CN203980637U - 一种冷凝换热热水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷凝换热热水机组，其外壳中的烟气导管的一端连接在燃烧室锅筒的出烟口上，烟气导管设在热水机组的水换热空间中且位于水位线以下而在使用中能够浸没在水中，烟气导管的另一端伸进烟气换热空间；在水换热空间设置水流增速装置，其包括至少一块挡水板，挡水板固设于外壳内在该水换热空间中燃烧室锅筒的外面构成从外壳的前端到后端的热水出口之间曲折的水流道，在挡水板上设有孔或豁槽供水或水汽穿过该挡水板流动；在烟气换热空间设置烟气冷凝换热装置，其包括若干烟气挡板和喷淋器，烟气挡板设置在烟气换热空间中，构成曲折的通道；喷淋器对着出烟端口和设置在烟气挡板分隔的间隔中。本冷凝换热热水机组的热效率得到很大提高。

Description

一种冷凝换热热水机组

技术领域

本实用新型涉及常压换热热水机组技术领域，尤其是提供一种冷凝换热热水机组。

背景技术

常压冷凝换热热水机组，燃烧室锅筒设置在一外壳内下部的水换热空间中，该水换热空间中使用时充水，所述锅筒浸没在水中。燃烧室锅筒内通入燃料燃烧，通过燃烧室锅筒的筒壁向外壳中的水传热，热水从外壳的水换热空间中的后端输出。水换热空间上方是烟气换热空间，燃烧室锅筒顶部设置出烟口，在该出烟口上连接出烟管穿出水面，烟气排到水面以上的烟气换热空间，继而从外壳顶部设置的排烟口排放到大气中。在烟气换热空间设置喷淋器，喷水与烟气接触传热，降低烟气的温度。

为了提高热水机组的热效率，减少热损失，现有技术中对于常压冷凝换热热水机组有很多设计。例如，在燃烧室顶部设置若干出烟口，各个出烟口上连接出烟管伸出水面，为了让烟气与喷淋水更充分地接触，在外壳的顶部设置若干喷淋器，喷淋器与出烟口要有很严格的对位要求，对喷淋器的出水水流形式和出烟口的出烟形式的发明创造也很多，不少技术方案中喷淋器和出烟口的结构都相当复杂以使之充分接触。但是，现有技术中的热水机组，其烟气换热效率还是不理想，热水机组的排烟口还会冒烟。现有技术中的热水机组，导致烟气的温度比较高的原因，还是烟气与喷淋水的接触不充分，但是，现有技术中没有更好也更简单的办法降低排烟的温度。

提高热水机组热效率还有一个问题，就是如何提高水换热空间中的换热效率。现有技术中的冷凝换热热水机组，由于外壳较大，外壳内的水流动较慢，传热效率不高。这种问题在小型热水机组中还不是很突出，而现在随着常压冷凝换热热水机组向着大型化发展，外壳越做越大，外壳中水流动缓慢的问题越发突出，导致传热效率更低。如果不能有效提高外壳中水的流动速度，对这种安全性高，操作简单、方便的常压冷凝换热热水机组的大型化发展就会形成很大的阻碍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种既能有效提高热水空间中水与燃烧室锅筒之间换热效率，又能提高喷淋室中烟气与冷却水的接触密切程度，提高换热效率，降低机组排烟温度的冷凝换热热水机组。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种冷凝换热热水机组,包括一外壳，在所述外壳中设置分水板，分该外壳为在下的水换热空间和在上的烟气换热空间，该分水板的两侧边缘与所述外壳的两侧壁固连，其前端边缘与所述外壳前端侧壁之间留有间隙，使得该水换热空间和烟气换热空间连通；在该烟气换热空间的顶部后端设置排烟口，在该水换热空间中设置一燃烧室的锅筒，该锅筒相对于排烟口的锅筒的筒体后端的顶部设置出烟口，该出烟口上设烟气导管使得所述锅筒中的出烟进入所述烟气换热空间；其特征在于：

该烟气导管的一端连接在燃烧室锅筒的出烟口上，该烟气导管设在所述热水机组的水换热空间中且位于水位线以下而在使用中能够浸没在水中，该烟气导管的另一端上连接一出烟端口件，使得该烟气导管中的烟气进入所述热水机组的烟气换热空间；

在所述水换热空间设置水流增速装置，其包括至少一块挡水板，所述挡水板固设于外壳内，所述挡水板沿设于所述外壳中的燃烧室锅筒的纵向轴线排列，在该水换热空间中燃烧室锅筒的外面构成从外壳的前端到后端的热水出口之间曲折的水流道，在该挡水板上设有孔或豁槽供水或水汽穿过该挡水板流动；

在所述烟气换热空间设置烟气冷凝换热装置，其包括若干烟气挡板和喷淋器，所述烟气挡板设置在所述烟气换热空间中，将从前端燃烧室伸进烟气换热空间的烟气导管的出烟端口起到后端的所述排烟口之间的所述烟气换热空间构成曲折的通道；所述喷淋器对着所述出烟端口设置，和/或，所述喷淋器设置在由所述烟气挡板分隔的间隔中。

进一步地，所述水流增速装置中还包括至少一喷水器，所述喷水器包括一分水管，该分水管的一端连接本冷凝换热热水机组的给水口，在该喷水管上设置喷水孔，该喷水孔为向着设有热水出口的所述外壳后部设置

所述挡水板包括上挡水板，该上挡水板上顶面等于或高于机组的最高水位线，两侧面与外壳两侧壁固接。该上挡板的上顶面可以固定在所述分水板上。

所述挡水板包括下挡水板，所述下挡水板下底面与外壳底板固接，两侧面与外壳两侧壁固接。

该上挡水板上的所述孔或开设在该上挡水板上边缘上的所述豁槽，不低于本热水机组的最高水位线；。

另外，所述上挡板上的所述孔或豁槽的排列长度与所述外壳的宽度匹配。

该下挡水板上的所述孔绕所述锅筒外壁排列。

所述下挡水板上的所述孔分布在对应下半锅筒的180°的范围内。

所述下挡水板上的所述孔，距离所述锅筒外壁15-40mm。

所述喷水器中的分水管是一环绕所述锅筒的180°弯管，在该弯管上设置或均布若干所述喷嘴；该分水器的弯管包围在所述锅筒的上半锅筒壁上构成上喷水器和/或设置在所述锅筒的下半锅筒壁上构成下喷水器。

一个优选方案是：沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板。

另一个优选方案是：沿所述锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置。

再一个优选方案是：沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板，在锅筒上设置至少一所述上喷水器，所述下挡水板和与之相邻的所述上喷水器是上下对齐设置，也可以是相错设置。

再一个优选方案是：沿锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置；所述上喷水器位于相邻两所述挡水板之间。

再一个优选方案是，沿锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置；所述上喷水器和下喷水器位于相邻两所述挡水板之间。

所述挡水板上的所述孔的孔径为5-10mm。

所述挡水板上相邻的所述孔的中心距为50-100mm。

所述喷水器上的喷嘴方向朝后方偏下设置，与水平面倾斜3-8°。

所述喷水器相对于所述挡水板的位置为，在相邻两挡水板之间靠近在后的所述挡水板设置；和/或，

所述挡水板中的上挡水板上设有供所述烟气导管穿过的穿孔。

所述挡水板和喷水器的位置关系可以是，所述喷水器距离在后的所述挡水板的距离是相邻两所述挡水板间距的1/3。

所述燃烧室锅筒的出烟口设置在该燃烧室锅筒后端的顶部，该烟气导管的另一端位于燃烧室锅筒的前端，使得该烟气导管中的烟气进入所述烟气换热空间的前端，相应地，所述冷凝换热热水机组的排烟口位于该烟气换热空间的后端。

所述烟气导管是一根或多根，相应地，所述燃烧室锅筒后端设置一个或多个所述出烟口与所述烟气导管对应。

所述烟气导管是直管，或者是蛇形管。

设置一个出烟口上的所述导管可以是矩形截面导管；设置若干出烟口的，每个出烟口上的所述导管可以为圆形截面导管。

所述导管的出烟端口的端面为使得端口朝下的倾斜端面。所述倾斜端面的倾斜角度为31-50°。

设置在所述烟气挡板分隔的间隔中的所述喷淋器上的喷嘴朝向该曲折通道的转折处迎向烟气来的方向设置。

若干所述烟气挡板在所述烟气换热空间中设置，相邻的所述烟气挡板，一个烟气挡板的上边缘与所述外壳的顶壁之间设有间隙成为下烟气挡板，另一个的下边缘与分隔所述分水板之间设有间隙成为上烟气挡板；设置在所述烟气挡板分隔的间隔中的喷淋器，其喷嘴对着该间隙朝向烟气来的方向设置。

下烟气挡板的上边缘可以为锯齿形状，该锯齿边缘的齿顶与外壳的顶壁固连，形成孔型间隙，上烟气挡板的下边缘也可以为锯齿形状边缘，该锯齿边缘的齿顶与所述分水板固连，形成孔型的所述间隙。

所述喷淋器可以是包括一竖向进水管，其一端连接给水口，其另一端上连接一横向分水管，在该横向分水管的相应管壁上设置若干出水口，其上设置所述喷嘴。

在所述烟气换热空间中对应所述烟气导管的出烟端口的上方和/或后方设置所述喷淋器。

所述分水板为波浪型板，即所述分水板的板面为凹凸波浪形状，构成波浪的凹槽和凸棱相互平行，在本机组的纵向上延伸；该分水板前端低后端高地固定在所述外壳上。

所述分水板的波高为10~60毫米，波距为80~150毫米。

具体地，所述分水板的最低点距本热水机组的最高水位线50~120毫米，与最高水位线夹角2°~4°。

所述分水板前端距前外壳600~900毫米。

所述波浪形分水板5在沿垂方向投影长度为冷凝换热器纵向长度的3/4到5/6。

在所述排烟口上设置烟气冷凝调节器，其包括在该排烟口上设置的若干层钢丝网，在该钢丝网后面的排烟口上设置一挡烟板，该挡烟板可转动地固定在该排烟口的出烟管道中。

所述燃烧室锅筒的前端伸出所述外壳，与一燃烧机连接。

本实用新型提供的冷凝换热热水机组，通过其中的烟气冷凝换热装置，提出一种新的理念，即让从燃烧室出来的烟气不是直接排入烟气换热空间，而是先与水换热空间中的水进行换热，因此，可以降低进入烟气换热空间的烟气的温度，为提高热水机组的热效率，降低排气温度产生积极作用。再加上在烟气换热空间通过烟气挡板构成曲折的通道，再结合设置在导管出烟端口和曲折通道的每个转弯处的喷淋器，可以使得烟气与冷却水充分接触，因此，本冷凝换热热水机组的烟气冷凝系统可以使得冷凝换热热水机组的烟气排放温度大大降低。

另外，本实用新型提供的冷凝换热热水机组，通过在水换热空间中加设挡水板，并在挡水板上设置孔，可以增加水换热空间中水的流动速度和紊流程度，而在挡水板上设置孔，又可以防止挡水板之间的水在锅筒周围滞留时间过长而被锅筒加热气化导致锅筒局部筒壁温度过高而烧损。进一步地，在设置挡水板的基础上再设置喷水器，可以对挡水板之间的水的流速提升起到促进作用，使得锅筒周围的水紊流程度大大提高。因此，本实用新型提供的冷凝换热热水机组的传热效率可以得到很大提高。

由此，即可使得本实用新型提供的冷凝换热热水机组的换热效率大大提高，排烟温度大大降低，真正做到无烟排放。

下面通过附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型提供的冷凝换热热水机组的主剖视结构示意图。

图2为图1的左视结构示意图。

图3为上烟气挡板的结构示意图。

图4为下烟气挡板的结构示意图。

图5为喷淋器的主视结构示意图。

图6为喷淋器的右视结构示意图。

图7为本实用新型提供的冷凝换热热水机组的水流增速装置中上挡水板与锅筒结合的结构示意图。

图7a为另一种结构的上挡水板与锅筒结合的结构示意图。

图8为所述水流增速装置中下挡水板与锅筒结合的结构示意图。

图9为所述水流增速装置中上喷水器与锅筒结合的结构示意图。

图10为所述水流增速装置中下喷水器与锅筒结合的结构示意图。

图11为本实用新型提供的冷凝换热热水机组中分水板的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的冷凝换热热水机组，包括一外壳21，在外壳21中设置分水板5，分该外壳21为在下的水换热空间和在上的烟气换热空间，也称为喷淋室8，该分水板5的两侧边缘与外壳21的两侧壁固连，其前端边缘与外壳21前端侧壁之间留有间隙，使得该水换热空间和烟气换热空间连通；在外壳21的下方的水换热空间中设置所述燃烧室2，该燃烧室为一锅筒14，该锅筒14前端有一个连接管道22，该连接管道22穿出所述冷凝换热热水机组外壳21与燃烧机1连接；所述锅筒14的顶部筒壁上设有出烟口，在该出烟口上连接烟气导管4，在喷淋室8顶部后端，设有排烟口11，在排烟口11上方烟囱内的部位设置烟气调节冷凝器10，当然，烟气调节冷凝器10也可以设置在排烟口11的下方部位。

在该喷淋室8中，所述喷淋室8的顶部设置给水管，在该给水管的管口上连接喷淋器9和喷淋器6用于对烟气进行冷却换热，喷淋器6的接管上还可以连接新水管路，进行紧急补水；冷却烟气的水流下，落在分水板5上，并沿着向前端倾斜的分水板板面从分水板与外壳前端壁之间的间隙流到水换热空间。

在该水换热空间中，燃烧室2后端的外壳侧面，水位线之下设置热水出水管13。

在水换热空间的后端侧壁上，位于波浪形分水板5下方且在最高水位线之上设有溢流孔，其上接有溢流管12，在该冷凝换热热水机组水换热空间的后端侧壁的下部设置排污口，其上接有排污管17。在燃烧室的后端下部设置水封16。

在冷凝换热热水机组上还设置水位计3，其上设置正常水位以及高水位和低水位标识，在对应各个水位高度位置上可以设置位置传感器连接控制装置，通过控制装置调整各相应阀门的启闭和开启度，在机组的对应烟气换热空间的前端侧壁上设置若干紧急补喷水器6，在该补水管上可以连接加药口。

外壳21通过支座20支撑在基础上。

燃烧室2的后端伸出外壳21，伸出端上设置检查孔15，检查孔上设置密封盖。

所述燃烧室2的前端的连接管道22伸出外壳21，与一燃烧机1连接，燃烧室2与燃烧机1之间的连接管道22的中心轴线向下倾斜，与所述燃烧室的纵向轴线之间设有一夹角地设置。这样可以使得燃烧机向燃烧室喷出的燃烧燃料倾斜向下地进入燃烧室，燃料在触及燃烧室底面之后反射到顶面，再反射，这样燃烧燃料可以在燃烧室中多停留，对提高热效率，降低排烟温度有作用。所述连接管道22的倾斜角度优选为：使得所述燃烧室与燃烧机之间的连接管道的中心轴线的延长线与燃烧室下底面的交点在燃烧室纵向长度的中点或附近；或者，所述燃烧室与燃烧机之间的连接管道的倾斜角度3°~15°。

所述连接管道与燃烧室的接口优选设置在燃烧室高度方向上的中点或中点上方的间壁上。

如图1所示，所述燃烧室2外壁，设为波浪形筒壁，波高10~60毫米、波距80~150毫米。

烟气导管4的一端连接在燃烧室锅筒14后端的出烟口上，该烟气导管4从锅筒14的后端向前延伸，至锅筒的前端，由分水板5与外壳21之间的间隙进入所述烟气换热空间，所述烟气导管在所述水换热空间的部分设置在本热水机组的水位线以下而在使用中能够浸没在水中。该烟气导管4的出烟口可以是如图1所示，连接一出烟端口件，使得该烟气导管4中的烟气进入所述热水机组的烟气换热空间，该出烟端口件上的出烟口可以朝向外壳的后端偏下设置；

烟气导管4的在烟气换热空间中的出烟端口优选朝向外壳的前端或前端偏下。这样出烟可以转个弯之后再向后流动，流过路程更长一些。

烟气导管4的出烟端口的端面为使得端口朝下的倾斜端面，所述倾斜端面的倾斜角度即与出烟口端面与竖直方向的夹角为31-50°。

烟气导管4的出口端向下倾斜，可延长烟气在冷凝换热空间的盘旋时间，增加烟水接触换热时间，也可防止顶端喷淋的水从出口端进入燃烧室。如果所述角度过小，会导致烟气向下喷出，烟气流程不畅；角度过大，给喷水器喷出的水雾容易进入烟道中。

所述烟气导管浸没在水中的部分可以是直管，也可以是蛇形管。

如图1至图6所示，在烟气换热空间设置烟气冷凝换热装置，其包括若干烟气挡板7和喷淋器9，所述烟气挡板7设置在所述烟气换热空间中，将从前端所述烟气导管4上的出烟端口件上的所述出烟端口起到后端的所述排烟口之间的所述烟气换热空间构成曲折的通道；所述喷淋器对着所述出烟端口设置。

在由所述烟气挡板分隔的间隔中，也可以设置所述喷淋器。

当然，也可以只在所述间隔中设置喷淋器。

具体地，若干烟气挡板7在所述烟气换热空间中设置，相邻的所述烟气挡板，一个烟气挡板的上边缘与所述外壳的顶壁之间设有间隙成为下烟气挡板71，另一个的下边缘与分隔分水板5之间设有间隙成为上烟气挡板72。

所述冷却水喷淋装置，其包括若干喷淋器9，设置在所述烟气挡板分隔的间隔中的所述喷淋器9，其喷嘴对着该间隙朝向烟气来的方向设置。

具体地，其中至少一个所述喷淋器9设置在烟气导管4的设置在所述喷淋室8中前端的出烟端口前成为第一喷淋器，所述第一喷淋器的喷嘴朝向该出烟端口；在后面每个烟气挡板7与外壳21或分水板5之间的间隙处都有一个喷淋器9，各个该喷淋器的喷嘴朝向烟气来的方向。

如图1所示，在烟气导管4进入喷淋室8中的转弯处和出烟端口处上方和/或后方，也设置所述喷淋器6，对烟气导管4的转弯处的管壁以及出烟口冒出的烟气进行冷却换热。喷淋器6也作为紧急补水之用。

在一个更优选的方案中，如图3和图4所示，下烟气挡板71的上边缘为锯齿形状，该锯齿边缘的齿顶与外壳21的顶壁点焊固连，上烟气挡板72的下边缘为锯齿形状边缘，该锯齿边缘的齿顶与所述分水板5点焊固连，锯齿边缘为矩形锯齿，上下烟气挡板构成的间隙从条状间隙变成形成矩形孔型的间隙。

本实用新型提供的烟气挡板和喷淋器组成的烟气冷凝换热装置，通过烟气挡板将喷淋室8分隔成一个个小空间，各个小空间之间通过上下间隙连通，使得烟气曲折地流向排烟口，其中的喷淋器9对着间隙设置，可以与烟气非常好地接触。通过锯齿型边缘的烟气挡板将条形间隙变为孔型间隙，使得烟气在喷淋室中的分布更加均匀，与喷淋器9喷出的例如雾状的冷却水接触更加充分。比起现有技术中喷淋器和出烟口的结构，本实用新型的烟气挡板例如就是一些平板，喷淋器结构也很简单，如图5和图6所示，喷淋器9包括一竖向进水管91，其一端连接热水机组循环水管路上接出的给水管的管口，其另一端上连接一横向分水管92，在该横向分水管92的相应管壁上打孔，在孔上设置若喷嘴92a。但就是这样结构简单的喷淋器和烟气挡板，因为将烟气约束在设定的曲折通道中，让所有的烟气都与喷淋器喷出的水雾正面“遭遇”，不让一缕烟气不经过设置的所有喷淋器而短路流向排烟口，所以，就可以将烟气中的热量留下了，使得烟气温度大大降低。

燃烧室锅筒中的烟气进入喷淋室，在曲折的通道中流向排烟口，各个喷淋器喷出的水与烟气换热升温，落在分水板上，然后通过分水板和外壳前端壁之间的间隙流到下面的水换热空间中。

如图1、图2和图11所示，分水板5为波浪型板，即所述分水板的板面为凹凸波浪形状，构成波浪的若干凹槽和凸棱51相互平行，将分水板5安装在冷凝换热热水机组中时，分水板5上的凹槽和凸棱在本机组的纵向上延伸。

分水板5的波高51为10~60毫米，波距52为80~150毫米；该分水板前端低后端高地固定在外壳21上。所述波浪形分水板5在沿垂方向投影长度为冷凝换热器纵向长度的3/4到5/6，所述波浪形分水板的与水平面夹角为2°到4°。分水板5的最低点距本热水机组的最高水位线50~120毫米，与最高水位线夹角53为2°~4°，分水板5前端距外壳21的前端壁间隙为600~900毫米。

具体的，例如可以是上述波浪形分水板5在铅垂方向投影长度为所述冷凝换热热水机组的纵向的长度的4/5，且倾斜角度例如在4°，所述间隙为750毫米，分水板的波高51为45毫米，波距为110毫米。

通过设置所述波浪形分水板5，起到两个作用：其一，在于将烟气换热空间以及排烟口与水换热空间隔离开，排烟口11中冷凝装置10冷凝下来的冷凝水不会直接落入水换热空间。通常的热水机组中，水换热空间设置的连接热水管13的热水出口一般都设置在后端外壳侧壁上，其与排烟口11上下对应，如果没有分水板，工作中，烟气换热空间中的喷淋器9淋下的冷水会直接落在水换热空间的水面上，从排烟口11冷凝下来的冷凝水会落下到热水出口附近，这些还未能被加热到设定温度的低温水和冷凝水会在热水出口混合排出，这样就会导致机组出水温度降低或不稳定，要稳定出水温度则需要消耗更多的能量。而本实用新型设置了所述波浪形分水板5，落下的低温水和冷凝水将沿倾斜的波浪形分水板5流向冷凝换热热水机组的前端，通过分水板和热水机组前端壁之间的所述间隙流回水换热空间中被充分加热。这样就可以确保机组热水的出水温度稳定；其二，在于阻止水换热空间的水蒸汽上升迅速从排烟口11排出。现有技术中的排烟口常常不能将这部分水蒸汽的热量留下，加之排烟口处分离烟气中水蒸汽的效果不好，这样既丢失很多热量，也造成循环热水的损失。而本实用新型设置特殊结构的波浪形分水板5，将水换热空间中产生的水蒸汽全部引导到外壳的前端，从所述分水板与外壳之间的间隙中进入冷凝换热空间，然后曲折地流向排烟口11，途中还要穿过多个喷淋器9喷射的水雾构成的屏障，其温度被大幅度降低，可以做到基本上都变为水落下。

上述波浪板形状分水板5与水换热空间中水面之间的空隙大小是合适的。如果该空隙过大，不能有效拦截上升的水蒸汽，排烟温度不能有效降低，但该空隙过小，给水水流就无法顺利进入水换热空间，或导致燃烧室锅筒周围水产生逆流，影响机组整体水循环，波浪形分水板的倾斜角度过大和过小都有不利。另外，波纹形分水板5可以使得喷淋水落下的喷淋水可以在外壳宽度的整个范围内比较均匀地分布，不会因为分水板安装上的些许误差就集中到一侧。

波浪形的分水板5比起平板形分水板，具有如下一些优点：首先，波纹形分水板5可以使得落下的喷淋水可以在外壳宽度的整个范围内比较均匀地分布，不会因为分水板安装上的些许误差就集中到一侧。进一步地，即使分水板在安装时精度不是很高，由于凹槽的存在，也能够保证水分布一定的均匀性，故而，本分水板在安装中的精度要求可以降低，使用封焊方法焊接即可，继而，落入水换热空间的冷却水均匀，使得水换热空间中水流动的水动力也很均匀，利于水与锅筒壁的传热和水的流速均匀。

如果燃烧室锅筒14直径较大，可以在其后端沿外壳21的宽度方向设置两个或两个以上所述出烟口，在每个所述出烟口上安装一个所述导管4，而各个导管4的设置在所述喷淋室前端的所述出烟端口前面设置一个如图5和图6所示的喷淋器，作为所述第一喷淋器，而喷淋器的横向分水管92的长度以能够使得喷嘴92a能够将所有导管的出烟端口都能够对应上，即使得喷淋器喷出的冷凝水可以将各个出烟端口覆盖住。多个导管中，每个导管的截面可以圆形截面。

在工作中，烟气从锅筒14后端的出烟口排出，流经烟气导管4进入喷淋室8，烟气导管4浸没在水中，高温烟气首先通过烟气导管4间壁与机组要加热的水进行换热，很大一部分烟气热能被水吸收，这样就可以大大提高热效率，降低排到喷淋室中烟气的温度。这一点与现有技术非常不同。现有技术中燃烧室的出烟没有在水中从后端到前端走一个锅筒长度整个流程的换热途径的先例，更没有将烟气导管浸没的水中的先例。为了降低烟气温度，现有技术中通过对于出烟口进行复杂的结构设计，还要与上面的喷水装置做匹配对位，烟气气流形式和水流形式的匹配，以期提高热效率，但是，却往往是效果不甚理想，喷淋用水量还很大。而本实用新型通过一个结构非常简单的导管，就可以大大降低烟气的温度。

接下来，烟气从烟气导管4的出烟端口进入喷淋室。现有技术中，在烟气进入喷淋室后，没有让冷却水和烟气做有效接触，烟气从出烟口进入喷淋室，在喷淋室中扩散开，其出烟口不是都向着燃烧室的前端，也没有一个曲折通道对于烟气进行约束和导向，总有一部分烟气在冷凝换热空间中没有与喷淋器中冷却水充分接触而短路流向排烟口，喷淋水再分散，要想做到与烟气密切接触还是困难。因此，对于烟气的冷却效果不佳。而在本实用新型中，烟气从烟气导管4的出烟端口排出，端口面积较小，且在端口上就设有第一级喷淋器，对着出烟口喷出水雾，应该说这样“面对面”的烟气和水雾的接触是非常密切的。之后，烟气通过烟气挡板设置的曲折的烟气通道流动，而且在烟气挡板与外壳或分水板的间隙处再设置喷淋器，喷淋器覆盖整个间隙。烟气和冷却水多次“面对面”的接触，走到排烟口的烟气的温度就可以被冷却水降低到很低的程度。本实用新型的烟气冷凝系统的独特之处就在于通过曲折的通道将烟气聚拢起来，进一步地，再与喷淋水正面且近距离接触，让每一缕烟气都与喷淋器喷嘴中喷出的水流接触。本实用新型提供的烟气冷凝换热装置可以使得所有的烟气在喷淋室8中走曲折的烟气通道，基本上可以不让一丝烟气走短路而去向排烟口，喷淋器与烟气挡板与分水板以及外壳顶壁的间隙的设置关系确保了烟气更好地与给水接触。如果设置的烟气挡板是锯齿形状边缘，让条形间隙变成孔形间隙，烟气流动更加均匀，与喷淋器的水的接触就更加充分。

现有技术中，燃烧室锅筒上的出烟口的设置以要在燃烧室上端前后出烟均匀为准则，而本实用新型一改现有的作法，集中在燃烧室末端，烟气导流换热装置导入冷凝空间，期间烟气导流换热装置经再次与给水在换热，换热后的烟气在经过烟气挡板与喷淋室排出，这样，大量的烟气能够在冷凝换热空间中多做盘旋，与给水充分热交换，排出的烟气温度可有效降低。

在外壳21内分水板5的下面的水换热空间中设置一水流增速装置，其包括至少一块挡水板，所述挡水板固设于外壳内，所述挡水板沿设于所述外壳21中的所述燃烧室2的锅筒14的纵向轴线排列，在该水换热空间中燃烧室锅筒的外面构成从外壳的前端到后端的热水出口之间曲折的水流道，在该挡水板上设有孔或豁槽供水或水汽穿过该挡水板流动。

本水流增速装置中还可以包括至少一喷水器19，所述喷水器包括一分水管，该分水管的一端连接本冷凝换热热水机组的给水口，在该喷水管上设置喷水孔，该喷水孔为向着设有热水出口的所述外壳21后部设置。

进一步地，所述挡水板包括上挡水板，该上挡水板上顶面等于或高于机组的最高水位线，两侧面与外壳两侧壁固接；和/或，所述挡水板包括下挡水板，所述下挡水板下底面与外壳底板固接，两侧面与外壳两侧壁固接；和/或，

该上挡水板上的所述孔或开设在该上挡水板上边缘上的所述豁槽，不低于本热水机组的最高水位线；和/或，所述上挡板上的所述孔或豁槽的排列长度与所述外壳的宽度匹配；

具体的例子可以是如图1所示，该水流增速装置包括若干挡水板18，该挡水板18固设于外壳内，各所述挡水板沿设于该外壳中的燃烧室2锅筒14的纵向轴线排列。如图7和图8所示，该挡水板分为上挡水板18-1和下挡水板18-2两种，其相间排列。

如图1和图7a所示，上挡水板18-1的上顶面高于锅筒14的上顶面，固定在分水板5下底面上，两个侧面固定在外壳21的侧壁上，其下底面位于锅筒14的纵轴所在水平面上。上挡水板18-1的下底面也可以低于锅筒14的纵轴所在的水平面（如图7所示）。在上挡水板18-1上还设有供烟气导管4的管路穿过的开口18-1-2。在上挡水板18-1的下底边上开设与锅筒横断面匹配的凹槽，让锅筒14从该凹槽中穿过。在上挡水板18-1的上端边缘上设有若干孔，在此称为汽流孔18-1-1(见图7），若干汽流孔18-1-1水平排列，与外壳21的宽度大致相等，上挡水板18-1上的汽流孔18-1-1高于机组的最高水位线。该气流孔可以让热水产生的蒸汽沿分水板5向燃烧室前端流动而进入喷淋室而与冷却水接触冷凝。

上挡水板18-1主要与波浪形分水板5连接，整体看来水面是水平的，所以在接近波浪形分水板5的下侧的上挡水板上设置的汽流孔18-1-1也是水平排列。

如图7a所示，上挡水板18-1上的汽流孔还可以是豁槽18-1-1a，不低于本热水机组的最高水位线，该上挡水板18-1与分水板5固连，豁槽18-1-1a即形成孔。豁槽形式的汽流孔使得上挡水板的加工更加简单。

如图1和图8所示，下挡水板18-2的下底面固定在该外壳21的下底板上，其上顶面位于锅筒14的纵轴所在水平面。下挡水板18-2的两侧面固定在外壳21的侧壁上。在下挡板的上顶侧边缘上开设与锅筒横断面匹配的凹槽，让锅筒14从该凹槽中穿过。在下挡水板18-2的下底边缘上，设置若干孔18-2-1。所述下挡水板上的所述孔，距离所述锅筒外壁20-40mm。下挡水板18-2上的孔18-2-1绕所述锅筒外壁弧形排列，下挡水板18-2上的孔18-2-1最好是分布在对应锅筒的下半锅筒的180°的范围内。下挡水板18-2具体开孔位置可以是沿锅筒外径距锅炉外壁30mm处开设，下挡水板18-2上的孔18-2-1实际上是水流孔，主要是避免水在挡水板下角处长期停留过热汽化，导致锅筒壁上产生气泡而筒壁温度过高而损坏。

上下挡水板上的该孔的孔径例如为6mm，相邻汽流孔的间距优选为孔间中心距例如为70mm。

如图1、图9和图10所示，所述水流增速装置还包括上喷水器19，其设置在外壳21中锅筒14的周围，该上喷水器19包括一个管体作为分水管19-1，在该分水管的侧壁上开设若干喷水孔19-2，该喷水孔19-2为向着设有热水出口的外壳后部设置；各个上喷水器19的分水管上设有进水口，该进水口通过管路连接起来并连接本冷凝换热热水机组的给水口。

如图9和图10所示，所述喷水器中的分水管19-1是一环绕锅筒14的180°弯管，在该弯管上设置或均布若干所述喷嘴。该喷水器为设置在锅筒14上部的上喷水管19a。

也可以在上述实施例中加设置在锅筒14下部的下喷水管19b（见图10所示），下喷水管19b的形状与上喷水器基本相同，只是在锅筒的下面的180°设置。

喷水孔19与锅筒14外壁的间距为15~40mm。所述喷水器的分水喷射管上水喷射嘴的孔径为5-10mm，例如为6mm。

所述喷水孔开在分水管上，朝向所述锅筒的后端，见图1中的箭头A，也可稍有些向后下或向后上倾斜3~8度。

所述喷水器设置在相邻的一个上挡水板和一个下挡水板之间。优选一个上挡水板和一个下挡水板之间设置一个喷水器。喷水器相对于所述挡水板的位置为，所述喷水器在相邻两所述挡水板之间比较靠近后面一个挡水板设置；例如可以是与后面一个挡水板的距离为两挡水板间距的1/3。

还有一种情况，尤其是对于小型热水机组，可以沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板即可。

还可以是，沿所述锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置。

在上述两种情况下，由于热水机组较小，可以不设置喷水器。

另外一种情况是，沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板，在锅筒上设置至少一所述上喷水器，所述下挡水板和与之相邻的所述上喷水器是上下对齐设置，或者是相错设置。这是一种非常简单但效果很好的水流增速装置。

本实用新型提供的水流增速装置，其中的挡水板如果当做折流板，应该是在换热领域很常见的，一般列管式换热器的壳体中都通过设置折流板而提高壳程流体的紊流程度和流速，但是，在折流板上设置孔却是前所未有的结构。从一般观念出发，设置挡水板就是阻止水流在一个方向上的平稳流动，增加水流的紊流程度。但是就冷凝换热热水机组而言，为常压工作状态，锅筒的温度很高，但水在外壳中的流速相对很低，如果只是增设现有的折流板，折流板的高度较低，效果不明显，如果折流板的高度增高，两块折流板之间水的温度就会快速升高，产生气泡，而气泡如果不能及时排走，就可能在锅筒侧壁上堆积，造成锅筒和水流局部的隔离，另外，设置不带孔的现有折流板，折流板的靠近锅筒处水的流速更慢，这样，就可能造成筒壁局部温度过高，甚至会导致烧损。这是因为有这种情况，在现有技术中，对于常压冷凝换热热水机组从来没有使用过折流板来增加水换热空间中水流的流速和紊流程度，因此，也就不能增大这种热水机组的规格，常压冷凝换热热水机组向大型化发展一直因为热效率较低且无法提高而停滞不前。本实用新型创造性地在挡水板上增加孔，即可以利用折流板提高外壳中水的流速和紊流程度，同时，可以及时将产生的气泡通过孔排走，让尤其是挡水板靠近锅筒处的水流过挡水板而不滞留，这样就不易在锅筒侧壁上形成气泡堆积。

更近一步地，本实用新型还在挡水板的基础上增加了喷水器，将热水机组的至少一部分的回流水通过喷水器向挡水板之间的锅筒周围喷出，喷出的水流一方面能够进一步增加水流的速度和紊流程度，另一方面可以进一步地将锅筒壁附近的气泡及时赶离锅筒壁，再一方面，喷水器将温度较低的水直接输送到锅筒附近的较高温度区域，使得燃烧室对于外壳中的水的加热效率得到提高。

因此，设置了包括挡水板和喷水器的所述高效换热装置的本冷凝换热热水机组，其热水效率得到明显提高。

在所述排烟口11上还设置烟气冷凝调节器，其包括所述的烟气调节冷凝器，其包括在排烟口上连接的一管段，该管段的上方设置的烟气调节门，下方设置的钢丝网层，该管段上方与烟囱法兰连接，底部与排烟口法兰连接。

该钢丝网层可以是多层钢丝网，且每层钢丝网的网孔相错设置；在该钢丝网上面设置一挡烟板，该挡烟板可转动地固定在该排烟口的出烟管道中。具体的挡烟板结构可以是，在出烟管上沿径向贯穿一转轴10-1，在出烟管道中设置一挡烟板10-2，该挡烟板10-2固定在该转轴10-1上。使用时，可以根据情况，调节挡烟板的角度，对于出烟管道的出烟口的大小进行调节。

具体地，在该管段中下部设置一个支架，其固定在所述排烟口上方，当然，也可以设置在排烟口的下方的相应部位，该支架上铺设固定所述钢丝网层。

在钢丝网层上还设置压固件，该压固件与所述支架固连。例如所述压固件可以是扁钢，在所述支架设有扁钢卡固结构，例如一个L形槽。扁钢从该L形槽的竖直槽段嵌入，然后再水平面上转动一个角度进入横向槽段卡固，且将多层网片压住。

由此，通过钢丝网层，又能够降低烟气温度，能够将烟气中残留的水汽分离下来，而挡烟板的设置可以调节出烟口的大小，根据热水机组的运行情况灵活调节，在机组发生波动时进行调节，保证机组的热效率不降低。 

本冷凝换热热水机组的主要优点如下：

1.热效率高，节省燃料。设置了烟气冷凝换热装置的本冷凝换热热水机组，可以明显提高换热效率，降低排烟温度，再加上波浪形分水板以及特殊的喷淋器和排烟口上下部位设置的冷凝水分离器装置，就可以做的排烟没有白烟，排烟温度最低可达到380C。由于冷凝换热热水机组排烟温度最低能达到380C，烟气中汽化潜热释放出来的热量被给水吸收，致使冷凝换热热水机组效率最高达到99%。与其他同类设别比较，可大大节省燃料。

2.向大气排放烟气中有害物极低。本实用型提高的冷凝换热热水机组，由于烟气与给水充分接触，向大气排放的一氧化碳、碳氢化合物、硫化物和氢化合物极低。正确操作科技使得上述物质的排放量远远低于国家对I类地区的限制标准。几尽不污染周围环境。

3.体积小，节省场地和投资。本实用新型设计的冷凝换热热水机组由于其热效率高，达到同样的热水供应量，其体积大大减小，所以其占用场地少。可安装在地下室、屋顶和楼层中。节省建机组房的投资。

4.耐用、寿命长。本实用新型是常压换热设备，各个结构简单，使用方便，无爆炸危险，使用寿命长。 

Claims (20)

1.一种冷凝换热热水机组,包括一外壳，在所述外壳中设置分水板，分该外壳为在下的水换热空间和在上的烟气换热空间，该分水板的两侧边缘与所述外壳的两侧壁固连，其前端边缘与所述外壳前端侧壁之间留有间隙，使得该水换热空间和烟气换热空间连通；在该烟气换热空间的顶部后端设置排烟口，在该水换热空间中设置一燃烧室的锅筒，该锅筒相对于排烟口的锅筒的筒体后端的顶部设置出烟口，该出烟口上设烟气导管使得所述锅筒中的出烟进入所述烟气换热空间；其特征在于：

该烟气导管的一端连接在燃烧室锅筒的出烟口上，该烟气导管设在热水机组的水换热空间中且位于水位线以下而在使用中能够浸没在水中，该烟气导管的另一端上连接一出烟端口件，使得该烟气导管中的烟气进入所述热水机组的烟气换热空间；

在所述水换热空间设置水流增速装置，其包括至少一块挡水板，所述挡水板固设于外壳内，所述挡水板沿设于所述外壳中的燃烧室锅筒的纵向轴线排列，在该水换热空间中燃烧室锅筒的外面构成从外壳的前端到后端的热水出口之间曲折的水流道，在该挡水板上设有孔或豁槽供水或水汽穿过该挡水板流动；

在所述烟气换热空间设置烟气冷凝换热装置，其包括若干烟气挡板和喷淋器，所述烟气挡板设置在所述烟气换热空间中，将从前端燃烧室伸进烟气换热空间的烟气导管的出烟端口起到后端的所述排烟口之间的所述烟气换热空间构成曲折的通道；所述喷淋器对着所述出烟端口设置，和/或，所述喷淋器设置在由所述烟气挡板分隔的间隔中。

2.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：所述水流增速装置中还包括至少一喷水器，所述喷水器包括一分水管，该分水管的一端连接本冷凝换热热水机组的给水口，在该喷水管上设置喷水孔，该喷水孔为向着设有热水出口的所述外壳后部设置。

3.根据权利要求2所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：所述挡水板包括上挡水板，该上挡水板上顶面等于或高于机组的最高水位线，两侧面与外壳两侧壁固接；和/或，所述挡水板包括下挡水板，所述下挡水板下底面与外壳底板固接，两侧面与外壳两侧壁固接；该挡水板上设有的孔为设置在该上挡水板上的孔或设置在该下挡水板上的孔，该挡水板上设有豁槽为设置在该上挡水板上的豁槽。

4.根据权利要求3所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：具有如下特征的至少一个：

该上挡水板上的所述孔或开设在该上挡水板上边缘上的所述豁槽，不低于本热水机组的最高水位线；和/或，所述上挡板上的所述孔或豁槽的排列长度与所述外壳的宽度匹配；

该下挡水板上的所述孔绕所述锅筒外壁排列；

所述下挡水板上的所述孔分布在对应下半锅筒的180°的范围内；

所述下挡水板上的所述孔，距离所述锅筒外壁15-40mm。

5.根据权利要求3所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：所述喷水器中的所述分水管是一环绕所述锅筒的180°弯管，在该弯管上设置或均布若干喷嘴；该喷水器的弯管包围在所述锅筒的上半锅筒壁上构成上喷水器和/或设置在所述锅筒的下半锅筒壁上构成下喷水器。

6.根据权利要求4所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：所述喷水器中的所述分水管是一环绕所述锅筒的180°弯管，在该弯管上设置或均布若干喷嘴；该喷水器的弯管包围在所述锅筒的上半锅筒壁上构成上喷水器和/或设置在所述锅筒的下半锅筒壁上构成下喷水器。

7.根据权利要求3所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：还具有如下特征之一：

沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板； 

沿所述锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置。

8.根据权利要求5所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：还具有如下特征之一：

沿锅筒的纵轴方向设置至少一下挡水板，在锅筒上设置至少一所述上喷水器，所述下挡水板和与之相邻的所述上喷水器是上下对齐设置，或者是相错设置； 

沿锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置；所述上喷水器位于相邻两所述挡水板之间； 

沿锅筒的纵轴方向设置若干所述上挡水板和所述下挡水板，所述上挡水板和所述下挡水板相间设置；所述上喷水器和下喷水器位于相邻两所述挡水板之间。

9.根据权利要求2所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：具有至少如下特征一个：

所述挡水板上的所述孔的孔径为5-10mm； 

所述挡水板上相邻的所述孔的中心距为50-100mm。 

10.根据权利要求3所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：

所述挡水板中的上挡水板上设有供所述烟气导管穿过的穿孔。

11.根据权利要求2所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：具有至少如下特征一个：

所述喷水器上的喷嘴方向朝后方偏下设置，与水平面倾斜3-8°； 

所述喷水器相对于所述挡水板的位置为，在相邻两挡水板之间靠近在后的所述挡水板设置。

12.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：所述燃烧室锅筒的出烟口设置在该燃烧室锅筒后端的顶部，该烟气导管的另一端位于燃烧室锅筒的前端，使得该烟气导管中的烟气进入所述烟气换热空间的前端，相应地，所述冷凝换热热水机组的排烟口位于该烟气换热空间的后端。

13.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：具有至少如下特征一个：

所述烟气导管是一根或多根，相应地，所述燃烧室锅筒后端设置一个或多个所述出烟口与所述烟气导管对应； 

所述烟气导管是直管，或者是蛇形管。

14.根据权利要求13所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：设置一个出烟口上的所述烟气导管为矩形截面导管；或者，设置若干出烟口的每个出烟口上的所述烟气导管为圆形截面导管。

15.根据权利要求13或14所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：所述烟气导管的出烟端口的端面为使得端口朝下的倾斜端面；所述倾斜端面的倾斜角度为31-50°。

16.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：具有至少如下特征一个：

设置在所述烟气挡板分隔的间隔中的所述喷淋器上的喷嘴朝向该曲折通道的转折处迎向烟气来的方向设置； 

若干所述烟气挡板在所述烟气换热空间中设置，相邻的所述烟气挡板，一个烟气挡板的上边缘与所述外壳的顶壁之间设有间隙成为下烟气挡板，另一个的下边缘与分隔所述分水板之间设有间隙成为上烟气挡板；设置在所述烟气挡板分隔的间隔中的喷淋器，其喷嘴对着该间隙朝向烟气来的方向设置；

下烟气挡板的上边缘为锯齿形状，该锯齿边缘的齿顶与外壳的顶壁固连，形成孔型间隙，上烟气挡板的下边缘为锯齿形状边缘，该锯齿边缘的齿顶与所述分水板固连，形成孔型的所述间隙。

17.根据权利要求1或14所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：具有至少如下特征一个：

所述喷淋器包括一竖向进水管，其一端连接给水口，其另一端上连接一横向分水管，在该横向分水管的相应管壁上设置若干出水口，其上设置喷嘴；

在所述烟气换热空间中对应所述烟气导管的出烟端口的上方和/或后方设置所述喷淋器。

18.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：具有至少如下特征一个：

所述分水板为波浪型板，即所述分水板的板面为凹凸波浪形状，构成波浪的凹槽和凸棱相互平行，在本机组的纵向上延伸；该分水板前端低后端高地固定在所述外壳上； 

所述分水板的波高为10～60毫米，波距为80～150毫米；和/或，所述分水板的最低点距本热水机组的最高水位线50～120毫米，与最高水位线夹角2°～4°；

所述分水板前端距前外壳600～900毫米。

19.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组，其特征在于：在所述排烟口上设置烟气冷凝调节器，其包括在该排烟口上设置的若干层钢丝网，在该钢丝网后面的排烟口上设置一挡烟板，该挡烟板可转动地固定在该排烟口的出烟管道中。

20.根据权利要求1所述的冷凝换热热水机组,其特征在于：所述挡水板包括上挡水板，该上挡水板上顶面等于或高于机组的最高水位线，两侧面与外壳两侧壁固接；和/或，所述挡水板包括下挡水板，所述下挡水板下底面与外壳底板固接，两侧面与外壳两侧壁固接。