熱交換器以及設有該熱交換器的加熱裝置的製作方法

2023-05-19 08:35:36 2

專利名稱：熱交換器以及設有該熱交換器的加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱交換器。
背景技術：
,人實踐中獲知，例如由鋼或鐵或輕金屬(諸如鋁)來製造例如 用於加熱裝置、熱水供應器等的熱交換器。通常，此時會採用鑄制 法。鑄造技術提供了相對大的設計選擇，但也提供了相對複雜的鑄
型。通常，在現有的熱交換器中，煙氣通道中i殳有傳熱增加件，這
些組件一體地鑄造在鑄型中，至少在使用鑄造4支術時是這樣。於是， 傳熱並非總是最佳的。

發明內容
本發明的目的是提供一種熱交換器。
在第一方面中，根據本發明的熱交換器的特徵在於本體、至少 一個燃燒室和至少一個煙氣排》文件，該本體設有至少一個煙氣通道 和至少一個水運輸通道，其中，至少一個煙氣通道至少部分地在至
少一個燃燒器空間與至少一個煙氣排;改件之間延伸，並且至少一個 煙氣通道的至少一個部分包括至少一個多孔的或氣體可透過的熱交 換件。在此，多孔的或氣體可透過的熱交4灸件應4皮理解成是指，具有 連續開口結構的組件和/或由具有連續開口的材料製成的組件，以使 得氣體可以透過該熱交換件，沿流向乂人，接近燃燒器空間的一側流到 接近煙氣排放件的一側。這些開口例如可以包括氣孔和/或通道。
優選地，沿著煙氣的流向，熱交換件的孔隙率增加和/或密度減 小，或者，如果沿著流向連續i殳有多個熱交換件或它們的一部分， 則連續的熱交換件或它們的一部分的孔隙率增加和/或密度減小，從 而使流阻減小，進而使傳熱可以進一步最優化。例如，熱交換件的 第 一部分，或對於多個連續的組件而言則為鄰近燃燒器空間的第一 熱交換件，可以具有相對低的孔隙率和相對高的密度，例如，大於
70%的密度，而熱交換件的第二部分，或沿著流向後面的第二熱交 換件，可以具有相對低的密度和相對高的孔隙率，例如，大於70% 的孔隙率。伊匸選i也，尤其以這種方式，煙氣通道中形成了至少兩個 連續的區段，這些區段具有不同的平均孔隙率和/或密度。這些所提 及的數值無論如何不應被視為限制，而是僅僅作為實例。根據熱交 換器的其他設計，本領域4支術人員可以選擇並計算適當的悽t值。
獨立於本發明的第一方面，而才艮據本發明的第二方面，本發明 提供了熱交換件的第一部分，其中，至少一個熱交換件的第一部分 的最小厚度和/或橫截面實際上大於該至少 一個熱交換件的第二部 分的最小厚度和/或橫截面。這是出於提供更結實的第 一熱交換件的 目的，這種熱交換件可以抵抗燃燒氣體的高溫。
在第三方面中，根據本發明的熱交換器特徵在於，該熱交換件 或至少一個熱交換件至少部分地利用金屬發泡(metal foaming)制 成。優選地，布置在煙氣通道中的整個熱交換件或所有熱交換件都 利用金屬發泡製成。
8可替換地或另外地，至少一個熱交換件可以包括纖維，具體地 為金屬纖維。
這些纖維例如可以由金屬或陶瓷形成，並且可以被加工成多孑L 團塊(mass)，例如編織或非編織的組件。這些纖維確保了相對於體 積獲得相對大的接觸面，具體地，如果這些纖維相對較薄，例如， 平均厚度為小於1孩t米至幾十或幾百糹鼓米。優選地，這些纖維的平 均厚度在0.5到200孩史米之間，更具體地，在0.5到5(H敬米之間。
以有利的方式，可以使用至少部分4皮燒結的熱交換件。
在第四方面中，根據本發明的熱交換器的特徵在於，提供了這 才羊的本體部分，這些本體部分至少部分;也通過才齊壓或通過鑄造4支術 製成。於是可以採用諸如鋁或鋁合金的輕金屬。
在第五方面中，本發明的特徵在於，至少一個本體部分，優選 地，每個本體部分都i殳有凹口 ，具體;也，在遠離煙氣通道的 一側i殳 有凹口，該本體部分中形成或包含有第二水運輸通道部分。
本發明的所^是及方面和其他方面可以單獨^使用以及組合4吏用。
本發明還構想出提供一種用於這種熱交換器的本體部分，因而 提供一種熱交換件。
本發明還構想出提供一種用於製造熱交換器的方法。
在第一方面中，方法的特;f正在於，形成了至少兩個本體部分， 具體地通過擠壓或鑄造技術形成，這些本體部分每個均包括水運輸 通道部分的至少一部分，這些本體部分通過端部和/或至少一個熱交 換件相互連接，從而使這些本體部分在形成煙氣通道的同時彼此保持一定3巨離，所述至少一個熱交換件在煙氣通道中延伸，^尤選地， 兩個本體部分中的7jC運輸通道部分相互連接。
可替換地，可以採用其中形成有整個煙氣通道的 一個本體部分， 該煙氣通道至少部分地由至少一個至少部分是多孔的或氣體可透過 的熱交換件來填充。


將參照附圖並根據示例性實施例來進一步闡明本發明。附圖中
圖1A和圖1B示出了沒有側部的熱交換器的主視圖和側視圖2示出了才艮據圖1的熱交換器的透視圖2A示出了根據圖2的熱交換器的一部分的略孩"文大視圖3示出了才艮據第二實施例的沒有側部的熱交換器的主視圖4示出了才艮據圖3的熱交換器的透^L圖4A示出了才艮據圖4的熱交換器的一部分的略孩W文大視圖5示出了根據圖1-圖2的熱交換器的本體部分的透視圖5A和圖5B示出了才艮據本發明的傳熱件的實施例；
圖5C和圖5D示意性地示出了傳熱面增加件的可替換實施例的 側4見圖和主4見圖6示出了根據圖3-圖4的熱交換器的本體部分的透視10圖7示出了根據圖1的熱交換器的可替換實施例的側視圖；以
及
圖8示意性地示出了具有熱交換器，具體地，具有才艮據圖7的 熱交換器的加熱裝置。
具體實施例方式
根據本發明的多個實施例來描述本發明。無i侖如何，這些實施 例不應4皮解釋成限制性的。具體地，並且，所示實施例的組合或部 分及其未加限制的部分都應^皮理解成落入本發明中。此外，關於其 的變體應被理解成也表示在此。
圖1A、圖1B中分別示出了熱交換器1的本體2的主視圖、側 一見圖，圖2中也示出了該本體，該本體由兩個本體部分3、 4以及具 有燃燒器臺(burnerdesk)6的燃燒器罩5組裝成。優選地，本體部 分3、 4以及燃燒器罩5優選地由鋁或鋁合金製成，儘管它們也可以 由其他材料製成，諸如4失或鋼。在有利實施例中，本體部分3、 4 基本上通過擠壓製成。這是一種簡單且相對便宜的製造方法。然而， 鑄造也是一種選擇。尤其是在擠壓出的實施例中，本體部分3、 4 具有沿一個方向(在圖1A和圖3中，該方向與i會圖平面成直角) 基本不變的橫截面。
在圖1中，燃燒器罩5例如通過螺釘8固定在鄰近本體2的第 一端7,而燃燒器臺6被限制在燃燒室罩5與兩個凸緣9之間，這 兩個凸糹彖在端部7處沿兩個方向延伸。可選地，可以插入合適的墊 片(未示出)以用於煙道氣密密封。在燃燒室罩5中設有中心開口 10，在<吏用過#呈中，通過該中心開口可以引入汽油或汽油/空氣混合 物以進行燃燒，從而獲得形成在煙氣通道ll中的熱煙氣，該煙氣通 道介於兩個本體部分3、 4之間，如下文中所描述的。在此實施例中，本體2,具體地，本體部分3、 4每個均包括第 一部分12和第二部分13，在此，該第一部分與第二部分4皮此相連。 如在圖1A的主4見圖中所看到的，第一部分12具有迂曲的結構。為 此，本體部分3、 4的每個均包4舌一系列彎曲14,在所示的實施例 中，這兩個部分分別包括四個彎曲14A-14D、 15A-15D。在此實施 例中，迂曲的結構被設計成稍微接近於正弦曲線。每個本體部分均 具有外側16和4妄近煙氣通道11的相對側17。因jt匕，迂曲的第一部 分可以具有隆起(elevation) 18和低處(low) 19。在此，隆起18 被看作是距離中心平面V最遠的部分，而^氐處^皮看作是隆起之間的 部分。中心平面V可以—皮看作是近似在兩個假想平面VI與V2中 間延伸的平面V，並且平面VI和V2 ^皮此平行;也在^巨離相應本體部 分3、 4的平面V最遠的隆起18上方延伸。在該第一部分中，主體 部分3、 4和通道11的結構事實上為Z字形結構，以佳」彈可以在緊 湊的空間中獲得大的傳熱面。應注意的是，第一部分12也可以具有 不同的結構，例如直線結構，也就是i兌不包括彎曲或迂曲，然而第 一部分12和第二部分13具有平4於的流向，或者可以相互成一定夾 角。此時，在結構高度保持相同的情況下，原則上，煙氣通道11 沿流向從燃燒器空間B至煙氣排放件R的長度將小於實際上包括了 迂曲部分12的實施例中的長度，^f旦是可以形成減小的流阻。
在此實施例中，每個本體部分3、 4的第二部分13均具有基本 上為直線的形式，並具有外側16和接近煙氣通道11的相對側17。 在此實施例中，平面V在這兩個本體部分3、 4中間延伸。然而， 在側一見圖中，該平面也可以相只t於jt匕向左或向右偏移一定3巨離。在 每個本體部分3、 4上的第二部分13中的接近煙氣通道部分11的側 17上，具有或i殳有一個或多個傳熱面增力o件20，該傳熱面增加件例 如通過粘結、焊接、壓配合、卡裝、燒結、焊接緊固在上述側面上， 或者以不同方式緊固，這些組件形成了熱交換件。並且，該熱交換: 件或每個熱交換件可以卡裝在兩個部分3、 4之間。熱交換件在煙氣
12通道11中延伸和/或部分地表現為如此，並且熱交換件是多孔的或 氣體可透過的，從而在使用過程中，煙氣可以透過該熱交換件或每
個熱交換件，與此同時進行熱交換。由於件20是多孔的或氣體可透 過的，因此在煙氣通道ll中的熱煙氣與表面17和/或設在該表面上 的傳熱增加件之間獲得了更大的接觸面。如果採用多個熱交換件， 則可以將它們沿流向前後方文置或者並排;改置。
在煙氣通道ll的第一部分12中，也可以i殳有一個或多個熱交 換件20，優選地，這些熱交換件的孔隙率高於熱交換件或每個熱交 換件20在第二部分13中的孔隙率。
在此，多孔的至少應^皮理解成包^r由某種材並牛製成和/或利用某 種方法製成，以提供彼此相連通的開氣孔，並且這些氣孔例如是連 續的。在此，氣體可透過的至少應^皮理解成包括3殳有通道或這種連 續開口的組件，煙氣可以流過該通道或開口 ，與》匕同時與環境進4亍 熱交換，具體地，與相應的組件進行熱交換，例如泡沫材並+(foam)、 翼片、纖維墊。孑L隙率和密度可以以百分數來表示，而對於孔隙率， 百分數表示沒有被固體材料(諸如金屬)填充且因而適於煙氣流經 的那部分的體積。對於密度，百分數表示由固體材料形成的那部分。
在有利實施例中，熱交換件和每個熱交換件20至少部分地通過 金屬發泡形成，如圖5B中示意性地所示，從而獲得例如通過機械 才乘作和/或切削操作(removing operation )而能夠製成或形成所期望 的形態的多孔團塊。由此，可以獲得熱交換件的最優形狀，且最好 鄰近第二部分13的內側17。金屬泡沫材料可以4是供相對堅固的組 件，這種組件在結構上是有利的，並且可以確保煙氣與金屬之間的 良好熱交換以及對組件3、 4的良好傳熱。作為一項技術，金屬發泡 可以從實踐中充分獲知，由於它是產生和影響孔隙率的手^殳，從而 平均起來在任何情況下，在通過金屬發泡獲得的組件的每個部分中， 都可以實現所期望的預定孔隙率。
13在可替換的實施例中，將纖維用於熱交換件，如圖5A中示意 性地所示，例如金屬纖維或陶資纖維。編織或非編織的組件例如可 以由纖維形成。在可替換的實施例中，組件20可以至少部分地通過 切削或不切削本體部分的才喿作而形成，或者，當例如採用鑄造工藝 通過一體成形(具體地為鑄造)來形成本體部分時，在製造過程中， 在形成組件的同時氣體例如可以吹過液體材^牛。並且，可以淨齊壓出 肋。可替換地或另外地，可以〗吏用多孔和/或氣體可透過的材料，諸 如填充材料的金屬或陶瓷。在該圖中，傳熱面增加件以簡化的方式 表示成矩形。這些組件的設計可以簡單地由技術人員來選擇。
用於才艮據本發明的組件20的纖維可以至少部分地通過4立拔或 衝齊壓製成，具體地，可以通過束才立拔或多纖維淨齊壓、通過從熔池中 進行熱拉拔、通過冷軋或通過熱軋、切削和/或壓制4支術和/或通過發 泡或吹制而製成。該熱交換件或熱交換4牛可以至少部分;也由編織或 非編織的材料製成，例如，由纖維製成，具體地為金屬和/或陶瓷纖 維。優選地，根據本發明的熱交換件20至少部分地被燒結，從而獲 得防熱且防潮並可以作為一個單元來布置的組件。
在根據本發明的熱交換器中，優選地，利用沿著流向S彼此連 續的區段，在這些區段中熱交換可以是不同的。為此，在相應區段 I、 II中延伸的相應熱交換件20或其一部分的孔隙率或密度在不同 的區段中可以是有偏差的。在圖1中，示出了兩個區段I、 II。然而， 也可以設有多個區段，且第一區段例如可以在第一部分12中延伸， 而第二區萃殳在第二部分13中延伸，如圖1中所示，或者兩個區段I、 1I都可以在第二部分13中延伸，如圖3中所示，此時第二部分12 不包括多孔的熱交換件。以例證的方式，第一區^殳I例如可以具有 小於70%的孔隙率，並例如具有大於70%的相對高的密度，例如 95%，而此時，第二區段II例如具有相對低的密度，例如小於70%， 並具有相對高的孔隙率，比如高於70%,更具體地例如95%。因此，流阻沿著流向將減小。在使用過程中，在第一區段中，熱煙氣將放
出最大部分的熱量，因而例如從遠遠高於IOO(TC (例如近似1600°C ) 冷卻到遠遠低於IOOO"C (例如近似450。C )。在第二區段中，熱交換 將繼續，以4吏得煙氣可以進一步冷卻，例如冷卻至凝結溫度。
使用金屬發泡提供了這樣的優點，即，當例如與翼片或板部件 相比時， <又<又卡裝在部分3、4上的熱交換件保證了特別良好的傳熱。 為了獲得變化的孔隙率和/或密度，可以將具有不同的孔隙率和/或密 度的不同熱交換件並排;改置和/或前後^:置，或者一個熱交換件中的 孔隙率和/或密度可以是變化的。
在第一部分12和第二部分13中，i殳有水運豐lr通道22的一部 分21。在所示的示例性實施例中，這些部分21全都是管狀的，並 具有不變的4黃截面，這些部分具有與圖1A和圖3中的症會圖平面近 似成直角的縱向方向L,如果本體部件是擠壓而成的，則該縱向方 向L平行於本體部分的擠壓方向。在每個本體部分3、 4中且鄰近 第一端7 i殳有第一部分21A，該第一部分作為迂曲的第一部分12 的開始，且直接位於燃燒器臺6下面。另外，在第二部分13中設有 兩個部分21B。優選地，煙氣運輸通道11的兩側上的通道部分21 相互連接，以形成圍繞熱交換器的通道22，但是可選地，煙氣運輸 通道11的兩側上的通道部分還可以每個均形成一個通道部分22, 該通道部分可以用於例如不同的熱交4奐迴路，或者該通道部分可以 在熱交換器1外相互連接。
在通道部分22中也可以採用傳熱面增加件，該傳熱面增加件可 以尤其是通過才齊壓一體地形成，而通道部分本身無需是可拆分的， 然而為此，也可以使用如上所述的多孔材料和/或組件。
優選地，通道部分21通過端罩(end hood ) 24以及在其中延伸 的連4妄通道部分相互連接(圖8)。這些端罩24還可以包括用於加熱回^各、汽油和空氣供應管道等的4妄頭。這些端罩可以簡單地通過
將合適的墊片插入到並排布置的部分3、 4的側面上來緊固，以使得 煙氣通道11朝向側面關閉，並獲得一個連續的水通道22或多個水 通道22,同時此外，部分3、 4保持在適當的位置且保持適當的距離。
對於所示的實施例，通道部分21 i殳在部分3、 4的外側，以侵: 得可以將其朝內(即，朝向汽油通道ll)的側面設計得較平，至少 在通道部分附近沒有凸起形成。然而，通道部分也可以以不同的方 式布置，例如，部分位於煙氣通道ll外，部分位於煙氣通道內，或 者全部位於煙氣通道ll內。這適用於每個通道部分或其組合。優選 地，該通道或每個通道22^皮布置成，4吏得其可以在煙氣通過煙氣通 道ll的流向的逆流中起作用，從而可以獲得提高的效率。為此，例 如，可以調整不同通道部分中的流通開口，以在通道中產生流速變 化，從而使熱交換進一步最優化。
在熱交換器1的下側i殳有底座(foot) 23，熱交換器可以安裝 在該底座上。
在圖3和圖4中，給出了根據本發明的熱交換器的可替換實施 例，其中，基本上，僅僅描述了與其他實施例有差別的那些部分。 此外，參考其他描述，具體地參考圖1、圖2和圖8的描述。在此 實施例中，部分3、 4每個在第一部分12中均具有分別形成在彎曲 14A-14D與15A-15D之間的迂曲流動氣體通道部分IIA， ， 乂人而獲 4f五個煙氣子通道部分11A、11A5,這五個煙氣子通道部分通過彎 曲部分11B相互連接並且近似彼此平行地延伸。在第一部分3中， 第一彎曲14A中包括兩個水通道部分21，這兩個水通道部分彼此平 行且彼此隔開距離D，並且分別介於與燃燒器5的燃燒器臺6連接 的相對寬的第一煙氣子通道部分11A1與第一煙氣子通道部分下方 的第二煙氣子通道部分11A2之間，以及分別介於第三子煙氣通道部
16分11AS與第三子煙氣通道部分下方的第四子煙氣通道部分11A4之 間。這些水通道部分21例如位於鄰近彎曲IIB。以相似的方式，在 第二部分4的第二和第四彎曲15B、 15D中設有彼此距離為D的通 道部分21,這些通道部分分別介於第二煙氣子通道部分11人2與第 二煙氣子通道部分下方的第三煙氣子通道部分11A3之間，以及分別 介於(至少在下面)第四煙氣子通道部分11A4與第四煙氣子通道部 分下方的第五煙氣子通道部分11A5之間。因此，這些通道部分總是 藉助至少一個(且在大多數情況下為兩個)煙氣子通道部分 11A、11A5相連通，乂人而〗吏熱交換最優化。
對於這種熱交換器，燃燒器臺相對於平面V成角度a，例如在 20。到85。之間。在所示的示例性實施例中，這個角度為近似30。。
如圖中清楚呈現的，彎曲11B中可以-沒有另一個傳熱增加件 20A，例如為隆起(ridge)、凸起或翼片的形式，該傳熱增加件的中 間通^各例如沿著煙氣的流向i殳置，或者沿著與煙氣的流向成一個角 度設置。沿著煙氣的流向觀看，這些傳熱增加件20A (其也可以用 在其他或可替換的實施例中)原則上形成多孔的表面。在與流向成 直角的4奪面中，組件20A優選地形成該表面的至少近70%，從而組 件之間的通^各形成少於30%。更具體地，優選地，組件20A限定出 的體積的70%由組件20A的材料填充。該表面不是多孔的那部分所 測得的最小厚度/一黃截面大於3 mm，優選地分別大於5 mm或1 cm。
在圖5和6中，分別示意性地示出了從煙氣側17 ^L看的、才艮據 圖l和2以及圖3和4的熱交換器的部分3的透視圖。在圖5A中， 示意性地示出了組件20的一部分的側;f見圖，其中纖維40清晰可見， 這些纖維可以形成規則圖案或如圖所示的不規則圖案，並且限定連 續的氣孔41。圖5B示意性地示出了組件20的一部分的側-現圖，具 體地通過金屬發泡製成，其中材料42清晰可見，該材料中的連續氣 孑L41也可見。優選地，該金屬泡沫材料由鋁或鋁合金製成。圖5C和圖5D示意性地示出了傳熱件20的可替換實施例，這 兩個3見圖相互成直角，組件20包括一系列4侖廓部分45，這些4侖廓 部分形成至少一波狀和/或肋狀部分43。這個部分43或至少輪廓部 分伊乙選;l也形成有肋和/或波動，這些肋和/或波動由4斤疊的和/或彎曲 的板材形成，例如鋼或鋁或多孔材料(例如，如上所述的編織或非 編織的纖維基材料)。這種波狀和/或肋狀部分可以由至少一個4反或 一系列板形成，這個板或這些板被摺疊成，使得板部分45或熱交換 器的其上i殳有部分43的部分(例如，壁17)總是限定出通道44， 通道44的橫截面優選地具有基本上為三角形或梯形的截面，並且在 與所述4黃截面成直角的縱向方向上，該通道具有稍孩i迂曲的結構， 如圖5C中清楚地所見，乂人而^f吏煙氣的流向每次都會改變，故能夠 產生良好的熱交換。
當然，處於才艮據圖5C和圖5D的部分43中的通道44可以具有 不同的結構，例如具有較小角度的波狀結構，或者具有銳角結構， 例如為30、 45、 60或90度或在它們之間。通道44可以具有主方向 Gl，該主方向近似平4于于/人燃燒室至煙氣排方文件的煙氣流向HG1, 4旦是該主方向也可以與煙氣流向成一定角度，例如30、 60或90度、 或在它們之間。可以將多個部分43堆疊在4皮此的頂部上，以獲得更
S每次都改變，從而使煙氣的流通幾乎不會受到不利影響，最好完 全不受影響。扭轉的角度例如可以從幾度到幾十度，或者更大。部 分43可以具有4皮此面對或者甚至4皮此鄰4妄的4反部分45， ^f旦也可以 每次例如都由才反46 (優選地為多孔玲反)隔開。
在圖7中，示出了才艮據圖l和2的作為實例的熱交換器，然而 與此同時，設有第二水運輸通道26。此外，在部分3、 4上並在第 一水運輸通道部分21之間設有槽27和/或肋28,以形成凹口，管道 29 (諸如金屬或塑料管道)例如通過卡裝、形成密封(form-closing )、
18粘結、焊接或以其他方式而固定在該凹口中。第二水運輸通道26 例:^可用於自來7K。才尤》匕而言，例力口與第一通道22^H以，第二(或 者，可選地，另外的)水運輸通道26還可以一體地形成到部分3、 4中，如果所用的材料允許這樣做的話，或者例如當在該水運輸通 道中加熱的水或其他介質不是用於飲用而是用於間接加熱的鍋爐、 地板或牆壁加熱等時。優選地，槽和/或肋平4于于水運輸通道部分21 延伸，以使得以簡單的方式進行4齊壓是可4亍的。
如所示的，部分3、4可以有利地通過單獨地或共同地擠壓形成。
而，當然，也可以採用其他生產方式，i者如鑄造、注才莫和/或切削， 從而使得某些更複雜的形狀也是可行的。
優選地，部件3、 4可以-故相對容易地分開，乂人而筒化清潔。為 此，部分3、 4可以相互旋擰或卡裝在一起。具體地，這也適用於最 下面的冷凝部分。
在圖8中，示意性地示出了具有4艮據本發明的熱交換器的加熱 裝置25的一部分的俯視平面圖，該熱交換器以高度簡化的方式連接 至兩個加熱迴路。第一加熱回i 各30例如是具有散熱器36的空間力口 熱迴路，該散熱器連接至水運輸通道22，該7jc運輸通道中設有第一 泵31。第二加熱迴路32例如是具有水籠頭37 (並且可選地，第二 泵33)的水籠頭加熱迴路。例如用於汽油和空氣的供應裝置連接至 燃燒室5，以形成預混合燃燒器。當然，還可以4又供應汽油或其4也 燃料。鄰近加熱裝置25的下側，冷凝物排放件34以及煙氣排放件 35可以連4妄至煙氣通道11。
顯而易見的是，在除所示的示例性實施例以外的其他類型的熱 交才灸器中， 一個或多個煙氣通道中也可以包4舌多孔材並牛或組件，以 增加4專熱面。^L隙率例如也可以沿著煙氣的流向(即，沿著煙氣湘卜
19放的方向)減小，從而在煙氣通道的起始處越熱的氣體將越快地流 過，且隨著氣體的冷卻，流通將稍孩吏延遲。流通的多種改變可以通 過例如氣孔率、流通面、多孔材料和/或多孔組件填充煙氣通道的程 度等的變化來實現。
顯而易見的是，所述實施例的各部分的組合也應被理解成在此 被表達了 。
無i侖如何，本發明不限於說明書和附圖中所述的實施例。落在 權利要求所概括的本發明的架構中的多種變化都是可行的。例如， 熱交換器的迂曲部分可以具有不同的設計，並且可以使用除鋁或鋁 合金以外的材料，例如，其他的(更輕的)金屬或陶資材料。可以 設有更多或更少的水運輸通道部分，同時例如可以將彎曲的數量及 其形狀調整為所期望的容積。可以採用不同的燃燒器而不是所示的 具有燃燒器臺的燃燒器，例如已知的預混合燃燒器，該燃燒器可以
直4妄連接至煙氣通道，具體地，如圖3和圖4中所示的第一煙氣子 通道部分的實施例中，可選地，該第一煙氣子通道部分則可以作為 燃燒室的 一部分。煙氣通道可以具有沿著煙氣排;改方向減小的通3各， 或者相反地，具有增大的通路，從而影響煙氣的速度，進而影響熱 交換。
權利要求
1. 一種熱交換器，設有本體、至少一個燃燒器空間和至少一個煙氣排放件，所述本體具有至少一個煙氣通道和至少一個水運輸通道，其中，所述至少一個煙氣通道至少部分地在所述至少一個燃燒器空間與所述至少一個煙氣排放件之間延伸，並且所述至少一個煙氣通道的至少一部分包括至少一個多孔的或氣體可透過的熱交換件。
2. 根據權利要求1所述的熱交換器，其中，所述熱交換件或每個 熱交換件的氣體透過率沿著遠離所述至少 一個燃燒器空間的 方向變葉匕。
3. 根據權利要求2所述的熱交換器，其中，鄰近燃燒器空間設有 第一熱交換件或熱交換件的第一部分，所述第一熱交換件或熱 交換件的第 一部分具有相對低的孔隙率和相對高的密度，並且 在相應燃燒器空間的遠離所述第 一 熱交換件或熱交換件的第 一部分的一側上i殳有第二熱交換件或熱交換件的第二部分，所 述第二熱交換件或熱交換件的第二部分具有相對高的孔隙率 和相對低的密度。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交 換件或熱交換件的至少 一部分至少部分地通過金屬發泡製成， 具體地由鋁或鋁合金的金屬泡沫材坤+製成。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述至少 一個熱交換件包含在所述本體的至少 一個第 一本體部分與至 少 一 個第二本體部分之間。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，每個所述 本體部分均包括至少一個具有迂曲結構的第一部分，所述本體部分相對於4皮此設置，使得所述迂曲部分至少部分地4皮此接 合，並且在所述本體部分之間形成有所述煙氣通道的第一部 分，其中，每個本體部分均包括所述至少一個水運輸通道的至 少一部分，其中，每個本體部分的所述第一部分包括至少一個 第一彎曲和至少一個第二彎曲，其中，所述第一本體部分的第 一彎曲延伸到所述第二本體部分的第一彎曲中，而所述第二本 體部分的第二彎曲延伸到所述第一本體部分的第二彎曲中，和 /或在所述本體部分的每個第一部分中，且優選地，在每個第一部分的每個彎曲中，均i殳有所述至少一個7jc運^r通道的至少 一部分。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交 換件包含纖維，具體地為金屬纖維。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交換件或一個熱交換件至少部分地由編織或非編織的材料製成。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，用在所述 熱交換件或一個熱交換件中的纖維的平均直徑在0.5到200凝: 米之間，更具體地，在0.5到50微米之間。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交 才灸4牛或一個熱交換:件的孔隙率在75%到97%之間。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交 換件或一個熱交換件包括至少一個波狀和/或肋狀部分，具體 地波狀和/或肋狀部分由摺疊和/或彎曲的才反材或纖維才反材形 成。
12. 根據權利要求11所述的熱交換器，其中，所述波狀和/或肋狀 部分由至少 一個板或一 系列板形成，所述一個板或所述一 系列 才反-陂摺疊，〗吏得板部分和所述熱交換器的其上i殳有所述部分的 部分每次都限定出一個通道，所述通道的4黃截面優選地具有基 本上為三角形或梯形的截面，並且沿著與所述^f黃截面成直角的 糹從向方向，所述通道具有略樣i迂曲的結構。
13. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，每個本體 部分的第一部分中均i殳有至少兩個彎曲，所述至少兩個彎曲4妄 合在另 一個本體部分的相鄰第 一部分中的彎曲中或4妄合在此 周圍，其中，所述彎曲被形成為，使得它們每個均切過位於所 述彎曲的外側限定出的兩個平^f亍平面中間的平面，所述彎曲的 外側4立於相應第一部分中沿著與所述平4亍平面成直角的方向 測得的相距最遠處，同時，在使用過程中，煙氣在所述本體部 分的所述接合彎曲之間流動。
14. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，至少一個 本體部分，且優選地每個本體部分均_沒有凹口 ，具體地，在遠 離所述煙氣通道的一側上i殳有凹口 ，所述本體部分中形成或包含有第二水運llr通道部分。
15. 根據權利要求14所述的熱交換器，其中，所述第二水運輸通 道的所述部分i殳置在所述凹口中，具體地卡裝在所述凹口中。
16. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，本體部分 基本上通過擠壓製成。
17. 根據權利要求16所述的熱交換器，其中，至少一個本體部分 的至少 一部分上i殳有作為傳熱面增加件的熱交換件，所述組件形成為單獨設置的組件和/或通過擠壓出的本體部分的切削操 作而形成。
18. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述本體 部分和所述熱交換件至少部分地由鋁或鋁合金製成。
19. 根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述煙氣 通道的第一部分中設有傳熱面增加件，具體地為翼片、凸起和 /或隆起，而第二部分中i殳有至少一個多3L的或氣體可透過的 熱交換J牛。
20. —種用於4艮據前述4又利要求中任一項所述的熱交換器的本體 部分。
21. 根據權利要求20所述的本體部分，其中，所述本體部分包括 至少一個具有迂曲結構的第一部分，其中每個本體部分均包括 所述至少一個水運l敘通道的至少一部分，以及除所述水運輸通 道的所述部分以外的至少一部分，所述部分i殳在形成具有傳熱 面增加件的所述煙氣通道壁的 一部分上。
22. 根據權利要求20或21所述的本體部分，其中，所述本體部分 基本上通過^P壓形成。
23. —種熱交換件，用在根據權利要求1-19中任一項所述的熱交 換器中，優選地，所述熱交換件至少部分地通過金屬發泡製成。
24. —種用於形成熱交換器的方法，其中，形成至少兩個本體部分， 具體地通過擠壓或鑄造技術形成，每個所述本體部分均包括水運車lr通道部分的至少一部分，所述本體部分通過端部和/或至少一個熱交換件以這樣的方式相互連接，即，使得所述本體部 分在形成煙氣通道的同時4皮此保持一定距離，所述至少一個熱交換件在所述煙氣通道中延伸，優選地，所述兩個本體部分中 的水運輸通道相互連4妄。
25. 根據權利要求24所述的方法，其中，所述至少一個熱交換件 至少部分地通過金屬發泡製成或者由纖維製成。
26. —種加熱裝置，i殳有4艮據4又利要求1-19中任一項所述的熱交換器。
全文摘要
本發明提供了一種熱交換器，該熱交換器設有本體、至少一個燃燒器空間以及至少一個煙氣排放件，該本體具有至少一個煙氣通道以及至少一個水運輸通道，其中，至少一個煙氣通道至少部分地在至少一個燃燒器空間與至少一個煙氣排放件之間延伸，並且至少一個煙氣通道的至少一部分包括至少一個多孔的或氣體可透過的熱交換件。
文檔編號F24H1/41GK101460785SQ200780021081
公開日2009年6月17日 申請日期2007年6月8日 優先權日2006年6月8日
發明者保羅·泰傑森, 卡雷爾·胡布奧, 揚·范皮特埃姆, 雨果·利芬斯 申請人:貝卡爾特股份有限公司;貝卡爾特燃燒技術股份有限公司