專利名稱：煙筒水套換熱器的制作方法
技術領域：
本設計是一種煙筒型水套換熱器的技術改進。
目前廣泛流行的煙筒水套換熱器、即由二只軸心線重合的薄壁金屬圓管構(gòu)成的夾層水套，是設置在諸如家用水暖爐等多種類型水的加熱器上的換熱主體。由于高溫煙氣與煙筒壁面的換熱面積小、煙氣穿煙筒的軸心部而過，對煙筒壁的加熱作用不夠強化，因而傳熱速度慢、熱效率低、換熱效果有待改善。
由傳熱學基本理論可知，金屬壁面二側(cè)的差溫流體的傳熱，應著重強化放熱系數(shù)較小的一側(cè)(可見陶文銓主編的《傳熱學基礎》第六章所述)。本設計以擠壓成型的內(nèi)肋鋁型管作為煙筒即水套的內(nèi)層壁，擴大了與煙氣換熱的面積，并在內(nèi)肋煙筒的軸心部放置一只下端封閉的薄壁圓管作為中芯管，使煙氣只能沿煙筒壁面和肋片間流動，從而強化了對煙筒壁面的對流加熱和輻射加熱的作用。
本設計的換熱器及其與燃氣爐頭8、燃燒室7等相結(jié)合而組成的燃氣式熱水器具有以下特點(1)、圓筒形燃燒室7是薄壁鑄鐵件，其外壁上制有二只對稱的腳板E，E上各制有圓孔H1，用以將7栓結(jié)固定在外接壁板上；7的圓筒壁的下部制有幾個均布的通孔H2，作為燃氣的點火孔和二次進風孔；7的上端口處的內(nèi)圓柱形壁面M與內(nèi)肋煙筒1的下端口處的外圓柱形壁面N相緊配；7的內(nèi)圓柱形壁面的上部制有幾只均布筋條K，K的徑向末端與中芯管6的下端球形封頭的外壁相吻合、從而承托6；7的下端面上制有均布的螺紋孔H4，以栓結(jié)燃氣爐頭8。
(2)、水套換熱器的內(nèi)層壁即煙筒1系擠壓成型的內(nèi)肋鋁型管，即在1的內(nèi)圓柱形壁面上制有若干均勻分布的、與管壁為一體的縱向肋片J，J片的數(shù)量和徑向高度的設計應兼顧擠壓工藝和肋片能徑受在換熱條件下煙氣的高溫；煙筒水套的外層壁即薄壁鋁圓管2稍短于1，且與1的軸心線重合，其內(nèi)徑稍大于1的外徑、兩端口稍加縮徑、焊接于1的兩端口處的外壁上，形成封閉形的間隙即水腔G；在2的下部、上部各制有一圓孔，分別焊接進水管接頭3和出水管接頭4；2的外壁上制有對稱的輔助固定耳5。
(3)、在內(nèi)肋煙筒1的軸心部放置一只其外徑f稍小于J片的徑向間距d、縱向高度約同于1、下端封閉、輕體、耐高溫(900℃以下)的薄壁圓管作為中芯管6；6的經(jīng)濟的制作材料可以是薄壁鐵管，使其具有光滑的能夠反射熱量的外圓柱形狀壁面、該壁面與1的內(nèi)壁面及若干肋片J構(gòu)成煙氣縱向流動的空間Y，Y空間截面積的總和應滿足煙氣流量的要求；6的上端是環(huán)形圓盤P，其中心小孔H3作為熱膨脹氣體的溢出孔；6的下端是球形封頭Q，其外壁與7的K筋片的徑向末端相吻合；從而使6座落在7上。
由本設計的換熱器所組成的上述燃氣式熱水器的工作原理是可燃氣體和空氣進入爐頭8，徑混合后溢入燃燒室7內(nèi)、被由H2孔進入的火種點燃，二次進風亦由H2孔涌入，以促進充分燃燒；由于6的下端是封閉的，高溫煙氣只能沿內(nèi)肋煙筒1的內(nèi)壁面和肋片J間縱向流動，從而對煙筒壁產(chǎn)生較強烈的對流加熱和輻射加熱的作用，而廢氣經(jīng)1上端的普通圓煙筒9進入煙道；與此同時，冷水或循回水經(jīng)管接頭3進入水腔G，被加熱后由出水管接頭4入熱水管流向所需之處。由于本設計的換熱器具有內(nèi)肋和中芯二項特征，使高溫煙氣與煙筒壁面有較大的換熱面積、并對煙筒壁產(chǎn)生較強烈的對流和輻射加熱作用，從而強化了金屬壁面二側(cè)煙氣與水換熱系統(tǒng)中放熱系數(shù)較小的一側(cè)，因而能夠明顯地提高熱效率、改善換熱效果；本設計還發(fā)揮了鋁型材擠壓工藝成熟、成型規(guī)則、壁薄均勻、導熱率高、比重小、耐腐蝕、焊接性能較好、機械性能剛韌相兼等綜合性優(yōu)點，為正確使用鋁型材開辟了新的途徑。
由于本設計的換熱器結(jié)構(gòu)輕巧、制作工藝簡便，成本較低，可廣泛應用于諸如家用水暖爐、熱水沐浴器等多種類型的燃氣、燃型煤的熱水器；若將數(shù)只由本設計的換熱器所組成的熱水器并聯(lián)使用，可組成能夠大量供應熱水的簡易“鍋爐”。
附


圖1是本設計的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖和由它等所組成的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是
圖1的A－A剖面圖，圖3、圖4是內(nèi)肋煙筒1的結(jié)構(gòu)圖，圖5、圖6是中芯管6的結(jié)構(gòu)圖，圖7、圖8是燃燒室7的結(jié)構(gòu)圖。圖中1、內(nèi)肋鋁型管煙筒即水套內(nèi)層壁2、水套外層壁圓管3、進水管接頭4、出水管接頭5、輔助固定耳6、中芯圓管7、燃燒室8、燃氣爐頭9、普通煙筒E、7的固定腳板K、7內(nèi)壁上的承托筋片P6上端口處的環(huán)形盤Q6下端的球形封頭H1E上的螺栓孔H27圓柱壁下部的通孔H36上端環(huán)形盤的中心孔H47的下端面上的螺紋孔
G水腔J1內(nèi)壁上的肋片Y煙氣縱向流動的空間M7上端口處內(nèi)圓柱形壁面N1下端口處外圓柱形壁面dJ片的徑向間距f6的外徑
權利要求一種煙筒型水套換熱器，由水套的外層壁即薄壁鋁圓管2，進水管接頭3，出水管接頭4，固定耳5等組成，其特征在于以擠壓成型的內(nèi)肋鋁型管作為煙筒即水套的內(nèi)層壁1，即在1的內(nèi)圓柱形壁面上制有均勻分布的，與管壁為一體的縱向肋片J；在內(nèi)肋煙筒1的軸心部放置一只其外徑f稍小于J片的徑向間距d、縱向高度約同于1、下端封閉、上端有一小孔、輕體、耐高溫的薄壁圓管作為中芯管6，使6具有光滑的外圓柱形壁面、該壁面與1的內(nèi)壁面及若干肋片J構(gòu)成煙氣縱向流動的空間Y，1與6二者的下端可落座于同一燃燒器上，使煙氣只能沿Y空間上升流動；水套外層壁2稍短于1，其內(nèi)徑稍大于1的外徑，其軸心線與1的軸心線重合，其二端口稍加縮徑、焊接于1二端口處的外壁上、構(gòu)成封閉形間隙即水腔G，2的下部與上部各制有一圓孔，分別焊接進水管接頭3和出水管接頭4。
專利摘要一種煙筒型水套換熱器，其特征在于以內(nèi)肋鋁型管作為煙筒即水套的內(nèi)層壁，擴大了與煙氣換熱的面積，并在內(nèi)肋煙筒的軸心部放置一只與煙筒約等高、下端封閉、輕體、耐高溫的中芯管，使煙氣只能沿煙筒壁面和肋片間流動而增強了對煙筒壁的加熱作用，從而強化了金屬壁面二側(cè)流體換熱系統(tǒng)中放熱系數(shù)較小的一側(cè)；該換熱器還具備鋁型材特有的成型規(guī)則、導熱率高、比重小、耐腐蝕等優(yōu)點，可廣泛適用于各種有效利用焰煙的熱水器。
文檔編號F28D7/10GK2066965SQ90213880
公開日1990年12月5日 申請日期1990年5月29日 優(yōu)先權日1990年5月29日
發(fā)明者高常寶 申請人:高常寶