CN204301308U - 多路绕管式冷凝换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的多路绕管式冷凝换热器包括烟道箱体、多路绕管式换热器和冷凝水导管，所述烟道箱体设有烟气入口和烟气出口，其特征在于：所述烟道箱体包括有冷凝水收集盒，所述多路绕管式换热器装嵌于冷凝水收集盒内部，所述冷凝水导管与所述冷凝水收集盒连通。本实用新型能够防止冷凝水渗漏，换热效率高，使用安全性好。
Description
技术领域
本实用新型属于冷凝式换热器技术领域，特别是一种应用于燃气热水器或两用炉中以吸收高温烟气潜热的一种多路绕管式冷凝换热器。
背景技术
随着国家西气东输工程的逐步推进，质优价廉的天然气得到广泛普及，成为燃气具行业的一大机遇。同时，伴随用户的不断增加，兼之油荒、煤荒、电荒的能源危机日益凸显，开发节能环保的产品已是大势所趋。冷凝式燃气热水器作为高效的燃气燃烧设备，具有较大的节能潜力。与普通式燃气热水器相比，冷凝式燃气热水器在显热换热器(即一级换热器)上方增设潜热换热器(即冷凝换热器)，能够充分吸收高温烟气的热量，提高整机换热效率达10％以上。
目前市场上鼓风式冷凝式燃气热水器大都使用的单路绕管式冷凝换热器，存在换热效率低、外形尺寸大等缺点。如图16所示，单路绕管式冷凝换热器一般使用直径φ15mm以上金属换热管，由于折弯半径大，导致换热管间隙大，布管密度小，换热面积不足；同时，为确保耐压能力，管壁会相应加厚，导致热量传递速度慢。为达到一级能效要求，则需要增加换热管长度或绕管数目，导致冷凝换热器外形尺寸大，与鼓风式燃气热水器紧凑型结构极不协调。
市场上鼓风式冷凝式燃气热水器的冷凝换热器大都直接安装在热交换器上方，其冷凝水收集装置大多数由金属板材拼合焊接而成，因此存在酸性冷凝水渗漏风险。如图16所示，所述的冷凝水收集装置由冷凝器箱体围板和集水板三面紧密贴合焊接而成。由于冷凝器箱体围板与集水板存在配合间隙，采用焊接方式难以填补所有间隙，酸性冷凝水能够从焊接不充分的细小缝隙渗漏出去，并对冷凝换热器下方的零部件(热交换器、燃烧器、风机等)进行腐蚀，大大缩短机器使用寿命，并极易引起安全事故。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多路绕管式冷凝换热器，其能够提高换热效率、防止冷凝水渗漏，提高使用安全性，且外形尺寸更小。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种多路绕管式冷凝换热器，包括烟道箱体、多路绕管式换热器和冷凝水导管，所述烟道箱体设有烟气入口和烟气出口，所述烟道箱体包括有冷凝水收集盒，所述多路绕管式换热器装嵌于冷凝水收集盒内部，所述冷凝水导管与所述冷凝水收集盒连通。
更优地，上述多路绕管式换热组件包括一组换热直管以及位于所述换热直管两端的左盖板和右盖板，且所述左盖板和右盖板上均设有用于水路分流与集流的型腔，所述换热直管两端分别与所述型腔连通，所述型腔与所述换热直管组成″S″形水流通道。
更优地，上述冷凝水收集盒为顶部敞开的矩形中空容器，其在长度方向的横截面形状为倒立的直角梯形，所述烟气入口位于所述冷凝水收集盒的倾斜面上。
更优地，上述烟气入口为一排并列的至少两个的方口。
更优地，上述冷凝水收集盒的底部设有隔热板。
更优地，上述冷凝水收集盒上设有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口位于所述烟气入口的下方。
更优地，上述烟道箱体包括围框和集烟罩，所述围框的顶部和底部均敞开，所述集烟罩的底部敞开，所述烟气出口设置于所述集烟罩上；所述集烟罩的底部设置第一法兰面，所述冷凝水收集盒的顶部设置第二法兰面，所述围框的顶部设置第三法兰面；所述烟道箱体由所述集烟罩、冷凝水收集盒和围框依次通过第一法兰面、第二法兰面、第三法兰面拼接构成。
更优地，上述冷凝水导管设置在所述围框的侧面上，并与所述冷凝水排放口连接。
更优地，上述换热直管由波纹管替代，或在换热直管上增设换热翅片。
更优地，上述多路绕管式换热组件还包括左侧板、右侧板；所述 左侧板位于所述左盖板的内侧，并相互连接；所述右侧板位于所述右盖板的内侧，并相互连接；在所述左侧板和右侧板上对称地设有矩阵式排布的通孔，所述换热直管穿过所述通孔，与所述型腔连通。
更优地，上述多路绕管式换热组件还包括改变烟气流向的上挡板和下挡板，所述上挡板以及下挡板的两侧分别与所述左侧板和右侧板连接，所述烟气入口和换热直管位于所述上挡板和下挡板之间。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、冷凝换热器整体装嵌在冷凝水收集盒内部，冷凝水收集盒由耐腐蚀金属板材整体拉伸成型，焊接面比较小，冷凝水渗漏风险低。
2、冷凝换热器采用多路分流的绕管式换热结构，换热直管矩阵式紧密排布，布管密度大，有效换热面积更大，换热更充分，整机换热效率可高达102％以上。
3、冷凝换热器采用多路分流的绕管式换热结构，外形尺寸小，冷凝水收集盒拉深高度低，降低制造难度，提高产品合格率。
4、换热直管外径可设计成φ6～φ9mm之间，远小于传统换热管的外径(φ15mm以上)，其耐压性能更优，管壁可做得更薄，提升热量传递速度。
5、减小换热管外径，能够减小冷凝水附着力，加快冷凝水排放，减小排烟阻力。
6、本实用新型多路绕管式冷凝换热器结构紧凑，外形体积小，布局紧凑，尤其适用于鼓风式燃气热水器。
附图说明
图1是本实用新型的立体示意图；
图2是本实用新型箱体的分解示意图；
图3是本实用新型的分解示意图；
图4是本实用新型绕管式换热器的分解示意图之一；
图5是本实用新型绕管式换热器的分解示意图之二；
图6是本实用新型的正面剖视图；
图7是本实用新型的侧面剖视图；
图8是本实用新型的烟气流道示意图，其中箭头指示方向为烟气 的流通方向；
图9是本实用新型绕管式换热器的右视图；
图10是本实用新型绕管式换热器的左视图；
图11是本实用新型换热直管的横截面为圆形的示意图；
图12是本实用新型实施例二将冷凝水收集盒的烟气入口设计成一排并列的方口)的示意图；
图13是本实用新型实施例三(换热直管为波纹管)的示意图；
图14是本实用新型实施例四(换热直管增设换热翅片)的立体示意图；
图15是本实用新型实施例五(在冷凝水收集盒底部增设隔热板)的剖视图；
图16是用于鼓风式冷凝热水器的普通型单路绕管式冷凝换热器的剖视图；
图17是本实用新型换热直管的横截面为椭圆形的示意图；
图18是本实用新型换热直管的横截面为方形的示意图；
图19是本实用新型换热直管的横截面为矩形的示意图；
图20是本实用新型换热直管的横截面为腰形的示意图；
图21是本实用新型换热直管的横截面为多边形的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型提供的多路绕管式冷凝换热器包括烟道箱体1、多路绕管式换热组件2和冷凝水导管3。
如图2所示，烟道箱体1包括围框11、冷凝水收集盒12和集烟罩13。多路绕管式换热组件2装嵌在冷凝水收集盒12内部，冷凝水导管3与冷凝水收集盒12连通。
如图3所示，围框11是由金属板材冲裁成型的矩形柱状壳体，其顶部和底部均敞开，在围框11的顶部设置第一法兰面111。冷凝 水导管3设置于围框11的侧面上。
如图3所示，冷凝水收集盒12是由同一块金属板材整体拉伸成型，为一顶部敞开的矩形中空容器，并在其顶部设置第二法兰面123。冷凝水收集盒12在长度方向的横截面形状为倒立的直角梯形，其中直角梯形的斜边与竖直方向的夹角为20°～30°。在冷凝水收集盒12在直角梯形的斜边所在倾斜面121上设置烟气入口122，该烟气入口122是沿水平方向设置的长条形方口。在冷凝水收集盒12的侧面设有冷凝水排放口124，该冷凝水排放口124与设置于围框11上的冷凝水导管连通，用于排放冷凝水收集盒12内的冷凝水。冷凝水收集盒12的底部还设置有引导冷凝水流向冷凝水排放口的的凹槽125。所述的冷凝水排放口124位于烟气入口122下方，在其他实施例中，冷凝水排放口124也可设置于冷凝水收集盒12的底部，而可不需要另设置导流的凹槽。
如图2、3、6、7所示，集烟罩13由金属板材冲裁成型，在其顶部设置烟气出口131，其底部敞开并设置第三法兰面132。
如图2、3、6、7、8所示，冷凝水收集盒12顶部的第二法兰面123与围框11顶部的第一法兰面111贴合在一起，将冷凝水收集盒12整体装嵌在围框11内部空腔中。集烟罩13底部的第三法兰面132与冷凝水收集盒12顶部的第二法兰面123贴合在一起，将集烟罩13安装在冷凝水收集盒12上方。通过点焊、钎焊或螺纹连接方式将第一法兰面111、第二法兰面123和第三法兰面132依次拼合连接在一起，即可将围框11、冷凝水收集盒12及集烟罩13连接，由此形成烟道箱体1。
如图1、3、6、7所示，冷凝水导管3设置在烟道箱体1侧面，冷凝水导管3穿过烟道箱体1的围框11并与冷凝水收集盒12的冷凝水排放口124连接。在本实施例中，冷凝水导管3与冷凝水排放口124之间采用钎焊或氩弧焊工艺连接。
如图3、4、5所示，多路绕管式换热组件2包括左侧板22、右侧板23、左盖板24、右盖板25及一组多根平行排列的换热直管21。所述的左侧板22、右侧板23均由金属板材冲裁而成，在左侧板22、右侧板23上均设有多个矩阵式排布且左右对称的通孔221。所述的左盖板24、右盖板25均由金属板材整体拉伸成型，设有若干个相互独立的型腔241，该型腔241具有水路分流与集流作用。
如图5、11、17～21所示，换热直管21为中空柱状体，直径为6mm～9mm，其横截面可设计成圆形、椭圆形、方形、多边形或其它等效形状。换热直管21平行排列贯穿左侧板22、右侧板23的通孔221，并与左侧板22、右侧板23连接，换热直管21数目与左侧板22、右侧板23的通孔221数目一致。
如图4、5、9、10所示，左侧板22位于左盖板24的内侧，与左盖板24连接；右侧板23位于右盖板25的内侧，并与右盖板25连接。所述左侧板22和左盖板24位于换热直管21的左端，所述右侧板23和右盖板25位于换热直管21的右端。换热直管21的左端穿过左侧板22并与左盖板24连通，右端穿过右侧板23并与右盖板25连通。所述的型腔241可根据结构需要设计成三角形、矩形、圆形、平行四边形或其它形状。在左盖板24、右盖板25的一个型腔241上设置进水接头26，在另一个型腔241上设置出水接头27，每个型腔241均与特定数目的换热直管21连通，具备水路分流或水路集流的作用，并由此形成″S″形的冷水流道。在本实施例中，与进水接头26和出水接头27连通的型腔241为等边三角形，均设在右盖板25上，并分别与六根换热直管21连通；而其余型腔241为平行四边形，分别与十二根换热直管21连通。
如图3、4、6、7、9所示，在多路绕管式换热组件2的左侧板22、右侧板23之间设置能够改变烟气流动方向的上挡板28和下挡板29。所述的上挡板28、下挡板29均由金属板材冲裁成型，上档板28的左侧边281和下档板的左侧边291均与左侧板22连接(采用焊接或钎焊工艺)，上档板的右侧边282和下档板的右侧边292均与右侧板23连接。所述的上挡板28设置在换热直管21上方，所述的下挡板29位于换热直管21的下方，所述的上挡板28、下挡板29均与水平面形成一定的倾角(约为15°)，且倾斜方向一致。
如图3、6、7、8所示，多路绕管式换热组件2整体装嵌在烟道箱体1的冷凝水收集盒12内部，多路绕管式换热组件2的上挡板28的顶部直边283、下挡板29的顶部直边293均与冷凝水收集盒12的倾斜面121贴合，冷凝水收集盒12倾斜面121上的烟气入口122位于多路绕管式换热组件2的上挡板28与下挡板29之间，且上挡板28的底部直边284低于烟气入口122。另外，多路绕管式换热组件2的左侧板22、右侧板23的外轮廓均与冷凝水收集盒12内壁面紧密贴合。由烟道箱体1、多路绕管式换热组件2的左侧板22、 右侧板23、上挡板28、下挡板29共同组合形成″N″型烟气通道，高温烟气从烟道箱体1的围框11底部进入，先穿过冷凝水收集盒12倾斜面121上的烟气入口122，再倾斜向下通过由多路绕管式换热组件2的左侧板22、右侧板23、上挡板28、下挡板29所包围的区域，再往上流向集烟罩13，最后聚集通过集烟罩13顶部的烟气出口131。
本实用新型多路绕管式冷凝换热器的零件均为金属材质，在本实施例中优选耐腐蚀材质，如不锈钢，采用焊接或钎焊工艺连接而成，可以防止酸性冷凝水渗漏。
如图6、7、8所示，本实用新型的多路绕管式冷凝换热器的冷水通道与烟气通道互为独立，高温烟气通过多路绕管式换热组件2时，将热量传递至换热直管21，再传递至换热直管21内的低温自来水，从而实现热量转移。同时，烟气中的水蒸汽遇冷凝结成小水珠附着在换热直管21表面，并逐渐增大，在重力作用下滴落并聚集在烟道箱体1的冷凝水收集盒2内，经凹槽125导流并从冷凝水导管3流出。
实施例二：
如图12所示，将上述实施例的冷凝水收集盒12倾斜面121上的长条形烟气入口122设计一排并列在一起的多个方口122A，实现相同透气效果，能够提高冷凝水收集盒12强度，防止过度变形。在本实施例中，方口数量设置为三个，即可实现提高冷凝水收集盒强度的功能，当然方口122A的数量还可设置为其他数量。
实施例三：
如图13所示，将上述实施例的换热直管21设计成波纹管21A，以增大换热管的表面积，即可增大换热面积，提高换热效率。
实施例四：
如图14所示，在上述实施例所述多路绕管式换热组件2的换热直管21上增设多片换热翅片21B，提高换热能力。其中换热翅片21B与换热直管21采用钎焊工艺连接。
实施例五：
如图15所示，在上述实施例的多路绕管式冷凝换热器的冷凝水收集盒12的底部增设隔热板14，防止高温烟气直接对冷凝水收集盒12内冷凝水进行加热，导致换热效率降低。所述的隔热板14由金属板材冲裁成型，并折成″L″型。隔热板14的上端面141与冷凝水 收集盒12的倾斜面121贴合，隔热板14的其余端面再与烟道箱体1围框11三面连接，在本实施例中采用点焊或钎焊的方式连接。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多路绕管式冷凝换热器，包括烟道箱体、多路绕管式换热组件和冷凝水导管，所述烟道箱体设有烟气入口和烟气出口，其特征在于：所述烟道箱体包括有冷凝水收集盒，所述多路绕管式换热组件装嵌于冷凝水收集盒内部，所述冷凝水导管与所述冷凝水收集盒连通；所述多路绕管式换热组件包括一组换热直管以及位于所述换热直管两端的左盖板和右盖板，且所述左盖板和右盖板上均设有用于水路分流与集流的型腔，所述换热直管两端分别与所述型腔连通，所述型腔与所述换热直管组成“S”形水流通道。
2.根据权利要求1所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述冷凝水收集盒为顶部敞开的矩形中空容器，其在长度方向的横截面形状为倒立的直角梯形，所述烟气入口位于所述冷凝水收集盒的倾斜面上。
3.根据权利要求2所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述烟气入口为一排并列的至少两个的方口。
4.根据权利要求1、2或3所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述冷凝水收集盒的底部设有隔热板。
5.根据权利要求4所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述冷凝水收集盒上设有冷凝水排放口，所述冷凝水排放口位于所述烟气入口的下方。
6.根据权利要求1、2或3所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述烟道箱体包括围框和集烟罩，所述围框的顶部和底部均敞开，所述集烟罩的底部敞开，所述烟气出口设置于所述集烟罩上；所述集烟罩的底部设置第一法兰面，所述冷凝水收集盒的顶部设置第二法兰面，所述围框的顶部设置第三法兰面；所述烟道箱体由所述集烟罩、冷凝水收集盒和围框依次通过第一法兰面、第二法兰面、第三法兰面拼接构成。
7.根据权利要求5所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述冷凝水导管设置在所述烟道箱体的侧面上，并与所述冷凝水排放口连接。
8.根据权利要求1、2或3所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述换热直管由波纹管替代，或在换热直管上增设换热翅片。
9.根据权利要求1、2或3所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述多路绕管式换热组件还包括左侧板、右侧板；所述左侧板位于所述左盖板的内侧，并相互连接；所述右侧板位于所述右盖板的内侧，并相互连接；在所述左侧板和右侧板上对称地设有矩阵式排布的通孔，所述换热直管穿过所述通孔，与所述型腔连通。
10.根据权利要求9所述的多路绕管式冷凝换热器，其特征在于：所述多路绕管式换热组件还包括改变烟气流向的上挡板和下挡板，所述上挡板以及下挡板的两侧分别与所述左侧板和右侧板连接，所述烟气入口和换热直管位于所述上挡板和下挡板之间。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108131838A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-08 | 华帝股份有限公司 | 一种冷凝器用偏心烟罩 |
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2014
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