CN109297325A - 新型燃气锅炉用铸硅铝换热器 - Google Patents
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Abstract
一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,它是用于实现高温烟气和液态介质(热水)的热交换,主要通过换热器的前、中、后片连接而成一个整体,各个部分通过铸造工艺铸成一体。水道由进水集管、换热水道和出水集管组成,各锅炉片内的换热水道与进水集管、出水集管连通,相邻锅炉片的进水集管连通,相邻锅炉片的出水集管连通。由于本发明的主要目的是提供一种新型冷凝锅炉用铸硅铝换热器,用于高温气体到与液态介质的热交换,而多排换热柱分布在该锅炉换热单片的主体上与烟气接触的两侧,增加了换热器的换热面积,有效地提升了铸硅铝换热器的换热效率,并有利于缩小换热片体积,减轻重量,节省材料,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用高温烟气加热热水的燃气锅炉用铸硅铝换热器。尤其适用于冷凝式燃气锅炉用换热器。
背景技术
在现有技术中,中国专利申请文献CN103776171A公开了一种用于燃气热水装置的铸铝换热器,包括左换热端板、右换热端板、中段换热板以及进、出水管,左换热端板、右换热端板和中段换热板上分别设有水流通道,进水管与上述各水流通道的进水口连通,出水管与上述各水流通道的出水口连通,一块或多块中段换热板置于左换热端板和右换热端板之间,并与其组合成整个换热器。它虽然能提升的铸铝换热器片的通用性,使铸铝换热器应用时能自由拼装组合所需的功率,但存在以下缺点:(1)进水管、出水管的装配复杂,需要密封装配,长期使用容易出现漏水现象,拆卸复杂,维修困难;(2)燃烧室置于换热器上部,燃烧室热损失大,容易出现顶部高温的现象;(3)采用条形换热肋片,换热效率较低,烟气阻力大,整体体积较大,为克服这些缺陷,特对燃气锅炉用铸铝换热器进行了研究与创新设计。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,用于实现高温烟气和液态介质(热水)的热交换;该换热器能有效地提升换热器的换热效率,有利于缩小换热片体积,减轻重量,节省材料,降低成本。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:包括前片、后片、夹在前片与后片之间的至少一块中片、进水集管及出水集管。每个换热片上下各设置一个水口,分别与出水集管和进水集管相连。相邻换热器片之间组成烟道,烟气从烟道中自上而下流出,液态介质(水)由下而上流出,实现烟气与水的逆向换热,增大了换热温差,提高了换热效率,减少了换热面积,进而减轻了换热器的重量。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器前片一侧设有燃烧器装配口,另一侧布置多排肋柱,内部设置S型的水道。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器后片不设置燃烧器装配口,外侧直接和空气相连,内侧与烟道相连,并布置多排肋柱,内部设置S型的水道。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中片两侧均布置多排肋柱,上部设置燃烧室,内部设置S型的水道。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,包括且至少包括一个前片、一个后片和一个以上的中片。换热器的中片可以为单个或多个,各片之间进行密封连接,组合形成一个连通的燃烧室和换热烟道。
所述S型的水道包括若干连续的平行直段,其中两个连续的平行直段由硅铝隔板隔开,通过U行弯道连通。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器设置多排换热肋柱,其目的是增强热交换的表面积,提高热交换器的换热效率。
所述进水口设置在单个换热片的下部,出水口设置在单个换热片的上部。
所述相邻上下两排换热柱之间交错排列设置。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器两侧换热柱,长度自上而下高低交错排列,其中,肋柱最短为10mm,最长为35mm。
所述换热器片水流通道的截面积从下至上逐渐减小。
所述水流通道内的下部设置有多组扰流柱,扰流柱直径为4~8 mm,中心距15~30mm。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器包括用于安装燃烧器的燃烧室,用于燃烧器的安装。
所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,水道平行直段U形转弯的弯曲段半径R为5~15mm,水道的横截面积从下而上逐渐减小,宽度为20 mm,高度为84 ~ 35 mm,横截面积为400 ~2300mm2。
本发明所产生的有益效果:由于本发明采用换热柱以及截面积渐变型S型水道,多排换热柱呈交错分布,增大了铸铝换热片与高温烟气的换热面积,故该燃气锅炉用铸硅铝换热器能有效地提高换热效率,有利于减小换热片体积,减轻重量,节省材料,降低成本,从而达到提高经济效益的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构示意图。
图2为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构剖面图。
图3为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中间片剖面图。
图4为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器前片的结构示意图。
图5为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中间片的结构示意图。
图6为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器后片的结构示意图。
图7为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器清扫孔的结构示意图。
其中: 1前片,2中片,3后片,4出水集管,5进水集管,6燃烧室,7水道, 8出水口,9进水口,10换热肋柱,11烟道, 12扰流柱,13引流槽,14抽芯孔,15清扫孔。
具体实施方式
如图1~6所示,本实施例新型燃气锅炉用铸硅铝换热器包括前片1、中片2、后片3、出水集管4、进水集管5、燃烧室6、水道7。新型燃气锅炉用铸硅铝换热器设置有燃烧室6、进水集管5、出水集管4。单个换热器片的上部设置出水口8,换热器片的下部设置进水口9,两者分别与进水集管5与出水集7,换热器片上部还设有安装燃烧器的燃烧室6,燃气在燃烧室6内进行燃烧,产生高温烟气,向下流动,用以加热液态介质(水)。换热器片上还设有换热肋柱10,多排换热肋柱10分布在换热器片两侧,并与烟气接触。工作时,燃烧室6内部产生的高温烟气,自上而下流动,液态介质(水)在水道7内由下而上流动,高温烟气被水道7中的液态介质(水)进行冷却后,自身的温度会降低,水的温度升高,两者形成逆流换热,增强了换热效果。
如图1、图2和图3所示,一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构图和剖面图,每个换热片中间设置S型的水道,在水道7的上部设置有燃烧室。水道7有若干个平行直段通过U型弯道连通,水道中设置有扰流柱12和引流槽13,低温区水道的截面积逐渐增大。为了加强水流的紊流强度,在水道7中设置扰流柱12,用来提高液态介质(水)的扰动性,增加换热器的换热效率。
如图2所示,水流通道截面积从上至下逐渐增大,即从高温区到低温区逐渐增大。在相同条件下,缩小管径进而增大流速,有利于增大传热系数,高温区增加流速可以降低水流停留时间,在短时间内带走热量,防止换热片表面出现局部过热现象,增加铸硅铝换热器的使用寿命;同时,低温区水道的截面积逐渐增大,水流速减小,增加水的停留时间,充分回收尾气中的余热和汽化潜热,也可以达到提高热效率的效果。
如图3所示,水道7的横截面积从下而上逐渐减小,其中,平行直段的高度、宽度和横截面积,见表1。
表1 连续平行直线段横截面的尺寸。
如图4所示,为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器的中间片,换热肋柱10分别分布在换热器片的两侧,换热肋柱10直径为8mm,间距为3.5mm,换热肋柱10相邻上下之间交错排列,即为第N排与第N+1排相互交错排列,使得烟气在换热肋柱10间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动扰动剧烈,对流换热系数高,能提高燃气锅炉用铸硅铝换热器的换热效率。换热器换热柱肋柱4自下而上换热肋柱高度由35mm过渡到10mm,换热面逐渐增大,可以防止换热器在高温区中吸收热量过多引起局部过热,从而增加燃气锅炉用铸硅铝换热器的使用寿命。每个换热片在水道的转弯处都设置有抽芯孔14,以便于在铸造过程中的清砂。换热器侧边设置有清扫孔15,可以进行换热器的清扫,保养方便。
Claims (5)
1.一种新型燃气冷凝锅炉用铸硅铝换热器,包括前片(1)、后片(3)和夹在前片与后片之间的至少一片中片(2)、进水集管(5)以及出水集管(4),各换热器片内部设有水道(7),相邻换热器片之间组成烟道(11),其特征在于:各片内的水道(7)与进水集管(5)、出水集管(4)连通,相邻换热器片的进水集管(5)连通,相邻换热器片的出水集管(4)连通。
2.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,其特征在于:所述进水集管(5)设置在锅炉下部,出水集管(4)设置在锅炉上部,水道(7)上下分层迂回设置,该锅炉在换热水道(7)各层的两端设有抽芯孔(14)。
3.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,其特征在于:所述水道(7)内有扰流柱(12),其直径为4~ 8 mm,中心距15~ 30 mm。
4.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,其特征在于:所述各锅炉片向烟道内侧延伸出间隔设置的换热肋柱(10),且相对两锅炉片的换热肋柱(10)错开设置并能嵌入彼此换热肋柱(10)的间隔内,其中,肋柱最短为10mm,最长为35mm。
5.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器,其特征在于:所述燃气锅炉用铸硅铝换热器,水道(7)平行直段U形转弯的弯曲段半径R为5 ~ 15mm,水道(7)的横截面积从下而上逐渐减小,宽度为20 mm,高度为84 ~ 35 mm,截面积为400 ~2300 mm2。
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