一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法和裝置的製作方法

2023-11-10 07:26:27 1

專利名稱：一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法和裝置的製作方法
一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法和裝置本發明涉及一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法和裝置。 目前市場上冷凝式燃氣熱水器普遍採用以冷凝式熱交換器為中心的冷凝水分離 和收集方式引風機一般設計在高溫煙氣端，水與幹煙氣在通過冷凝式熱交換器的過程中 逐步分離；這一結構中存在如下缺點引風機工作介質為高溫達200°C的煙氣；冷凝水收集 罐、冷凝式熱交換器內相對大氣為正壓；冷凝式熱交換器與主熱交換器空間上分離。因此， 傳統冷凝熱水器普遍存在引風機因高溫損壞率較高、冷凝式熱交換器漏水、產品體積大等 問題，並長期得不到較好解決。本發明目的是提供了將引風機設置在冷凝式熱交換器後端，並且將冷凝器與風機 水平排列，從而大大的降低了引風機的工作環境溫度，同時使得冷凝水收集罐、冷凝式熱交 換器能在相對大氣為負壓下工作，較好的解決了冷凝水洩漏的難題的一種燃氣熱水器阻尼 式冷凝水分離的裝置。本發明另一目的是提供將引風機設置在冷凝式熱交換器後端，從而大大的改善了 引風機的工作環境，同時使得冷凝水收集罐、冷凝式熱交換器能在相對大氣為負壓下工作 以解決冷凝水洩漏的難題的一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離的方法。為了解決上述存在的問題，本發明採用了下列技術方案一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，包括冷凝式熱交換器1、冷凝水收集罐 2、引風機3、高溫溼煙氣通道5和排煙管6，冷凝式熱交換器1安裝在高溫溼煙氣通道5出 口端，冷凝式熱交換器1 一側的出口 11與引風機3進風口之間還設有氣流減速器4，氣流減 速器4上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離的氣流通道41，氣流通道41內設有 壓差發生孔板42，壓差發生孔板42上有供氣流通過的通孔421，冷凝水收集罐2位於冷凝 式熱交換器1下方，冷凝水收集罐2上設有與氣流通道41進氣端底部連通的冷凝水管21 和與引風機3進風口連通的壓差連通管22，使得冷凝後水在重力和冷凝水管21進口端的負 壓抽吸力作用下滴落到冷凝水管21後導入冷凝水收集罐2內，而幹煙氣在引風機3內被再 次加速後經排煙管6排放。如上所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於通孔421為垂直於 壓差發生孔板42的任意形狀和任意錐度的通孔或加長孔，通孔421有多個，多個通孔421 均布在壓差發生孔板42上。如上所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於冷凝式熱交換器1 的底部設有防止冷凝水回落入高溫溼煙氣通道5內的斜線，斜線靠近氣流通道41 一端較 低，使熱交換片12上的水沿著這條線流向冷凝水管21。如上所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於冷凝水收集罐2底部設有防漏風門23和冷凝水排洩管24。如上所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於冷凝式熱交換器1、 氣流減速器4和引風機3水平排列，氣流通道41 一端與冷凝式熱交換器1的出口 11對接， 氣流通道41另一端與引風機3進風口對接，壓差發生孔板42為垂直於氣流通道41軸心設 置的豎直板，冷凝水管21和壓差連通管22分別位於壓差發生孔板42下方前後兩側。一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法，包括如下步驟第一步，冷凝含水蒸氣的高溫煙氣用冷凝式熱交換器1冷凝高溫煙氣；第二步，分離水氣在冷凝式熱交換器1 一側的出口 11端設置引風機3和氣流減 速器4，氣流減速器4上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離氣流通道41，氣流通 道41 一端與冷凝式熱交換器1的出口 11對接，氣流通道41另一端與引風機3進風口對接， 引風機3用於向外抽吸氣流通道41內氣體，使得幹煙氣被引風機3再次加速後通過排煙管 6排放；第三步，收集水氣流通道41內設有壓差發生孔板42，壓差發生孔板42上有供氣 流通過的通孔421 ；冷凝水收集罐2上設有與氣流通道41進氣端連通的冷凝水管21和與 引風機3進風口連通的壓差連通管22，使得冷凝後水在重力和冷凝水管21進口端的抽吸力 作用下滴落到冷凝水管21後導入冷凝水收集罐2內。本發明的有益效果是1、在結構上，本發明將冷凝式熱交換器置於引風機的進風口端，並且將冷凝器與 風機沿水平方向排列設置結構，冷凝水通過氣流減速器和負壓吸引方法等設計，優化了整 體結構，在現行同類產品的基礎上使冷凝熱水器產品體積減小，引風機介質工作溫度由 200°C左右降到80°C以下，大大的改善了引風機的工作環境，同時使冷凝水與煙氣分離在氣 流減速器中進行，水氣分離度更好，增加了產品的可靠性和安全性。2、將熱交換片底部設計成一斜線，以便於水滴沿斜線流向冷凝水管，解決了冷凝 水通過熱交換片回落到高溫溼煙氣通道難題。3、冷凝式熱交換器、冷凝水收集罐內相對大氣承受的是負壓，其作用在於有效的 防止冷凝式熱交換器、冷凝水收集罐洩露水，完全克服了現有技術中長期困擾本行業的冷 凝水收集罐、冷凝式熱交換器內相對大氣為正壓時造成的漏水難題。4、冷凝式熱交換器一側的出口與引風機進風口之間還設有氣流減速器，氣流減速 器上設有氣流通道，在這一通道中氣流速度將迅速下降冷凝水滴受到阻尼，在冷凝式熱交 換器與氣流減速器交界面處，由冷凝式熱交換器、氣流減速器的連接共同組成一個氣流速 度衰減界面，冷凝式熱交換器中的冷凝水滴在通過這個界面時突然減速其水平運動動能幾 乎消失，冷凝水在重力加速度作用下濺落到氣流減速器底部冷凝水管處，幹煙氣在引風機 內被再次加速後，通過排煙管排放，氣流通道內設有壓差發生孔板，壓差發生孔板上有供氣 流通過的通孔，當幹煙氣通過壓差發生孔板時在其兩面產生氣壓差，幹煙氣在引風機作用 下首先在壓差發生板兩面形成一個10Pa 30Pa的氣壓差用於冷凝水吸引和收集，從而實 現了水氣分離和冷凝水收集、排放的目的。5、冷凝水收集罐在引風機和壓差發生孔板的共同作用下產生的方向為冷凝水管 到壓差連通管的一個氣壓差，冷凝水管對冷凝水產生吸引力，促使冷凝水流向冷凝水收集 罐中，由於水的比重遠大於氣體，冷凝水收集罐中的冷凝水不會通過壓差連通管流向引風機，當冷凝水收集罐內為負壓時阻風門阻止空氣從冷凝水洩放管倒流到冷凝水收集罐中， 避免降低冷凝水收集罐內的負壓，利於冷凝水收集、洩放正常進行。下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。


圖1為本發明的原理圖；圖2為冷凝式熱交換器橫切面換熱片和水管結構示意圖；圖3為氣流減速器上壓差發生孔板結構示意圖。如圖1、2和3所示，一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，包括冷凝式熱交換器 1、冷凝水收集罐2、引風機3、高溫溼煙氣通道5和排煙管6，冷凝式熱交換器1安裝在高溫 溼煙氣通道5出口端，冷凝式熱交換器1 一側的出口 11與引風機3進風口之間還設有氣流 減速器4，氣流減速器4上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離的氣流通道41，氣 流通道41使冷凝後氣流減速，氣流通道41內設有壓差發生孔板42，壓差發生孔板42上有 供氣流通過的通孔421，氣流通過通孔421時在其兩邊產生氣壓差；冷凝水收集罐2位於冷 凝式熱交換器1下方，冷凝水收集罐2上設有與氣流通道41進氣端底部連通的冷凝水管21 和與引風機3進風口連通的壓差連通管22，使得冷凝後水在重力和冷凝水管21進口端的負 壓抽吸力作用下滴落到冷凝水管21後導入冷凝水收集罐2內，而幹煙氣在引風機3內被再 次加速後經排煙管6排放。其中，冷凝式熱交換器1、氣流減速器4和引風機3沿水平方向排列，氣流通道41 一端與冷凝式熱交換器1的出口 11對接，氣流通道41另一端與引風機3進風口對接，壓差 發生孔板42為垂直於氣流通道41軸心設置的豎直板，冷凝水管21和壓差連通管22分別位 於壓差發生孔板42下方的前後兩側。通孔421為垂直於壓差發生孔板42的任意形狀和任 意錐度的通孔或加長孔，通孔421有多個，多個通孔421均布在壓差發生孔板42上。本發 明優選實施方式中，壓差發生孔板42上通孔421阻力係數設置為0. 5，在壓差發生孔板42 兩面產生一個IOPa 30Pa的氣壓差，也包括能達到冷凝水分離和收集目的的所有參數。冷凝式熱交換器1包括水管13和熱交換片12，熱交換片12的優選方案為其底 部設計為能防止冷凝水回落入高溫溼煙氣通道5內的流線型滴水的斜線，讓從熱交換片12 上垂落的冷凝水流向冷凝水管21。冷凝水收集罐2是一個密閉的殼體，冷凝水收集罐2負責冷凝水的收集和排放，冷 凝水收集罐2底部還設有防漏風門23和冷凝水排洩管24。引風機3可以是交流引風機和直流引風機以及其它氣體加速方法。本發明優選實 施方式中，引風機3包括風輪葉片31、電機32 ；引風機3對空氣產生離心力加速，形成氣體 對流；本發明重點在於以伯努利氣動方程為基礎，以冷凝熱水器為對象，通過氣體通道 面積的變化以改變冷凝水滴與幹煙氣混合物流動的速度，使冷凝水與幹煙氣有效的分離、 達到冷凝水收集排放和煙氣排放的目的。本發明工作過程為引風機3對空氣產生離心力加速，是氣體流動的動力源；煙氣通過冷凝式熱交換器1時，熱交換片12 —方面將煙氣中的熱量傳遞給水管達到對水流加熱 的目的；另一方面使高溫溼煙氣冷卻形成冷凝水和幹煙氣混合物；由於氣流通道41對氣流 的阻尼作用對幹煙氣和水滴的運動速度產生影響，在冷凝式熱交換器1與氣流減速器4交 界面處，冷凝式熱交換器1、氣流減速器4的連接處共同組成一個氣流速度衰減界面，冷凝 式熱交換器1中的冷凝水在通過界面時突然減速而水平運動動能幾乎消失，冷凝水在重力 加速度作用下濺落到冷凝水管21，而冷凝水管21到壓差連通管22有氣壓差，使得冷凝水管 21對冷凝水產生吸引力，促使冷凝水流向冷凝水收集罐2中，由於水的比重遠大於氣體，冷 凝水收集罐2中的冷凝水不會通過壓差連通管22流向引風機3。當冷凝水收集罐2內為負 壓時阻風門23阻止空氣從冷凝水洩放管24倒流到冷凝水收集罐2中，避免降低冷凝水收 集罐2內的負壓。脫水後的幹煙氣則通過氣流減速器4，經引風機3被再次加速後，通過排 煙管6排放，從而實現了水氣分離和冷凝水收集、排放的目的。一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法，包括如下步驟第一步，冷凝含水蒸汽的高溫溼煙氣用冷凝式熱交換器1冷凝含水蒸汽高溫溼 煙氣，為防止冷凝水通過熱交換片12落回到高溫溼煙氣通道5，冷凝式熱交換器1的底部可 以設置為防止冷凝水回落入高溫溼煙氣通道5內的斜線，斜線靠近氣流通道41 一端較低， 使熱交換片12上的水沿著這條線流向冷凝水管21 ；第二步，分離水氣在冷凝式熱交換器1 一側的出口 11端設置引風機3和氣流減 速器4，氣流減速器4上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離氣流通道41，氣流通 道41 一端與冷凝式熱交換器1的出口 11對接，氣流通道41另一端與引風機3進風口對接， 引風機3用於向外抽吸氣流通道41內氣體，氣流減速器4上設有與出口 11對接的氣流通 道41，引風機3用於向外抽吸氣流通道41內氣體，冷卻後的煙氣被分成冷凝水滴和幹煙氣 的混合物，因為氣流通道41的氣體流通面積比冷凝式熱交換器1的出口 11的氣體流通面 積要大得多，根據伯努利方程，冷凝後的冷凝水和幹煙氣的混合物在氣流通道41內的速度 比在冷凝式熱交換器1內要低得多；從而在冷凝式熱交換器1、氣流減速器4的連接處共同 組成一個氣流速度衰減界面，冷凝式熱交換器1中的冷凝水在通過這個界面時突然減速而 使水平運動動力幾乎消失，使得冷凝後水因自重在氣流通道41內垂直滴落，而幹煙氣被引 風機3再次加速後，通過排煙管6排放；第三步，收集水冷凝水收集罐2上設有與氣流通道41進氣端連通的冷凝水管21 和與引風機3進風口連通的壓差連通管22，其中壓差連通管22將幹煙氣在通過壓差發生板 42時，壓差發生孔板42上通孔421在壓差發生孔板42前後兩面產生一個氣壓差傳導到冷 凝水收集罐2的冷凝水管21進口處，水在自重力和冷凝水管21進口端抽吸力雙重作用力 滴落到冷凝水管21後導入冷凝水收集罐2內。冷凝水收集罐2除了負責冷凝水的收集外， 還可在冷凝水收集罐2底部設有防漏風門23和冷凝水排洩管24來實現冷凝水的排放。
權利要求
一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，包括冷凝式熱交換器(1)、冷凝水收集罐(2)、引風機(3)、高溫溼煙氣通道(5)和排煙管(6)，冷凝式熱交換器(1)安裝在高溫溼煙氣通道(5)出口端，其特徵在於所述冷凝式熱交換器(1)一側的出口(11)與引風機(3)進風口之間還設有氣流減速器(4)，氣流減速器(4)上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離的氣流通道(41)，氣流通道(41)內設有壓差發生孔板(42)，壓差發生孔板(42)上有供氣流通過的通孔(421)，所述冷凝水收集罐(2)位於冷凝式熱交換器(1)下方，冷凝水收集罐(2)上設有與氣流通道(41)進氣端底部連通的冷凝水管(21)和與引風機(3)進風口連通的壓差連通管(22)，使得冷凝後水在重力和冷凝水管(21)進口端的負壓抽吸力作用下滴落到冷凝水管(21)後導入冷凝水收集罐(2)內，而幹煙氣在引風機(3)內被再次加速後經排煙管(6)排放。
2.根據權利要求1所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於所述通孔 (421)為垂直於壓差發生孔板(42)的任意形狀和任意錐度的通孔或加長孔，通孔(421)有 多個，多個通孔(421)均布在壓差發生孔板(42)上。
3.根據權利要求1所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於冷凝式熱 交換器(1)的底部設有防止冷凝水回落入高溫溼煙氣通道(5)內的斜線，斜線靠近氣流通 道(41) 一端較低，使熱交換片(12)上的水沿著這條線流向冷凝水管(21)。
4.根據權利要求1所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵在於所述冷凝 水收集罐(2)底部設有防漏風門(23)和冷凝水排洩管(24)。
5.根據權利要求1或2或3或4所述一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離裝置，其特徵 在於所述冷凝式熱交換器(1)、氣流減速器(4)和引風機(3)水平排列，氣流通道(41) 一端 與冷凝式熱交換器(1)的出口(11)對接，氣流通道(41)另一端與引風機(3)進風口對接， 所述壓差發生孔板(42)為垂直於氣流通道(41)軸心設置的豎直板，所述冷凝水管(21)和 壓差連通管(22)分別位於壓差發生孔板(42)下方前後兩側。
6.一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法，其特徵在於包括如下步驟第一步，冷凝含水蒸氣的高溫煙氣用冷凝式熱交換器(1)冷凝高溫煙氣；第二步，分離水氣在冷凝式熱交換器(1) 一側的出口(11)端設置引風機(3)和氣 流減速器(4)，氣流減速器(4)上設有讓冷卻後氣流流速衰減以實現水、氣分離氣流通道 (41)，氣流通道(41) 一端與冷凝式熱交換器(1)的出口(11)對接，氣流通道(41)另一端 與引風機(3)進風口對接，引風機(3)用於向外抽吸氣流通道(41)內氣體，使得幹煙氣被 引風機(3)再次加速後通過排煙管(6)排放；第三步，收集水氣流通道(41)內設有壓差發生孔板(42)，壓差發生孔板(42)上有供 氣流通過的通孔(421)；冷凝水收集罐(2)上設有與氣流通道(41)進氣端連通的冷凝水管 (21)和與引風機(3)進風口連通的壓差連通管(22)，使得冷凝後水在重力和冷凝水管(21) 進口端的抽吸力作用下滴落到冷凝水管(21)後導入冷凝水收集罐(2)內。
全文摘要
本發明涉及一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離方法和裝置，該裝置包括冷凝式熱交換器、冷凝水收集罐、引風機、高溫溼煙氣通道和排煙管，冷凝式熱交換器一側的出口與引風機進風口之間還設有氣流減速器，冷凝水收集罐位於冷凝式熱交換器下方，冷凝水收集罐上設有與氣流通道進氣端底部連通的冷凝水管和與引風機進風口連通的壓差連通管，使得冷凝後水在重力和冷凝水管進口端的負壓抽吸力作用下滴落到冷凝水管後導入冷凝水收集罐內，而幹煙氣在引風機內被再次加速後經排煙管排放。本發明目的是提供大大的降低了引風機的工作環境溫度，較好的解決了冷凝水洩漏的難題的一種燃氣熱水器阻尼式冷凝水分離的方法和裝置。
文檔編號F24H9/00GK101839550SQ201010160390
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者朱鐵九 申請人:中山華帝燃具股份有限公司