本發(fā)明屬于換熱領(lǐng)域，具體涉及一種余熱利用的管殼式換熱裝置。

背景技術(shù)：

近十年來，由于能源緊張，隨著節(jié)能工作進(jìn)一步開展。各種新型，節(jié)能先進(jìn)爐型日趨完善，且采用新型耐火纖維等優(yōu)質(zhì)保溫材料后使得爐窯散熱損失明顯下降。采用先進(jìn)的燃燒裝置強(qiáng)化了燃燒，降低了不完全燃燒量，空燃比也趨于合理。然而，降低排煙熱損失和回收煙氣余熱的技術(shù)仍進(jìn)展不快。為了進(jìn)一步提高窯爐的熱效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，回收煙氣余熱也是一項(xiàng)重要的節(jié)能途徑。

煙氣是一般耗能設(shè)備浪費(fèi)能量的主要途徑，比如鍋爐排煙耗能大約在15％，而其他設(shè)備比如印染行業(yè)的定型機(jī)、烘干機(jī)以及窯爐等主要耗能都是通過煙氣排放。煙氣余熱回收主要是通過某種換熱方式將煙氣攜帶的熱量轉(zhuǎn)換成可以利用的熱量。

煙氣余熱回收途徑通常采用二種方法:一種是預(yù)熱工件；二種是預(yù)熱空氣進(jìn)行助燃。煙氣預(yù)熱工件需占用較大的體積進(jìn)行熱交換，往往受到作業(yè)場(chǎng)地的限制。預(yù)熱空氣助燃是一種較好的方法，一般配置在加熱爐上，也可強(qiáng)化燃燒,加快爐子的升溫速度，提高爐子熱工性能。

我國(guó)幅員遼闊，氣候與地形環(huán)境復(fù)雜，特種車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)面臨極寒環(huán)境下摩擦副抱死、潤(rùn)滑不良、蓄電池供電能力下降及低氣壓環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火困難等不利因素，大大降低了車輛的可靠性。加溫器作為一種燃燒換熱裝置，通過冷卻液傳遞熱量，可以在極端環(huán)境下對(duì)車輛的冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等進(jìn)行加溫，使各系統(tǒng)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，消除車輛起動(dòng)面臨的不利因素。同時(shí)，車輛的輕量化及多種極端環(huán)境條件的適應(yīng)性對(duì)加溫器提出了高功率密度，高度集成，高效低耗，高自適應(yīng)性的要求。這樣既滿足工藝的要求，最后也可獲得顯著的綜合節(jié)能效果。

現(xiàn)有加溫器普遍面臨熱流密度與換熱效率較低的問題，解決這些問題關(guān)鍵在于增加換熱面積、降低流動(dòng)阻力、提高換熱介質(zhì)溫差及對(duì)流換熱系數(shù)等，相同體積的情況下，傳統(tǒng)換熱結(jié)構(gòu)已無法滿足現(xiàn)實(shí)需要，基于以上背景技術(shù)和試驗(yàn)研究，本發(fā)明提出一種換熱裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有余熱利用換熱裝置換熱效率低、重量大、占據(jù)體積大、耐高溫性能差的問題，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、耐高溫、功率密度大、換熱效率高的換熱裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種廢氣余熱利用換熱裝置，包括換熱芯體、換熱芯體前支撐體和換熱芯體后支撐體，所述換熱芯體、前支撐體和后支撐體設(shè)置在廢氣煙道內(nèi)，所述換熱芯體包括蓋板和多根換熱管，所述前支撐體和后支撐體分別位于換熱芯體兩端，與換熱芯體共同形成換熱裝置的氣側(cè)通道；所述前支撐體連接換熱芯體蓋板和煙道管壁，所述后支撐體連接換熱芯體蓋板和煙道管壁，所述前支撐體、后支撐體、換熱芯體蓋板和煙道管壁共同形成換熱裝置的液體進(jìn)口集箱和出口集箱。

作為優(yōu)選，所述前支撐體和后支撐體為管狀結(jié)構(gòu)，所述前支撐體管壁兩端連接蓋板和煙道管壁，后支撐體的管壁兩端連接蓋板和煙道管壁。

作為優(yōu)選，所述換熱裝置的進(jìn)口管和出口管分別設(shè)置在煙道管壁上并分別連通進(jìn)口集箱和出口集箱。

作為優(yōu)選，進(jìn)口集箱位于煙道的下部，出口集箱位于煙道的上部。

作為優(yōu)選，所述廢氣煙道是燃燒室安裝筒，換熱裝置的廢氣入口溫度為1200－1400攝氏度。

作為優(yōu)選，所述換熱裝置設(shè)置第一排氣口和第二排氣口，所述第一排氣口設(shè)置在上集箱的廢氣煙道的管壁上，所述第二排氣口設(shè)置在出水管上。

作為優(yōu)選，前支撐體與后支撐體為中空的方-圓過渡結(jié)構(gòu)，一側(cè)端面為方形，一側(cè)端面為圓形，其中，前支撐體的方形端面與換熱芯體圓管一側(cè)端面相連并固定、密封，圓形端面與前部燃燒室安裝筒后端面出風(fēng)口處固定、密封；后支撐體的方形端面與換熱芯體扁管一側(cè)端面相連并固定、密封，圓形端面與后部法蘭裝置出風(fēng)口處固定、密封。

作為優(yōu)選，所述換熱管包括圓管，所述圓管內(nèi)分段設(shè)置多個(gè)分散換熱結(jié)構(gòu)，所述分散換熱結(jié)構(gòu)包括芯體和外殼，所述芯體設(shè)置在外殼中，所述外殼與換熱管內(nèi)壁連接固定，所述芯體包括由若干數(shù)量的格柵片排列組合而成，格柵片之間連接形成格刪孔。

作為優(yōu)選，所述換熱管內(nèi)壁設(shè)置凹槽，所述分散換熱結(jié)構(gòu)的外殼設(shè)置在凹槽內(nèi)，所述外殼的內(nèi)壁與圓管的內(nèi)壁對(duì)齊。

作為優(yōu)選，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離為l，分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為c，換熱管的直徑為d，格刪孔的流體流通面積為a，格刪孔的流體流通的周長(zhǎng)為z，滿足如下要求：

l/c＝a-b*ln(d/e)；

e＝4*a/z；

其中l(wèi)n是對(duì)數(shù)函數(shù)，a,b是參數(shù)，其中4.9<a<6.1,1.3<b<2.1；

其中分散換熱結(jié)構(gòu)的間距是以相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)相對(duì)的兩端之間的距離；

10<d<18mm；

8<c<15mm；

25<l<35mm。

作為優(yōu)選，格刪孔為正方形。

作為優(yōu)選，所述的余熱利用換熱裝置設(shè)置在燃燒器的廢氣煙道中，優(yōu)選為加溫器的煙道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明所述的換熱裝置，利用煙道管壁形成換熱裝置的進(jìn)口集箱和出口集箱，避免單獨(dú)設(shè)置進(jìn)口集箱和出口集箱，使得換熱裝置占據(jù)空間少，降低換熱芯體體積與重量，結(jié)構(gòu)緊湊。

2)本發(fā)明所述的換熱裝置，換熱芯體采用圓管形換熱管，所述換熱管直徑沿著煙氣流動(dòng)方向逐漸變小，可有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，增加了水側(cè)對(duì)流換熱強(qiáng)度，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

3)本發(fā)明所述的換熱裝置，圓管內(nèi)的分散換熱結(jié)構(gòu)的間距隨著距離圓管入口的距離不斷的減小，可有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，增加了水側(cè)對(duì)流換熱強(qiáng)度，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

4)本發(fā)明所述的換熱裝置，圓管內(nèi)的分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度隨著距離圓管入口的距離不斷的減小，可有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，增加了水側(cè)對(duì)流換熱強(qiáng)度，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

5)本發(fā)明所述的換熱裝置，在換熱管內(nèi)設(shè)置格刪式分散換熱結(jié)構(gòu)，對(duì)換熱管內(nèi)的汽水混合物進(jìn)行分隔，有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，增加了水側(cè)對(duì)流換熱強(qiáng)度，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

6)本發(fā)明對(duì)分散換熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)通過大量的數(shù)值模擬及其實(shí)驗(yàn)得到了最佳的分散換熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化尺寸，進(jìn)一步提高換熱效率。

7)本發(fā)明所述的換熱裝置，所述換熱芯體為圓管-扁管組合式換熱結(jié)構(gòu)，換熱芯體前端采用薄壁圓管形換熱結(jié)構(gòu)，在換熱芯體后端采用多排薄壁扁管式換熱結(jié)構(gòu)，在不同位置根據(jù)吸熱量不同采用不同的換熱結(jié)構(gòu)，有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

8)本發(fā)明所述的換熱裝置，熱交換體上、下殼體上設(shè)有擋板與導(dǎo)流板，用于引導(dǎo)水側(cè)液體按數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)論流動(dòng)，進(jìn)入進(jìn)水管的液體在下殼體底面及側(cè)面擋板的阻擋作用下，大部分進(jìn)入換熱芯體周圍的水側(cè)通道內(nèi)，并在下殼體底面半缺口的兩導(dǎo)流板分流下，由換熱芯體底部由下向上流經(jīng)圓管與扁管內(nèi)部并進(jìn)入出水管，在提高換熱溫差的同時(shí)降低了換熱芯體的熱負(fù)荷。同時(shí)，進(jìn)入前支撐體與熱交換體殼體之間的液體對(duì)前支撐體起到了冷卻作用，提高了其可靠性，后支撐體周圍的液體與燃燒排氣進(jìn)行換熱，提高了熱量利用率。

9)本發(fā)明所述的換熱裝置，熱交換體上、下殼體在對(duì)接處采用覆蓋結(jié)構(gòu)，可以起到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用，上殼體方形結(jié)構(gòu)中間區(qū)域設(shè)置有向外的方形凹槽，同時(shí)方形結(jié)構(gòu)前、后兩端設(shè)置的擋板上開有通孔，便于換熱裝置內(nèi)部氣體向出水管處聚集和排出，避免因積氣造成換熱裝置熱負(fù)荷增加。

10)本發(fā)明所述的一種換熱裝置，前端設(shè)置有燃燒室安裝結(jié)構(gòu)，后端設(shè)置有排煙裝置固定法蘭結(jié)構(gòu)，提高了燃燒換熱裝置的集成度，便于燃燒與換熱裝置的維護(hù)、保養(yǎng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的換熱裝置的一種實(shí)施例的主視圖；

圖2是本發(fā)明的換熱裝置的一種實(shí)施例的右視圖；

圖3是本發(fā)明的換熱芯體水側(cè)結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的換熱芯體氣側(cè)結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的熱交換體上殼體結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明的熱交換體下殼體結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明分散換熱結(jié)構(gòu)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明分散換熱結(jié)構(gòu)在換熱管內(nèi)布置示意圖；

圖9是是本發(fā)明分散換熱結(jié)構(gòu)在換熱管內(nèi)布置的另一個(gè)示意圖。

圖10是是本發(fā)明分散換熱結(jié)構(gòu)在換熱管內(nèi)布置橫截面示意圖。

圖中：1.換熱芯體；2.前支撐體；3.后支撐體；4.熱交換體上殼體；5.熱交換體下殼體；6.上殼體前框式擋板；7.上殼體后框式擋板；8.下殼體側(cè)擋板；9.下殼體后框式擋板；10.前導(dǎo)流板；11.后導(dǎo)流板；12.燃燒室安裝筒；13.固定法蘭；14.出水管；15.前放氣口；16.后放氣口；17.圓管；18.扁管；19.水側(cè)蓋板；20.氣側(cè)蓋板；21.直齒形紊流片；22.鋸齒形翅片；23.上殼體上擋板；24.上殼體側(cè)擋板；25.下殼體側(cè)擋板；26.下殼體上擋板；27.下殼體前導(dǎo)流板；28.下殼體后導(dǎo)流板；29.軸向下?lián)醢澹?0.軸向側(cè)擋板；31.進(jìn)水管；32、分散換熱結(jié)構(gòu)，33分散換熱結(jié)構(gòu)外殼，34格柵孔，35格柵片，36換熱芯體上蓋板，37進(jìn)口集箱，38出口集箱，中間部件39，下蓋板40。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。

如圖1-6所示的一種廢氣余熱利用換熱裝置，包括換熱芯體1、換熱芯體前支撐體2和換熱芯體后支撐體3，所述換熱芯體1、前支撐體2和后支撐體3設(shè)置在廢氣煙道12內(nèi)，所述換熱芯體1包括上蓋板36、下蓋板40和多根換熱管，換熱管連接貫穿上蓋板36和下蓋板40，所述前支撐體2和后支撐體3分別位于換熱芯體1兩端，與換熱芯體1共同形成換熱裝置的氣側(cè)通道；所述前支撐體1連接換熱芯體上蓋板36、下蓋板40和煙道12管壁，所述后支撐體2連接換熱芯體上蓋板36、下蓋板40和煙道12管壁，所述前支撐體2、后支撐體3、換熱芯體蓋板36和煙道12管壁共同形成換熱裝置的液體進(jìn)口集箱37和出口集箱38。

本發(fā)明所述的換熱裝置，將管壁作為換熱裝置的進(jìn)口集箱和出口集箱的一個(gè)部件，利用煙道管壁形成換熱裝置的進(jìn)口集箱和出口集箱，將換熱裝置整體都設(shè)置在廢氣煙道內(nèi)，避免單獨(dú)設(shè)置進(jìn)口集箱和出口集箱，使得換熱裝置占據(jù)空間少，降低換熱芯體體積與重量，結(jié)構(gòu)緊湊。

作為優(yōu)選，所述前支撐體2和后支撐體3為管狀結(jié)構(gòu)，所述前支撐體2管壁兩端連接蓋板36、40和煙道管壁，后支撐體3的管壁兩端連接蓋板36、40和煙道管壁。

通過如此設(shè)置，使得前支撐體2和后支撐體3分別形成換熱裝置廢氣側(cè)的廢氣入口和廢氣出口，進(jìn)一步使得結(jié)構(gòu)緊湊。

作為優(yōu)選，所述的前支撐體2、后支撐體3的管壁通過中間部件39連接煙道12管壁，所述中間部件39為彎曲的板狀結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

作為優(yōu)選，所述換熱裝置的進(jìn)水管31和出水管14分別設(shè)置在煙道12管壁上并分別連通進(jìn)口集箱和出口集箱。

作為優(yōu)選，進(jìn)口集箱38位于煙道的下部，出口集37管位于煙道的上部。

作為優(yōu)選，所述換熱管包括圓管17，所述圓管17垂至于廢氣流動(dòng)方向布置，沿著廢氣流動(dòng)方向，圓管17的直徑越來越小。設(shè)距離廢氣入口的距離為s，則圓管的內(nèi)徑為d，設(shè)d＝f(s)，則f’(s)<0，f’(s)是f(s)的一次導(dǎo)數(shù)。

因?yàn)橛酂崂脫Q熱裝置的進(jìn)口廢氣溫度很高，因此使得換熱管內(nèi)的液體形成汽水混合物，而且沿著煙氣的流動(dòng)方向，形成汽水混合物中的汽相比例越來越低，液相比例越來越高。因?yàn)榍岸说钠啾壤撸虼苏紦?jù)的空間必然大，因此通過圓管直徑的變化，使得換熱裝置的前端的圓管橫截面積大，從而使得內(nèi)部空間足以滿足液相的分布以及滿足換熱管壓力的要求，避免前部換熱管壓力過大，從而使得換熱芯體整體所有換熱管內(nèi)壓力均勻，避免具有壓力過大，延長(zhǎng)換熱裝置的使用壽命。

作為優(yōu)選，則f”(s)>0，f”(s)是f(s)的二次導(dǎo)數(shù)。即沿著廢氣流動(dòng)方向，圓管的直徑越來越小的幅度不斷增加。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過上f”(s)>0的設(shè)置，可以進(jìn)一步滿足不同位置圓管內(nèi)的壓力分布，進(jìn)一步保證換熱管內(nèi)壓力分布均勻。

作為優(yōu)選，如圖3所示，沿著煙氣的流動(dòng)方向，圓管17設(shè)置為多排，所述圓管17為錯(cuò)列結(jié)構(gòu)，相鄰圓管17的圓心之間的間距為圓管17外徑的1.1-1.3倍。圓管17外徑為相鄰兩根換熱管外徑的平均值。

作為優(yōu)選，沿著廢氣流動(dòng)方向，后一排圓管17的直徑是相鄰前排圓管直徑的0.93-0.98倍。

上述的比例關(guān)系是通過大量的實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)的比例關(guān)系。通過上述的管徑以及間距尺寸的設(shè)置，能夠使得壓力分布達(dá)到最優(yōu)。

作為優(yōu)選，前支撐體2形成氣側(cè)的進(jìn)口通道，后支撐體3形成氣側(cè)的出口通道。

作為優(yōu)選，所述換熱管包括圓管17，所述圓管17內(nèi)分段設(shè)置多個(gè)分隔換熱結(jié)構(gòu)32，所述分隔換熱結(jié)構(gòu)32包括芯體和外殼33，所述芯體設(shè)置在外殼33中，所述外殼33與圓管17內(nèi)壁連接固定，所述芯體包括由若干數(shù)量的格柵片35，格柵片35之間連接形成格刪孔34。

因?yàn)閺U氣溫度很高，使得圓管內(nèi)的流程會(huì)形成汽液兩相流，本發(fā)明在圓管內(nèi)設(shè)置格柵換熱分散換熱結(jié)構(gòu)，通過分散換熱結(jié)構(gòu)將兩相流體中的液相和氣相進(jìn)行分離，將液相分散成小液團(tuán)，將氣相分散成小氣泡，抑制液相的回流，促使氣相順暢流動(dòng)，起到穩(wěn)定流量的作用，具有減振降噪的效果。同時(shí)，本發(fā)明通過設(shè)置格柵分散換熱結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在換熱管內(nèi)增加了內(nèi)翅片，強(qiáng)化了換熱，提高了換熱效果。

本發(fā)明因?yàn)閷庖簝上嘣谒袚Q熱管的所有橫截面位置進(jìn)行了分散，從而在整個(gè)換熱管截面上實(shí)現(xiàn)氣液界面以及氣相邊界層的分散與冷卻壁面的接觸面積并增強(qiáng)擾動(dòng)，大大的降低了噪音和震動(dòng)，強(qiáng)化了傳熱。

作為優(yōu)選，所述分隔換熱結(jié)構(gòu)32的芯體是一體成型。

作為優(yōu)選，所述分隔換熱結(jié)構(gòu)32的芯體是通過格柵片35焊接而成。

作為優(yōu)選，作為優(yōu)選，所述格柵片35上設(shè)置連通孔。通過連通孔實(shí)現(xiàn)格柵孔34之間的連通。

通過設(shè)置連通孔，可以保證相鄰的格柵孔之間互相連通，能夠均勻格柵孔之間的壓力，使得高壓流道的流體流向低壓，同時(shí)也可以在流體流動(dòng)的同時(shí)進(jìn)一步分隔液相和氣相，有利于進(jìn)一步穩(wěn)定兩相流動(dòng)。

作為優(yōu)選，沿著圓管17內(nèi)流體的流動(dòng)方向(即圖8的高度方向)，圓管17內(nèi)設(shè)置多個(gè)分散換熱結(jié)構(gòu)32，從圓管的入口到圓管的出口，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離越來越短。設(shè)距離圓管入口的距離為h，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離為l，l＝f1(h)，即l是以高度h為變量的函數(shù)，l’是l的一次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

l’<0；

主要原因是因?yàn)閳A管內(nèi)的汽體在上升過程中會(huì)攜帶者液體，在上升過程中，圓管不斷的受熱，導(dǎo)致氣液兩相流中的汽體越來越多，因?yàn)槠簝上嗔髦械钠嘣絹碓蕉啵瑘A管內(nèi)的換熱能力會(huì)隨著汽相增多而相對(duì)減弱，震動(dòng)及其噪音也會(huì)隨著汽相增加而不斷的增加。因此需要設(shè)置的相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離越來越短。

此外，從圓管出口到上集管這一段，因?yàn)檫@一段的空間突然變大，空間的變化會(huì)導(dǎo)致氣體的快速向上流出和聚集，因此空間變化會(huì)導(dǎo)致聚集的汽相(汽團(tuán))從圓管位置進(jìn)入冷凝集管，由于氣(汽)液密度差，氣團(tuán)離開接管位置將迅速向上運(yùn)動(dòng)，而氣團(tuán)原空間位置被氣團(tuán)推離壁面的液體同時(shí)也將迅速回彈并撞擊壁面，形成撞擊現(xiàn)象。氣(汽)液相越不連續(xù)，氣團(tuán)聚集越大，水錘能量越大。撞擊現(xiàn)象會(huì)造成較大的噪聲震動(dòng)和機(jī)械沖擊，對(duì)設(shè)備造成破壞。因此為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，此時(shí)設(shè)置的相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離越來越短，從而不斷的在流體輸送過程中分隔氣相和液相，從而最大程度上減少震動(dòng)和噪音。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過上述的設(shè)置，既可以最大程度上減少震動(dòng)和噪音，同時(shí)可以提高換熱效果。

進(jìn)一步優(yōu)選，從圓管17的入口到圓管17的出口，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離越來越短的幅度不斷增加。即s”是s的二次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

l”>0；

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過如此設(shè)置，能夠進(jìn)一步降低10％左右的震動(dòng)和噪音，同時(shí)提高11％左右的換熱效果。

作為優(yōu)選，每個(gè)分散換熱結(jié)構(gòu)32的長(zhǎng)度保持不變。

作為優(yōu)選，除了相鄰的分散換熱結(jié)構(gòu)32之間的距離外，分散換熱結(jié)構(gòu)其它的參數(shù)(例如長(zhǎng)度、管徑等)保持不變。

作為優(yōu)選，沿著圓管17的高度方向，圓管17內(nèi)設(shè)置多個(gè)分散換熱結(jié)構(gòu)32，從圓管17的入口到圓管17的出口，分散換熱結(jié)構(gòu)32的長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)。即分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為c，c＝f2(x)，c’是c的一次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

c’>0；

進(jìn)一步優(yōu)選，從圓管的入口到圓管的出口，分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)的幅度不斷增加。即c”是c的二次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

c”>0；

具體理由如相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離的變化相同。

作為優(yōu)選，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離保持不變。

作為優(yōu)選，除了分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度外，分散換熱結(jié)構(gòu)其它的參數(shù)(例如相鄰的間距、管徑等)保持不變。

作為優(yōu)選，沿著圓管17的高度方向，圓管17內(nèi)設(shè)置多個(gè)分散換熱結(jié)構(gòu)，從圓管17的入口到圓管17的出口，不同分散換熱結(jié)構(gòu)32內(nèi)的格柵孔41的水力直徑越來越小。即分散換熱結(jié)構(gòu)的格柵孔水力直徑為z，z＝f3(x)，z’是z的一次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

z’<0；

作為優(yōu)選，從圓管的入口到圓管的出口，分散換熱結(jié)構(gòu)的格柵孔水力直徑越來越小的幅度不斷增加。即

z”是z的二次導(dǎo)數(shù)，滿足如下要求：

z”>0。

具體理由如相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離的變化相同。

作為優(yōu)選，分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度和相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)的距離保持不變。

作為優(yōu)選，除了分散換熱結(jié)構(gòu)的格柵孔水力直徑外，分散換熱結(jié)構(gòu)其它的參數(shù)(例如長(zhǎng)度、相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離等)保持不變。

進(jìn)一步優(yōu)選，如圖3所示，所述圓管17內(nèi)部設(shè)置凹槽，所述分散換熱結(jié)構(gòu)32的外殼33設(shè)置在凹槽內(nèi)。

作為優(yōu)選，外殼33的內(nèi)壁與圓管17的內(nèi)壁對(duì)齊。通過對(duì)齊，使得圓管內(nèi)壁面表面上達(dá)到在同一個(gè)平面上，保證表面的光滑。

作為優(yōu)選，外殼33的厚度小于凹槽的深度，這樣可以使得圓管內(nèi)壁面形成凹槽，從而進(jìn)行強(qiáng)化傳熱。

進(jìn)一步優(yōu)選，如圖4所示，圓管17為多段結(jié)構(gòu)焊接而成，多段結(jié)構(gòu)的連接處設(shè)置分散換熱結(jié)構(gòu)32。這種方式使得設(shè)置分散換熱結(jié)構(gòu)的圓管的制造簡(jiǎn)單，成本降低。

通過分析以及實(shí)驗(yàn)得知，分散換熱結(jié)構(gòu)之間的間距不能過大，過大的話導(dǎo)致減震降噪的效果不好，同時(shí)也不能過小，過小的話導(dǎo)致阻力過大，同理，格柵孔的外徑也不能過大或者過小，也會(huì)導(dǎo)致減震降噪的效果不好或者阻力過大，因此本發(fā)明通過大量的實(shí)驗(yàn)，在優(yōu)先滿足正常的流動(dòng)阻力(總承壓為2.5mpa以下，或者單根圓管的沿程阻力小于等于5pa/m)的情況下，使得減震降噪達(dá)到最優(yōu)化，整理了各個(gè)參數(shù)最佳的關(guān)系。

作為優(yōu)選，相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)之間的距離為l，分散換熱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為c，換熱管的直徑為d，格刪孔的流體流通面積為a，格刪孔的流體流通的周長(zhǎng)為z，滿足如下要求：

l/c＝a-b*ln(d/e)；

e＝4*a/z；

其中l(wèi)n是對(duì)數(shù)函數(shù)，a,b是參數(shù)，其中4.9<a<6.1,1.3<b<2.1；

10<d<18mm；

8<c<15mm；

25<l<35mm。

作為優(yōu)選，5.4<a<5.8,1.6<b<1.9；

作為優(yōu)選，a＝5.52，b＝1.93。

其中分散換熱結(jié)構(gòu)的間距s是以相鄰分散換熱結(jié)構(gòu)相對(duì)的兩端之間的距離；即前面分散換熱結(jié)構(gòu)的尾端與后面分散換熱結(jié)構(gòu)的前端之間的距離。具體參見圖9的標(biāo)識(shí)。

換熱管的直徑d是指內(nèi)徑和外徑的平均值。

作為優(yōu)選，圓管長(zhǎng)度s為140－200mm之間。進(jìn)一步優(yōu)選，160－180mm之間。

通過上述公式的最佳的幾何尺度的優(yōu)選，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足正常的流動(dòng)阻力條件下，減震降噪達(dá)到最佳效果。

進(jìn)一步優(yōu)選，隨著d/e的增加，a不斷減小，b不斷的增加。

對(duì)于其他的參數(shù)，例如管壁、殼體壁厚等參數(shù)按照正常的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置即可。

作為優(yōu)選，格柵孔34在分散換熱結(jié)構(gòu)32的整個(gè)長(zhǎng)度方向延伸。即格柵孔34的長(zhǎng)度等于分散換熱結(jié)構(gòu)32的長(zhǎng)度。

通過上述設(shè)置，可以進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，能夠提高換熱效率。

作為優(yōu)選，所述換熱管內(nèi)壁設(shè)置凹槽，所述分散換熱結(jié)構(gòu)的外殼設(shè)置在凹槽內(nèi)，所述外殼的內(nèi)壁與圓管的內(nèi)壁對(duì)齊。

作為優(yōu)選，除了外殼33形成的格柵孔，其余的格刪孔為正方形。

作為優(yōu)選，所述的換熱管包括圓管17和扁管18，所述圓管17分布在扁管18的前端。即沿著廢氣的流動(dòng)方向，依次分布圓管17和扁管18。

主要原因在于廢氣入口側(cè)溫度高，因此液體容易沸騰，從而形成汽液兩相流，因?yàn)閳A管的形狀為圓形，即使在相同換熱面積情況下，圓管流通面積大，使得承壓力能力強(qiáng)，而隨著煙氣的換熱，后端的煙氣溫度相對(duì)較低，因此可以使用扁管，扁管因?yàn)樾螤顬楸忾L(zhǎng)形，流通空間小，液體在后端不會(huì)沸騰，因此不需要大通道可以滿足壓力要求，而且扁管換熱面積大，從而使得強(qiáng)化傳熱。因此通過扁管和圓管的分布，使得換熱裝置整體上壓力分布相對(duì)均勻，避免出現(xiàn)壓力過大，而且換熱能力相對(duì)增加。

作為優(yōu)選，單根圓管的流體流通面積大于單根扁管。

作為優(yōu)選，單根圓管的流體流通面積是單根扁管流通面積的2－3倍。

作為優(yōu)選，所述的圓管17放置于換熱芯體前側(cè)，圓管17具有多排，每排含多個(gè)圓管17，相鄰兩排圓管17交錯(cuò)分布。所述的扁管18分多排緊鄰圓管換熱結(jié)構(gòu)布置于換熱芯體后側(cè)，每排含多個(gè)扁管18，且相鄰兩排扁管前、后一一對(duì)應(yīng)。

扁管18的延伸方向平行于煙氣的流動(dòng)方向。

作為優(yōu)選，所述圓管17和扁管18內(nèi)液體的流動(dòng)方向都垂至于廢氣的流動(dòng)方向。

作為優(yōu)選，扁管內(nèi)部設(shè)置翅片，將扁管內(nèi)液體流道分為多個(gè)小流道。作為優(yōu)選，沿著廢氣流動(dòng)的方向，不同扁管內(nèi)的小流道水力直徑不斷變小。設(shè)距離廢氣入口的距離為s，則扁管小流道的水力直徑為d，設(shè)d＝f(s)，則f’(s)<0，f’(s)是f(s)的一次導(dǎo)數(shù)。

主要原因是沿著廢氣的流動(dòng)方向，扁管內(nèi)需要承受的壓力越來越小，因此可以將水力直徑變小，而且通過將水力半徑變小，可以增加換熱面積，提高換熱能力。因此通過上述特征的設(shè)置，既可以滿足壓力要求，又可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱。

作為優(yōu)選，沿著廢氣流動(dòng)方向，扁管小流道的水力直徑為d的幅度不斷增加。即f”(s)>0，f”(s)是f(s)的二次導(dǎo)數(shù)。

對(duì)于f”(s)>0，可以顯著提高換熱效果，并且實(shí)現(xiàn)壓力平衡。上述的結(jié)果是通過大量的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論。

作為優(yōu)選，作為優(yōu)選，沿著液體流動(dòng)的方向，同一扁管內(nèi)的小流道水力半徑不斷變小。設(shè)距離廢氣入口的距離為s，則扁管小流道的水力直徑為d，設(shè)d＝f(s)，則f’(s)<0，f’(s)是f(s)的一次導(dǎo)數(shù)。

作為優(yōu)選，沿著廢氣流動(dòng)方向，同一扁管小流道的水力直徑為d的幅度不斷增加。則f”(s)>0，f”(s)是f(s)的二次導(dǎo)數(shù)。具體原因如同前面。

作為優(yōu)選，扁管內(nèi)的小流道橫截面為長(zhǎng)方形，尺寸為2x4mm。

作為優(yōu)選，扁管間的小流道橫截面為三角形。

作為優(yōu)選，前支撐體與后支撐體為中空的方-圓過渡結(jié)構(gòu)，一側(cè)端面為方形，一側(cè)端面為圓形，其中，前支撐體的方形端面與換熱芯體圓管一側(cè)端面相連并固定、密封，圓形端面與前部燃燒室安裝筒后端面出風(fēng)口處固定、密封；后支撐體的方形端面與換熱芯體扁管一側(cè)端面相連并固定、密封，圓形端面與后部法蘭裝置出風(fēng)口處固定、密封。

作為優(yōu)選，所述的余熱利用換熱裝置設(shè)置在燃燒器的廢氣煙道中，優(yōu)選為加溫器的煙道。

作為優(yōu)選，所述廢氣煙道12是燃燒室安裝筒12。

作為優(yōu)選，換熱裝置的廢氣入口溫度為1200－1400攝氏度，優(yōu)選為1300攝氏度。作為優(yōu)選，前排圓管為耐高溫不銹鋼。

作為優(yōu)選，所述換熱裝置設(shè)置排氣口15，16，所述排氣口15設(shè)置在上集箱的廢氣煙道17的管壁上，所述排氣口16設(shè)置在出水管上。作為優(yōu)選，排氣口15，16根據(jù)壓力情況自動(dòng)排氣。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

本優(yōu)選實(shí)施例中所涉及的換熱裝置包括換熱芯體1，前支撐體2，后支撐體3，熱交換體上殼體4及其上設(shè)置的上殼體前框式擋板6、上殼體后框式擋板7，熱交換體下殼體5及其上設(shè)置的下殼體側(cè)擋板8、下殼體后框式擋板9，前導(dǎo)流板10，后導(dǎo)流板11，進(jìn)水管31，出水管14，燃燒室安裝筒12，固定法蘭13等。

所述換熱芯體1為薄壁式圓管-管帶組合換熱結(jié)構(gòu)，圓管17與扁管18內(nèi)部為液體流動(dòng)區(qū)域，圓管與圓管、扁管與扁管之間的區(qū)域?yàn)闅怏w流動(dòng)區(qū)域，每排扁管的相鄰扁管之間設(shè)置有鋸齒形翅片22，用于增加氣側(cè)通道換熱面積，扁管內(nèi)部設(shè)置有直齒形紊流片21，用于增加對(duì)流動(dòng)液體的擾動(dòng)。所述前支撐體2、后支撐體3的方形端面分別與換熱芯體2氣體流動(dòng)區(qū)域兩端面通過焊接固定，所述前支撐體2圓形端面與燃燒室安裝筒12的后側(cè)端面出氣口連接、固定，所述后支撐體3圓形端面與固定法蘭小直徑端面圓孔對(duì)齊并固定，所述熱交換體上殼體4與換熱芯體水側(cè)通道相對(duì)，位于換熱芯體1與支撐體(2、3)上側(cè)，所述熱交換體下殼體5位于換熱芯體2與支撐體(2、3)下側(cè)，與熱交換體上殼體4在兩側(cè)自由邊處固定。上、下殼體(4、5)前、后端面分別與燃燒室安裝筒12外側(cè)面、固定法蘭13小直徑端外側(cè)面固定、密封。所述熱交換體上殼體前框式擋板6、后框式擋板7依殼體形狀橫向固定于方形部分的前、后兩端，所述熱交換體下殼體側(cè)擋板25位于方形部分的前端，左、右兩側(cè)各固定一個(gè)，所述熱交換體下殼體后框式擋板9依殼體形狀橫向固定于方形部分的后端，所述的階梯形前導(dǎo)流板10、后導(dǎo)流板11固定于熱交換體下殼體5底面、換熱芯體2圓管所對(duì)應(yīng)區(qū)域，擋板與導(dǎo)流板共同用于組織液體流場(chǎng)。所述進(jìn)水管31、出水管14分別與熱交換體上殼體4、熱交換體下殼體5連接，用作換熱裝置與外界連接橋梁，與熱交換體殼體4和5、換熱芯體1液體流動(dòng)區(qū)域及芯體支撐體2和3共同形成水側(cè)流道。所述燃燒室安裝筒12、前支撐體2、換熱芯體1氣體流動(dòng)區(qū)域、后支撐體3、固定法蘭13共同組成氣側(cè)流道。所述換熱裝置在實(shí)現(xiàn)流動(dòng)換熱的同時(shí)，具有耐高溫、結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率及功率密度高的特點(diǎn)。

具體的，見圖3和圖4，換熱芯體包括3排前、后交錯(cuò)排列的耐高溫不銹鋼圓管17、2排前、后對(duì)齊排列的不銹鋼扁管18、2個(gè)水側(cè)蓋板19、2個(gè)氣側(cè)蓋板20、42個(gè)鋸齒形翅片22、40個(gè)直齒形紊流片21，其中圓管換熱結(jié)構(gòu)中的第一排與第三排圓管數(shù)量為9，第二排圓管數(shù)量為8，圓管壁厚為1mm，扁管換熱結(jié)構(gòu)中每排扁管數(shù)量為21，扁管壁厚為0.5mm，直齒形紊流片21與鋸齒形翅片22皆為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，采用釬焊工藝分別固定于扁管18內(nèi)側(cè)面與外側(cè)面上。水側(cè)蓋板19上設(shè)置有與圓管17和扁管18數(shù)量一致的圓孔與長(zhǎng)孔，孔徑與圓管和扁管尺寸相配合，水側(cè)蓋板19與氣側(cè)蓋板20的蓋板邊緣設(shè)置有90°折邊，便于固定。換熱芯體1各部件通過釬焊工藝進(jìn)行固定與密封，具有良好的強(qiáng)度與工藝性特征，焊接后的換熱芯體1的體積為160×180×168(mm)，換熱面積為3.62m²，換熱效率可達(dá)92％。

具體的，所述前支撐體2與后支撐體3為中空的方-圓過渡結(jié)構(gòu)，一側(cè)端面為方形，一側(cè)端面為圓形，其中，前支撐體2的方形端面與換熱芯體1前端面相連并焊接固定、密封，圓形端面套入燃燒室安裝筒12小直徑圓筒后焊接固定、密封；后支撐體的方形端面與換熱芯體后端面對(duì)接并焊接固定、密封，圓形端面在固定法蘭13前端面進(jìn)風(fēng)口處焊接固定、密封，優(yōu)選的，前、后支撐體厚度為1.5mm。

具體的，所述熱交換體上殼體4、熱交換體下殼體5的殼體形狀與固定后的前支撐體2、換熱芯體1、后支撐體3相似，前部為圓-方過渡結(jié)構(gòu)、中間為方形結(jié)構(gòu)、后部為方-圓過渡結(jié)構(gòu)，上殼體4與下殼體5兩側(cè)面自由邊對(duì)接后可以將芯體支撐體(2、3)及換熱芯體1包圍在其中，并與燃燒室安裝筒外側(cè)面、固定法蘭小徑端外側(cè)面固定、密封后共同形成換熱裝置的氣側(cè)通道。

具體的，見圖2，熱交換體上殼體4、熱交換體下殼體5兩側(cè)面自由邊對(duì)接處為覆蓋固定結(jié)構(gòu)，即上殼體的一側(cè)平面在對(duì)接處附近向外擴(kuò)展并具有向下的延伸部，作為優(yōu)選擴(kuò)展距離與殼體厚度相同，下殼體的另一側(cè)平面具有向下的延伸部，兩個(gè)延伸部固定，當(dāng)上、下殼體對(duì)接時(shí)在對(duì)接邊處形成相互覆蓋的結(jié)構(gòu)，便于焊接固定，同時(shí)可以起到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。

具體的，熱交換體上殼體4圓-方過渡結(jié)構(gòu)底面臨近前端面處設(shè)有排氣附座，便于排除前端水側(cè)流道內(nèi)的空氣。熱交換體上殼體4方形結(jié)構(gòu)中間區(qū)域設(shè)置有向外的方形凹槽，便于換熱裝置內(nèi)部氣體的集聚和排出。熱交換體上殼體4方形凹槽中心區(qū)域設(shè)置有圓形出水孔與傳感器附座安裝孔，下殼體右側(cè)端面前端的圓-方過渡結(jié)構(gòu)上設(shè)置有圓形進(jìn)水孔，進(jìn)水孔與出水孔直徑相同，用于安裝水管，同時(shí)，進(jìn)、出水孔旁設(shè)有傳感器附座安裝孔，用于安裝傳感器附座，便于采集換熱裝置進(jìn)、出水溫度。安裝在熱交換體上殼體4上的出水管14設(shè)置有排氣附座，便于換熱裝置排出空氣。

具體的，見圖5，熱交換體上殼體4設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的上殼體前框式擋板6和上殼體后框式擋板7，分別由1個(gè)上殼體上擋板23和2個(gè)上殼體側(cè)擋板24組成，上擋板23上部中間區(qū)域開有貫穿擋板的半圓形孔，便于上擋板23前側(cè)空間內(nèi)的氣體通過此孔排出換熱裝置。前框式擋板6的上擋板23橫向放置于熱交換體上殼體4方形結(jié)構(gòu)前端、換熱芯體1前端面所在平面，其長(zhǎng)度為上殼體兩側(cè)面間的距離，高度同上殼體與換熱芯體1上蓋板間的距離相同，固定于熱交換體上殼體4內(nèi)側(cè)面；前框式擋板6的側(cè)擋板24位于前框式擋板6上擋板23后部、換熱芯體左右兩側(cè)，其高度與所在方形結(jié)構(gòu)側(cè)面一致，寬度與上殼體4側(cè)面到換熱芯體同側(cè)面的距離相同，固定于熱交換體上殼體4內(nèi)側(cè)面與前框式擋板6的上擋板23前端面上。同樣的，后框式擋板7的上擋板23前端面位于換熱芯體1后端面所在平面，后框式擋板7的側(cè)擋板24前端面位于后框式擋板7的上擋板23后端面所在平面。

具體的，見圖6，熱交換體下殼體5設(shè)置有下殼體側(cè)擋板25、下殼體上擋板26、下殼體前導(dǎo)流板27(即圖1的導(dǎo)流板11)、下殼體后導(dǎo)流板28(即圖1的導(dǎo)流板12)、軸向下?lián)醢?9、軸向側(cè)擋板30。熱交換體下殼體5在與上殼體方形結(jié)構(gòu)前、后端左、右兩側(cè)相近位置處設(shè)置有側(cè)擋板25，其結(jié)構(gòu)特征與上殼體側(cè)擋板24相同，當(dāng)上、下殼體對(duì)接時(shí)，兩殼體相同位置的側(cè)擋板前、后重疊，即上殼體擋板后側(cè)面與下殼體擋板前側(cè)面重合。下殼體后端底面上、后側(cè)擋板25前橫向設(shè)置有下殼體上擋板26，上擋板26后側(cè)面與側(cè)擋板前端面重合，固定于下殼體底面內(nèi)側(cè)，下?lián)醢逯虚g無開孔。軸向下?lián)醢?9焊接固定在熱交換體下殼體5前端圓-方過渡段底面內(nèi)側(cè)中間區(qū)域，軸向側(cè)擋板30焊接固定于下殼體右側(cè)面中間高度處，進(jìn)水口位于擋板下部，軸向下?lián)醢?9與軸向側(cè)擋板30長(zhǎng)度與前支撐體軸向長(zhǎng)度一致。下殼體前導(dǎo)流板27、下殼體后導(dǎo)流板28橫向固定于熱交換體下殼體5底面上，長(zhǎng)度與熱交換體下殼體底面寬度一致，且導(dǎo)流板位于換熱裝置中心軸縱向垂面右側(cè)部分的高度為另一側(cè)高度的1/2。在換熱裝置軸向方向上，下殼體前導(dǎo)流板27放置在與換熱芯體1前兩排圓管軸心所在平面平行且等距的平面上，下殼體后導(dǎo)流板28放置在換熱芯體1第二排圓管軸心所在平面上。

作為優(yōu)選，下?lián)醢?9高度在軸向上隨前支撐體2底面與熱交換體下殼體5間的距離而變化，以保證下?lián)醢?9與前支撐體間的距離在軸向上保持一致，通過此處的流體流量滿足設(shè)計(jì)要求。

作為優(yōu)選，軸向側(cè)擋板30高度在軸向上隨前支撐體2右側(cè)面與熱交換體下殼體5間的距離而變化，以保證軸向側(cè)擋板30與前支撐體間的距離在軸向上保持一致，通過此處的流體流量滿足設(shè)計(jì)要求。

設(shè)置導(dǎo)流板和擋板的目的是進(jìn)行流量分配。軸向下?lián)醢迮c梯形導(dǎo)流板中間位置對(duì)齊，引導(dǎo)由進(jìn)水管進(jìn)入的絕大部分液體經(jīng)梯形結(jié)構(gòu)較低的邊進(jìn)入換熱芯體，少部分液體經(jīng)軸向下?lián)醢搴洼S向上擋板與前支撐體間的空隙進(jìn)入前支撐體與熱交換體間的區(qū)域，對(duì)燃燒室和殼體起到冷卻作用，此流體經(jīng)上殼體上設(shè)置的擋板中心的小孔流入換熱芯體出水空間。

功能方面，冷卻液由進(jìn)水口進(jìn)入換熱芯體后根據(jù)擋水板的位置進(jìn)行流量分配，一級(jí)換熱圓管占全部水流量42％，二級(jí)換熱扁管占流量30％，三級(jí)換熱扁管占流量20％，一級(jí)換熱圓管主要與高溫燃?xì)膺M(jìn)行強(qiáng)制熱交換，降低高溫燃?xì)鉁囟?，保證二、三級(jí)換熱扁管使用壽命，二、三級(jí)換熱扁管由于內(nèi)部安裝了換熱翅片，換熱面積大幅提高，保證了整機(jī)換熱性能。為實(shí)現(xiàn)此流量分配，在上、下殼體上設(shè)置了相應(yīng)的導(dǎo)流板與擋板。其中，軸向下?lián)醢迮c軸向側(cè)擋板固定于下殼體上，擋板高度隨前支撐體形狀變化且與前支撐體外側(cè)面間隔2mm，進(jìn)入換熱裝置的流體中約8％經(jīng)此縫隙進(jìn)入上殼體與前支撐體間的空間，并經(jīng)上殼體前框式擋板與換熱芯體間的縫隙流入芯體上部空間，進(jìn)而由出水口流出換熱裝置，此部分流體主要用于冷卻前支撐體，提高換熱裝置可靠性。在換熱芯體一級(jí)換熱圓管底部的下殼體上設(shè)置下殼體前導(dǎo)流板和下殼體后導(dǎo)流板，前導(dǎo)流板位于第一排換熱管與第二排換熱管之間，后倒流板位于第二排換熱管中心面上，兩導(dǎo)流板呈梯形結(jié)構(gòu)，沿廢氣流動(dòng)方向，由中心位置開始導(dǎo)流板左側(cè)高度大于右側(cè)。設(shè)置梯形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的目的在于將部分流體攔截在換熱圓管底部以提高一級(jí)換熱圓管流量，放行一部分流體確保換熱扁管流量。其中，下殼體前導(dǎo)流板與后導(dǎo)流板共同作用保證一級(jí)換熱圓管中第二排換熱管與第三排換熱管的流量，同時(shí)，經(jīng)數(shù)值模擬計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證，后導(dǎo)流板放置于第二排換熱管中心平面上既可以確保所需流量，還可以平衡各排換熱管的熱負(fù)荷。

作為優(yōu)選，所述上外殼下外殼構(gòu)成了廢氣通道管壁的一部分。

1.本發(fā)明所述一種熱交換裝置，燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣由氣側(cè)通道流經(jīng)熱交換裝置，通過氣側(cè)通道壁面及換熱芯體翅片將熱量傳遞給水側(cè)通道內(nèi)的液體，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體進(jìn)行加溫，采用的薄壁式換熱結(jié)構(gòu)可有效減小換熱熱阻，降低換熱芯體體積與重量，具有耐高溫、結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率及功率密度高的特點(diǎn)。

2.本發(fā)明所述的一種熱交換裝置，換熱芯體前端采用薄壁圓管形換熱結(jié)構(gòu)，圓管材料選用耐高溫不銹鋼，可以提高換熱芯體的耐高溫強(qiáng)度，有效減小燃燒換熱裝置的體積。

3.本發(fā)明所述的一種熱交換裝置，換熱芯體后端采用多排薄壁扁管式換熱結(jié)構(gòu)，扁管之間設(shè)有直齒形翅片，增加了氣側(cè)通道換熱面積，提高了熱交換裝置的換熱效率。扁管內(nèi)部設(shè)有鋸齒形紊流片，可有效降低水側(cè)的膜態(tài)沸騰現(xiàn)象，增加了水側(cè)對(duì)流換熱強(qiáng)度，降低了換熱芯體的熱負(fù)荷，提高了換熱效率。

4.本發(fā)明所述的一種熱交換裝置，熱交換體上、下殼體上設(shè)有擋板與導(dǎo)流板，用于引導(dǎo)水側(cè)液體按設(shè)計(jì)方式流動(dòng)，進(jìn)入進(jìn)水管的液體在下殼體底面及側(cè)面擋板的阻擋作用下，大部分進(jìn)入換熱芯體周圍的水側(cè)通道內(nèi)，并在下殼體底面半缺口的兩導(dǎo)流板分流下，由換熱芯體底部由下向上流經(jīng)圓管與扁管內(nèi)部并進(jìn)入出水管，在提高換熱溫差的同時(shí)降低了換熱芯體的熱負(fù)荷。同時(shí)，進(jìn)入前支撐體與熱交換體殼體之間的液體對(duì)前支撐體起到了冷卻作用，提高了其可靠性，后支撐體周圍的液體與燃燒排氣進(jìn)行換熱，提高了熱量利用率。

5.本發(fā)明所述的一種熱交換裝置，熱交換體上、下殼體在對(duì)接處采用覆蓋結(jié)構(gòu)，可以起到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用，上殼體方形結(jié)構(gòu)中間區(qū)域設(shè)置有向外的方形凹槽，同時(shí)方形結(jié)構(gòu)前、后兩端設(shè)置的擋板上開有通孔，便于熱交換裝置內(nèi)部氣體向出水管處聚集和排出，避免因積氣造成熱交換裝置熱負(fù)荷增加。

6.本發(fā)明所述的一種熱交換裝置，前端設(shè)置有燃燒室安裝結(jié)構(gòu)，后端設(shè)置有排煙裝置固定法蘭結(jié)構(gòu)，提高了燃燒換熱裝置的集成度，便于燃燒與熱交換裝置的維護(hù)、保養(yǎng)。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。