CN216716569U - 一种高效换热储能水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效换热储能水箱，属于热水器技术领域。该水箱包括位于立式水箱壳体内的烟气通道，所述水箱壳体的上端和下端分别隔有上烟箱和具有排烟口的下烟箱；所述烟气通道含有上端与燃烧装置连通、下端封闭的中央烟管，所述中央烟管的下部分别与其外周均布的三个返程烟管的下端连通，所述返程烟管的上端与上烟箱连通；所述上烟箱和下烟箱之间通过间隔分布在相邻返程烟管之间的支路烟管连通。本实用新型不仅使得热交换十分充分，大大提高了换热效率，而且水箱内上、下水温均匀；同时其制造、维护性好。

Description

一种高效换热储能水箱

技术领域

本实用新型涉及一种容积式燃气热水器的储能水箱，尤其是一种高效换热储能水箱，属于热水器技术领域。

背景技术

将热水存储于水箱中，在需要时放出使用，是一种有效储存燃气燃烧热能的有效措施，既可以方便使用，又利于节能。

检索可知，申请号为201320449835.6的中国专利公开的室外容积式燃气热水器，其高压水箱设置在燃烧炉上，燃烧器安装在燃烧炉内部；燃烧器顶部设置的烟气通道穿过高压水箱顶壁与外界相通，烟气通道位于高压水箱内那段呈螺旋状排布；高压水箱顶壁和侧板的外表面包裹有一层保温层。由于该技术方案的换热管路为单回程，因此换热不够充分；而仅通过加长烟气通道增大换热面积势必导致末端烟温远低于烟气初始段的现象，使水箱上、下部分介质受热严重不均，且烟道阻力较大。

此外，申请号200920044024.1的中国专利公开的容积式燃气热水器包括水箱、风机、燃烧器、燃烧换热管路；风机的进风口与大气相通，出风口接送风口；送风口通过第一送风通道与燃烧器连通，同时通过第二送风通道与燃烧换热管路连通；燃烧换热管路一部分位于水箱中，一端与燃烧器的出口连通，另一端与大气相通。分析可知该热水器水箱结构存在以下缺点：一是装配燃烧装置额外占用了水箱容积，因此未能充分储存热水；二是工艺结构复杂、烟气通道保养维护困难。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种换热效率高、水温均匀，并且有效容积大、制造工艺方便的高效换热储能水箱。

为了达到以上目的，本实用新型高效换热储能水箱的基本技术方案为：包括位于立式水箱壳体内的烟气通道，所述水箱壳体的上端和下端分别隔有上烟箱和具有排烟口的下烟箱；所述烟气通道含有上端与燃烧装置连通、下端封闭的中央烟管，所述中央烟管的下部分别与其外周均布的三个返程烟管的下端连通，所述返程烟管的上端与上烟箱连通；所述上烟箱和下烟箱之间通过间隔分布在相邻返程烟管之间的支路烟管连通。

工作时，燃烧装置燃烧产生的高温烟气通道先自上而下穿入水箱壳体内的中央烟管，接着由接近水箱底部的中央烟管下部通过返程烟管自下而上折返到达水箱的上烟箱，再分别通过支路烟管自上而下到达水箱底部的下烟箱排出。在此过程中，烟气在水箱内三次迂回折返，与水箱内的储水充分换热，显著提高了换热效率高；而中央烟管上部温度高于下部、返程烟管温度下部高于上部、支路烟管温度上部高于下部，并且适当增加了返程烟管与支路烟管的数量以充分吸收热量，合理的布局有效保证了水箱内水温的均匀性。此外，由于燃烧装置不额外占用水箱内空间，因此保证了水箱的有效容积，且借助上、下烟箱形成迂回换热通路的烟气通道制造方便，因此本实用新型切实可行。

本实用新型进一步的完善是，所述返程烟管中安置返程折流板，所述返程折流板具有宽度与返程烟管内径适配的返程主导板，所述返程主导板上间隔分布折流窗，所述折流窗具有紧邻的上半圆窗口和下半圆窗口，所述上半圆窗口和下半圆窗口分别由直径边紧邻的上半圆折板和下半圆折板形成，所述上半圆折板和下半圆折板分别反向垂直于返程主导板，且其半径与返程烟管内径适配。

本实用新型再进一步的完善是，所述支路烟管中安置支路折流板，所述支路折流板具有宽度与支路烟管内径适配的支路主导板，所述支路主导板上间隔分布外径小于支路烟管内径的圆形折板。

这样，以简捷的工艺形成了返程烟管与支路烟管内的迂回流道，可以更充分的吸收热量、进一步提高换热效率。

本实用新型还包括如下完善：

所述上烟箱由嵌入水箱壳体圆柱形筒体上端的下凹板及上盖板和中央环圈密封焊接而成；所述下烟箱由嵌入水箱壳体圆柱形筒体下端的上凸板以及嵌入上凸板内的下筒体和隔在下筒体中部的下封板密封焊接而成。

所述下封板的中部形成通往排烟口的圆弧凹。

所述中央烟管下端通过缩径段支撑于下烟箱上。

所述返程烟管的上端穿过所述下凹板与上烟箱连通；所述支路烟管的上端和下端分别穿过下凹板和上凸板。

所述上烟箱的上盖板对应返程烟管和支路烟管的位置分别开孔并装有返程烟管盖板和支路烟管盖板。

所述支路烟管盖板下表面与支路主导板的上端连接。

所述返程烟管盖板下方安装通过垂向支撑板与返程主导板上端连接的定位支架，所述支撑板的上部宽度和下部宽度分别大于和小于所述返程烟管的内径。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。

图2是图1的立体结构示意图。

图3是图1的俯视图。

图4是本实用新型中返程折流板上定位支架的立体结构示意图。

图5至图8是本实用新型烟气通道制造过程各步骤立体结构示意图。

图9是本实用新型返程烟管中的返程折流板立体结构示意图。

图10是图9的正投影结构示意图。

图11是返程折流板安插在返程烟管的结构示意图。

图12是本实用新型支路烟管中的支路折流板立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的高效换热搪瓷储能水箱如图1、图2和图3所示，具有进水口1-2、出水口1-1的立式水箱壳体1内安置有烟气通道3，水箱壳体的上端隔有上烟箱2，该上烟箱2由嵌入水箱壳体圆柱形筒体上端的下凹板1-4及上盖板1-3和中央环圈1-8密封焊接而成。水箱壳体的下端隔出具有排烟口5-1的下烟箱5，该下烟箱5由嵌入水箱壳体圆柱形筒体下端的上凸板1-5以及嵌入上凸板1-5内的下筒体1-7和隔在下筒体1-7中部的下封板1-6密封焊接而成。下封板1-6的中部形成通往排烟口5-1的圆弧凹。该圆弧凹可以使支路烟管生成的冷凝水汇聚排出，及时消除冷凝水对换热及烟气通道内搪瓷层的不利影响。

烟气通道3的具体结构参见反映其制造过程的图5至图8可以看出，含有上端与燃烧装置连通、下端封闭并通过缩径段3-1’固定于下烟箱5上的中央烟管3-1。中央烟管3-1的下部通过圆弧弯分别与其外周均布的三个返程烟管3-2的下端焊接连通，返程烟管3-2的上端穿过下凹板1-4与上烟箱2连通。上烟箱2和下烟箱5之间通过间隔均布在相邻返程烟管3-2之间的共九根支路烟管3-3连通，支路烟管3-3的上端和下端分别穿过下凹板1-4和上凸板1-5，从而形成迂回往复的多行程烟气通道3。

为了进一步提高换热效率，本实施例的返程烟管3-2和支路烟管3-3中分别安置有使烟气迂回流动的返程折流板3.1和支路折流板3.2。

返程折流板3.1的具体结构如图9、图10所示，具有宽度与返程烟管3-2内径适配的返程主导板3.11，该返程主导板3.11上间隔分布折流窗3.14，折流窗3.14折流窗具有紧邻的上半圆窗口和下半圆窗口，上半圆窗口和下半圆窗口分别由直径边紧邻的上半圆折板3.13和下半圆折板3.12形成，上半圆折板3.13和下半圆折板3.12分别反向垂直于返程主导板3.11，且其半径与返程烟管3-2的内径适配。

支路折流板3.2的具体结构如图12所示，具有宽度与支路烟管3-3内径适配的支路主导板3.21，该支路主导板3.21上间隔分布外径小于支路烟管3-3内径的圆形折板3.22。

为了便于折流板的装拆维护清理，上烟箱2的上盖板1-3对应返程烟管3-2和支路烟管3-3的位置分别开孔并装有返程烟管盖板3-2’和支路烟管盖板3-3’。支路烟管盖板3-3’下表面与支路主导板3.21的上端连接（参见图12），返程烟管盖板3-2’下方安装通过垂向支撑板3.31与返程主导板3.11上端连接的定位支架3.3，支撑板3.31上端与水平的圆形挡板3.32固连，圆形挡板3.32上固连具有钩挂孔的立板3.33，支撑板3.31的上部宽度和下部宽度分别大于和小于返程烟管3-2内径（参见图4）。因此松开支路烟管盖板3-3’可以直接提出支路折流板，而打开返程烟管盖板，即可方便地提起返程折流板。并且，返程折流板安插在返程烟管中之后，上端的定位支架结构留有一定的出烟间隙，可以使流经返程烟管中的烟气从支撑板两侧均匀散开进入上烟箱，之后进入支路烟管。支路烟管中安插的支路折流板与返程折流板的作用基本相同，从而借助返程烟管与支路烟管内的迂回流道，可以更充分的吸收热量，进一步显著提高换热效率。

工作时，水箱内注水。燃气燃烧装置燃烧后产生的高温烟气先通过中央管路的管壁传热量给管壁外侧的水，形成第一次换热。随后烟气进入返程管路中，通过其管壁将热量继续传递给管壁外侧的水，形成第二次换热。接着，烟气通过上烟箱进入回程管路，通过其管壁将热量再次传递给管壁外侧的水，形成第三次换热。此外，进入上烟箱中的烟气可以通过下凹板平面与水箱中的水进行额外换热。经过上述换热，水箱内的水充分吸收燃气燃烧产生的热量。而烟气最后进入下烟箱，排放至大气中。

试验表明，与现有技术相比，本实施例不仅使得热交换十分充分，大大提高了换热效率，而且水箱内上、下水温均匀；同时其制造、维护性好。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。例如，也可以采用与返程烟管折流板相同结构的支路烟管折流板；再如，该水箱内胆也可以与另外的燃烧系统组成燃气容积冷凝式热水器。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效换热储能水箱，包括位于立式水箱壳体（1）内的烟气通道（3），其特征在于：所述水箱壳体的上端和下端分别隔有上烟箱（2）和具有排烟口（5-1）的下烟箱（5）；所述烟气通道含有上端与燃烧装置连通、下端封闭的中央烟管（3-1），所述中央烟管的下部分别与其外周均布的三个返程烟管（3-2）的下端连通，所述返程烟管的上端与上烟箱连通；所述上烟箱和下烟箱之间通过间隔分布在相邻返程烟管之间的支路烟管（3-3）连通。

2.根据权利要求1所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述返程烟管中安置返程折流板，所述返程折流板具有宽度与返程烟管内径适配的返程主导板，所述返程主导板上间隔分布折流窗，所述折流窗具有紧邻的上半圆窗口和下半圆窗口，所述上半圆窗口和下半圆窗口分别由直径边紧邻的上半圆折板和下半圆折板形成，所述上半圆折板和下半圆折板分别反向垂直于返程主导板，且其半径与返程烟管内径适配。

3.根据权利要求2所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述支路烟管中安置支路折流板，所述支路折流板具有宽度与支路烟管内径适配的支路主导板，所述支路主导板上间隔分布外径小于支路烟管内径的圆形折板。

4.根据权利要求2或3所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述上烟箱由嵌入水箱壳体圆柱形筒体上端的下凹板及上盖板和中央环圈密封焊接而成；所述下烟箱由嵌入水箱壳体圆柱形筒体下端的上凸板以及嵌入上凸板内的下筒体和隔在下筒体中部的下封板密封焊接而成。

5.根据权利要求4所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述下封板的中部形成通往排烟口的圆弧凹。

6.根据权利要求5所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述中央烟管下端通过缩径段支撑于下烟箱上。

7.根据权利要求6所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述返程烟管的上端穿过所述下凹板与上烟箱连通；所述支路烟管的上端和下端分别穿过下凹板和上凸板。

8.根据权利要求7所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述上烟箱的上盖板对应返程烟管和支路烟管的位置分别开孔并装有返程烟管盖板和支路烟管盖板。

9.根据权利要求8所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述支路烟管盖板下表面与支路主导板的上端连接。

10.根据权利要求9所述的高效换热储能水箱，其特征在于：所述返程烟管盖板下方安装通过垂向支撑板与返程主导板上端连接的定位支架，所述支撑板的上部宽度和下部宽度分别大于和小于所述返程烟管的内径。

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