CN101520232A - 双水腔燃油加热器用热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双水腔燃油加热器用热交换器，包括外水腔体和内水腔体，内水腔体安装在外水腔体内，外水腔体与内水腔体通过水管串联连接构成水流回路；外水腔体由外水腔外套和外水腔内套构成，外水腔内套套装在外水腔外套内，外水腔外套上设有进水管和出水管并设有排气管，外水腔内套和外水腔外套之间在尾部设有水腔隔环；内水腔体由内水腔外套和内水腔内套构成，内水腔内套套装在内水腔外套内，内水腔内套内设有燃烧锥形罩，内水腔内套的前端设有定位套。本发明采用双水腔，增加了加热器的换热面积，提高加热器整机的热效率；由于内水腔体直接与高温燃烧火焰接触，会在水腔中产生泡态沸腾，从而强化换热，使燃油加热器的热效率提高10％以上。

Description

双水腔燃油加热器用热交换器

技术领域

本发明涉及一种液体型燃油加热器用的热交换器，属于燃油加热器技术领域。

背景技术

燃油加热器作为一种独立的供热装置，已被广泛的用于汽车、船舶等各种运载机械在低温环境下取暖以及发动机预热等。作为燃油加热器关键部件的热交换器，其换热效率的高低对加热器的热效率以及其它性能有重大的影响。目前液体型燃油加热器均采用螺旋状单水腔热交换器进行换热。因该类换热器的换热面积受到制约，故热量损失仍然偏大，即在同样的能耗下不能得到足够高的热效率。特别是，燃油加热器作为一个附属系统安装在长宽高尺寸受限的车辆或装置时，提供一种热功率体积比更高的燃油加热器，就显得尤为重要。

发明内容

本发明针对现有燃油加热器的单水腔热交换器所存在的不足，提供一种换热效率更高的双水腔燃油加热器用热交换器，该热交换器不仅可以显著节约能源，而且可满足安装空间小、热功率需求高的受热设备。

本发明的双水腔燃油加热器用热交换器采用以下技术解决方案：

双水腔燃油加热器用热交换器包括外水腔体和内水腔体，内水腔体安装在外水腔体内，外水腔体与内水腔体通过水管串联连接构成水流回路；外水腔体由外水腔外套和外水腔内套构成，外水腔内套套装在外水腔外套内，外水腔外套上设有进水管和出水管并设有与内水腔体与外水腔体之间的空腔连通的排气管，外水腔内套的内壁面上设有沿周向分布的传热片，外表面上设有螺旋状导流片，外水腔内套和外水腔外套之间在尾部设有水腔隔环；内水腔体由内水腔外套和内水腔内套构成，内水腔内套套装在内水腔外套内，内水腔内套内设有燃烧锥形罩，内水腔内套的前端设有定位套，内水腔内套的外表面设有导流片。

水腔隔环呈带缺口的圆环形，水腔隔环的作用是防止外水腔体中的水直接由出水管短路流出。

外水腔外套的尾部和外水腔内套的尾部之间设有隔板，可使由水腔隔环底部缺口的来水必须进入内水腔体吸热后再流出。

内水腔内套同时也是燃油加热器的燃烧室，燃烧锥形罩是用于加热器工作过程中使部分火焰回流以维持起动后在点火器断电后仍能自燃正常工作。

当燃油加热器正常工作时，内水腔内套(同时也是燃烧室)内高温燃气在流出的过程中，高温燃气首先经内水腔体放热，然后由内水腔体尾部折返180°，再通过由内水腔体外表面与外水腔体内表面所组成的环形通道，继续不断放热后经由排气管排入大气。循环水由进水管经外水腔的螺旋导流片吸热后，再进入内水腔体吸热后从内水腔体进入出水管流出，为车辆或其它装置供热。

本发明采用双水腔，一方面增加了加热器的换热面积，可充分吸收高温燃气的热能，提高加热器整机的热效率；另一方面，由于内水腔体直接与高温燃烧火焰接触，会在水腔中产生泡态沸腾，从而强化换热，显著提高热效率，可使燃油加热器的热效率提高10％以上，由于热效率的提高，在加热器外形尺寸不变的情况下，可获得更大的输出标定功率。另外，只需对现有加热器的原燃烧室略加改造，即可实现提高热效率并缩短达到供热水温时间的双重功效，且保持了原有加热器的外形尺寸，这样可大大降低技术改造及生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中沿A-A线的剖视图。

图3为图2中沿B-B向的剖视图。

图中，1、进水管，2、外水腔外套，3、外水腔体，4、外水腔内套，5、传热片，6、水腔隔环，7、出水管，8、外堵，9、内水腔出水管，10、内堵，11、隔板，12、内水腔进水管，13、内水腔外套，14、导流片，15、燃烧锥形罩，16、螺旋状导流片，17、内水腔内套，18、内水腔体，19、排气管，20、定位套。

具体实施方式

如图1所示，本发明的双水腔燃油加热器用热交换器包括外水腔体3和内水腔体18，内水腔体18安装在外水腔体3内，外水腔体3与内水腔体18串联连接，内水腔体18通过内水腔进水管12和出水管9与外水腔体3相连接。

外水腔体3由外水腔外套2和外水腔内套4构成，外水腔内套4套装在外水腔外套2内。外水腔外套2上焊接有与外水腔体3连通的进水管1和出水管7，并焊接有与内水腔体18与外水腔体3之间的空腔连通的排气管19。外水腔内套4的内壁面上焊接有沿周向分布的传热片5，每个传热片均沿轴向焊接；外水腔内套4的外表面焊接有螺旋状导流片16，螺旋状导流片16的截面可以是矩形、三角形、梯形或圆形；外水腔内套4的尾部设有内堵10，外水腔内套4和外水腔外套2之间在尾部设有水腔隔环6，水腔隔环6呈带有缺口的圆环形，水腔隔环6的作用是防止外水腔体3中的水直接由出水管7短路流出。外水腔外套2的尾部设有外堵8，外堵8与内堵10之间设有隔板11，隔板11可使由水腔隔环6底部缺口的来水必须进入内水腔体18吸热后再流出。

内水腔体18由内水腔外套13和内水腔内套(也是燃烧室)17构成，内水腔内套17套装在内水腔外套13内，内水腔外套13焊接在内水腔内套17的外表面上，两者之间的空腔构成内水腔体。内水腔内套17内设有燃烧锥形罩15，内水腔内套17的前端设有定位套20，内水腔内套17的外表面焊接有导流片14。内水腔内套17和内水腔外套13之间在尾部焊接有均与外水腔3连通的内水腔进水管12和内水腔出水管9，参见图2和图3。

本发明的工作过程是：

燃油加热器工作时，燃烧室(即内水腔内套)中的高温燃气首先经内水腔体18内表面散热，然后由其尾部折转180°后经外水腔内套4和内水腔外套13之间的圆柱管状空腔继续向内水腔体18的外表面和外水腔体3的内表面及传热片5散热后由排气管19排出(如图1中虚线箭头所示)。传递热量的循环水首先由外水腔体3上的进水管1进入外水腔体3中，在螺旋状导流片16的引导下，水在外水腔体3中螺旋流动，并经外水腔内套4表面及其内壁面上的传热片5吸热。由于水腔隔环6的阻挡，水只能由水腔隔环6底部的缺口经内水腔进水管12进入内水腔体18中进一步吸热，然后经内水腔体18中的导流片14的导流折转180°，再经内水腔出水管9进入外水腔体3尾部，从外水腔体3上的出水管7中流出(如图1中实线箭头所示)，为车辆或其它装置供热。

Claims (3)

1.一种双水腔燃油加热器用热交换器，包括外水腔体和内水腔体，其特征是：内水腔体安装在外水腔体内，外水腔体与内水腔体通过水管串联连接构成水流回路；外水腔体由外水腔外套和外水腔内套构成，外水腔内套套装在外水腔外套内，外水腔外套上设有进水管和出水管并设有与内水腔体与外水腔体之间的空腔连通的排气管，外水腔内套的内壁面上设有沿周向分布的传热片，外表面上设有螺旋状导流片，外水腔内套和外水腔外套之间在尾部设有水腔隔环；内水腔体由内水腔外套和内水腔内套构成，内水腔内套套装在内水腔外套内，内水腔内套内设有燃烧锥形罩，内水腔内套的前端设有定位套，内水腔内套的外表面设有导流片。

2.根据权利要求1所述的双水腔燃油加热器用热交换器，其特征是：所述水腔隔环呈带缺口的圆环形。

3.根据权利要求1所述的双水腔燃油加热器用热交换器，其特征是：所述外水腔外套的尾部和外水腔内套的尾部之间设有隔板。

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