CN207279967U - 具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，属于壁挂炉热交换器技术领域。本实用新型包括换热管和套设在换热管外的若干间隔排列的翅片，所述翅片上设有用于插设换热管的换热管孔，翅片表面向外凸出形成扰流换热结构，所述翅片的左右两个侧壁呈直线型，上下两个侧壁具有凹凸不平且相互连接的弧形部，若干相互间隔排列的翅片的弧形部相互对应形成波浪形结构。本实用新型具有结构精妙，换热效率高等优点。

Description

具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器

技术领域

本实用新型属于壁挂炉热交换器技术领域，涉及一种冷凝式壁挂炉用热交换器，尤其是涉及一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器。

背景技术

冷凝式壁挂炉用热交换器是采用冷凝技术回收壁挂炉排出的高温烟气中的潜热，增加燃气利用率。

现有技术是主要翅片式换热器，它包括带有平行排列的换热翅片，换热翅片内布置有换热管路，但是大部分翅片的结构设计简单，仅仅为平板，导致换热器在进行热交换时，燃烧器产生的高温烟气在交换器没有充分吸收交换，就迅速的通过换热翅片排出，导致了换热效能低，排放废气温度高，浪费了大量热源，并且无法阻止未完全燃烧的烟气离开换热器。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题和缺陷，提供一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，包括换热管和套设在换热管外的若干间隔排列的翅片，所述翅片上设有用于插设换热管的换热管孔，翅片表面向外凸出形成扰流换热结构，所述翅片的左右两个侧壁呈直线型，上下两个侧壁具有凹凸不平且相互连接的弧形部，若干相互间隔排列的翅片的弧形部相互对应形成波浪形结构。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，所述换热管水平设置并平行排列，翅片垂直于换热管设置，所述换热管孔与换热管数量相同且尺寸配合。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，所述扰流换热结构包括扰流凸台，扰流板以及阻流凸台，扰流换热结构相对于翅片表面凸出的方向一致。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，扰流凸台设置在两个换热管孔之间，翅片中弧形部向翅片一侧凸起形成扰流凸台，扰流凸台顶部为弧形，扰流凸台底部为封闭的平面。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，扰流板设置扰流凸台下方的翅片表面，若干个扰流板均匀分布，翅片表面设有扰流孔，扰流板固定连接在扰流孔的边缘上。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，所述阻流凸台设置在翅片侧壁的两端，两端的阻流凸台相对于翅片竖直方向的中心线轴对称设置，阻流凸台的顶部的横截面积大于其底部的横截面积，阻流凸台的底部封闭，阻流凸台顶部不封闭并且顶部的水平高度高于扰流凸台底部的水平高度。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，换热管通过弯头密封连接形成蛇形贯通的换热器管路，所述弯头与换热管均为分层设置，包括第一水层和第二水层，第一水层与第二水层隔离不互通。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，还包括第一水箱和第二水箱，换热器管路贯穿第一水箱和第二水箱并且与第一水箱和第二水箱密封连接，并且换热管连接在第一水箱和第二水箱之间，弯头连接在第一水箱和第二水箱不与换热管连接的另一侧，第一水箱设有与第一水层连通的通道，第二水箱设有与第二水层连接的通道。

在上述具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器中，第一水箱设有第一冷水进口和第一热水出口，第一冷水进口与第一水层连接，第二水箱设有第二冷水进口和第二热水出口，第二冷水进口与第二水层连接。

与现有的技术相比，本实用新型优点在于：

相较于简单平面的普通翅片设计，本实用新型的翅片增加了特殊的扰流换热结构，使得高温烟气经过翅片时发生各种回旋对流，大大增加了在换热器中的停留时间，增加了与翅片的接触面与接触时间，提高了换热效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1本实用新型提出的结构示意图；

图2本实用新型中翅片第一个实施例的结构示意图；

图3是图2的A处放大图；

图4本实用新型中翅片第一个实施例的结构示意图；

图5是是图4的B处放大图图；

图6是图1的另一个角度的视图。

图中，换热管1，翅片2，换热管孔3，扰流换热结构4，弧形部5，扰流凸台6，扰流板7，阻流凸台8，扰流孔9，弯头10，换热器管路11，第一水箱12，第二水箱13，第一冷水进口14，，第一热水出口15，第二冷水进口16，第二热水出口17。

具体实施方式

如图1和2示出了本实用新型的一种实施例，一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，包括换热管1和套设在换热管1外的若干间隔排列的翅片2，所述翅片2上设有用于插设换热管1的换热管孔3，翅片2表面向外凸出形成扰流换热结构4，所述翅片2的左右两个侧壁呈直线型，上下两个侧壁具有凹凸不平且相互连接的弧形部5，若干相互间隔排列的翅片2的弧形部5相互对应形成波浪形结构。

采用这种方案，当高温烟气等外界热源与翅片2接触时，由于翅片2的表面积大，导热好，被烟气加热的翅片6将热量传导给换热管1，加热换热管1内的水。而翅片2的特殊设计，可以最大程度的保证换热效率，烟气受凸出于翅片2上的流换热结构4影响，在翅片2间停留回旋，大大的增加了接触时间和接触面积，从而提高了换热效率。波浪形结构一方面是配合换热管1的形状，另一方面也是增加翅片2的换热效率。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。

由图1可见，本实施例中的换热管1水平设置并平行排列，翅片2垂直于换热管1设置，并且，所述换热管孔3与换热管2数量相同且尺寸配合，换热管孔3与换热管2固定连接，保证传热和系统的稳定。固定连接的方式可以是焊接，紧固件或者卡口配合等方式。

图2、3示出了本实用新型翅片2第一种实施例，扰流换热结构4包括扰流凸台6，扰流板7以及阻流凸台8，扰流换热结构4相对于翅片2表面凸出的方向一致。

扰流凸台6设置在两个换热管孔3之间，翅片2中弧形部向翅片2一侧凸起形成扰流凸台6，扰流凸台6顶部为弧形，扰流凸台6底部为封闭的平面。扰流凸台6底部封闭是为了将从下方上升的烟气阻挡，使烟气受影响向扰流凸台6下方进行流动。

所述阻流凸台8设置在翅片2侧壁的两端，两端的阻流凸台8相对于翅片2竖直方向的中心线轴对称设置，阻流凸台8的顶部的横截面积大于其底部的横截面积，阻流凸台8的底部封闭，阻流凸台8顶部不封闭并且顶部的水平高度高于扰流凸台6底部的水平高度。阻流凸台8顶部封闭且高于扰流凸台6底部是为了将从烟气阻挡在翅片2围的区域内，防止向外逸散，造成热量的损失。

扰流板7设置扰流凸台6下方的翅片2表面，若干个扰流板7均匀分布，翅片2表面设有扰流孔9，扰流板7设在扰流孔9上方并固定连接在扰流孔9的边缘上。扰流板7为扰流孔9边缘延伸出的折线板，两个扰流孔9的扰流板9互相对应。扰流板7配合扰流孔9，使得烟气可以在翅片2之间来回流动，并且受到扰流板7作用不断的循环，增加换热时间。

图4、5示出了本实用新型翅片2第二种实施例，与第一种实施例类似，但是不同的是，所述扰流板7在水平方向上的截面为等腰梯形，固定连接在扰流孔9的两个边缘上，形成的类似桥一样的扰流板。并且，翅片2的这二种实施方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求采用其他的扰流板设计。

进一步说，翅片的两个实施例在安装过程是类似的，都是将翅片2穿设在换热管2上，翅片2间的间距通过扰流换热结构4凸起的特点来确定，第一种实施例中，通过翅片2上伸出的扰流板7与下一个翅片2的扰流孔9不连接的边缘抵触连接；第二种实施例中，连接方式类似，可以通过翅片2上伸出的扰流板7与下一个翅片2的扰流孔9配合连接。

换热管1通过弯头10密封连接形成蛇形贯通的换热器管路11，所述弯头10与换热管1均为分层设置，包括第一水层和第二水层，第一水层与第二水层隔离不互通。

本实施例中，第一水层为取暖用水，第二水层为生活用水。取暖用水，与生活用水严格分离，两者在换热器管路11、水箱中通过的密封并且隔离的水路，可以通过套管等方式将两个水层分离，本领域工作人员应当理解，本实施例中第一水箱12与第二水箱13的位置和所连接的水层是任意的，位置可以调换，只要确保两者分离，水层分离。并且，以往的主热交换器将生活管路与采暖管路对交错的形式分布进出水，导致各个进出水管交错。五管主热交换是分为单边进出水，左边(右边)生活进出水，右边(左边)采暖进出水。

如图6所示，第二冷水进口16直接连接换热管1，第二热水出口17设置在第二水箱13上，同样的，第一冷水进口14直接连接换热管1，第一热水出口15设置在第二水箱上，不直接连接换热管1，因此，第一水箱12设有与第一水层连通的通道，第二水箱13设有与第二水层连接的通道，具体的连接通道和连接方式根据水层分离结构的方式来决定。由于对流作用，温度高的水处于温度低的水的上层，因此热水接口设置的位置为水箱的较高位置，

工作原理：以加热介质为烟气为例，烟气由换热器的下方上升到换热器位置，接触翅片2和换热管1开始进行加热，由于翅片2上设有形成扰流换热结构4，由下向上升腾，首先接触到波浪形结构，区别于平面结构，初始速度相同烟气先后接触波浪形的弧形部5，产生了速度差，使得烟气进入后会发生扰动，而不是直接向上穿过，由于烟气发生扰动，烟气在进入两个翅片2的空间会发生水平方向上的运动趋势。此时由于翅片2设有多个扰流板7，烟气与扰流板接触，发生更加剧烈的扰动，由于扰流板7设置在扰流孔9上，一部分扰动的烟气可以穿过扰流孔9，去往相邻的翅片2，一部分烟气向上继续运动，而扰动穿过扰流孔9的烟气与向上的烟气之间接触，继续增加烟气的扰动幅度，使得烟气可以在扰流板7和扰流孔9构成的空间内不断的往复运动，大大延长了停留时间。而阻流凸台8和扰流凸台6的设计则是更好的将烟气滞留在翅片2内，一部分上升的烟气受扰流凸台6封闭的底部阻挡向下流动，一部分水平流动向边缘逃逸的烟气则被阻流凸台8阻挡。由于各种设置，烟气在换热器中扰流影响，烟气在整个换热器中停留时间变长，更多的时间可以与翅片1和换热管1接触换热，并且翅片1上各种扰流换热结构，也增加了有效换热面积，提高了换热器的换热效率。换热管1通过其中水的流动，带走翅片2上多余的温度，对水进行加热，由于换热管1通过弯头10密封连接形成蛇形贯通的换热器管路11，换热管1数量多且互相连接，并通过第一水箱或第二水箱的缓冲，使得其中的水多次流通在翅片2间进行加热。并且换热器管路11分层设计，可以同时加热两种独立的用水，更加卫生环保。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用换热管1，翅片2，换热管孔3，扰流换热结构4，弧形部5，扰流凸台6，扰流板7，阻流凸台8，扰流孔9，弯头10，换热器管路11，第一水箱12，第二水箱13，第一冷水进口14，，第一热水出口15，第二冷水进口16，第二热水出口17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，包括换热管(1)和套设在换热管(1)外的若干间隔排列的翅片(2)，其特征在于，所述翅片(2)上设有用于插设换热管(1)的换热管孔(3)，翅片(2)表面向外凸出形成扰流换热结构(4)，所述翅片(2)的左右两个侧壁呈直线型，上下两个侧壁具有凹凸不平且相互连接的弧形部(5)，若干相互间隔排列的翅片(2)的弧形部(5)相互对应形成波浪形结构。

2.根据权利要求1所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，所述换热管(1)水平设置并平行排列，翅片(2)垂直于换热管(1)设置，所述换热管孔(3)与换热管(2)数量相同且尺寸配合。

3.根据权利要求1所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，所述扰流换热结构(4)包括扰流凸台(6)，扰流板(7)以及阻流凸台(8)，扰流换热结构(4)相对于翅片(2)表面凸出的方向一致。

4.根据权利要求3所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，扰流凸台(6)设置在两个换热管孔(3)之间，翅片(2)中弧形部向翅片(2)一侧凸起形成扰流凸台(6)，扰流凸台(6)顶部为弧形，扰流凸台(6)底部为封闭的平面。

5.根据权利要求4所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，扰流板(7)设置扰流凸台(6)下方的翅片(2)表面，若干个扰流板(7)均匀分布，翅片(2)表面设有扰流孔(9)，扰流板(7)设在扰流孔(9)上方并固定连接在扰流孔(9)的边缘上。

6.根据权利要求4所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，所述阻流凸台(8)设置在翅片(2)侧壁的两端，两端的阻流凸台(8)相对于翅片(2)竖直方 向的中心线轴对称设置，阻流凸台(8)的顶部的横截面积大于其底部的横截面积，阻流凸台(8)的底部封闭，阻流凸台(8)顶部不封闭并且顶部的水平高度高于扰流凸台(6)底部的水平高度。

7.根据权利要求1所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，换热管(1)通过弯头(10)密封连接形成蛇形贯通的换热器管路(11)，所述弯头(10)与换热管(1)均为分层设置，包括第一水层和第二水层，第一水层与第二水层隔离不互通。

8.根据权利要求7所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，还包括第一水箱(12)和第二水箱(13)，换热器管路(11)贯穿第一水箱(12)和第二水箱(13)并且与第一水箱(12)和第二水箱(13)密封连接，并且换热管(1)连接在第一水箱(12)和第二水箱(13)之间，弯头(10)连接在第一水箱(12)和第二水箱(13)不与换热管(1)连接的另一侧，第一水箱(12)设有与第一水层连通的通道，第二水箱(13)设有与第二水层连接的通道。

9.根据权利要求8所述的具有波浪形开孔翅片结构的冷凝式壁挂炉用热交换器，其特征在于，第一水箱(12)设有第一冷水进口(14)和第一热水出口(15)，第一冷水进口(14)与第一水层连接，第二水箱(13)设有第二冷水进口(16)和第二热水出口(17)，第二冷水进口(17)与第二水层连接。