CN208652915U - 全预混冷凝式热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全预混冷凝式热交换器，属于热交换技术领域。它解决了现有热交换器换热不佳等问题。本全预混冷凝式热交换器包括后壳和前盖，后壳内安装有螺旋状的盘管，盘管的外壁和后壳的内壁之间形成环状的烟道，后壳的顶部设有排烟口且后壳的底部设有进水口和冷凝水出口，前盖上设有伸入盘管中心的燃烧器且前盖上设有连通于燃烧室的预混腔体，盘管的进水端远离前盖设置并与进水口相连通，盘管呈顺时针盘旋且从前盖正面来看盘管的出水端位于右上方，后壳具有连通于出水端的出水口，出水口连接有控制水温、防水温过热且能自动排气的检测排气装置。本实用新型具有热效率高、能避免噪音和过热超温现象和使用寿命长等优点。

Description

全预混冷凝式热交换器

技术领域

本实用新型属于热交换技术领域，涉及一种热交换器，特别涉及一种全预混冷凝式热交换器。

背景技术

中国专利文献资料公开了一种全预混燃气采暖热水炉的主换热器并申请了专利[申请号：201720005803.5；授权公告号：CN206420160U]，其包括后壳、安装在后壳上的前盖，后壳和前盖构成密闭空间，后壳的径向截面为圆形，后壳内安装有螺旋状的环形盘管，环形盘管的两个接头向下，环形盘管的外侧壁和后壳的内侧壁之间形成环状的烟道，后壳设置有与烟道连通的排烟口，前盖设置有伸入环形盘管环心内的燃烧器，燃烧器的侧壁设置有均匀排列的出气孔，前盖设置有与燃烧器内部连通的进气口，前盖上设置有点火电极，环形盘管由一根扁平的金属管折弯成型。

上述的全预混燃气采暖热水炉的主换热器为封闭式，能够减少热量损失，环形盘管的换热面积大，也提高了热量的利用率，环形盘管的两个接头向下，靠近前盖的接头为进水端，靠近后盖的接头为出水端，环形盘管和后盖之间具有过烟腔，过烟腔内的高温烟气对出水端的换热效果好，然而出水端向下设置使得排气不够及时，汽阻会产生噪音，全预混燃气采暖热水炉的出水温控探头设于同主换热器连接的出水管件上，位置远，这使得环形盘管内的水温测量滞后且测量温度偏低于最高温度，导致出水过热超温，影响使用效果，且无极限温度控制二级保护功能，也缩短了使用寿命；烟气不够集中，烟气与燃烧室内气压混合不均，燃烧不够充分，烟气流道短，使得热交换时间少，热吸收不够充分，热效率仍不够理想；前盖的预混腔体的体积小，不利于稳压和燃烧；金属纤维燃烧器火孔面积小，易堵塞；另外后盖和前盖是铆压连接在一起，后盖分为两半铆压或焊接在一起，使得后期无法维护和维修，缩短了产品寿命。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构设计合理、热效率高、能避免噪音和过热超温现象，使用寿命长的全预混冷凝式热交换器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种全预混冷凝式热交换器，包括后壳和前盖，所述的后壳与前盖相连接且两者构成密封腔室，所述的后壳的径向截面呈圆形且后壳内安装有螺旋状的盘管，所述的盘管的外壁和后壳的内壁之间形成环状的烟道，所述的后壳的顶部设有排烟口且后壳的底部设有进水口和冷凝水出口，所述的前盖上设有伸入盘管中心的燃烧器且前盖上设有连通于燃烧室的预混腔体，其特征在于，所述的盘管的进水端远离前盖设置并与进水口相连通，所述的盘管呈顺时针盘旋且从前盖正面来看所述的盘管的出水端位于右上方，所述的后壳具有连通于出水端的出水口，所述的出水口连接有控制水温、防水温过热且能自动排气的检测排气装置。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的检测排气装置包括与出水口连接的接头，所述的接头顶部连接有自动排气阀，接头上还连接有水温控制器和防过热保护器。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的盘管的截面呈矩形框状且盘管的外壁和内壁的转折处均圆角过渡，所述的盘管的外壁截面和内壁截面均呈外凸的弧形面。这样盘管的换热面积大，热换充分，提高了热效率，而且盘管的内壁对高温烟气起到引导作用，盘管的外壁不会阻挡高温烟气，从而盘管对高温烟气的阻力低，气流顺畅，避免了噪音。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的燃烧器包括呈筒状且底部封闭的燃烧筒，所述的燃烧筒的周壁分布有多个火孔，所述的火孔为锥孔状且火孔的内端孔径大于火孔的外端孔径。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的后壳内安装有将排烟口的内端下方遮挡的导烟板，所述的导烟板与排烟口之间形成排烟腔，所述的排烟腔连通于烟道。导烟板的设置起到集合高温烟气作用，高温烟气混合均匀，燃烧器和盘管内壁之间的燃烧室内气压分布均匀，有利于充分燃烧，降低了一氧化碳和氮氧化合物，导烟板的设置使得高温烟气经过烟道后，再经过排烟腔才能从排烟口排烟，使得高温烟气滞留时间长，增加了热交换时间，盘管热吸收充分，提高了热效率。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的导烟板包括呈圆板状的安装部和呈等腰三角板状的遮盖部，所述的遮盖部的底边与安装部连成一体且所述的遮盖部边沿圆弧过渡，所述的安装部固连于后壳上，后壳具有匹配于遮盖部形状并连通于排烟口的安装槽，所述的遮盖部位于安装槽的槽口处使得安装槽的槽腔形成排烟腔，安装部的中部下沉并贴合后壳设置使得安装部边沿和后壳之间具有连通于排烟腔和烟道的过烟腔。高温烟气经过盘管进入烟道，之后进入过烟腔，接着进入排烟腔，再从排烟口排烟，高温烟气流道长，换热充分，遮盖部起到集合引导高温烟气作用，安装槽起到定位作用，避免遮盖部受高温烟气冲击而晃动，使得遮盖部工作稳定，也避免噪音产生。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的预混腔体的截面包括顶边和底边，所述的顶边呈外凸弧形状且顶边的长度小于底边的长度，底边贴合前盖设置，所述的顶边两端均具有向外扩张的展开边，展开边均通过垂直于底边的垂直边与底边的两端连接。这样预混腔体的体积大，混合气的稳压性能好，有利于稳定燃烧，有利于降低一氧化碳和氮氧化合物。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的后壳和前盖之间、前盖和燃烧器之间均为可拆卸连接。这样组装方便，且能拆卸，便于后期维护保养、维修，延长了本全预混冷凝式热交换器的使用寿命。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的后壳和前盖之间通过螺栓相固连，所述的前盖中部通过螺栓固连有盖板，所述的燃烧器连接于盖板上且盖板上具有所述的预混腔体。这样前盖和后壳装卸均方便，前盖通过盖板的设置，便于燃烧器的组装和拆卸，后期维护时可直接将盖板连同燃烧器拆卸下，进行检测，无需将前盖和后壳拆卸，方便检修。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的盖板具有五个周向均布并供螺栓穿过的凸角，所述的盖板上设有观测镜。通过观测镜方便工作人员观测内部燃烧情况，凸角的设置不仅使得盖板连接牢固，而且使得盖板形成五角星状，结构美观，便于推广。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的后壳包括上部和下部，所述的上部的连接边具有槽口，所述的下部的连接边具有凸出并位于槽口中的凸筋，所述的上部和下部两侧均具有凸棱且螺栓穿过两凸棱并与螺母相固连。

在上述的全预混冷凝式热交换器中，所述的后壳底部具有供冷凝水流入的水槽，所述的水槽的底面向冷凝水出口倾斜设置。这样冷凝水排出顺畅，不存在冷凝水滞留而造成侵蚀的问题，延长了使用寿命。

与现有技术相比，本全预混冷凝式热交换器的结构设计合理，能避免噪音和过热超温现象，有利于降低一氧化碳和氮氧化合物，换热充分，热效率高，工作稳定性好，使用寿命长，而且后期维护维修方便，使用成本低。

附图说明

图1是本全预混冷凝式热交换器的结构分解图。

图2是本全预混冷凝式热交换器中盘管的水路流向示意图。

图3是本全预混冷凝式热交换器中盘管的结构剖视图。

图4是本全预混冷凝式热交换器的高温烟气流向示意图。

图5是本全预混冷凝式热交换器中预混腔体的结构剖视图。

图6是本全预混冷凝式热交换器中后壳和去除盖板的前盖的结构分解图。

图7是本全预混冷凝式热交换器中火孔的结构剖视图。

图8是本全预混冷凝式热交换器中检测排气装置的立体结构图。

图中，1、后壳；11、排烟口；12、进水口；13、冷凝水出口；14、出水口；15、安装槽；16、上部；161、槽口；17、下部；171、凸筋；162、凸棱；18、水槽；2、前盖；21、预混腔体；211、顶边；212、底边；213、展开边；214、垂直边；22、盖板；221、凸角；222、观测镜；3、盘管；31、进水端；32、出水端；33、弧形面；4、烟道；5、燃烧器；51、燃烧筒；52、火孔；6、导烟板；61、安装部；62、遮盖部；7、排烟腔；8、过烟腔；9、检测排气装置；91、接头；92、自动排气阀；93、水温控制器；94、防过热保护器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2和图8所示，本全预混冷凝式热交换器包括后壳1和前盖2，后壳1与前盖2相连接且两者构成密封腔室，后壳1的径向截面呈圆形且后壳1内安装有螺旋状的盘管3，盘管3为不锈钢盘管，盘管3的外壁和后壳1的内壁之间形成环状的烟道4，后壳1的顶部设有排烟口11且后壳1的底部设有进水口12和冷凝水出口13，前盖2上设有伸入盘管3中心的燃烧器5且前盖2上设有连通于燃烧室的预混腔体21，盘管3的进水端31远离前盖2设置并与进水口12相连通，盘管3呈顺时针盘旋，从前盖2正面来看，盘管3的出水端32位于右上方，后壳1具有连通于出水端32的出水口14，出水口14连接有控制水温、防水温过热且能自动排气的检测排气装置9，检测排气装置9包括与出水口14连接的接头91，接头91顶部连接有自动排气阀92，接头91上还连接有水温控制器93和防过热保护器94。

本全预混冷凝式热交换器中自动排气阀92、水温控制器93和防过热保护器94为现有的结构，具体结构在此不做赘述，本全预混冷凝式热交换器将自动排气阀92、水温控制器93和防过热保护器94集成于与出水口14连接的接头91上，使得结构紧凑，自动排气阀92位于水路系统最高位置，及时自动排除盘管3内空气，避免汽阻产生噪音，水温控制器93实时监测出水温度，出水温度超过或低于偏差温度为一级保护，水温控制器93工作使得出水温度恢复至设定的出水温度，防过热保护器94实时监测出水最高温度，当出水温度超过设定的最高出水温度时，防过热保护器94自动二级保护，即使得本全预混冷凝式热交换器停止加热。

本全预混冷凝式热交换器中出水端32温度检测及时且准确，保证出水温度为设定值，不存在出水过热超温问题，也使得排气及时顺畅，避免汽阻产生噪音，保证了使用效果，提高了使用寿命；盘管3为顺流螺旋式扰流换热，上下温差小，热吸收更有效，也降低了结水垢的概率，盘管3具有单通道且光滑的内壁，水阻低，前后压差小，盘管3的进水端31远离前盖2设置，使得进水端31与烟道4内的高温烟气接触时间多，能利用最后排出的高温烟气对盘管3的进水端31处进行有效换热，提高了热效率。

进一步细说，如图3和图4所示，盘管3的截面呈矩形框状且盘管3的外壁和内壁的转折处均圆角过渡，盘管3的外壁截面和内壁截面均呈外凸的弧形面33。这样盘管3的换热面积大，热换充分，提高了热效率，而且盘管3的内壁对高温烟气起到引导作用，盘管3的外壁不会阻挡高温烟气，从而盘管3对高温烟气的阻力低，气流顺畅，避免了噪音。如图1和图7所示，燃烧器5包括呈筒状且底部封闭的燃烧筒51，燃烧筒51为不锈钢材料制成，燃烧筒51的周壁分布有多个火孔52，火孔52面积大，不易堵塞，火孔52为锥孔状且火孔52的内端孔径大于火孔52的外端孔径，这样各个火孔52向外喷射火焰，燃烧筒51处混合气的压力高、流速快，防回火，燃烧更充分、稳定，有利于降低一氧化碳和氮氧化合物。

后壳1内安装有将排烟口11的内端下方遮挡的导烟板6，导烟板6与排烟口11之间形成排烟腔7，排烟腔7连通于烟道4。如图1和图4所示，导烟板6包括呈圆板状的安装部61和呈等腰三角板状的遮盖部62，遮盖部62的底边与安装部61连成一体且遮盖部62边沿圆弧过渡，安装部61固连于后壳1上，后壳1具有匹配于遮盖部62形状并连通于排烟口11的安装槽15，遮盖部62位于安装槽15的槽口161处使得安装槽15的槽腔形成排烟腔7，安装部61的中部下沉并贴合后壳1设置使得安装部61边沿和后壳1之间具有连通于排烟腔7和烟道4的过烟腔8。遮盖部62起到集合引导高温烟气作用，高温烟气混合均匀，燃烧器5和盘管3内壁之间的燃烧室内气压分布均匀，有利于充分燃烧，降低了一氧化碳和氮氧化合物，高温烟气经过盘管3进入烟道4，之后进入过烟腔8，接着进入排烟腔7，再从排烟口11排烟，高温烟气流道长且滞留时间长，换热充分。

如图1和图5所示，预混腔体21的截面包括顶边211和底边212，顶边211为外凸弧形状且顶边211的长度小于底边212的长度，底边212贴合前盖2设置，顶边211两端均具有向外扩张的展开边213，展开边213均通过垂直于底边212的垂直边214与底边212的两端连接，预混腔体21的体积大，混合气的稳压性能好，有利于稳定燃烧，降低了一氧化碳和氮氧化合物。

为了便于修护，后壳1和前盖2之间、前盖2和燃烧器5之间均为可拆卸连接，如图1和图6所示，后壳1和前盖2之间通过螺栓相固连，前盖2中部通过螺栓固连有盖板22，本实施例中燃烧器5连接于盖板22上且盖板22上具有预混腔体21，前盖2周边具有若干个凸出的连接部一，后壳1的周边具有与连接部一位置对应的连接部二，盖板22具有五个周向均布并供螺栓穿过的凸角221，盖板22上设有观测镜222。本实施例中后壳1、前盖2、盖板22和预混腔体21均为铝铸件。

如图5和图6所示，后壳1包括上部16和下部17，上部16的连接边具有槽口161，下部17的连接边具有凸出并位于槽口161中的凸筋171，上部16和下部17两侧均具有凸棱162且螺栓穿过两凸棱162并与螺母相固连，这样后壳1分为两部分制造，降低了加工难度，制造精度高，组装和拆卸均较为方便。为了冷凝水排出顺畅，后壳1底部具有供冷凝水流入的水槽18，水槽18的底面向冷凝水出口13倾斜设置。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。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。

Claims (10)

1.一种全预混冷凝式热交换器，包括后壳（1）和前盖（2），所述的后壳（1）与前盖（2）相连接且两者构成密封腔室，所述的后壳（1）的径向截面呈圆形且后壳（1）内安装有螺旋状的盘管（3），所述的盘管（3）的外壁和后壳（1）的内壁之间形成环状的烟道（4），所述的后壳（1）的顶部设有排烟口（11）且后壳（1）的底部设有进水口（12）和冷凝水出口（13），所述的前盖（2）上设有伸入盘管（3）中心的燃烧器（5）且前盖（2）上设有连通于燃烧室的预混腔体（21），其特征在于，所述的盘管（3）的进水端（31）远离前盖（2）设置并与进水口（12）相连通，所述的盘管（3）呈顺时针盘旋且从前盖（2）正面来看所述的盘管（3）的出水端（32）位于右上方，所述的后壳（1）具有连通于出水端（32）的出水口（14），所述的出水口（14）连接有控制水温、防水温过热且能自动排气的检测排气装置（9）。

2.根据权利要求1所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的检测排气装置（9）包括与出水口（14）连接的接头（91），所述的接头（91）顶部连接有自动排气阀（92），接头（91）上还连接有水温控制器（93）和防过热保护器（94）。

3.根据权利要求1所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的盘管（3）的截面呈矩形框状且盘管（3）的外壁和内壁的转折处均圆角过渡，所述的盘管（3）的外壁截面和内壁截面均呈外凸的弧形面（34）。

4.根据权利要求1或2或3所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的燃烧器（5）包括呈筒状且底部封闭的燃烧筒（51），所述的燃烧筒（51）的周壁分布有多个火孔（52），所述的火孔（52）为锥孔状且火孔（52）的内端孔径大于火孔（52）的外端孔径。

5.根据权利要求1所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的后壳（1）内安装有将排烟口（11）的内端下方遮挡的导烟板（6），所述的导烟板（6）与排烟口（11）之间形成排烟腔（7），所述的排烟腔（7）连通于烟道（4）。

6.根据权利要求5所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的导烟板（6）包括呈圆板状的安装部（61）和呈等腰三角板状的遮盖部（62），所述的遮盖部（62）的底边与安装部（61）连成一体且所述的遮盖部（62）边沿圆弧过渡，所述的安装部（61）固连于后壳（1）上，后壳（1）具有匹配于遮盖部（62）形状并连通于排烟口（11）的安装槽（15），所述的遮盖部（62）位于安装槽（15）的槽口（161）处使得安装槽（15）的槽腔形成排烟腔（7），安装部（61）的中部下沉并贴合后壳（1）设置使得安装部（61）边沿和后壳（1）之间具有连通于排烟腔（7）和烟道（4）的过烟腔（8）。

7.根据权利要求1所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的预混腔体（21）的截面包括顶边（211）和底边（212），所述的顶边（211）呈外凸弧形状且顶边（211）的长度小于底边（212）的长度，底边（212）贴合前盖（2）设置，所述的顶边（211）两端均具有向外扩张的展开边（213），展开边（213）均通过垂直于底边（212）的垂直边（214）与底边（212）的两端连接。

8.根据权利要求1所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的后壳（1）和前盖（2）之间、前盖（2）和燃烧器（5）之间均为可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的后壳（1）和前盖（2）之间通过螺栓相固连，所述的前盖（2）中部通过螺栓固连有盖板（22），所述的燃烧器（5）连接于盖板（22）上且盖板（22）上具有所述的预混腔体（21），所述的后壳（1）包括上部（16）和下部（17），所述的上部（16）的连接边具有槽口（161），所述的下部（17）的连接边具有凸出并位于槽口（161）中的凸筋（171），所述的上部（16）和下部（17）两侧均具有凸棱（162）且螺栓穿过两凸棱（162）并与螺母相固连。

10.根据权利要求9所述的全预混冷凝式热交换器，其特征在于，所述的盖板（22）具有五个周向均布并供螺栓穿过的凸角（221），所述的盖板（22）上设有观测镜（222），所述的后壳（1）底部具有供冷凝水流入的水槽（18），所述的水槽（18）的底面向冷凝水出口（13）倾斜设置。