[发明专利]翅片-管道式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在管道的外侧面结合有传热翅片而使流动于管道内部的热介质与燃烧生成物之间进行热交换的翅片-管道式热交换器，尤其涉及一种通过促进流动于管道内部的热介质和经过传热翅片之间的燃烧生成物的紊流而抑制噪音的产生并提高热效率的翅片-管道式热交换器。

背景技术

通常，供暖装置具有用于实现燃料的燃烧所产生的燃烧生成物与热介质(供暖水)之间的热交换的热交换器，从而利用加热的热介质而执行供暖或供应热水。

现有的翅片-管道式热交换器由管道与传热翅片结合的结构构成，所述管道中热介质沿内部空间流动，所述传热翅片具有从所述管道的表面突出的形状。

参考图1和图2，现有的翅片-管道式热交换器1中多个传热翅片20以预定间距平行结合于具有长方形截面的多个管道10的外侧面，所述传热翅片20形成有与管道10的形状对应的多个插孔21而使管道10插入到其内侧，并将管道10的外侧面与插孔21接触的部分焊接结合。结合有所述传热翅片20的管道10的两个末端与端板30、40接合连接，且所述端板30、40形成有与管道10的形状对应的多个插孔31、41而使管道10的两个末端插入到其内侧之后得到焊接结合。所述端板30的前方侧结合有流路盖50(51、52、53)，所述端板40的后方侧结合有流路盖60(61、62)，从而使流动于管道10内部的热介质的流路转变。另外，所述流路盖51、53分别形成有热介质的流入口51a和流出口53a。

与其他方式的热交换器相比，这种翅片-管道式热交换器因热交换效率高且结构简单而可紧凑地制作为小型，并由于量产性高而广泛应用于锅炉、空调等家庭以及工业。而且，翅片-管道式热交换器不仅为小型而且可确保宽阔的传热面积，因此具有热效率优于应用高位翅片或波纹管的热交换器的优点。

然而，如图3所示，现有的翅片-管道式热交换器存在如下问题：位于由燃烧器70的燃烧而产生的燃烧生成物流入之侧的管道10的下端部10a局部性过热，从而使经过管道10内部的热介质中产生气泡B而引发沸腾噪音，而且，在管道10内部的流动停滞的区域中包含于热介质中的钙等异物固结而显著降低热交换器的效率，在严重的情况下在该部位因过热而导致损坏的问题。

作为用于解决这样的问题的现有技术，韩国公开实用新型公报第20-1998-047520号中公开了一种热交换器的沸腾防止部件，其中管道(供暖管)内部插设有以预定角度倾斜的多个叶片以改变供暖水的流路，而在韩国公开实用新型第20-1998-047521号中公开了一种形成有螺旋形槽的管道(供暖管)，其中在管道内部表面的预定区间形成螺旋形槽，从而使供暖水通过并旋转而使供暖水混合。然而，这样的现有技术在管道的截面形成为圆形的情况下可适用，在为了通过进一步提高热交换效率来开发出高效率的紧凑型热交换器而用与单位通过面积相比传热面积宽阔的长方形管道代替圆形管道的情况下，由于不易于在长宽比大的管道内部构成所述现有技术中披露的沸腾防止部件或螺旋形槽而无法应用乃是实情。

另外，参考图4，现有的翅片-管道式热交换器如下构成：传热翅片20以平板形状构成，燃烧生成物沿着直线方向经过相邻地平行布置的传热翅片20之间。在此情况下，如图5所示，燃烧生成物接触于传热翅片20的部分的温度从燃烧生成物流入的传热翅片20的起始末端起在预定区间A范围内维持在T_∞，随后燃烧生成物的温度变为T₀，将这样的燃烧生成物的温度以T₀开始的地点称为温度临界层形成地点B。在温度临界层形成地点B之后，燃烧生成物接触于传热翅片20的地点的温度变为T₀，且流体的温度随着燃烧生成物从所述传热翅片20越来越远而增加直到变为T_∞为止。

在此情况下，燃烧生成物的温度较低的地点就是图5中以阴影线表示的部分。因此，当把传热翅片20加工成平板时，在温度临界层形成地点B以后的区域中热交换效率将会降低，而如果为了使温度临界层形成地点B远离传热翅片20的起始末端而使传热翅片20之间的间距形成得狭窄，则由于燃烧生成物的流动阻力增大而存在热效率降低的问题。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决如上所述的技术问题而提出的，其目的在于提供一种翅片-管道式热交换器，在这种翅片-管道式热交换器中促进流动于管道的内部的热介质的流动中产生紊流，从而可防止管道的局部性过热引起的沸腾噪音以及包含于热介质内的异物的固结引起的热效率降低和管道的损坏。