[發(fā)明專利]翅片-管道式熱交換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380067831.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104884889A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 慶東納碧安株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F28F1/32
• 分類號(hào): F28F1/32;F28F9/24
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 孫昌浩;李盛泉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在管道的外側(cè)面結(jié)合有傳熱翅片而使流動(dòng)于管道內(nèi)部的熱介質(zhì)與燃燒生成物之間進(jìn)行熱交換的翅片-管道式熱交換器，尤其涉及一種通過(guò)促進(jìn)流動(dòng)于管道內(nèi)部的熱介質(zhì)和經(jīng)過(guò)傳熱翅片之間的燃燒生成物的紊流而抑制噪音的產(chǎn)生并提高熱效率的翅片-管道式熱交換器。

背景技術(shù)

通常，供暖裝置具有用于實(shí)現(xiàn)燃料的燃燒所產(chǎn)生的燃燒生成物與熱介質(zhì)(供暖水)之間的熱交換的熱交換器，從而利用加熱的熱介質(zhì)而執(zhí)行供暖或供應(yīng)熱水。

現(xiàn)有的翅片-管道式熱交換器由管道與傳熱翅片結(jié)合的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述管道中熱介質(zhì)沿內(nèi)部空間流動(dòng)，所述傳熱翅片具有從所述管道的表面突出的形狀。

參考圖1和圖2，現(xiàn)有的翅片-管道式熱交換器1中多個(gè)傳熱翅片20以預(yù)定間距平行結(jié)合于具有長(zhǎng)方形截面的多個(gè)管道10的外側(cè)面，所述傳熱翅片20形成有與管道10的形狀對(duì)應(yīng)的多個(gè)插孔21而使管道10插入到其內(nèi)側(cè)，并將管道10的外側(cè)面與插孔21接觸的部分焊接結(jié)合。結(jié)合有所述傳熱翅片20的管道10的兩個(gè)末端與端板30、40接合連接，且所述端板30、40形成有與管道10的形狀對(duì)應(yīng)的多個(gè)插孔31、41而使管道10的兩個(gè)末端插入到其內(nèi)側(cè)之后得到焊接結(jié)合。所述端板30的前方側(cè)結(jié)合有流路蓋50(51、52、53)，所述端板40的后方側(cè)結(jié)合有流路蓋60(61、62)，從而使流動(dòng)于管道10內(nèi)部的熱介質(zhì)的流路轉(zhuǎn)變。另外，所述流路蓋51、53分別形成有熱介質(zhì)的流入口51a和流出口53a。

與其他方式的熱交換器相比，這種翅片-管道式熱交換器因熱交換效率高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而可緊湊地制作為小型，并由于量產(chǎn)性高而廣泛應(yīng)用于鍋爐、空調(diào)等家庭以及工業(yè)。而且，翅片-管道式熱交換器不僅為小型而且可確保寬闊的傳熱面積，因此具有熱效率優(yōu)于應(yīng)用高位翅片或波紋管的熱交換器的優(yōu)點(diǎn)。

然而，如圖3所示，現(xiàn)有的翅片-管道式熱交換器存在如下問(wèn)題：位于由燃燒器70的燃燒而產(chǎn)生的燃燒生成物流入之側(cè)的管道10的下端部10a局部性過(guò)熱，從而使經(jīng)過(guò)管道10內(nèi)部的熱介質(zhì)中產(chǎn)生氣泡B而引發(fā)沸騰噪音，而且，在管道10內(nèi)部的流動(dòng)停滯的區(qū)域中包含于熱介質(zhì)中的鈣等異物固結(jié)而顯著降低熱交換器的效率，在嚴(yán)重的情況下在該部位因過(guò)熱而導(dǎo)致?lián)p壞的問(wèn)題。

作為用于解決這樣的問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)，韓國(guó)公開(kāi)實(shí)用新型公報(bào)第20-1998-047520號(hào)中公開(kāi)了一種熱交換器的沸騰防止部件，其中管道(供暖管)內(nèi)部插設(shè)有以預(yù)定角度傾斜的多個(gè)葉片以改變供暖水的流路，而在韓國(guó)公開(kāi)實(shí)用新型第20-1998-047521號(hào)中公開(kāi)了一種形成有螺旋形槽的管道(供暖管)，其中在管道內(nèi)部表面的預(yù)定區(qū)間形成螺旋形槽，從而使供暖水通過(guò)并旋轉(zhuǎn)而使供暖水混合。然而，這樣的現(xiàn)有技術(shù)在管道的截面形成為圓形的情況下可適用，在為了通過(guò)進(jìn)一步提高熱交換效率來(lái)開(kāi)發(fā)出高效率的緊湊型熱交換器而用與單位通過(guò)面積相比傳熱面積寬闊的長(zhǎng)方形管道代替圓形管道的情況下，由于不易于在長(zhǎng)寬比大的管道內(nèi)部構(gòu)成所述現(xiàn)有技術(shù)中披露的沸騰防止部件或螺旋形槽而無(wú)法應(yīng)用乃是實(shí)情。

另外，參考圖4，現(xiàn)有的翅片-管道式熱交換器如下構(gòu)成：傳熱翅片20以平板形狀構(gòu)成，燃燒生成物沿著直線方向經(jīng)過(guò)相鄰地平行布置的傳熱翅片20之間。在此情況下，如圖5所示，燃燒生成物接觸于傳熱翅片20的部分的溫度從燃燒生成物流入的傳熱翅片20的起始末端起在預(yù)定區(qū)間A范圍內(nèi)維持在T_∞，隨后燃燒生成物的溫度變?yōu)門₀，將這樣的燃燒生成物的溫度以T₀開(kāi)始的地點(diǎn)稱為溫度臨界層形成地點(diǎn)B。在溫度臨界層形成地點(diǎn)B之后，燃燒生成物接觸于傳熱翅片20的地點(diǎn)的溫度變?yōu)門₀，且流體的溫度隨著燃燒生成物從所述傳熱翅片20越來(lái)越遠(yuǎn)而增加直到變?yōu)門_∞為止。

在此情況下，燃燒生成物的溫度較低的地點(diǎn)就是圖5中以陰影線表示的部分。因此，當(dāng)把傳熱翅片20加工成平板時(shí)，在溫度臨界層形成地點(diǎn)B以后的區(qū)域中熱交換效率將會(huì)降低，而如果為了使溫度臨界層形成地點(diǎn)B遠(yuǎn)離傳熱翅片20的起始末端而使傳熱翅片20之間的間距形成得狹窄，則由于燃燒生成物的流動(dòng)阻力增大而存在熱效率降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明是為了解決如上所述的技術(shù)問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種翅片-管道式熱交換器，在這種翅片-管道式熱交換器中促進(jìn)流動(dòng)于管道的內(nèi)部的熱介質(zhì)的流動(dòng)中產(chǎn)生紊流，從而可防止管道的局部性過(guò)熱引起的沸騰噪音以及包含于熱介質(zhì)內(nèi)的異物的固結(jié)引起的熱效率降低和管道的損壞。