專利名稱:水罐式快速熱水器換熱器的制作方法
技術領域:
本實用新型是一種快速熱水器換熱器。完善化快速燃氣熱水器換熱器技術在同濟大學等合編″燃氣燃燒與應用″一書中有全面介紹。近年還出現(xiàn)多項簡易快速熱水器換熱器專利技術,如北京航空航天大學產藍天牌燃氣灶用淋浴熱水器等。這些技術均采用直火管道式換熱器,冷水在通過細長的直接受火管道時,逐漸被加熱到所需溫度;同時,在管道全長上其本身溫度也是遞增狀態(tài),在溫度較低的管道段,表面可能吸附煙氣中的水蒸汽產生冷凝水結露,管壁內外只有幾十度的換熱溫差,熱效率陡降。以煤制燃氣為能源又使用中國北方冬季的特低溫水源時,問題格外突出,因為煤制燃氣的煙氣中水蒸汽含量大、特低溫水源都使結露的管道段加長。另外,完善化燃氣熱水器的換熱器多是帶翼片細口徑蛇形管結構,存在結構復雜、易故障、難檢修等問題。
本實用新型的目的用水罐式換熱部件和相應管件的簡單結構實現(xiàn)高效快速換熱〔關鍵是克服結露現(xiàn)象適應煤制燃氣能源和特低溫水源的不利使用條件〕,并且簡化結構、降低造價、提高壽命、提高工作可靠性和檢修便利性。
本實用新型的結構和措施其結構分為水罐和專用管路組件兩部分。水罐為換熱部件,水罐基體是棱柱體或旋轉體形狀的金屬罐體。管路組件包括溝通水源和洗浴噴頭或取暖系統(tǒng)的換熱器進冷水和出熱水管,溝通水罐腔的水罐進冷水和出熱水管,控制進水罐腔換熱水比例的冷水分流口和冷熱水合流口。水罐與管路組件組裝結合後,水罐進冷水管口與出熱水管口處于水罐腔芯部范圍內。在附
圖1中,〔1〕-換熱器進冷水管、〔2〕〔3〕-冷水分流口、〔4〕-水罐進冷水管、〔5〕-水罐出熱水管、〔6〕-冷熱水合流口、〔7〕-換熱器出熱水管,屬于管路組件部分?!?〕-水罐腔、〔9〕-水罐基體、〔10〕-吸熱翼片,屬于水罐部分。其他,〔11〕-保熱罩;〔12〕-燃氣與煙氣。
本實用新型的熱源可以是各種燃氣或煤柴火、電熱等。其工作過程首先進行短時間的予熱,待水罐表面結露水蒸發(fā)干,開通水路進入“過水即熱”的運行狀態(tài)。在運行狀態(tài),從換熱器進水管〔1〕流入的冷水首先被分為兩部分,一部分經冷水分流口〔2〕和水罐進冷水管口〔4〕進入水罐腔〔8〕,在水罐腔芯部形成向下-向四周的冷水流,邊流邊與周圍的熱水混合并迅速升溫;同時水罐腔里貼近罐底和罐壁的水,不斷地吸收罐底和罐壁傳過來的熱量并形成貼壁而上的高溫熱水流,從溫度角度看水罐腔,呈芯部溫度低、外圍溫度高的溫度場;也是同時,經水罐出熱水管口〔5〕高溫熱水進入管路組件,在冷熱水合流口〔6〕與來自冷水分流口〔3〕的冷水匯合-混合,變成所需溫度的水從換熱器出熱水管〔7〕流出。僅僅使一定比例的冷水參與水罐腔內換熱,目的在于使水罐腔內貼近罐壁的水和罐壁保持足夠高的溫度,從而使水罐外表面保持不發(fā)生低溫結露理象,確保水罐壁內外處在幾百度溫差狀態(tài)下,實現(xiàn)高效快速換熱。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的優(yōu)點和積極效果1.現(xiàn)有直火管道式換熱器難以克服部分管道段表面低溫結露-熱效率陡降問題,因而難以適應煤制燃氣為能源和特低溫水源并存的苛刻使用條件。本實用新型在同樣條件下,仍可以保持水罐表面高溫不結露、保持高的熱效率。
2.現(xiàn)有直火管道式換熱器結構多為薄壁細長蛇形管,外表面往往還焊有密密的吸熱翼片,構造復雜,制造困難,成本高而且怕干燒、易堵塞、難檢修。本實用新型結構極為簡單,便于采用生產率高成本低的工藝和材料制造,便于采用可拆和可調式設計;水罐內空腔大不易堵塞并且罐體牢固內有存水,故耐干燒、工作穩(wěn)定可靠;與同檔產品相比,使用壽命更長。
水罐式快速熱水器換熱器,可以開發(fā)出高、中、低多種檔次熱水器產品,適應不同價格層次和使用條件,它們各自的最好實施方式如下所述。
關于管路組件部分簡單者,可以采用U形管結構,示意如附圖3,適當設計各開口,U形管也可以固定于側壁上;還可以采用直通管結構,示意如附圖4。而如附
圖1、2者,可使水罐腔內流場-溫度場形狀對稱;本身結構稍復雜但緊湊易于安裝到水罐上;其中央向下的大孔為水罐進冷水管口,該口周圍均布6~8個小孔為水罐出熱水管口。上述各種管路組件的分流管路部分如采用可調的設計,則同一個換熱器即可適應不同性質的燃氣能源。關于水罐部分用作完善化(或稱高檔)的燃氣熱水器的換熱部件時,可以采用四棱柱形水罐基體,上開大口,外表面帶傾斜的吸熱翼片,鑄鋁工藝與材料,用上蓋加密封墊的可拆方式密封上開大口,上蓋的中央安裝管路組件;用于中低檔簡易熱水器時,一種為小容積深水罐帶吸熱翼片的緊湊型燃氣灶熱水器,占用空間小,用后可置于灶臺上,罐體如附
圖1所示、管路組件如附圖4所示的一則實施例熱效率達80%。另一種為大容積淺水罐不帶吸熱翼片的爐灶熱水器,如附圖2所示,上表面不受火部位附著的是保溫層,此種產品甚至可適應用煤柴火爐灶為熱源,此產品占用空間大,用后須收好另行放置,一則無保溫層的實施例熱效率達70%。用作多功能產品時,一例是將目前城鄉(xiāng)居民普遍使用的壓力鍋,拓展功能為壓力鍋-爐灶熱水器雙功能生活用品-兩用煲〔鍋〕,只須用一個帶進出水嘴的管路組件替換原壓力閥嘴,管路組件基本結構與附圖2類似,進水嘴形狀尺寸與原壓力閥嘴相同,出水嘴帶開關閥。此種產品一則實施例熱效率達70%。
權利要求1.一種快速熱水器換熱器,吸收熱源熱量把冷水快速轉換成洗浴或取暖用熱水的裝置,它由換熱部件和帶有換熱器進出水管的相應管件兩部分組成,它的特征在于換熱部件為金屬水罐,水罐基體〔9〕的形狀為棱柱體或旋轉體;水罐上裝有專用管路組件,該管路組件除了包括換熱器進出水管〔1〕〔7〕之外還包括,溝通水罐腔的水罐進冷水管〔4〕和水罐出熱水管〔5〕、還有冷水分流口〔2〕〔3〕和冷熱水合流口〔6〕;水罐與管路組件組裝結合後,水罐進冷水管口和水罐出熱水管口位于水罐腔〔8〕芯部范圍內。
專利摘要水罐式快速熱水器換熱器。一種快速熱水器換熱器。需解決的問題是用新型簡單結構克服換熱部件表面結露現(xiàn)象實現(xiàn)高效快速換熱。其特征是換熱部件為金屬水罐,水罐基體(9)形狀為棱柱體或旋轉體;水罐上裝有專用管路組件,除了換熱器進出水管(1)(7)外它還包括,水罐進出水管(4)(5)、冷水分流口(2)(3)和冷熱水合流口(6);組裝后,水罐進出水管口位于水罐腔(8)芯部。本實用新型用途是與熱源配合構成高中低檔多種洗浴或取暖熱水器。
文檔編號F24H1/12GK2242417SQ9522478
公開日1996年12月11日 申請日期1995年10月25日 優(yōu)先權日1995年10月25日
發(fā)明者張恩深, 宋國賢, 錢嶸 申請人:張恩深