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一種冷凝式換熱板片及其應用的冷凝換熱器的製造方法

2023-10-05 03:28:04

一種冷凝式換熱板片及其應用的冷凝換熱器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種冷凝式換熱板片及其應用的冷凝式換熱器,換熱板片內部分隔形成若干平行的弧形過水通道,換熱板片內部上下兩端分別設有與進水管和出水管連接的接管口,接管口的位置設有過水孔,與過水孔連通的換熱板片內腔兩端分別設置有集水空間與所有過水通道連通,換熱板片外部兩面均設有肋片;冷凝換熱器由若干片換熱板片並列組合而成,其煙氣管路為相鄰換熱板片外部的肋片圍成的板間間隙,過水管路為換熱板片內部的過水通道,換熱板片底部的下降管圍成的空間為燃燒室。本實用新型的換熱板片採用鑄鋁合金壓鑄成型,具有耐熱性好,密封性強的優點,能夠很好兼顧耐蝕性、良好的傳熱性和製造工藝之間的平衡,有效減少了散熱損失,提高換熱效率。
【專利說明】一種冷凝式換熱板片及其應用的冷凝換熱器

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於冷凝換熱【技術領域】,具體涉及一種冷凝式換熱板片及其應用的冷凝換熱器。

【背景技術】
[0002]傳統壁掛爐的排煙溫度一般在180°C左右,其中含有大量水蒸氣,如進一步降低排煙溫度並對水蒸氣凝結熱進行回收利用,壁掛爐的熱效率將顯著提高,理論證明其熱效率可高達111% (以低位發熱量為基準)。因此,冷凝技術應用而生。同時研究發現,在煙氣冷凝時,煙氣中S0X、NOx幾乎可以完全溶於冷凝水中,使排入大氣中的有害物質大大減少。由此可見,採用冷凝式換熱裝置的鍋爐對節能環保具有非常重要的意義。
[0003]目前冷凝換熱器主要分為銅製和不鏽鋼材質兩大類,且主要是在傳統壁掛爐內,在不改變主換熱器結構的情況下增加一個能夠使煙氣冷凝的冷凝換熱器。銅製換熱器雖傳熱性好,但抗蝕性差、成本較高;不鏽鋼製換熱器雖成本較低,有一定的抗蝕性,但傳熱性差、焊接工藝要求高,整體工藝要求嚴格。同時,傳統的冷凝換熱器結構複雜,製造工藝要求高,並且冷凝換熱效果不明顯。
實用新型內容
[0004]本實用新型解決的技術問題是:提出一種新型的冷凝式換熱板片及其應用的冷凝換熱器,以解決現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、穩定性差、成本較高等問題。
[0005]本實用新型採用如下技術方案實現:一種冷凝式換熱板片,所述換熱板片內部通過分隔板分隔形成若干平行的弧形過水通道,所述換熱板片內部上下兩端分別設有與進水管和出水管連接的接管口,所述接管口的位置設有過水孔,所述過水孔連通的換熱板片內腔兩端分別設置有集水空間與所有過水通道連通;所述換熱板片外部兩面均設有肋片。
[0006]進一步的,所述肋片採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——對應。
[0007]進一步的,所述換熱板片的外部兩面均橫置有冷凝液集水槽,所述冷凝液集水槽的端部設有冷凝液下水管。
[0008]進一步的,所述換熱板片的底部兩側為下降管,其內部與集水空間連通,所述下降管的底端設有接管口和過水孔。
[0009]在本實用新型中,所述換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均採用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
[0010]本實用新型還包括一種由上述冷凝式換熱板片並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,過水管路為換熱板片內部的過水通道,所述換熱板片底部的下降管圍成的空間為燃燒室,所述冷凝換熱器的頂部設有進水管與換熱板片頂部的過水孔並聯連通,底部設有出水管與換熱板片底部的過水孔並聯連通。換熱板片內的過水通道內自上而下流通水;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流通,將熱量傳遞板片內的水,冷、熱兩股流質反向流通,形成逆流換熱,吸收熱量後的水沿下降管和出水管回收。
[0011]進一步的,所述換熱板片的冷凝液集水槽通過與冷凝液下水管並聯的冷凝液排液管相互連通。高溫煙氣流過換熱板片表面溫度降低,在經過換熱板片頂部時,蒸氣潛熱通過板片傳遞給水,煙氣蒸氣凝結,形成的冷凝水沿肋片流至冷凝液集水槽內,並通過冷凝液排液管回收。
[0012]進一步的,所述進水管並聯連通兩根進水分管,所述進水分管與換熱板片頂部的接管口焊接連通。
[0013]進一步的,所述出水管並聯連通兩根出水分管,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]本實用新型專利的有益效果如下:(I)換熱板片側邊及分隔板和肋板採用弧線形,能夠有效增加換熱行程,增強煙氣擾動,提高換熱效率;(2)燃燒室外側被換熱板片的下降管包圍,使得其內部流通的水充分吸收燃燒室內的熱輻射;(3)換熱板片採用壓鑄鋁合金製造工藝一次成型,外部肋片和內部無焊接,耐熱性好,密封性強;(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,可有效減少機體散熱損失並節省空間;(5)高溫煙氣在有低肋片的窄間距平板間對流換熱,換熱量大而充分,使煙氣快速冷凝,增強換熱效果;(6)水在換熱板內過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,本實用新型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、良好的傳熱性和製造工藝之間的平衡,有效減少了散熱損失。
[0016]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型中的冷凝換熱器的立體示意圖。
[0018]圖2為本實用新型中的冷凝換熱器的內部過水管路示意圖。
[0019]圖3為本實用新型中的冷凝換熱器的側視圖,為圖2中的A向截面示意圖,為本實用新型中的水、氣逆流換熱的示意圖。
[0020]圖4為本實用新型中的冷凝式換熱板片的立體示意圖。
[0021]圖5為本實用新型中的冷凝式換熱板片的側視圖,突出顯示冷凝液集水槽的位置。
[0022]圖6為本實用新型中的冷凝液集水槽及其周邊換熱板片內部結構示意圖。
[0023]圖7為本實用新型中的換熱板片下部的集水空間的內部剖視圖。
[0024]圖中標號:1、進水管,2、進水分管,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、過水通道,4-3、分隔板,4-4、肋片,4-5、接管口,4-6、過水孔,4-7、冷凝液下水管,4-8、集水空間。

【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]參見圖4到圖7,換熱板片4內部通過分隔板4-3分隔形成的若干平行的弧形過水通道4-2,換熱板片4內部上下兩端分別設有與進水管和出水管連接的接管口 4-5,接管口4-5的位置設有過水孔4-6,過水孔4-6連通的換熱板片內腔兩端分別設置有集水空間4-8與所有過水通道連通;換熱板片4外部兩面均設有肋片4-4。
[0027]具體參見圖4,肋片4-4採用與換熱板片內部的分隔板4-3形狀相同的弧形肋片,其位置與分隔板的位置一一對應。
[0028]參見圖4至圖6,換熱板片4的外部兩面均橫置有冷凝液集水槽4-1,冷凝液集水槽4-1的端部設有冷凝液下水管4-7。
[0029]參見圖4和圖7,換熱板片4的底部兩側為下降管9,其內部與集水空間4_8連通,下降管9的底端設有接管口 4-5和過水孔4-6。
[0030]換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均採用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
[0031]實施例2
[0032]結合參見圖1至圖3,一種由實施例1中的冷凝式換熱板片並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,過水管路為換熱板片4內部的過水通道4-2,相鄰換熱板片4之間留有一定間隙,整個換熱器兩側採用鋁皮封閉,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有進水管I與換熱板片4頂部的過水孔並聯連通,底部設有出水管8與換熱板片底部的過水孔並聯連通。進水管7並聯連通兩根進水分管2,進水分管2與換熱板片4頂部的接管口焊接連通。出水管8並聯連通兩根出水分管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通過與冷凝液下水管4-7並聯的冷凝液排液管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水分管和出水分管連成一體,結構緊湊、牢固。高溫煙氣流過換熱板片表面溫度降低,在經過換熱板片頂部時,蒸氣潛熱通過板片傳遞給水,煙氣蒸氣凝結,形成的冷凝水沿肋片流至冷凝液集水槽內,並通過冷凝液排液管回收。
[0033]水從進水管I進入後分流到進水分管2,再流入換熱板片4內的過水通道,在換熱板片內自上而下流動,水在換熱板底部集水空間4-8匯集,再分流至兩側下降管9,下降管中的水流入出水分管6後,經過出水管8流出。燃氣在燃燒室7燃燒產生高溫煙氣並向周圍空間輻射,之後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,高溫煙氣與換熱板片的水發生強對流換熱後溫度降低,換熱板片表面布置的多條肋片進一步強化了對流換熱,經冷卻的煙氣在換熱板片4上部溫度降到其露點,發生蒸氣凝結,釋放汽化潛熱,發生冷凝後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冷凝液集水槽4-1,之後匯集到冷凝排液管3排出,整個過程換熱板片內的水不斷吸熱溫度升高。
[0034]整個過程中,水從冷凝換熱器頂部左端進入,沿過水管路自上而下流動,從冷凝換熱器的底部右側流出;煙氣從燃燒室腔進入換熱板片間隙,將熱量通過換熱板片傳遞給水,溫度不斷下降並在上部發生冷凝,冷凝後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實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本實用新型可以不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理,在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下,本實用新型還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種冷凝式換熱板片,其特徵在於:所述換熱板片內部通過分隔板分隔形成若干平行的弧形過水通道,所述換熱板片內部上下兩端分別設有與進水管和出水管連接的接管口,所述接管口的位置設有過水孔,所述過水孔連通的換熱板片內腔兩端分別設置有集水空間與所有過水通道連通;所述換熱板片外部設有肋片。
2.根據權利要求1所述的一種冷凝式換熱板片,其特徵在於: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應。
3.根據權利要求2所述的一種冷凝式換熱板片,其特徵在於:所述換熱板片的外部兩面均橫置有冷凝液集水槽,所述冷凝液集水槽的端部設有冷凝液下水管。
4.根據權利要求3所述的一種冷凝式換熱板片,其特徵在於:所述換熱板片的底部兩側為下降管,其內部與集水空間連通,所述下降管的底端設有接管口和過水孔。
5.根據權利要求4所述的一種冷凝式換熱板片,其特徵在於:所述換熱板片及其外部的肋片和冷凝液集水槽均採用鑄鋁合金壓鑄一體成型。
6.一種由若干片權利要求1-5中的冷凝式換熱板片並列組合而成的冷凝換熱器,其特徵在於: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,過水管路為換熱板片內部的過水通道,所述換熱板片底部的下降管圍成的空間為燃燒室,所述冷凝換熱器的頂部設有進水管與換熱板片頂部的過水孔並聯連通,底部設有出水管與換熱板片底部的過水孔並聯連通。
7.根據權利要求6所述的冷凝換熱器,其特徵在於:所述換熱板片的冷凝液集水槽通過與冷凝液下水管並聯的冷凝液排液管相互連通。
8.根據權利要求7所述的冷凝換熱器,其特徵在於:所述進水管並聯連通兩根進水分管,所述進水分管與換熱板片頂部的接管口焊接連通。
9.根據權利要求8所述的冷凝換熱器,其特徵在於:所述出水管並聯連通兩根出水分管,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】F24H9/00GK203928848SQ201420319500
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】李德忠, 何娜萍, 劉志強 申請人:中南大學

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