CN113137751A - 换热器及具有其的燃烧换热设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器及具有其的燃烧换热设备。该换热器包括：壳体，所述壳体内形成烟气流道；内管，所述内管设置在所述烟气流道内且靠近所述壳体的进烟侧，多个所述内管之间形成有安装空间；外管，所述外管设置在所述烟气流道外且靠近所述壳体的出烟侧，所述外管和所述内管中形成与进水管、出水管连通的水路；催化燃烧器，所述催化燃烧器至少部分地配置在所述安装空间内，并利用催化燃烧产生的热量辐射所述内管和所述外管。根据本发明的换热器，内管设置在烟气流道内，外管设置在烟气流道外，催化燃烧器更多辐射内管，较少辐射外管，用水时，内管中的高温水、外管中的高温水中和后再流出，能够有效降低最终的出水温升，降低烫伤用户的风险。

Description

换热器及具有其的燃烧换热设备

技术领域

本发明涉及热水器领域，具体而言，涉及一种换热器及具有其的燃烧换热设备。

背景技术

目前，热水器行业内已逐步采用不锈钢换热器。现有不锈钢换热器结构大多是内部穿套换热翅片的四周封闭腔体，换热水管置于腔体内部，热水器关水时，余热继续对管中的水加热，尤其是催化无焰燃烧热水器，由于催化模块燃烧散热较慢，导致换热器水管内的水流停水温升过高。当用户再次开水时，停水温升后的出水往往高于用户所设定的温度，容易烫伤用户。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种换热器，能够降低水流的停水温升。

本发明还提出了一种具有上述换热器的燃烧换热设备。

根据本发明实施例的换热器包括：壳体，所述壳体内形成烟气流道；内管，所述内管设置在所述烟气流道内且靠近所述壳体的进烟侧，多个所述内管之间形成有安装空间；外管，所述外管设置在所述烟气流道外且靠近所述壳体的出烟侧，所述外管和所述内管中形成与进水管、出水管连通的水路；催化燃烧器，所述催化燃烧器至少部分地配置在所述安装空间内，并利用催化燃烧产生的热量辐射所述内管和所述外管。

根据本发明实施例的换热器，内管设置在烟气流道内，外管设置在烟气流道外，催化燃烧器的热量更多地辐射内管，较少辐射外管，用水时，内管中的高温水、外管中的高温水中和后再流出，能够有效降低最终的出水温升，降低烫伤用户的风险。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括：隔离板，所述外管布置在所述内管的外侧，且所述外管与所述内管通过所述隔离板相隔开；左侧水盒组件，所述内管、所述外管、所述隔离板的一端与所述左侧水盒组件固定，且所述左侧水盒组件内形成有与所述内管、所述外管连通的左侧水盒；右侧水盒组件，所述内管、所述外管、所述隔离板的另一端与所述右侧水盒组件固定，且所述右侧水盒组件内形成有与所述内管、所述外管连通的右侧水盒。

根据本发明的一些实施例，所述内管包括：第一内管组、中间内管组和第二内管组，所述中间内管组位于所述第一内管组和所述第二内管组之间，所述催化燃烧器与所述中间内管组正对。

根据本发明的一些实施例，所述内管包括：第一内管组和第二内管组，所述第一内管组和所述第二内管组之间形成高温避让空间，所述催化燃烧器与所述高温避让空间正对。

根据本发明的一些实施例，所述内管还包括：上层内管，所述上层内管位于所述下层内管的上方。

根据本发明的一些实施例，所述外管为椭圆管，且所述外管的长轴竖直设置或者水平设置。

根据本发明的一些实施例，所述隔离板包括：前板和后板，所述前板和所述后板的一端与所述左侧水盒组件固定，所述前板和所述后板的另一端与所述右侧水盒组件固定，所述前板、所述后板、所述左侧水盒组件、所述右侧水盒组件合围成所述烟气流道。

进一步地，所述烟气流道在所述外管处收窄。

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括：上壳体和下壳体，所述安装空间形成于所述下壳体。

根据本发明的一些实施例，所述烟气流道包括：包含所述内管的换热流道以及位于所述内管下方的延伸流道，所述催化燃烧器位于所述延伸流道的下方。

根据本发明另一方面实施例的燃烧换热设备，包括上述的换热器。

所述燃烧换热设备与上述的换热器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是燃烧换热设备的装配示意图；

图2是燃烧换热设备的分解示意图；

图3是燃烧换热设备的主视图；

图4是燃烧换热设备的左视图；

图5是燃烧换热设备的右视图；

图6是燃烧换热设备的第一个实施例的剖视图；

图7是燃烧换热设备的第二个实施例的剖视图；

图8是燃烧换热设备的第三个实施例的剖视图；

图9是燃烧换热设备的第四个实施例的剖视图；

图10是燃烧换热设备的第五个实施例的剖视图。

附图标记：

换热器10、内管1、下层内管11、第一内管组111、中间内管组112、第二内管组113、高温避让空间114、上层内管12、底部内管13、支撑内管131、限位内管132、外管2、左侧水盒组件3、左侧板31、左端板32、左侧水盒33、右侧水盒组件4、右侧板41、通水孔411、右端板42、右侧水盒43、隔离板5、前板51、后板52、进水口61、出水口62、烟气流道7、换热流道71、延伸流道72、换热翅片8、上壳体91、下壳体92、紧固件93、安装空间94、催化燃烧器20。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的换热器10可用于多种设备中，为了描述方便，以换热器10用在热水器为例进行描述。下面结合图1-图10详细描述根据本发明实施例的换热器10。

参照图1-图5所示，根据本发明实施例的换热器10包括：壳体、内管1、外管2，外管2和内管1中形成与进水管、出水管连通的水路，进水管中的冷水在外管2和内管1中升温后，从出水管流出。

壳体内形成烟气流道7，内管1设置在烟气流道7内，也就是说，内管1与催化燃烧器20正对设置，这样，催化燃烧器20的高温热气可以更多地传递给内管1中的水，以使内管1中水温上升较多。

外管2设置在烟气流道7外，也就是说，外管2与催化燃烧器20错开，因此，外管2不与催化燃烧器20的高温热气接触，外管2吸收的催化燃烧器20热量较少，外管2内的水温低于内管1内的水温，这样，当用户需要用水时，外管2内的水与内管1内的水中和之后流出，使得出水温度与用户所设定的温度非常接近或者温度相等，停水温升较低，不会烫伤用户，有利于提升换热器10和热水器的使用安全性。

参照图6-图10所示，内管1靠近壳体的进烟侧，外管2靠近壳体的出烟侧，使得内管1与外管2的温差进一步增大，从而提升内管1与外管2的水温中和效果。

参照图7所示，多个内管1之间形成有安装空间94，催化燃烧器20至少部分地配置在安装空间94内，并利用催化燃烧产生的热量辐射内管1和外管2。催化燃烧器20和内管1位于壳体内，外管2位于壳体外，这样，催化燃烧器20的热量更多地辐射内管1，较少辐射外管2，使内管1与外管2的温差进一步增大。

也就是说，催化燃烧器20位于烟气流道7内,这样，催化燃烧器20的高温热气可以全部进入烟气流道7中，以更多地对烟气流道7内的内管1进行辐射。

当然，当催化燃烧器20与内管1直接接触时，催化燃烧器20的热量可以通过热传递的方式传递给内管1。

根据本发明实施例的换热器10，内管1设置在烟气流道7内，外管2设置在烟气流道7外，催化燃烧器20的热量更多地辐射内管1，较少辐射外管2，用水时，内管1中的高温水、外管2中的高温水中和后再流出，能够有效降低最终的出水温升，降低烫伤用户的风险。

具体而言，参照图1-图2、图6所示，壳体包括：隔离板5、左侧水盒组件3和右侧水盒组件4，隔离板5、左侧水盒组件3和右侧水盒组件4之间合围成上述的烟气流道7，外管2布置在内管1的外侧，且外管2与内管1通过隔离板5相隔开，由此，内管1布置在烟气流道7内，外管2位于烟气流道7外。

参照图1-图3、图6所示，内管1、外管2、隔离板5的一端(例如左端)与左侧水盒组件3固定，且左侧水盒组件3内形成有与内管1、外管2连通的左侧水盒33，内管1、外管2、隔离板5的另一端(例如右端)与右侧水盒组件4固定，且右侧水盒组件4内形成有与内管1、外管2连通的右侧水盒43。

进水管的冷水经进水口61流入内管1和外管2中，经换热成为热水后，经出水口62流入出水管，随后流到出水元件(例如水龙头)处，供用户使用。

进水口61设置在左侧水盒组件3或右侧水盒组件4上，出水口62也设置在左侧水盒组件3或右侧水盒组件4上。例如在本发明图1-图2所示的实施例中，进水口61和出水口62均设置在右侧水盒组件4上。当然，在一些未示出的实施例中，可以是进水口61设置在右侧水盒组件4上，出水口62设置在左侧水盒组件3上。

内管1与外管2之间通过左侧水盒33、右侧水盒43实现连通。参照图1-图2所示，左侧水盒33、右侧水盒43的数量均为多个。

进水管的冷水经进水口61流入其中一个内管1中，内管1中的水进入左侧水盒33，再进入与该内管1共用该左侧水盒33的另一个内管1或外管2中，在对应管内流过之后，进入右侧水盒43中，再从该右侧水盒43流入对应的内管1和外管2中，经换热成为热水后，最终经出水口62流入出水管，随后流到出水元件处，供用户使用。

优选地，出水口62位于进水口61的上方，这样，从进水口61进入右侧水盒43内的水可以在充满整个右侧水盒43之后再从出水口62流出，有利于保证内管1、外管2内的水量充足。当然，在一些未示出的实施例中，可以是进水口61位于出水口62的上方。

参照图2所示，左侧水盒组件3包括：左侧板31、左端板32，内管1、外管2的左端与左侧板31固定，左端板32设置在左侧板31的左侧，且多个左侧水盒33形成在左端板32与左侧板31之间。

右侧水盒组件4包括：右侧板41、右端板42，内管1、外管2的右端与右侧板41固定，右端板42设置在右侧板41的右侧，且多个右侧水盒43形成在右端板42与右侧板41之间。

可选地，内管1、外管2与左侧板31、右侧板41之间可以通过焊接方式实现固定，由此保证内管1、外管2与左侧板31、右侧板41之间连接牢固。

如图2所示，左侧板31、右侧板41上开设有通水孔，内管1、外管2通过通水孔与对应的水盒连通。

在图1-图3所示的实施例中，左侧水盒33构造为左端板32上向左拉伸的凸包，右侧水盒43构造为右端板42上向右拉伸的凸包。每个左侧水盒33与多个内管1、外管2中的其中两根管的左端连通，每个右侧水盒43与多个内管1、外管2中的其中两根管的右端连通，以实现水在内管1、外管2中的串联流动。根据水流流经各个内管1、外管2顺序的不同，可设计不同的凸包形状。

在一些未示出的实施例中，内管1、外管2中的水可以是并联流动。

在一些可选的实施例中，催化燃烧器20为无焰催化催化燃烧器20，无焰催化催化燃烧器20具有催化燃烧模块，热水器工作时，燃气混合一定量的空气后在催化燃烧模块上发生催化燃烧，产生大量热量，换热器10中的水流吸收高温烟气的热量升温为热水。

用户中途关水时，热水器暂停工作，高温的催化燃烧模块降温较慢，会持续加热换热器10中的水，隔离板5将内管1与外管2隔开，可以保证外管2水温与内管1水温存在差异，从而当用户再次用水时，可使外管2与内管1中的水温中和，保证出水温升较小。

参照图1-图2、图6-图10所示，换热器10还包括换热翅片8，内管1至少部分地设置在换热翅片8中，换热翅片8的换热面积较大，当高温烟气冲刷穿过换热翅片8及内管1进行热交换时，有利于更快地将催化燃烧器20的热量传递至内管1，从而显著提升换热效率。

内管1可全部穿套换热翅片8，也可部分穿套换热翅片8。

外管2为光管，有利于减少外管2的吸热量，从而保持外管2内的水温较低，低于内管1的水温。

在图6-图7、图9-图10所示的实施例中，内管1至少包括：下层内管11，下层内管11包括：第一内管组111、中间内管组112和第二内管组113，中间内管组112位于第一内管组111和第二内管组113之间，催化燃烧器20与中间内管组112正对。

在图8所示的实施例中，内管1至少包括：下层内管11，下层内管11包括：第一内管组111和第二内管组113，第一内管组111和第二内管组113之间形成高温避让空间114，催化燃烧器20与高温避让空间114正对。催化燃烧器20对第一内管组111、第二内管组113辐射的热量小于对高温避让空间114辐射的热量，从而避免第一内管组111、第二内管组113出现极高温度，进而避免出现高温汽化现象。

在图6-图10所示的实施例中，内管1还包括：上层内管12，上层内管12位于下层内管11的上方。由此，内管1数量增加，有利于增加换热器10中总的水流量，从而提升换热器10的加热效率。

在图7所示的实施例中，内管1还包括：底部内管13，底部内管13位于下层内管11的下方。底部内管13包括：支撑内管131和限位内管132，支撑内管131位于安装空间94的底部，用于支撑催化燃烧器20，将催化燃烧器20支撑设置在安装空间94内。限位内管132位于安装空间94的两侧，限位内管132用于将催化燃烧器20限位设置在安装空间94内。

外管2为椭圆管，由此可以减小外管2在短轴方向的厚度，从而更合理地摆放外管2。

在图6-图8、图10所示的实施例中，外管2的长轴竖直设置。

在图9所示的实施例中，外管2的长轴水平设置，由此，可以增加外管2数量，从而增加外管2内的总水量，进一步减小停水温升。出现停水温升的情况时，为了降低换热器10中的水温，直接有效的方法是增加外管2中总的水流量，而增加总水流量就需要焊接更多的管件。为了在同样的体积大小的换热器10中焊接更多的外管2，可将外管2相对于内管1横向安装焊接(如图9所示的外管2长轴水平设置)，以达到增加外管2中总的水流量、从而降低停水温升的目的。

参照图2、图6-图10所示，隔离板5包括：前板51和后板52，前板51和后板52的一端与左侧水盒组件3固定，前板51和后板52的另一端与右侧水盒组件4固定，前板51、后板52、左侧水盒组件3、右侧水盒组件4合围成上述的烟气流道7。

进一步地，参照图1、图6-图10所示，烟气流道7在外管2处收窄，也就是说，烟气流道7的横截面在外管2所对应的位置收缩变小，以减小外管2处的烟气量，从而减小外管2中水的温升，这样，在外管2与内管1中的水进行中和时，中和效果较好。

在图7的实施例中，内管1与催化燃烧器20邻接。在换热过程中，催化燃烧器20的高温烟气如果接触到温差较大的水管冷壁，容易析出冷凝水，由于本发明所述的换热器10的内管1与催化燃烧器20邻接，使得内管1与催化模块距离较近，换热翅片8及水管能够持续保持较高的温度，降低与高温烟气的温差，有效抑制冷凝水的产生。

壳体包括：上壳体91和下壳体92，催化燃烧器20的安装空间94形成于下壳体92。上壳体91和下壳体92可通过紧固件92实现固定，由此方便实现91和下壳体92的拆卸，从而便于更换或维修催化燃烧器20。

在图10的实施例中，烟气流道7包括：包含内管1的换热流道71以及位于内管1下方的延伸流道72，催化燃烧器20位于延伸流道72的下方，由此增加了催化燃烧器20与内管1之间的距离，以降低停水温升，并且，催化燃烧器20内的高温热气在延伸流道72中衰减，有利于减小催化燃烧器20与内管1的温差，从而减少冷凝水生成。

根据本发明另一方面实施例的燃烧换热设备，包括上述实施例的换热器10。燃烧换热设备可以是热水器、燃气壁挂炉等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成烟气流道；

内管，所述内管设置在所述烟气流道内且靠近所述壳体的进烟侧，多个所述内管之间形成有安装空间；

外管，所述外管设置在所述烟气流道外且靠近所述壳体的出烟侧，所述外管和所述内管中形成与进水管、出水管连通的水路；

催化燃烧器，所述催化燃烧器至少部分地配置在所述安装空间内，并利用催化燃烧产生的热量辐射所述内管和所述外管。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述壳体包括：

隔离板，所述外管布置在所述内管的外侧，且所述外管与所述内管通过所述隔离板相隔开；

左侧水盒组件，所述内管、所述外管、所述隔离板的一端与所述左侧水盒组件固定，且所述左侧水盒组件内形成有与所述内管、所述外管连通的左侧水盒；

右侧水盒组件，所述内管、所述外管、所述隔离板的另一端与所述右侧水盒组件固定，且所述右侧水盒组件内形成有与所述内管、所述外管连通的右侧水盒。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述内管包括：第一内管组、中间内管组和第二内管组，所述中间内管组位于所述第一内管组和所述第二内管组之间，所述催化燃烧器与所述中间内管组正对。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述内管包括：第一内管组和第二内管组，所述第一内管组和所述第二内管组之间形成高温避让空间，所述催化燃烧器与所述高温避让空间正对。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的换热器，其特征在于，所述外管为椭圆管，且所述外管的长轴竖直设置或者水平设置。

6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述隔离板包括：前板和后板，所述前板和所述后板的一端与所述左侧水盒组件固定，所述前板和所述后板的另一端与所述右侧水盒组件固定，所述前板、所述后板、所述左侧水盒组件、所述右侧水盒组件合围成所述烟气流道。

7.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述烟气流道在所述外管处收窄。

8.根据权利要求1或7所述的换热器，其特征在于，所述壳体包括：上壳体和下壳体，所述安装空间形成于所述下壳体。

9.根据权利要求1或7所述的换热器，其特征在于，所述烟气流道包括：包含所述内管的换热流道以及位于所述内管下方的延伸流道，所述催化燃烧器位于所述延伸流道的下方。

10.一种燃烧换热设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的换热器。

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