[实用新型]一种“篓”状三维变空间冷凝式燃气热水炉

说明书

本实用新型提供一种“篓”状三维变空间冷凝式燃气热水炉，主要由热水炉壳体、“篓”状三维变空间换热芯、导流筒、隔断层和燃烧机组成，其中换热芯由单层或多层的“篓”状盘管组成，并由进水集管与出水集管连接，“篓”状盘管由三维变空间管制作而成，燃烧机生成的高温烟气进入“篓”状三维变空间换热芯与管内介质进行高效热交换。采用这种三维变空间变截面的“篓”状换热芯，可以有效地提升燃气热水炉换热器的换热系数，从而提高热水炉的换热效率，有利于缩小热水炉的总体积，减轻重量，节省材料，降低成本。另外，便于清灰清垢，延长维护周期。

技术领域

本实用新型涉及热水炉技术领域，具体涉及一种“篓”状三维变空间冷凝式燃气热水炉。

背景技术

在现有技术中，普通冷凝式燃气热水炉由燃烧器、盘管换热芯和壳体等部件组成。盘管换热芯采用圆形基管压制成扁管，然后绕成螺旋状的盘管。扁管状盘管水平布置，燃烧器水平布置于盘管形成的圆筒轴向，当经过预混的天然气通过进气管道进入燃烧器燃烧后产生的高温烟气沿着径向横向冲刷穿过盘管的方式对管内的介质进行加热，再通过盘管与壳体之间的流通通道进行汇集后从设置于顶部的烟气出口排出。

该类型的热水炉存在的致命的技术问题：

其一，高温烟气与介质水进行热量交换时，呈交叉流的方式，热交换温差小，无法最大限度发挥高温流体与低温流体的热交换的驱动力。其二，由于烟气沿着筒状盘管的径向流动，因此筒状侧面的缝隙就是其流动截面积。该面积对于对应的烟气量显得太大，造成了烟气流速过慢，换热效率过低，无法满足冷凝式炉子的技术要求。其三，扁管盘管是通过定距装置来保证盘管的扁管间距，该距离太小，并且间隙还十分不均匀，加上是简单的一维结构通道结构，使得烟气经过冷凝后析出的硫化物组织会造成管间隙通道的严重堵塞而失效，引起重大技术事故。其四，由于其不合理的结构造成烟气流场严重不均匀，偏流情况严重，水平布置的盘管下半部几乎无参与热交换，利用率很低，严重影响换热效果。其五，盘管是由普通扁管构成，没有经过深度强化手段，换热元件的换热系数过低。

实用新型内容

针对上述待解决的技术问题，本实用新型提供一种“篓”状三维变空间冷凝式燃气热水炉，采用“篓”状三维变空间变截面换热芯，改善烟气侧和水侧的流场，提高流场维度，烟气流道和水流道呈三维变空间变截面流动模式，提高换热元件的换热系数和热交换温差，并且使得流场均匀，不存在流动死角，不易结垢，容易清洗，提高维护周期。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种“篓”状三维变空间冷凝式燃气热水炉，包括热水炉壳体及设置在热水炉壳体内的“篓”状三维变空间换热芯、导流筒、隔断层和燃烧机；

“篓”状三维变空间换热芯由单层或多层的“篓”状盘管组成，“篓”状盘管由三维变空间管绕制而成，两端分别与进水集管和出水集管连接；

导流筒为圆锥管状结构，隔断层为圆台状结构，隔断层同轴设置导流筒中，构成沿轴向内径依次缩小的环形换热室，“篓”状三维变空间换热芯安装在环形换热室中，环形换热室内径较大的一端为进气端，内径较小的一端为排气端；

燃烧机靠近环形换热室进气端布置，生成的高温烟气进入“篓”状三维变空间换热芯与管内介质进行热交换。

本实用新型的燃气热水炉，采用三维变空间变截面的“篓”状换热芯，“篓”状换热芯采用高效换热异型管，可以大幅度提高换热芯的换热效率，进而提高热水炉的换热效率，有利于缩小热水炉的总体积，减轻重量，节省材料，降低成本。

本实用新型的“篓”状换热芯，可以同时实现径向和轴向的变空间结构，均匀化烟气流场。

本实用新型的“篓”状换热芯，将一维流动模式转化为三维流动模式，提高维度可以消除流动死区及涡流点，且增大换热元件之间的流道尺寸，杜绝结垢，便于清灰清垢，延长维护周期。