WO2011063634A1 - 一种高效冷凝式热交换器 - Google Patents

Description

一种高效冷凝式热交换器

技术领域

本发明属于一种高效冷凝式热交换器

背景技术

有多条目前， 现有的冷凝式热交换器的制造工艺复杂， 制造成本高昂， 清理、 维护困难， 并且换热效率较低。

发明内容

说

本发明的目的是提供一种高效冷凝式热交换器， 用水交换燃烧过程产生的热能， 降低燃 烧过程， 产生烟气的温度， 把烟气中的水蒸气冷凝， 由气态变成液态。 生成冷凝水， 从而吸 收冷凝过程放出的潜热， 提高换热器的换热效率书。

本发明由管筒状的外壳、 上层水箱、 上部螺旋套管、 中层水箱、 下部螺旋套管、 下层水 箱、 U型冷凝水收集排烟器组成， 上层水箱的顶部有螺丝固定燃气弯管， 倒立式燃烧器、 火 焰观察器、 点火检测针、 出水口； 上层水箱与中层水箱由上部多层螺旋套管连接， 形成多层 的通道， 每层螺旋管外径的上部、 下部， 都固定有不同直径的环形挡热圈、 环形挡热圈； 每 层螺旋管的周边， 都有多条长条形的螺距固定片， 将螺旋管均匀地固定； 每层螺旋管螺距间 隙由换热量的分布确定， 每层螺旋管的管径由热量的大小确定； 中层水箱的底部与下层水箱 是由下部多层螺旋套管连接， 形成多层的通道； 每层螺旋管的外径的上部和下部， 都固定有 不同直径的环形挡热圈、 环形挡热圈； 每层螺旋管的外径周边上都均匀固定长条形的螺距固 定片， 将螺旋管的螺距， 均匀地固定。 每层螺旋管螺距的间隙由换热的分布确定； 下层水箱 底部有连接螺钉， 固定 u型冷凝水接收排烟器， 下层水箱的底部有一进水口。

所述的上层水箱的特征： 是一圆环形的水箱， 外径周边上有一凹槽， 凹槽安装有 0型密 封圈， 顶部平面固定几个分布均匀的螺母， 与固定片通过螺钉固定上层水箱； 倒立式燃烧器 安装在上层水箱， 上部螺旋套管的内环里； 安装在上层水箱上的火焰观察器， 点火检测针的 通孔， 都有隔片， 周边与上层水箱相通； 上层水箱内固定有羽状的扰流片。

所述的中层水箱是一圆盘形的水箱， 外径比上层水箱， 下层水箱小， 顶部是一半球状， 并有波纹线； 水箱的底部是凹型的结构， 水箱的内部固定羽状的扰流片。

所述的下层水箱， 它是一个环形的水箱， 外径比上层水箱小， 外径的周围上有凹槽， 凹 槽内装有 0型密封圈， 与外壳起着密封的作用； 水箱的底部有连接螺钉， 固定冷凝水接收排 烟器； 有进水口， 底部平面固定几个均匀分布的螺母， 与固定片， 螺钉， 固定下层水箱外壳， 下层水箱内固定有羽状扰流片。 所述的上部多层螺旋套管， 它是由不同管径的管， 绕成不同螺旋直径的螺旋管， 套合在 一起； 每根螺旋管都有上下管口与上层水箱的底部； 中层水箱的顶部接通， 形成通路， 采用 多少层螺旋套管， 即有多少条通道； 每层螺旋管的上部和下部， 都固定有不同直径的环形挡 热圈、 环形挡热圈； 每层螺旋管的螺距由螺距固定片固定， 螺旋管的层数由换热器的功率确 定。

所述的下部多层螺旋套管的结构与上部多层螺旋套管的结构相同； 它的螺旋管的管径与 螺旋直径不同。 它的大小是由换热量的大小确定。

所述的冷凝水接收排烟器是 U型的结构， U型的一端的内腔与下层水箱的内环相通， 与 下部多层层螺旋管的内孔相通； 冷凝水接收排烟器的底部有一排水口， U型管的另一端是排 烟管。

所述的螺距固定片、螺距固定片它是由一长条的薄片， 采用冲裁加工出多行垂直的斜片， 斜片的斜度与螺旋管的螺旋角相等， 斜片有一凸起的面与斜片的底面形成一厚度。 它的厚度 与螺旋管的间隙相等； 在装置上斜片都插入螺旋管间隙内， 使每一螺旋管在受热时， 螺旋管 的间隙固定不变。

所述的火焰观察器它是由方型管制造成， 方型管的两端互为直角， 直角相交处有 45° 的 斜面， 斜面上安装有反射镜和反射镜固定盖， 火焰观察器安装在上层水箱的顶部， 安装连接 处， 有一防漏气隔热的耐温透镜， 火焰观察器可以把换热器内部的垂直影像， 转换成水平观 察的影像。

所述的外壳是圆型筒， 圆筒的底部有一小段直径比上部直径小， 使换热器的内部结构容 易地由上至下装配。 圆筒壁上的上部和下部、 周边均匀分布有螺纹孔， 用来固定固定片、 固 定片， 使外壳、 内部的结构可以拆卸。

本发明使外壳、 内部的结构可以拆卸， 容易清理和维护， 提高换热器的换热效率， 适合 各种燃气加热热水的各类产品， 适合家用燃气热水采暖等设备。

附图说明

图 1是本发明结构示意图；

图 2是本发明左视图；

图 3是本发明俯视图；

图 4是本发明 A处放大图；

图 5是本发明 B处放大图；

图 6是本发明另件 7、 14结构示意图；

图 7是本发明另件 7、 14左视图； 说 明 书

图 8是本发明另件 7、 14俯视图；

图 9是本发明另件 2的结构图；

图 10是本发明另件 2的左视图。

具体实施方式

如图 1-10所示， 本装置分为水的换热回路和燃烧加热回路。

实施时水的换热回路： 在压力的作用下， 冷水由进水口 18进入下层水箱 16， 经过扰流 片 17扰动， 温度均匀的水， 由下层水箱 16的多个连接口， 分别进入下部多层螺旋套管 13， 水在每层螺旋管内按螺旋方向流动， 经连接口分别进入中层水箱 10经扰流片 11扰动， 均匀 温度的水由中层水箱 10的多个连接口， 分别进入上部螺旋套管 6。 水在每一条螺旋管内， 按 螺旋方向流动， 经连接口分别进入上层水箱 3， 经扰流片 4的扰动， 均匀温度的水经出水口 1 流出回路， 水是由下向上流动的。

燃烧加热回路： 装置中的上层水箱 3， 上部多层螺旋套管 6， 中层水箱 10， 倒立式燃烧 器 27， 点火检测针 26等组成一个燃烧室。 与空气预先混合好的燃气， 由燃气弯管 21进入倒 立式燃烧 27， 经燃烧器的火孔流出， 点火检测针 26点火燃烧， 产生高温热烟气和辐射热。 加热下层水箱 10、 上部螺旋套管 6和水上层水箱 3内流动的水进行热交换。 燃气燃烧时产生 具有一定压力的烟气向外流动。 由于环形挡热圈 5、 环形挡热圈 9阻隔作用。 烟气只能从上 部多层螺旋套管 6的缝隙由内层向外层流出。 高温的烟气充分与每层螺旋管接触。 烟气的温 度， 热量传递给容器内的水。 高温的烟气温度急剧下降。 在燃烧压力的作用。 烟气从外壳 8， 中层水箱 10的外壁之间向下流动， 由于下部环形挡热圈 12、 环形挡热圈 15阻隔作用， 烟气 只能从下部多层螺旋套管 13的缝隙， 由外层向内层流动。 烟气充分地与每一层螺旋管接触， 与中层水箱 10的底部， 下层水箱 16接触， 进入下部多层螺旋管 13的内部。 并把热量传递给 容器内的水。 烟气再进行一次降温， 达到了水蒸气的冷凝温度， 水蒸气冷凝生成冷凝水。 由 于燃烧过程的化学反应， 生成的烟气会有大量的水蒸气。 水蒸气冷凝时， 由气态变为液态释 放出潜热。 通过上述的热交换， 热量传递给容器内的冷水。 提高了换热器的换热效率。 冷凝 水在重力的作用下， 流入 U型冷凝水收集排器 19， 并从排水管口排出， 低温的烟气从排烟口 排出。 燃烧加热回路是由上向下流动的。

本发明的换热器实现换热流体上下对流， 换热器获得更高的换热效率。

Claims

权 利 要 求 书

1、 一种高效冷凝式热交换器， 由管筒状的外壳、 上层水箱、 上部螺旋套管、 中层水 箱、 下部螺旋套管、 下层水箱、 U型冷凝水收集排烟器组成， 其特征是上层水箱 （3 ) 的 顶部有螺丝 （33 ) 固定燃气弯管 （21 )， 倒立式燃烧器 （27)、 火焰观察器 （2)、 点火检测 针 （26)、 出水口 （1 ); 上层水箱 （3 ) 与中层水箱 （10) 由上部多层螺旋套管 （6) 连接, 形成多层的通道， 每层螺旋管外径的上部、 下部， 都固定有不同直径的环形挡热圈 （5)、 环形挡热圈 （9): 每层螺旋管的周边都有多条长条形的螺距固定片 （7)， 将螺旋管的螺距 均匀地固定； 每层螺旋管螺距间隙由换热量的分布确定， 每层螺旋管的管径由热量的大小 确定； 中层水箱 （10) 的底部与下层水箱 （16) 是由下部多层螺旋套管 （13 )连接， 形成 多层的通道； 每层螺旋管的外径的上部和下部， 都固定有不同直径的环形挡热圈 （ 12)、 环形挡热圈（15);每层螺旋管的外径周边上，都均匀固定有多条长条形的螺距固定片（14), 将螺旋管的螺距，均匀地固定，每层螺旋管螺距的间隙由换热的分布确定的；下层水箱（16) 的底部有一进水口 （18)。

2、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的上层水箱 （3 ) 的特征： 是一圆环形的水箱， 外径周边上有一凹槽， 凹槽安装有 0型密封圈 （25)， 顶部 平面固定几个分布均匀的螺母 （23 )， 与固定片 （24) 通过螺钉 （22) 固定上层水箱； 倒 立式的燃烧器 （27) 安装在上层水箱 （3 )， 上部螺旋套管 （6) 的内环里； 安装在上层水 箱（3 )上的火焰观察器（2)， 点火检测针（26) 的通孔， 都有隔片， 周边与上层水箱（3) 相通； 上层水箱 （3 ) 内固定有羽状的扰流片 （4)。

3、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的中层水箱 （10) 是水箱 （10)， 下层水箱 （16) 小， 顶部是一半球状， 并有波纹线； 水箱的底部是凹型的 结构， 水箱的内部固定羽状的扰流片 （11 )。

4、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的下层水箱 （16), 它是一个环形的水箱， 外径比上层水箱 （3 ) 小， 外径的周围上有凹槽， 凹槽内装有 0型 密封圈 （28 )， 与外壳 (8)起着密封的作用； 水箱的底部有连接螺钉 （32)， 固定冷凝水接 收排烟器（19);有进水口（18)。底部平面固定几个均匀分布的螺母（30)，与固定片（29), 螺钉 （31 )， 固定下层水箱 （16) 外壳 （8)， 下层水箱 （16) 内固定有羽状扰流片 （17)。

5、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的上部多层螺旋套 管 （6)， 它是由不同管径的管， 绕成不同螺旋直径的螺旋管， 套合在一起； 每根螺旋管都 有上下管口与上层水箱 （3 ) 的底部； 中层水箱的顶部接通， 形成通路， 采用多少层螺旋 套管， 即有多少条通道；每层螺旋管的上部和下部，都固定有不同直径的环形挡热圈（5)、 环形挡热圈 （9); 每层螺旋管的螺距由螺距固定片 （7) 固定， 螺旋管的层数由换热器的 功率确定。

6、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的下部多层螺旋套 管 （13 ) 的结构与上部多层螺旋套管 （6) 的结构相同； 它的螺旋管的管径与螺旋直径不 同。 它的大小是由换热量的大小确定。

7、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的冷凝水接收排烟 器 （19) 是 U型的结构， U型一端的内腔与下层水箱 （16) 的内环相通， 与下部多层层 螺旋管 （13 ) 的内孔相通； 冷凝水接收排烟器 （19) 的底部有一排水口， U型管的另一端 是排烟管。

8、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器，其特征是所述的螺距固定片（7)、 螺距固定片 （14)它是由一长条的薄片， 采用冲裁加工出多行垂直的斜片， 斜片的斜度与 螺旋管的螺旋角相等， 斜片有一凸起的面与斜片的底面形成一厚度。它的厚度与螺旋管的 间隙相等； 在装置上斜片都插入螺旋管间隙内， 使每一螺旋管在受热时， 螺旋管的间隙固 定不变。

9、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的火焰观察器 （2) 它是由方型管制造成， 方型管的两端互为直角， 直角相交处有 45° 的斜面， 斜面上安装 有反射镜 （34) 和反射镜固定盖 （35)， 火焰观察器 （2) 安装在上水箱 （6) 的顶部， 安 装连接处， 有一防漏气隔热的耐温透镜（36)， 火焰观察器可以把换热器内部的垂直影像, 转换成水平观察的影像。

10、 据权利要求 1所述的一种高效冷凝式热交换器， 其特征是所述的外壳 （8) 是圆 型筒， 圆筒的底部有一小段直径比上部直径小， 圆筒壁上的上部和下部、 周边均匀分布 有螺纹孔， 用来固定固定片 （24)、 固定片 （29)， 使外壳、 内部的结构可以拆卸。 一圆 盘形的水箱， 外径比上层 9

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