CN104792193B - 一种扁平型冷凝式热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁平型冷凝式热交换器，解决了现有热交换器加热不均匀、热效率低、噪声大、水道抗水压能力差、浪费能源及不耐用等问题；方案是，扁平壳体上部的空腔截面呈倒梯形构成燃烧室，扁平壳体下部的空腔呈扁平状构成换热室，扁平壳体的壳壁内设有与其A水口和B水口相连通且环绕扁平壳体的扁平水道，燃烧室内的扁平壳体上有多排自由端悬空的第一换热棒，两扁平侧壁之间连接有多排第二换热棒；所述燃烧室的一侧连通有消音室；水道中的两个距离较近的侧壁之间设有多个支撑柱；在同一扁平侧壁上相邻的两条水道相连通的拐弯处设有朝着水道进水方向开口的弧形的导流板，导流板上设有出气孔。

Description

一种扁平型冷凝式热交换器

技术领域

本发明涉及热交换器，尤其是一种扁平型冷凝式热交换器。

背景技术

现在大部分燃气采暖热水炉的主换热器为传统的管翅片式结构：主换热器为燃烧后产生的烟气与系统内水进行热交换的部件，它的外表面为薄翅片，厚度和距离按要求进行设计，尽可能的保证足够的换热面积及换热的高效性。一般换热器表面进行了高效的防腐处理，保证了使用寿命要求，处理的质量问题又成了关键，即换热水管的外表套一排或数排散热翅片，通过燃料燃烧火焰加热散热翅片，热再传给换热管从而加热流经水管中的水，这种结构的换热器传到面积小，且在使用一段时间后，散热翅片与换热水管间易产生裂隙，传热不良，热效率较低，浪费能源较多，噪声大、水道抗水压能力差，我们对比了多种换热器，对这种缺陷进行了研制改进。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种扁平型冷凝式热交换器，有效的解决了现有热交换器加热不均匀、热效率低、噪声大、水道抗水压能力差、浪费能源及不耐用等问题。

本发明的技术方案是，包括内有上下贯通腔室的扁平壳体，扁平壳体上部的空腔截面呈倒梯形构成燃烧室，扁平壳体下部的空腔呈扁平状构成换热室，所述扁平壳体的上端设有A水口，扁平壳体的下端设有B水口，扁平壳体的壳壁内设有与A水口和B水口相连通且环绕扁平壳体的水道，水道呈与扁平壳体扁平方向相同的扁平状，所述燃烧室内的扁平壳体上竖向间隔布置有多排第一换热棒，第一换热棒的自由端悬空放置，换热室内的两扁平侧壁之间连接有多排竖向间隔设置的第二换热棒，所述相邻两排的第一换热棒相互交错布置，所述相邻两排的第二换热棒相互交错布置；所述燃烧室的一侧连通有消音室，消音室与换热室之间连通有多个消音孔，消音室底端设有与换热室连通的出水孔；所述水道中的两个距离较近的侧壁之间设有多个支撑柱；所述扁平壳体上端设有与水道相连通的排气口；所述在同一扁平侧壁上的两条相邻的水道的端部相连通，两条水道中置于上部的水道与另一个扁平侧壁上的两条水道中置于下部的水道相连通，所述在同一扁平侧壁上相邻的两条水道相连通的拐弯处设有朝着水道进水方向开口的弧形的导流板，导流板上设有出气孔。

扁平状的水道增加了热交换的面积，进一步提高了热效率，使得加热更加均匀，而且扁平水道内设有支撑柱，可以增加混水效果，支撑水道壁，保证整个水道以及本体的受压，在水道内水压较高时，起到拉紧水道壁的作用，增加水道的抗水压性能，换热的扁平水道没有受高温烟囱的直接熏烧，不易被侵蚀，从而经久耐用，而且在燃烧室内有水道，使得燃烧室上端面不至于过热，从而保证了燃烧室上端的密封槽内安装密封垫时密封垫的使用寿命。通过在扁平壳体内部设置相互交错的换热棒，加大烟气流动的阻力，使烟气与换热棒充分换热，利用了烟气冷凝热，提高换热效率，换热室内的第二换热棒起到支撑扁平壳体，保证整个扁平壳体以及本体受压受拉的作用。水可以从A水口进入B水口流出，也可以从B水口进入A水口流出，优选是从B水口进入A水口流出，此时水流方向和高温烟气的流向正好相反，加强了对流换热，提高了换热效果，而且加热更加均匀。加有消音室，混合燃料在燃烧室内燃烧，鼓风机吹进的混合气体会在燃烧室内产生噪音，燃烧室旁的消音室会降低噪音，通过消音孔进出气流，可以起到降噪的作用，底部的出水孔，方便消音室中的冷凝水流回烟道，与扁平水道相通的工作位置最高点有一个排气口，方便水中气体的排出。水道6内的水流在拐弯处按导向流动，避免在拐弯处引起稳流，增加流动的阻力，导流板14上有出气孔15，避免了导流板14朝着水流方向的内侧壁上裹气（由于水中含有气泡，因此会有部分气泡停留在导流板14上）引起气阻。此种方式布置水道6可以从一定程度上促成水的混流，使得加热更加均匀（相对于螺旋水道而言）。

本发明具有加热均匀，噪声小、水道抗水压能力强，热效率高，节约能源，寿命长，清理维修方便及环保等优点。

附图说明

图1为本发明视角一立体图。

图2为本发明视角二立体图。

图3为本发明后视图。

图4为图3中G-G向剖面图。

图5为图3中E-E向剖面图。

图6为本发明侧面示意图（在消音室侧壁上开一口，使其可以看到内部的消音孔和出水口，其中的水道是在同一扁平侧壁上的两条相邻的水道6的端部相连通的方式布置）。

图7为图6中F-F向剖面图。

本发明文中所述扁平侧壁为扁平壳体的距离较近的两个侧壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1至图7所示，本发明包括内有上下贯通腔室的扁平壳体1，扁平壳体1上部的空腔截面呈倒梯形构成燃烧室2，扁平壳体1下部的空腔呈扁平状构成换热室3，所述扁平壳体1的上端设有A水口4，扁平壳体1的下端设有B水口5，扁平壳体1的壳壁内设有与A水口4和B水口5相连通且环绕扁平壳体1的水道6，水道6呈与扁平壳体1扁平方向相同的扁平状，所述燃烧室2内的扁平壳体1上竖向间隔布置有多排第一换热棒7，第一换热棒7的自由端悬空放置，换热室3内的两扁平侧壁之间连接有多排竖向间隔设置的第二换热棒8，所述相邻两排的第一换热棒7相互交错布置，所述相邻两排的第二换热棒8相互交错布置；所述燃烧室2的一侧连通有消音室9，消音室9与换热室3之间连通有多个消音孔10，消音室9底端设有与换热室3连通的出水孔11；所述水道6中的两个距离较近的侧壁之间设有多个支撑柱12；所述扁平壳体1上端设有与水道6相连通的排气口13；所述在同一扁平侧壁上的两条相邻的水道6的端部相连通，两条水道中置于上部的水道6与另一个扁平侧壁上的两条水道中置于下部的水道6相连通，所述在同一扁平侧壁上相邻的两条水道6相连通的拐弯处设有朝着水道6进水方向开口的弧形的导流板14，导流板14上设有出气孔15。

上述结构中，燃烧室2中的第一换热棒7一端连接于扁平壳体1内壁面上，另一端悬臂式置于扁平壳体1内部，悬臂式形成的空腔就是燃烧腔，燃烧室2下面的（也就是换热室3）第二换热棒8两端连接在扁平侧壁的内侧面，组成换热场所，换热棒的排列为一排排，每排相错，斜向可以用1mm厚的薄塞尺通过，便于清理杂物，本发明中的出水口（A或B水口）处设计为卡扣式密封连接，使其与外接件呈轴连接，进水口（A或B水口）处有密封垫螺丝压紧连接，安全可靠，方便拆装，而且有足够的强度。

上述结构的本发明使用时，将本发明与混合器、燃烧器和排气室/管连接，通过混合器进入燃烧室2的燃料在燃烧器上燃烧，产生的热量通过对流和辐射，加热扁平壳体1内壁及其内部的换热棒，冷水从B水口5进入时，在扁平水道6内盘旋上升，在上升过程中吸收由扁平壳体1的传热，水温逐渐升高，到达出水口（此时为A水口）再经水道6流出的就是所需的热水，此时燃烧是从上往下（此时冷水从B水口进入），冷水是由下盘旋到上加热的，整体也符合对流热的原理。

上述结构中，扁平状的水道6增加了热交换的面积，进一步提高了热效率，使得加热更加均匀，而且扁平水道5内设有支撑柱12，可以增加混水效果，支撑水道壁，保证整个水道6以及本体的受压，在水道6内水压较高时，起到拉紧水道壁的作用，增加水道6的抗水压性能，换热的扁平水道6没有受高温烟囱的直接熏烧，不易被侵蚀，从而经久耐用，而且在燃烧室2内有水道6，使得燃烧室2上端面不至于过热，从而保证了燃烧室2上端的密封槽内安装密封垫时密封垫的使用寿命。通过在扁平壳体1内部设置相互交错的换热棒（7、8），加大烟气流动的阻力，使烟气与换热棒充分换热，利用了烟气冷凝热，提高换热效率，换热室3内的第二换热棒8起到支撑扁平壳体1，保证整个扁平壳体1以及本体受压受拉的作用。水可以从A水口4进入B水口5流出，也可以从B水口5进入A水口4流出，优选是从B水口5进入A水口4流出，此时水流方向和高温烟气的流向正好相反，加强了对流换热，提高了换热效果，而且加热更加均匀。加有消音室9，混合燃料在燃烧室2内燃烧，鼓风机吹进的混合气体会在燃烧室2内产生噪音，燃烧室旁的消音室9会降低噪音，通过消音孔10进出气流，可以起到降噪的作用，底部的出水孔11，方便消音室9中的冷凝水流回烟道，与扁平水道6相通的工作位置最高点有一个排气口13，方便水中气体的排出。水道6内的水流在拐弯处按导向流动，避免在拐弯处引起稳流，增加流动的阻力，导流板14上有出气孔15，避免了导流板14朝着水流方向的内侧壁上裹气（由于水中含有气泡，因此会有部分气泡停留在导流板14上）引起气阻。此种方式布置水道6可以从一定程度上促成水的混流，使得加热更加均匀（相对于螺旋水道而言）。

所述水道6也可以呈自下向上的螺旋形布置在扁平壳体1的壳壁内。

所述相间隔的两排第一换热棒7在竖向方向在同一直线上，构成第一换热棒7斜向可以通过薄尺子，方便清理。

所述相间隔的两排第二换热棒8在竖向方向在同一直线上，构成第二换热棒8斜向可以通过薄尺子，方便清理。

本发明具有加热均匀，热效率高，节约能源，寿命长，清理维修方便及环保等优点。

Claims (4)

1.一种扁平型冷凝式热交换器，包括内有上下贯通腔室的扁平壳体（1），其特征在于，扁平壳体（1）上部的空腔截面呈倒梯形构成燃烧室（2），扁平壳体（1）下部的空腔呈扁平状构成换热室（3），所述扁平壳体（1）的上端设有A水口（4），扁平壳体（1）的下端设有B水口（5），扁平壳体（1）的壳壁内设有与A水口（4）和B水口（5）相连通且环绕扁平壳体（1）的水道（6），水道（6）呈与扁平壳体（1）扁平方向相同的扁平状，所述燃烧室（2）内的扁平壳体（1）上竖向间隔布置有多排第一换热棒（7），第一换热棒（7）的自由端悬空放置，换热室（3）内的两扁平侧壁之间连接有多排竖向间隔设置的第二换热棒（8），相邻两排的第一换热棒（7）相互交错布置，相邻两排的第二换热棒（8）相互交错布置；所述燃烧室（2）的一侧连通有消音室（9），消音室（9）与换热室（3）之间连通有多个消音孔（10），消音室（9）底端设有与换热室（3）连通的出水孔（11）；所述水道（6）中的两个距离较近的侧壁之间设有多个支撑柱（12）；所述扁平壳体（1）上端设有与水道（6）相连通的排气口（13）；在同一扁平侧壁上的两条相邻的水道（6）的端部相连通，两条水道中置于上部的水道（6）与另一个扁平侧壁上的两条水道中置于下部的水道（6）相连通，在同一扁平侧壁上相邻的两条水道（6）相连通的拐弯处设有朝着水道（6）进水方向开口的弧形的导流板（14），导流板（14）上设有出气孔（15）。

2.根据权利要求1所述的一种扁平型冷凝式热交换器，其特征在于，所述水道（6）呈自下向上的螺旋形布置在扁平壳体（1）的壳壁内。

3.根据权利要求1所述的一种扁平型冷凝式热交换器，其特征在于，相间隔的两排第一换热棒（7）在竖向方向在同一直线上。

4.根据权利要求1所述的一种扁平型冷凝式热交换器，其特征在于，相间隔的两排第二换热棒（8）在竖向方向在同一直线上。