[发明专利]用于在热单元中使用的分段式热交换器

说明书

一种用于冷凝式热单元的分段式热交换器，其包括两个端段以及一个或者多于一个中间段。一个或者多于一个中间段以及两个端段组装在所述热交换器中。燃烧室被设置在分段式热交换器中。一个或者多于一个中间段中的每个中间段包括用于待加热的水的至少一个水流通道。在每两个连续段之间设置从燃烧室延伸的至少一个烟气流通道。一个或者多于一个中间段分别包括延伸到烟气流通道中的水平肋排，以便增加从烟气到待加热的水的热交换。水平肋排的在两个外侧处的肋的高度大于肋排中间的肋的高度。肋的高度是指肋在分段式热交换器的竖直方向上的尺寸。多于一个中间段各自包括在烟气通道中延伸的多个销排，以增加热传递。

技术领域

本发明涉及用于在热单元中使用的分段式热交换器领域。这种热交换器包括多个段。在组装分段式热交换器时，根据分段式热交换器的所需容量选择段的数目。更具体地，本发明的分段式热交换器具有燃烧室，燃烧器可以被安装在燃烧室中(由此形成热单元)以用于生成烟气，烟气将其热能传递以加热水。这种热单元可以用于锅炉中。

背景技术

分段式热交换器由多个部分或段组成。现有的分段式热交换器，如铝制热交换器，包括彼此紧邻定位的多个相同的中间段、以及两个端段。热交换器组件中使用的中间段的数目取决于热交换器的所需容量。热交换器包括平行流动连接的多个通道(每个中间段中有至少一个通道)以用于待加热的水，和在热交换器中从一个或者多于一个燃烧室延伸的烟气通道。

DE102005014616B3提供了一种使用铸造中间段的分段式热交换器，其中一个单个燃烧器可以被安装在分段式热交换器的一个燃烧室内。

GB2441183A公开了一种用于在冷凝式锅炉中使用的热交换器，包括：多个热交换器部分，其包括具有用于热交换介质通过的入口和出口的至少一个内部通路、以及位于每部分至少一侧上限定烟气流通道的多个细长翅片；用于产生热烟气的燃烧器；引导烟气从燃烧器穿过流通道、从热交换器的初级部分引导至次级部分的装置；以及在进入初级部分之前，促进单向烟气流的装置。促进装置可以是U形屏障，其将烟气从径向流变为单向流，同时还从下游流变为上游流。该促进装置可以包括设置在U形的竖直臂之间且平行于U形的竖直臂的多个细长翅片。

发明内容

本发明的首要目的在于提供分段式热交换器，当在锅炉的热单元中使用时，该分段式热交换器不容易沸腾。

本发明的第一方面是一种用于冷凝式热单元的分段式热交换器。分段式热交换器包括两个端段以及设置在两个端段之间的一个或者多于一个中间段。一个或多于一个中间段及两个端段组装在热交换器中。分段式热交换器中设置有燃烧室，燃烧室优选垂直于一个或者多于一个中间段。一个或者多于一个中间段中的每个中间段包括用于待加热的水的至少一个水流通道。在每两个连续段之间(如果设置有多于一个中间段，在两个中间段之间以及中间段与端段之间)设置有从燃烧室延伸的至少一个烟气流通道。因此，烟气可以从燃烧室流动到分段式热交换器的烟气流通道中。一个或者多于一个中间段各自包括延伸到烟气流通道中的水平肋排，以便增加从烟气到待加热的水的热交换。水平肋排的两个外侧处的肋的高度大于肋排的中间的肋的高度。肋的高度是指肋在分段式热交换器的竖直方向上的尺寸。多于一个的中间段各自包括在烟气通道中延伸的多个销排，以增加热传递。优选地，每个销排沿烟气流方向连续设置。优选地，销具有圆形横截面。

优选地，肋具有大致矩形的横截面，其最长边沿热交换器的竖直方向对齐。更优选地，大致矩形的横截面是具有倒圆边的矩形横截面。

本发明的分段式热交换器具有令人惊讶的益处，其可以避免水流通道内的水沸腾。这种益处被认为是借助于由于肋的高度不同而在水平肋排处的改进的热交换得以实现。肋排中间的肋的较低高度显然涉及减少的热传递，对热交换器的效率是不利的。

优选地，中间段被设置为使得平行烟气流沿水平肋排中的所有肋流动。这意味着没有气流首先沿水平肋排中的一个肋流动、然后以连续流动布置的方式沿水平肋排中的另一个肋流动。

优选地，水平肋排中的每个肋的高宽比大于2。