CN109297325A - 新型燃气锅炉用铸硅铝换热器 - Google Patents

Abstract

一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，它是用于实现高温烟气和液态介质（热水）的热交换，主要通过换热器的前、中、后片连接而成一个整体，各个部分通过铸造工艺铸成一体。水道由进水集管、换热水道和出水集管组成，各锅炉片内的换热水道与进水集管、出水集管连通，相邻锅炉片的进水集管连通，相邻锅炉片的出水集管连通。由于本发明的主要目的是提供一种新型冷凝锅炉用铸硅铝换热器，用于高温气体到与液态介质的热交换，而多排换热柱分布在该锅炉换热单片的主体上与烟气接触的两侧，增加了换热器的换热面积，有效地提升了铸硅铝换热器的换热效率，并有利于缩小换热片体积，减轻重量，节省材料，降低成本。

Description

新型燃气锅炉用铸硅铝换热器

技术领域

本发明涉及一种利用高温烟气加热热水的燃气锅炉用铸硅铝换热器。尤其适用于冷凝式燃气锅炉用换热器。

背景技术

在现有技术中，中国专利申请文献CN103776171A公开了一种用于燃气热水装置的铸铝换热器，包括左换热端板、右换热端板、中段换热板以及进、出水管，左换热端板、右换热端板和中段换热板上分别设有水流通道，进水管与上述各水流通道的进水口连通，出水管与上述各水流通道的出水口连通，一块或多块中段换热板置于左换热端板和右换热端板之间，并与其组合成整个换热器。它虽然能提升的铸铝换热器片的通用性，使铸铝换热器应用时能自由拼装组合所需的功率，但存在以下缺点：（1）进水管、出水管的装配复杂，需要密封装配，长期使用容易出现漏水现象，拆卸复杂，维修困难；（2）燃烧室置于换热器上部，燃烧室热损失大，容易出现顶部高温的现象；（3）采用条形换热肋片，换热效率较低，烟气阻力大，整体体积较大，为克服这些缺陷，特对燃气锅炉用铸铝换热器进行了研究与创新设计。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，用于实现高温烟气和液态介质（热水）的热交换；该换热器能有效地提升换热器的换热效率，有利于缩小换热片体积，减轻重量，节省材料，降低成本。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括前片、后片、夹在前片与后片之间的至少一块中片、进水集管及出水集管。每个换热片上下各设置一个水口，分别与出水集管和进水集管相连。相邻换热器片之间组成烟道，烟气从烟道中自上而下流出，液态介质（水）由下而上流出，实现烟气与水的逆向换热，增大了换热温差，提高了换热效率，减少了换热面积，进而减轻了换热器的重量。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器前片一侧设有燃烧器装配口，另一侧布置多排肋柱，内部设置S型的水道。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器后片不设置燃烧器装配口，外侧直接和空气相连，内侧与烟道相连，并布置多排肋柱，内部设置S型的水道。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中片两侧均布置多排肋柱，上部设置燃烧室，内部设置S型的水道。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，包括且至少包括一个前片、一个后片和一个以上的中片。换热器的中片可以为单个或多个，各片之间进行密封连接，组合形成一个连通的燃烧室和换热烟道。

所述S型的水道包括若干连续的平行直段，其中两个连续的平行直段由硅铝隔板隔开，通过U行弯道连通。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器设置多排换热肋柱，其目的是增强热交换的表面积，提高热交换器的换热效率。

所述进水口设置在单个换热片的下部，出水口设置在单个换热片的上部。

所述相邻上下两排换热柱之间交错排列设置。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器两侧换热柱，长度自上而下高低交错排列，其中，肋柱最短为10mm，最长为35mm。

所述换热器片水流通道的截面积从下至上逐渐减小。

所述水流通道内的下部设置有多组扰流柱，扰流柱直径为4~8 mm，中心距15~30mm。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器包括用于安装燃烧器的燃烧室，用于燃烧器的安装。

所述新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，水道平行直段U形转弯的弯曲段半径R为5~15mm，水道的横截面积从下而上逐渐减小，宽度为20 mm，高度为84 ~ 35 mm，横截面积为400 ~2300mm²。

本发明所产生的有益效果：由于本发明采用换热柱以及截面积渐变型S型水道，多排换热柱呈交错分布，增大了铸铝换热片与高温烟气的换热面积，故该燃气锅炉用铸硅铝换热器能有效地提高换热效率，有利于减小换热片体积，减轻重量，节省材料，降低成本，从而达到提高经济效益的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构示意图。

图2为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构剖面图。

图3为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中间片剖面图。

图4为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器前片的结构示意图。

图5为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器中间片的结构示意图。

图6为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器后片的结构示意图。

图7为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器清扫孔的结构示意图。

其中： 1前片，2中片，3后片，4出水集管，5进水集管，6燃烧室，7水道， 8出水口，9进水口，10换热肋柱，11烟道， 12扰流柱，13引流槽，14抽芯孔，15清扫孔。

具体实施方式

如图1~6所示，本实施例新型燃气锅炉用铸硅铝换热器包括前片1、中片2、后片3、出水集管4、进水集管5、燃烧室6、水道7。新型燃气锅炉用铸硅铝换热器设置有燃烧室6、进水集管5、出水集管4。单个换热器片的上部设置出水口8，换热器片的下部设置进水口9，两者分别与进水集管5与出水集7，换热器片上部还设有安装燃烧器的燃烧室6，燃气在燃烧室6内进行燃烧，产生高温烟气，向下流动，用以加热液态介质（水）。换热器片上还设有换热肋柱10，多排换热肋柱10分布在换热器片两侧，并与烟气接触。工作时，燃烧室6内部产生的高温烟气，自上而下流动，液态介质（水）在水道7内由下而上流动，高温烟气被水道7中的液态介质（水）进行冷却后，自身的温度会降低，水的温度升高，两者形成逆流换热，增强了换热效果。

如图1、图2和图3所示，一种新型燃气锅炉用铸硅铝换热器整体结构图和剖面图，每个换热片中间设置S型的水道，在水道7的上部设置有燃烧室。水道7有若干个平行直段通过U型弯道连通，水道中设置有扰流柱12和引流槽13，低温区水道的截面积逐渐增大。为了加强水流的紊流强度，在水道7中设置扰流柱12，用来提高液态介质（水）的扰动性，增加换热器的换热效率。

如图2所示，水流通道截面积从上至下逐渐增大，即从高温区到低温区逐渐增大。在相同条件下，缩小管径进而增大流速，有利于增大传热系数，高温区增加流速可以降低水流停留时间，在短时间内带走热量，防止换热片表面出现局部过热现象，增加铸硅铝换热器的使用寿命；同时，低温区水道的截面积逐渐增大，水流速减小，增加水的停留时间，充分回收尾气中的余热和汽化潜热，也可以达到提高热效率的效果。

如图3所示，水道7的横截面积从下而上逐渐减小，其中，平行直段的高度、宽度和横截面积，见表1。

表1 连续平行直线段横截面的尺寸。

如图4所示，为新型燃气锅炉用铸硅铝换热器的中间片，换热肋柱10分别分布在换热器片的两侧，换热肋柱10直径为8mm，间距为3.5mm，换热肋柱10相邻上下之间交错排列，即为第N排与第N+1排相互交错排列，使得烟气在换热肋柱10间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动扰动剧烈，对流换热系数高，能提高燃气锅炉用铸硅铝换热器的换热效率。换热器换热柱肋柱4自下而上换热肋柱高度由35mm过渡到10mm，换热面逐渐增大，可以防止换热器在高温区中吸收热量过多引起局部过热，从而增加燃气锅炉用铸硅铝换热器的使用寿命。每个换热片在水道的转弯处都设置有抽芯孔14，以便于在铸造过程中的清砂。换热器侧边设置有清扫孔15，可以进行换热器的清扫，保养方便。

Claims (5)

1.一种新型燃气冷凝锅炉用铸硅铝换热器，包括前片（1）、后片（3）和夹在前片与后片之间的至少一片中片（2）、进水集管（5）以及出水集管（4），各换热器片内部设有水道（7），相邻换热器片之间组成烟道（11），其特征在于：各片内的水道（7）与进水集管（5）、出水集管（4）连通，相邻换热器片的进水集管（5）连通，相邻换热器片的出水集管（4）连通。

2.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，其特征在于：所述进水集管（5）设置在锅炉下部，出水集管（4）设置在锅炉上部，水道（7）上下分层迂回设置，该锅炉在换热水道（7）各层的两端设有抽芯孔（14）。

3.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，其特征在于：所述水道（7）内有扰流柱（12），其直径为4~ 8 mm，中心距15~ 30 mm。

4.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，其特征在于：所述各锅炉片向烟道内侧延伸出间隔设置的换热肋柱（10），且相对两锅炉片的换热肋柱（10）错开设置并能嵌入彼此换热肋柱（10）的间隔内，其中，肋柱最短为10mm，最长为35mm。

5.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用铸硅铝换热器，其特征在于：所述燃气锅炉用铸硅铝换热器，水道（7）平行直段U形转弯的弯曲段半径R为5 ~ 15mm，水道（7）的横截面积从下而上逐渐减小，宽度为20 mm，高度为84 ~ 35 mm，截面积为400 ~2300 mm²。