[实用新型]烟筒水套换热器

说明书

本设计是一种烟筒型水套换热器的技术改进。

目前广泛流行的烟筒水套换热器、即由二只轴心线重合的薄壁金属圆管构成的夹层水套，是设置在诸如家用水暖炉等多种类型水的加热器上的换热主体。由于高温烟气与烟筒壁面的换热面积小、烟气穿烟筒的轴心部而过，对烟筒壁的加热作用不够强化，因而传热速度慢、热效率低、换热效果有待改善。

由传热学基本理论可知，金属壁面二侧的差温流体的传热，应着重强化放热系数较小的一侧（可见陶文铨主编的《传热学基础》第六章所述）。本设计以挤压成型的内肋铝型管作为烟筒即水套的内层壁，扩大了与烟气换热的面积，并在内肋烟筒的轴心部放置一只下端封闭的薄壁圆管作为中芯管，使烟气只能沿烟筒壁面和肋片间流动，从而强化了对烟筒壁面的对流加热和辐射加热的作用。

本设计的换热器及其与燃气炉头8、燃烧室7等相结合而组成的燃气式热水器具有以下特点：

（1）、圆筒形燃烧室7是薄壁铸铁件，其外壁上制有二只对称的脚板E，E上各制有圆孔H1，用以将7栓结固定在外接壁板上；7的圆筒壁的下部制有几个均布的通孔H2，作为燃气的点火孔和二次进风孔；7的上端口处的内圆柱形壁面M与内肋烟筒1的下端口处的外圆柱形壁面N相紧配；7的内圆柱形壁面的上部制有几只均布筋条K，K的径向末端与中芯管6的下端球形封头的外壁相吻合、从而承托6；7的下端面上制有均布的螺纹孔H4，以栓结燃气炉头8。

（2）、水套换热器的内层壁即烟筒1系挤压成型的内肋铝型管，即在1的内圆柱形壁面上制有若干均匀分布的、与管壁为一体的纵向肋片J，J片的数量和径向高度的设计应兼顾挤压工艺和肋片能径受在换热条件下烟气的高温；烟筒水套的外层壁即薄壁铝圆管2稍短于1，且与1的轴心线重合，其内径稍大于1的外径、两端口稍加缩径、焊接于1的两端口处的外壁上，形成封闭形的间隙即水腔G；在2的下部、上部各制有一圆孔，分别焊接进水管接头3和出水管接头4；2的外壁上制有对称的辅助固定耳5。

（3）、在内肋烟筒1的轴心部放置一只其外径f稍小于J片的径向间距d、纵向高度约同于1、下端封闭、轻体、耐高温（900℃以下）的薄壁圆管作为中芯管6；6的经济的制作材料可以是薄壁铁管，使其具有光滑的能够反射热量的外圆柱形状壁面、该壁面与1的内壁面及若干肋片J构成烟气纵向流动的空间Y，Y空间截面积的总和应满足烟气流量的要求；6的上端是环形圆盘P，其中心小孔H3作为热膨胀气体的溢出孔；6的下端是球形封头Q，其外壁与7的K筋片的径向末端相吻合；从而使6座落在7上。

由本设计的换热器所组成的上述燃气式热水器的工作原理是：可燃气体和空气进入炉头8，径混合后溢入燃烧室7内、被由H2孔进入的火种点燃，二次进风亦由H2孔涌入，以促进充分燃烧；由于6的下端是封闭的，高温烟气只能沿内肋烟筒1的内壁面和肋片J间纵向流动，从而对烟筒壁产生较强烈的对流加热和辐射加热的作用，而废气经1上端的普通圆烟筒9进入烟道；与此同时，冷水或循回水经管接头3进入水腔G，被加热后由出水管接头4入热水管流向所需之处。由于本设计的换热器具有内肋和中芯二项特征，使高温烟气与烟筒壁面有较大的换热面积、并对烟筒壁产生较强烈的对流和辐射加热作用，从而强化了金属壁面二侧烟气与水换热系统中放热系数较小的一侧，因而能够明显地提高热效率、改善换 热效果；本设计还发挥了铝型材挤压工艺成熟、成型规则、壁薄均匀、导热率高、比重小、耐腐蚀、焊接性能较好、机械性能刚韧相兼等综合性优点，为正确使用铝型材开辟了新的途径。

由于本设计的换热器结构轻巧、制作工艺简便，成本较低，可广泛应用于诸如家用水暖炉、热水沐浴器等多种类型的燃气、燃型煤的热水器；若将数只由本设计的换热器所组成的热水器并联使用，可组成能够大量供应热水的简易“锅炉”。

附图1是本设计的换热器的结构示意图和由它等所组成的燃气热水器的结构示意图，图2是图1的A－A剖面图，图3、图4是内肋烟筒1的结构图，图5、图6是中芯管6的结构图，图7、图8是燃烧室7的结构图。图中：

1、内肋铝型管烟筒即水套内层壁

2、水套外层壁圆管

3、进水管接头

4、出水管接头

5、辅助固定耳

6、中芯圆管

7、燃烧室

8、燃气炉头

9、普通烟筒

E、7的固定脚板

K、7内壁上的承托筋片

P：6上端口处的环形盘

Q：6下端的球形封头

H1：E上的螺栓孔

H2：7圆柱壁下部的通孔