CN210123204U - 潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置。本实用新型的潜热热交换器设于冷凝式燃烧装置，所述潜热热交换器的特征在于，包括：第一管，其包括在表面结合多个热交换翅片的第一区域和在所述第一区域的一侧延伸且配置于通过了显热热交换器的燃烧气体所流动的燃烧气体流路上的第二区域，且热介质沿内部而流动；以及第二管，其围绕所述第二区域，且在与所述第一管之间形成空气绝热层。

Description

潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置
技术领域
本实用新型涉及一种潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置，更详细而言，涉及一种改善冷凝水导致燃烧装置产品的耐久性及性能下降的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置。
背景技术
通常，锅炉或热水器的等燃烧装置是一种通过利用燃烧过程中产生的燃烧热来加热热介质，并使被加热的热介质沿配管循环来用作室内供暖用或热水用用途的装置。
近来所生产的燃烧装置构成为冷凝式，这种冷凝式燃烧装置具备：吸收在燃烧室产生的燃烧气体的显热以提高热效率的显热热交换部；以及吸收在显热热交换部完成热交换的燃烧气体中包括的水蒸气的凝结潜热的潜热热交换部。
以燃烧器的燃烧方向为基准，这种冷凝式燃烧装置被区分为向下燃烧式和向上燃烧式。向下燃烧式虽然因燃烧气体的流动方向与冷凝水的落下方向自然地一致而具有能够最大限度地回收潜热的优点，但能够进行向下燃烧的燃烧器所具有的缺点在于，燃烧稳定性下降，并且，为了实现复杂的燃烧控制而使用价昂的控制系统。
与此相反，向上燃烧式所具有的优点是，在燃烧器的种类上不受限，燃烧稳定性较高，且能够使用相对价廉的本生燃烧器。就向上燃烧式而言，通过了显热热交换部的燃烧气体通过作为偏向外壳的一侧且变窄的流路的气体流路部向上方上移动后流入潜热热交换部。此外，可以通过冷凝水槽引导在潜热热交换部产生的冷凝水向外部排出。
然而，根据以往的向上燃烧式，可能会在潜热热交换器的管中向上述气体流路部露出的部分产生冷凝水，而在配置于气体流路部的管中产生的大量冷凝水可能会向下方落下而对显热热交换器、燃烧室、燃烧器等造成影响。从而，可能会发生导致燃烧装置的耐久性和产品性下降的问题。
实用新型内容
本实用新型为解决前述问题而提出，其目的在于，提供一种使在配置于燃烧气体所流动的流路上的潜热热交换器的管产生的冷凝水最少化的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置。
此外，另一目的在于，提供一种改善潜热热交换器的冷凝水导致燃烧装置产品的耐久性及性能下降的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置。
上述本实用新型的目的可以通过如下技术方案来实现。
为达成上述目的，在一方面，本实用新型提供一种潜热热交换器，其设于冷凝式燃烧装置，所述潜热热交换器的特征在于，包括：第一管，其包括在表面结合多个热交换翅片的第一区域和在所述第一区域的一侧延伸且配置于通过了显热热交换器的燃烧气体所流动的燃烧气体流路上的第二区域，且热介质沿内部而流动；以及第二管，其围绕所述第二区域，且在与所述第一管之间形成空气绝热层。
所述潜热热交换器的特征在于，还包括：间距维持突起，其凸出地形成于所述第一管的外侧面和所述第二管的内侧面中的至少某一个，以维持所述第一管与所述第二管之间的间距。
在另一方面，本实用新型提供一种冷凝式燃烧装置，其特征在于，包括：燃烧器；显热热交换器，其吸收在所述燃烧器生成的燃烧显热；以及潜热热交换器，其吸收通过了所述显热热交换器的燃烧气体中包括的水蒸气的潜热，且所述潜热热交换器包括：第一管，其包括在表面结合多个热交换翅片的第一区域和在所述第一区域的一侧延伸且配置于通过了显热热交换器的燃烧气体所流动的燃烧气体流路上的第二区域，且热介质沿内部而流动；以及第二管，其围绕所述第二区域，且在与所述第一管之间形成空气绝热层。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，所述燃烧器是向上燃烧式燃烧器，通过了所述显热热交换器的燃烧气体在所述燃烧气体流路上向流动而流入所述潜热热交换器。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，还包括：间距维持突起，其凸出地形成于所述第一管的外侧面和所述第二管的内侧面中的至少某一个，以维持所述第一管与所述第二管之间的间距。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，沿所述第二管的内侧面的周向和所述第一管的长度方向隔开地具备多个所述间距维持突起。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，所述第二管被装配为向形成于一端部的插入槽部插入形成于另一端部的卡止部来包裹所述第一管。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，还包括：垂直地具备于所述第一区域与所述第二区域之间且供所述第一管贯通的隔壁板；以及设置于所述第一管的一侧端的端板，所述第二管设于所述隔壁板与所述端板之间，所述潜热热交换器还包括封装部，该封装部以密闭所述第二管与所述隔壁板之间及所述第二管与所述端板之间的方式具备于所述第二管的两侧端。
所述冷凝式燃烧装置的特征在于，还包括：冷凝水排出部，其具备于所述显热热交换器与所述潜热热交换器之间而引导在所述潜热热交换器产生的冷凝水的排出，所述冷凝水排出部倾斜地配置于所述显热热交换器的另一侧上端和所述潜热热交换器的所述第一区域的一侧下端而引导通过了所述显热热交换器的燃烧气体朝向所述潜热热交换器的一侧部，并排出从所述潜热热交换器的第一区域排出的冷凝水。
本实用新型具有如下效果。
利用这样的本实用新型的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置，能够使在配置于燃烧气体所流动的流路上的潜热热交换器的管产生的冷凝水最少化。
因此，根据本实用新型，能够改善潜热热交换器的冷凝水导致燃烧装置产品的耐久性及性能下降。
附图说明
图1是本实用新型的冷凝式燃烧装置的剖视图。
图2是放大图1中显热热交换器和潜热热交换器的部分放大剖视图。
图3是放大图2的A部分的剖视图。
图4是图示适用于本实用新型的潜热热交换器的第二区域的部分放大立体图。
图5是图示本实用新型的潜热热交换器的侧剖视图的侧剖视图。
图6是放大图5的B部分的部分放大剖视图。
符号说明
1：冷凝式燃烧装置，10：鼓风机，20：燃烧器，30：燃烧室，40：显热热交换器，43：显热管，45：热交换翅片，50：潜热热交换器，50a：第一区域，50b：第二区域，51：第一管，52：第二管，53：热交换翅片，54：流路帽，55：空气绝热层，56：间距维持突起，57：隔壁板，58：端板，59：封装部，60：排气烟道，70：冷凝水排出部，80：流路导向部件。
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
首先，以下说明的实施例是适宜理解作为本实用新型的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置的技术特征的实施例。需要说明的是，本实用新型并不限于以下说明的实施例而适用，或者，本实用新型的技术特征不限于所说明的实施例，可以在本实用新型的技术范围内实施多样的变形。
就本实用新型的冷凝式燃烧装置1而言，只要是如同锅炉或热水器等通过利用在燃烧过程中产生的燃烧热来加热热介质，并使被加热的热介质沿配管循环来用作室内供暖用或热水用用途的装置，则可以不受限地适用。
参照图1和图2，本实用新型的一实施例的冷凝式燃烧装置1包括燃烧器 20、显热热交换器40、以及潜热热交换器50。
燃烧器20可以通过燃烧来生成燃烧显热。例如，燃烧器20可以是向上燃烧式燃烧器20，并且，可以使用向喷嘴部供应燃烧所需的最小限度的一次空气，并向形成火焰的部位供应过盈二次空气的本生燃烧器，或预先混合气体和空气后燃烧的预混合燃烧器。但是，适用于本实用新型的燃烧器20的种类并不限于上述燃烧器。此外，可以在燃烧器20的下部具备供应燃烧所需要的空气的鼓风机10，并在燃烧器20的上部具备通过在燃烧器20生成的火焰来进行燃烧的燃烧室30。
显热热交换器40吸收在燃烧器20中生成的燃烧显热。具体地，显热热交换器40可以包括显热管43、热介质向显热管43流入的热介质流入管、以及向供暖需要处或热水需要处供应经由了显热热交换器40的热介质的热介质供应管。多个显热管43可以向前后方向隔开地配置，且可以在显热管43的两侧部具备用于使热介质流动的流路帽44。热交换翅片45向显热管43的长度方向密实地隔开而配置于多个显热管43的外侧面。
潜热热交换器50吸收通过了显热热交换器40的燃烧气体中包括的水蒸气的潜热。潜热热交换器50包括热介质沿内部而流动的第一管51。具体地，潜热热交换器50可以具备：回收经由供暖需要处或热水需要处后的热介质的热介质回水管；以及使经由了潜热热交换器50的热介质通过连接管排出至显热热交换器40的热介质排出管。通过了潜热热交换器50的燃烧气体可以通过具备于潜热热交换器50的上侧的排气烟道60被排出至外部。
多个第一管51可以向前后方向隔开规定间距而配置于热介质回收管与热介质排水管之间。此外，多个第一管51可以具备用于使热介质流动的流路帽 54。
这里，潜热热交换器50与显热热交换器40可以构成为共通的结构的翅片管(Fin-Tube)式的热交换器。如此，通过构成为共通的结构的翅片管式的热交换器，能够减少额外制作潜热热交换器50带来的麻烦，且能够实现潜热热交换器50的小型化。
又例如，潜热热交换器50与显热热交换器40可以形成为侧方向(所图示图中左右方向)的宽度相同的大小。具体地，包括多个流路帽44、54的显热热交换器40与潜热热交换器50的侧方向宽度可以形成为与燃烧室30的壳体的侧方向宽度对应的大小。
因此，如图1所图示，由于燃烧装置的燃烧室30、显热热交换器40及潜热热交换器50的整体外观呈长方体形状，使燃烧装置的整体体积小型化，且可以制作为一定的长方体形态，因而能够减少燃烧装置的设置空间上的限制，且能够提高燃烧装置内部的空间利用度。需要说明的是，燃烧室30的壳体、潜热热交换器50及显热热交换器40的形态及配置不限于所图示的实施例，而是可以实施多样的变形。
此外，显热热交换器40可以由不锈钢(STS)或铜(Cu)材质构成，潜热热交换器50可以由不锈钢STS材质构成，但热交换器的材质不限于上述材质。
参照图1和图2，可以在潜热热交换器50的一侧部形成通过了显热热交换器40的燃烧气体所流动的燃烧气体流路S4。例如，当本实用新型的冷凝式燃烧装置1为向上燃烧式时，通过了显热热交换器40的燃烧气体可以在燃烧气体流路S4向上方向流动而流入潜热热交换器50。具体地，通过了显热热交换器40的燃烧气体可以进入越趋向显热热交换器40的上侧则越变窄的上部空间S3。这样的上部空间S3的上端部与配置于潜热热交换器50的一侧的燃烧气体流路S4连接。
这里，如上述，当显热热交换器40和潜热热交换器50的侧方向宽度相同且朝上下配置的燃烧装置时，在具备于潜热热交换器50的第一管51中，配置于燃烧气体流路S4上的部分(下称第一区域50a)可以露出于燃烧气体流路 S4上。
更具体地，参照图2，第一管51包括第一区域50a和第二区域50b。可以在第一管51的第一区域50a向第一管51的长度方向密实地隔开地安装多个热交换翅片53。这里，流入第一区域50a的右侧，即潜热热交换器50的中间部的燃烧气体可以向与冷凝水的落下方向一致的下方向流动。此外，可以在第一区域50a的左侧，即潜热热交换器50的另一侧部形成通过了第一区域50a的右侧的燃烧气体向上方流动而被排出的流路S7。
第一区域50a的左侧的燃烧气体向上方流动的流路S7可以形成得小于第一区域50a的右侧的燃烧气体向下方流动的区域和燃烧气体流路S4。这是因为，由于通过第一区域50a的左侧的流路S7的燃烧气体在通过潜热热交换器 50的中间部的同时温度下降而体积减小，因而即使将第一区域50a的左侧的流路S7形成得较小，也不会受流动阻力的影响。
需要说明的是，第一管51的第一区域50a的具体结构及燃烧气体的流动不限于上述，而是可以实施多样的变形。
第一管51的第二区域50b配置于延伸至第一区域50a的一侧且通过了显热热交换器40的燃烧气体向上方向流动的燃烧气体流路S4上。也可以在第一管51的第二区域50b的表面结合热交换翅片53。需要说明的是，优选地，在第二区域50b，为了第一管51与后述第二管52的结合的容易性及减少冷凝水的产生，可以不在第二区域50b的表面结合热交换翅片，但不限于此。
然而，位于第二区域50b的第一管51的表面可能会产生燃烧气体的冷凝导致的冷凝水，而这样的冷凝水会从燃烧气体流路S4向下方向落下，从而可能发生向位于下部的显热热交换器40、燃烧器20及鼓风机10等流入的问题。尤其，由于通过燃烧气体流路S4的燃烧气体是通过了显热热交换器40的高温状态，体积较大，因而有必要将燃烧气体流路S4形成为规定大小以上，因此，可能在位于第二区域50b的第一管51的表面产生大量的冷凝水。
本实用新型的潜热热交换器50可以包括具备于这样的第二区域50b的第二管52。第二管52可以围绕第二区域50b，并在第二管52与第一管51之间形成空气绝热层55。
具体地，可以设置于第一管51中配置于燃烧气体流路S4上的第二区域 50b，并具备为以在第一管51的外周面向半径方向隔开的状态包裹第一管51。从而，可以在第一管51与第二管52之间形成空气绝热层55。
由于具备于第一管51与第二管52之间的空气的热导率低于构成第一管 51的材质(例如，不锈钢(STS))，因而空气绝热层55可以起到绝热件的作用。从而，提供使在第一管51的表面产生的冷凝水最少化的优秀的效果。
另一方面，参照图4至图6，本实用新型还可以包括间距维持突起56。间距维持突起56可以凸出地形成于第一管51的外侧面与第二管52的内侧面中的至少某一个，以维持第一管51与第二管52之间的间距。
如举例图示的实施例所示，间距维持突起56可以朝向第一管51凸出地形成于第二管52的内侧面。例如，可以在第二管52的表面进一步设置浮凸形状来形成间距维持突起56。需要说明的是，间距维持突起56的位置及形态不限于所图示的实施例，当然，也可以凸出形成于第一管51的外周面。
本实用新型通过这样的间距维持突起56维持第一管51与第二管52之间的间距，因而能够在第一管51周围确保一律的厚度的空气绝热层55。
更具体而言，参照图3至图5，可以沿第二管52的内侧面的周向和第一管51的长度方向隔开地具备多个间距维持突起56。更优选地，可以沿第二管 52的内侧面的周向和第一管51的长度方向以规定间距隔开地形成多个间距维持突起56。
从而，在第一管51的表面整体，将空气绝热层55确保为一定的厚度以上，因而能够使第一管51表面上的冷凝水的防止效果最大化。
另一方面，可以通过向形成于第二管52的一端部的插入槽部插入形成于第二管52的另一端部的卡止部来装配为包裹第一管51。
具体地，可以加工板形的部件来将第二管52制作为管形态，并且，可以在板形的部件的两端部形成插入槽部和卡止部。可以通过在将第二管52包裹于第一管51的外侧后将卡止部插入于插入槽部来装配第二管52。
另一方面，参照图3和图4，本实用新型还可以包括：垂直地具备于第一区域50a与第二区域50b之间且供第一管51贯通的隔壁板57；以及设置于第一管51的一侧端的端板58。
此外，第二管52可以设于隔壁板57与端板58之间。另外，本实用新型还可以包括封装部59，该封装部59以密闭第二管52与隔壁板57之间及第二管52与端板58之间的方式具备于所述第二管52的两侧端。
具体地，封装部59能够通过封装第二管52的两端来进一步强化空气绝热层55的绝热性能的同时，防止在第一管51的表面冷凝的冷凝水向下方泄漏。封装部59的结构及材质不受限，只要能够密封第二管52的两端部，则可以适用多样的结构和材质。
另一方面，参照图1和图2，本实用新型还可以包括冷凝水排出部70。冷凝水排出部70可以具备于显热热交换器40与潜热热交换器50之间而引导在潜热热交换器50产生的冷凝水的排出。
具体地，冷凝水排出部70可以倾斜地配置于显热热交换器40的另一侧上端和潜热热交换器50的第一区域50a的一侧下端而引导通过了显热热交换器 40的燃烧气体朝向潜热热交换器50的一侧部，并排出从潜热热交换器50的第一区域50a排出的冷凝水。
冷凝水排出部70通过倾斜地配置于显热热交换器40的另一侧上端和潜热热交换器50的第一区域50a的一侧下端，能够将在第一区域50a产生的冷凝水通过显热热交换器40的另一侧上端排出至外部。从而，可以使冷凝水不流入第一区域50a的下侧部分的显热热交换器40。
此外，通过上述倾斜的形态，可以使显热热交换器40的上部空间S3形成为越趋向上侧则越变窄的形态，可以将进入上部空间的燃烧气体引导至燃烧气体流路S4。
即，冷凝水排出部70能够同时发挥引导使在潜热热交换器50产生的冷凝水被排出至外部的功能和将通过显热热交换器40而向上流动的燃烧气体引导至潜热热交换器50的一侧的燃烧气体流路S4的功能。
另一方面，适用于本实用新型的冷凝式燃烧装置1可以包括流路导向部件 80。流路导向部件80可以具备于潜热热交换器50与排气烟道60之间而引导通过配置于潜热热交换器50的一侧的燃烧气体流路S4而向上方向流动的燃烧气体朝向作为第一区域50a的一侧区域的潜热热交换器50的中间部。
流路导向部件80可以固定于具备于排气烟道60的上部盖61的底面，且结合于潜热热交换器50的第一管51而被坚固地支撑。可以在排气烟道60的上部盖61与流路导向部件80之间形成朝上侧凸出的流路转换空间S5。
通过这样的流路转换空间S5，可以使向上移动至燃烧气体流路S4的燃烧气体朝向潜热热交换器50的中间部被均匀地分配而向下流动。从而，能够减少通过潜热热交换器50的中间部的燃烧气体的流动阻力，提高热交换效率。
下面参照图1对燃烧气体的流动路径的一例进行说明。被排出至鼓风机 10的出口S1的空气可以与燃烧用气体混合，通过燃烧器20的点火来燃烧。在燃烧器20生成的燃烧气体在燃烧室30内部空间S2向上方流动，并通过显热热交换器40而向热介质传递燃烧显热。
进入显热热交换器40的上部空间S3的燃烧气体可以被冷凝水排出部70 引导至一侧，通过位于潜热热交换器50的一侧的燃烧气体流路S4而向上方向流动。此时，通过第二管52，可以使因燃烧气体在配置于燃烧气体流路S4的第一管51的第二区域50b产生的冷凝水最少化。
通过了燃烧气体流路S4的燃烧气体可以向潜热热交换器50与排气烟道 60之间的空间S5流动，通过流路导向部件80转换流动方向而通过潜热热交换器50的中间部而向下方向流动。此时，在潜热热交换器50的中间部，燃烧气体的流动方向朝向与冷凝水落下的方向一致的下方向，因而可以使燃烧气体与冷凝水之前的接触最小化来增大燃烧气体中包括的水分的冷凝量，从而使潜热回收效率最大化。
向潜热热交换器50的中间部的下侧空间S6流动的燃烧气体可以被冷凝水排出部70引导至另一侧，通过位于潜热热交换器50的另一侧的空间S7而向上方向流动。此时，向上方向流动的燃烧气体可以进入潜热热交换器50与排气烟道60的上部盖之间的空间S8，通过排气烟道60被排出至外部。
利用这种本实用新型的潜热热交换器及具备其的冷凝式燃烧装置，可以使在配置于燃烧气体流动的流路上的潜热热交换器的管产生的冷凝水最少化。因此，根据本实用新型，能够改善潜热热交换器的冷凝水导致燃烧装置产品的耐久性及性能下降。
尽管上面对本实用新型的特定实施例进行了详细描述，但本实用新型的思想及范围不限于这样的特定实施例，本实用新型所属技术领域中的一般的技术人员可以在不变更权利要求书中记载的本实用新型的要旨的范围内实施多样的修改和变形。

Claims (9)

1.一种潜热热交换器，其设于冷凝式燃烧装置，所述潜热热交换器的特征在于，包括：
第一管，其包括在表面结合多个热交换翅片的第一区域和在所述第一区域的一侧延伸且配置于通过了显热热交换器的燃烧气体所流动的燃烧气体流路上的第二区域，且热介质沿内部而流动；以及
第二管，其围绕所述第二区域，且在与所述第一管之间形成空气绝热层。
2.根据权利要求1所述的潜热热交换器，其特征在于，还包括：
间距维持突起，其凸出地形成于所述第一管的外侧面和所述第二管的内侧面中的至少某一个，以维持所述第一管与所述第二管之间的间距。
3.一种冷凝式燃烧装置，其特征在于，包括：
燃烧器；
显热热交换器，其吸收在所述燃烧器生成的燃烧显热；以及
潜热热交换器，其吸收通过了所述显热热交换器的燃烧气体中包括的水蒸气的潜热，
且所述潜热热交换器包括：
第一管，其包括在表面结合多个热交换翅片的第一区域和在所述第一区域的一侧延伸且配置于通过了显热热交换器的燃烧气体所流动的燃烧气体流路上的第二区域，且热介质沿内部而流动；以及
第二管，其围绕所述第二区域，且在与所述第一管之间形成空气绝热层。
4.根据权利要求3所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，
所述燃烧器是向上燃烧式燃烧器，
通过了所述显热热交换器的燃烧气体在所述燃烧气体流路上向流动而流入所述潜热热交换器。
5.根据权利要求3所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，还包括：
间距维持突起，其凸出地形成于所述第一管的外侧面和所述第二管的内侧面中的至少某一个，以维持所述第一管与所述第二管之间的间距。
6.根据权利要求5所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，
沿所述第二管的内侧面的周向和所述第一管的长度方向隔开地具备多个所述间距维持突起。
7.根据权利要求3所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，
所述第二管被装配为向形成于一端部的插入槽部插入形成于另一端部的卡止部来包裹所述第一管。
8.根据权利要求3所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，还包括：
垂直地具备于所述第一区域与所述第二区域之间且供所述第一管贯通的隔壁板；以及
设置于所述第一管的一侧端的端板，
所述第二管设于所述隔壁板与所述端板之间，
所述潜热热交换器还包括封装部，该封装部以密闭所述第二管与所述隔壁板之间及所述第二管与所述端板之间的方式具备于所述第二管的两侧端。
9.根据权利要求3所述的冷凝式燃烧装置，其特征在于，还包括：
冷凝水排出部，其具备于所述显热热交换器与所述潜热热交换器之间而引导在所述潜热热交换器产生的冷凝水的排出，
所述冷凝水排出部倾斜地配置于所述显热热交换器的另一侧上端和所述潜热热交换器的所述第一区域的一侧下端而引导通过了所述显热热交换器的燃烧气体朝向所述潜热热交换器的一侧部，并排出从所述潜热热交换器的第一区域排出的冷凝水。
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