冷凝式燃氣鍋爐制造技術

本實用新型專利技術涉及一種冷凝式燃氣鍋爐，屬于熱交換設施技術領域。該產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的臥式換熱器和Ｖ型換熱器；臥式換熱器的圓周分布有構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成迂回流道的第二組水管；水流先經第二組水管、再經第一組水管，與源于燃燒室、并經Ｖ形煙氣流道的煙氣形成逆向換熱。本實用新型專利技術換熱充分，可以保持降溫后煙氣的流速以保證換熱效率，并且結構合理，占地面積很小。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種燃氣鍋爐，尤其是一種冷凝式燃氣鍋爐，屬于熱交換設施技 術領域。
技術介紹
據申請人了解，現有燃氣熱水器用冷凝式換熱器的典型結構如申請號為 200820052420. 4、申請日為2008-03-04的中國技術專利所公開，它包括換熱室、換熱 管、進煙口、排煙口、冷水入口、熱水出口，設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筒構成一個橫切面為環形的通道，換熱器內筒及換熱器外殼分別與進 煙口、排煙口連接，換熱管以螺旋管形式布置在換熱室內，煙氣沿換熱室軸線方向運動，與 換熱室內的換熱管接觸。工作時，煙氣沿著環形通道運動，與布置在其中的螺旋式換熱管均 勻接觸。此類產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。
技術實現思路
本技術的目首要的在于針對上述現有技術存在的缺點，提出一種換熱充分， 且結構緊湊、占地面積小的冷凝式燃氣鍋爐。本技術進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 熱的冷凝式燃氣鍋爐。為了達到以上首要目的，本技術的冷凝式燃氣鍋爐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的在上環形臥式換 熱器和在下V型換熱器；所述環形臥式換熱器的圓周分布有構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成迂回流道的第二組 水管；水流先經第二組水管、再經第一組水管，與源于燃燒室、并經V形煙氣流道的煙氣形 成逆向換熱。由于本技術源自燃燒器的煙氣先后經過兩級換熱，因此換熱更為充分。而且， 由于采取了第一級換熱器為環形、第二級換熱器為上大下小的V形結構，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；結果進一 步實現了充分換熱。此外，由于二級換熱器上下布置，因此結構合理，占地面積很小。實驗表明，大部分的煙氣冷凝過程是發生在第二級換熱器的上半部，尤其在長時 間運行及進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 到進一步的目的，所述V形煙氣流道中部設有向兩側傾斜的冷凝水分流板。這樣，煙氣產生 的冷凝水可以順利地沿著分流板流向兩側，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，更有效地吸收煙氣中的熱量，進一步提高了換熱效率。以下結合附圖對本技術作進一步的說明。附圖說明圖1為本技術實施例一的結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。圖3為圖1實施例的立體剖視結構示意圖之一。圖4為圖1實施例的立體剖視結構示意圖之二。圖5為本技術實施例二的立體結構示意圖。圖6為圖5實施例的二維結構示意圖。具體實施方式實施例一本優選實施例的冷凝式燃氣鍋爐如圖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中相互串聯的在上環形 臥式換熱器1和在下V型換熱器2。環形臥式換熱器1的圓周分布有構成迂回流道的第一 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、第三三個區段管 PA、PB和PC。第一區段管PA的后端在后環形水封頭1-3處與C形連通管5的上端連通。第 一區段管PA和第二區段管PB的前端在前環形水封頭1-3’處連通，第二區段管PB和第三 區段管PC的后端在后環形水封頭1-3處連通。第三區段管PC的前端在前環形水封頭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，水流由進水口先經第二組水管迂回、再經第一組水管迂回，最終由出水口 輸出，而燃燒器產生的高溫煙氣由燃燒室穿過第一組水管的銅翅片，再通過網板上的排孔， 經V形煙氣流道穿過第二組水管的銅翅片，最終由一側的排煙口 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流動的水，煙氣溫度降低，后又通過兩個換熱器之間的網板 結構進入第二級V型換熱器中，由于進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荷條件下使用材料少、占用空間小且熱效率高等優點。此外，本實施例V型漸縮結構設計的二級換熱器設計考慮到在第一級換熱器銅管 間煙氣擋板的影響下，進入二級換熱器的煙氣流速變慢，換熱效率下降，V型漸縮結構可以 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，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，保護了銅管不被腐蝕。該結構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 之間設置向兩側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生 在第二級換熱器的上半部，尤其在機器長時間運行及進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，煙氣中產生的冷凝 水可以順利地沿著分流板流向兩側并通過兩側的開孔排出，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，更有效的吸收煙氣中的熱量，進一步提高了換熱效率。在此特殊結構的 作用下，本實施例不但保證了機器可以在大水流量下正常工作，而且保證整機的換熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷凝式燃氣鍋爐，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成迂回流道的第二組水管；水流先經第二組水管、再經第一組水管，與源于燃燒室、并經Ｖ形煙氣流道的煙氣形成逆向換熱。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘曉春，馬鴻飛，湯成杰，曾梓奡，曹磊，
申請(專利權)人：艾歐史密斯中國熱水器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：84[中國|南京]