CN101398264A - 自动除垢热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动除垢热交换器，包括筒状壳体和发热体，壳体设有进、出水口，所述发热体位于壳体内部中央，发热体与壳体之间由圆形换热壁相隔开，换热壁与壳体之间围成环状水腔，水腔内沿轴向设置竖杆，所述竖杆外周设有贴近换热壁的除垢器，壳体的中心部位设有支轴，竖杆连接有令其绕支轴旋转的传动机构，本设计将发热体设置于壳体的内部，工作时热交换的效率高，此外，在水腔处设有贴住换热壁旋转的除垢器，当换热壁产生水垢时，除垢器可及时将水垢铲除，使换热壁即使长时间使用也不会因水垢而影响其传热效果，令产品更加节能及环保。

Description

自动除垢热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，特别是一种具有自动除垢功能的热交换器。
背景技术
热交换器广泛用于空调制冷、热水器、工业热交换等领域，其结构有多种多样，常用的热交换器包括管壳式热交换器和螺旋式热交换器，管壳式换热器的壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动；另一种在管外流动。螺旋式热交换器的则主要是将铜管绕制成螺旋形，再将绕制成型的铜管放入壳体中安装。上述的热交换器由于铜管浸泡在壳体的水腔中，其理论的换热效率都比较高，但在实际应用中，这种热交换器都存在结垢问题，而且一直难以克服，在使用时一旦铜管表面或者翅片结有水垢，会降低传热介质的换热效果，使得产品的能耗增大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种换热效果好、节能环保、能自动清除换热器水垢的热交换器。
本发明所采用的技术方案是：
自动除垢热交换器，包括筒状壳体和发热体，壳体设有进、出水口，所述发热体位于壳体内部中央，发热体与壳体之间由圆形换热壁相隔开，换热壁与壳体之间围成环状水腔，水腔内沿轴向设置竖杆，所述竖杆外周设有贴近换热壁的除垢器，壳体的中心部位设有支轴，竖杆连接有令其绕支轴旋转的传动机构。
本发明的进一步改进，所述传动机构包括：壳体转动安装于支轴上，两端通过上、下密封件密封，竖杆的两端分别安装在壳体的上、下端盖上，所述壳体由驱动装置驱动。
本发明的进一步改进，所述传动机构包括：水腔底部设有绕支轴旋转的叶轮，叶轮通过齿轮变速装置与竖杆连接，进水口的进水方向朝向叶轮。
本发明的进一步改进，所述齿轮变速装置为三级变速传动齿轮，其包括：叶轮中间设有朝上的凸台，凸台上部是外齿轮，外齿轮对称啮合有三个同样的大齿轮，所述大齿轮下方设有支撑其齿轮轴的承板，该承板套设于凸台下部，大齿轮上表面中心处凸起设有小齿轮，其中一小齿轮的中轴与竖杆下端固定连接，该三个小齿轮的外齿与一内齿盘啮合连接，所述内齿盘的外周安装于壳体内壁上，水腔上方设有令竖杆上端与下端同步绕转的导向装置。
本发明的有益效果是：本设计将发热体设置于壳体的内部，在进行热交换时发热体将热量透过换热壁传给外部环状的水腔，在此过程中热量损失极小，热交换的效率高，换热效果好，此外，在水腔处设有竖杆，所述竖杆安装有除垢器，竖杆在传动机构的带动下可绕支轴旋转，使除垢器也贴住换热壁旋转，当换热壁产生水垢时，除垢器可及时将水垢铲除，使换热壁即使长时间使用也不会因水垢而影响其传热效果，令产品更加节能及环保；进一步，本设计将壳体转动安装于支轴上，竖杆两端分别安装在壳体上，壳体由驱动装置驱动，从而带动除垢器工作，该装置结构简单，能适用较大型的设备；此外，也可在水腔底部设有叶轮，进水口朝向叶轮安装，利用水流来推动叶轮，再通过齿轮变速装置带动竖杆转动，本技术方案依靠水流自身的冲击力使除垢器工作，不须依靠其它外部动力装置，产品更加节能，同时结构紧凑，使用寿命长。
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是本发明的结构示意图；
图2是第二种实施方式；
图3是第二种实施方式的分解图；
图4是除垢器与换热壁、翅片的结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图4，一种自动除垢热交换器，包括筒状壳体1和发热体2，壳体1设有进、出水口11、12，所述发热体2位于壳体1内部中央，发热体2与壳体1之间由圆形换热壁21相隔开，换热壁21与壳体1之间围成环状水腔13，水腔13内沿轴向设置竖杆3，所述竖杆3外周设有贴近换热壁21的除垢器31，壳体1的中心部位设有支轴4，竖杆3连接有令其绕支轴4旋转并除去换热壁21污垢的传动机构。
本设计将发热体设置于壳体的内部，在进行热交换时发热体将热量透过换热壁传给外部环状的水腔，在此过程中热量损失极小，热交换的效率高，换热效果好，此外，在水腔处设有竖杆，所述竖杆安装有除垢器，竖杆在传动机构的带动下可绕支轴旋转，使除垢器也贴住换热壁旋转，当换热壁产生水垢时，除垢器可及时将水垢铲除，使换热壁即使长时间使用也不会因水垢而影响其传热效果，令产品更加节能及环保。
为了使换热效果更好，可在换热壁21的外表面设置多层环状的翅片22，设计时令除垢器31伸入相邻翅片的空隙中，当除垢器移动时，除了铲除换热壁上的污垢外，还可同时将附着于翅片表面的污垢铲除。
进一步，所述发热体2由流体管道组成，该流体管道的进、出管23、24从壳体1端部伸出，本设计的产品可应用于空调热水器系统中。类似的，发热体也可以是电阻式电热体，也可以是电磁式电热体。
如图1所示，本发明所述传动机构包括：壳体1转动安装于支轴4上，两端通过上、下密封件14、15密封，竖杆3的两端分别安装在壳体的上、下端盖16、17上，所述壳体1由驱动装置驱动，在工作时，在驱动装置的作用下，壳体带动竖杆绕支轴旋转，使除垢器工作，该装置结构简单，能适用较大型的设备。所述驱动装置包括设置在壳体外部的电机5，电机5通过皮带51驱动壳体1；此外，电机与壳体之间也可采用摩擦轮驱动、齿轮驱动等方式。
另一种驱动方式，如图2、图3所示，该传动机构包括：水腔13底部设有绕支轴4旋转的叶轮6，叶轮6通过齿轮变速装置与竖杆3连接，进水口11的进水方向朝向叶轮6。利用水流来推动叶轮，再通过齿轮变速装置带动竖杆转动，本技术方案依靠水流自身的冲击力使除垢器工作，不须依靠其它外部动力装置，产品更加节能，同时结构紧凑，使用寿命长。
所述齿轮变速装置为三级变速传动齿轮，其包括：叶轮6中间设有朝上的凸台61，凸台61上部是外齿轮62，外齿轮62对称啮合有三个同样的大齿轮7，所述大齿轮7下方设有支撑其齿轮轴的承板71，该承板71套设于凸台61下部，大齿轮7上表面中心处凸起设有小齿轮72，其中一小齿轮72的中轴与竖杆3下端固定连接，该三个小齿轮72的外齿与一内齿盘8啮合连接，所述内齿盘8的外周安装于壳体内壁上，水腔13上方设有令竖杆3上端与下端同步绕转的导向装置。工作时，水流从进水口11中流入水腔，推动叶轮6转动，叶轮6上的外齿轮62带动大齿轮7，大齿轮7下部由承板71约束，顶部是内齿盘8，在水平方向上受外齿轮62及内齿盘8的内齿约束，大齿轮在转动时，固定于其中心的小齿轮72同步转动，并且在与内齿盘8的内齿的啮合下，沿该内齿轨迹运行，由于其中的一个小齿轮与竖杆3连接，从而带动除垢器工作。根据产品的不同大小，在设计时可通过配置不同直径的齿轮，从而使除垢器达到所要求的运行速度。
所述导向器装置包括在水腔13顶部设有内齿盘9，顶部内齿盘9与底部内齿盘8的内齿相同，竖杆3顶端设有与其底端相同的小齿轮32，上内齿盘9固定于支轴4顶部；除了内齿盘的形式外，也可采用导槽等其它形式来达到导向的目的。
本设计所述除垢器31可以是刮块，也可以是弹性刷，或者是弹性钢片等材料。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本发明的目的都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.自动除垢热交换器，包括筒状壳体(1)和发热体(2)，壳体(1)设有进、出水口(11、12)，其特征在于：所述发热体(2)位于壳体(1)内部中间，发热体(2)与壳体(1)之间由圆形换热壁(21)相隔开，换热壁(21)与壳体(1)之间围成环状水腔(13)，水腔(13)内沿轴向设置竖杆(3)，所述竖杆(3)外周设有贴近换热壁(21)的除垢器(31)，壳体(1)的中心部位设有支轴(4)，竖杆(3)连接有令其绕支轴(4)旋转的传动机构。
2.根据权利要求1所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述换热壁(21)的外表面设置多层环状的翅片(22)，除垢器(31)伸入相邻翅片的空隙中。
3.根据权利要求1所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述发热体(2)由流体管道组成，该流体管道的进、出管(23、24)从壳体(1)端部伸出。
4.根据权利要求1、2或者3所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述传动机构包括：壳体(1)转动安装于支轴(4)上，两端通过上、下密封件(14、15)密封，竖杆(3)的两端分别安装在壳体的上、下端盖(16、17)上，所述壳体(1)由驱动装置驱动。
5.根据权利要求4所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述驱动装置包括设置在壳体外部的电机(5)，电机(5)通过皮带(51)驱动壳体(1)。
6.根据权利要求1、2或者3所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述传动机构包括：水腔(13)底部设有绕支轴(4)旋转的叶轮(6)，叶轮(6)通过齿轮变速装置与竖杆(3)连接，进水口(11)的进水方向朝向叶轮(6)。
7.根据权利要求6所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述齿轮变速装置为三级变速传动齿轮，其包括：叶轮(6)中间设有朝上的凸台(61)，凸台(61)上部是外齿轮(62)，外齿轮(62)对称啮合有三个同样的大齿轮(7)，所述大齿轮(7)下方设有支撑其齿轮轴的承板(71)，该承板(71)套设于凸台(61)下部，大齿轮(7)上表面中心处凸起设有小齿轮(72)，其中一小齿轮(72)的中轴与竖杆(3)下端固定连接，该三个小齿轮(72)的外齿与一内齿盘(8)啮合连接，所述内齿盘(8)的外周安装于壳体内壁上，水腔(13)上方设有令竖杆(3)上端与下端同步绕转的导向装置。
8.根据权利要求7所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述导向器装置包括在水腔(13)顶部设有内齿盘(9)，顶部内齿盘(9)与底部内齿盘(8)的内齿相同，竖杆(3)顶端设有与其底端相同的小齿轮(32)，上内齿盘(9)固定于支轴(4)顶部。
9.根据权利要求1、2或者3所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述除垢器(31)是刮块。
10.根据权利要求1、2或者3所述的自动除垢热交换器，其特征在于：所述除垢器(31)是弹性刷。
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