CN1107207C

CN1107207C - 热交换装置

Info

Publication number: CN1107207C
Application number: CN97120384A
Authority: CN
Inventors: 李应宰; 李廷春
Original assignee: RANEE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Ranee Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2017-12-11
Also published as: KR19990021377A; CN1210234A; KR100427392B1

Abstract

锅炉的热交换装置，包括一主体部；安装在该主体部下方的燃烧器以及热交换部，该热交换部包括位于顶板和中板之间的加热水热交换室；位于所述中板和底板之间的热水热交换室；许多叠置在热水热交换室中、供加热水和热水流过的隔板以及从该底板经所述中板和许多隔板直到顶板、把该燃烧器的燃烧热量传给加热水和热水的烟道，从而因用燃烧器的燃烧热量直接加热水而可减小获得热水所需时间和能量以及锅炉的体积。

Description

热交换装置

本发明涉及热交换装置，特别涉及一锅炉中可直接使用一燃烧器的燃烧热量供应加热锅炉的热水(下文称为“加热水”)和用户所使用的热水(下文称为“热水”)的热交换装置，从而提高热效率，减小锅炉的体积。

一般来说，现有锅炉以燃气或燃油作为燃料，其中，用一锅炉的燃烧热量加热一热交换器而在锅炉中循环加热水而进行第一热交换以及加热从外部供应的水而进行第二热交换而供应热水。

在公知的现有热交换器中，加热水由燃烧器直接加热，而热水由与加热水的热交换间接加热。

现有热交换器的缺点是水的加热时间长，燃料消耗大，因为热水由用燃烧器的燃烧热量加热的加热水间接加热。

现有热交换器的另一个缺点是，由于锅炉中的部件的体积较大，因此锅炉无法做成紧凑的细长形，从而不便于运输。

现有热交换器的另一个缺点是，由于其结构复杂，因此生产率降低，生产成本提高。

因此本发明的一个目的是提供锅炉的一种热交换器，它用燃烧器的燃烧热量直接加热热水而降低能耗，缩短加热热水所需时间。

本发明的另一个目的是提供锅炉的一种热交换器，由于锅炉中的热交换装置的结构简化，因此该热交换器呈紧凑的细长形，从而制造成本下降。

按照本发明，锅炉的热交换装置包括其中安装各部件、与锅炉底部的一燃烧室连接的一主体部；安装在该燃烧室中、燃烧燃料而产生热能的一燃烧器以及传导燃烧器的燃烧热而供应加热水或热水的一热交换部，其特征在于，该热交换部包括一位于一顶板和一中板之间的加热水热交换室；一位于该中板和一底板之间的热水热交换室；许多叠置在热水热交换室中、其上不同部位处有供加热水和热水流过的穿孔的隔板以及从底板经中板和许多隔板直到顶板、把燃烧器的燃烧热量传给加热水和热水的烟道。

按照本发明，锅炉的该热交换装置用燃烧器的燃烧热量直接加热热水和加热水，从而减小获得加热水和热水所需时间和能量。

按照本发明，锅炉的该热交换器由于在热交换部中交叉循环加热水和热水，因此在提高热效率的同时热交换器由于体积减小而可做成紧凑的细长形。

从下述结合附图对例示性实施例的详细说明中可充分理解本发明，附图中，

图1为其中装有本发明热交换器的一锅炉的剖面图；

图2为图1热交换器的放大剖面图；

图3为示出图1热交换器的底部的仰视立体图；

图4为示出图1热交换器的管道结构的局部剖面图；

图5为图1中的许多叠置隔板的分解图；

图6为说明用溶敷金属焊接隔板的剖面图；

图7为示出用溶敷金属经热处理把隔板焊接在一起的放大剖面图；

图1简示出其中装有本发明热交换器的一锅炉；图2为图1热交换器的放大图，以便详细说明其结构。

从图1和图2可见，一热交换部300装在一锅炉100中。热交换部300包括一顶板301、一底板302，一界定顶板301下方的热交换室的中板304、许多隔板303和从底板302穿过这些板的烟道330。

顶板301、底板302、中板304和隔板303界定与加热水进行热交换的室320和与热水进行热交换的室310。烟道330也穿过室320和310。顶板301传导燃烧器200的燃烧热量而加热热交换室320和310。锅炉本身100围住安装在其中的所有部件。

燃烧器200安装在锅炉100的底部而位于燃烧室110中。燃烧室110防止燃烧器200的燃烧热量漏到外部。

锅炉100可呈正方形或圆柱形，如图1所示，锅炉100的顶部有一排气孔120把燃烧热量排到外部。排气孔120构成排放下文所述燃烧器200的废气的通路，其上有一消音器减小排放气体的声音。

如图1所示安装在锅炉100的热交换部300下方的燃烧器200中，从一燃料箱供应的燃料以一定比例与空气混合后燃烧而产生热能，其中，燃料为石油和煤油之类的燃油或燃气。

本发明的最重要特征在于，热交换部300的结构简化、体积减小，从而锅炉呈紧凑的细长形；并且由于热水用燃烧器200的热能直接加热而能耗下降而经济并加热热水所需时间缩短。

如图2所示，热交换部300包括若干用中板304和隔板303加热加热水和热水的热交换室320和310，从而从外部供应的水由穿过热交换室320和310的烟道330中传导的热量加热而获得加热水和热水。

如图1所示，加热水热交换室320和热水热交换室310的热交换单元形成在由隔板303隔开的中板304与底板302之间，水在流过这些热交换单元时由烟道330中的燃烧热量加热。

热水热交换室310形成在隔板303的下方和上方，从直接水供水管311流入的水从中流过。直接水经烟道330加热成为热水后从与加热热水的热交换室310连接的热水供水管312流出。

流过建筑物地板中的供暖管而温度下降的加热水回到水箱在流过许多隔板303进行热交换后由泵P(未示出)送到加热水热交换室320，从而加热水与燃烧器200的燃烧气体交换热量而重新加热后经加热水供水管323重新送入供暖管。

在这种情况下，加热水最好在回到加热水热交换室320之前在燃烧室110中预热。因为从返回管322返回热交换室320的加热水的温度很低，把水加热到一定温度需要很多燃料。因此，按照本发明，燃烧器200的燃烧室110的周围有一预热室340，从而循环的加热水在回到热交换室320之前先流过该预热室340进行预热。因此，由于加热水经预热后才送到热交换室320，因此可减小重新加热循环的加热水所需的时间和燃料。

如上所述，热交换室310直接与燃烧器200的烟道330中的烟气的燃烧热量进行热交换而被加热。由于热交换室320叠置在由燃烧器200直接加热的热交换室310上，因此热交换室310也与热交换室320中的加热水交换热量。因此，热水龙头的热水的加热时间由于这一双重热交换而大大缩短而可获得大量热水。

有大量排放燃烧器200的烟气的烟道330从热交换室320和310中垂直穿过。因此，高温燃烧气体流过这些烟道330而直接与热交换室320和310交换热量而加热其中的热水和加热水。

为提高热交换效率，烟道330的数量也可按需要改变。

由于烟道330垂直穿过室310和320从而燃烧器200的烟气的排放速度很高，因此最好在烟道330中安装许多其上有许多挡板351的阻流器350而降低烟气排放速度。因此，热交换效率由于烟气的排放速度下降、热交换时间加长而得到提高。

为提高热交换效率，最好叠置许多组热交换室320和310。

在上述情况下，各组热交换室320和310之间的接触部位进行焊接密封而防止加热水和热水的泄漏。

许多隔板303叠置在中板304与底板302之间而在不同路径中分别循环加热过的水和待加热水，从而依次加热这些水。

如图5所示，隔板303上有许多穿孔303a和303b。隔板303这样叠置：一隔板303的穿孔303a和303b的位置与其他隔板的穿孔的位置错开，从而加热过的水和待加热水可分别流入另一层。

隔板303的穿孔303a和303b的周围有突起的凸缘部，从而隔板303可互相抵靠。隔板303上还有许多小珠305使水在沿穿孔303a和303b的通道中均匀散布并提高隔板303的强度。

按照本发明，顶板301、底板302、中板304和隔板303在各接触部分别用溶敷金属400焊接。因此，焊接部不会因高温或高压而损坏，并且由于不使用通常用作连接的橡胶密封而变薄。使用上述这些板，热交换部尽管整个体积减小，但加热表面积增加。

溶敷金属400应具有良好的流动性、比最高加热温度高的熔点和优良的粘合力。

溶敷金属400最好使用铜，因为铜具有很高的导热率和抗腐蚀性，从而铜能不断保持热交换部的强度。

一装在中板304与最顶上隔板303之间的衬管306把热交换室301中的热水不经加热水热交换室320而直接送到最顶上隔板303上方的顶部空间。

另一方面，一装在最底下隔板303与底板302之间的衬管307把待加热水不经加热水热交换室320而经隔板303之间的路径直接送到热水热交换室310的顶部空间。

隔板303的每一焊接部上都有固态溶敷金属400。用焊接夹具夹住其上涂有溶敷金属400的焊接部后在一加热炉中加热。

在该加热炉中，其温度低于顶板301、底板302、中板304和隔板303的熔点但高于溶敷金属400的熔点的热量熔化溶敷金属400。在该例中，由于溶敷金属400为铜，因此该温度高于铜的熔点。

随着铜如图6所示熔化，溶敷金属400靠熔化的铜的表面张力如图7所示粘着在隔板303的焊接部的中心处。

此时，在接触部太小的焊接部，溶敷金属400由于毛细管现象而被吸入焊接部，从而小接触部的外部布满溶敷金属400，从而隔板303、顶板和底板301和302以及中板304紧紧焊接在一起。

从图7可见，由于突起在隔板303上的小珠305的顶部焊接在相邻隔板303上，因此相邻隔板303之间的焊接部之间不会有空隙，从而焊接部的厚度变薄，每一焊接部的加热表面积增加。

因此，水的流动总的受小珠305的引导，从而可提高水的热交换。

如图5和图6所示，方形隔板303的对角线方向上有许多小珠305与相邻隔板303上的小珠交叉。因此相邻隔板303之间的路径的伸展方向相反，从而接触表面积增加同时接触所需时间缩短。

另一方面，由于溶敷金属400粘着在焊接部的中心，因此溶敷金属400在隔板303上形成一层薄膜，即铜防止底层金属即隔板303遭到腐蚀，从而提高了隔板303的寿命。

为了防止底板302变形并且在燃烧器200中燃烧燃料而生成大量热量时提高内部压力，底板302上最好还突起许多压纹308。此外，由于有压纹，加热表面积因压纹308而增加的底板302提高了燃烧器200的燃烧热量的传热。

如上所述，按照本发明热交换装置，由于用燃烧器的燃烧热量直接加热水，因此加热水所需时间和能量减小，锅炉中的该热交换装置由于在热交换部中交叉循环加热水和热水而体积减小，从而可做成紧凑的细长形。

本领域普通技术人员不难看出，在由后附权利要求限定的本发明精神和范围内可不严格按照所示、所述实施例而对本发明作出种种修正和改动。

Claims

1，锅炉的一种热交换装置，包括其中安装各部件、与锅炉底部的一燃烧室连接的一主体部；安装在该燃烧室中、燃烧燃料而产生热能的一燃烧器以及用所述燃烧器的燃烧热量直接加热水而供应加热该锅炉的加热过的水或供给用户的热水的一热交换部，其特征在于，该热交换部包括一位于一顶板和一中板之间的加热水热交换室；一位于所述中板和一底板之间的热水热交换室；许多叠置在热水热交换室中、其上不同部位处有供加热水和热水流过的穿孔的隔板以及从所述底板经所述中板和所述许多隔板直到顶板、把所述燃烧器的燃烧热量传给加热水和热水的烟道。

2，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，设置两个或更多烟道。

3，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述顶板、所述底板、所述中板和所述隔板之间有许多室分别与加热过的水和待加热水交换热量。

4，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述燃烧器的所述燃烧室的周围有一水预热室加热流过所述加热水管路而返回的加热过的水。

5，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述烟道中有许多其上有许多挡板的阻流器减小烟气的排放速度。

6，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述底板的外表面上突起有许多压纹。

7，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述隔板在对角线方向上有许多小珠。

8，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述顶板与所述中板之间以及最底下隔板与所述底板之间装有空心衬管。

9，按权利要求1所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述顶板、所述底板、所述中板和所述隔板分别在各接触部用溶敷金属焊接。

10，按权利要求9所述的锅炉的热交换装置，其特征在于，所述溶敷金属为铜。