CN100552367C - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种换热器，包括排气口，其特征在于：在换热器的排气口设置热气流增压装置。该装置通过控制空气进入换热器的流量来增加热气流的压力，使热气流以升压产生的高温加热换热器，在不增加传热面积的前提下，极大的提高热效率。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器。

背景技术

长期以来，为提高热效率，人们总是在增加换热器的传热面积上想办法。例如，锅炉是在水中设置管道，热气流通过管道传热并从排气口排出。为进一步增加传热面积，出现了设有水套的换热器，例如中国实用新型专利说明书90206295.6公开了这种用于燃气热水器的换热器。该换热器设置水套和内胆(出水管)并用连接管连接，热气流通过两者之间的环形管道(即夹缝)传热并从排气口排出。但是，排气口的面积是恒定的，而进入换热器的空气却不受控制，其流量是不确定的。燃具不同，燃料不同，火焰及温度不同，操作者的习惯不同，如果温度高，热气流不能全部从换热器通过并从排气口排出，仍会有部分热气流从底部向外溢出，如果温度低，过多的空气会进入换热器带走热量，这两种情况都会造成热损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种更加节能的换热器，对进入换热器的空气流量进行控制，克服换热器难以匹配火焰和热气流的缺陷，在不增加换热器传热面积的前提下，进一步提高热效率。

上述技术问题是这样解决的：在换热器的排气口设置热气流增压装置。

热气流增压是通过控制排气和控制进气实现的。热气流增压装置位于排气口，对排气口的热气流产生压力，并限制热气流的排出。控制排气也就控制了进入换热器的空气流量。由于对进气的控制，进入换热器的空气被控制在所需要的量，不会因过多空气的进入而带走热能；由于对排气的控制，受到阻滞的热气流压力(微压)增加，压力增加使热气流温度升高，加强了传热。火焰和热气流温度高，气体膨胀大，所需空气多，排气量调大，反之排气量调小，均调至热气流全部进入换热器、刚刚不溢出底部为临界点。在临界点，一方面进入换热器的空气被控制在所需要的量，一方面热气流全部通过换热器并以升压而产生高温度传热。

热气流增压装置可以是可悬浮的金属箔。金属箔位于排气口热气流上方，对上升热气流产生压力，上升热气流对金属箔产生浮力，金属箔升起，处于悬浮或半悬浮状态。温度低，上升热气流小，金属箔升的低或者不动，排气量小；温度高，上升热气流大，金属箔升的高，排气量大。通过金属箔的升降对排气量自动控制，无须人工调节。

为保持金属箔的平整、防止塌陷且不影响热气流向上流动，可将金属箔支承起来，例如通气的支承碟、支承圈等。

金属箔随热气流悬浮，但悬浮和回落时并不总是处于水平状态，如果上升过高，回落时可能会被挂住，难以回到原来的位置并保持水平状态，从而影响下一次使用。为此，在金属箔上方设置阻挡物体，如挡盖、挡圈，以限制金属箔悬浮的高度。

热气流增压装置也可以是人工调节的。例如，在排气口设置风叶，升降风叶以改变其与排气口的距离，或者改变风叶对排气口的覆盖面积，均可以调节排气量以增加热气流压力。

热气流增压装置还可以是位于排气口外的风叶，风叶与排气口的夹角随热气流改变。热气流越大，推力就越大，夹角和排气量也就越大，反之，夹角和排气量就越小，这样也可以对排气量自动控制。

本发明控制空气进入换热器的流量，增加热气流对换热器的压力，使热气流以升压产生的高温加热换热器，在不增加传热面积的前提下，极大的提高热效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的十种实施方式作进一步详细说明：

图1为本发明换热器的第一种实施方式的剖视图。

图2为图1所示换热器的支承碟的俯视图。

图3为本发明换热器的第二种实施方式的剖视图。

图4为本发明换热器的第三种实施方式的剖视图。

图5为本发明换热器的第四种实施方式的剖视图。

图6为图5所示换热器的支承圈的正视图。

图7为本发明换热器的第五种实施方式的剖视图。

图8为本发明换热器的第六种实施方式的剖视图。

图9为本发明换热器的第七种实施方式的剖视图。

图10为本发明换热器的第八种实施方式的剖视图。

图11为本发明换热器的第九种实施方式的剖视图。

图12为本发明换热器的第十种实施方式的剖视图。

图13为本发明换热器的第十种实施方式的右视图。

具体实施方式

从图1至图2所示第一种实施方式可知，热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由可悬浮金属箔2、支承碟3、挡盖4组成。可悬浮金属箔2位于支承碟3内(图1所示为悬浮状态)，与支承碟3内侧壁间隙配合，支承碟3的侧壁和碟底设有通气孔5，挡盖4位于可悬浮金属箔2上。可悬浮金属箔2边缘可以向里翻(图中未示)，以增加强度、保持平整并减少其与支承碟3内侧壁的摩擦力。

图3所示第二种实施方式是肋管式换热器，热气流增压装置位于换热器的排气口1上，与第一种实施方式相同。

图4所示的第三种实施方式是水套式换热器，热气流增压装置位于换热器的排气口1上，与第一种实施方式相同。由于排气口呈环形，可悬浮金属箔可以中空，以减轻重量，挡盖也可以中空，以利于排气(图中未示)；可以按照排气口的形状和位置相应设置支承碟碟底的通气孔，以利于热气流通过并浮起可悬浮金属箔。出水口22位于内胆9侧壁。由于水套10和内胆9是用连接管11连接的，其强度较低，会导致内胆9下倾，使水套10和内胆9的中心线相互偏离而损坏，影响热气流从两者之间的夹缝通过，可设置至少一根连杆12将水套10和内胆9连接起来，以实现两者相互受力平衡。

图5至图6所示第四种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由可悬浮金属箔2、通气的支承圈6、挡圈7组成，可悬浮金属箔2可以呈环形。支承圈6设有支承肋8，套在内胆9外，支承圈6位于水套10上，可悬浮金属箔2位于支承肋8上，与换热器的内胆9间隙配合，热气流从支承肋8之间的空挡通过，浮起可悬浮金属箔2。挡圈7位于可悬浮金属箔2的上方。可在档圈7设置向内伸的舌片(图中未示)，卡在内胆上。出水口也可以设置在内胆侧壁。和第一种实施方式一样，也可将可悬浮金属箔内边缘向外翻。这种实施方式比较适合内胆截面积较大的换热器。

图7所示第五种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由风叶13、通气杯14、螺杆15、螺帽16和压缩弹簧17组成。风叶13位于通气杯14内且与通气杯14内侧壁间隙配合，通气杯14杯口向下，杯口与排气口1相配合，通气杯14侧壁设有通气孔5。螺杆15一端连接风叶13，另一端穿过通气杯14的杯底的孔。热气流从排气口1通过杯口进入杯内，受到风叶13的阻挡，改变方向从侧壁的通气孔5排出。旋转螺帽16，螺杆15带动风叶13升降，排气口1和风叶13之间的距离改变，即可调节排气量。压缩弹簧17套在螺杆15上，位于风叶13和通气杯14的杯底之间，有利于风叶13的升降。如风叶和通气杯为圆形，可在杯底或通气杯内侧壁设置挡杆，在风叶相对应处设置孔或缺口，挡杆穿过孔或缺口(图中未示)，可防止螺杆和风叶随螺帽转动。

图8所示的第六种实施方式，是将第三种实施方式的热气流增压装置换成第五种实施方式的热气流增压装置。

图9所示第七种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由连接导套18的风叶13、螺杆15、螺帽16和压缩弹簧17组成，风叶13可以是环形。螺杆15可位于水套10上，其中心线与内胆9中心线平行，当然也可位于内胆9或其他位置，环形风叶13套在内胆9外且与内胆9间隙配合，导套18套在螺杆15外，压缩弹簧17套在螺杆15外且位于导套18和水套10之间，旋转螺帽16即可升降风叶13，排气口1和风叶13的距离改变。出水口也可以设置在内胆侧壁。这种实施方式比较适合内胆截面积较大的换热器。

图10所示第八种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由连接轴19的风叶13和位于排气口1边缘的轴座20组成，风叶13与排气口1形状相同且间隙配合。轴19穿过轴座20，通过摇柄21旋转轴19，轴19带动风叶13旋转，风叶13对排气口1的覆盖面积随之改变，排气量也随之改变。风叶13与排气口1平行，覆盖面积最大，排气量最小；反之，风叶13与排气口1垂直，覆盖面积最小，排气量最大。显然，风叶也可以大于排气口并将排气口全部覆盖，在排气口的边缘垂直设置轴，在风叶边缘设置轴孔，轴从风叶的轴孔穿过，以轴为中心旋转风叶即可改变其对排气口的覆盖面积，排气量随之改变；还可以在排气口边缘设置导槽，风叶位于导槽中，抽拉风叶也可以改变其对排气口的覆盖面积。

图11所示第九种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1上，由两只可相对旋转的通气杯14组成，通气杯14的杯口向下，与排气口1相配合，其顶端和侧壁均可分别设置相互对应的通气孔5(杯底通气孔未示)，相对旋转即可调节排气量。可将内通气杯固定，在外通气杯设置拨杆以方便旋转；也可在外通气杯设置槽并将外通气杯固定，在内通气杯设置拨杆，拨杆伸出槽即可旋转内通气杯。

图12至图13所示第十种实施方式的热气流增压装置位于换热器的排气口1外，由连接铰链轴23的轴座24和连接铰链套25的风叶13组成，轴座24连接排气口1的外侧壁，风叶13悬挂在排气口1外，热气流推动风叶13，风叶13绕铰链轴23旋转，与排气口1的夹角大小随热气流的大小改变，排气量也随之改变。当然也可以用金属丝的一端将风叶悬挂在排气口，另一端连接位于排气口外侧壁上的支架，也可以达到同样的目的。

第一、二、三种实施方式的热气流增压装置是自动调节的。使用时，热气流从排气口1排出，通过支承碟3碟底的通气孔5进入支承碟3，受到金属箔2阻挡并将金属箔2浮起，从支承碟3侧壁的通气孔5向外排出。支承碟3和挡盖4可以扣在一起，像笼子，金属箔2被置于笼中，随热气流自动升降并被限制在支承碟3内，上升高度被限制在挡盖4以下。热气流中断，金属箔2即自动回落到支承碟3的碟底。

第四种实施方式的热气流增压装置也是自动调节的。热气流增压装置位于换热器的排气口1上，热气流从支承圈6的支承肋8之间的空挡通过，受到环形可悬浮金属箔2阻挡并将金属箔2浮起，改变方向外排出。金属箔2随热气流的大小自动升降，其上升高度被限制在挡圈7以下。热气流中断，金属箔2即自动回落到支承圈6上。

第五、六、七种实施方式的热气流增压装置是人工调节。使用时，观察火焰进入换热器1的情形。如火焰和热气流溢出底部，可旋转螺帽16升高风叶13，加大排气；如火焰已经全部进入换热器，可旋转螺帽16降低风叶13，减小排气，以底部无火焰和热气流溢出为限。

第八种实施方式的热气流增压装置也是人工调节，方法与第五、六、七种实施方式相似，旋转风叶13即可调节排气量。

第九种实施方式的热气流增压装置还是人工调节，方法与第五、六、七、八种实施方式相似。两只通气杯14一内一外，可以相对旋转，起到可调节的风叶的作用，内外通气孔5重合和错开，即可改变对排气口1的覆盖面积和排气量。重合时排气量最大，错开时排气量减小，完全错开，则不通气。

第十种实施方式的热气流增压装置是自动调节的。风叶13随热气流的大小向外张开并改变与排气口1的夹角，排气量随之改变。

为防止碰撞并增加美观，可按照热气流增压装置的形状和位置设置通气的护罩(图中未示)。

本发明不局限于燃气热水器和锅炉，也可以用于各种炉灶和加热器。可悬浮金属箔、支承碟、挡盖可以是圆形，也可以正方形、矩形、椭圆形等；环形可悬浮金属箔可以是圆环形，也可以是正方形环形、矩形环形、椭圆形环形等；风叶、通气杯可以是圆形，也可以是其他形状，随排气口的形状而改变；可悬浮环形金属箔及其支承圈、挡圈可以是整体的，也可以是分段的，如分为两个以上的条形或弧形；可调节的风叶也可以设置在排气口之下；如换热器设有多只排气口，可在多只排气口分别设置热气流增压装置，也可以在总排气口设置。只要采用了热气流增压装置，均落在本发明的保护范围。

Claims (1)

1、一种换热器，包括内胆(9)、水套(10)和排气口(1)，其特征在于：在所述排气口(1)设置热气流增压装置，所述热气流增压装置由可悬浮的金属箔(2)、通气的支承圈(6)，挡圈(7)组成，所述可悬浮的金属箔(2)呈环形，所述支承圈(6)设有支承肋(8)，所述支承圈(6)套在所述内胆(9)外且位于所述水套(10)上，所述可悬浮的金属箔(2)位于所述支承肋(8)上且与所述内胆(9)间隙配合，所述挡圈(7)位于所述可悬浮的金属箔(2)的上方。

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