本發(fā)明涉及高效板形換熱機(jī)，該高效板形換熱機(jī)在上下方向上相互連接由層疊的換熱板形成的單位流動(dòng)層，以使循環(huán)水的流動(dòng)路徑增加到2-路徑(2-PASS)或以上，從而提高與排氣之間的換熱效率。

此外，本發(fā)明涉及如下的高效板形換熱機(jī)：如上所述增加循環(huán)路徑的同時(shí)增加接近燃燒器的部分的循環(huán)水的流動(dòng)量來(lái)高效回收排氣的熱。

此外，本發(fā)明如下的高效板形換熱機(jī)：在單位流動(dòng)層之間嵌入形成有分配孔的擋板來(lái)吸收排氣的熱源，從而高效利用導(dǎo)熱面積，提高換熱機(jī)效率。

背景技術(shù)：

換熱機(jī)使溫度相互不同的加熱流體和被加熱流體交叉來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱，從而在包括鍋爐及空調(diào)機(jī)及其他多種冷暖房裝置，廣泛用于暖房、空氣調(diào)節(jié)、發(fā)電、冷卻及廢熱回收等。

作為應(yīng)用換熱機(jī)的代表產(chǎn)品有冷凝式鍋爐，冷凝式鍋爐包括：與燃燒器的燃燒熱進(jìn)行一次換熱的顯熱換熱機(jī)；以及與燃燒熱中排氣進(jìn)行二次換熱的潛熱換熱機(jī)。

另一方面，最近板形換熱機(jī)已應(yīng)用于包括冷凝式鍋爐的多種技術(shù)領(lǐng)域的換熱機(jī)。板形換熱機(jī)是層疊多個(gè)換熱板來(lái)組裝，具有可減小尺寸、制作容易且換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。

舉例來(lái)說(shuō)，圖1所示的韓國(guó)專利第10-1389465號(hào)的板形潛熱換熱機(jī)，交替層疊向上彎折板110和向下彎折板120而形成，兩側(cè)部分別設(shè)置了入水管150和出水管160。

此外，如圖2所示，在向上彎折板110及向下彎折板120分別形成多個(gè)排氣通孔(112，122)，彎折各通孔(112，122)的周邊來(lái)接合。

因此，如圖3所示，排氣通過(guò)排氣通孔(112，122)排出，循環(huán)水沿著向上彎折板110及向下彎折板120之間的通路(即，“循環(huán)水通路”)流動(dòng)時(shí)，循環(huán)水用以與排氣進(jìn)行換熱。

但是，如上所示的現(xiàn)有技術(shù)中，從入水管150被供給的循環(huán)水通常被供給到各層的循環(huán)水路徑，被供給的循環(huán)水按各層向另一側(cè)直線移動(dòng)(即，1-PASS)之后，被收集到出水管160。

因此，存在如下的問(wèn)題：各層的循環(huán)水路徑不在上下方向上相互連接，而是提供獨(dú)立的水流路徑，從而循環(huán)水的流動(dòng)路徑較短，隨之，不能實(shí)現(xiàn)與排氣之間的充分熱交換。

此外，通過(guò)泵從水管150高壓噴出的循環(huán)水，最先向最遠(yuǎn)離燃燒器的最下層(以圖為基準(zhǔn))供給大量循環(huán)水之后，向最靠近燃燒器的最上層供給相對(duì)少量的循環(huán)水。

因此，由于排氣靠近燃燒器，在具有最高排氣溫度的最上層反而不能利用豐富的水量與排氣進(jìn)行熱交換，所以存在不能高效回收排氣的熱的問(wèn)題。

此外，以往分別在向上彎折板110及向下彎折板120分散配置多個(gè)排氣通孔(112，122)，由此排出排氣。

因此，由于排氣通過(guò)大尺寸的排氣通孔(112，122)以沒(méi)有特別阻礙的情況下快速排出，所以存在與循環(huán)水之間的換熱不能在充分時(shí)間下進(jìn)行的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明用于解決如上所述的問(wèn)題，其目的在于提供一種如下的高效板形換熱機(jī)：有效地增加循環(huán)水通過(guò)2-路徑或以上的流動(dòng)路徑，以增加接近燃燒器的部分的循環(huán)水的流動(dòng)量來(lái)高效回收排氣的熱。

此外，本發(fā)明的目的在于提供一種如下的高效板形換熱機(jī)：用擋板吸收排氣的熱源，高效利用循環(huán)水和排氣的導(dǎo)熱面積，從而提高換熱機(jī)效率。

課題解決方案

為此，基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)，其特征在于，包括：換熱機(jī)主體，上下部分別開(kāi)放以排出燃燒器中生成的高溫排氣，一側(cè)具備用于流入循環(huán)水的入水口，另一側(cè)具備用于循環(huán)水出水的出水口；以及換熱板，以多個(gè)層疊在上述換熱機(jī)主體內(nèi)部，從而內(nèi)部形成多層的具備流動(dòng)循環(huán)水的通路的單位流動(dòng)層，且所述換熱板上分別形成多個(gè)排氣孔以便排氣貫通上述單位流動(dòng)層而通過(guò)，上述入水口連接到上述多層的單位流動(dòng)層中最下層，上述出水口連接到上述多層的單位流動(dòng)層中最上層，上述單位流動(dòng)層之間的連接構(gòu)成為2-路徑(2-PASS)或以上，包括循環(huán)水從一側(cè)向另一側(cè)流動(dòng)的第一路徑及從另一側(cè)向一側(cè)流動(dòng)的第二路徑。

此時(shí)，優(yōu)選與上述多層結(jié)構(gòu)的單位流動(dòng)層中按靠近燃燒器的順序配置的一定數(shù)量的多個(gè)單位流動(dòng)層中，各個(gè)循環(huán)水流入口通過(guò)流體通道共同連接在上述入水口。

此外，優(yōu)選上述流體通道上形成的循環(huán)水供給通路的開(kāi)口面積被設(shè)置成如下：與配置在遠(yuǎn)離上述燃燒器的位置的單位流動(dòng)層相比，向配置在靠近上述燃燒器的位置的單位流動(dòng)層供給更多從上述入水口供給的循環(huán)水。

此外，優(yōu)選還包括擋板，該擋板嵌入上述單位流動(dòng)層之間中任一個(gè)以上，在與上述換熱板的排氣孔重疊的各部分分別形成多個(gè)尺寸小于上述排氣孔的分配孔。

此外，優(yōu)選上述擋板上與上述換熱板的排氣孔重疊的各部分分別突出形成尺寸小于上述排氣孔的多個(gè)換熱片，上述各換熱片向朝向上述排氣孔的方向突出。

發(fā)明效果

如上所示的本發(fā)明，由層疊的換熱板形成的多個(gè)單位流動(dòng)層在上下方向上相互連接，使得循環(huán)水的流動(dòng)路徑成為2-路徑(2-PASS)或以上。因此，循環(huán)水的流動(dòng)路徑加長(zhǎng)，提高排氣之間的換熱效率。

此外，本發(fā)明中，調(diào)節(jié)共同連接多個(gè)單位流動(dòng)層的流體通道的開(kāi)啟度，以相對(duì)增加接近燃燒器的部分的循環(huán)水的流動(dòng)量。因此，高效回收排氣的熱。

此外，本發(fā)明在單位流動(dòng)層之間嵌入形成有分配孔的擋板，用擋板的換熱片吸收排氣的熱源，從而高效利用導(dǎo)熱面積，提高換熱機(jī)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是利用現(xiàn)有技術(shù)的板的潛熱換熱機(jī)的立體圖。

圖2是上述圖1的板之間結(jié)合狀態(tài)的立體圖。

圖3是上述圖1的潛熱交換機(jī)中的循環(huán)水及排氣流動(dòng)圖。

圖4是示出基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)的立體圖。

圖5是示出基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)的換熱板的立體圖。

圖6是示出基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)的擋板的立體圖。

圖7是示出基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)的剖面圖。

圖8a～圖8c是分別放大圖7的A、B、C部分的圖。

圖9示出基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)的2-PASS循環(huán)水流動(dòng)路徑的示意圖。

圖10示出基于本發(fā)明可應(yīng)用于高效板形換熱機(jī)的多種循環(huán)水流動(dòng)路徑的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的高效板形換熱機(jī)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

下面，以本發(fā)明應(yīng)用于鍋爐的顯熱換熱機(jī)中的情形為例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明當(dāng)然可以用于其他技術(shù)領(lǐng)域中。

此外，假定設(shè)置下面燃燒器的方向?yàn)橄聜?cè)，其反向?yàn)樯蟼?cè)，顯然，可根據(jù)燃燒器的設(shè)置位置上下可調(diào)換。

如圖4所示，基于本發(fā)明的高效板形換熱機(jī)200包括：換熱機(jī)主體210；層疊在換熱機(jī)主體210內(nèi)部而構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的“單位流動(dòng)層”的換熱板220；以及嵌入單位流動(dòng)層之間的擋板230。

單位流動(dòng)層由包括上下連續(xù)配置的上部換熱板220_T和下部換熱板220_B的2個(gè)換熱板220形成，在密閉的上部換熱板220_T和下部換熱板220_B之間的內(nèi)部空間內(nèi)形成的通路相當(dāng)于循環(huán)水流動(dòng)的單位流動(dòng)層。

這樣的本發(fā)明的一例，準(zhǔn)備由上部主體210_T和下部主體210_B構(gòu)成的換熱機(jī)主體210，上部主體210_T和下部主體210_B之間層疊多個(gè)換熱板220，且一定數(shù)量的換熱板220嵌入擋板230來(lái)組裝。

由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的代表性的一例，提供燃燒熱(例如，火焰及排氣)的燃燒器(未圖示)被用作設(shè)在換熱機(jī)主體210的下部的向上燃燒式鍋爐的顯熱換熱機(jī)。

該情況下，循環(huán)水(例如，低溫的自來(lái)水)通過(guò)換熱機(jī)主體210的下部具備的入水口211而被供給，流入的循環(huán)水通過(guò)2-路徑(2-PASS)或以上在多個(gè)單位流動(dòng)層中循環(huán)之后，從出水口212出水。

1-路徑(1-PASS)表示循環(huán)水從單位流動(dòng)層的一側(cè)端部移動(dòng)到另一側(cè)端部(參考圖10)，2-路徑表示從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)之后再次沿著反向的從另一側(cè)向一側(cè)移動(dòng)。

如上所示，循環(huán)水沿著長(zhǎng)于2-路徑或以上的長(zhǎng)路徑流動(dòng)期間，在燃燒器產(chǎn)生的高溫排氣依序地從最下層的換熱板220至最上層的換熱板220而排出，并在排出過(guò)程中通過(guò)擋板230。

因此，在低溫的循環(huán)水沿著多個(gè)單位流動(dòng)層循環(huán)期間，高溫排氣貫通多層的單位流動(dòng)層而上升，在此過(guò)程中，通過(guò)循環(huán)水和排氣之間的熱接觸實(shí)現(xiàn)換熱。通過(guò)換熱所加熱的循環(huán)水被供應(yīng)為溫水或暖氣水。

為此，換熱機(jī)主體210上下部分別開(kāi)放而排出燃燒器產(chǎn)生的高溫的排氣。若燃燒器配置在換熱機(jī)主體210的下部(以圖為基準(zhǔn))，則流入下部的排氣通過(guò)換熱機(jī)主體210內(nèi)部而排出到上部。

此外，換熱機(jī)主體210的一側(cè)具備用于流入循環(huán)水的入水口211，另一側(cè)具備用于循環(huán)水流出的出水口212。這種入水口211和出水口212利用多層的多個(gè)單位流動(dòng)層而相互連接。

亦即，入水口211連接到多層的單位流動(dòng)層中最下層而向多個(gè)單位流動(dòng)層供給循環(huán)水；出水口212連接到多層的單位流動(dòng)層中最上層，以排出在通過(guò)多個(gè)單位流動(dòng)層的過(guò)程中完成換熱的循環(huán)水。

若是換熱機(jī)主體210由上部主體210_T和下部主體210_B構(gòu)成的情況，則入水口211固定設(shè)置在下部主體210_B，出水口212固定設(shè)置在上部主體210_T。入水口211和出水口212的外側(cè)端部分別連接排水管。

換熱板220在換熱機(jī)主體210內(nèi)部層疊以在多層結(jié)構(gòu)中形成用于流動(dòng)循環(huán)水的單位流動(dòng)層。在換熱板220上分別形成多個(gè)排氣孔221，以便排氣貫通通過(guò)。

如圖5所示，換熱板220大體上形成為矩形板形，舉例來(lái)說(shuō)，換熱板220沿著矩形板的邊緣具備向下延長(zhǎng)的安裝孔。

此外，換熱板220的排氣孔221具有長(zhǎng)度較長(zhǎng)的長(zhǎng)孔形狀(或橢圓形)，且多個(gè)排氣孔221分散配置。各排氣孔221的邊緣上形成一定高度的彎折部222。在彎折部222的邊緣處具備接合部222a。

此時(shí)，若將上下連續(xù)配置的上部換熱板220_T和下部換熱板220_B的彎折部222相互面對(duì)層疊，則上部換熱板220_T和下部換熱板220_B的接合部222a相互貼緊而防止漏水。

因此，密閉的上下2個(gè)上部換熱板220_T和下部換熱板220_B之間的內(nèi)部空間形成單位流動(dòng)層，并且，排氣與單位流動(dòng)層分開(kāi)地通過(guò)其他排氣孔221。

這與圖2的現(xiàn)有技術(shù)相同，如參考圖2進(jìn)行說(shuō)明，由于排氣孔221的周邊被接合部222a堵住，因此循環(huán)水和排氣不會(huì)直接接觸而混合，分別通過(guò)獨(dú)立的路徑流動(dòng)。

擋板230嵌入“單位流動(dòng)層之間”中任一個(gè)以上，如圖6所示，在尺寸小于排氣孔221的多個(gè)分配孔231形成在與換熱板220的排氣孔221重疊的各部分中。

舉例來(lái)說(shuō)，分配孔231通過(guò)將擋板230切割成“匚”字形來(lái)形成。分配孔231用于再次分散通過(guò)排氣孔221的排氣，且放慢排氣的排氣速度來(lái)防止過(guò)快的排氣造成的換熱效率降低。

此外，在與換熱板220的排氣孔221重疊的擋板230的各部分以內(nèi)分別突出形成了尺寸小于排氣孔221的換熱片232。各換熱片232朝向排氣孔221的方向突出。

圖6中，舉例來(lái)說(shuō)，示出了從擋板230的底面向下突出的板形換熱片232。這種換熱片232高效利用與排氣之間的導(dǎo)熱面積，從而起到提高換熱機(jī)效率的作用。

另一方面，圖7中作為一例示出了層疊10個(gè)換熱板220來(lái)構(gòu)成換熱機(jī)的情形。由于2個(gè)上部與下部換熱板(220_T，220_B)構(gòu)成1個(gè)單位流動(dòng)層，所以在換熱板220為10個(gè)時(shí)，層疊形成5個(gè)單位流動(dòng)層。

亦即，第一個(gè)和第二個(gè)換熱板220的內(nèi)部形成1個(gè)單位流動(dòng)層，在第三和第四換熱板220的內(nèi)部形成1個(gè)單位流動(dòng)層。依此類推，在其上形成3個(gè)單位流動(dòng)層。

此外，入水口211連接在多層結(jié)構(gòu)的單位流動(dòng)層中最下層即第1層的單位流動(dòng)層，出水口212連接在多層的單位流動(dòng)層中最上層即第5層的單位流動(dòng)層。

尤其是，單位流動(dòng)層之間的連接使得循環(huán)水包括從一側(cè)向另一側(cè)流動(dòng)的第一路徑及從另一側(cè)向一側(cè)流動(dòng)的第二路徑的2-路徑(2-PASS)或以上。圖7相當(dāng)于2-路徑。

因此，本發(fā)明不像現(xiàn)有技術(shù)那樣循環(huán)水的流動(dòng)路徑由獨(dú)立的1-路徑(1-PASS)構(gòu)成，而代之以連接所有路徑來(lái)做成2-路徑或以上，所以使得流動(dòng)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，使得換熱進(jìn)行充分時(shí)間。

圖7的“A”部分示出排氣孔221部分，圖8a中放大示出；圖7的“B”部分示出單位流動(dòng)層的一部分，圖8b中放大示出；圖7的“C”部分示出擋板230的層疊部分，圖8c中放大示出。

進(jìn)一步地，本發(fā)明中，多層結(jié)構(gòu)的單位流動(dòng)層中按靠近燃燒器的順序通過(guò)流體通道(Via)相互連接一定數(shù)量的多個(gè)單位流動(dòng)層。因此，各個(gè)循環(huán)水流入口共同連接到入水口211。

圖7中，作為一個(gè)實(shí)施例，在最下部配置的2個(gè)單位流動(dòng)層通過(guò)流體通道(Via)連接。即，1層和2層之間配置的單位流動(dòng)層的循環(huán)水流入口均設(shè)置在靠近入水口211的一側(cè)端部，將1層和2層通過(guò)流體通道(Via)連接。

具體來(lái)說(shuō)，對(duì)形成在1層上的單位流動(dòng)層的上部換熱板220_T和形成在2層上的單位流動(dòng)層的下部換熱板220_B上分別具備的循環(huán)水流入口進(jìn)行加工，以形成流體通道(Via)。

因此，若循環(huán)水通過(guò)流體通道(Via)同時(shí)供給到1層和2層，由于靠近燃燒器，通過(guò)利用大量的循環(huán)水(在2個(gè)層的單位流動(dòng)層中流動(dòng)的量)，從相對(duì)高溫的排氣中有效回收大量的熱。

如上所示，循環(huán)水通過(guò)共同連接到流體通道(Via)，從而并列配置在1層和2層的單位流動(dòng)層中同時(shí)向另一側(cè)流動(dòng)，之后向?qū)盈B在上部的3層～5層的單位流動(dòng)層供給循環(huán)水。

優(yōu)選的是，在由流體通道(Via)共同連接的多個(gè)單位流動(dòng)層之間，通過(guò)靠近燃燒器的一側(cè)形成的單位流動(dòng)層流入相對(duì)多的循環(huán)水。

因此，將流體通道(Via)的開(kāi)口面積調(diào)節(jié)成與配置在遠(yuǎn)離燃燒器的位置的單位流動(dòng)層相比，向配置在靠近燃燒器的位置的單位流動(dòng)層供給更多的循環(huán)水。

例如，當(dāng)通過(guò)流體通道(Via)連接2個(gè)單位流動(dòng)層時(shí)，在流體通道(Via)中一部分形成2個(gè)開(kāi)口以使得向1層和2層供給的循環(huán)水的比率大體成為6：4，被供給的循環(huán)水中一部分反射而返回1層。

在圖7的小圓里的剖面圖也表示，換熱板220上形成其他的流入孔(IN)或流出孔(OUT)，因此，流體通道(Via)的整體開(kāi)口面積小于流入孔(IN)或流出孔(OUT)。

此外，本發(fā)明如上所示包括擋板230，擋板230分散排出排氣的同時(shí)降低其排氣速度。并且，擋板230起到高效利用導(dǎo)熱面積的作用。

可是，如上所示擋板230還起到控制排氣的流動(dòng)的作用，在圖7中作為一例，在2層單位流動(dòng)層上嵌入擋板230。此外，在3層～5層的單位流動(dòng)層上分別嵌入擋板230。

如上所示，本發(fā)明根據(jù)層疊的換熱板220的個(gè)數(shù)及伴隨該個(gè)數(shù)的單位流動(dòng)層的個(gè)數(shù)，或者根據(jù)由流體通道(Via)共同連接的單位流動(dòng)層的個(gè)數(shù)等來(lái)自由調(diào)節(jié)擋板230的嵌入個(gè)數(shù)及嵌入位置，從而做成最佳狀態(tài)。

在圖9中，省略前面說(shuō)明，表示隨著層疊與圖7相同結(jié)構(gòu)的10個(gè)換熱板220，生成2-路徑(2-PASS)的循環(huán)水流動(dòng)的情形，圖10的(a)大體表現(xiàn)圖9及圖7的循環(huán)水流動(dòng)。

此外，圖10的(b)表示層疊12個(gè)換熱板220來(lái)形成的2-路徑(2-PASS)的循環(huán)水流動(dòng)，為了增加換熱機(jī)的容量，增加換熱板220的層疊個(gè)數(shù)來(lái)增加單位流動(dòng)層。

當(dāng)然，即使如圖10的(c)所示層疊12個(gè)換熱板220也可以形成3個(gè)路徑(3-PASS)的循環(huán)水流動(dòng)，這種情況下，入水口211和出水口212配置在相互相反方向上。

工業(yè)實(shí)用性

以上，對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明的思想及范圍不限定于這些特定實(shí)施例，在不變更本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行多種修改和變形，這對(duì)于所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可理解的。

因此，以上描述的實(shí)施例是為了對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全告知發(fā)明的范疇而提供的，在所有方面僅僅是示例性的，而不應(yīng)理解為是限定性的，本發(fā)明僅由權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。