CN110360857A - 一种燃气锅炉用换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及换热设备装置领域，属于高温烟气加热热水的换热设备，尤其是一种燃气锅炉用换热装置，包括一换热模组，所述换热模组内平行间隔安装有多个换热片，每个换热片内部均制有水道，相邻两换热片之间形成烟道，每个换热片的两端分别形成水道的导水口，两导水口分别用于进水和出水，所述换热模组内每个换热片同侧的导水口作用相同，每个换热片内均制出一的通孔，各换热片的通孔同心设置且内径相同，换热片内部制出的水道位于通孔旁侧的部分形成一与通孔同心的优弧部，该优弧部一端制出一导水口，另一端向换热片的另一侧延伸一体制出S型部，在S型部的尾端制出另一导水口，所述换热模组内各换热片的通孔顺次排列形成燃烧室，该燃烧室内穿装有燃烧器。
Description
技术领域
本发明涉及换热设备装置领域，属于高温烟气加热热水的换热设备，尤其是一种燃气锅炉用换热装置。
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。
上述装置在使用过程中存在不足，在配合燃烧器进行使用时，换热器布置在燃烧器一侧，在使用过程中，燃烧器作为热源对烟气进行热辐射，经加热之后的烟气导入换热器的烟道内实现与水的热交换。
但热辐射的方向不是定向的，而是以热源为中心向四周辐射的，因此现有的换热器结构就存在明显的不足。燃烧器有一半的热量是向没有换热器的部分辐射的，不但造成了毫无意义的热损失，还容易导致顶部高温的现象发生。另外，对比文件的进水管、出水管的装配复杂，存在长期使用容易出现漏水，拆卸不便，维修困难等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，调料相互隔离，不影响二次使用的一种具有自动配给烹饪调味料功能的吸排油烟机。
本发明采取的技术方案是：
一种燃气锅炉用换热装置，包括一换热模组，所述换热模组内平行间隔安装有多个换热片，每个换热片内部分别制有水道，相邻两换热片之间形成烟道，每个换热片的两端分别形成水道的导水口，其中一导水口用于进水，另一导水口用于出水，所述换热模组内每个换热片同侧的导水口作用相同，其特征在于：每个换热片内均制出一的通孔，各换热片的通孔同心设置且内径相同，换热片内部制出的水道位于通孔旁侧的部分形成一与通孔同心的优弧部，该优弧部一端制出一导水口，另一端向换热片的另一侧延伸一体制出S型部，在S型部的尾端制出另一导水口，所述换热模组内各换热片的通孔顺次排列形成一类圆柱形的腔体，该腔体设置为燃烧室，所述燃烧室内穿装有燃烧器。
而且，换热模组安装有燃烧室的一侧为高温区，沿水道延伸的远端一侧为低温区，该低温区与外部连通；所述换热模组内的换热片位于高温区一侧的导水口设置为出水口，位于低温区一侧的导水口设置为进水口。
而且，换热模组内每个换热片的进水口均与一进水集管相连通，每个换热片的出水口均与一出水集管相连通。
而且，所述水道包括进水口、S型部、优弧部和出水口，其中S型部和优弧部一体连通制出，其中S型部包括若干连续的平行直段，相邻平行直段之间采用隔板隔开，经弯道一体连通；优弧部近出水口一侧制出一U型弯道，该U型弯道将优弧部的导水方向变向超过90°与出水口一体连通。
而且，每个所述的换热模组内均包括一个前换热片和一个后换热片，在前换热片和后换热片之间安装有至少一个中换热片，所述前换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱；所述中换热片两侧的端面均制有多排换热肋柱；所述后换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱，该后换热片制出的通孔内密封安装有一封盖。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明中，改变现有换热器的结构，在其内部预设空间形成内置的燃烧室，燃烧室内安装的燃烧器被换热片内布设的水道包围，可有效吸收燃烧器向各方面辐射的热量，即避免了热量的浪费，也可有效避免顶部高温的问题。
2、烟气由高温区向低温区扩散，液体介质由低温区向高温区移动，实现烟气和水的逆向换热，增大了换热温差，提高了换热效率，减少换热面积，减轻换热器的重量。
3、将每个换热片的进水口和出口由相应的进水集管和出水集管进行汇集，方便了相邻换热片的组合与安装，操作简便。
4、水道设置的优弧部用于将热源环绕，一体制出的S型部在换热片面积不变的前提下延长了水道的长度，增大了换热的面积，提高了换热的效率，U型弯道的设计延缓了出水口的流速，延长停留时间，充分回收余热和汽化潜热，进一步提升换热效率。
5、换热肋柱的设计用于增加换热面积，后换热片封盖的设计用于将燃烧器与外部环境密封隔离，避免燃烧器发出的热量向无用方向扩散。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的局部剖视图；
图3为后换热片的结构示意图；
图4为前换热片的结构示意图；
图5为中换热片的结构示意图；
图6为中换热片的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种燃气锅炉用换热装置，包括一换热模组，所述换热模组内平行间隔安装有多个换热片，每个换热片内部分别制有水道9，相邻两换热片之间形成烟道10，每个换热片的两端分别形成水道的导水口，其中一导水口用于进水，另一导水口用于出水，所述换热模组内每个换热片同侧的导水口作用相同，本发明的创新在于，每个换热片内均制出一的通孔14，各换热片的通孔同心设置且内径相同，换热片内部制出的水道位于通孔旁侧的部分形成一与通孔同心的优弧部17，该优弧部一端制出一导水口，另一端向换热片的另一侧延伸一体制出S型部20，在S型部的尾端制出另一导水口，所述换热模组内各换热片的通孔顺次排列形成一类圆柱形的腔体，该腔体设置为燃烧室，所述燃烧室内穿装有燃烧器。
本实施例中，换热模组安装有燃烧室的一侧为高温区，沿水道延伸的远端一侧为低温区，该低温区与外部连通；所述换热模组内的换热片位于高温区一侧的导水口设置为出水口2，位于低温区一侧的导水口设置为进水口5。
本实施例中，换热模组内每个换热片的进水口均与一进水集管6相连通，每个换热片的出水口均与一出水集管1相连通。
本实施例中，所述水道包括进水口、S型部、优弧部和出水口，其中S型部和优弧部一体连通制出，其中S型部包括若干连续的平行直段，相邻平行直段之间采用隔板隔开，经弯道一体连通；优弧部近出水口一侧制出一U型弯道18，该U型弯道将优弧部的导水方向变向超过90°与出水口一体连通。
本实施例中，在每个换热片的弯道和U型弯道部分均设置有抽芯孔15，其作用在于，在换热片铸造过程中进行清砂。在每个换热片侧边位置均设置有清扫孔13，可实现对换热模组的清扫，在实际换热中每个抽芯孔均安装有堵头，用于将其与外部环境密封。
本实施例中，在水道的S型部内布设有引流槽19和扰流柱21，其中引流槽优选由高温区向低温区布置，其作用可使水道换热面积增大，扰流柱优选布置在低温区，其作用可提高液态介质(水)的扰动性，增加换热器的换热效率。
本实施例中，每个所述的换热模组内均包括一个前换热片4和一个后换热片8，在前换热片和后换热片之间安装有至少一个中换热片7，所述前换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱16，在前换热片制出的通孔内缘安装有一燃烧器装配口3；所述中换热片两侧的端面均制有多排换热肋柱；所述后换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱，该后换热片制出的通孔内一体制出一封盖12。
本实施例中，同一换热片表面的换热肋柱的长度由上至下交替排列，即第N排和N+1排相互交错排列，相邻两换热片同侧的换热肋柱端部11互不接触，最短的换热肋柱长度为10mm，最长的换热肋柱长度为35毫米。其作用在于，通过烟气在换热肋柱间的交替收缩和扩张，使得烟道内形成弯曲的通道，在该通道内流动扰动剧烈，对流换热系数高，能提高换热装置的换热效率，换热肋柱于10mm过渡到35mm的长度，使得换热面积增加，可防止换热器在高温区吸收的热量过多，避免引起局部过热，延长换热装置的使用寿命。
本实施例中，沿由高温区向低温区的延伸方向所在平面水道的S型部剖开，每个平行直段所呈的横截面积逐渐增大。其作用在于，由于一个水道内的水压是相同的，因此管径越小其内部的液态介质(水)流速也就越高，传热系数也就越大。高温区增加流速可降低水流停留时间，在短时间内带走热量，防止换热片表面出现局部过热现象，延长换热装置的使用寿命；反之，低温区的区域液态介质(水)流速低，可增加水的停留时间，充分回收尾气中的余热和汽化潜热，进而提高换热效率。
其中，平行直段的高度、宽度和横截面积，见表1(如图2所示，由上至下顺次编号为a、b、c、d、e)。
表1连续平行直线段横截面的尺寸
| 平行直线段编号 | 高度(mm) | 宽度(mm) | 横截面积(mm<sup>2</sup>) |
| a | 35 | 20 | 700 |
| b | 45 | 20 | 900 |
| c | 55 | 20 | 1100 |
| d | 65 | 20 | 1300 |
| e | 84 | 20 | 1680 |
本实施例中，换热片优选采用铸硅铝材质制出。
本发明的工作过程是：
本发明使用时，燃烧器进行供热，高温烟气由高温区向低温区扩散辐射，液态介质(水)则与烟气扩散方向相反，经进水集管分别进入各个换热片制出的进水口内，之后沿水道由低温区相高温区流动形成热交换，在低温区液态介质(水)流速较慢可尽量长时间的吸收温度较低的烟气的余热，并开始升温；待其沿S型部弯折上升的过程中，实时吸收烟气中的热量，温度逐渐上升；待达到高温区并沿优弧部导出时，液态介质(水)流速大幅上升，更为迅速的吸收高温区的热量，并到达最高温度导至各换热片的出水口，高温水在出水集管汇集之后导出，完成换热过程。
本发明中，改变现有换热器的结构，在其内部预设空间形成内置的燃烧室，燃烧室内安装的燃烧器被换热片内布设的水道包围，可有效吸收燃烧器向各方面辐射的热量，即避免了热量的浪费，也可有效避免顶部高温的问题；烟气由高温区向低温区扩散，液体介质由低温区向高温区移动，实现烟气和水的逆向换热，增大了换热温差，提高了换热效率，减少换热面积，减轻换热器的重量；将每个换热片的进水口和出口由相应的进水集管和出水集管进行汇集，方便了相邻换热片的组合与安装，操作简便；水道设置的优弧部用于将热源环绕，一体制出的S型部在换热片面积不变的前提下延长了水道的长度，增大了换热的面积，提高了换热的效率，U型弯道的设计延缓了出水口的流速，延长停留时间，充分回收余热和汽化潜热，进一步提升换热效率；换热肋柱的设计用于增加换热面积，后换热片封盖的设计用于将燃烧器与外部环境密封隔离，避免燃烧器发出的热量向无用方向扩散。
Claims (5)
1.一种燃气锅炉用换热装置，包括一换热模组，所述换热模组内平行间隔安装有多个换热片，每个换热片内部分别制有水道，相邻两换热片之间形成烟道，每个换热片的两端分别形成水道的导水口，其中一导水口用于进水，另一导水口用于出水，所述换热模组内每个换热片同侧的导水口作用相同，其特征在于：每个换热片内均制出一的通孔，各换热片的通孔同心设置且内径相同，换热片内部制出的水道位于通孔旁侧的部分形成一与通孔同心的优弧部，该优弧部一端制出一导水口，另一端向换热片的另一侧延伸一体制出S型部，在S型部的尾端制出另一导水口，所述换热模组内各换热片的通孔顺次排列形成一类圆柱形的腔体，该腔体设置为燃烧室，所述燃烧室内穿装有燃烧器。
2.根据权利要求1所述的一种燃气锅炉用换热装置，其特征在于：换热模组安装有燃烧室的一侧为高温区，沿水道延伸的远端一侧为低温区，该低温区与外部连通；所述换热模组内的换热片位于高温区一侧的导水口设置为出水口，位于低温区一侧的导水口设置为进水口。
3.根据权利要求2所述的一种燃气锅炉用换热装置，其特征在于：换热模组内每个换热片的进水口均与一进水集管相连通，每个换热片的出水口均与一出水集管相连通。
4.根据权利要求2所述的一种燃气锅炉用换热装置，其特征在于：所述水道包括进水口、S型部、优弧部和出水口，其中S型部和优弧部一体连通制出，其中S型部包括若干连续的平行直段，相邻平行直段之间采用隔板隔开，经弯道一体连通；优弧部近出水口一侧制出一U型弯道，该U型弯道将优弧部的导水方向变向超过90°与出水口一体连通。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种燃气锅炉用换热装置，其特征在于：每个所述的换热模组内均包括一个前换热片和一个后换热片，在前换热片和后换热片之间安装有至少一个中换热片，所述前换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱；所述中换热片两侧的端面均制有多排换热肋柱；所述后换热片与相邻的中换热片同侧的端面制有多排换热肋柱，该后换换热片制出的通孔内密封安装有一封盖。
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