[发明专利]燃气炉及其热交换器组件

说明书

技术领域

本发明涉及燃气设备技术领域，更具体地说，是涉及一种应用于燃气炉内的热交换器组件及应用该热交换组件的燃气炉。

背景技术

现有技术中，采暖用强制通风式燃气炉通常包括燃烧器组件、热交换器组件、冷凝式二级热交换器、烟气排放系统以及送风风机。其工作原理是：天然气、石油气等气体燃料输送到燃烧器组件，经燃烧器内点火系统点燃后在热交换器组件内燃烧，烟气在热交换器组件内由进口流向出口，将燃烧产生的烟气热量传给沿热交换器外表面流动的采暖空气，并避免将燃烧水汽冷凝在热交换器内表面。当烟气温度降至一定值后，烟气进一步被引导通过冷凝器，将剩余的烟气能量包括冷凝燃烧水汽的相变热传给通过燃气炉的采暖空气。烟气完成该传热过程后由排放系统排到室外。而送风风机则强迫采暖空气流通过燃气炉，将从换热器组件和冷凝器表面获得的热量输送到用户环境中。

而传统的热交换器组件一般有两种：一体式弯管换热管组件和合壳式换热器组件。一体式弯管换热管组件通常采用机械折弯的方法将镀铝钢管折弯成带有多个直管段和弯管段的呈盘形的管件，再将多根成形后的换热管件并列固定在进出口的固定端板上组成换热管组件。而进口端板与换热管衔接的开口与燃烧器烧嘴对应，运行时吸入燃烧气体。这种一体式弯管换热管组件中，由于换热管件的管径须满足燃烧空间及传热表面积的要求，其管径通常较粗，折弯时会在弯管的外圆弧表面造成金属晶格的拉伸，而内折弯处造成对材料的挤压。制造中为保持弯管段的圆形截面形状，常须将弯管内形成多道皱纹。故受钢管延展性和耐挤压性能的限制，换热管件的回转半径往往设计得比较大，不利于燃气炉产品的低矮化设计以便提高运输及安装过程的费效比和空间的占用率。而且这种结构中，换热管的传热效率沿烟气流动方向逐渐降低，为了提高换热效率，有的厂家常将管件局部压扁或布置凹点以强化烟气侧的传热效率，但这样会损坏管件表面镀层，在燃气炉运行中造成局部热点导致材料的氧化锈蚀，缩短产品使用寿命。而合壳式换热器虽然易于对烟气流道截面形状按照传热需求作相应改变，适合批量化生产的优点，但是其设计不易，开发过程长，而且模具成本和工艺要求也高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术之缺陷，提供一种易于加工、组装方便且结构紧凑的热交换器组件及采用这种换热器组件的燃气炉。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种热交换器组件，包括相互间隔叠设的至少三排换热管以及至少二换热壳体，所述至少三排换热管通过所述至少二换热壳体依次首尾连接，整体构成盘旋状烟气通道。

具体地，所述换热壳体包括底壳及罩设于该底壳上的壳罩，该底壳与对应的相邻两排换热管的一端连接，该两排换热换穿过底壳并通过壳罩与底壳形成的空间相互连通。

具体地，所述壳罩具有可供烟气分流换向的隆拱面，各壳罩的隆拱面的隆拱度不同。

进一步地，各所述壳罩的隆拱面形状不同。

进一步地，所述各排换热管均包括至少一根换热管。

进一步地，所述各排换热管中第一排换热管的数量为N，第二排换热管的数量为N+1，第三排换热管的数量为2N+1，第四排换热管的数量为4N+2，以此类推。

具体地，所述换热管为三排，其中上排换热管的两端口与中排换热管的两端口沿采暖空气流动方向分别错开设置，中排换热管的两端口与下排换热管的两端口部分错开设置、部分对齐设置。

具体地，各所述换热管均为圆柱状中空管，不同排换热管的管径不同。

优选地，相邻上、下两排所述换热管的管径之比为1.0-1.5。

或者，各所述换热管为椭圆柱状中空管，不同排换热管的横截面面积不同。

优选地，所述椭圆柱状中空管截面椭圆的长轴长度和短轴长度之比至少为1.2，且相邻上、下两排所述换热管的截面椭圆的长轴长度和短轴长度之比为1.0-1.5。

优选地，所述各排换热管的长度与各排换热管叠设的高度之比大于2.0。

优选地，自第一排换热管以下的各排换热管内置扰流器，各所述扰流器长度与其所在的换热管长度之比不超过0.8。

本发明还提供了一种燃气炉，包括炉体、设于所述炉体内的燃烧器组件、与所述燃烧器组件出口端连接的热交换器组件、与所述热交换器组件连接的冷凝器、设于所述冷凝器下方的送风风机组件以及设于所述冷凝器一侧的排烟风机组件，所述热交换器组件具有上述的结构。