冷凝式換熱板片及其應(yīng)用的冷凝換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種冷凝式換熱板片及其應(yīng)用的冷凝式換熱器，換熱板片內(nèi)部分隔形成若干平行的弧形過(guò)水通道，換熱板片內(nèi)部上下兩端分別設(shè)有與進(jìn)水管和出水管連接的接管口，接管口的位置設(shè)有過(guò)水孔，與過(guò)水孔連通的換熱板片內(nèi)腔兩端分別設(shè)置有集水空間與所有過(guò)水通道連通，換熱板片外部?jī)擅婢O(shè)有肋片；冷凝換熱器由若干片換熱板片并列組合而成，其煙氣管路為相鄰換熱板片外部的肋片圍成的板間間隙，過(guò)水管路為換熱板片內(nèi)部的過(guò)水通道，換熱板片底部的下降管?chē)傻目臻g為燃燒室。本發(fā)明的換熱板片采用鑄鋁合金壓鑄成型，具有耐熱性好，密封性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好兼顧耐蝕性、良好的傳熱性和制造工藝之間的平衡，有效減少了散熱損失，提高換熱效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】冷凝式換熱板片及其應(yīng)用的冷凝換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冷凝換熱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種冷凝式換熱板片及其應(yīng)用的冷凝換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)壁掛爐的排煙溫度一般在180°C左右,其中含有大量水蒸氣,如進(jìn)一步降低排煙溫度并對(duì)水蒸氣凝結(jié)熱進(jìn)行回收利用，壁掛爐的熱效率將顯著提高，理論證明其熱效率可高達(dá)111% (以低位發(fā)熱量為基準(zhǔn))。因此，冷凝技術(shù)應(yīng)用而生。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，在煙氣冷凝時(shí)，煙氣中SOx、NOx幾乎可以完全溶于冷凝水中，使排入大氣中的有害物質(zhì)大大減少。由此可見(jiàn)，采用冷凝式換熱裝置的鍋爐對(duì)節(jié)能環(huán)保具有非常重要的意義。
[0003]目前冷凝換熱器主要分為銅制和不銹鋼材質(zhì)兩大類(lèi)，且主要是在傳統(tǒng)壁掛爐內(nèi)，在不改變主換熱器結(jié)構(gòu)的情況下增加一個(gè)能夠使煙氣冷凝的冷凝換熱器。銅制換熱器雖傳熱性好，但抗蝕性差、成本較高；不銹鋼制換熱器雖成本較低，有一定的抗蝕性，但傳熱性差、焊接工藝要求高，整體工藝要求嚴(yán)格。同時(shí)，傳統(tǒng)的冷凝換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，并且冷凝換熱效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種新型的冷凝式換熱板片及其應(yīng)用的冷凝換熱器，以解決現(xiàn)在壁掛爐中主換熱器和冷凝換熱器冷凝率不高、抗蝕能力差、穩(wěn)定性差、成本較高等問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種冷凝式換熱板片，所述換熱板片內(nèi)部通過(guò)分隔板分隔形成若干平行的弧形過(guò)水通道，所述換熱板片內(nèi)部上下兩端分別設(shè)有與進(jìn)水管和出水管連接的接管口，所述接管口的位置設(shè)有過(guò)水孔，所述過(guò)水孔連通的換熱板片內(nèi)腔兩端分別設(shè)置有集水空間與所有過(guò)水通道連通；所述換熱板片外部?jī)擅婢O(shè)有肋片。
[0006]進(jìn)一步的，所述肋片采用與所述分隔板形狀相同的弧形肋片，其位置與分隔板的位置——對(duì)應(yīng)。
[0007]進(jìn)一步的，所述換熱板片的外部?jī)擅婢鶛M置有冷凝液集水槽，所述冷凝液集水槽的端部設(shè)有冷凝液下水管。
[0008]進(jìn)一步的，所述換熱板片的底部?jī)蓚?cè)為下降管，其內(nèi)部與集水空間連通，所述下降管的底端設(shè)有接管口和過(guò)水孔。
[0009]在本發(fā)明中，所述換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均采用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
[0010]本發(fā)明還包括一種由上述冷凝式換熱板片并列組合而成的冷凝換熱器，所述冷凝換熱器的煙氣管路為相鄰換熱板片外部的肋片圍成的板間間隙，過(guò)水管路為換熱板片內(nèi)部的過(guò)水通道，所述換熱板片底部的下降管?chē)傻目臻g為燃燒室，所述冷凝換熱器的頂部設(shè)有進(jìn)水管與換熱板片頂部的過(guò)水孔并聯(lián)連通，底部設(shè)有出水管與換熱板片底部的過(guò)水孔并聯(lián)連通。換熱板片內(nèi)的過(guò)水通道內(nèi)自上而下流通水；高溫氣體從燃燒室自下而上在相鄰換熱板片之間的板片間隙內(nèi)流通，將熱量傳遞板片內(nèi)的水，冷、熱兩股流質(zhì)反向流通，形成逆流換熱，吸收熱量后的水沿下降管和出水管回收。
[0011]進(jìn)一步的，所述換熱板片的冷凝液集水槽通過(guò)與冷凝液下水管并聯(lián)的冷凝液排液管相互連通。高溫?zé)煔饬鬟^(guò)換熱板片表面溫度降低，在經(jīng)過(guò)換熱板片頂部時(shí)，蒸氣潛熱通過(guò)板片傳遞給水，煙氣蒸氣凝結(jié)，形成的冷凝水沿肋片流至冷凝液集水槽內(nèi)，并通過(guò)冷凝液排液管回收。
[0012]進(jìn)一步的，所述進(jìn)水管并聯(lián)連通兩根進(jìn)水分管，所述進(jìn)水分管與換熱板片頂部的接管口焊接連通。
[0013]進(jìn)一步的，所述出水管并聯(lián)連通兩根出水分管，所述出水分管與換熱板片的下降管底部的接管口焊接連通。
[0014]本發(fā)明專(zhuān)利的有益效果如下:(I)換熱板片側(cè)邊及分隔板和肋板采用弧線形，能夠有效增加換熱行程，增強(qiáng)煙氣擾動(dòng)，提高換熱效率；(2)燃燒室外側(cè)被換熱板片的下降管包圍，使得其內(nèi)部流通的水充分吸收燃燒室內(nèi)的熱輻射；(3)換熱板片采用壓鑄鋁合金制造工藝一次成型，外部肋片和內(nèi)部無(wú)焊接，耐熱性好，密封性強(qiáng)；(4)換熱板片煙氣換熱的底部高溫段和頂部冷凝段連成一體，可有效減少機(jī)體散熱損失并節(jié)省空間；(5)高溫?zé)煔庠谟械屠咂恼g距平板間對(duì)流換熱，換熱量大而充分，使煙氣快速冷凝，增強(qiáng)換熱效果；
(6)水在換熱板內(nèi)過(guò)水通道平行流換熱方式，流通阻力小，換熱量大，冷水升溫迅速。
[0015]由上所述，本發(fā)明提出的上述鑄鋁冷凝式換熱板片和冷凝換熱器，能夠很好兼顧耐蝕性、良好的傳熱性和制造工藝之間的平衡，有效減少了散熱損失。
[0016]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明中的冷凝換熱器的立體示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中的冷凝換熱器的內(nèi)部過(guò)水管路示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中的冷凝換熱器的側(cè)視圖，為圖2中的A向截面示意圖，為本發(fā)明中的水、氣逆流換熱的示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中的冷凝式換熱板片的立體示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明中的冷凝式換熱板片的側(cè)視圖，突出顯示冷凝液集水槽的位置。
[0022]圖6為本發(fā)明中的冷凝液集水槽及其周邊換熱板片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為本發(fā)明中的換熱板片下部的集水空間的內(nèi)部剖視圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào):1、進(jìn)水管，2、進(jìn)水分管，3、冷凝排液管，4、換熱板片，5、板間間隙，6、出水分管，7、燃燒室,8、出水管,9、下降管,4-1、冷凝液集水槽,4-2、過(guò)水通道,4-3、分隔板，
4-4、肋片，4-5、接管口，4-6、過(guò)水孔，4-7、冷凝液下水管，4-8、集水空間。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]參見(jiàn)圖4到圖7，換熱板片4內(nèi)部通過(guò)分隔板4-3分隔形成的若干平行的弧形過(guò)水通道4-2,換熱板片4內(nèi)部上下兩端分別設(shè)有與進(jìn)水管和出水管連接的接管口 4-5,接管口4-5的位置設(shè)有過(guò)水孔4-6，過(guò)水孔4-6連通的換熱板片內(nèi)腔兩端分別設(shè)置有集水空間4-8與所有過(guò)水通道連通；換熱板片4外部?jī)擅婢O(shè)有肋片4-4。
[0027]具體參見(jiàn)圖4，肋片4-4采用與換熱板片內(nèi)部的分隔板4-3形狀相同的弧形肋片，其位置與分隔板的位置一一對(duì)應(yīng)。
[0028]參見(jiàn)圖4至圖6，換熱板片4的外部?jī)擅婢鶛M置有冷凝液集水槽4-1，冷凝液集水槽4-1的端部設(shè)有冷凝液下水管4-7。
[0029]參見(jiàn)圖4和圖7，換熱板片4的底部?jī)蓚?cè)為下降管9，其內(nèi)部與集水空間4_8連通，下降管9的底端設(shè)有接管口 4-5和過(guò)水孔4-6。
[0030]換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均采用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
[0031]實(shí)施例2
[0032]結(jié)合參見(jiàn)圖1至圖3，一種由實(shí)施例1中的冷凝式換熱板片并列組合而成的冷凝換熱器，冷凝換熱器的煙氣管路為相鄰換熱板片4外部的肋片4-4圍成的板間間隙5，過(guò)水管路為換熱板片4內(nèi)部的過(guò)水通道4-2，相鄰換熱板片4之間留有一定間隙，整個(gè)換熱器兩側(cè)采用鋁皮封閉，形成向上的煙氣通道。換熱板片4底部的下降管9圍成的空間為燃燒室7，冷凝換熱器的頂部設(shè)有進(jìn)水管I與換熱板片4頂部的過(guò)水孔并聯(lián)連通，底部設(shè)有出水管8與換熱板片底部的過(guò)水孔并聯(lián)連通。進(jìn)水管7并聯(lián)連通兩根進(jìn)水分管2，進(jìn)水分管2與換熱板片4頂部的接管口焊接連通。出水管8并聯(lián)連通兩根出水分管6，出水分管6與換熱板片4的下降管9底部的接管口焊接連通。換熱板片4上的冷凝液集水槽4-1通過(guò)與冷凝液下水管4-7并聯(lián)的冷凝液排液管3相互連通，換熱器由焊接嵌入在換熱板片的接管口中的進(jìn)水分管和出水分管連成一體，結(jié)構(gòu)緊湊、牢固。高溫?zé)煔饬鬟^(guò)換熱板片表面溫度降低，在經(jīng)過(guò)換熱板片頂部時(shí)，蒸氣潛熱通過(guò)板片傳遞給水，煙氣蒸氣凝結(jié)，形成的冷凝水沿肋片流至冷凝液集水槽內(nèi)，并通過(guò)冷凝液排液管回收。
[0033]水從進(jìn)水管I進(jìn)入后分流到進(jìn)水分管2，再流入換熱板片4內(nèi)的過(guò)水通道，在換熱板片內(nèi)自上而下流動(dòng)，水在換熱板底部集水空間4-8匯集，再分流至兩側(cè)下降管9，下降管中的水流入出水分管6后，經(jīng)過(guò)出水管8流出。燃?xì)庠谌紵?燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔獠⑾蛑車(chē)臻g輻射，之后煙氣自下向上流通流入冷凝換熱器的板間間隙5，如附圖3所示，高溫?zé)煔馀c換熱板片的水發(fā)生強(qiáng)對(duì)流換熱后溫度降低，換熱板片表面布置的多條肋片進(jìn)一步強(qiáng)化了對(duì)流換熱，經(jīng)冷卻的煙氣在換熱板片4上部溫度降到其露點(diǎn)，發(fā)生蒸氣凝結(jié)，釋放汽化潛熱，發(fā)生冷凝后的煙氣從換熱板片頂部流出，煙氣中的冷凝水在重力作用下沿著換熱板片的肋片流進(jìn)冷凝液集水槽4-1，之后匯集到冷凝排液管3排出，整個(gè)過(guò)程換熱板片內(nèi)的水不斷吸熱溫度升高。
[0034]整個(gè)過(guò)程中，水從冷凝換熱器頂部左端進(jìn)入，沿過(guò)水管路自上而下流動(dòng)，從冷凝換熱器的底部右側(cè)流出；煙氣從燃燒室腔進(jìn)入換熱板片間隙，將熱量通過(guò)換熱板片傳遞給水，溫度不斷下降并在上部發(fā)生冷凝，冷凝后的煙氣從換熱器頂部間隙排出。兩股換熱流體逆向換熱，熱交換充分，效果明顯。
[0035]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可以不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種冷凝式換熱板片，其特征在于:所述換熱板片內(nèi)部通過(guò)分隔板分隔形成若干平行的弧形過(guò)水通道，所述換熱板片內(nèi)部上下兩端分別設(shè)有與進(jìn)水管和出水管連接的接管口，所述接管口的位置設(shè)有過(guò)水孔，所述過(guò)水孔連通的換熱板片內(nèi)腔兩端分別設(shè)置有集水空間與所有過(guò)水通道連通；所述換熱板片外部設(shè)有肋片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷凝式換熱板片，其特征在于:所述肋片為與所述分隔板形狀相同的弧形板，其位置與分隔板的位置一一對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冷凝式換熱板片，其特征在于:所述換熱板片的外部?jī)擅婢鶛M置有冷凝液集水槽，所述冷凝液集水槽的端部設(shè)有冷凝液下水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種冷凝式換熱板片，其特征在于:所述換熱板片的底部?jī)蓚?cè)為下降管，其內(nèi)部與集水空間連通，所述下降管的底端設(shè)有接管口和過(guò)水孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷凝式換熱板片，其特征在于:所述換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均采用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
6.一種由若干片權(quán)利要求1-5中的冷凝式換熱板片并列組合而成的冷凝換熱器，其特征在于:所述冷凝換熱器的煙氣管路為相鄰換熱板片外部的肋片圍成的板間間隙，過(guò)水管路為換熱板片內(nèi)部的過(guò)水通道，所述換熱板片底部的下降管?chē)傻目臻g為燃燒室，所述冷凝換熱器的頂部設(shè)有進(jìn)水管與換熱板片頂部的過(guò)水孔并聯(lián)連通，底部設(shè)有出水管與換熱板片底部的過(guò)水孔并聯(lián)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷凝換熱器，其特征在于:所述換熱板片的冷凝液集水槽通過(guò)與冷凝液下水管并聯(lián)的冷凝液排液管相互連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷凝換熱器，其特征在于:所述進(jìn)水管并聯(lián)連通兩根進(jìn)水分管，所述進(jìn)水分管與換熱板片頂部的接管口焊接連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷凝換熱器，其特征在于:所述出水管并聯(lián)連通兩根出水分管，所述出水分管與換熱板片的下降管底部的接管口焊接連通。
【文檔編號(hào)】F28F3/08GK104006699SQ201410267087
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】李德忠, 何娜萍, 劉志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中南大學(xué)