专利名称：用于密封的燃烧室的导流板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于改善燃气热水供暖锅炉(hydronic boiler)的热交换器的热交换性的导流板。
背景技术：
图1和2显示的是具有包括上、下集流管14、16的热交换器12的现有技术的热水供暖锅炉10。上集流管12的热交换翅片管18流体连接在上集流管14的前和后管部分之间。下集流管16的热交换翅片管19流体连接在下集流管16的前和后管部分之间。立管20分别流体连接上、下集流管14、16的后管部分。
待加热的水通过入水口22被泵入热交换器12，入水口22与设置在下集流管16的前管部分中的入水口23流体连接。水从入水口23流入下集流管16的前管部分，再经过翅片管19之一流到下集流管16的后管部分，然后经过立管20之一流到上集流管14的后管部分，再经过翅片管18之一流入上集流管14的前管部分，最后经过设置在上集流管14的前管部分中的一个出水口(未示出)离开热交换器12。
热量由喷烧管24燃烧天然气或丙烷气产生，这些气体通过进气支管26到达喷烧管24。助燃空气经过安装在喷烧管24下面的有孔底板28被向上吸入。由喷烧管24排出的热气在热交换翅片之间流动，这些翅片螺旋地、周边地围绕着管18、19，因此翅片和管18、19及流过翅片和管18、19的水被加热。耐火绝缘材料30围绕热交换器12和喷烧管24。如前所述，在管18、19的热交换翅片之间流过后，热气经气管集嘴32排出。
现有技术的导流板34被设置在每一相邻的对翅片管18或19的上方纵向延伸部分之间、及在每一最外面的翅片管18或19和相邻的耐火绝缘材料30之间。导流板34通常是金属条，与翅片管18、19的外部弯曲形式相适应，导流板34具有“T”形截面、平“V”形截面或拱“V”形截面。如图1和2所示，导流板34具有“T”形截面。导流板34使由喷烧管24排出的热气偏转到翅片管18、19，从而改善了热气与通过翅片管18、19在其中流动的水的热交换。如果没有导流板34，由喷烧管24排出的热气很大一部分就会经过翅片管18、19散失到气管集嘴32，而不能有效地促进给对翅片管18、19或在翅片管18、19中流过的水加热，这样，热交换率就会下降。
发明内容
本发明提供一种改进的导流板，能提高燃气热水供暖锅炉的热交换器的热交换率。
该导流板被用于热交换器管，在相对的集流管之间延伸。该导流板包括纵向元件，该纵向元件具有与所述热交换器管的凸周边形状相适应的凹的下表面形状，和具有大致等于所述集流管之间距离的一长度。
图1是具有安装了现有技术的导流板的热交换器的热水供暖锅炉的正面剖视图。
图2是图1的锅炉的俯视局部剖视图，从图1的线2-2剖切；图3是具有基于本发明的导流板的热交换器的斜轴测图；图4与图3相似，但为了显示与热交换器分离的导流板，进行了部分分解，上方的导流板段套在一起，而下方的导流板段彼此分离；图5是从图3的的线5-5剖切的的剖视图；图6是基于本发明的三个套在一起的导流板段的侧视图；具体实施方式
通过以下详细的描述，对本发明会有一个更彻底的认识。然而本发明的实施不局限于这些特例。另外，为简明起见，本发明将不详细地显示和描述众所周知的元件。因此，以下解释和图示应被认为是说明性的而非限制性的。
图3、4和5显示了安装有基于本发明的导流板段42的热交换器40。热交换器40包括上、下集流管44、46。上集流管44包括前和后管48、50，以及在管48、50之间流体连接的翅片管52。下集流管46包括前、后管54、56，以及在管54、56之间流体连接的翅片管58。立管60流体连接上集流管后管50和下集流管后管56。
待加热的水通过下集流管前管54的入水口62被泵入热交换器40，在流过以下各管之后集流管前管54、翅片管58之一、下集流管后管56、立管60之一、上集流管后管50、上集流管的翅片管52之一和上集流管前管48，已被加热的水通过上集流管前管48的出水口64离开热交换器40。
纵向延伸的导流板段42被设置于每一上集流管42的翅片管52和每一下集流管46的翅片管58。每一导流板段42是一个纵向元件，该纵向元件具有与翅片管52、58的翅片部分的凸的外周边形状相适应的凹的下表面形状。每一导流板段42的两纵向相对端都被加工成形为弧形突出部分66、68，在装配热交换器40时，该突出部分与集流管48、50、54、56之一的弧形侧被紧密配合，使得每一导流板段42的下侧紧密地覆盖(如接触)在环绕着管52、58的热交换翅片的上周边部分上，并且在翅片管的整个长度上延伸。一个或多外(优选是多个)纵向排成直线的排热狭缝贯穿形成，并且沿着每一导流板段42的最上部分的大致整个长度上，且沿着大致是纵向元件的整个长度延伸。优选将耐热陶瓷纤维覆盖层紧固在集流管48、50、54、56中的每一个上和在热交换器40的相邻部分上，这样可以阻止热气从可能存在于集流管和热交换器之间的任何缝隙逃逸，耐热陶瓷纤维覆盖层的一例是由纽约州尼亚加拉瀑布城Unifrax公司(Unifrax Corporation of Niagara Falls，NY)提供，注册商标为FIBERFRAX。
向上突出纵向延伸的凸缘72沿每一导流板段42的一纵边被设置。如图6所示，每一凸缘72的上表面具有与每一导流板段42的凹的下侧形状相适应的凸形。如图5和6最清楚所示，凸缘72有利于使相邻的导流板段42套在一起。更具体地说，一个导流板段42的没有凸缘的纵边覆在最紧邻的导流板段42的有凸缘的纵边上，从而在那些两个导流板段之间形成紧密的纵向延伸的封闭。因此，多个导流板段42能在相应的多个相邻的热交换管52或58之上，接近地紧紧套在一起。
每一导流板段42覆盖了翅片管52或58之一的最外面部分的大约120°弧长的半柱形部分。这样的半柱形覆盖集中了热的燃烧产物(如气体)对着相邻的翅片管52或58的流动，因而与现有技术的导流板相比，提高了热交换率。现有技术的导流板没有覆盖热交换器的翅片管，或没有与翅片管的形状相配合，或被放在翅片管的更上游或更下游。现有技术的导流板比导流板段42让更多的热的燃烧气体避开与翅片管的表面接触，或者与本发明相比减少了翅片管对热气体的暴露时间。如果多个导流板段42如前所述套在一起，热交换率会进一步提高。更特别地，如果如前所述套在一起，在热的燃烧气体沿着每一导流板段42的全部长度和翅片管52、58的每一水平层的全部宽度流过翅片管52、58的每一个时，多个导流板段42就会促进热的燃烧气体均匀地流动。如前所述，在气体充分地促进了加热翅片管52、58后，狭缝70会可控地释放热气体。
比较起来。耗时工作花在了安装现有技术的“T”形或“V”形导流板(或其它现有技术的导流板)，和将它们彼此平行精确对准，以获得沿每一翅片管的长度方向均匀的燃烧气体流动分布。此外，现有技术的导流板通常是用线缚固定。线缚固定常常会被燃烧过程破坏，因此随后会使导流板移动和对不准，这些移动和对不准是由热变形、或在维修中受到的移动或碰撞造成的。即使现有技术的“T”形或“V”形导流板被准确地安装和对准，留在每一水平层翅片管中的相邻的导流板间的间隙必须大致相等，以阻止在最大的间隙上的燃烧气体(以及过热点)的过流动。采用将现有技术的导流板放在翅片管的更上游或更下游，也难于取得期望的均匀的燃烧气体分布。
根据前述，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的实质或范围的情况下，在实施本发明时作出许多变化和修改是可能的。例如，热交换器12的水流路径的结构可以与热交换器40的有些不同，而导流板段42可与以下之一一起使用热交换器12或40、和具有类似于热交换器12或14的热交换翅片管的任何其它热交换器。另一例，凸缘72可以不沿着导流板段42的整个纵边连续延伸，而可以被开凹口或分割而形成多个弧形凹口(未示出)。凸缘72也可以不是弧形而是平的。如果希望，也可以沿着每个导流板段42的两个纵边设置凸缘72。再举一例，虽然每个导流板段42优选用薄的材料制成带有凹的下侧和凸的顶侧，但可选地，导流板段42也可以用更厚的材料制成没有凸的顶侧。排热狭缝70的数量和尺寸可以增加或减少。狭缝的形状也可以根据希望改变，以使制作工艺与用于制造导流板段42的材料相适应并控制燃烧气流。
权利要求
1.一导流板，被用于一热交换器管，在相对的集流管之间延伸，该导流板包括一纵向元件，该纵向元件具有与所述热交换器管的凸周边形状相适应的凹的下侧形状，和具有大致等于所述集流管之间距离的一长度。
2.根据权利要求1所述的导流板，其中进一步包括一突出部分，该突出部分形成在所述纵向元件的每一相对端，每一突出部分的尺寸和形状适于紧密配合与所述集流管之一的接合。
3.根据权利要求2所述的导流板，每一所述突出部分具有一弧形截面形状。
4.根据权利要求1所述的导流板，其中进一步包括在所述纵向元件中的至少一个排热狭缝。
5.根据权利要求1所述的导流板，其中进一步包括在纵向元件上的多个排热狭缝，其中所述排热狭缝纵向对准且延伸在所述纵向元件的大致整个长度上。
6.根据权利要求5所述的导流板，其中所述排热狭缝沿所述纵向元件的一最上部分延伸。
7.根据权利要求1所述的导流板，其中进一步包括一凸缘，该凸缘沿所述纵向元件的一纵边纵向延伸。
8.根据权利要求7所述的导流板，所述凸缘具有与所述纵向元件的凹的下侧形状相适应的一凸的顶侧形状。
9.根据权利要求7所述的导流板，其中进一步包括两个所述纵向元件，所述纵向元件之一的一第一个的一没有凸缘的纵边覆在纵向元件之一的一第二个的一有凸缘的纵边上。
10.根据权利要求8所述的导流板，其中进一步包括两个所述纵向元件，所述纵向元件之一的一第一个的一没有凸缘的纵边覆在纵向元件之一的一第二个的一有凸缘的纵边上。
11.一热水供暖热交换器，具有根据权利要求1所述的导流板。
12.一热水供暖热交换器，具有根据权利要求9所述的导流板。
13.一热水供暖热交换器，具有根据权利要求10所述的导流板。
14.一热水供暖锅炉，具有根据权利要求1所述的导流板。
15.一热水供暖锅炉，具有根据权利要求9所述的导流板。
16.一热水供暖锅炉，具有根据权利要求10所述的导流板。
17.一种方法，该方法能提高在相对的集流管之间延伸的一热交换器管的热交换率，该方法包括大致覆盖每一所述热交换器管的最上部分的半柱形部分，并引导热气体向上经过所述热交换器管。
18.根据权利要求17所述的方法，其中进一步包括可控地从所述热交换器管排出所述热气体。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述半柱形部分具有一大约120°的弧长。
全文摘要
一种用于热交换器管的在相对的集流管之间延伸的导流板。该导流板是具有与所述热交换器管的凸周边形状相适应的凹的下侧形状的纵向元件，且该导流板具有大致等于所述集流管之间距离的长度。具有与所述纵向元件的凹的下侧形状相适应的一凸的顶侧形状的凸缘，该凸缘沿所述纵向元件的一纵边延伸。通过将一个纵向元件的没有凸缘的纵边覆在另一纵向元件的有凸缘的纵边上，而使两个这样的纵向元件套在一起。纵向对准的多个排热狭缝延伸在所述纵向元件的大致整个长度上。
文档编号F24H1/00GK1834538SQ20051007616
公开日2006年9月20日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年3月14日
发明者乔治·G·吉尔伯特, 霍华德·A·拉利 申请人:E-Z-Rect制造有限公司