CN106461346B

CN106461346B - 高效板形换热机

Info

Publication number: CN106461346B
Application number: CN201480080082.3A
Authority: CN
Inventors: 崔诚桓; 申演澈; 金太永; 郑海永
Original assignee: Rare All Miaows Of Co Ltd
Current assignee: Kiturami Boiler Co Ltd
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: US20170184350A1; WO2016047859A1; KR101608149B1; US10288354B2; RU2650458C1; CN106461346A

Abstract

本发明涉及如下的高效板形换热机：在上下方向上相互连接由层叠的换热板形成的单位流动层，以使循环水的流动路径增加到2‑路径(2‑PASS)或以上，从而提高与排气之间的换热效率。此外，本发明涉及如下的高效板形换热机：如上所述增加循环路径来增加靠近燃烧器的部分的循环水的流动量，以高效回收排气的热。此外，本发明在多个单位流动层之间嵌入形成有分配孔的挡板，从而放慢排气的排气速度来控制流动，用挡板的换热片吸收排气热源来高效利用导热面积，从而提高换热机效率。

Description

高效板形换热机

技术领域

本发明涉及高效板形换热机，该高效板形换热机在上下方向上相互连接由层叠的换热板形成的单位流动层，以使循环水的流动路径增加到2-路径(2-PASS)或以上，从而提高与排气之间的换热效率。

此外，本发明涉及如下的高效板形换热机：如上所述增加循环路径的同时增加接近燃烧器的部分的循环水的流动量来高效回收排气的热。

此外，本发明如下的高效板形换热机：在单位流动层之间嵌入形成有分配孔的挡板来吸收排气的热源，从而高效利用导热面积，提高换热机效率。

背景技术

换热机使温度相互不同的加热流体和被加热流体交叉来实现导热，从而在包括锅炉及空调机及其他多种冷暖房装置，广泛用于暖房、空气调节、发电、冷却及废热回收等。

作为应用换热机的代表产品有冷凝式锅炉，冷凝式锅炉包括：与燃烧器的燃烧热进行一次换热的显热换热机；以及与燃烧热中排气进行二次换热的潜热换热机。

另一方面，最近板形换热机已应用于包括冷凝式锅炉的多种技术领域的换热机。板形换热机是层叠多个换热板来组装，具有可减小尺寸、制作容易且换热效率高的优点。

举例来说，图1所示的韩国专利第10-1389465号的板形潜热换热机，交替层叠向上弯折板110和向下弯折板120而形成，两侧部分别设置了入水管150和出水管160。

此外，如图2所示，在向上弯折板110及向下弯折板120分别形成多个排气通孔(112，122)，弯折各通孔(112，122)的周边来接合。

因此，如图3所示，排气通过排气通孔(112，122)排出，循环水沿着向上弯折板110及向下弯折板120之间的通路(即，“循环水通路”)流动时，循环水用以与排气进行换热。

但是，如上所示的现有技术中，从入水管150被供给的循环水通常被供给到各层的循环水路径，被供给的循环水按各层向另一侧直线移动(即，1-PASS)之后，被收集到出水管160。

因此，存在如下的问题：各层的循环水路径不在上下方向上相互连接，而是提供独立的水流路径，从而循环水的流动路径较短，随之，不能实现与排气之间的充分热交换。

此外，通过泵从水管150高压喷出的循环水，最先向最远离燃烧器的最下层(以图为基准)供给大量循环水之后，向最靠近燃烧器的最上层供给相对少量的循环水。

因此，由于排气靠近燃烧器，在具有最高排气温度的最上层反而不能利用丰富的水量与排气进行热交换，所以存在不能高效回收排气的热的问题。

此外，以往分别在向上弯折板110及向下弯折板120分散配置多个排气通孔(112，122)，由此排出排气。

因此，由于排气通过大尺寸的排气通孔(112，122)以没有特别阻碍的情况下快速排出，所以存在与循环水之间的换热不能在充分时间下进行的问题。

发明内容

技术问题

本发明用于解决如上所述的问题，其目的在于提供一种如下的高效板形换热机：有效地增加循环水通过2-路径或以上的流动路径，以增加接近燃烧器的部分的循环水的流动量来高效回收排气的热。

此外，本发明的目的在于提供一种如下的高效板形换热机：用挡板吸收排气的热源，高效利用循环水和排气的导热面积，从而提高换热机效率。

课题解决方案

为此，基于本发明的高效板形换热机，其特征在于，包括：换热机主体，上下部分别开放以排出燃烧器中生成的高温排气，一侧具备用于流入循环水的入水口，另一侧具备用于循环水出水的出水口；以及换热板，以多个层叠在上述换热机主体内部，从而内部形成多层的具备流动循环水的通路的单位流动层，且所述换热板上分别形成多个排气孔以便排气贯通上述单位流动层而通过，上述入水口连接到上述多层的单位流动层中最下层，上述出水口连接到上述多层的单位流动层中最上层，上述单位流动层之间的连接构成为2-路径(2-PASS)或以上，包括循环水从一侧向另一侧流动的第一路径及从另一侧向一侧流动的第二路径。

此时，优选与上述多层结构的单位流动层中按靠近燃烧器的顺序配置的一定数量的多个单位流动层中，各个循环水流入口通过流体通道共同连接在上述入水口。

此外，优选上述流体通道上形成的循环水供给通路的开口面积被设置成如下：与配置在远离上述燃烧器的位置的单位流动层相比，向配置在靠近上述燃烧器的位置的单位流动层供给更多从上述入水口供给的循环水。

此外，优选还包括挡板，该挡板嵌入上述单位流动层之间中任一个以上，在与上述换热板的排气孔重叠的各部分分别形成多个尺寸小于上述排气孔的分配孔。

此外，优选上述挡板上与上述换热板的排气孔重叠的各部分分别突出形成尺寸小于上述排气孔的多个换热片，上述各换热片向朝向上述排气孔的方向突出。

发明效果

如上所示的本发明，由层叠的换热板形成的多个单位流动层在上下方向上相互连接，使得循环水的流动路径成为2-路径(2-PASS)或以上。因此，循环水的流动路径加长，提高排气之间的换热效率。

此外，本发明中，调节共同连接多个单位流动层的流体通道的开启度，以相对增加接近燃烧器的部分的循环水的流动量。因此，高效回收排气的热。

此外，本发明在单位流动层之间嵌入形成有分配孔的挡板，用挡板的换热片吸收排气的热源，从而高效利用导热面积，提高换热机效率。

附图说明

图1是利用现有技术的板的潜热换热机的立体图。

图2是上述图1的板之间结合状态的立体图。

图3是上述图1的潜热交换机中的循环水及排气流动图。

图4是示出基于本发明的高效板形换热机的立体图。

图5是示出基于本发明的高效板形换热机的换热板的立体图。

图6是示出基于本发明的高效板形换热机的挡板的立体图。

图7是示出基于本发明的高效板形换热机的剖面图。

图8a～图8c是分别放大图7的A、B、C部分的图。

图9示出基于本发明的高效板形换热机的2-PASS循环水流动路径的示意图。

图10示出基于本发明可应用于高效板形换热机的多种循环水流动路径的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的优选实施例的高效板形换热机进行详细说明。

下面，以本发明应用于锅炉的显热换热机中的情形为例进行说明，但是本发明当然可以用于其他技术领域中。

此外，假定设置下面燃烧器的方向为下侧，其反向为上侧，显然，可根据燃烧器的设置位置上下可调换。

如图4所示，基于本发明的高效板形换热机200包括：换热机主体210；层叠在换热机主体210内部而构成多层结构的“单位流动层”的换热板220；以及嵌入单位流动层之间的挡板230。

单位流动层由包括上下连续配置的上部换热板220_T和下部换热板220_B的2个换热板220形成，在密闭的上部换热板220_T和下部换热板220_B之间的内部空间内形成的通路相当于循环水流动的单位流动层。

这样的本发明的一例，准备由上部主体210_T和下部主体210_B构成的换热机主体210，上部主体210_T和下部主体210_B之间层叠多个换热板220，且一定数量的换热板220嵌入挡板230来组装。

由上述结构构成的本发明的代表性的一例，提供燃烧热(例如，火焰及排气)的燃烧器(未图示)被用作设在换热机主体210的下部的向上燃烧式锅炉的显热换热机。

该情况下，循环水(例如，低温的自来水)通过换热机主体210的下部具备的入水口211而被供给，流入的循环水通过2-路径(2-PASS)或以上在多个单位流动层中循环之后，从出水口212出水。

1-路径(1-PASS)表示循环水从单位流动层的一侧端部移动到另一侧端部(参考图10)，2-路径表示从一侧移动到另一侧之后再次沿着反向的从另一侧向一侧移动。

如上所示，循环水沿着长于2-路径或以上的长路径流动期间，在燃烧器产生的高温排气依序地从最下层的换热板220至最上层的换热板220而排出，并在排出过程中通过挡板230。

因此，在低温的循环水沿着多个单位流动层循环期间，高温排气贯通多层的单位流动层而上升，在此过程中，通过循环水和排气之间的热接触实现换热。通过换热所加热的循环水被供应为温水或暖气水。

为此，换热机主体210上下部分别开放而排出燃烧器产生的高温的排气。若燃烧器配置在换热机主体210的下部(以图为基准)，则流入下部的排气通过换热机主体210内部而排出到上部。

此外，换热机主体210的一侧具备用于流入循环水的入水口211，另一侧具备用于循环水流出的出水口212。这种入水口211和出水口212利用多层的多个单位流动层而相互连接。

亦即，入水口211连接到多层的单位流动层中最下层而向多个单位流动层供给循环水；出水口212连接到多层的单位流动层中最上层，以排出在通过多个单位流动层的过程中完成换热的循环水。

若是换热机主体210由上部主体210_T和下部主体210_B构成的情况，则入水口211固定设置在下部主体210_B，出水口212固定设置在上部主体210_T。入水口211和出水口212的外侧端部分别连接排水管。

换热板220在换热机主体210内部层叠以在多层结构中形成用于流动循环水的单位流动层。在换热板220上分别形成多个排气孔221，以便排气贯通通过。

如图5所示，换热板220大体上形成为矩形板形，举例来说，换热板220沿着矩形板的边缘具备向下延长的安装孔。

此外，换热板220的排气孔221具有长度较长的长孔形状(或椭圆形)，且多个排气孔221分散配置。各排气孔221的边缘上形成一定高度的弯折部222。在弯折部222的边缘处具备接合部222a。

此时，若将上下连续配置的上部换热板220_T和下部换热板220_B的弯折部222相互面对层叠，则上部换热板220_T和下部换热板220_B的接合部222a相互贴紧而防止漏水。

因此，密闭的上下2个上部换热板220_T和下部换热板220_B之间的内部空间形成单位流动层，并且，排气与单位流动层分开地通过其他排气孔221。

这与图2的现有技术相同，如参考图2进行说明，由于排气孔221的周边被接合部222a堵住，因此循环水和排气不会直接接触而混合，分别通过独立的路径流动。

挡板230嵌入“单位流动层之间”中任一个以上，如图6所示，在尺寸小于排气孔221的多个分配孔231形成在与换热板220的排气孔221重叠的各部分中。

举例来说，分配孔231通过将挡板230切割成“匚”字形来形成。分配孔231用于再次分散通过排气孔221的排气，且放慢排气的排气速度来防止过快的排气造成的换热效率降低。

此外，在与换热板220的排气孔221重叠的挡板230的各部分以内分别突出形成了尺寸小于排气孔221的换热片232。各换热片232朝向排气孔221的方向突出。

图6中，举例来说，示出了从挡板230的底面向下突出的板形换热片232。这种换热片232高效利用与排气之间的导热面积，从而起到提高换热机效率的作用。

另一方面，图7中作为一例示出了层叠10个换热板220来构成换热机的情形。由于2个上部与下部换热板(220_T，220_B)构成1个单位流动层，所以在换热板220为10个时，层叠形成5个单位流动层。

亦即，第一个和第二个换热板220的内部形成1个单位流动层，在第三和第四换热板220的内部形成1个单位流动层。依此类推，在其上形成3个单位流动层。

此外，入水口211连接在多层结构的单位流动层中最下层即第1层的单位流动层，出水口212连接在多层的单位流动层中最上层即第5层的单位流动层。

尤其是，单位流动层之间的连接使得循环水包括从一侧向另一侧流动的第一路径及从另一侧向一侧流动的第二路径的2-路径(2-PASS)或以上。图7相当于2-路径。

因此，本发明不像现有技术那样循环水的流动路径由独立的1-路径(1-PASS)构成，而代之以连接所有路径来做成2-路径或以上，所以使得流动长度较长，使得换热进行充分时间。

图7的“A”部分示出排气孔221部分，图8a中放大示出；图7的“B”部分示出单位流动层的一部分，图8b中放大示出；图7的“C”部分示出挡板230的层叠部分，图8c中放大示出。

进一步地，本发明中，多层结构的单位流动层中按靠近燃烧器的顺序通过流体通道(Via)相互连接一定数量的多个单位流动层。因此，各个循环水流入口共同连接到入水口211。

图7中，作为一个实施例，在最下部配置的2个单位流动层通过流体通道(Via)连接。即，1层和2层之间配置的单位流动层的循环水流入口均设置在靠近入水口211的一侧端部，将1层和2层通过流体通道(Via)连接。

具体来说，对形成在1层上的单位流动层的上部换热板220_T和形成在2层上的单位流动层的下部换热板220_B上分别具备的循环水流入口进行加工，以形成流体通道(Via)。

因此，若循环水通过流体通道(Via)同时供给到1层和2层，由于靠近燃烧器，通过利用大量的循环水(在2个层的单位流动层中流动的量)，从相对高温的排气中有效回收大量的热。

如上所示，循环水通过共同连接到流体通道(Via)，从而并列配置在1层和2层的单位流动层中同时向另一侧流动，之后向层叠在上部的3层～5层的单位流动层供给循环水。

优选的是，在由流体通道(Via)共同连接的多个单位流动层之间，通过靠近燃烧器的一侧形成的单位流动层流入相对多的循环水。

因此，将流体通道(Via)的开口面积调节成与配置在远离燃烧器的位置的单位流动层相比，向配置在靠近燃烧器的位置的单位流动层供给更多的循环水。

例如，当通过流体通道(Via)连接2个单位流动层时，在流体通道(Via)中一部分形成2个开口以使得向1层和2层供给的循环水的比率大体成为6：4，被供给的循环水中一部分反射而返回1层。

在图7的小圆里的剖面图也表示，换热板220上形成其他的流入孔(IN)或流出孔(OUT)，因此，流体通道(Via)的整体开口面积小于流入孔(IN)或流出孔(OUT)。

此外，本发明如上所示包括挡板230，挡板230分散排出排气的同时降低其排气速度。并且，挡板230起到高效利用导热面积的作用。

可是，如上所示挡板230还起到控制排气的流动的作用，在图7中作为一例，在2层单位流动层上嵌入挡板230。此外，在3层～5层的单位流动层上分别嵌入挡板230。

如上所示，本发明根据层叠的换热板220的个数及伴随该个数的单位流动层的个数，或者根据由流体通道(Via)共同连接的单位流动层的个数等来自由调节挡板230的嵌入个数及嵌入位置，从而做成最佳状态。

在图9中，省略前面说明，表示随着层叠与图7相同结构的10个换热板220，生成2-路径(2-PASS)的循环水流动的情形，图10的(a)大体表现图9及图7的循环水流动。

此外，图10的(b)表示层叠12个换热板220来形成的2-路径(2-PASS)的循环水流动，为了增加换热机的容量，增加换热板220的层叠个数来增加单位流动层。

当然，即使如图10的(c)所示层叠12个换热板220也可以形成3个路径(3-PASS)的循环水流动，这种情况下，入水口211和出水口212配置在相互相反方向上。

工业实用性

以上，对本发明的特定实施例进行了说明。但是，本发明的思想及范围不限定于这些特定实施例，在不变更本发明的主旨的范围内，可以进行多种修改和变形，这对于所属本技术领域的技术人员来说是可理解的。

因此，以上描述的实施例是为了对本发明所属技术领域的技术人员完全告知发明的范畴而提供的，在所有方面仅仅是示例性的，而不应理解为是限定性的，本发明仅由权利要求的范围来限定。

Claims

1.一种板形换热机，其特征在于，包括：

换热机主体(210)，上下部分别开放以排出燃烧器中生成的高温排气，一侧具备用于流入循环水的入水口(211)，另一侧具备用于循环水出水的出水口(212)；

换热板(220)，以多个层叠在上述换热机主体(210)内部，从而内部形成多层的具备流动循环水的通路的单位流动层，且上述换热板(220)上分别形成多个排气孔(221)以便排气贯通上述单位流动层而通过；以及

挡板(230)，该挡板(230)嵌入上述单位流动层之间中任一个以上，在与上述换热板(220)的排气孔(221)重叠的各部分分别形成尺寸小于上述排气孔(221)的多个分配孔(231)，

上述入水口(211)连接到上述多层的单位流动层中最下层，上述出水口(212)连接到上述多层的单位流动层中最上层，上述单位流动层之间的连接构成为2-路径或以上，包括循环水从一侧向另一侧流动的第一路径及从另一侧向一侧流动的第二路径，

并且，上述挡板(230)上与上述换热板(220)的排气孔(221)重叠的各部分分别突出形成多个尺寸小于上述排气孔(221)的换热片(232)，上述各换热片(232)向朝向上述排气孔(221)的方向突出。

2.根据权利要求1所述的板形换热机，其特征在于，与上述多层结构的单位流动层中按靠近燃烧器的顺序配置的一定数量的多个单位流动层中，各个循环水流入口通过流体通道共同连接在上述入水口(211)。

3.根据权利要求2所述的板形换热机，其特征在于，上述流体通道上形成的循环水供给通路的开口面积被设置成：与配置在远离上述燃烧器的位置的单位流动层相比，向配置在靠近上述燃烧器的位置的单位流动层供给更多从上述入水口(211)供给的循环水。