一种防止热损伤的换热器的制作方法

本发明涉及换热技术领域，特别是一种耐高温的板式换热器。

背景技术：

对于采用以空气作为换热介质的高温烟气热回收，传统技术上普遍采用管壳式换热器和板式换热器，管壳式换热器由于内管的管壁不能做得太薄，加上管内与管外空气总的热交换面积较少，造成换热效率较低。而传统板式气气高温换热器必须要将间隔排列的金属换热片所分隔的进气腔和出气腔进行独立封闭。例如参照公开号为CN 103115509 A的《板式换热器》，提到了固定夹紧板与活动夹紧板之间布置若干块换热板片的技术。这类板式换热器需要将换热片的边缘进行密封处理以防止进气腔和出气腔之间漏气，传统所采用的是焊接密封方式，而对于过薄的不锈钢片焊接难度很大，需要花费大量的加工成本，而且焊接过程很容易烧穿不锈钢片造成报废，所以这类传统换热器的换热片不能采用厚度太薄的材料，而换热层越厚成本就越高和换热效率越低，而更大的问题是在换热器在使用过程中当遇上骤冷骤然时所产生的结构应力很容易使焊接处爆裂导致漏气。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种防止热损伤、密封更好且不需要焊接的换热器，解决应力破坏和冷热变形影响密封性的问题，适用于高温烟气与其他气体的热交换。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种防止热损伤的换热器，包括框架和框架内的若干块换热片，所述框架上开有通风口，所述换热片相互紧贴平行排列，所述框架内的通风口位置处设置有用于夹住换热片的U形夹条，所述框架内通过换热片分隔形成气腔，所述框架内的气腔边缘处设置有密封软垫。

作为一个优选项，所述框架内壁设置有保温棉。

作为一个优选项，所述换热片上通过冲压形成若干个凸包。

作为一个优选项，相邻的所述换热片的凸包位置相互错开。

作为一个优选项，所述框架内置有夹住保温棉的内隔热板和外隔热板。

作为一个优选项，所述框架内壁与外隔热板之间设置有弹力器。

作为一个优选项，所述凸包为半球面状。

作为一个优选项，所述框架位于通风口位置处每相邻的两片换热片的边缘处合拢并由U形夹条夹紧。

作为一个优选项，所述保温棉为耐高温且具有弹性的石棉材料或陶瓷纤维材料制成。

作为一个优选项，所述换热片由耐高温不锈钢片制成。

本发明的有益效果是：该换热器通过合理的结构改良，尤其是换热片配合通风口出的U形夹条和密封软垫的设计，不但方便安装，而且配合换热片通过冲压形成的凸包设计，巧妙利用密封软垫和换热片的弹性，可更有效阻止相邻气腔之间串气，避免高温工作的换热器出现热损伤，解决了传统焊接制成的换热器容易受冷热应力影响造成焊口爆裂的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的侧视图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明中位于换热片边沿处的局部放大图；

图4是本发明中位于通风口位置处的局部放大图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前侧”、“后侧”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的制造方法、控制程序、部件尺寸、材料成分、电路布局等的技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。参照图1、图2，一种防止热损伤的换热器，包括框架1和框架1内的若干块换热片2，所述框架1上开有通风口3，所述换热片2相互紧贴平行排列，所述框架1内的通风口3位置处设置有用于夹住换热片2的U形夹条7，具体为夹住相邻若干块换热片2的边沿位置，由于U形夹条7与换热片2之间不需要焊接，属于各自独立的结构主体，就便于换热片2的固定安装，所述框架1内通过换热片2分隔形成气腔5，所述框架1内的气腔5边缘处设置有密封软垫6。

在实际工作时，换热片2和密封软垫6将冷热流体分开，使其分别在每块换热片2两侧的气腔5中流动，通过换热片2进行热交换。而由于通风口3处没有密封软垫6，因此位于通风口3位置处的U形夹条7把相邻的换热片2夹住，就可以使通风口3处的气体从U形夹条7之间的位置进入气腔5而不会导致串气至相邻的气腔5。这种换热器的结构及换热原理决定了其依然具有板式换热器的优点，包括结构紧凑、占地面积小、传热效率高、热损失小等特点。

作为高温气气换热器，因换热体处于恶劣的高温环境，使内部的受热部件产生结构应力而出现变形，尤其对于某些焊接部位更容易出现爆裂，也包括一些密封部位因材料的冷热伸缩产生间隙出现泄漏。而本发明主要针对受热部件连接部位的改善而设计，避免因受热部件的冷热变形或结构应力使连接部位出现漏风甚至损伤的问题。其中，与多层的换热片2垂直接触的密封软垫6，所有换热片2的边缘陷入密封垫内，使相邻的两片换热片2之间的空气通过密封软垫6相互隔离。

另外的实施例，参照图1、图2、图3、图4的一种防止热损伤的换热器，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括框架1和框架1内的若干块换热片2，所述框架1上开有通风口3，所述换热片2相互紧贴平行排列，所述换热片2上通过冲压形成若干个凸包4，利用凸包将两片换热片分隔开形成气腔保证气体畅通。所述框架1内通过换热片2分隔形成气腔5，所述框架1内的气腔5边缘处设置有密封软垫6。所述的密封软垫6为耐高温的石墨软垫，保证密封软垫6在高温范围内的密封性能大致保持不变。所述框架1内壁设置有保温棉61。所述保温棉61为耐高温且具有弹性的石棉材料压缩制成。所述框架1内的通风口3位置处设置有用于夹住换热片2的U形夹条7。

相邻的所述换热片2的凸包4位置相互错开，保证换热片2分隔以保持气体流通。所述框架1位于通风口3位置处每相邻的两片换热片2的边缘处合拢并由U形夹条7夹紧。即被U形夹条7夹住的两片换热片2之间的相邻的气腔5由U形夹条7密封，避免串气漏气，而两条U形夹条7之间的气腔5与通风口3相通，形成交错换热的气腔5。

相邻的换热片2边缘的合拢通过U形夹条7的弹性夹紧力，所以不会因为受温度影响产生换热片2之间的结构应力，而导致换热器出现类似焊接口爆裂的问题。由于U形夹条7是利用过矫的反弹力夹紧两片换热片的边缘，具有弹性的U形夹条7在自由状态时其内间隙少于两换热片的厚度，为方便两片换热片能顺利插入U形夹条7内部，在本实施例中，所述U形夹条7的开口端为喇叭口状，提高换热片2的插接安装效率。

另外的实施例，参照图1、图2、图3、图4的一种防止热损伤的换热器，包括框架1和框架1内的若干块换热片2，所述换热片2由耐高温不锈钢片制成，以保证换热片2的耐用性。所述框架1上开有通风口3，所述换热片2相互紧贴平行排列，所述框架1内的通风口3位置处设置有用于夹住换热片2的U形夹条7，所述框架1内通过换热片2分隔形成气腔5，所述框架1内的气腔5边缘处设置有密封软垫6，所述的密封软垫6为耐高温的陶瓷纤维材料制成。陶瓷纤维材料制成的密封软垫6质量轻、绝热性能好、热稳定性好，且加工容易，很适合在本换热器中使用。所述框架1内壁设置有保温棉61。所述保温棉61为耐高温且具有弹性的陶瓷纤维材料制成。所述框架1内置有夹住保温棉的内隔热板8和外隔热板9，即内隔热板8和外隔热板9配合保温棉形成一个隔热层。本实施例的内隔热板8和外隔热板9为硅酸铝材料或硅酸钙材料构成。所述框架1内壁与外隔热板9之间设置有弹力器10。本实施例中的弹力器10为弹簧或弹力钢片或橡胶，弹力器10依靠框架1给外隔热板9施加推力。

密封软垫6、内隔热板8、保温棉61和外隔热板9除了起到保温隔热功能以外，还承担其它作用，其中密封软垫6作为与换热片2直接接触的密封材料，内隔热板8作为密封软垫6的支承板并将保温棉61和弹力器的反弹力均匀地施加给密封软垫，而保温棉61利用被压缩的反弹力加上弹力器10始终给内隔热板8施加推力，保温棉61还可以利用其可塑性消除内外隔热板之间的不平整所造成的局部区域受力不均匀的问题，相比之下外隔热板9的刚性最高，通过依靠框架1通过弹力器10向里面施加推力，也对整个结构主体起支承和保护作用。

当换热片2温度变化导致其尺寸变化时，密封软垫6外侧的内隔热板通过被压缩保温棉61的反弹力和最外面弹力器10形成始终向换热片方向的推力，加上上方保温层施加自身的重力，保持换热片2边缘始终陷入密封软垫6之中而避免相邻气腔之间漏气。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。例如上述的U形夹条7安装在通风口3处，并不限定U形夹条7必须固定在通风口3上，具体可根据安装在通风口3附近位置处。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

在实际使用时，换热器的换热片2多片平行排列，利用换热片2冲压形成的多个半球面状凸包4分隔形成的进气腔和出气腔，通风口3处的换热片2边缘采用U形夹条7夹紧密封，其余位置的换热片2边缘采用密封软垫密封，换热片2边缘陷入密封软垫6之中，密封软垫6外侧依次设有内隔热板8、保温棉61、外隔热板9、弹力器10和框架1。本发明可应用在300℃以上的高温烟气与新鲜空气或其他气体的热交换。

经过实践证明，上述换热器适用于有机废气焚烧炉所产生的高温烟气与有机废气之间的热交换，利用本发明装置将烟气余热转移至待焚烧的有机废气以节约废气焚烧所消耗的燃料。该设计与现有的换热器相比，有着以下优势：

1、可以适用于很薄的金属换热片施工，大幅增加了换热效率，也大幅降低了换热材料的成本。

2、金属换热片陷入耐高温的密封软垫可更有效阻止相邻气腔之间串气，因密封软垫外侧的保温棉和弹力器具备可塑性和弹性，在高温造成金属换热片的尺寸变化时可始终保持密封层与换热片的紧密接触避免出现分离漏气的现象，解决了传统焊接技术受冷热应力影响造成焊口爆裂的问题。

3、比传统技术采用焊接的方法施工更加容易，大幅降低产品制造成本。