[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及一种热交换器，它带有一个供一次介质流通的初级室和一个供二次介质流通的次级室，两个室由一个气密的导热壁互相分隔开。

热交换器的作用在于将热能从一种热的一次介质向一种冷的二次介质传送，但是这两种介质不会混合在一起。这种热交换器已知道的就有多种结构形式。其中一种结构形式设有一个容器，容器里面装有多根平行放置的管道。在相邻的管子之间设有作为横撑的跨接件。这些平行管子是气密地穿过容器壁的次级回路的组成部分。管子的内部构成次级室，接受热的二次介质在其中流过。容器中的余下的内部空间是初级回路的一部分。它构成初级室，热的一次介质在其中流过。

这样的热交换器也可以装入一种按EP-PS  0  302  310设计的干馏-燃烧-设备中。热的烟气的热能通过二次介质被送入到一个热解鼓的内含物中。在一个公知的热交换器的这样的结构中，导送二次介质的管子必须用耐高温的材料制成。这样就需要在管子上被覆耐火材料。为此，管子上就必须设置有金属销子，以便使耐火的陶瓷材料能被夹持在其间。

用平行管子构成次级室的热交换器制造花费大并且成本高。所需用的管子已经是很昂贵，通过跨接件来连接这些管子还需要昂贵的焊接工作。

在一个装备在干馏-燃烧-设备内的具有这样的平行管道结构的热交换器中，一次介质是热的烟气，管子的表面必须用耐火材料被覆。由于管子的弯曲表面，花费很大。所需用的销子的焊接就由于弯曲的表面而不能用机械操作，而需要昂贵的手工操作。

本发明的目的在于提供一种热交换器，它可以用简单而廉价的材料很快地制成，而且仍能可靠地操作。特别是热交换器内并没有因为各构件的热膨胀不同而产生材料应力或者甚至如脱焊的损伤。

这目的根据本发明是这样达到的，即次级室由壁和跟该壁间隔开一段距离的外壳板来限定，并且该次级室还通过设置在壁与外壳板之间的成型板分成一个内分室和一个外分室。

通过设置这成型板形成多条起次级室作用的管状槽道。本发明的热交换器的制造只需用廉价的成型板和更为廉价的非成型板来作外壳板以代替昂贵的管子。利用这种廉价就可得到的材料就能根据本发明制成供二次介质流通的平行伸展的槽道，其作用相应于昂贵的通过跨接件连接的平行管子。情况确实是如此，虽然槽道经常并不是相互界限分明的。

通过在壁和外壳板之间设置成型板以构成两个分室，每个分室通过该成型板被再分成多条平行伸展的槽道。内分室的槽道直接由将次级室从初级室分开的壁来限定。在内分室流动的二次介质首先被加热。这被加热了的二次介质随着可以将热能通过成型板传给外分室内的二次介质。

例如，成型板沿一次介质的流动方向设置并在一个垂直于一次介质流动方向的平面内限定其横截面形状。

因而，由于二次介质可以通过内槽道与一次介质同方向或相反方向流动，通过导热的壁使初级室和次级室之间的良好热传导得到了保证。

例如，成型板设置成使它交替地跟限定初级室的壁和跟外壳板接触，从而构成许多个再分室，并使外壳板对壁的间隔保持均一。

成型板可以被夹住，其优点是不需要焊接连接。

壁、成型板和外壳板在径向的方向上、也就是在垂直于气流的方向上、保持相互间固定的位置是很有利的，而它们在热交换器的轴向方向上，也就是在气流的方向上、却可以随着热膨胀各自自由地移动。

例如，成型板只是在其上段固定住，而在壁与外壳板之间自由地悬挂着。这样所得到的好处是外壳板、壁及成型板的不同的热膨胀对结构的其余部分不会造成影响。相互刚性连接的构件的不同热膨胀则可能造成弯曲或甚至出现裂痕。

例如，次级室的两个分室在其一个端侧处、例如在热交换器的底端、是相互连通的。在其另一个端侧处、例如在热交换器的顶端、外分室与一个输入管相连通，而内分室与一个输出管相连通。

这样，二次介质就能够通过次级室引入，二次介质首先在外分室、也就是在其槽道内流动，然后转向流入内分室内、也就是在其槽道内沿相反的方向流动。为输入二次介质，外分室连接有一个输入管。为输出二次介质，内分室连接有一个输出管。

这样安排的好处是同一的二次介质两次通过次级室。二次介质相对方向的流动可以获得这样的好处，即在内分室流动的较热的介质能对在外分室流动的较冷的介质通过成型板给予预热。