專利名稱：一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱工設(shè)備領(lǐng)域，具體是涉及一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器。
背景技術(shù)：
早在20世紀(jì)中東石油危機(jī)之后，為節(jié)約能源，在歐洲便研制出了高熱效率的冷凝式鍋爐，其顯著特點(diǎn)是熱效率比常規(guī)設(shè)計(jì)鍋爐提高10%以上。由于使鍋爐的排煙溫度降低到露點(diǎn)以上，煙氣中大量水蒸汽冷凝并釋放出汽化潛熱，具有明顯的節(jié)能效果，運(yùn)用到冷凝式鍋爐中的冷凝式換熱器就是根據(jù)其原理研制而成。燃?xì)馊紵晒├玫臒崃堪煔獾娘@熱和煙氣中水蒸汽的潛熱兩部分。普通型換熱器受其結(jié)構(gòu)的限制，排煙溫度高，只能利用燃?xì)獾牡蜔嶂挡糠郑焕淠綋Q熱器由于排煙溫度很低，不僅能夠充分吸收煙氣的顯熱還能吸收潛熱，利用的是煙氣的高熱值。因此， 冷凝式換熱器的熱能利用效率可以大大提高。為了充分吸收高溫?zé)煔獾臒崃考笆占Y(jié)水，其一般采用二次換熱方式，工作時(shí)，高溫?zé)煔庖来斡上轮辽线M(jìn)入顯熱換熱器和冷凝段換熱器，而水流方向正好相反，先經(jīng)過冷凝段換熱器，冷水在冷凝段換熱器吸收高溫?zé)煔庥酂岷?，再進(jìn)入主換熱器吸收火焰顯熱。換熱器吸收顯熱和潛熱后煙氣溫度將降至常溫，由上部煙道排出，為了安全可靠的排出煙氣，冷凝式換熱器采用強(qiáng)制排煙的方式排出煙氣，使得煙氣中的水蒸汽盡可能多的凝結(jié)，這就使被加熱的水吸收的潛熱量和顯熱量就越多，其節(jié)能效果就越好。故冷凝式換熱器利用了作為排煙損失掉的熱量，把排煙熱損失變?yōu)榱擞杏玫臒?，這部分熱量有效利用的程度決定了冷凝式換熱器的節(jié)能效果。然而，進(jìn)入冷凝換熱器的煙氣一般呈過熱狀態(tài)，隨著煙氣溫度的降低和水蒸氣的冷凝，煙氣逐漸向飽和狀態(tài)過渡，最后達(dá)到飽和狀態(tài)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，當(dāng)排煙溫度在50° C左右，冷凝換熱器煙氣出口狀態(tài)是接近于飽和狀態(tài)，接近的程度與煙氣的組分、換熱器結(jié)構(gòu)和傳熱傳質(zhì)過程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)有技術(shù)中，煙氣的流動(dòng)路徑仍存在不少“死區(qū)”現(xiàn)象或“短路”狀態(tài)，降低了換熱效率。I.傳統(tǒng)非冷凝鍋爐的供熱換熱器由碳鋼或鑄鐵制成，在設(shè)計(jì)時(shí)的排煙溫度一般都高于150°C，不考慮吸收煙氣中水蒸氣冷凝所釋放大量顯熱和潛熱，沒有冷凝水產(chǎn)生。2.冷凝鍋爐具有高效節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，是鍋爐行業(yè)的發(fā)展方向并得到廣泛的推廣。冷凝鍋爐由于產(chǎn)生了大量弱酸性冷凝水，如果使用常用的鋼板或鑄鐵等材料制造冷凝鍋爐供熱換熱器將嚴(yán)重縮短冷凝鍋爐的壽命，所以冷凝鍋爐供熱換熱器必須使用不銹鋼或鑄鋁加工制成。目前，多采用不銹鋼光管或鑄鋁制成。3.用鑄鋁模具加工換熱器的技術(shù)已基本成熟，但只能制作500KW多的供熱換熱器。大型鑄鋁件存在模具成本高，加工工藝復(fù)雜，產(chǎn)品報(bào)廢率高的問題，使得無法用鑄鋁模具直接加工大型供熱換熱器。4.這兩種換熱器在通常的情況下，熱效率最多可達(dá)96%左右。5.當(dāng)鍋爐的回水溫度高于60°C，鍋爐將不產(chǎn)生冷凝水。這時(shí)換熱器只能回收煙氣中的顯熱，熱效率也只有87 %左右。
6.空氣預(yù)熱器一般在電站等大型鍋爐中采用。在供熱鍋爐中還沒有采用。7.傳統(tǒng)的供熱換熱器根據(jù)客戶不同的需求來設(shè)計(jì)制造大小不同的供熱換熱器，換熱器大小不同，所需零部件也不同，不利于工業(yè)化批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致煙氣流動(dòng)路徑換熱不充分的問題，如何改進(jìn)傳熱面結(jié)構(gòu)以達(dá)到增大換熱面積提高換熱效率的目的，同時(shí)使得鍋爐在同等功率下可以做得更小，占用更小的體積，以及如何將空氣預(yù)熱器巧妙的結(jié)合到換熱器中，從而進(jìn)行二次換熱，提高空氣進(jìn)入的初始溫度的同時(shí)進(jìn)一步降低排煙溫度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱 換熱器，包括殼體，設(shè)置于殼體內(nèi)的燃燒器與復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管，殼體上設(shè)置有進(jìn)水口、出水口及排煙口，燃燒器與空氣及燃?xì)膺M(jìn)氣裝置連接燃燒器位于殼體上部，燃燒器周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束，燃燒器下方設(shè)置有由殼體與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管組成的排煙管道，排煙管道通過排煙口排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管與后水母管，后水母管中設(shè)置有隔板，隔板將后水母管分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入一部分翅片直管，到達(dá)前水母管，然后水流再通過另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管的出水區(qū)域。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述后水母管中設(shè)置有隔板，隔板將后水母管分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束的小部分翅片直管以及所述排煙管道的翅片直管，到達(dá)前水母管，然后水流再通過所述翅片直管束的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管的出水區(qū)域。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述后水母管中設(shè)置有隔板，隔板將后水母管分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道的翅片直管的直徑相同，所述進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量與出水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量相等；或者所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道的翅片直管的直徑不相同，所述進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的截面積之和與出水區(qū)域的翅片直管的截面積之和相
坐寸ο作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中對(duì)所述緊密排列的翅片直管相鄰的翅片進(jìn)行折彎或擠壓處理，使得翅片管兩側(cè)翅片呈一定角度內(nèi)折，翅片管所形成的兩個(gè)內(nèi)折面是平行的或呈現(xiàn)一定角度。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述燃燒器周圍由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密排列組成的翅片直管束的外側(cè)設(shè)置有外導(dǎo)流板。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述外導(dǎo)流板為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管外側(cè)貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與外導(dǎo)流板的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述燃燒器下方組成排煙管道的翅片直管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)流板，所述內(nèi)導(dǎo)流板為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與內(nèi)導(dǎo)流板的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述排煙管道內(nèi)設(shè)置有空氣預(yù)熱器；所述空氣預(yù)熱器穿過排煙管道與空氣進(jìn)氣裝置連接；所述排煙口為四通式排煙口，其上端為排煙口，其下端為冷凝水出口，中部為空氣預(yù)熱器的空氣進(jìn)□。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中所述排煙管道內(nèi)的空氣預(yù)熱器為一根或多根長(zhǎng)方體或圓柱形空氣進(jìn)氣管。作為本發(fā)明所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的一種優(yōu)選方案，其中燃燒器位于殼體下部，燃燒器周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束，燃燒器上方設(shè)置有由殼體與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管組成的排煙管道，排煙管道通過排煙口排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管與后水母管，后水母管中設(shè)置有隔板，隔板 將后水母管分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束的小部分翅片直管以及所述排煙管道的翅片直管，到達(dá)前水母管，然后水流再通過所述翅片直管束的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管的出水區(qū)域。采用本發(fā)明所述技術(shù)方案，具有如下有益技術(shù)效果本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)布置能夠提高換熱效率。本發(fā)明采用了燃燒器設(shè)置在上方，排煙口設(shè)置在下方的二級(jí)逆流換熱布置結(jié)構(gòu)，燃燒器燃燒后的煙氣從換熱器上方向下流動(dòng)，先穿過燃燒器周圍翅片管以及外導(dǎo)流板，然后穿過排煙管道的翅片管與內(nèi)導(dǎo)流板，沿著排煙管道，逆流至排煙口排空。而進(jìn)水口設(shè)置在下部排煙口處，出水口設(shè)置在換熱器上部，水通過進(jìn)水口、翅片管，換熱器兩端連接上下翅片管束的腔體，例如可以是前水母管和后母水管，最終通過出水口排出。采取逆流的換熱方式，水的出口溫度才更有可能高于排煙溫度，可以大大提高換熱效率，增大換熱量。本發(fā)明在進(jìn)水母管內(nèi)設(shè)置合適的隔板，通過隔板分隔水流先經(jīng)過了二級(jí)冷凝換熱的一行復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管和由小部分圓周均布翅片直管束，再經(jīng)過一級(jí)顯熱換熱從圓周均布剩余翅片直管束出水。設(shè)置隔板，“合理借用”圓周均布翅片直管束的部分直管作為進(jìn)水管，就可以采用統(tǒng)一規(guī)格的翅片直管，減少零部件種類。關(guān)鍵零部件模塊化設(shè)計(jì)，易于批量化生產(chǎn)，降低換熱器的生產(chǎn)難度，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)，控制火焰與換熱器表面之間的距離來降低火焰溫度，進(jìn)而使NOx的排放降低到30PPM以下。本發(fā)明二次加工后的翅片管能夠顯著提高換熱效率。本發(fā)明采用翅片管作為強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的基本元件，在換熱管的表面通過加翅片，增大換熱管的外表面積從而達(dá)到提高換熱效率的目的，強(qiáng)化了煙氣側(cè)的換熱，可使整個(gè)換熱器體積進(jìn)一步減少。通過對(duì)翅片進(jìn)行二次加工，例如折彎、擠壓或切割，使得翅片管的光管之間間距明顯減少，從而使得煙氣流與光管進(jìn)行更充分地接觸沖刷，增強(qiáng)換熱，提高紊流脈動(dòng)程度，增大對(duì)流換熱系數(shù)，有效地達(dá)到增強(qiáng)傳熱的目的，提高了換熱效率，同時(shí)使整個(gè)換熱器體積進(jìn)一步減少。本發(fā)明設(shè)置有外、內(nèi)導(dǎo)流板，有利于減小煙氣流的“死區(qū)”，進(jìn)一步改善殼程流體流速分布。本發(fā)明中，通過增加若干位于圓周翅片管束外側(cè)和外殼之間的外導(dǎo)流板和位于排煙管道翅片管束內(nèi)側(cè)的內(nèi)導(dǎo)流板，使得煙氣的流動(dòng)路徑緊貼翅片及光管，能夠進(jìn)一步加強(qiáng)換熱，明顯改善殼程流體流速分布，減小煙氣流的“死區(qū)”或“短路”。本發(fā)明進(jìn)一步的設(shè)置有空氣預(yù)熱器，可以提高效率。本發(fā)明中，空氣預(yù)熱器巧妙地結(jié)合設(shè)置在換熱器的排氣管道中，當(dāng)在冬天室外空氣達(dá)到_20°C以下，利用煙氣余熱提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度，進(jìn)一步降低排煙溫度，使得效率達(dá)到98%以上，具有明顯效果。


圖I是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的右視示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的主體示意圖。圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的立體示意圖。
圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的工作原理示意圖。圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中帶有一個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的工作原理右視示意圖。圖7是本發(fā)明A向放大示意圖。圖8是本發(fā)明B向放大示意圖。圖9是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例燃燒器位于下部時(shí)的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖10是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例燃燒器位于下部時(shí)的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的工作原理示意圖。圖11是本發(fā)明組成所述翅片直管束中經(jīng)過處理后的翅片直管的主視示意圖。圖12是本發(fā)明組成所述翅片直管束中經(jīng)過處理后的翅片直管的左視示意圖。圖13是本發(fā)明組成所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管中經(jīng)過處理后的翅片直管的主視不意圖。圖14是本發(fā)明組成所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管中經(jīng)過處理后的翅片直管的左視不意圖。圖15是本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中帶有兩個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的右視結(jié)構(gòu)示意圖。圖16是本發(fā)明還一個(gè)實(shí)施例中帶有三個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。如圖I 圖16所示，其中包括前水母管I、前擋板2、殼體3、翅片直管束4、外導(dǎo)流板5、燃燒器6、內(nèi)導(dǎo)流板7、復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8、后水母管9、后擋板10、空氣預(yù)熱器11、排煙口 12、出水口 13、進(jìn)水口 14、排煙管道15、冷凝水出口 16、空氣進(jìn)口 17、隔板18。參考圖I 圖3描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器。如圖I、圖2及圖3所示，一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，包括殼體3、燃燒器6以及翅片直管束4和復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8，所述殼體3的側(cè)外殼分別由兩個(gè)“U”形板焊接成橢圓形側(cè)外殼，所述橢圓形側(cè)外殼兩端內(nèi)側(cè)安裝有前擋板2和后擋板10,且橢圓形側(cè)外殼與前擋板2和后擋板10焊接固定。在一種實(shí)施方式中，所述前擋板2和后擋板10皆采用保溫材料制成。如圖中所示，前擋板2的外側(cè)安裝有前水母管I ;后擋板10的外側(cè)安裝有后水母管9，換熱器殼體3上附有出水口 13和進(jìn)水口 14。殼體3上還設(shè)置有排煙口 12，所述排煙口 12為四通式排煙口，其上端為排煙口 12，其下端為冷凝水出口 16，中部為空氣預(yù)熱器11的空氣進(jìn)口 17。如圖4所示，圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。在該實(shí)施例中，該強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其包括殼體3，設(shè)置于殼體3內(nèi)的燃燒器6與復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管，殼體3上設(shè)置有進(jìn)水口 14、出水口 13及排煙口 12，燃燒器6與空氣及燃?xì)膺M(jìn)氣裝置連接，所述的燃燒器6位于殼體3上部，燃燒器6周圍同軸安裝有一·組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束4，翅片直管束4和復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8兩端都固定于前擋板2和后擋板10之間，且同前水母管I及后水母管9焊接固定。所述燃燒器6周圍由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密排列組成的翅片直管束4的外側(cè)設(shè)置有外導(dǎo)流板
5。燃燒器6下方設(shè)置有由殼體3與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成的排煙管道15，排煙管道15通過排煙口 12排空；所述燃燒器6下方組成排煙管道15的翅片直管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)流板7。所述翅片直管兩端分別為前水母管I與后水母管9，后水母管9中設(shè)置有隔板18，隔板18將后水母管9分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域。此時(shí)，如果所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道15的翅片直管的直徑相同，那么，該進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量與出水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量相等。若所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道15的翅片直管的直徑不相同，則，所述進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的截面積之和與出水區(qū)域的翅片直管的截面積之和相等。在所述排煙管道15內(nèi)設(shè)置有一根或多根長(zhǎng)方體或圓柱形的空氣預(yù)熱器11 ;所述空氣預(yù)熱器11穿過排煙管道15與空氣進(jìn)氣裝置連接；所述排煙口 12為四通式排煙口，其上端為排煙口 12，其下端為冷凝水出口 16，中部為空氣預(yù)熱器11的空氣進(jìn)口 17。如圖5所示，圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的工作原理示意圖。由此工作原理圖可以清晰的了解到，翅片直管束4位于復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8的上方，翅片直管束4和復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8相平行。所述燃燒器6同軸安裝于翅片直管束4內(nèi)，燃燒器6與空氣及燃?xì)膺M(jìn)氣裝置連接。燃燒器6下方設(shè)置有由殼體3與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成的排煙管道15。本發(fā)明采用二次換熱方式，采用逆流布置換熱，高溫?zé)煔庥缮现料陆?jīng)過翅片直管束4、復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8 ;而水流方向正好相反，先經(jīng)過復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8，再經(jīng)過翅片直管束4。空氣預(yù)熱器11設(shè)置在排煙管道15內(nèi)，可以與煙氣進(jìn)行換熱，由此提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度而同時(shí)進(jìn)一步降低排煙溫度。在該實(shí)施例中，進(jìn)水口 14、前水母管I、翅片直管、后水母管9、出水口 13，構(gòu)成水加熱過程的回路。水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束4的小部分翅片直管以及所述排煙管道15的翅片直管，到達(dá)前水母管1，然后水流再通過所述翅片直管束4的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管9的出水區(qū)域。設(shè)置隔板，“合理借用”圓周均布翅片直管束的部分直管作為進(jìn)水管，就可以采用統(tǒng)一規(guī)格的翅片直管，減少零部件種類。當(dāng)然，也可以不借用圓周均布翅片直管束的部分水管，但此時(shí)可能對(duì)整個(gè)設(shè)備的體積、翅片直管的直徑、布置等，熱效率等，都產(chǎn)生不利影響。如圖6所示，圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中帶有一個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的工作原理右視示意圖。在該實(shí)施例中，所述排煙管道15由殼體3的下部分與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成，其內(nèi)設(shè)置有一根長(zhǎng)方體形狀的空氣預(yù)熱器11 ;在這一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)水區(qū)域的翅片直管包括有組成翅片直管束4的小部分翅片直管以及組成所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8的所有翅片直管；而出水區(qū)域包括組成翅片直管束4的余下的大部分翅片直管，此時(shí)，若所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道15的翅片直管的直徑相同，該進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量與出水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量相等。如圖7、圖8所示，圖7、圖8分別為本發(fā)明A向和B向放大示意圖。由圖7中所知，外導(dǎo)流板5安裝于翅片直管束4的外圍,外導(dǎo)流板5點(diǎn)焊于所述的翅片直管束4上。外導(dǎo) 流板5為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管外側(cè)貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與外導(dǎo)流板5的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。由圖8所示，組成排煙管道15的翅片直管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)流板7，所述內(nèi)導(dǎo)流板7為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與內(nèi)導(dǎo)流板7的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。所述的外導(dǎo)流板5以及內(nèi)導(dǎo)流板7都對(duì)煙氣起到了導(dǎo)流導(dǎo)向的作用。如圖9、圖10所示，圖9、圖10皆為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例燃燒器位于下部時(shí)的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的剖視示意圖。在此實(shí)施例中，燃燒器6位于殼體3下部，燃燒器6周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束4，燃燒器6上方設(shè)置有由殼體3與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成的排煙管道15，排煙管道15通過排煙口 12排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管I與后水母管9，后水母管9中設(shè)置有隔板18，隔板18將后水母管9分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束4的小部分翅片直管以及所述排煙管道15的翅片直管，到達(dá)前水母管1，然后水流再通過所述翅片直管束4的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管9的出水區(qū)域。高溫?zé)煔鈩t由下至上經(jīng)過翅片直管束4、復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8，空氣預(yù)熱器11設(shè)置在排煙管道15內(nèi)，可以與煙氣進(jìn)行換熱。如圖11和圖12所示，圖11為本發(fā)明組成所述翅片直管束中經(jīng)過處理后的翅片直管的主視示意圖，圖12為本發(fā)明組成所述翅片直管束中經(jīng)過處理后的翅片直管的左視示意圖，本發(fā)明將所述緊密排列的翅片直管相鄰的翅片進(jìn)行折彎或擠壓處理，使得翅片沿直管軸向呈一定角度內(nèi)折。且在該實(shí)施例中，該翅片內(nèi)折的方向與角度可以根據(jù)翅片直管圓周排列的需要，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整角度。參見圖11及圖13，翅片管兩側(cè)的翅片呈一定角度內(nèi)折，所形成的兩個(gè)內(nèi)折面可以是平行的，也可以呈現(xiàn)一定角度，呈一定角度是為了便于復(fù)數(shù)個(gè)翅片管可以排列成圓周形狀或其他形狀。參見圖6，經(jīng)過加工的翅片直管排列成緊密圓周均布的翅片直管束4。當(dāng)然，根據(jù)具體實(shí)際生產(chǎn)的情況，也可以采取切割或擠壓等加工方式，來減小相鄰翅片直管的光管之間的距離。
如圖13和圖14所示，圖13為本發(fā)明組成所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管中經(jīng)過處理后的翅片直管的主視示意圖，圖14為本發(fā)明組成所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管中經(jīng)過處理后的翅片直管的左視示意圖，本發(fā)明將所述緊密排列的翅片直管相鄰的翅片進(jìn)行折彎或擠壓處理，使得翅片沿直管軸向呈一定角度內(nèi)折，且在該實(shí)施例中，該翅片內(nèi)折與翅片直管軸線方向相交角度為直角，即翅片的內(nèi)折方向與翅片直管軸線方向相垂直。參見圖6，經(jīng)過加工的翅片直管排列成復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8，所述復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8為一直排形狀。如圖15所示，圖15為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中帶有兩個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的右視結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，燃燒器6位于殼體3上部，燃燒器6周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束4，燃燒器6下方設(shè)置有由殼體3與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成的排煙管道15，排煙管道15通過排煙口 12排空；在所述排煙管道15內(nèi)設(shè)置有兩根長(zhǎng)方體的空氣預(yù)熱器11 ;所述空氣預(yù)熱器11穿過排煙管道15與空氣進(jìn)氣裝置連接；所述翅片直管兩端分別為前水母管I與后水母管9，后水母管9中設(shè)置有隔板18，隔板18將后水母管9分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束4的小部分翅片直管以及所述排煙管道15的翅片直管，到達(dá)前水母管1，然后水流再通過所述翅片直管束4的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管9的出水區(qū)域。圖16是本發(fā)明還一個(gè)實(shí)施例中帶有三個(gè)空氣預(yù)熱器的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的右視結(jié)構(gòu)不意圖。在這一實(shí)施例中，燃燒器6位于殼體3上部,燃燒器6周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束4，燃燒器6下方設(shè)置有由殼體3與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管8組成的排煙管道15，排煙管道15通過排煙口 12排空；在所述排煙管道15內(nèi)設(shè)置有三根長(zhǎng)方體的空氣預(yù)熱器11 ;所述空氣預(yù)熱器11穿過排煙管道15與空氣進(jìn)氣裝置連接。綜上，本發(fā)明從研究如何改進(jìn)傳熱面結(jié)構(gòu)出發(fā)，增大換熱面積以提高換熱效率。其采用內(nèi)折翅片直管做為強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的基本元件，強(qiáng)化了煙氣側(cè)的換熱，同時(shí)也使整個(gè)換熱器體積進(jìn)一步減少。通過外導(dǎo)流板5和內(nèi)導(dǎo)流板7的導(dǎo)向設(shè)計(jì)，使得煙氣的流動(dòng)路徑緊貼翅片管，進(jìn)一步加強(qiáng)換熱，明顯改善殼程流體流速分布，減小煙氣流的“死區(qū)”或“短路”現(xiàn)象。并且發(fā)明將空氣預(yù)熱器11巧妙地結(jié)合在換熱器中，通過實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)在冬天室外空氣達(dá)到-20°C以下，利用煙氣余熱提高進(jìn)入爐膛的空氣溫度同時(shí)進(jìn)一步降低排煙溫度，使得效率達(dá)到98%以上。同時(shí)，本發(fā)明對(duì)關(guān)鍵零部件模塊化設(shè)計(jì)，易于批量化生產(chǎn)，降低換熱器的生產(chǎn)難度,節(jié)約生產(chǎn)成本。應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，包括殼體(3),設(shè)置于殼體(3)內(nèi)的燃燒器(6)與復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管，殼體(3)上設(shè)置有進(jìn)水口(14)、出水口(13)及排煙口(12)，燃燒器(6)與空氣及燃?xì)膺M(jìn)氣裝置連接，其特征在于燃燒器(6)位于殼體(3)上部，燃燒器(6)周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束(4)，燃燒器(6)下方設(shè)置有由殼體(3)與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管(8)組成的排煙管道(15)，排煙管道(15)通過排煙口(12)排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管(I)與后水母管(9)，后水母管(9)中設(shè)置有隔板(18)，隔板(18)將后水母管(9)分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入一部分翅片直管，到達(dá)前水母管(I )，然后水流再通過另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管(9)的出水區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述后水母管(9)中設(shè)置有隔板(18)，隔板(18)將后水母管(9)分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束(4)的小部分翅片直管以及所述排煙管道(15)的翅片直管，到達(dá)前水母管(1)，然后水流再通過所述翅片直管束(4)的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管(9)的出水區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述后水母管(9)中設(shè)置有隔板(18)，隔板(18)將后水母管(9)分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道(15)的翅片直管的直徑相同，所述進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量與出水區(qū)域的翅片直管的數(shù)量相等；或者所述圓周均布的翅片直管與構(gòu)成排煙管道(15)的翅片直管的直徑不相同，所述進(jìn)水區(qū)域的翅片直管的截面積之和與出水區(qū)域的翅片直管的截面積之和相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于對(duì)所述緊密排列的翅片直管相鄰的翅片進(jìn)行折彎或擠壓處理，翅片管兩側(cè)翅片呈一定角度內(nèi)折，翅片管所形成的兩個(gè)內(nèi)折面是平行的或呈現(xiàn)一定角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述燃燒器(6)周圍由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密排列組成的翅片直管束(4)的外側(cè)設(shè)置有外導(dǎo)流板(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述外導(dǎo)流板(5)為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管外側(cè)貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與外導(dǎo)流板(5)的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述燃燒器(6)下方組成排煙管道(15)的翅片直管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)流板(7)，所述內(nèi)導(dǎo)流板(7)為截面為帶有弧度的“V”型長(zhǎng)條狀導(dǎo)流板，與翅片直管貼合，緊密排列的翅片直管的相鄰處與內(nèi)導(dǎo)流板(7 )的導(dǎo)流口相互錯(cuò)開。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述排煙管道(15)內(nèi)設(shè)置有空氣預(yù)熱器(11);所述空氣預(yù)熱器(11)穿過排煙管道(15)與空氣進(jìn)氣裝置連接；所述排煙口(12)為四通式排煙口(12)，其上端為排煙口(12)，其下端為冷凝水出口(16)，中部為空氣預(yù)熱器(11)的空氣進(jìn)口(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于所述排煙管道(15)內(nèi)的空氣預(yù)熱器(11)為一根或多根長(zhǎng)方體或圓柱形空氣進(jìn)氣管。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，其特征在于燃燒器(6)位于殼體(3)下部，燃燒器(6)周圍同軸安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束(4)，燃燒器(6)上方設(shè)置有由殼體(3)與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管(8)組成的排煙管道(15)，排煙管道(15)通過排煙口( 12)排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管(I)與后水母管(9)，后水母管(9)中設(shè)置有隔板(18)，隔板(18)將后水母管(9)分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入所述翅片直管束(4)的小部分翅片直管以及所述排煙管道(15)的翅片直管，到達(dá)前水母管(I )，然后水流再通過所述翅片直管束(4)的另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管(9)的出水區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器，包括殼體、燃燒器與復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管，燃燒器位于殼體上部，燃燒器周圍安裝有一組由復(fù)數(shù)個(gè)翅片直管緊密圓周均布的翅片直管束，燃燒器下方設(shè)置有由殼體與復(fù)數(shù)個(gè)緊密排列翅片直管組成的排煙管道，排煙管道通過排煙口排空；所述翅片直管兩端分別為前水母管與后水母管，后水母管中設(shè)置有隔板，隔板將后水母管分隔為進(jìn)水區(qū)域與出水區(qū)域；水流通過進(jìn)水區(qū)域進(jìn)入一部分翅片直管，到達(dá)前水母管，然后水流再通過另一部分翅片直管進(jìn)入后水母管的出水區(qū)域。本發(fā)明采用內(nèi)折翅片直管做為強(qiáng)制翅片直管冷凝供熱換熱器的基本元件，顯著提高了換熱效率。
文檔編號(hào)F24H8/00GK102901221SQ20121035355
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者崔樹慶 申請(qǐng)人:蘇州成強(qiáng)換熱器有限公司