CN112283936B - 一种高效换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效换热装置，包括：外壳体、内壳体、导热管、换热管、前换热筒、进水管、出水管、火焰导流体和后换热筒；通过在换热液体介质通道内设置三根以上内部用于流通火焰的导热管，形成“水包火”换热形式，增加了换热面积，同时，在火焰导流体后端出口处设置一对以上呈“十”字型布置的换热管，形成“火包水”的换热形式，使换热面积和换热效率大大提高。

Description

一种高效换热装置
技术领域
本发明涉及液体介质热交换技术领域，具体涉及一种高效换热装置。
背景技术
现有技术中的换热装置，在火焰及换热液体介质的循环通道内未合理设置“障碍”，换热效率较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高效换热装置，通过“水包火”和“火包水”两种换热形式，大大增加了换热面积，使换热效率大大提高。
本发明的技术方案为：一种高效换热装置，包括：外壳体、内壳体、导热管、换热管、前换热筒、进水管、出水管、火焰导流体和后换热筒；
所述外壳体为一端开口、另一端封闭的筒体结构，内壳体为两端开口的筒体结构，内壳体同轴套装在外壳体中，二者之间形成换热液体介质通道，外壳体上安装有分别与换热液体介质通道连通的进水管和出水管；
所述内壳体的外圆周上均匀布置三根以上导热管，每根导热管的内部作为火焰通道，外部均位于换热液体介质中；其中，三根以上导热管形成具有三个以上火焰通道的导热环；每根导热管的两端分别支撑在前换热筒和后换热筒上，并与内外壳体之间均具有设定间隔；
所述前换热筒和后换热筒分别封装在导热环轴向两端的外圆周上，前换热筒和后换热筒均与导热管和内壳体相通；
所述内壳体内部前端设置火焰导流体，火焰导流体轴向设有通孔，用于将火焰从前换热筒导流至后换热筒；内壳体内部后端设置一对以上相互垂直的换热管，用于阻碍火焰，其中，每根换热管的两端与换热液体介质通道连通。
优选地，所述火焰导流体轴向的通孔为圆台形通孔，且小端朝向前换热筒，大端朝向后换热筒。
优选地，还包括：端盖，后换热筒一端开口、另一端开孔，其开口端与导热环前端外圆周面对接且密封，开孔端通过端盖封装；前换热筒两端分别开口，其一端开口与导热环后端外圆周面对接且密封，另一端开口外圆周面通过连接法兰与外壳体的内壁面连接，并在连接处密封。
优选地，所述端盖为圆锥形结构，其与内壳体同轴，且锥角朝向换热管，使经过换热管打散后的火焰喷射到端盖的锥面上，端盖的锥面能够将火焰反射到对应的导热管中。
优选地，还包括：排烟管，排烟管与前换热筒连通，用于排出烟雾。
有益效果：
1、本发明的换热装置通过在换热液体介质通道内设置三根以上内部用于流通火焰的导热管，形成“水包火”换热形式，增加了换热面积，同时，在火焰导流体后端出口处设置一对以上呈“十”字型布置的换热管，形成“火包水”的换热形式，使换热面积和换热效率大大提高。
2、本发明中火焰导流体的具体设置，使火焰呈一定角度散开状喷射到“十”字型布置的换热管上，便于换热管对火焰进一步打散。
3、本发明中端盖的具体设置，有利于将从火焰导流体出口喷出的火焰反射到各个导热管中。
4、本发明中排烟管的具体设置，能够将前换热筒中的烟雾有效排出。
附图说明
图1为本发明换热装置的主视图剖视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明换热装置的俯视图。
图4为本发明中内壳体、换热管和火焰导流体之间的安装示意图，(1)主视图的剖视图，(2)左视图。
图5为图4的基础上安装导热管的结构示意图，(1)主视图的剖视图，(2)左视图。
其中，1-外壳体，2-内壳体，3-导热管，4-换热管，5-换热液体介质通道，6-火焰通道，7-端盖，8-前换热筒，9-排烟管，10-进水管，11-出水管，12-火焰导流体，13-后换热筒，14-连接法兰。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种高效换热装置，通过“水包火”和“火包水”两种换热形式，大大增加了换热面积，使换热效率大大提高。
如图1-3所示，该换热装置包括：外壳体1、内壳体2、导热管3、换热管4、端盖7、前换热筒8、进水管10、出水管11、火焰导流体12和后换热筒13。
该换热装置的连接关系为：外壳体1为一端开口、另一端封闭的筒体结构，内壳体2为两端开口的筒体结构，内壳体2同轴套装在外壳体1中，二者之间形成换热液体介质通道5，外壳体1上安装有进水管10和出水管11，进水管10和出水管11分别与换热液体介质通道5连通；内壳体2的外圆周面上均匀布置十八根导热管3，每根导热管3的内部作为火焰通道6，外部均位于换热液体介质通道5中的换热液体介质(一般采用水)中，形成“水包火”的换热形式；十八根导热管3形成具有十八个火焰通道6的导热环，每根导热管3两端分别支撑在前换热筒8和后换热筒13上，并与内外壳体之间均具有设定间隔，且每根导热管3的轴向与内壳体2的轴向平行；
其中，前换热筒8和后换热筒13分别封装在导热环轴向两端的外圆周面上；后换热筒13一端开口、另一端开孔，其开口端与导热环前端外圆周面对接且密封，开孔端通过端盖7封装，后换热筒13分别与内壳体2和导热管3相通；前换热筒8两端分别开口，其一端开口与导热环后端外圆周面对接且密封，另一端开口外圆周面通过连接法兰14与外壳体1的内壁面连接，并在连接处密封，前换热筒8分别与内壳体2和导热管3相通；
内壳体2内部前端设置火焰导流体12，火焰导流体12轴向设有圆台形通孔，且小端朝向前换热筒8，大端朝向后换热筒13；内壳体2内部前端设置六根换热管4，六根换热管4分为相互垂直的两组，每组包括相互平行的三根换热管4，其中，每根换热管4的两端与换热液体介质通道5连通，形成“火包水”的换热形式。
该换热装置的工作原理为：工作时，前换热筒8中的火焰经过火焰导流体12喷射到内壳体2后端设置的六根换热管4上而被打散，换热管4中通有换热液体介质，形成“火包水”的换热形式，六根换热管4形成的“十”字交叉型结构给火焰造成一定的阻碍，增加了火焰的停留时间，同时加大了换热管内换热液体介质与外部火焰之间的换热面积，换热效率显著提高；火焰从后换热筒13穿过十八根导热管3流向前换热筒8，水泵强制换热液体介质通道5中的换热液体介质在十八根导热管3的外圆周循环，又形成“水包火”换热形式，其中十八根导热管3的内表面积增加了火焰散热面积，同时能够增加换热液体介质带走的热量。
进一步地，该换热装置还包括：排烟管9，排烟管9与前换热筒8连通，用于排出烟雾。
进一步地，端盖7为圆锥形结构，其与内壳体2同轴，且锥角朝向换热管4，使经过十字交叉设置的六根换热管4打散后的火焰喷射到端盖7的锥面上，有利于将火焰快速反射到各个导热管3中。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高效换热装置，其特征在于，包括：外壳体(1)、内壳体(2)、导热管(3)、换热管(4)、端盖(7)、前换热筒(8)、进水管(10)、出水管(11)、火焰导流体(12)和后换热筒(13)；
所述外壳体(1)为一端开口、另一端封闭的筒体结构，内壳体(2)为两端开口的筒体结构，内壳体(2)同轴套装在外壳体(1)中，二者之间形成换热液体介质通道(5)，外壳体(1)上安装有分别与换热液体介质通道(5)连通的进水管(10)和出水管(11)；
所述内壳体(2)的外圆周上均匀布置三根以上导热管(3)，每根导热管(3)的内部作为火焰通道(6)，外部均位于换热液体介质中；其中，三根以上导热管(3)形成具有三个以上火焰通道(6)的导热环；每根导热管(3)的两端分别支撑在前换热筒(8)和后换热筒(13)上，并与内外壳体之间均具有设定间隔；
所述前换热筒(8)和后换热筒(13)分别封装在导热环轴向两端的外圆周上，前换热筒(8)和后换热筒(13)均与导热管(3)和内壳体(2)相通；
所述内壳体(2)内部前端设置火焰导流体(12)，火焰导流体(12)轴向设有通孔，用于将火焰从前换热筒(8)导流至后换热筒(13)；内壳体(2)内部后端设置一对以上相互垂直的换热管(4)，用于阻碍火焰，其中，每根换热管(4)的两端与换热液体介质通道(5)连通；
所述后换热筒(13)一端开口、另一端开孔，其开口端与导热环前端外圆周面对接且密封，开孔端通过端盖(7)封装；前换热筒(8)两端分别开口，其一端开口与导热环后端外圆周面对接且密封，另一端开口外圆周面通过连接法兰(14)与外壳体(1)的内壁面连接，并在连接处密封；其中，所述端盖(7)为圆锥形结构，其与内壳体(2)同轴，且锥角朝向换热管(4)，使经过换热管(4)打散后的火焰喷射到端盖(7)的锥面上，端盖(7)的锥面能够将火焰反射到对应的导热管(3)中。
2.如权利要求1所述的高效换热装置，其特征在于，所述火焰导流体(12)轴向的通孔为圆台形通孔，且小端朝向前换热筒(8)，大端朝向后换热筒(13)。
3.如权利要求1所述的高效换热装置，其特征在于，还包括：排烟管(9)，排烟管(9)与前换热筒(8)连通，用于排出烟雾。
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