CN220338711U - 燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机及其双管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒸汽和热水设备，特别是公开了一种燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机及其双管换热器。其要点是：双管换热器包括若干根等长的金属管、若干片吸热片和管端连通器，吸热片套设在排列好的金属管上；在双层排列模式下，下层金属管的数量比上层金属管的数量多一根；上层金属管和下层金属管均在同一平面内均匀间隔分布，且上层金属管和下层金属管按上下双层骑位错位模式分布。主要特点是：一机两用，产品体积小、轻便，最快5秒出蒸汽或热水；增加热量的对流行程，提加了吸热效率；管端连通器使双管换热器结构紧凑；管道内水流吸热的行程延长；热值利用高，无爆炸危险，安全性高，节能效果好，可广泛应用于工商业中和各行各业。

Description

燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机及其双管换热器

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽和热水设备，尤其涉及一种燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机。

背景技术

传统商业应用的蒸汽设备一般采用水箱式结构的产品，通过加热水箱内的水获得蒸汽，为了获得蒸汽得先加热整个水箱内的水。因此存在体积大占用空间大、笨重、耗能高，蒸汽出汽慢等技术问题。为了解决这个技术问题，人们将燃烧器和换热器一下一上地设置在机箱中，利用燃气在燃烧器燃烧来加热换热器来获得蒸汽。所用换热器一般采用迂回弯曲的盘旋管道，即得到了燃气直流式蒸汽设备，实现了蒸汽设备的集成化，同时也解决了耗能高，蒸汽出汽慢等技术问题。但是，由于这种燃气直流式蒸汽设备的燃烧器所用的管道两头需要用管道弯头来完成转向迂回弯转，但换热器采用这种结构的管道在迂回转弯时占用弯距较大，从而导致管道的整体体积变大，在单位体积之内也直接导致了单位体积内管道行程短，不利于蒸汽设备的小型化，严重制约了蒸汽设备应用，不利于其推广；而且，管道行程短也不利于延长管道内的水流充分吸热，造成能量的浪费，节能效果差。

实用新型内容

为解决现有燃气直流式蒸汽设备存在上述缺陷，本实用新型提供一种单位体积内管道行程长、吸热更充分、节能效果好、蒸汽出汽快的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种双管换热器，包括若干根等长的金属管、若干片吸热片和管端连通器，吸热片套设在排列好的金属管上；其特征是：

所述若干根金属管分为单层排列模式或双层排列模式；其中，双层排列模式按上下两层分布，分别为上层金属管和下层金属管，上层金属管的数量为偶数，下层金属管的数量为奇数且比上层金属管的数量多一根；上层金属管和下层金属管均在同一平面内均匀间隔分布，且上层金属管和下层金属管在垂直方向上按上下双层骑位错位模式分布；

单层排列模式只有一层金属管，与双层排列模式的下层金属管的分布模式相同；

管端连通器分为左管连通器和右管连通器；左管连通器设置上层金属管和下层金属管的在左端，右管连通器设置上层金属管和下层金属管的在右端；管端连通器内设有连通同层的相邻两根金属管端口的若干个凸通水槽，与上层金属管和下层金属管匹配对应地凸通水槽也分为上下两层，分别为上层凸通水槽和下层凸通水槽；上层金属管中的相邻两根金属管通过上层凸通水槽依次首尾相接形成上层预热连通管道；下层金属管中的相邻金属管通过下层凸通水槽依次首尾相接形成下层高温连通管道；

单层排列模式与管端连通器的连接方式与双层排列模式的下层金属管与管端连通器的连接方式相同；

对于单层排列模式，后侧起第一根金属管端口处设有进水管口；右管连通器在后侧起第一根金属管端口处设有出水管口；

对于双层排列模式，左管连通器在上层金属管后侧起第一根金属管端口处设有与该第一根金属管端口连接的上层进水管口；右管连通器在下层金属管后侧起第一根金属管端口处设有与该第一根金属管端口连接的下层出水管口；左管连通器设有连通上层金属管前侧起第一根金属管端口和下层金属管前侧起第一根金属管端口上下管连通水槽，上层预热连通管道和下层高温连通管道通过上下管连通水槽形成双层连通管道。

进一步地，所述管端连通器包括凸通水槽内封口板和凸通水槽外封口板；凸通水槽内封口板上设有若干供上层金属管和下层金属管密封通过的凸通水槽孔；凸通水槽外封口板上设有向外侧横向凸起的外封口凸槽，外封口凸槽将相邻的凸通水槽孔连通；凸通水槽内封口板和凸通水槽外封口板之间密封地连成一体，需要连通的相邻两根金属管的端口通过密封地插入凸通水槽孔中并在外封口凸槽内连通。

进一步地，所述上层金属管为并行设置的6根金属管构成，下层金属管为并行设置的7根金属管构成；左管连通器中，上层凸通水槽为2个，下层凸通水槽为3个；右管连通器中，上层凸通水槽为3个，下层凸通水槽为3个。

进一步地，所述吸热片按间隔重叠式的方式套设在上层金属管和下层金属管上，且与金属管焊接成一体。

双管换热器工作原理：利用上层金属管和下层金属管的上下双层骑位错位模式分布，有利于增加火焰和热量的对流行程，在吸热片的配合下增加吸热效率。换热器两头采用管端连通器代替传统的管道弯头，实现同层管道和上下层管道合一行程连通的方法，空间利用非常紧凑，双管换热器整体体积小；上层利用余热预热下层高温加热的方式，使管道内的水流流向更科学合理，管道水流加热的行程延长，热量利用值最大化性能，达到高效的节能换热效果。

作为本实用新型的双管换热器的一种应用方案：

一种燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，包括机箱以及均设置在机箱内的内胆、燃气火排燃烧器；燃气火排燃烧器设置在机箱底部，内胆设置在燃气火排燃烧器上方；内胆包括换热器和排气罩，换热器设置在燃气火排燃烧器上方，排气罩设置在换热器上方，其特征是：所述换热器为前述的双管换热器。

进一步地，所述换热器为两个，分别为上层换热器和下层换热器，上层换热器设置在下层换热器的上方，上层换热器的出水口与下层换热器的进水口通过上下层换热器连接管连通。

进一步地，所述排气罩上方设有耐高温引风机，耐高温引风机的引风机排气口从机箱顶部伸出。

进一步地，所述机箱左侧设有水汽分离器，水汽分离器与下层换热器的出水口连通，水汽分离器顶部设有蒸汽出口和蒸汽压力保险阀，水汽分离器底部设有热水排水口。

进一步地，所述机箱设有外接水源的进水铜管，进水铜管下端从机箱底部伸出，进水铜管上端与上层换热器的上层进水管口连接，进水铜管上依次串联有进水电磁阀、进水流量调节阀和进水感应阀；机箱底中设有控制燃气火排燃烧器火力的燃气流量比例阀。

进一步地，所述机箱左右两侧壁均设有若干排气孔；燃气火排燃烧器侧旁设有火焰检测点火针；所述机箱前侧上部设有显示温度的温度显示屏，机箱前侧下部设有观察燃气火排燃烧器燃烧状况的火焰观察口。

燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机的双管换热器工作原理：由于双管换热器有效地缩小了换热器体积，在单位体积之内可以安装两个换热器，即通过上层换热器和下层换热器进一步增加管道水流加热的行程对余热更加充分利用，热量利用值最大化性能，达到高效的节能换热效果，同时也大幅加快了出蒸汽时间；结合控制器调节，可以实现出蒸汽和热水的切换。

由上可知，相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：结构科学，设计合理。金属管的上下双层骑位错位模式分布，增加热量的对流行程，提加了吸热效率；双管换热器两头采用管端连通器代替传统的管道弯头，解决了管道弯头弯距大的技术问题，使双管换热器结构紧凑，体积缩小；余热预热使管道内水流流向更科学合理，管道内水流吸热的行程延长，达到高效的节能换热效果。燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机的主要特点是一机两用，产品体积小、轻便，最快5秒出蒸汽或热水，热值利用高，无爆炸危险，安全性高，节能效果好，可广泛应用于工商业中和各行各业。

附图说明

图1为本实用新型优选实施的双管换热器的立体图。

图2为图1的分解图（圆管）。

图3为图1的分解图（椭圆管）。

图4为图1的分解图（方管）。

图5为单层排列模式的双管换热器的分解图。

图6为双管换热器的结构原理图。

图7为本实用新型优选实施的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机的立体图。

图8为图4的分解图。

图9为图5的分解图。

附图标号说明：机箱1，内胆2，燃气火排燃烧器3，上层换热器4，下层换热器5，上下层换热器连接管6，排气罩7，耐高温引风机8；水汽分离器9，热水排水口10，蒸汽出口11，排气孔12，温度显示屏13，火焰观察口14，引风机排气口15，蒸汽压力保险阀16，火焰检测点火针17，进水铜管18，进水电磁阀19，进水流量调节阀20，进水感应阀2a，燃气流量比例阀2b；金属管21，吸热片22，管端连通器23，凸通水槽内封口板24，凸通水槽外封口板25，凸通水槽孔26，外封口凸槽27，上层金属管211，下层金属管212，左管连通器231，右管连通器232，凸通水槽233，上层凸通水槽234，下层凸通水槽235。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

本实用新型优选实施的双管换热器实施方式如下：

参见图1~图6，本实用新型优选实施的双管换热器包括若干根等长的金属管21、若干片吸热片22和管端连通器23，吸热片22套设在排列好的金属管21上；

若干根金属管21分为单层排列模式或双层排列模式；其中，双层排列模式按上下两层分布，分别为上层金属管211和下层金属管212，上层金属管211的数量为偶数，下层金属管212的数量为奇数且比上层金属管211的数量多一根；上层金属管211和下层金属管212均在同一平面内均匀间隔分布，且上层金属管211和下层金属管212在垂直方向上按上下双层骑位错位模式分布；

单层排列模式只有一层金属管，与双层排列模式的下层金属管212的分布模式相同；

管端连通器23分为左管连通器231和右管连通器232；左管连通器231设置上层金属管211和下层金属管212的在左端，右管连通器232设置上层金属管211和下层金属管212的在右端；管端连通器23内设有连通同层的相邻两根金属管21端口的若干个凸通水槽233，与上层金属管211和下层金属管212匹配对应地凸通水槽233也分为上下两层，分别为上层凸通水槽234和下层凸通水槽235；参见图6，上层金属管211中的相邻两根金属管21通过上层凸通水槽234依次首尾相接形成上层预热连通管道；下层金属管212中的相邻金属管21通过下层凸通水槽235依次首尾相接形成下层高温连通管道；

参见图5，单层排列模式与管端连通器的连接方式与双层排列模式的下层金属管212与管端连通器的连接方式相同；

对于单层排列模式，后侧起第一根金属管端口处设有进水管口；右管连通器在后侧起第一根金属管端口处设有出水管口；

参见图2~图4，对于双层排列模式，左管连通器231在上层金属管211后侧起第一根金属管21端口处设有与该第一根金属管21端口连接的上层进水管口；右管连通器232在下层金属管212后侧起第一根金属管21端口处设有与该第一根金属管21端口连接的下层出水管口；左管连通器231设有连通上层金属管211前侧起第一根金属管21端口和下层金属管212前侧起第一根金属管21端口上下管连通水槽，上层预热连通管道和下层高温连通管道通过上下管连通水槽形成双层连通管道。上层金属管211和下层金属管212的上下双层骑位错位模式分布有利于增加火焰和热量的对流行程，增加吸热效率。参见图2~图4，金属管21可以优选为圆管、椭圆管、方管。

优选地，参见图2~图5，管端连通器23包括凸通水槽内封口板24和凸通水槽外封口板25；凸通水槽内封口板24上设有若干供上层金属管211和下层金属管212密封通过的凸通水槽孔26；凸通水槽外封口板25上设有向外侧横向凸起的外封口凸槽27，外封口凸槽27将相邻的凸通水槽孔26连通；凸通水槽内封口板24和凸通水槽外封口板25之间密封地连成一体，需要连通的相邻两根金属管21的端口通过密封地插入凸通水槽孔26中并在外封口凸槽27内连通。

优选地，参见图1~图4，上层金属管211为并行设置的6根金属管21构成，下层金属管212为并行设置的7根金属管21构成；左管连通器231中，上层凸通水槽234为2个，下层凸通水槽235为3个；右管连通器232中，上层凸通水槽234为3个，下层凸通水槽235为3个。

优选地，参见图1~图5，吸热片22按间隔重叠式的方式套设在上层金属管211和下层金属管212上，且与金属管21焊接成一体。

具体实施时，优选地，双管换热器采用全钢材料或钢材和铜两种材料组合构成，金属管21采用13条不锈钢或铜作为材料制成的圆形管、椭圆形管、长方形管，为上下两层排列组合为双层骑位错位模式分布。吸热片22可选择长度为223mm、宽度为79mm、厚度为0.3mm的钢板，根据13条金属管21的管径和管位冲孔拉伸（管位冲孔是供金属管21穿过），使吸热片22紧密包住金属管21后经过铜料钎焊接，吸热片22按冲孔拉伸3.0mm定型间隔重叠安装，吸热片22数量根据换热器应用要求确定数量，双管换热器两头收口采用凸通水槽内封口板24和凸通水槽外封口板25，凸通水槽内封口板24和凸通水槽外封口板25由不钢板经过冲压拉伸加工制作而成，形成公母合并为一体的管端连通器23，外封口凸槽27经过铜料钎焊接防漏处理后形成里侧向凹陷的外封口凸槽27。燃气燃烧的火焰热量的经过吸热片22传递导热到金属管21内，在上层预热连通管道进行余热预热，在下层高温连通管道进行高温加热快速产生蒸汽或热水，水流达到从进水方向到出水方向的较长的流程，实现较长时间充分吸热效果，实现小型化的同时，还达到了快速出蒸汽的技术效果。

本实用新型优选实施的双管换热器应用实施方式如下：

参见图7~图9，本实用新型优选实施的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，包括机箱1以及均设置在机箱1内的内胆2、燃气火排燃烧器3；燃气火排燃烧器3设置在机箱1底部，内胆2设置在燃气火排燃烧器3上方；内胆2包括换热器和排气罩7，换热器设置在燃气火排燃烧器3上方，排气罩7设置在换热器上方，其特征是：换热器为前述的双管换热器。

优选地，换热器为两个，分别为上层换热器4和下层换热器5，上层换热器4设置在下层换热器5的上方，上层换热器4的出水口与下层换热器5的进水口通过上下层换热器连接管6连通。

优选地，排气罩7上方设有耐高温引风机8，耐高温引风机8的引风机排气口15从机箱1顶部伸出。

优选地，参见图9，机箱1左侧设有水汽分离器9，水汽分离器9与下层换热器5的出水口连通，水汽分离器9顶部设有蒸汽出口和蒸汽压力保险阀16，水汽分离器9底部设有热水排水口10。下层换热器5的出水口在热水模式时出的是热水，在蒸汽模式时出的是蒸汽。

优选地，参见图9，机箱1设有外接水源的进水铜管18，进水铜管18下端从机箱1底部伸出，进水铜管18上端与上层换热器4的上层进水管口连接，进水铜管18上依次串联有进水电磁阀19、进水流量调节阀20和进水感应阀2a；机箱1底中设有控制燃气火排燃烧器3火力的燃气流量比例阀2b。

优选地，参见图7~图8机箱1左右两侧壁均设有若干排气孔12；燃气火排燃烧器3侧旁设有火焰检测点火针17；机箱1前侧上部设有显示温度的温度显示屏13，机箱1前侧下部设有观察燃气火排燃烧器3燃烧状况的火焰观察口14。

由于双管换热器有效地缩小了换热器体积，在单位体积之内可以安装两个双管换热器，即通过上层换热器4和下层换热器5进一步增加金属管21道内水流加热的行程，对余热更加充分吸收利用，达到高效的节能换热效果；与此同时也大幅加快了出蒸汽时间；结合控制器调节，可以实现出蒸汽和热水的切换。其主要特点是，产品体积小、轻便捷，最快5秒出蒸汽或热水，热值利用高，结合智能化的控制器，实现“有炉无锅”的蒸汽炉功能，避免了传统水箱或锅炉的爆炸危险。安全性高，节能效果高，可广泛应用于商业、工业的轻便节能的技术方案。

上述说明内容中，对属于现有技术中常规使用的内容，如结构和工艺，为了节省篇幅，不再赘述。本实用新型未揭示的加工工艺和零件，按现有技术的常规技术处理即可。

根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双管换热器，包括若干根等长的金属管、若干片吸热片和管端连通器，吸热片套设在排列好的金属管上；其特征是：

所述若干根金属管分为单层排列模式或双层排列模式；其中，双层排列模式按上下两层分布，分别为上层金属管和下层金属管，上层金属管的数量为偶数，下层金属管的数量为奇数且比上层金属管的数量多一根；上层金属管和下层金属管均在同一平面内均匀间隔分布，且上层金属管和下层金属管在垂直方向上按上下双层骑位错位模式分布；

单层排列模式只有一层金属管，与双层排列模式的下层金属管的分布模式相同；

管端连通器分为左管连通器和右管连通器；左管连通器设置上层金属管和下层金属管的在左端，右管连通器设置上层金属管和下层金属管的在右端；管端连通器内设有连通同层的相邻两根金属管端口的若干个凸通水槽，与上层金属管和下层金属管匹配对应地凸通水槽也分为上下两层，分别为上层凸通水槽和下层凸通水槽；上层金属管中的相邻两根金属管通过上层凸通水槽依次首尾相接形成上层预热连通管道；下层金属管中的相邻金属管通过下层凸通水槽依次首尾相接形成下层高温连通管道；

单层排列模式与管端连通器的连接方式与双层排列模式的下层金属管与管端连通器的连接方式相同；

对于单层排列模式，后侧起第一根金属管端口处设有进水管口；右管连通器在后侧起第一根金属管端口处设有出水管口；

对于双层排列模式，左管连通器在上层金属管后侧起第一根金属管端口处设有与该第一根金属管端口连接的上层进水管口；右管连通器在下层金属管后侧起第一根金属管端口处设有与该第一根金属管端口连接的下层出水管口；左管连通器设有连通上层金属管前侧起第一根金属管端口和下层金属管前侧起第一根金属管端口上下管连通水槽，上层预热连通管道和下层高温连通管道通过上下管连通水槽形成双层连通管道。

2.如权利要求1所述的双管换热器，其特征是：所述管端连通器包括凸通水槽内封口板和凸通水槽外封口板；凸通水槽内封口板上设有若干供上层金属管和下层金属管密封通过的凸通水槽孔；凸通水槽外封口板上设有向外侧横向凸起的外封口凸槽，外封口凸槽将相邻的凸通水槽孔连通；凸通水槽内封口板和凸通水槽外封口板之间密封地连成一体，需要连通的相邻两根金属管的端口通过密封地插入凸通水槽孔中并在外封口凸槽内连通。

3.如权利要求2所述的双管换热器，其特征是：所述上层金属管为并行设置的6根金属管构成，下层金属管为并行设置的7根金属管构成；左管连通器中，上层凸通水槽为2个，下层凸通水槽为3个；右管连通器中，上层凸通水槽为3个，下层凸通水槽为3个。

4.如权利要求3所述的双管换热器，其特征是：所述吸热片按间隔重叠式的方式套设在上层金属管和下层金属管上，且与金属管焊接成一体。

5.一种燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，包括机箱以及均设置在机箱内的内胆、燃气火排燃烧器；燃气火排燃烧器设置在机箱底部，内胆设置在燃气火排燃烧器上方；内胆包括换热器和排气罩，换热器设置在燃气火排燃烧器上方，排气罩设置在换热器上方，其特征是：所述换热器为权利要求1~3任一项所述的双管换热器。

6.如权利要求5所述的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，其特征是：所述换热器为两个，分别为上层换热器和下层换热器，上层换热器设置在下层换热器的上方，上层换热器的出水口与下层换热器的进水口通过上下层换热器连接管连通。

7.如权利要求6所述的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，其特征是：所述排气罩上方设有耐高温引风机，耐高温引风机的引风机排气口从机箱顶部伸出。

8.如权利要求6所述的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，其特征是：所述机箱左侧设有水汽分离器，水汽分离器与下层换热器的出水口连通，水汽分离器顶部设有蒸汽出口和蒸汽压力保险阀，水汽分离器底部设有热水排水口。

9.如权利要求6所述的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，其特征是：所述机箱设有外接水源的进水铜管，进水铜管下端从机箱底部伸出，进水铜管上端与上层换热器的上层进水管口连接，进水铜管上依次串联有进水电磁阀、进水流量调节阀和进水感应阀；机箱底中设有控制燃气火排燃烧器火力的燃气流量比例阀。

10.如权利要求6所述的燃气直流式小型商业蒸汽和热水一体机，其特征是：所述机箱左右两侧壁均设有若干排气孔；燃气火排燃烧器侧旁设有火焰检测点火针；所述机箱前侧上部设有显示温度的温度显示屏，机箱前侧下部设有观察燃气火排燃烧器燃烧状况的火焰观察口。