[发明专利]一种分流竖置缝隙式冷凝换热器

说明书

技术领域

本发明属于换热器领域，具体涉及一种应用于燃油或燃气热水器、壁挂锅炉上的分流竖置缝隙式冷凝换热器，该换热器用于烟气与水的换热，为供暖和(或)生活提供热水。

背景技术

燃料的热值分为高热值和低热值，前者是燃料的燃烧热和水蒸气的冷凝热的总数，即燃料完全燃烧时所放出的总热量，后者仅是燃料的燃烧热，即由总热量减去冷凝热的差数。与非冷凝式换热器相比，冷凝式换热器既能吸收燃烧热，又能吸收冷凝热，使其热效率得到极大的提升。

由于冷凝式换热器热效率高，近年来在燃气热水器和壁挂锅炉上得到广泛的应用。如何进一步降低燃气热水器的排烟温度，提高换热平均温差，获得更高的换热效率，是冷凝式换热器的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑，换热效率高的分流竖置缝隙式冷凝换热器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括带有烟气出口、排水口及水出口连接孔的换热器壳体，安装在换热器壳体上端的用于安装燃烧器的前盖板，换热器壳体内安装有换热器芯体，换热器芯体由多个竖置扇形单元组成，且各竖置的扇形单元内部为分格结构，沿径向将扇形单元内部划分为多层通道，相邻两竖置扇形单元间留有烟气缝隙，换热器壳体下端设置有与水出口连接孔相连的出口水箱，换热器壳体与前盖板之间设置有带有水入口连接孔的入口水箱，所述的入口水箱、出口水箱分别与扇形单元相连通，出口水箱与扇形单元内侧包围的空间为燃烧室，扇形单元与换热器壳体之间的空间为集烟室，燃烧室与集烟室通过烟气缝隙相连通。

所述的烟气缝隙的间隙为0.5~1mm。

所述的扇形单元内部为分格结构，沿径向将扇形单元内部划分为单元内外层水通道、单元内中层水通道和单元内内层水通道。

所述的竖置扇形单元的数量为16~24。

所述的水入口连接孔与水出口连接孔在垂直方向沿对角线布置。

本发明采用分流竖置缝隙结构，实现了多层叉流换热，使换热效率得到进一步提升。燃烧器燃烧后产生的烟气沿径向通过换热器扇形单元的竖置间隙，被加热工质水由轴向从换热器扇形单元内部流过，且在每个扇形单元内为分层流动。烟气在缝隙内的流动为层流，由传热理论知，层流条件下Nu数为常数，缝隙尺寸越小，对流换热系数越高，这是因为随着缝隙尺寸的减小，即使为层流，边界层也会变得很薄，边界层内获得极大的温度梯度，从而使通过缝隙的烟气获得极大的换热系数。高温烟气径向通过换热器，温度逐渐降低，故扇形单元里内侧被加热工质水温度最高，外侧被加热工质水温度最低。由于烟气和工质的最低温度均出现在换热器的最外层，从而有效的降低排烟温度，使烟气中的水蒸气尽可能多的发生冷凝，吸收利用更多的冷凝热，提高换热效率。

附图说明

图1是本发明分流竖置缝隙式冷凝换热器主视图；

图2是本发明分流竖置缝隙式冷凝换热器A-A剖视图；

图3是本发明分流竖置缝隙式冷凝换热器C-C剖视图；

图4是本发明分流竖置缝隙式冷凝换热器-换热器芯体主视图；

图5是本发明分流竖置缝隙式冷凝换热器-换热器芯体E-E剖视图。

图中标记：1-烟气出口，2-集烟室，3-换热器芯体，4-入口水箱，5-前盖板，6-燃烧器连接螺纹孔，7-水入口连接孔，8-出口水箱，9-烟气缝隙，10-单元内外层水通道，11-单元内中层水通道，12-单元内内层水通道，13-水出口连接孔，14-换热器壳体，15-扇形单元，16-燃烧室，17-排水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1-5，本发明包括带有烟气出口1、排水口17及水出口连接孔13的换热器壳体14，安装在换热器壳体14上端的用于安装燃烧器的前盖板5，换热器壳体14内安装有换热器芯体3，换热器芯体3由数量为16~24个竖置扇形单元15组成，且各竖置的扇形单元15内部为分格结构，沿径向将扇形单元内部划分为单元内外层水通道10、单元内中层水通道11和单元内内层水通道12，相邻两竖置扇形单元15间留有间隙为0.5~1mm的烟气缝隙9，换热器壳体14下端设置有与水出口连接孔13相连的出口水箱8，换热器壳体14与前盖板之间设置有带有水入口连接孔7的入口水箱4，所述的入口水箱4、出口水箱8分别与扇形单元5相连通，出口水箱8与扇形单元12内侧包围的空间为燃烧室16，扇形单元15与换热器壳体14之间的空间为集烟室2，燃烧室16与集烟室2通过烟气缝隙9相连通。