CN205678864U - 多级预热式燃气热交换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多级预热式燃气热交换器，包括设在隔热罩内的换热器，该换热器包括由上至下依次连通的一级预热器、二级预热器和三级受热器；所述一级预热器、二级预热器和三级受热器具有相同的结构，三者均设有两个具有内腔的管座，两管座的内腔通过多个受热扁管连通，该受热扁管的截面长方沿高度方向布设，管座上还连接有与所述内腔连通的接管。本实用新型的有益效果是，结构简单、制造方便，制造成本低，热效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气热水器，特别涉及一种多级预热式燃气热交换器。
背景技术
现有的燃气热水器都只有一个燃气热交换器。燃烧器产生的高温热气只经过一次热交换就被排出，热能利用率低。另外，现有的热交换器主要采用金属翅片受热，被加热后的金属翅片把热能传递到穿过金属翅片的水管表面，水管温度升高后与水管内的水进行热交换使水温升高。通常水管壁较厚，热交换速度较慢，热交换效率低。还有，金属翅片和热水器外壳之间还设有隔热罩，该隔热罩通常采用单层金属材料制成，其隔热效果较差，热损失大。因此，现有的热水器开启后，需要经过较长时间才能放出理想温度的热水，同时，烟道排出的烟气温度高，热量损失大。本申请人于2007年8月9日向国家知识产权局专利局提出了一种烟道预热式燃气热水器的专利申请，该申请已于2008年6月11日获得国家专利授权，其授权公告号为CN201072221。该热水器的热交换器部分由主换热器、副换热器和预热器组成，热水器的进水通过三次加热后排出，可充分利用余热，且燃烧器的热气直接对换热器的扁管加热，减少热交换环节，热效率高，并利用扁管受热面积大的特性增大热量吸收和转换。但换热器中的扁管布设成往返折回的复杂形状，其制造难度大。为此，需要进一步改进。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种多级预热式燃气热交换器，该热交换器结构简单、制造方便，制造成本低，热效率高。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种多级预热式燃气热交换器，包括设在隔热罩内的换热器，该换热器包括由上至下依次连通的一级预热器、二级预热器和三级受热器；所述一级预热器、二级预热器和三级受热器具有相同的结构，三者均设有两个具有内腔的管座，两管座的内腔通过多个受热扁管连通，该受热扁管的截面长方沿高度方向布设，管座上还连接有与所述内腔连通的接管。
采用前述技术方案的本实用新型，热交换器由两个预热器和一个受热器组成三级换热结构，通过在受热器下方设置燃烧器以直接对受热器加热，经过受热器进行热交换后的余热气体对两级预热器依次加热，确保余热利用率高；预热器和受热器均通过管座和受热扁管组合形成，二者之间可通过焊接或铆接，其结构简单、加工方便，且便于维修更换；受热扁管直接由燃烧器及其余热气加热，其热交换环节少，热传导效率高；另外，受热扁管的截面长方沿高度方向布设，以延长与热气的接触时间，进一步提高热能利用率。
优选的，所述管座由两半组合形成；管座的一半与所述受热扁管连接，另一半与所述接管连接。以降低管座的制造难度，提高生产效率，降低制造成本。
优选的，所述一级预热器中相邻受热扁管的间距小于二级预热器中相邻受热扁管的间距；二级预热器中相邻受热扁管的间距小于三级受热器中相邻受热扁管的间距。以在沿烟道温度逐渐降低的路径上逐步增大受热面积，以充分利用烟气余热。
优选的，所述一级预热器中所有热扁管的管内容积之和小于二级预热器中所有热扁管的管内容积之和；所述二级预热器中所有热扁管的管内容积之和小于三级受热器中所有热扁管的管内容积之和。以由一级到三级逐渐降低被加热介质的流动速度，逐渐增大介质在相应预热器中的滞留时间，提高加热效果。
优选的，所述隔热罩呈双层中空结构，隔热罩的内部空腔与所述换热器连通。以利用隔热罩形成热交换环节，进一步提高热利用率。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是，结构简单、制造方便，制造成本低，热效率高。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
图2是本实用新型图1的俯视图。
图3是本实用新型图2的A—A剖视图。
图4是本实用新型图2的B—B剖视图。
图5是本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例1，参见图1、图2、图3、图4，一种多级预热式燃气热交换器，包括设在隔热罩1内的换热器，隔热罩1呈双层中空结构，隔热罩1的内部空腔与所述换热器连通。换热器包括由上至下依次连通的一级预热器2、二级预热器3和三级受热器4；一级预热器2、二级预热器3和三级受热器4具有相同的结构，三者均设有两个具有内腔的管座5，两管座5的内腔通过多个受热扁管6连通，该受热扁管6的截面长方沿高度方向布设，管座5上还连接有与内腔连通的接管7，并且一级预热器2中相邻受热扁管6的间距小于二级预热器3中相邻受热扁管6的间距；二级预热器3中相邻受热扁管6的间距小于三级受热器4中相邻受热扁管6的间距；另外，一级预热器2中所有热扁管6的管内容积之和小于二级预热器3中所有热扁管6的管内容积之和；所述二级预热器3中所有热扁管6的管内容积之和小于三级受热器4中所有热扁管6的管内容积之和。
其中，一级预热器2进水端的管座5通过第一个接管7与冷水进管9接通；一级预热器2出水端的管座5通过第二个接管7与二级预热器3进水端的管座5接通，二级预热器3出水端的管座5与三级受热器4进水端的管座5通过第三个接管7连通，三级受热器4出水端的管座5通过第四个接管7与隔热罩1的内部空腔连通，隔热罩1的内部空腔与热水出管10连通。管座5由两半组合形成，并通过螺钉固定连接，管座5的内部空腔通过管座5的两半中部都设有的凹坑5a形成；管座5的一半与对应受热扁管6连接，另一半与接管7连接，管座5的两半之间设有密封垫8，密封垫8设在管座5其中一半的密封槽内。
本实施例中，冷水依次通过冷水进管9、上部右侧第一个接管7进入一级预热器2由温度较低的余热烟气加热，进而通过上部左侧的第二个接管7进入二级预热器3由温度较高的余热烟气再次加热，之后通过中部右侧的第三个接管7进入三级受热器4由下方设置的燃烧器直接加热；经过三级受热器4加温的热水最后进入双层中空结构的隔热罩1内，吸收隔热罩1的热量再次升温后，从热水出管10流出。
实施例2，参见图5，冷水进管9从隔热罩1下端与隔热罩1内部空腔连通，一级预热器2进水端的管座5通过第一个接管7在隔热罩1上部与隔热罩1内部空腔连通；一级预热器2出水端的管座5通过第二个接管7与二级预热器3进水端的管座5接通，二级预热器3出水端的管座5与三级受热器4进水端的管座5通过第三个接管7连通，三级受热器4出水端的管座5通过第四个接管7与热水出管10连通。
本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。
本实施例中，冷水通过冷水进管9进入隔热罩1，由隔热罩1进行第一次预热，进而通过上部右侧第一个接管7进入一级预热器2由温度较低的余热烟气加热，再通过上部左侧的第二个接管7进入二级预热器3由温度较高的余热烟气再次加热，之后通过中部右侧的第三个接管7进入三级受热器4由下方设置的燃烧器直接加热，其温度达到最高，经过三级受热器4加温的热水直接从热水出管10流出。
前述实施例中的受热扁管6断面为矩形的薄壁管，当然，其形状也可以为椭圆形或水滴形的薄壁管。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种多级预热式燃气热交换器，包括设在隔热罩(1)内的换热器，该换热器包括由上至下依次连通的一级预热器(2)、二级预热器(3)和三级受热器(4)；其特征在于，所述一级预热器(2)、二级预热器(3)和三级受热器(4)具有相同的结构，三者均设有两个具有内腔的管座(5)，两管座(5)的内腔通过多个受热扁管(6)连通，该受热扁管(6)的截面长方沿高度方向布设，管座(5)上还连接有与所述内腔连通的接管(7)。
2.根据权利要求1所述的多级预热式燃气热交换器，其特征在于，所述管座(5)由两半组合形成；管座(5)的一半与所述受热扁管(6)连接，另一半与所述接管(7)连接。
3.根据权利要求1所述的多级预热式燃气热交换器，其特征在于，所述一级预热器(2)中相邻受热扁管(6)的间距小于二级预热器(3)中相邻受热扁管(6)的间距；二级预热器(3)中相邻受热扁管(6)的间距小于三级受热器(4)中相邻受热扁管(6)的间距。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的多级预热式燃气热交换器，其特征在于，所述一级预热器(2)中所有热扁管(6)的管内容积之和小于二级预热器(3)中所有热扁管(6)的管内容积之和；所述二级预热器(3)中所有热扁管(6)的管内容积之和小于三级受热器(4)中所有热扁管(6)的管内容积之和。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的多级预热式燃气热交换器，其特征在于，所述隔热罩(1)呈双层中空结构，隔热罩(1)的内部空腔与所述换热器连通。
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