专利名称：板式流体热交换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种板式热交换器，特别是涉及一种供高温流体与低温流体进行热交换的板式流体热交换器。
背景技术：
一般饮水机提供温开水的方式是将煮沸的热开水运用一热交换器以较低温的冷生水降低其温度而制成温开水。
如图1所示，一般装设于一饮水机内的热交换器9，通常是由一中空套筒91、多个以等间距平行排列地设置于该中空套筒91内的导热片92，以及多个设置于该多个导热片92间的中空管93所组成。该多个导热片92将该中空套筒91内的空间分隔成多个供水流通过的平行流层920，并借由各该分别贯穿该多个导热片92中相邻两导热片92的中空管93，将该多个平行流层920连通成一独立的冷水流路及一不与该冷水流路相互连通的热水流路。
一般的饮水机通常还包括一与该冷水流路相连通的生水槽81、一与该生水槽81相连通的煮水槽82，以及一设置于该煮水槽82内的加热组件83。该热交换器9则更具有一设置于该中空套筒91上并延伸至该生水槽81内使其与该冷水流路相连通的生水输出管94，及一同样与该冷水流路相连通并延伸至该中空套筒91外的生水输入管95。其中，进入该饮水机的生水由该生水输入管95进入该中空套筒91内后，经该冷水流路再由该生水输出管94流至该生水槽81内储存，以适时补充进入该煮水槽82内。当生水由该生水槽82流入该煮水槽82内时，便是由该加热组件83加热该煮水槽82内的生水至适当温度。上述的饮水机更具有一储存热开水的热水槽84、一连通该煮水槽82与该热水槽84的立管85，以及一设置于该热水槽84内的保温组件86。由于连通管原理，该煮水槽82内的热水能借由水位差进行水量的控制，再经由该立管85输送至该热水槽84内储存。而该保温组件86便是用于维持该储存于热水槽84的开水于一稳定的温度，以达保温效果。
而该热交换器9更具有一由该热水槽84延伸至该中空套筒91内并与该热水流路相连通的开水输入管96，以及一同样与该热水流路相连通并延伸至该中空套筒91外的开水输出管97。由于在该热交换器9中，生水与开水是隔着该多个导热片92分别于该热水流路与该冷水流路内流动，由于自该热水槽84流出的热开水温度高于冷生水的温度，因此借由该多个导热片92便能使热开水的部分热量传递至冷生水，而使得由该开水输出管97流出的开水温度较该开水输入管96的开水低，由该生水输出管94流出的生水温度较该生水输入管95流入的生水高，而同时达到开水降温而生水升温的热交换效果。
为了提升生水与开水的热交换效果，制作时会将该多个导热片92拉近，使该多个导热片92的间距缩小，借以增加开水或生水每单位体积与该多个导热片92的接触面积，一般该多个导热片92的间距约为2.5公厘以下。不过此举却会使得该平行流层920的毛细现象相当显著，而导致水流的粘滞性增加。由于该热水槽84与该热交换器9的高度差并不大，无法提供足够的压力增加开水于该热水流路内流动的流速与流量，所以受限于水流粘滞性太大，通常必须增设一加压装置87，当开水由该热水槽84流入该热交换器9内时，该加压装置87能对位于该热水流路内的开水施加适当压力，以避免由该开水输出管97流出的温开水流量过小而无法满足一般使用。
另一方面，若将该多个导热片92的间距以同样比例放大，则将会因该生水与开水单位体积与该导热片92接触面积减少，使得热交换效果大幅降低，不但由该开水输出管97流出的开水将仍具有相当高的温度外，流经该冷水流路的生水也无法吸收足够的热量，导致该加热组件83必须提供更多的热量方能将生水煮沸，造成成本升高及能源浪费。
更由于在制作的过程中，该多个导热片92间的平行流层920是借由该中空套筒91与该多个导热片92所共同界定出来，且两相邻的平形流层920彼此相互不连通，因此在制作上必须考量该多个导热片92与该中空套筒91间的水密性；且由于该热交换器9所进行热交换的高低温液体分别是开水与生水，在卫生条件的要求下，水密性具有更高的要求，因此使得将该多个导热片92与该中空套筒91密合成该热交换器9的组装作业具有相当的困难度与复杂度，且在制作完成后的水密性检验也同样地不易进行。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种不需额外加压且流量充足的板式流体热交换器。
本实用新型的另一目的在于提供一种制作简单且检验容易的板式流体热交换器。
本实用新型的再一目的是在提供一种储备空间充足且热交换效率良好的板式流体热交换器。
本实用新型的又一目的是在提供一种具有板式流体热交换器的饮水机。
本实用新型的板式流体热交换器，包括一具有一筒体、一形成于该筒体内的容室、一与该容室相连通的入口，以及一与该容室相连通的出口的套筒。其特征在于该板式流体热交换器还包括多个分别具有一包含一不与该筒体接触的自由端的本体的热交换装置、一具有一由该多个本体其中的一延伸至该套筒外的输入管体及一形成于该输入管体内的输入管道的输入管、一具有一由该多个本体其中另一延伸至该套筒外的输出管体及一形成于该输出管体内的输出管道的输出管，以及多个分别具有一由该多个本体其中的一延伸至其中另一的连接管体，以及一形成于该连接管体内并与该两本体内的信道相连通的连接管道的连接管。各该本体具有二相互平行并能界定出一形成于该本体内的信道的导热片，该多个本体彼此相互平行地容设于该容室内，且该多个本体的间距大于各该本体的该两导热片间距；借由该多个本体与该筒体能界定出一与该入口及该出口相连通的第一流路；而借由该多个连接管道及该多个信道能形成一与该输入管道及该输出管道相连通的第二流路。
下面通过最佳实施例及附图对本实用新型的板式流体热交换器进行详细说明，附图中图1是一般具有热交换器的饮水机的一侧面示意图；图2是本实用新型板式热交换器的一优选实施例的侧面示意图，说明具有该板式热交换器的一饮水机结构；图3是沿图2中的3-3剖面线的剖面图，说明一套筒与多个热交换装置的连接关系；及图4是该优选实施例的一部分立体分解图，说明该多个热交换装置的结合关系。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型板式流体热交换器1的一优选实施例是使用于一饮水机上，以供如热开水的高温流体与如冷生水的低温流体进行热交换。该饮水机包括该板式流体热交换器1及一与该板式流体热交换器1相连通的煮水装置2。该煮水装置2包含一储存热开水的热水槽21、一与该热水槽21连通的加热器22，以及一与该加热器22相连通的生水槽23。该加热器22具有一煮水槽221及一加热组件222，而该热水槽21内装设有一保温组件24。在本实施例中该加热组件222与该保温组件24均是以电热线圈组成。而该板式流体热交换器1包括一与该热水槽21相连通的套筒3、多个设置于该套筒3内的热交换装置4、一由该多个热交换装置4其中的一个延伸至该套筒3外的输入管5、一由该多个热交换装置4其中另一个延伸至该套筒3外并与该生水槽23相连通的输出管6，以及多个连接该多个热交换装置4中相邻两热交换装置4的连接管7。
如图2及图3所示，该套筒3具有一包含两相反端部311、311’的筒体31、一形成于该筒体31内的容室30，以及一形成于该多个端部311、311’其中的一端部311并与该容室30相连通的入口301。该煮水装置2更具有一由该热水槽21延伸至该入口301与该容室30相连通的热水管25。该套筒3更具有一同样与该容室30相连通但却形成于该多个端部311、311’其中另一端部311’的出口302，以及一邻近该入口301并贯穿该筒体31的通气孔303。该通气孔303是用于平衡该筒体31内的压力或泄除留存于该容室30的气体，因此通常能与一延伸高度高于于该热水槽21内水位的水管(图未示)或一如阀门开关等的泄压装置(图未示)相连通。由于此等泄压方式非本实用新型主要技术手段，且为熟习该项技艺人士所能轻易推想，所以在此不多加赘述。
如图2至图4所示，各该热交换装置4具有一呈矩形平板状，并与该多个端部311、311’联机方向呈垂直地容设于该容室30内的本体41。各该本体41具有一不与该筒体31接触的自由端411、一与该自由端411相反并与该筒体31接触的接触端412、两由该接触端412延伸至该自由端411并分别接触该筒体31的侧边413，以及二由该接触端412相互平行延伸至该自由端411的导热片42。各该导热片42呈矩形并于其上形成有多个减缓流体速度的扰流纹421，而该两构成该本体41的导热片42的边缘相互密接并界定出一形成于该本体41内的信道410。
该多个本体41彼此相互平行地容设于该容室30内，且该多个本体41的间距为构成各该本体41的该多个导热片42间距的三倍。该筒体31则具有两相对并供该多个本体41的接触端412间隔交错地分别接触的内侧面312，借由该多个本体41与该筒体31能界定出一呈S状曲折并与该入口301及该出口302相连通以供该高温流体流动的第一流路。
该输入管5穿设于该形成有该出口302的端部311’，且具有一由该多个本体41其中邻近于该端部311’的一本体41延伸至该套筒3外的输入管体51及一形成于该输入管体51内的输入管道50。该输出管6则穿设于该形成有该入口301的端部311，并具有一由该多个本体41其中另一邻近于该端部311的本体41延伸至该套筒3外的输出管体61及一形成于该输出管体61内的输出管道60。
各该连接管7具有一由该多个本体41其中的一延伸至其中另一的连接管体71，以及一形成于该连接管体71内并与该两本体41内的信道410相连通的连接管道70。该多个连接管7交错地分别连接于该多个本体41邻近各该侧边413处，并借由该多个连接管道70使该多个信道410相连通，形成一同样呈S状蜿蜒且与该输入管道50及该输出管道60相连通的第二流路，以供该低温流体流动。
因此，当外界的低温流体经由该输入管5的输入管道50流入时，由于便会依循该第二流路的路径，分别借由该连接管7的连接管道70行经该多个导热片42间的信道410，并从该输出管6的输出管道60进入该煮水装置2的生水槽23中。在此同时，由于该第一流路内将充满高温流体，因此借由该多个导热片42的导热作用，将能使得该低温流体吸收该高温流体的热量而逐渐升温，更由于该多个本体41内的信道410相当窄小扁薄，因此能极有效率的将该高温流体的热量转移至该低温流体内，使得进入该生水槽23的低温流体温度高于原先由外界进入该输入管道50内的低温流体温度。在本实施例中，该低温流体为外界进入的冷生水，由于一般供水系统通常具有较高的水压，因此尽管该多个本体41内的信道410较为窄小扁薄，该低温流体仍能克服毛细现象而轻易地于该第二流路内流动。
当该生水槽23内的低温液体经由该加热器22加热至适当温度后，便形成高温流体而储存于该热水槽21中，并借由该保温组件24维持该储存于热水槽21内的高温流体的温度。该储存于热水槽21中并维持一定高温的高温流体能经由该与热水槽21及容室30相连通的热水管25进入该套筒3的容室30内，并依循该第一流路的路径流经该多个本体41外围，由于该多个本体41的间距较大，因此毛细现象并不显著，加上该贯穿该筒体31的通气孔303能提供作为该容室30内外压力平衡的途径，使得该高温液体能只借由重力作用轻易地于该第一流路内流动，更由于该多个本体41内的信道410有低温流体通过，因此该高温流体的热量便能经由该多个导热片42的传导而释放至该低温流体中，进而降低温度，使得经由该出口302所流出的高温液体温度较低。在本实施例中，该高温流体为热开水，因此经由该板式流体热交换器1进行热交换后，热开水便形成适合饮用的温开水，而由该出口302流出。
归纳上述，考虑到进入该饮水机的低温流体压力较大，而由该热水槽21提供的高温流体压力较小，本实用新型板式流体热交换器1保持该多个导热片42间的较小距离，并将该多个本体41间的距离加大，同时使得该低温流体与该高温流体能分别轻易地流动于该第二流路与该第一流路内。又借由该多个本体41的接触端412与侧边413与该套筒3的筒体31接触，阻挡并强迫该高温流体须经该多个本体41的自由端411才能完成该呈S状的第一流路，在完全不使用任何加压装置的情况的下，仍能维持充足的流量，并保持该高温流体与低温流体进行热交换的机制。
同时，由于为适时补充足量的低温流体进入该生水槽23，该第一流路内的低温流体的流速将会较快，并能带走该存在于该第二流路内且流速较慢的高温流体的一定热量，不会因为该存在于第二流路内的高温流体的体积较该存在于第一流路内的低温流体大，而影响其所能进行交换的总热量。更由于该高温流体存在的第二流路于该板式流体热交换器1内具有较大的容置空间，使得该具有本实用新型板式流体热交换器1的饮水机拥有更大的空间，能储存充足的降温流体。
另一方面，由于在制作的过程中，该多个本体41是先由该多个导热片42两两组合成，再与该多个连接管7连接形成该独立的第一流路，所以在实际生产时，完全不需要考量该筒体31与该多个导热片42或该多个本体41间的水密性，而使得制作过程相对简单，并能提升制作良率。特别是该第一流路与该第二流路独立的水密性，只是由该多个导热片42间及该多个本体41与该连接管7间的密闭效果决定，因此在检验时能分别检验各该本体41的水密性，或将该多个本体41与该多个连接管7组装完成后进行水密性检验，即能确保该第一流路与该第二流路的密闭品质，检验方法相对于以往板式热交换器容易，且更能确保检验品质，而确实达到本实用新型的目的。
要说明的是，本实用新型板式流体热交换器1除能使用于饮水机上外，也能将该第一流路与该第二流路内流动的高、低温流体分别以空气及氨气等气体，或油、冷媒等液体与水进行替换，而使用于冷凝系统、冷却系统、空调系统，及热回收系统等；甚至于不限定该第一流路流通的流体温度须高于该第二流路流通的流体温度，将其高、低温流体流通位置互换，而能使用于加温或加热系统、温水或热水系统，以及暖气系统等。更由于本实用新型板式流体热交换器1的该第一流路与该第二流路的特殊设计，因此非常地适合使用于如洗澡用热水器、温水游泳池、温水鱼池及温水养殖池等热交换水量相对较大、且须对水中所含杂质容忍度较高的热交换系统上。
权利要求1.一种板式流体热交换器，包括一具有一筒体、一形成于该筒体内的容室、一与该容室相连通的入口、以及一与该容室相连通的出口的套筒；其特征在于该板式流体热交换器还包括多个分别具有一包含一不与该筒体接触的自由端的本体的热交换装置、一具有一由该多个本体其中的一延伸至该套筒外的输入管体及一形成于该输入管体内的输入管道的输入管、一具有一由该多个本体其中另一延伸至该套筒外的输出管体及一形成于该输出管体内的输出管道的输出管，以及多个分别具有一由该多个本体其中的一延伸至其中另一的连接管体，以及一形成于该连接管体内并与该两本体内的信道相连通的连接管道的连接管；各该本体具有二相互平行并能界定出一形成于该本体内的信道的导热片，该多个本体彼此相互平行地容设于该容室内，且该多个本体的间距大于各该本体的该两导热片间距；借由该多个本体与该筒体能界定出一与该入口及该出口相连通的第一流路；而借由该多个连接管道及该多个信道能形成一与该输入管道及该输出管道相连通的第二流路。
2.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于各该本体更具有一与该自由端相反的接触端，而该筒体具有两相对并供该多个接触端间隔交错地分别接触的内侧面，借以使该多个本体与该筒体界定出该曲折的第一流路。
3.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于该本体更具有两由该接触端延伸至该自由端并分别接触该筒体的侧边，该多个连接管则交错地分别连接于该多个本体邻近各该侧边处以形成该蜿蜒的第二流路。
4.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于该多个本体的间距为构成各该本体的该两导热片间距的三倍。
5.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于该筒体具有两相反且联机方向与该多个本体平行方向呈垂直的端部，该入口形成于该多个端部其中的一，而该出口则形成于该多个端部其中另一。
6.如权利要求5所述的板式流体热交换器，其特征在于该输出管穿设于该形成有该入口的端部，而该输入管则穿设于该形成有该出口的端部。
7.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于该套筒更具有一贯穿该筒体的通气孔。
8.如权利要求1所述的板式流体热交换器，其特征在于各该导热片形成有多个扰流纹。
专利摘要一种供进行热交换的板式流体热交换器，包括一套筒、多个设置于套筒内的热交换装置、一与热交换装置相连通的输入管、一与热交换装置相连通的输出管，及多个连接该多个热交换装置的连接管。该套筒具有一筒体及一形成于筒体内的容室。各该热交换装置具有一本体，各该本体具有二能界定出一形成于本体内的信道的导热片，该多个本体间距大于各该本体的该两导热片间距，借由该多个本体与筒体能界定出一第一流路。各该连接管具有一连接管体，以及一形成于连接管体内并与该多个信道相连通的连接管道；借由该多个连接管道及该多个信道能形成一第二流路。
文档编号F28D9/00GK2606325SQ03201600
公开日2004年3月10日 申请日期2003年3月11日 优先权日2003年3月11日
发明者蔡炳焜 申请人:南亚饮水机工业有限公司