专利名称：一种燃气两用炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气两用炉，特别涉及一种采用铜管带式换热器的燃气两用 炉。
背景技术：
燃气两用炉是一种利用燃气燃烧放出的热量来加热水的装置，而现有的燃气两用 炉中的换热器结构基本上都是仿照30年前日本燃气热水器上的设计、改进极少，在30多年 实际使用中已经暴露出其不足，需要改进。现有的燃气两用炉中的换热器，其结构如图1所示，其制作工艺为先在铜片2上冲 孔，然后插入铜管1，经胀管针焊后完成，上述换热器一般称作为平片式肋片管换热器，由铜 片2形成平片式肋片，试验表明现有的这种换热器的吸热强度较低，其主要不足之处表现 为①采用圆形铜管作为水管；已有试验指出，当气流经过平片式肋片与绕流过圆形 铜管后在铜管背风面会产生一个较大的回流区3 (如图2所示)，在回流区内热交换明显减 弱，受热面的吸热明显下降，从而造成对流受热面吸热强度(单位面积的吸热量)下降 ’传 热学的研究也指出，在换热器上存在回流区3对传热是不利的，应尽量减小回流区3的大 小，以加强换热；②平片式肋片的厚度偏厚；现有使用的平片式肋片管换热器，其作为平片式肋片 的铜片2的厚度通常为0. 3mm,但是理论研究指出(如图3所示)最佳的肋片的厚度为 0. 03-0. 2mm ；③平片式肋片的形状；在现有的平片式肋片管换热器上对肋片形状的设计，国内 生产厂家均未作过深入的研究，已有资料指出，肋片高度的选取十分重要，它对肋片吸热强 度有明显影响，现有的设计均需要进一步研究、完善；④没有采用强化传热的异形肋片；已有资料指出，在肋片管换热器上可以采用多 种形式的具有强化传热功能的异形肋片，以进一步提高换热器的吸热强度；以上几个方面暴露出现有的燃气两用炉中的换热器所存在的主要技术缺陷与不 足，需要加以改进；因此，特别需要一种燃气两用炉，解决现有的燃气两用炉中的换热器的 存在的上述问题，有效地加强换热器的吸热强度，提高燃气两用炉的工作效率。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种燃气两用炉，解决现有的燃气两用炉中的换热器 的存在的上述问题，有效地加强换热器的吸热强度，提高燃气两用炉的工作效率，结构简 单、十分实用。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种燃气两用炉，其特征在于，所述燃气两用炉中的换热器由铜管和肋片构成，所 述铜管与肋片互相叠合连接，所述肋片为波带状肋片，所述铜管的一端设置进口，所述铜管 的另一端设置出口。
3[0013] 在本实用新型的一个实施例中，所述铜管与肋片之间采用硬针焊方法互相焊接连 接。在本实用新型的一个实施例中，所述铜管为铜扁管，明显减小气流流过铜管时在 背风面产生的回流区。进一步，所述铜扁管的内部流道的宽度为2. 0-4. 0mm，可以减少铜扁管壁面边界层 的厚度，增强对流换热效果。在本实用新型的一个实施例中，所述肋片的厚度为0.03-0. 2mm，使肋片的吸热强 度达到最大。在本实用新型的一个实施例中，所述肋片的波峰与波谷之间的垂直距离为 10-30mm,所述肋片的相邻波峰之间的间距为l_5mm。在本实用新型的一个实施例中，所述肋片的截面呈矩形、三角形、锯齿形、百叶窗 形等规则或不规则形状，能有效地强化肋片的传热功能。进一步，所述肋片整体呈波纹形。进一步，所述肋片上设置有若干穿孔。在本实用新型的一个实施例中，所述铜管由多排铜管互相串联构成，形成一蛇形 铜管，所述铜管的一端设置进口，所述铜管的另一端设置出口。在本实用新型的一个实施例中，所述铜管由多排铜管互相并联构成，所述铜管的 一端设置有进水分配管，所述铜管的另一端设置出水分配管，所述进水分配管设置有进口， 所述出水分配管上设置有出口。在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的铜管带式换热器可应用于燃气两用 炉。在本实用新型的一个实施例中，本实用新型的铜管带式换热器可应用于燃气两用 炉。本实用新型的燃气两用炉具有如下特点与优点①换热器采用扁形铜管；试验表明，当气绕流过扁管时，在背风面产生的回流区明 显缩小(如图3所示)，铜管表面与带状肋片的吸热便相应增强；②换热器采用厚度仅为0. Imm的带状肋片；理论研究已表明最佳带状肋片厚度为 0. 03-0. 2mm，此时换热器吸热强度最大；③换热器的扁管尺寸与带状肋片形状均经传热过程的数值计算后决定；扁管与带 状肋片间的正确配合必须由换热器的数值计算决定，否则会导致换热器吸热强度下降或出 现管带明显氧化烧损；④换热器采用强化传热的异形带状肋片；采用了具有强化传热功能的异形带状肋 片与平直带状肋片相比能吸收更多的热量。本实用新型的燃气两用炉，其换热器采用波带状肋片与铜管互相叠合构成换热 器，通过改变铜管的形状，肋片的波带形状和肋片的厚度，增强了吸热强度，减小回流区，力口 强了换热器的换热效果，提高燃气两用炉的工作效率，结构简单，十分实用，实现本实用新 型的目的。本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚 地了解。
[0032]图1为现有的燃气两用炉换热器的结构示意图；[0033]图2为换热器采用不同形状的铜管产生的回流区的示意图[0034]图3为肋片的厚度对肋片吸热效率的对应示意图；[0035]图4为本实用新型的燃气两用炉的结构示意图[0036]图5为本实用新型的铜管带式换热器的结构示意图；[0037]图6为本实用新型的铜管与肋片连接的示意图；[0038]图7为本实用新型的铜管的一种设置方式的示意图；[0039]图8为本实用新型的一种肋片的示意图；[0040]图9为本实用新型的一种肋片的示意图；[0041]图10为本实用新型的一种肋片的示意图；[0042]图11为本实用新型的一种肋片的示意图；[0043]图12为本实用新型的一种肋片的示意图；[0044]图13为本实用新型的一种肋片的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。实施例如图4所示，本实用新型的燃气两用炉600，包括密封壳体610，燃烧室620与烟 道系统630 ；在壳体610内有燃烧室620与集烟罩611，在燃烧室620的上方安装有换热器 640和集烟罩611，换热器640由铜管100和肋片200构成，铜管100与肋片200互相叠合 连接，肋片200为波带状肋片，铜管100的一端设置进口 300，铜管的另一端设置出口 400。 (参见图5)在本实用新型中，铜管100为铜扁管，试验表明，当气流绕流过扁管时，在背风面 产生的回流区会明显缩小(如图3所示)，铜管表面与带状肋片的吸热便相应增强；所述铜 扁管的内部流道的宽度为2. 0-4. 0mm，扁管内部流道宽度很小可以减少壁面边界层的厚度， 增强对流换热。在本实用新型中，肋片200的厚度为0. 03-0. 2mm，理论研究已表明最佳带状肋片 厚度为0. 03-0. 2mm，此时换热器吸热强度最大。同时，要实现0. Imm的薄铜带与铜扁管间的互相叠合连接必须采用先进的铜硬针 焊技术，在本实用新型中，铜管100与肋片200之间采用硬针焊方法互相焊接连接(参见图 6)。本实用新型的铜管带式换热器的扁管尺寸与带状肋片形状均经传热过程的数值 计算后决定，扁管与带状肋片间的正确配合必须由换热器的数值计算决定，否则会导致换 热器吸热强度下降或出现管带明显氧化烧损。在本实用新型中，肋片200的波峰与波谷之间的垂直距离为10_30mm，肋片200的 相邻波峰之间的间距为l_5mm。[0053]在本实用新型中，如图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，肋片200的截面呈 矩形、三角形、锯齿形、百叶窗形等规则或不规则形状，能有效地强化肋片的传热功能；肋片 200的截面呈锯齿形时，锯齿的宽度h为0. 005-2mm,肋片200整体也可以呈波纹形，肋片 200上也可以设置有若干穿孔210，通过破坏烟气边界层，边界层厚度减薄，导致传热加强。在本实用新型中，铜管100由多排铜管互相串联构成(参见图5)，形成一蛇形铜 管，铜管100的一端设置进口 300，所述铜管的另一端设置出口 400。
在本实用新型中，铜管100也可由多排铜管互相并联构成(参见图7)，铜管100的 一端设置有进水分配管500，进水分配管500设置有进口 ；同样的，铜管100的另一端设置 出水分配管(图中未示)，所述出水分配管上设置有出口。上述两种设置方式取决于水流经换热器时流动阻力的大小是否超过设计值。集烟罩611上部为梯形的盖帽，盖帽下部为开口的长方形，在集烟罩611的盖帽梯 形的斜边上安装有排风机612，通过排风机612的排风的作用，强行把集烟罩611内的烟气 排出，避免了室外逆风的影响，起到了防倒风的作用，增强了两用炉的安全性能；在排风机 612的下游通过烟道系统630中倾斜的排烟气通道把从集烟罩611内抽出的烟气排向给排 气管631，烟气从给排气管631排向室外。在燃烧室620的底端安装有大气式燃烧器650，该燃烧器650通过燃气通道在集烟 罩611外连接有控制燃烧器开、闭状态的燃气阀651，该燃气阀651又通过控制系统来控制 两用炉的运行状态，在燃气阀651另一端连通有燃气入口 652 ；在集烟罩611内安装的换热 器640，充分吸收燃气烧所产生的高温烟气的热量；在两用炉内还安装有板式换热器660， 该板式换热器660分别通过输水管连通壳体610内的换热器640与板式换热器660连通的 采暖回水管上还安装有循环水泵661，循环水泵661下端连接膨胀水箱670 ；在板式换热器 660与换热器640输水管之间上还安装有三通阀662，并且在板式换热器660面板上开有卫 生热水的出口 663和冷水的进口 664。使用时，燃气经大气式燃烧器650后，点燃并产生高温烟气，高温烟气通过换热器 640后热量被吸收，烟气再由排风机系统中的排风机612送入外壳上端的给排气管631排 出，减少了对空气的污染，达到环保目的。当需要供暖时，控制系统自动检查水压是否正常，并把三通阀662切换至供暖位 置，循环水泵661和排风机612自动开启。待风压开关接通，点火电极点火的同时，燃气阀 651自动打开，火焰感应针检测到火焰，证明大气式燃烧器650点火成功，两用炉进入正常 工作阶段。采暖回水665流向换热器640加热，然后被送到室内的采暖设备(如散热片、地 板辐射供热系统的加热盘管等)。此时采暖水的流向采暖回水665 —膨胀水箱670 —循环 水泵661 —换热器640 —三通阀662 —采暖水出口 666 —散热设备一采暖回水665。大气 式燃烧器650被点燃后，两用炉在低负荷工况下运行，然后逐渐增大到设计工况。当室内控 制器中的温度控制器或定时器要求停止加热时，大气式燃烧器650熄灭，燃气阀651关闭， 但循环水泵661将继续运行5-30s以降低换热器640中的采暖水温度。当需要卫生热水时，三通阀662自动切换至卫生热水位置，两用炉停止供暖，采暖 用水只在两用炉内部循环，并通过板式换热器660向卫生用水传递热量，加热卫生水。当不 需要卫生热水时，三通阀662又自动切换供暖位置。为了确保使用者的安全，安装了熄火保 护装置，在火焰意外熄灭时，自动关断燃气通路；还可以安装水温限定装置，限定卫生热水温度不超过65°C，避免水系统内部结垢或过热；另外，也可以增加过热保护装置，防止水温 过热而引起意外危险；超压防护装置，防止系统内压力过高而损坏主机及其它设备。两用炉另一个特点是采用了防倒风保护装置即排风机系统，防止烟囱堵塞或烟气 倒流室内，采用强制平衡式流量使其燃烧系统与室内隔绝并具有抗风能力；通过上述技术 使两用炉具有结构简单、成本低、使用方便、易于推广使用的优点。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本 行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描 述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新 型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种燃气两用炉，其特征在于，所述燃气两用炉中的换热器由铜管和肋片构成，所述 铜管与肋片互相叠合连接，所述肋片为波带状肋片，所述铜管的一端设置进口，所述铜管的 另一端设置出口。
2.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述铜管与肋片之间采用硬针焊方 法互相焊接连接。
3.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述铜管为铜扁管。
4.如权利要求3所述的燃气两用炉，其特征在于，所述铜扁管的内部流道的宽度为 2. 0-4. 0mm。
5.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述肋片的厚度为0.03-0. 2mm。
6.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述肋片的波峰与波谷之间的垂直 距离为10-30mm，所述肋片的相邻波峰之间的间距为l_5mm。
7.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述肋片的截面呈矩形、三角形、锯 齿形或百叶窗形。
8.如权利要求7所述的燃气两用炉，其特征在于，所述肋片整体呈波纹形。
9.如权利要求7所述的燃气两用炉，其特征在于，所述肋片上设置有若干穿孔。
10.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述铜管由多排铜管互相串联构 成，形成一蛇形铜管，所述铜管的一端设置进口，所述铜管的另一端设置出口。
11.如权利要求1所述的燃气两用炉，其特征在于，所述铜管由多排铜管互相并联构 成，所述铜管的一端设置有进水分配管，所述铜管的另一端设置出水分配管，所述进水分配 管设置有进口，所述出水分配管上设置有出口。
专利摘要一种燃气两用炉，所述燃气两用炉中的换热器由铜管和肋片构成，所述铜管与肋片互相叠合连接，所述肋片为波带状肋片，所述铜管的一端设置进口，所述铜管的另一端设置出口；其换热器采用波带状肋片与铜管互相叠合构成换热器，通过改变铜管的形状，肋片的波带形状和肋片的厚度，增强了吸热强度，减小回流区，加强了换热器的换热效果，提高燃气两用炉的工作效率，结构简单，十分实用，实现本实用新型的目的。
文档编号F28F1/12GK201852487SQ20102010994
公开日2011年6月1日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者赵恒谊, 郑永新, 高屹峰 申请人:铜联商务咨询(上海)有限公司