CN216953551U - 旋流分配板以及换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋流分配板以及换热器，其中，旋流分配板，包括：分配板主体，呈圆环结构，所述圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口；以及旋流翻边，与所述缺口一一对应相连，所述旋流翻边与所述分配板主体所在平面之间形成预设夹角。本实用新型所述的旋流分配板与背景技术相比，具有的有益效果为：水流经过分配板主体的均匀布置的缺口后，受到与缺口相连的旋流翻边的引导作用，水流方向与分配板主体之间形成夹角，水流沿分配板主体的各缺口流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板后分流更均匀。

Description

旋流分配板以及换热器

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种旋流分配板以及换热器。

背景技术

通常，燃气锅炉设备采用盘管式冷凝热交换器作为其核心换热装置，通过高效吸收燃烧产生的高温烟气热量，将锅炉循环系统水进行加热，实现对外供暖或供应热水。

在现有技术中，燃气锅炉中由于其热水出口是在旁侧顶部引出，包围燃烧室的水流可能出现并不均匀围绕流动的情况，远离出水口一端的水流分布并不理想，甚至有可能出现水流“死区”现象，从而不能够均匀地实现对燃烧室的环形冷却，燃烧室壁面冷却不及时容易造成局部高温，引起材料疲劳降低使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是要提供一种旋流分配板以及换热器，其能够使水流均匀围绕燃烧室的外侧，提高材料使用寿命。

上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

第一方面，一种旋流分配板，包括：

分配板主体，呈圆环结构，所述圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口；以及

旋流翻边，与所述缺口一一对应相连，所述旋流翻边与所述分配板主体所在平面之间形成预设夹角。

本实用新型所述的旋流分配板与背景技术相比，具有的有益效果为：水流经过分配板主体的均匀布置的缺口后，受到与缺口相连的旋流翻边的引导作用，水流方向与分配板主体之间形成夹角，水流沿分配板主体的各缺口流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板后分流更均匀。

在其中一个实施例中，任意相邻两个所述旋流翻边的间距相同，各所述旋流翻边与所述分配板主体所在平面之间形成预设夹角相同。

在其中一个实施例中，所述预设夹角的范围在30°-75°。

在其中一个实施例中，所述缺口设置为V字型，所述旋流翻边设置为三角形，所述旋流翻边的其中一条边缘连接于所述缺口的其中一条边缘。

在其中一个实施例中，各所述旋流翻边沿顺时针方向依次排列。

在其中一个实施例中，各所述旋流翻边包括对称设置的第一翻边组和第二翻边组，所述第一翻边组沿顺时针方向依次排列，所述第二翻边组沿逆时针方向依次排列。

第二方面，一种换热器，包括上述旋流分配板，还包括热交换结构和燃烧装置，所述热交换结构的出水口设置在所述燃烧装置的径向外侧，其中：

所述旋流分配板环设于所述燃烧装置的外周并位于所述出水口的上游。

本实用新型所述的换热器与背景技术相比，具有的有益效果为：水流经过分配板主体的均匀布置的缺口后，受到与缺口相连的旋流翻边的引导作用，水流方向与分配板主体之间形成夹角，水流沿分配板主体的各缺口流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板后分流更均匀，对连接燃烧装置的燃烧室沿周向均匀冷却，延长热交换结构燃烧室区域的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述热交换结构包括：

外筒，所述外筒的上端设有所述出水口和进气口，下端设有进水口和出气口；

密封板组，所述密封板组沿高度方向间隔排列在所述外筒中；以及

换热管，多个所述换热管连通于所述进气口和所述出气口之间并穿设所述密封板组；其中：

所述进水口、所述出水口、所述密封板组和所述换热管之间限定出热媒流路，所述热媒流路的流动方向沿径向的内侧及外侧交替转换。

在其中一个实施例中，所述换热管的管内壁上设有沿高度方向排列的多列扰流凸起，同一所述换热管上的两个所述管内壁的所述扰流凸起沿所述换热管的厚度方向错位布置。

在其中一个实施例中，所述换热管设有沿径向依次排列的多组，同一组所述换热管均沿同一半径排列，且至少相邻两组所述换热管沿径向错位布置。

附图说明

图1为本申请实施例一提供的旋流分配板的结构示意图；

图2为本申请实施例一和实施例二提供的旋流分配板的部分结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的旋流分配板的结构示意图；

图4是本申请实施例三提供的换热器的结构示意图；

图5是图4所示的换热器中热交换结构的结构示意图；

图6是图5所示的热交换结构中水流的示意图；

图7是图5所示的热交换结构中换热管的结构示意图；

图8是图7所示的热交换管的剖视图；

图9是图7所示的换热管中的气流示意图；

图10是图5所示的热交换结构中密封板组的结构示意图；

图11是图10所示的密封板组中第一密封板的结构示意图；

图12是图10所示的密封板组中第二密封板的结构示意图；

图13是图10所示的密封板组中燃烧壳的结构示意图；

图14是本实施例三提供的换热器中旋流分配板处的水流示意图。

图中：

1-旋流分配板；11-分配板主体；12-旋流翻边；110-缺口；

2-热交换结构；21-外筒；21A-出水口；21B-进水口；211-燃烧壳；2111-燃烧壳底面；2112-燃烧壳围部；2113-第二限位孔；22-密封板组；221-第一密封板；222-第二密封板；2200-第一限位孔；2211-第一流道孔；2221-第二流道孔；23-换热管；230-管内壁；231-扰流凸起。

3-燃烧装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一：

本实施例提供一种旋流分配板，如图1和图2所示，旋流分配板1包括：分配板主体11和旋流翻边12。

本实施例中，分配板主体11呈圆环结构，圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口110。需要说明的是，分配板主体11的形状是根据燃烧装置的外壁形状进行设计，本实施例中，燃烧装置具有圆形外周，因此将分配板主体11设置为圆环形。

旋流翻边12与缺口110一一对应相连，旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角。

水流经过分配板主体11上均匀布置的缺口110后，受到与缺口110相连的旋流翻边12的引导作用，水流方向与分配板主体11之间形成夹角，水流沿分配板主体的各缺口110流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板1后分流更均匀。

进一步，任意相邻两个旋流翻边12的间距相同，使得旋流翻边12均匀布置在分配板主体11上，各旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角均相同。

因为旋流翻边12的间距相同，且与分配主体11的夹角相同，水流经过旋流翻边12时方向一致，更均匀。

在本实施例中，预设夹角的范围在30°-75°。该范围有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

优选地，该预设夹角为60°。预设夹角设置为60°更有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

进一步，如图2所示，缺口110设置为V字型，旋流翻边12设置为三角形，旋流翻边12的其中一条边缘连接于缺口110的其中一条边缘。

水流经过V字型的缺口110的一条边缘时，受到旋流翻边12的导向，并使水流向V字型的缺口110的另一条边缘流动，从而更容易形成旋流。

在本实施例中，各旋流翻边12沿顺时针方向依次排列。如图1所示，水流经过各旋流翻边12后形成箭头A向的旋流。

实施例二：

本实施例提供一种旋流分配板，如图2和图3所示，旋流分配板1包括：分配板主体11和旋流翻边12。

本实施例中，分配板主体11呈圆环结构，圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口110。需要说明的是，分配板主体11的形状是根据燃烧装置的外壁形状进行设计，本实施例中，燃烧装置具有圆形外周，因此将分配板主体11设置为圆环形。

旋流翻边12与缺口110一一对应相连，旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角。

水流经过分配板主体11上均匀布置的缺口110后，受到与缺口110相连的旋流翻边12的引导作用，水流方向与分配板主体11之间形成夹角，水流沿分配板主体11的各缺口110流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板1后分流更均匀。

进一步，任意相邻两个旋流翻边12的间距相同，使得旋流翻边12均匀布置在分配板主体11上，各旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角均相同。

因为旋流翻边12的间距相同，且与分配主体11的夹角相同，水流经过旋流翻边12时方向一致，更均匀。

在本实施例中，预设夹角的范围在30°-75°。该范围有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

优选地，该预设夹角为60°。预设夹角设置为60°更有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

进一步，如图2所示，缺口110设置为V字型，旋流翻边12设置为三角形，旋流翻边12的其中一条边缘连接于缺口110的其中一条边缘。

水流经过V字型的缺口110的一条边缘时，受到旋流翻边12的导向，并使水流向V字型的缺口110的另一条边缘流动，从而更容易形成旋流。

在本实施例中，各所述旋流翻边12包括第一翻边组和第二翻边组，第一翻边组沿顺时针方向依次排列，第二翻边组沿逆时针方向依次排列。如图3所示，水流经过各旋流翻边12后形成箭头B向和C向的两股旋流。

可选地，第一翻边组与第二翻边组对称设置，第一翻边组沿180°角度延伸，第二翻边组沿180°角度延伸。

实施例三：

本实施例提供一种换热器，如图4-图5所示，换热器包括旋流分配板1、热交换结构2和燃烧装置3，热交换结构2的出水口21A设置在燃烧装置3的径向外侧，旋流分配板1环设于燃烧装置3的外周并位于出水口21A的上游。

热交换结构2的顶部设有燃烧室，燃烧室上连接有燃烧装置3，燃烧装置3内产生高温气体，热交换结构2能够使高温气体从上而下流动，同时热交换结构2的内部还通有从下而上流动的水，冷水经过热交换结构2后会受到高温气体的作用而加热，之后从出水口21A流出。并且，在经过出水口21A之前，水流沿旋流分配板1的各缺口110流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板1后分流更均匀，对燃烧室沿周向均匀冷却，延长热交换结构2的燃烧室区域的使用寿命。

如图1和图2所示，旋流分配板1包括分配板主体11和旋流翻边12。

本实施例中，分配板主体11呈圆环结构，圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口110。需要说明的是，分配板主体11的形状是根据燃烧装置3的外壁形状进行设计，本实施例中，燃烧装置3具有圆形外周，因此将分配板主体11设置为圆环形。

旋流翻边12与缺口110一一对应相连，旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角。

水流经过分配板主体11上均匀布置的缺口110后，受到与缺口110相连的旋流翻边12的引导作用，水流方向与分配板主体11之间形成夹角，水流沿分配板主体的各缺口110流动时形成旋流，水流经过该旋流分配板1后分流更均匀。

进一步，任意相邻两个旋流翻边12的间距相同，使得旋流翻边12均匀布置在分配板主体11上，各旋流翻边12与分配板主体11所在平面之间形成预设夹角均相同。

因为旋流翻边12的间距相同，且与分配主体11的夹角相同，水流经过旋流翻边12时方向一致，更均匀。

在本实施例中，预设夹角的范围在30°-75°。该范围有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

优选地，该预设夹角为60°。预设夹角设置为60°更有利于在燃烧室的外侧形成旋流。

进一步，如图2所示，缺口110设置为V字型，旋流翻边12设置为三角形，旋流翻边12的其中一条边缘连接于缺口110的其中一条边缘。

水流经过V字型的缺口110的一条边缘时，受到旋流翻边12的导向，并使水流向V字型的缺口110的另一条边缘流动，从而更容易形成旋流。

在本实施例中，各旋流翻边12沿顺时针方向依次排列。如图1所示，水流经过各旋流翻边12后形成箭头A向的旋流。

如图5和图6所示，热交换结构2包括外筒21、密封板组22和换热管23。

外筒21的上端设有出水口21A和进气口，外筒21的下端设有进水口21B和出气口。

密封板组22沿高度方向间隔排列在外筒21中，可以理解为，高度方向为外筒21的轴向，密封板组22垂直于外筒21的轴向。

换热管23为扁管结构，多个换热管23连通于进气口和出气口之间，热气通过进气口经过换热管23到出气口，与热水互不干涉。

进水口21B、出水口21A、密封板组22和换热管23之间限定出热媒流路，热媒流路的流动方向沿径向的内侧及外侧交替转换，在本实施例中热媒为水。可以理解为，热气从换热管23的上端向下端流动，水从外筒21的下端向上端延伸，气和水的运动方向相反，冷水与换热管23的外部接触升温成热水，同时，水向上运动过程中沿径向的内侧及外侧交替转换，从而覆盖了整个径向范围，延长了热媒流路的流经路线。

需要说明的是，外筒21包括位于其顶部的燃烧壳211，燃烧壳211具有与换热管23内腔连通的燃烧室，换言之，燃烧装置3也安装于燃烧壳211中。可以理解为，燃烧室内的热气将通过换热管23的顶部进入换热管23中，并流动至出气口。

如图7和图8所示，换热管23沿厚度方向上对置的两个管内壁230均设有若干个向内凹陷的扰流凸起231，扰流凸起231能对换热管23内的气流均匀扰动，加强气流在换热管23的内扰流效果，也可以增大接触换热面积，提升换热管23的换热效果。

需要说明的是，管内壁230是指扁管结构中的两个相互对置的平面，换言之，两个平面沿管内壁230的厚度方向对置。

管内壁230上设有沿自身高度方向排列的至少一列扰流凸起231。即管内壁230上可以设有一列、两列或更多列扰流凸起231，本实施例并不限制扰流凸起231的列数。

同一换热管23上的两个管内壁230的扰流凸起231沿换热管23的厚度方向错位布置。可以理解为，其中一个管内壁230与另一个管内壁230沿换热管23的厚度方向对置，同时，任一个管内壁230上的任一个扰流凸起231沿厚度方向不会投影到另一个管内壁230上的任一个扰流凸起231上。

如图9所示，气体从换热管23的上端向下流动时，气体将会与扰流凸起231相撞，并沿扰流凸起231的边缘继续向下运动，每遇到一个扰流凸起231将会向其两侧流动，通过上述设置，将使气流形成尽可能多的分流。从而提高了气流扩散的均匀度，有利于和水进行热交换。

需要说明的是，本申请实施例并不限于此，即两个管内壁230的至少一部分或全部的扰流凸起231沿换热管23的厚度方向一一对置。

在本申请实施例中，扰流凸起231设置为球面。

需要说明的是，扰流凸起231也可以设置为橄榄球面。扰流凸起231设置为橄榄球面时，橄榄球面的直径方向可与高度方向呈任意角度。

参见图5和图6，换热管23设有沿径向依次排列的多组，同一组换热管23均沿同一半径排列，且至少相邻两组换热管23沿径向错位布置。

可以理解为，至少有相邻的两组换热管23中的一组换热管23的内径小于另一组换热管23的外径。水路沿径向流动时会受到各换热管23的作用进行扩散，进而增多了水流的分路，提高了热交换效率。

继续参见图10，密封板组22包括沿高度方向交错布置的第一密封板221和第二密封板222，在本申请实施例中，密封板组22包括三个第一密封板221和两个第二密封板222，第一密封板221和第二密封板222交错布置。

需要说明的是，密封板组22还包括多根定位杆223，定位杆223沿轴向设置在密封板组22的周向边缘并穿设三个第一密封板221和两个第二密封板222，使两个第一密封板221和两个第二密封板222沿轴向定位。

参见图11和图12，第一密封板221的中心设有第一流道孔2211，第二密封板222的边缘设有第二流道孔2221，第一流道孔2211和第二流道孔2221限定出水的流动方向。可以理解为，水通过进水口21B从位于第一层的第一密封板221的第一流道孔2211进入并向边缘流动，进入从位于第二层的第二密封板222的第二流道孔2221，之后再从位于第三层的第一密封板221的第一流道孔2211向边缘流动，进入位于第四层的第二密封板222的第二流道孔2221，进入位于第五层的第一密封板221的第一流道孔2211向边缘流动之后再从出水口21A流出。

参见图13，燃烧壳211包括燃烧壳底面2111和燃烧壳围部2112，燃烧壳底面2111设有若干个第二限位孔2113，换热管23与第二限位孔2113密封配合，在本实施例中，换热管23的顶部从第二限位孔2113中伸出；燃烧壳围部2112围设在燃烧壳底面2111的边缘，燃烧壳底面2111和燃烧壳围部2112共同限定出燃烧室。

另一方面，燃烧壳围部2112与外筒21的侧壁间隔出一定距离，且出水口21A位于燃烧壳底面2111所在平面上方，即能够在燃烧室外侧形成环形的水流区域，能够为燃烧壳211降温。

需要说明的是，外筒21的底面设有和燃烧壳底面2111相同的结构，从而固定、密封各换热管23，换言之，换热管23沿高度方向的两端均受到固定，还在两端之间受到第一密封板221和第二密封板222的固定作用，进而不会受到水流冲击而发生位移，始终保持固定。

需要说明的是，第一密封板221和第二密封板222均设有对应各换热管23的第一限位孔2200，换热管23密封卡接在第一限位孔2200中，可以理解的是，换热管23与第一限位孔2200之间为无缝设置。

在本实施例中，第二流道孔2221集成于最外圈的第一限位孔2200上，可以理解为，除了最外圈的第一限位孔2200，其余第一限位孔2200的尺寸均与各换热管23密封卡接，可以理解的是，最外圈的第一限位孔2200沿自身长度方向连接第二流道孔2221，使换热管23卡接其中其径向一端能够通过水流。

如图14所示，出水口21A与密封板组22之间设有环形的旋流分配板1，旋流分配板1用于对进入出水口21A前的水流进行导流分配。即水流快到达外筒21的出水口21A前会受到旋流分配板1的导流分配作用。顶部水流能够充分环绕燃烧壳围部2112，充分冷却燃烧壳211以及冷却外筒21的进气区域(由于热气从上线向下运动，进气区域在上且温度较高，容易损害外筒21和燃烧壳211)，达到均匀吸热的目的，避免出现流量不均出现的局部高温而引起材料疲劳。

本实施例提供的换热器，热气从进气口经过换热管23到出气口，热媒流路从进水口21B到出水口21A，热气与热媒流路方向相反，同时热媒流路的流动方向沿径向的内侧及外侧交替转换，延长了热媒流路的流经路线，换热管23上的扰流凸起231能对换热管23内的气流均匀扰动，加强气流在换热管23内的扰流效果，增大接触换热面积，从而提升换热管23的换热效果。其次，出水口21A与密封板组22之间设有环形的旋流分配板1，旋流分配板1用于对进入出水口21A前的水流进行导流分配。即水流快到达出水口21A前会受到旋流分配板1的导流分配作用。顶部水流能够充分环绕燃烧壳围部2112，充分冷却燃烧壳211以及外筒21的进气区域，达到均匀吸热的目的，避免出现流量不均出现的局部高温而引起材料疲劳。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上述具体实施方式的具体内容仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种旋流分配板，其特征在于，包括：

分配板主体(11)，呈圆环结构，所述圆环结构的内缘沿周向均匀设有若干个缺口(110)；以及

旋流翻边(12)，与所述缺口(110)一一对应相连，所述旋流翻边(12)与所述分配板主体(11)所在平面之间形成预设夹角。

2.根据权利要求1所述的旋流分配板，其特征在于，任意相邻两个所述旋流翻边(12)的间距相同，各所述旋流翻边(12)与所述分配板主体(11)所在平面之间形成预设夹角相同。

3.根据权利要求2所述的旋流分配板，其特征在于，所述预设夹角的范围在30°-75°。

4.根据权利要求3所述的旋流分配板，其特征在于，所述缺口(110)设置为V字型，所述旋流翻边(12)设置为三角形，所述旋流翻边(12)的其中一条边缘连接于所述缺口(110)的其中一条边缘。

5.根据权利要求4所述的旋流分配板，其特征在于，各所述旋流翻边(12)沿顺时针方向依次排列。

6.根据权利要求4所述的旋流分配板，其特征在于，各所述旋流翻边(12)包括对称设置的第一翻边组和第二翻边组，所述第一翻边组沿顺时针方向依次排列，所述第二翻边组沿逆时针方向依次排列。

7.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的旋流分配板，还包括热交换结构(2)和燃烧装置(3)，所述热交换结构(2)的出水口(21A)设置在所述燃烧装置(3)的径向外侧，其中：

所述旋流分配板(1)环设于所述燃烧装置(3)的外周并位于所述出水口(21A)的上游。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述热交换结构(2)包括：

外筒(21)，所述外筒(21)的上端设有所述出水口(21A)和进气口，下端设有进水口(21B)和出气口；

密封板组(22)，所述密封板组(22)沿高度方向间隔排列在所述外筒(21)中；以及

换热管(23)，多个所述换热管(23)连通于所述进气口和所述出气口之间并穿设所述密封板组(22)；其中：

所述进水口(21B)、所述出水口(21A)、所述密封板组(22)和所述换热管(23)之间限定出热媒流路，所述热媒流路的流动方向沿径向的内侧及外侧交替转换。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述换热管(23)的管内壁(230)上设有沿高度方向排列的多列扰流凸起(231)，同一所述换热管(23)上的两个所述管内壁(230)的所述扰流凸起(231)沿所述换热管(23)的厚度方向错位布置。

10.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述换热管(23)设有沿径向依次排列的多组，同一组所述换热管(23)均沿同一半径排列，且至少相邻两组所述换热管(23)沿径向错位布置。

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