專利名稱：冷凝式燃?xì)忮仩t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燃?xì)忮仩t，尤其是一種冷凝式燃?xì)忮仩t，屬于熱交換設(shè)施技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請人了解，現(xiàn)有燃?xì)鉄崴饔美淠綋Q熱器的典型結(jié)構(gòu)如申請?zhí)枮?200820052420. 4、申請日為2008-03-04的中國實用新型專利所公開，它包括換熱室、換熱 管、進(jìn)煙口、排煙口、冷水入口、熱水出口，設(shè)在換熱室中的冷凝水出口，所述換熱室是由換 熱器外殼及換熱器內(nèi)筒構(gòu)成一個橫切面為環(huán)形的通道，換熱器內(nèi)筒及換熱器外殼分別與進(jìn) 煙口、排煙口連接，換熱管以螺旋管形式布置在換熱室內(nèi)，煙氣沿?fù)Q熱室軸線方向運(yùn)動，與 換熱室內(nèi)的換熱管接觸。工作時，煙氣沿著環(huán)形通道運(yùn)動，與布置在其中的螺旋式換熱管均 勻接觸。此類產(chǎn)品普遍存在以下缺點1)只有一級熱交換，換熱不充分；2)有冷凝水生成時 候容易使得燃燒器熄滅；冷凝水無法排出，容易在銅管表面形成水膜，阻礙換熱；3)需要大 量的銅管和較大的占地面積。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目首要的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種換熱充分， 且結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的冷凝式燃?xì)忮仩t。本實用新型進(jìn)一步的目的在于提出一種可以及時排出冷凝水，從而保證高效換 熱的冷凝式燃?xì)忮仩t。為了達(dá)到以上首要目的，本實用新型的冷凝式燃?xì)忮仩t主要由燃燒器和具有煙 氣、水流通道的換熱裝置組成，其特征在于所述換熱裝置包括相互串聯(lián)的在上環(huán)形臥式換 熱器和在下V型換熱器；所述環(huán)形臥式換熱器的圓周分布有構(gòu)成迂回流道的第一組水管， 中部為筒狀燃燒室；所述筒狀燃燒室的一端安裝燃燒器，煙氣穿過臥式換熱器并通過朝下 的V型換熱器的V形煙氣流道；所述V形煙氣流道中裝有間隔分布構(gòu)成迂回流道的第二組 水管；水流先經(jīng)第二組水管、再經(jīng)第一組水管，與源于燃燒室、并經(jīng)V形煙氣流道的煙氣形 成逆向換熱。由于本實用新型源自燃燒器的煙氣先后經(jīng)過兩級換熱，因此換熱更為充分。而且， 由于采取了第一級換熱器為環(huán)形、第二級換熱器為上大下小的V形結(jié)構(gòu)，因此第一級與筒 狀燃燒室的換熱更為充分，第二級可以保持降溫后煙氣的流速以保證換熱效率；結(jié)果進(jìn)一 步實現(xiàn)了充分換熱。此外，由于二級換熱器上下布置，因此結(jié)構(gòu)合理，占地面積很小。實驗表明，大部分的煙氣冷凝過程是發(fā)生在第二級換熱器的上半部，尤其在長時 間運(yùn)行及進(jìn)水溫度較低的情況下，冷凝水量常常很多，若冷凝水滴落在下面的水管上，便會 形成水膜，不但嚴(yán)重阻礙了煙氣和水的熱交換效果，而且會加速水管的腐蝕。因此，為了達(dá) 到進(jìn)一步的目的，所述V形煙氣流道中部設(shè)有向兩側(cè)傾斜的冷凝水分流板。這樣，煙氣產(chǎn)生 的冷凝水可以順利地沿著分流板流向兩側(cè)，以便排出，從而防止了水管上水膜的形成，在減弱冷凝水對水管腐蝕的同時，使得煙氣可以與水管充分接觸，增大了第二級換熱器的換熱系數(shù)，更有效地吸收煙氣中的熱量，進(jìn)一步提高了換熱效率。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為
圖1的側(cè)視圖。圖3為
圖1實施例的立體剖視結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖4為
圖1實施例的立體剖視結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖5為本實用新型實施例二的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5實施例的二維結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一本優(yōu)選實施例的冷凝式燃?xì)忮仩t如
圖1至圖4所示，主要由燃燒器(圖中未示) 和具有煙氣、水流通道的換熱裝置組成。換熱裝置包括位于殼體3中相互串聯(lián)的在上環(huán)形 臥式換熱器1和在下V型換熱器2。環(huán)形臥式換熱器1的圓周分布有構(gòu)成迂回流道的第一 組水管，中部為筒狀燃燒室1-1。筒狀燃燒室1-1的前端安裝燃燒器，并通過隔開兩換熱器 的網(wǎng)板4兩端朝下的排孔4-1與V型換熱器2的V形煙氣流道2-1連通。V形煙氣流道2-1中裝有間隔分布構(gòu)成迂回流道的第二組水管，第二組水管分成 等間距上、下排布、且被水平隔板2-2隔開的第一、第二、第三、第四、第五共五排管P1、P2、P 3、P4、P5。其中，第四、第五排管的后端在后V形水封頭2-3處與進(jìn)水口 8連通，其前端在前 V形水封頭2-3’處與第三排管P3的前端連通。第三排管P3的后端在后V形水封頭2-3處 與第二排管P2的后端連通。第二排管P2的前端在前V形水封頭2-3’處與第一排管Pl的 前端連通。第一排管Pl的后端在后V形水封頭2-3處與C形連通管5的下端連通。第一組水管被沿圓周均布的三處徑向隔板1-2分成第一、第二、第三三個區(qū)段管 PA、PB和PC。第一區(qū)段管PA的后端在后環(huán)形水封頭1-3處與C形連通管5的上端連通。第 一區(qū)段管PA和第二區(qū)段管PB的前端在前環(huán)形水封頭1-3’處連通，第二區(qū)段管PB和第三 區(qū)段管PC的后端在后環(huán)形水封頭1-3處連通。第三區(qū)段管PC的前端在前環(huán)形水封頭1-3’ 處與出水口 6連通。以上的第二組水管與第一組水管均采用銅翅片管。工作時，水流由進(jìn)水口先經(jīng)第二組水管迂回、再經(jīng)第一組水管迂回，最終由出水口 輸出，而燃燒器產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥扇紵掖┻^第一組水管的銅翅片，再通過網(wǎng)板上的排孔， 經(jīng)V形煙氣流道穿過第二組水管的銅翅片，最終由一側(cè)的排煙口 7排出。由于水流與煙氣 的方向相逆，因此形成了高效的逆流換熱。換言之，在第一級換熱器中，在銅管間M型煙氣擋板的作用下，煙氣流動阻力增 力口，和銅管接觸充分，煙氣從翅片間縫隙擠出的過程中，同時具有輻射和對流兩種換熱方 式，熱量可以充分傳遞給銅管內(nèi)流動的水，煙氣溫度降低，后又通過兩個換熱器之間的網(wǎng)板 結(jié)構(gòu)進(jìn)入第二級V型換熱器中，由于進(jìn)入二級換熱器銅管中水的溫度相對比較低，煙氣中剩余的大部分熱量也被水充分吸收，最后熱水從上面一級換熱器的頂部流出，而低溫低排 放的煙氣從下面一級換熱器排出，整個過程是一個逆流換熱過程，此種逆流冷凝的換熱方 式使的本實施例具有在高負(fù)荷條件下使用材料少、占用空間小且熱效率高等優(yōu)點。此外，本實施例V型漸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計的二級換熱器設(shè)計考慮到在第一級換熱器銅管 間煙氣擋板的影響下，進(jìn)入二級換熱器的煙氣流速變慢，換熱效率下降，V型漸縮結(jié)構(gòu)可以 使煙氣在其中流動時因流通面積的減小而流速變大，從而加大了對流換熱系數(shù)，使得二級 換熱器中煙氣的熱量更好的傳遞給銅管中流動的水。同時，煙氣流速的增加更加容易吹落 銅管翅片上的集聚的冷凝水，防止冷凝水在銅管上形成水膜而減弱煙氣對流傳熱效果，提 高了換熱效率，保護(hù)了銅管不被腐蝕。該結(jié)構(gòu)對于換熱效率的提升意義重大。為了及時排出冷凝水，本實施例在V形煙氣流道中的第三排管P3和第四排管P4 之間設(shè)置向兩側(cè)傾斜的冷凝水分流板9(
圖1)。該冷凝水分流板由鋼板制成，焊接在兩排銅 管之間，和換熱器成為一個整體。通過實驗和CFD模擬證實，大部分的煙氣冷凝過程是發(fā)生 在第二級換熱器的上半部，尤其在機(jī)器長時間運(yùn)行及進(jìn)水溫度較低的情況下，冷凝水的量 是非常多的，若這些冷凝水滴落在下面的銅管上，便會形成水膜，不但嚴(yán)重阻礙了煙氣和水 的熱交換效果，而且會加速末級銅管的腐蝕。增加了該冷凝水分流板后，煙氣中產(chǎn)生的冷凝 水可以順利地沿著分流板流向兩側(cè)并通過兩側(cè)的開孔排出，防止了銅管上水膜的形成，在 減弱冷凝水對銅管腐蝕的同時，使得煙氣可以和銅管充分接觸，增大了第二級換熱器后幾 排銅管的換熱系數(shù)，更有效的吸收煙氣中的熱量，進(jìn)一步提高了換熱效率。在此特殊結(jié)構(gòu)的 作用下，本實施例不但保證了機(jī)器可以在大水流量下正常工作，而且保證整機(jī)的換熱效率 保持在冷凝水平?？傊?，本實施例具有兩級銅翅片換熱器及預(yù)混燃燒系統(tǒng)應(yīng)用于熱水器后，兩級水 平放置的換熱器第一級采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，第二級采用V型漸縮結(jié)構(gòu)。對比傳統(tǒng)熱水器的主要 特點為1)冷凝式換熱、2)設(shè)有增強(qiáng)換熱的V型換熱器、3)具有可以有效排除冷凝水和防 止腐蝕的冷凝水分流板、4)形成二級逆流換熱；等等，因此不但能夠在更少的材料下達(dá)到 相同的負(fù)荷，節(jié)省了大量的空間，而且具有更高的熱效率和更低的碳氧化物和氮氧化物的 排放。實施例二本實施例的冷凝式燃?xì)忮仩t如圖5、圖6所示，與實施例一的不同之處在于臥式 換熱器位于V型換熱器一側(cè)，相互之間之間通過串聯(lián)的煙道連通；其工作原理和主要優(yōu)點 與實施例一相同，不另贅述。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變 換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種冷凝式燃?xì)忮仩t，主要由燃燒器和具有煙氣、水流通道的換熱裝置組成，其特征在于所述換熱裝置包括相互串聯(lián)的臥式換熱器和V型換熱器；所述臥式換熱器的圓周分布有構(gòu)成迂回流道的第一組水管，中部為筒狀燃燒室；所述筒狀燃燒室的一端安裝燃燒器，煙氣穿過臥式換熱器并通過朝下的通孔進(jìn)入V型換熱器的V形煙氣流道；所述V形煙氣流道中裝有間隔分布構(gòu)成迂回流道的第二組水管；水流先經(jīng)第二組水管、再經(jīng)第一組水管，與源于燃燒室、并經(jīng)V形煙氣流道的煙氣形成逆向換熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述V形煙氣流道中部設(shè)有 向兩側(cè)傾斜的冷凝水分流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述第一組水管被沿圓 周均布的三處徑向隔板分成第一、第二、第三三個區(qū)段管；所述第一區(qū)段管的后端在后環(huán)形 水封頭處與C形連通管的上端連通，所述第一區(qū)段管和第二區(qū)段管的前端在前環(huán)形水封頭 處連通，所述第二區(qū)段管和第三區(qū)段管的后端在后環(huán)形水封頭處連通，所述第三區(qū)段管的 前端在前環(huán)形水封頭處與出水口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述第二組水管分成等間距 上下排布、且被水平隔板隔開的第一、第二、第三、第四、第五共五排管；所述第四、第五排管 的后端在后V形水封頭處與進(jìn)水口連通，前端在前V形水封頭處與第三排管的前端連通；所 述第三排管的后端在后V形水封頭處與第二排管的后端連通，所述第二排管的前端在前V 形水封頭處與第一排管的前端連通，所述第一排管的后端在后V形水封頭處與所述C形連 通管的下端連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述臥式換熱器為位于所述V 型換熱器之上的環(huán)形臥式換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述臥式換熱器位于V型換 熱器一側(cè)，相互之間之間通過串聯(lián)的煙道連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述第三排管和第四排管之 間設(shè)置向兩側(cè)傾斜的冷凝水分流板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷凝式燃?xì)忮仩t，其特征在于所述筒狀燃燒室通過隔開兩 換熱器的網(wǎng)板兩端朝下的排孔與所述V型換熱器的V形煙氣流道連通。
專利摘要本實用新型涉及一種冷凝式燃?xì)忮仩t，屬于熱交換設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。該產(chǎn)品主要由燃燒器和具有煙氣、水流通道的換熱裝置組成，換熱裝置包括相互串聯(lián)的臥式換熱器和V型換熱器；臥式換熱器的圓周分布有構(gòu)成迂回流道的第一組水管，中部為筒狀燃燒室；筒狀燃燒室的一端安裝燃燒器，煙氣穿過臥式換熱器并通過朝下的通孔進(jìn)入V型換熱器的V形煙氣流道；V形煙氣流道中裝有間隔分布構(gòu)成迂回流道的第二組水管；水流先經(jīng)第二組水管、再經(jīng)第一組水管，與源于燃燒室、并經(jīng)V形煙氣流道的煙氣形成逆向換熱。本實用新型換熱充分，可以保持降溫后煙氣的流速以保證換熱效率，并且結(jié)構(gòu)合理，占地面積很小。
文檔編號F24H8/00GK201615608SQ20102011924
公開日2010年10月27日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者曹磊, 曾梓奡, 湯成杰, 潘曉春, 馬鴻飛 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司