廢熱交換結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱交換結構，特別是涉及一種廢熱交換結構。
【背景技術】
[0002]傳統排氣管廢氣熱交換結構是在長方體內部設置彼此平行的鰭片，鰭片上設置有半球狀的凹槽，增加接觸面積。熱廢氣由入口到出口采串流式通過鰭片熱傳導到外管表面，隨著氣流向下游，外管表面溫度逐漸降低，安裝熱電模塊情況下，上下游溫差過大，外管表面溫度差高達100 °c。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于提供一種廢熱交換結構，其能達到外管表面上下游均溫效果，配合熱電模塊提升發電效能，減少電能損失的廢熱交換結構。
[0004]為達上述目的，本發明公開一種廢熱交換結構，包括一內管、一外管及一導熱結構，該內管管體設置有多數個孔洞，其中該內管管體內部設置有多個入口通道及多個出口通道，該些入口通道與該些出口通道對應地設置，且該些入口通道與該些出口通道與該些孔洞連通，使一流體經該些入口通道及該些孔洞而進入該些出口通道。該外管裝設于該內管外部。該導熱結構位于該內管與該外管間，該導熱結構設置在該內管管體的外表面及該外管管體的內表面上。
[0005]其中該些孔洞呈直線排列，且為多數列孔洞。
[0006]其中該些孔洞分別為多個入口孔洞與多個出口孔洞，該些入口孔洞與該些入口通道對應連通，而該些出口孔洞與該些出口通道對應連通。
[0007]其中每一入口通道包括有一第一端與一第二端，該入口通道的第一端面積大于該入口通道的第二端面積，而每一出口通道包括有一第一端與第二端，該出口通道的第一端面積小于該出口通道的第二端面積。
[0008]其中每一入口通道呈一 V形組件，且從該入口通道的第一端漸縮至該入口通道的第二端，而每一出口通道為一 V形組件，且從該出口通道的第一端漸擴至該出口通道的第二端；及該入口通道的第一端與該出口通道的第一端鏈接，該入口通道的第二端連接該出口通道的第二端，該呈V形組件的入口通道與呈V形組件的出口通道彼此間隔地貼合。
[0009]在一實施例中，其中該導熱結構包括有多數個固定組件與多數鰭片組，該多數鰭片組固定于該多數個固定組件上；及該每一固定組件具有多數個嵌槽，使嵌固每一鰭片組。每一鰭片組包括有多數鰭片，且每一鰭片呈波浪狀。
[0010]其中每一固定組件固定于該內管的外表面上，而該固定組件兩端側的鰭片組固定于該外管的內表面上。
[0011]在一實施例中，其中該些固定組件包括一第一固定組件與一第二固定組件，該第一固定組件具有多數個第一嵌槽，使嵌固每一鰭片組的外緣部分，而該第二固定組件具有多數個第二嵌槽，使嵌固每一鰭片組的內緣部分。該每一鰭片組包括有多數鰭片，且每一鰭片呈波浪狀。
[0012]其中該第一固定組件固定于該外管的內表面上，而該第二固定組件固定于該內管的外表面上。
[0013]在一實施例中，本發明進一步包括熱電模塊設置于外管管體的外表面上。
[0014]在一實施例中，本發明廢熱交換結構采用六角狀等分且廢熱進入熱電模塊下的外管與波浪鰭片，上下游每一熱電模塊能夠均勻獲得的熱量傳導，以至于溫度分布能夠均勻，上下游的外管表面溫差低，小于30°C。在電源管理上能獲得較高的有效電能。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明廢熱交換結構的部分分解立體示意圖；
[0016]圖2A為本發明廢熱交換結構的內管立體示意圖；
[0017]圖2B為本發明廢熱交換結構的入口通道與出口通道立體示意圖；
[0018]圖3A為本發明廢熱交換結構的自然對流方式的立體示意圖；
[0019]圖3B為本發明廢熱交換結構的外界流體將熱帶走的立體示意圖；
[0020]圖4為圖1外管附著熱電模塊的另一實施例立體示意圖；
[0021]圖5A為本發明廢熱交換結構的圖4A-A剖面示意圖；
[0022]圖5B為本發明廢熱交換結構的鰭片結構示意圖；
[0023]圖6為本發明廢熱交換結構的部分透明示意圖；
[0024]圖7為本發明廢熱交換結構含熱電模塊的1/6剖面示意圖；
[0025]圖8為圖7的外管管體的外表面溫度不意圖；
[0026]圖9為圖8的外管管體的外表面溫度曲線圖；
[0027]圖10與圖11為圖7的氣流流速向量圖與氣流流場追跡圖；
[0028]圖12為本發明廢熱交換結構的另一實施例示意圖；
[0029]圖13為圖12的實施例外管透明示意圖；
[0030]圖14為圖12的實施例B-B剖面示意圖；
[0031]圖15為圖12的實施例的內管氣流路徑示意圖；
[0032]圖16A為圖12的實施例的內管示意圖；
[0033]圖16B為圖12的實施例的入口通道與出口通道示意圖。
[0034]符號說明
[0035]廢熱交換結構100 ;內管102 ；
[0036]第一端1021 ;入口通道 1022;
[0037]第二端1023 ；出口通道 1024 ；
[0038]第一端125 ；孔洞 126 ；
[0039]入口孔洞1027出口孔洞1028 ；
[0040]第二端1031 ；內管外表面1029 ；
[0041 ]外管104 ； 外管內表面1042 ；
[0042]外管外表面105 ；熱電模塊106 ；
[0043]箱體107;入口 1071 ;
[0044]出口1072;導熱結構 110;
[0045]鰭片1102 ；鰭片 1103 ；
[0046]固定組件1104;嵌槽1105;
[0047]鰭片組1106 ；固定組件200 ；
[0048]第一固定組件201;第二固定組件203;
[0049]鰭片組205;鰭片2051。
【具體實施方式】
[0050]請參閱圖1、圖2A及圖2B為本發明廢熱交換結構的立體示意圖及立體分解圖與入口通道與出口通道立體示意圖，本發明廢熱交換結構100包括一內管102及一外管104，該內管102設有多個入口通道1022及多個出口通道1024供含熱廢的流體由該入口通道1022進入而由該出口通道1024排出。其中該內管102管體設置有多數個孔洞1026、，使該內管102管體內部的每一入口通道1022及每一出口通道1024利用孔洞1026相連通，因此，該含廢熱的流體可經由該些入口通道1022進入經該些孔洞1026而由該些出口通道1024排出。其中該含廢熱的流體可包括氣體與液體。在一實施例中，本發明以排氣管為實施例，但不限于排氣管，其它相同創作精神的結構，均為本發明的創作精神所包含的范圍內。如圖2A所示，當含廢熱的流體由該內管102內部經過該些孔洞1026到該外管104內部時，含廢熱的流體會與該外管104內導熱結構110的表面接觸，使流體的熱能經該外管104管體由內而外地傳遞至該外表面105，例如散熱至大氣中；或例如利用另一流體(例如氣體或液體)將廢熱帶走；或經由熱電轉換成電能回收；或轉換成其它種能量回收利用。
[0051]在一實施例中，該外管104并未設置熱電模塊，而是利用自然對流方式，將流體的廢熱向外界散熱。
[0052]如圖1所示，該外管104兩端側分別設置有一封閉組件103將外管104封閉，避免流體外泄。
[0053]在一實施例中，該導熱結構110可為一鰭片結構，但不以此為限，例如導熱片等等，均為本發明的創作精神所包含的范圍內。
[0054]如圖2A與圖2B所示，該些入口通道1022與該些出口通道1024同軸地對應地設置，使該含廢熱的流體從該些入口通道1022進入并經過該些孔洞1026而進入該些出口通道1024排出。在過程中，使含廢熱的流體盡量充分地與該外管104管體接觸，而將熱能傳遞至該外管104上。該些孔洞1026分別為多個入口孔洞1027與多個出口孔洞1028構成，該些入口孔洞1027與該些入口通道1022對應連通，而該些出口孔洞1028與該些出口通道1024對應連通。請參閱圖3A為本發明廢熱交換結構的自然對流方式的立體示意圖。，該外管104兩端側分別設置有一封閉組件103將外管104封閉，避免流體外泄。該外管104兩端側分別與該封閉組件103固定。利用與外界大氣接觸外管104而散熱。
[0055]圖3B為本發明廢熱交換結構的外界流體將熱帶走的立體示意圖，該廢熱交換結構100設置在一箱體107中。該箱體107具有一入口 1071與一出口 1072提供冷卻流體進出。當冷卻流體進入該箱體107中，就會與該廢熱交換結構100的外管接觸吸收熱能，進而將冷卻流體溫度提升，用于將該廢熱交換結構100的熱能帶走。
[0056]請參閱圖4為圖1外管附著熱電模塊的立體示意圖，本發明進一步可包含一熱電模塊106設置在該外管104管體的外表面105。而該外管104管體的外表面105設有一或多個熱電模塊106，使接觸廢熱氣而進行熱電轉換以產生電能。該熱電模塊106可包括一或多個熱電芯片。當含廢熱的流體由該內管102內部經過該些孔洞1026到該外管104內部時，含廢熱的流體會與該外管104內導熱結構110的表面接觸，使流體的熱能經該外管104管體傳遞至該外管表面105上的熱電模塊106，從而進行熱電轉換以產生電能。
[0057]在一實施例中，本發明在不包括熱電模塊時，可利用自然對流方式，讓廢熱交換器與外界空氣接觸直接散熱。
[0058]在另一實施例中，本發明在不包括熱電模塊時，可利用冷卻流體通過廢熱交換器的外表面，讓冷卻流體將廢熱帶走。
[0059]請參閱圖5A與圖5B為本發明廢熱交換結構的A-A剖面示意圖及導熱結構示意圖，在一實施例中，該內管102管體上的該些孔洞1026為多數排列直線的孔洞1026，且為多數列孔洞1026，如圖2A所示。如圖5A的含廢熱流體依箭頭流動所示，在一實施例中，該些入口通道1022的上方內管102管體對應地設置多數個孔洞1027，即提供熱廢氣自內管102的入口通道1022進入，因受到V形組件(該些入口通道)的第一端1021面積(如圖2B所示)較第二端1023面積大的形狀影響，含廢熱的流體會自然地往該些孔洞1027流動并進入該內管102與該外管104間的空間，亦即該導熱結構110間流動，并充分地使含廢熱的流體與該導熱結構的每一鰭片1102接觸。接著，當流體接觸到外管104管體的內表面1042，會反彈至兩側其它孔洞1028，亦即該些出口通道1024上方的外管104管體對應地設置的多數個孔洞1028，提