CN105486150A - 换热件和换热器 - Google Patents

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杜小文
梁国荣
黄官贤
陆祖安
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Abstract

本发明公开一种换热件和换热器，其中，换热件邻接换热器中相邻的两换热管设置，所述换热件包括换热片；所述换热片在其厚度方向来回弯折形成波浪型，以在所述换热片的正反两面上均形成间隔设置的隆起部；位于所述换热片的同一侧表面上的相邻两个所述隆起部之间形成有烟气过道，所述烟气过道构成所述换热件的烟气通道。本发明技术方案可以提高使用该换热件的换热器的换热效率。

Description

换热件和换热器
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种换热件和换热器。
背景技术
目前燃气热水器行业使用的换热器，通过换热管和换热翅片进行换热，换热管穿过换热翅片构成换热主体，换热翅片为平整的薄板，强化换热的方式主要为在薄板上加压型或者翻边孔对烟气流向进行干扰，该换热翅片在烟气流动方向上对烟气没有导流效果，无法引导烟气与换热翅片充分接触，并且换热翅片与烟气接触的换热面积也比较小，因而使用该换热翅片的换热器的换热效率较低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种换热件，旨在提高使用该换热件的换热器的换热效率。
为实现上述目的，本发明提出的换热件，邻接换热器中相邻的两换热管设置，所述换热件包括换热片，所述换热片由金属材料制得；
所述换热片在其厚度方向来回弯折形成波浪型，以在所述换热片的正反两面上均形成间隔设置的隆起部；位于所述换热片的同一侧的表面上的相邻两个所述隆起部之间形成有烟气过道，所述烟气过道构成所述换热件的烟气通道。
优选地，所述烟气过道在其延伸方向上呈直线型设置、波浪型设置或折线型设置。
优选地，所述隆起部设有用以与所述换热管贴靠的安装平面。
优选地，所述换热件包括多个所述换热片，多个所述换热片依次拼接，且多个所述换热片的烟气过道连通形成所述烟气通道。
优选地，所述烟气通道呈弯曲或弯折设置。
优选地，多个所述换热片中，位于相邻两个所述换热片的不同侧的表面上的烟气过道对接，以形成所述烟气通道。
优选地，多个所述换热片中，位于相邻两个所述换热片的同一侧的表面上的烟气过道对接，以形成所述烟气通道。
优选地，多个所述换热片中，一所述烟气过道相对于与该烟气过道对接的另一所述烟气过道呈倾斜设置。
本发明还提出一种换热器，包括换热件及多排换热管，相邻排的所述换热管之间形成安装间隙，所述安装间隙的相对的两侧对应所述换热器的进气口和出气口，所述换热件设于所述安装间隙中，且邻接换热器中相邻的两换热管设置；所述换热件包括换热片，所述换热片由金属材料制得，所述换热片沿其延伸方向，在其厚度方向来回弯折形成波浪型，以在所述换热片的正反两面上均形成间隔设置的隆起部，位于所述换热片的同一侧表面上的相邻两个所述隆起部之间形成有烟气过道，所述烟气过道构成所述换热件的烟气通道；所述换热件的烟气通道连通所述进气口和出气口设置。
优选地，所述烟气通道在进气方向上呈弯折设置。
本发明技术方案通过将换热件的换热片设置成波浪型在换热片的正反两面上均形成间隔设置的隆起部，同一侧表面上相邻两个隆起部之间形成有烟气过道，高温烟气可以分散在形成的多个烟气过道中流动，并与换热片和与换热片邻接的换热管进行热交换；由于换热片形成了多个隆起部，本发明的换热片的表面积更大，也就是说相较于使用同等长宽的普通换热片而言，本发明的换热件的换热片总的换热面积更大，因而可以有效提高换热效率；同时，每个烟气过道内的高温烟气都被换热片和与换热片邻接的换热管包围，在烟气通道中与换热片和相应的换热管进行充分的接触，进一步提高换热效率；同时，通过多个烟气过道将高温烟气进行分散和导流，引导高温烟气流动，可以使高温烟气均匀流动，从而使换热更均匀，换热效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明换热件一实施例主视角度的结构示意图；
图2为图1中换热件的右视角度的结构示意图；
图3为图1中换热件的换热片的立体结构示意图；
图4为图3中换热片的另一视角的结构示意图；
图5为本发明换热器一实施例右视角度的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 换热件 110 换热片
111 隆起部 112 烟气过道
200 换热管 201 进气口
202 出气口
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种换热件。
参照图1和图2，图1为本发明换热件一实施例主视角度的结构示意图；图2为图1中换热件的右视角度的结构示意图。
请参阅图1至图4，在本发明实施例中，该换热件100包括换热片110，所述换热片110由金属材料制得；所述换热片110在其厚度方向上来回弯折形成波浪型，以在所述换热片110的正反两面上均形成间隔设置的隆起部111；位于所述换热片110的同一侧表面上的相邻两个所述隆起部111之间形成有烟气过道112，所述烟气过道112构成所述换热件100的烟气通道。
本发明技术方案通过将换热件100的换热片110设置成波浪型，在换热片110的正反两面上均形成间隔设置的隆起部111，同一侧的表面上相邻两个隆起部111之间形成有烟气过道112，高温烟气可以分散在多个烟气过道112中流动，并与换热片110和与换热片110邻接的换热管200进行热交换；由于换热片110上形成了多个隆起部111，本发明的换热片110的表面积更大，也就是说相较于使用同等长宽的普通换热片110而言，本发明的换热件100的换热片110总的换热面积更大，因而可以有效提高换热效率；同时，每个烟气过道112内的高温烟气都被换热片110和与换热片110邻接的换热管200包围，在烟气通道中与换热片110和相应的换热管200进行充分的接触，进一步提高换热效率；同时，通过多个烟气过道112将高温烟气进行分散和导流，引导高温烟气流动，可以使高温烟气均匀流动，从而使换热更均匀，换热效果更好。
所述换热片110的材质可以是铜、铝等导热性能较好的金属，也可以是耐腐蚀性能比较好的不锈钢，由于本发明的换热件100的换热效率高，因此使用导热性能一般的不锈钢制得，也可达到较好的换热效果。
高温烟气在烟气过道112内沿烟气过道112的延伸方向流动，烟气过道112的形状决定高温烟气的流向，烟气过道112的形状可以根据需要进行设置；例如，所述烟气过道112在其延伸方向上呈直线型设置、波浪型设置或折线型设置。综合烟气过道112的阻力和换热效果考虑，可调整通道的形状和同一侧的表面相邻两个隆起部111之间间距，如阻力较大，则可设置烟气过道112为直线型，同时加大相邻两个隆起部111之间间距；如换热效率要求较高，则减小相邻两个隆起部111之间间距，设置烟气过道112为波浪型或折线型；同时还可以通过调节烟气过道112与高温烟气的进气方向(如虚线箭头所示)之间的角度，调整高温烟气在烟气过道112中流动的阻力，例如，高温烟气的进气方向与烟气过道112的延伸方向的夹角越大，则阻力越大；其中直线型设置时，容易制备，呈波浪型或折线型设置时，可以增加高温烟气在烟气过道112中的总行程，从而增加换热时间，提高换热效果；请参阅图3和图4，在本实施例中，考虑制备的难易程度，该烟气过道112在其延伸方向上呈直线型设置。
由于本发明的换热件100与换热管200邻接，为了两者安装时更牢固和平稳，优选地，所述隆起部111设有用以与所述换热管200贴靠的安装平面，换热件100与换热管200邻接时，安装平面贴靠换热管200的外壁，接触面积较大，导热效果好且安装可靠性较高，同时，与换热件100装配的换热管200连接面也应该是平整面，使换热管200和换热件100的连接更为方便、牢固。
换热件100可以只包括一片换热片110，也可以包括多个换热片110，其中，只包括一片换热片110时，所述换热件100的烟气通道是由一个换热片110的烟气过道112直接构成；请参阅图1和图2，在本实施例中，优选地，所述换热件100包括多个换热片110，多个所述换热片110依次拼接，且多个所述换热片110的烟气过道112连通形成所述过烟气通道。设置多个换热片110，多个换热片110的烟气过道112拼接形成的烟气通道，因而可以在每一个换热片110的烟气过道112的延伸方向和形状较为简单的前提下，通过对多个换热片110的烟气过道112的延伸方向和形状的灵活设置，改变拼接形成的烟气通道的延伸方向和形状；从而适应换热件100的换热需求。
为了增加高温烟气在烟气通道内的行程，请参阅图1，在本实施例中，优选地，所述烟气通道呈弯曲或弯折设置。其中，烟气通道的弯曲或弯折设置，可以通过调节不同的换热片110的烟气过道112的延伸方向来实现，例如可以设置相邻两个烟气过道112的延伸方向呈不为0°的夹角；烟气通道的弯曲或弯折设置，还可以通过调节不同的换热片110的烟气过道112的形状来实现，例如换热片110的烟气过道112呈弯曲或弯折设置。高温烟气在弯曲或弯折的烟气通道内流动，高温烟气的行程更长，同时高温烟气受到的阻力增大，流速减慢，因而高温烟气与换热片110的换热时间更长、换热面积更大，因此能够有效提高换热效率。
多个换热片110进行拼接时，实现相邻两个换热片110的烟气过道112相连通的方式有多种，在本实施例中，优选地，多个所述换热片110中，位于相邻两个所述换热片110的不同侧的表面上的烟气过道112对接，以形成所述烟气通道。高温烟气可以从前一个换热片110的烟气过道112进入下一个换热片110的烟气过道112，由于该两个烟气过道112位于换热件100的不同侧，也就是说高温烟气可以与位于换热件100的不同侧的换热管200进行热交换，有利于使用该换热件100的换热器的均匀换热。
在另一实施例中，多个所述换热片110中，位于相邻两个所述换热片110的同一侧的表面上的烟气过道112对接，以形成所述烟气通道。这种设置方式也能够实现相邻两个换热片110的烟气过道112的连通，进而为高温烟气的流动进行导流。
请参阅图1，优选地，多个所述换热片110中，一所述烟气过道112相对于与该烟气过道112对接的另一所述烟气过道112呈倾斜设置。即相邻两个烟气过道112的延伸方向呈不为0°的夹角，此时，会使得该烟气通道在两烟气过道112连接处弯折，高温烟气在弯折的烟气通道内流动，其行程更长，同时高温烟气受到的阻力增大，流速减慢，因而高温烟气与换热片110的换热时间更长、换热面积更大，因此能够有效提高换热效率。
具体的，请参阅图1，在本实施例中，每一所述换热片110的烟气过道112都为直线型设置，同一侧表面的两个隆起部111之间的间距为5mm，相邻两片换热片110的烟气过道112的延伸方向的夹角为钝角，位于相邻两个所述换热片110的不同侧的表面上的烟气过道112对接；此时单个换热片110成型难度小，烟气通道的总程长，在保证换热效果的同时降低生产难度。换热件100中换热片110的数量可以根据实际选取，在本实施例中，换热件100包括4片换热片110，4片换热片110在进气方向上依次拼接。
请参阅图5，并结合图1至图4进行理解，本发明还提出一种换热器，该换热器包括换热件100和多排换热管200，该换热件100的具体结构参照上述实施例，由于本换热器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，相邻排的所述换热管200之间形成安装间隙，所述安装间隙的相对的两侧对应所述换热器的进气口201和出气口202，所述换热件100设于所述安装间隙中，且邻接换热器中相邻的两换热管200设置，所述换热件100的烟气通道连通所述进气口201和出气口202设置。
换热管200中流过待加热的水，烟气通道中流过高温烟气，通过换热管200和换热件100的传递，利用高温烟气加热水，实现换热功能。
可以根据换热器的换热效率，设置换热件100的换热片110的数量及每个换热片110上的烟气过道112的形状和延伸方向；例如，在换热效率要求低的时候，可以设置较少的换热片110和换热管200，每个换热片110的烟气过道112的形状为直线型、且烟气过道112的延伸方向与进气方向平行，从而减少换热器的体积和重量；又例如，在换热效率要求高的时候，可以设置较多的换热片110和换热管200，每个换热片110的烟气过道112的形状为波浪型或折线型、且烟气过道112的延伸方向与进气方向呈不为0°的夹角。通过换热件100和换热管200的合理设置，可使得使用该换热器的燃气热水器，无需增加冷凝热量收集的二次热交换器，也可达到冷凝式热交换器的换热效率，有利于节约能源，节约材料成本，减少工序。
请参阅图1，为了提高换热效率，优选地，所述烟气通道在进气方向上呈弯折设置。考虑到弯折的角度过大会影响流动阻力，在本实施例中，该烟气通道的靠近进气口201的烟气过道112的延伸方向与进气方向呈30°夹角，相邻两个烟气过道112的延伸方向呈120°的夹角，此时，不会对进入烟气通道的高温烟气产生太大的阻力，同时又具有延长烟气通道总程的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种换热件，邻接换热器中相邻的两换热管设置，其特征在于，所述换热件包括换热片，所述换热片由金属材料制得；
所述换热片在其厚度方向来回弯折形成波浪型，以在所述换热片的正反两面上均形成间隔设置的隆起部；位于所述换热片的同一侧的表面上的相邻两个所述隆起部之间形成有烟气过道，所述烟气过道构成所述换热件的烟气通道。
2.如权利要求1所述的换热件，其特征在于，所述烟气过道在其延伸方向上呈直线型设置、波浪型设置或折线型设置。
3.如权利要求1所述的换热件，其特征在于，所述隆起部设有用以与所述换热管贴靠的安装平面。
4.如权利要求1所述的换热件，其特征在于，所述换热件包括多个所述换热片，多个所述换热片依次拼接，且多个所述换热片的烟气过道连通形成所述烟气通道。
5.如权利要求4所述的换热件，其特征在于，所述烟气通道呈弯曲或弯折设置。
6.如权利要求4所述的换热件，其特征在于，多个所述换热片中，位于相邻两个所述换热片的不同侧的表面上的烟气过道对接，以形成所述烟气通道。
7.如权利要求4所述的换热件，其特征在于，多个所述换热片中，位于相邻两个所述换热片的同一侧的表面上的烟气过道对接，以形成所述烟气通道。
8.如权利要求6或7所述的换热件，其特征在于，多个所述换热片中，一所述烟气过道相对于与该烟气过道对接的另一所述烟气过道呈倾斜设置。
9.一种换热器，其特征在于，包括换热件及多排换热管，相邻排的所述换热管之间形成安装间隙，所述安装间隙的相对的两侧对应所述换热器的进气口和出气口，所述换热件设于所述安装间隙中，且邻接换热器中相邻的两换热管设置，所述换热件为权利要求1至8任意一项所述换热件，所述换热件的烟气通道连通所述进气口和出气口设置。
10.如权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述烟气通道在进气方向上呈弯折设置。
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