CN102177403B - 一种加热器 - Google Patents

Abstract

一种燃烧加热炉，包括鼓风机壳体，该鼓风机壳体具有设置在其中的离心式鼓风机叶轮，且多根热交换管大致围绕叶轮的外周的主要部分设置。热交换管从多个燃烧器喷嘴接收燃烧气体并将燃烧气体排放到与电动机驱动的诱导气体泵连通的通风装置。一体式鼓风机壳体和热交换器可布置在箱体内，该箱体包括用于燃料输送歧管的支承结构、关联的燃烧器喷嘴，并形成通过鼓风机循环的空气的空气入口和出口开口。

Description

一种加热器

背景技术

在尤其是用于加热封闭空间的、包括燃烧加热炉的加热设备的开发中，一直需要提供一种结构紧凑、制造成本低且能量效率高的加热器。例如，常规燃烧加热炉型加热器包括单独的热交换器和鼓风机或设置在大致长方体盒状箱体内的风机壳体结构，该箱体具有用于所谓回流空气的空气入口开口和用于所谓供给空气的空气出口开口。但是，关于加热器或加热炉的总体物理尺寸、制造成本和能量效率的上述要求仍然是其进一步发展的推动因素，且开发本发明也是为了这些目的。 

发明内容

本发明提供一种改进的、用于封闭空间的强制空气加热的加热器，其中热交换器与电动机驱动转动的风机或鼓风机的壳体为一体。具体地说，本发明针对一种结构紧凑的强制空气加热炉，其用于加热输送到封闭空间的空气，且其中燃烧加热交换器整合到离心式鼓风机壳体内。 

根据本发明的一个重要方面，提供一种一体式热交换器和鼓风机壳体，其包括结构紧凑的燃烧加热炉，其中有多根热交换管设置在离心式鼓风机叶轮或叶轮的大致螺旋或涡卷型壳体内。多根并排的热交换管大致围绕设置在鼓风机壳体内的离心式鼓风机叶轮。这样，提供与强制空气鼓风机结构一体的热交换器，鼓风机壳体形成热交换器的一体部分并执行将空气引导到离心式气动叶轮和从该叶轮引导空气的常规功能。 

根据本发明的另一方面，提供一种结构紧凑的燃烧加热炉，其包括鼓风机壳体，该鼓风机壳体包括围绕离心式叶轮或风机的一体式热交换器，叶轮或风机连接到安装在鼓风机壳体上的电动机。多根并排的热交换管定向成靠近间隔开的燃烧器喷嘴，各燃烧器喷嘴较佳地安装在鼓风机壳体外部。热交换管大致 围绕离心式鼓风机叶轮并定向成将燃烧气体排放到用于从加热炉排气的通风装置，该排气是由电动机驱动的鼓风机诱导的。多根细长的燃烧器管定向成包括设置在沿相对于转动的离心式叶轮径向向外周向地推动的气流方向下游的各部分。可改变热交换管关于横截面形状的构造以使通过与多根热交换管接触而加热的空气流动阻力最小。 

根据本发明的又一方面，提供一种强制空气燃烧加热炉，其包括结构紧凑、大致长方体的外部箱体、安装在箱体内的离心式鼓风机壳体、以及整合到鼓风机壳体内并与其整合在一起的燃烧加热炉热交换器，燃烧加热炉热交换器还包括多根并排的热交换管，各管布置成使气流能够基本上流过每根管的整个表面以提供在管内流动的燃烧气体与在各管的整个表面上循环并由离心式鼓风机推进的空气之间的最大热交换。 

本领域的技术人员在阅读结合附图的以下详细说明书后还会理解本发明的上述优点和优越特征以及其其它重要方面。 

附图说明

图1是示出包括燃烧加热炉的加热器的立体图，燃烧加热炉具有一体式热交换器和强制鼓风机壳体布置； 

图2是从不同方向看的图1所示加热炉的立体图； 

图3是图1和2所示加热炉的俯视图，去除了外部箱体； 

图4是一体式鼓风机壳体和热交换器的立体图，示出了布置在涡卷状组合鼓风机和热交换器壳体内多个热交换器管的总体布置； 

图5是大致沿图1的线5-5截取的横向剖视图； 

图6是鼓风机壳体的一侧的立体图；以及 

图7是鼓风机壳体的相反侧的立体图。 

具体实施方式

在以下说明书中，分别用相同的标号标示整个说明书和附图中相同的部件。为了清晰和简明，附图可能不是按比例的且某些特征可能以放大比例或有 些概括化或示意的形式来示出。 

参照图1和2，示出用于对封闭空间内循环的空气进行加热的加热器并总体以附图标记10标示。根据本发明的加热器10有利地表征为一个燃烧加热炉，并包括大致长方体箱体12，该箱体具有相对的侧壁14和16、后壁18以及可拆除前壁19，在附图中示出去除了前壁的主要部分。由相对侧壁14和16、后壁18和箱体框架件22限定相对大的空气入口开口20。图1中大致平坦的顶壁24具有形成在其上的适当开口26，用于从箱体12排放空气以流到诸如住宅或办公大楼内的封闭空间(未示出)之类的使用地点。从封闭空间回流的空气通过入口开口20进入箱体12。侧壁14可包括通常由维修盖(未示出)覆盖的大致矩形开口15，从而通过拆除维修盖和堵塞开口20，回流空气可通过开口15进入箱体内部空间，该内部空间在图2中总体由附图标记23标示。 

在箱体12内设有涡卷型鼓风机壳体，总体由附图标记28标示。在图3、5、6和7中还示出，鼓风机壳体28包括有些涡卷形或螺旋形的外壁30、相对的锥形侧壁32和34(见图3、6和7)以及限定的相对的空气入口开口36和38的同轴线的内壁部分33和35(见图6和7)。由外壁30、相对的侧壁32和34以及内壁部分42限定空气排放开口40，该内壁部分42与外壁30相交并邻近于侧壁32和34，如图3、6和7所示。因而，壳体28限定空气通过开口36和38而引入壳体并通过开口40排放的流路，其中较佳的是，提供从开口36和38的中心轴线39延伸的周向间隔开的、径向平面看时连续增加的空气流路横截面面积。因而，鼓风机壳体28在安装于箱体12内时，设置成其空气出口开口40与箱体顶壁24的开口26紧邻。壳体28的侧壁32和34与箱体12的内部空间23内的侧壁14和16适当地间隔开，以使来自开口20的气流不受限制地通过内部空间并进入壳体28的空气入口开口36和38。 

再参见图1、2、3和5，箱体12设有内部横向壁44，该内部横向壁44具有平行于后壁18的大致垂直部分44a和朝向箱体12的前壁倾斜的部分44b。箱体壁部分44a与外壁30的一部分连续(见图3)并支承总体以附图标记50标示的燃烧气体通风装置(plenum)。通风装置50支承电动机驱动的燃烧气体诱导泵或风机51，该泵或风机51包括用于驱动离心式叶轮(未示出)的驱 动电动机52(见图2和3)，叶轮与用于通过排放管道56(图1、2和5)排放燃烧气体的通风装置50流体连通。细长而大致扁平板支承架58(图1和2)在侧壁14与16之间延伸并由该两侧壁支承，并大致平行于壁部分44b延伸并与其间隔开。板状支撑架58可操作以支承间隔开的燃烧气体燃烧器喷嘴60，以示例方式示出六个燃烧器喷嘴60。燃烧器喷嘴60分别与燃烧燃气排放喷嘴62对准，且燃烧燃气排放喷嘴安装在连接到常规燃料流量和压力调节控制阀66的管状歧管64，该歧管64适于连接到诸如天然气之类的流体燃料源。歧管64由相对支架65和67(见图1和2)适当地支承在箱体12内。燃烧器喷嘴60还设有适当的点火器装置(附图中未示出)。 

壁部分44b设有分别与每个燃烧器喷嘴60对准的多个间隔开的开口69(图1和2)。加热的燃烧气体和诱导空气流过开口69进入相应的热交换管道，热交换管道包括燃烧气体输送管70(图4和5)，输送管70的主要部分大致彼此平行且彼此间隔开地并排设置在鼓风机壳体28的内部空间71内，如图所示。如图5所示，例如每个燃烧器热交换管70包括连接到壁部分44b并与其中的开口69对准的入口端73。每个管70包括较佳地具有圆柱形横截面几何形的大致直的或直线的部分74，该部分74延伸穿过外壁30并在空间71内延伸到第一弯曲部分76，该第一弯曲部分76与第二直线的或直的部分78连续，第二直的部分78与通过直线部分81和83互连的另外的弯曲部分80、82、84连续。每个热交换管70在入口端73与弯曲部分84的气体排放端之间的横截面可以大致为圆柱形，然而具体在直的或直线管部分的横截面形状可具有不同的几何形以改进传热性。大致圆柱形直线过渡件86连接到最终气体排放管部分88，该排放管部分88较佳地还具有稍微椭圆形的横截面(见图3)，从而使暴露于从鼓风机壳体28排放的气流的投影横截面面积最小并能够与通风装置50连通。热交换管部分86突出穿过与排放开口40相邻的鼓风机截断壁部分43，如图3和5所示。每个椭圆形截面管部分88的气体排放端在通风装置50处突出穿过外壁30以在诱导鼓风机或风机50的诱导下将燃烧气体排放到通风装置内，以通过排放燃气管56排放。图4中还示出燃烧气体热交换管70的并排、间隔开的构造。 

再参照图1并还参照图5，加热器或加热炉10包括设置在壳体28内的电动机驱动的鼓风机，且特征在于安装在周向间隔开的支架94上的驱动电动机92，支架94以常规方式连接到壳体28。电动机92至少部分在开口38内延伸，并可驱动地连接到常规构造的大致圆柱形的、所谓的鼠笼式离心叶轮96，该叶轮96设置在壳体28的内部空间71的一部分内并大致由热交换管70所围绕，在图5中以示例方式示出。叶轮96布置成围绕轴线39转动。通过使管70沿大致在叶轮96的转动平面内并平行于该平面的方向延伸的方向定向以最大程度地暴露于从叶轮96的外周96a并跨越其宽度的气流，这就提供了本案方面的另一有利方面。因而，包括多个间隔开的热交换管70的加热炉10的热交换器基本上与鼓风机壳体28为一体，并暴露于否则是由以常规方式运行的鼓风机或风机叶轮96诱导的进入壳体28的内部空间71的空气。此外，通过提供多个间隔开的热交换管来输送与来自每个燃烧器喷嘴60的诱导和加热空气流混合的燃烧气体，可在相对小的空间内实现有效且高速率的热交换，而不减损电动机驱动的鼓风机或风机96的性能。此外，还有热交换管70构造使得，如交替直的和弯曲的管部分74、76、78、80、81、82、83和84提供的那样，当流动沿逆时针方向(从图5看)朝向开口40行进时，例如从叶轮96排放的空气可流过管70的一个以上的部分，又改进了传热性。该改进的传热性至少部分是由于直管部分74、78、81和83靠近叶轮96和弯管部分76、80、82和84靠近外壁30的结果。 

根据前述说明，本领域的技术人员会预见到加热器或加热炉10的结构和运行。可采用本领域技术人员已知的用于包括鼓风机和热交换器的加热炉部件的常规工程材料来构造加热炉10。 

尽管本文已经详细描述了本发明的较佳实施例，但本领域的技术人员会认识到可进行各种替代和改型而不偏离所附权利要求书的范围和精神。 

Claims (24)

1.一种用于将加热的空气循环到封闭空间内的加热器，所述加热器包括：

鼓风机壳体，所述鼓风机壳体包括外壁和相对的侧壁；

可转动叶轮，所述叶轮设置在所述鼓风机壳体内，用于使空气在所述鼓风机壳体内沿气流路径从至少一个空气入口开口通过所述鼓风机壳体循环到至少一个空气排放开口；以及

用于携带燃烧气体的多根热交换管道，每根热交换管道包括用于接纳燃烧气体的第一管段和用于排放燃烧气体的气体排放管段，所述多根热交换管道设置在所述鼓风机壳体内并围绕所述叶轮的外周的至少一部分设置，用以加热通过所述叶轮在所述鼓风机壳体内循环的空气；

其中，所述气体排放管段中的至少一个基本上设置在所述鼓风机壳体内的至少一个空气排放开口附近，并且沿所述气流路径相对于所述第一管段中的至少一个位于下游。

2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，包括：

电动机，所述电动机安装在所述鼓风机壳体上并驱动地连接到所述叶轮。

3.如权利要求2所述的加热器，其特征在于：

所述鼓风机壳体包括形成在所述侧壁的相应侧壁上的相对的空气入口开口。

4.如权利要求3所述的加热器，其特征在于：

所述侧壁相对于所述叶轮的转动轴线轴向呈锥形并至少部分围绕所述叶轮的所述外周。

5.如权利要求4所述的加热器，其特征在于：

所述叶轮包括直接连接到所述电动机的离心式叶轮。

6.如权利要求1所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管道包括多根热交换管，所述热交换管具有用于从相应燃烧器喷嘴接受加热的燃烧气体的相应入口端。

7.如权利要求6所述的加热器，其特征在于：

所述第一管段分别包括突出穿过所述鼓风机壳体的所述外壁的气体入口端。

8.如权利要求6所述的加热器，其特征在于：

所述燃烧器喷嘴邻近于燃料歧管并排布置，所述燃料歧管用于接受在所述燃烧器喷嘴内燃烧的燃烧流体燃料，由此通过所述热交换管传输在所述燃烧器喷嘴内产生的燃烧气体。

9.如权利要求6所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管具有多个部分，所述多个部分布置成在所述鼓风机壳体内循环的所述空气在从所述叶轮流到所述至少一个排放开口的过程中与所述各部分中的相继部分接触。

10.如权利要求9所述的加热器，其特征在于：

所述各部分中所选择的部分比所述各部分的其它部分更靠近所述叶轮设置。

11.如权利要求6所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管包括开口通入所述加热器的通风装置的相应排放端，以向所述通风装置排放燃烧气体。

12.如权利要求11所述的加热器，其特征在于，包括：

燃烧气体流诱导鼓风机，所述鼓风机可操作地连接到所述通风装置，以诱导燃烧气体通过所述热交换管流并排放到燃料管道。

13.如权利要求6所述的加热器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体支承所述鼓风机壳体，所述箱体包括第一壁和间隔开的侧壁，所述第一壁具有与所述鼓风机壳体上至少一个排放开口连通的开口，且所述间隔开的侧壁连接到所述第一壁并形成用于将气流引导到所述鼓风机壳体上所述至少一个入口开口的空间。

14.如权利要求13所述的加热器，其特征在于，包括：

支承壁部分，所述支承壁部分包括形成在所述支承壁部分上与所述热交换管的气体入口端对准的多个开口，并用于从所述各燃烧器喷嘴的相应喷嘴接受燃烧气体。

15.如权利要求6所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管各包括第一部分、多个弯曲部分以及排放部分，所述第一部分直接与所述各燃烧器喷嘴中的一个喷嘴连通，所述第一部分是大致直线的，所述多个弯曲部分构造成使所述热交换管围绕所述叶轮的所述外周定向，所述排放部分与通风装置连通。

16.如权利要求15所述的加热器，其特征在于：

每根所述热交换管的主要部分具有大致圆柱形截面，而所述排放部分具有大致椭圆形截面。

17.一种用于将加热的空气循环到封闭空间内的加热器，所述加热器包括：

鼓风机壳体，所述鼓风机壳体包括外壁和相对的侧壁；

离心式叶轮，所述叶轮设置在所述鼓风机壳体内，用于使空气在所述鼓风机壳体上至少一个空气入口开口和至少一个空气排放开口之间循环通过所述鼓风机壳体；

电动机，所述电动机安装在所述鼓风机壳体上并驱动地连接到所述叶轮；以及

多根并排的热交换管，所述热交换管设置在所述鼓风机壳体内、并围绕所述叶轮的外周的至少主要部分设置，用以携带燃烧气体并加热通过所述叶轮在所述鼓风机壳体内循环的空气，每根热交换管包括用于接纳燃烧气体的第一管段和用于排放燃烧气体的气体排放管段；

其中，所述气体排放管段中的至少一个基本上设置在所述鼓风机壳体内的至少一个空气排放开口附近，并且沿所述气流路径相对于所述第一管段中的至少一个位于下游。

18.如权利要求17所述的加热器，其特征在于，包括：

多个燃烧器喷嘴，所述燃烧器喷嘴邻近于燃料歧管并排布置，所述燃料歧管用于接受在所述燃烧器喷嘴内燃烧的燃烧流体燃料，由此通过所述热交换管传输在所述燃烧器喷嘴内产生的燃烧气体。

19.如权利要求18所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管包括开口通入所述加热器的通风装置的相应排放端以向所述通风装置排放燃烧气体。

20.如权利要求18所述的加热器，其特征在于：

所述第一管段直接与所述燃烧器喷嘴连通，所述第一管段是大致直线的，多个弯曲部分构造成使所述热交换管围绕所述叶轮的所述外周定向，其中所述气体排放管段与通风装置连通。

21.如权利要求20所述的加热器，其特征在于：

每个所述热交换管的主要部分具有大致圆柱形截面，而所述排放部分具有大致椭圆形截面。

22.如权利要求17所述的加热器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体支承所述鼓风机壳体，所述箱体包括第一壁和间隔开的侧壁，所述第一壁具有与所述鼓风机壳体上至少一个排放开口连通的开口，且所述间隔开的侧壁连接到所述第一壁并形成用于将气流引导到所述鼓风机壳体上所述至少一个入口开口的空间。

23.如权利要求17所述的加热器，其特征在于：

所述热交换管具有多个部分，所述多个部分布置成在所述鼓风机壳体内循环的所述空气在从所述叶轮流到所述至少一个排放开口的过程中与所述各部分中的相继部分接触。

24.如权利要求23所述的加热器，其特征在于：

所述各部分中所选择的部分比所述各部分的其它部分更靠近所述叶轮设置。

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