而熱交換器也可以僅僅采用兩個端部 模塊2B、2C形成。
[0045] 在實施例中，彼此連接的模塊的端表面可以主要由熱交換器模塊2相對薄的壁的 端表面或脊部形成。如圖1所示，第二端部模塊2可以具有基本上封閉的端表面或壁14,例 如在其上僅僅具有水管道5的出口 51。所述壁14可以形成水管道部分4的壁10的一部分 并且可以封閉所述模塊2的開口 31。相對的第一端模塊可以類似地設(shè)置有基本上封閉的端 壁14,形成相關(guān)水管道部分4的壁10的一部分，并且可以設(shè)置有用于安裝產(chǎn)生煙氣的設(shè)備 的開口 13,產(chǎn)生煙氣的設(shè)備例如為燃燒器或風扇，例如調(diào)節(jié)風扇、氣體供源、點火裝置以及 本領(lǐng)域已知的類似物。此外，第一端部模塊2B可以設(shè)置有入口 50。在熱交換器1的相同的 縱向端52上具有入口和出口的實施例中，一個端模塊可以在一側(cè)封閉并且包括管60,而如 討論的，相對的端模塊具有入口 50和出口 51。
[0046] 在本公開中，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的實施例僅僅作為舉例而被公開。這些實施 例不應該被理解將本發(fā)明的范圍限定于所公開的內(nèi)容。許多變化是可能的，包括但不限于 具體公開的實施例的部分和特征的全部組合。此外，例如模塊的開口，尤其是端模塊的開口 可以通過止擋或類似物封閉，例如采用粘接或焊接固定到位，替代模塊的壁部件。水管道部 分和煙管道部分可以以不同的方式形成并且成型，例如用于獲得不同的流動路徑，改變阻 抗，或者用于修正效率。連接器和開口可以具有不同的形狀，例如非圓柱形，以使得連接器 具有一個或多個位于開口中的限定位置。模塊和/或連接器可以由不同材料或不同方法制 成。熱交換器可以設(shè)置有兩個或多個單獨的水管道，例如一個用于加熱空間加熱回路中使 用的水并且一個用于加熱自來水。如此多的這些變化可以被認為落在本公開的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種熱交換器，包括一系列相互連接的模塊，每個模塊至少包括水管道的部分和煙 管道的部分，其中，至少相繼的模塊的水管道的各部分相互連接，形成至少一個通過和/或 沿著多個所述模塊的連續(xù)的水管道，其中兩個相鄰模塊的水管道部分通過連接器而相互連 接，所述連接器插入到至少一個模塊的開口中以形成密封連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器插入到兩個模塊的開口 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器通過粘合劑、例如膠 水被粘接到位，所述膠水形成至少部分的密封連接。
4. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，在每對相鄰模塊之間設(shè) 置有至少兩個連接器，所述至少兩個連接器在所述熱交換器的兩個相對的側(cè)面附近，優(yōu)選 地至少一個連接器位于所述熱交換器的上端，而至少一個連接器位于所述熱交換器的下 端。
5. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器由塑料制成 并且所述模塊由金屬制成，尤其是輕質(zhì)金屬或輕質(zhì)金屬合金，優(yōu)選地為鋁或鋁合金。
6. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器包括具有向 外延伸的凸起的外表面，成型為使得在進入所述開口的插入方向上所述凸起具有向后傾斜 的傾斜表面，所述傾斜表面具有與所述開口的內(nèi)表面配合的頂部，以使得當所述連接器設(shè) 置在所述開口中時這些凸起抵消所述連接器的收縮，其中所述凸起優(yōu)選地在插入到所述開 口中時被擠壓。
7. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器設(shè)置有至少 一個開口，優(yōu)選地為一系列開口，所述開口延伸穿過所述連接器的壁部分，用于向所述連接 器的外表面部分和所述開口的內(nèi)表面部分之間噴射膠水。
8. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述開口設(shè)置有外端部， 所述外端部設(shè)置有第一裝配元件，例如斜邊或倒角，其中所述連接器設(shè)置有至少一個凸出 的用于與所述第一裝配元件配合的第二裝配元件，用于限定所述連接器的插入位置。
9. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述模塊包括煙氣入口 和煙氣出口，其中，每個模塊的煙通道的部分將所述煙氣入口與所述煙氣出口連接，其中所 述模塊的水管道的部分的入口相對于所述煙氣入口更接近于所述煙氣出口，而所述模塊的 水管道的部分的出口相對于所述煙氣出口更接近于所述煙氣入口。
10. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述模塊具有兩個相對 的側(cè)面，每個側(cè)面包括限定出所述煙管道的部分的區(qū)域，其中每個所述區(qū)域優(yōu)選地包括熱 交換表面增加元件，以使得當一對相鄰的模塊通過至少所述連接器相互連接時，所述模塊 相面對的區(qū)域形成煙管道部分，所述煙管道部分優(yōu)選地具有穿過所述煙管道部分的用于煙 氣的迷宮路徑。
11. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述一系列模塊在兩個 相對的端部上具有端部模塊，其中優(yōu)選地連接成對模塊的第一系列連接器形成第一連接管 道的部分，而連接成對模塊的第二系列連接器形成第二連接管道的部分，所述第一和第二 連接管道連接所述模塊的一系列水管道部分的相對端部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其特征在于，所述第一和第二連接管道基本上 彼此平行地延伸，其中連接成對模塊的所述第三系列連接器形成第三連接管道的部分，且 基本上平行于所述第一和第二連接管道延伸，其中管道部分優(yōu)選地設(shè)置在端部模塊中，連 接所述第二和第三連接管道的端部，其中所述第一和第二連接管道的每一個均具有封閉的 端部，以使得所述第一連接管道的開口端設(shè)置在所述一系列模塊中與所述第三連接管道的 開口端位置相同的側(cè)面上。
13. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，每個模塊具有圍繞管道 形成部分的至少部分并且優(yōu)選地全部管道形成部分延伸的邊緣部分，其中相鄰模塊的所述 邊緣部分被膠粘到一起，連接所述模塊并且密封所述煙管道形成部分用于形成位于所述相 鄰模塊之間的煙管道。
14. 根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器，其特征在于，所述連接器具有內(nèi)部通 道，所述內(nèi)部通道具有垂直于穿過所述通道的流動方向的橫截面，所述橫截面大于形成在 所述模塊中的水管道的各部分的最大橫截面。
15. -種用于形成根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器的模塊。
16. -種包括根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的熱交換器的加熱鍋爐。
17. -種用于形成熱交換器的方法，其中優(yōu)選地采用輕質(zhì)金屬或輕質(zhì)金屬合金、尤其是 鋁或鋁合金通過鑄造來制造一系列模塊，所述一系列模塊的每個模塊包括至少一個水管道 部分，所述水管道部分在一端開口通向通道，所述通道在所述模塊的一側(cè)具有至少一個開 口，優(yōu)選地具有通向所述模塊的兩個相對側(cè)面的兩個開口，所述方法包括如下步驟：將連接 器插入至少一個開口，以使得所述連接器的部分在所述開口外部延伸，所述部分被插入到 另一個模塊的互補開口中，以使得所述兩個模塊的通道通過所述連接器流體地連接用于形 成穿過所述模塊的連接管道，其中所述模塊通過至少粘合劑彼此連接。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，每個模塊在所述模塊的每一側(cè)上設(shè)置 有至少兩個并且優(yōu)選地三個開口，其中所述連接器設(shè)置在每個開口中并且被插入到相鄰模 塊的開口中，以使得形成穿過所述模塊的至少兩個并且優(yōu)選地三個連接管道，所述連接管 道具有平行的縱向方向，第一和第二連接管道通過所述模塊中的水管道部分彼此流體地連 接。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，三個連接管道形成為穿過所述模塊，其 中所述第一和第二連接管道中的一個通過管道部分被連接到所述第三連接管道，其中至少 兩個連接管道的端部被封閉。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17-19中任意一項所述的方法，其特征在于，所述連接器通過將粘合 劑噴射到所述連接器的外表面部分和相關(guān)開口的相鄰內(nèi)表面部分之間的空間中、優(yōu)選地通 過至少一個延伸穿過所述連接器的壁的開口而被粘接到所述開口中。
【文檔編號】F28F9/26GK104236375SQ201410267361
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】J·H·德克斯, P·M·M·提森 申請人:德?lián)P技術(shù)控股有限公司