[发明专利]一种换热器及制造该换热器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器及制造该换热器的方法。

背景技术

换热器用于加热装置例如集中采暖加热器，锅炉等。在该换热器中设置燃烧器，利用例如气体或燃油进行加热。由从燃烧器窜出来的火焰产生的热量在加热气体和换热器的换热面之间进行交换，随之从换热器的换热面将热量传递至换热器内的通道或空间中提供的流体，例如用于集中采暖的水、空气或家庭用水。在该换热器的使用过程中在较高温度下压力增大，这对该换热器的密封提供了特殊要求。

众所周知，换热器是采用成型工艺(moulding technology)制造而成的。这是一种相对昂贵的方法，特别是因为成型换热器所需的模具的生产和维护费用比较昂贵。如果使用去模芯技术(lost core technology)，则会变得更昂贵。

此外，众所周知利用焊接工艺或机械加工封闭止块来制造换热器，以便用管道、板材等来装配换热器。这种方法所需费用也相对昂贵，特别是由于装配环节导致的费用。

这些制造换热器的已知方法的另一个问题是不同容量的换热器需要不同的模具。这意味着一系列换热器需要大规模投资，以便进行必要的加工。

NL9002201公开了一种使轻金属，挤压圆柱芯制成一体的换热器。然后将圆柱形铜套筒设置在芯的周围。套筒必须紧密配合。在芯中，两个同心区域设置用于在芯中形成加热气体传输区域中心。在所述两个区域的外侧区域内靠近套筒设置四个输水通道。在一个实施例中，通过机械加工去除芯的中心上部，形成插入有圆柱形燃烧器的燃烧器空间。使用过程中，热量从来自与芯接触的燃烧器的加热的烟道气体传递至流过通道的水。

这种已知的换热器的缺点在于在挤压芯内通过机械加工来提供燃烧器空间是非常困难的。而且，将热量从烟道气体传输至水的有效面积较小。此外，加热换热器时，由于芯和套筒膨胀程度不同会出现温度和物理问题，以及由于烟道气体区域和水通道之间的温差会出现热应变，这会导致裂缝例如材料内部的微裂缝以及换热器渗漏。特别是，在加热和/或冷却芯和套筒的过程中，在芯的外表面和套筒的内表面之间可能会出现缺口，浪费能源甚至危害公众健康，例如由于无用的烟气排放到换热器周围并且之间可能聚集污垢例如烟灰，后期可能也会排入周围环境。这些问题甚至进一步加重，因此换热器必须能够承受较高的压力，例如大约4巴以上的压力，或者达到10巴以上的压力，然而某些测试的压力可能会更高。

根据NL9002201的换热器的另一个缺点是必须设置套筒。由于所使用的铜这本身就很昂贵，而在相对较长的芯周围又难以紧密配合。而且，对这种换热器的芯使用的挤压模具也很昂贵并且需要较高的维护费用。

US5937571公开了一种具高密度散热翅片的散热器，包括两个利用环氧树脂粘结在一起的基座元件。散热器用于通过提供流过散热器内的翅片空间的气流来冷却与其外表面连接的元件。因此，就本申请而言散热器不是换热器。在这种已知的散热器中，外表面是平坦的，而在散热器内部设置翅片，形成较大的换热面。这种散热器中没有燃烧器空间或输水通道。在使用过程中散热器整体温度应相对低，最好是在100℃以下，然而压力也较低，接近或是大气压。挤压这些散热器的翅片然后横向加工，以便在所述翅片内形成开口，从而构成针状翅片。这样做是为了破坏流过所述翅片的空气的边界层，这只有在较低的气流速度和压力下才发生。使用环氧树脂粘结会导致散热器部件之间连接不灵活。

FR2915792公开了一种换热器，其中挤压中央芯，开口侧包括水和烟道气体通道。然后利用可以焊接、熔接、粘结或夹在芯上的侧元件密封该芯，封闭所述通道。此外封闭芯的前端和后端。换热器未披露燃烧室，该换热器用于冷却汽车排气系统，尤其是排气再循环系统中的烟道气体。再循环系统中的温度和压力都相对较低，特别是在100℃以下及2-4巴(0.2-0.4MPa)以下。此外，这也不是本发明的换热器类型。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种价格相对低廉的加热系统用的换热器，该换热器包括燃烧器，该燃烧器在换热器中产生加热的烟道气体并直接将这些热烟道气体送入所述换热器的加热空间。本发明的另一个目的在于提供一种制造该换热器或其部件的方法，该方法的价格相对低廉，特别是与已知方法相比。本发明的又一个目的在于提供一种制造一系列具有不同容量的换热器的方法。可以利用根据本发明的换热器或方法来实现这些目的中的至少一个。这些目的没有按任何相关顺序提及，这些目的在本发明优于现有技术方面并不是决定性的。