[发明专利]热交换器和适用于热交换器的鳍片

说明书

技术领域

本发明涉及加热设备中使用的热交换器。本发明还涉及用在这种热交换器中的鳍片。

背景技术

通常，使用加热设备或者，换句话说，中央供热锅炉来加热住房。除了加热住房，这种锅炉也经常用来供应热的自来水。此外，还有仅用来供应热的自来水的加热设备。加热设备通常使用气体来加热水，用于加热系统或自来水。用气体燃烧器(gas burner)加热空气，经加热的空气通过热交换器加热也通过热交换器的液体。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、多用途、紧凑和/或易于生产的热交换器，用于热水和/或加热设备中。

为实现上述目标，本发明提供了一种包含通道和多块鳍片的加热设备，所述通道用于在其纵向方向上传送经加热的气体；所述鳍片用于传送液体，其设有开在同一平面内的入口和出口，其中所述鳍片设在通道壁上，伸入所述通道中，其中所述鳍片的入口和出口开在所述壁面中，并且其中热交换器还包含连接元件，其用于将隔开鳍片的至少一个出口连接到至少一个入口。用这种方式提供了一种十分高效的热交换器，此外，其易于改进和制造。鳍片形成了用于待加热液体的通道或流道，鳍片的入口和出口开在通道壁上，使得鳍片十分容易使用连接元件串联连接。通道壁到达设有合适通路(passage)的末端，所述通路连接到鳍片的入口和出口。连接元件优选地设在通道壁上并在隔开的鳍片的至少一个出口和至少一个入口上延伸。

使用延伸入通道内的若干鳍片，热的气体可穿过通道，避免了使用较大通道以实现气体和液体之间高效热传递的需要。通过利用连接元件串联连接若干鳍片，以紧凑的方式实现了高效的热交换。

如果连接元件设计成使至少两块隔开的鳍片的入口和出口互连，这是有利的。在那种情况下，两块鳍片平行连接。如果鳍片中的流动通道被阻塞，另一块鳍片将能够提供连续的液流。随后，两块平行连接的鳍片可与另外同样是平行连接的鳍片串联连接。

根据本发明的热交换器的一个优选实施方案，连接元件由设有直立边缘的板形元件组成，所述连接元件设计形成防水外壳，其包围壁面中至少一个入口和至少一个出口。由于鳍片的入口和出口开在通道壁面中，通过实现入口和出口的防水外壳的互连，能够实现高效的连接。在入口和之间的连接，通过实现入口和出口的防水外壳的互连。在那种情况下，入口和出口之间的连接由通道壁和设有边缘的板形连接元件构成。

根据本发明热交换器的另一个优选实施方案，鳍片为板形，鳍片的平面在通道的纵向方向上延伸。鳍片起到液体导向的功能，使其至少基本上在横切气体流动方向的平面内。这使得加热的气体和鳍片内液体之间的热交换非常高效。

根据本发明热交换器的又一个优选实施方案，鳍片包括至少基本为U形的流道。在本实施方案中，入口和出口在U形流道的支架（leg）末端延长。以这种方式提供了简单而高效的鳍片。

根据本发明，鳍片包括双壁元件，除了沿连接边缘形成入口和出口，沿圆周边缘的壁互连形成流道，所述壁还从入口和出口之间的连接边缘，以横切连接边缘的方向，沿预定长度互连，从而形成上述流道，优选地为U形流道。例如，如果矩形双壁元件用作起始材料，四个边缘中的三个壁互相连接，形成外壳，像之前一样，连接边缘形成开口。例如，所述壁的互相连接可通过焊接完成。通过在壁面之间设置连接，优选地从连接边缘的中心连接，连接延伸至离相对的壁一段距离的位置上，入口和出口之间设置了以U形延伸的流道。这种连接将连接边缘分为入口和出口。

除了来自连接边缘的连接，壁面之间设置若干连接也是可能的。以这种方式有可能在鳍片中产生流道，该流道顺着更蜿蜒的路径穿过鳍片。也有可能提供设有拐角(corner)的连接用于该目的，其中连接的两部分以某一角度延伸到彼此。

鳍片优选地由金属板材料制成，该金属板材料具有0.4至1.5mm之间的厚度，更优选地厚度为0.5至1.0mm之间，甚至更优选地，厚度为大约0.6mm。这提供了足够的刚度，同时也提供了充分的热交换。鳍片优选地由（不锈）钢或铝制成。

鳍片连接到的通道表面优选地由板材料制成，例如钢或铝，具有0.8至2.5mm之间的厚度，以提供额外的刚度。

根据本发明热交换器的另一个优选实施方案，多块鳍片在垂直通道纵向方向的横向方向上延伸，平行于所述壁面。在本实施方案中，鳍片排成一排，横向延伸至纵向方向，从而延伸至气体流动方向。由于鳍片优选为板形，为气体和液体之间的热交换提供了大的面积。优选地，这种由至少两块鳍片的多组组成的排使得提供如上所述的平行连接成为可能。如果多块鳍片在通道的纵向方向上延伸，则更为有利。以这种方式得流过的气体热量到最佳利用。