燃气换热器、换热组件及换热翅片的制作方法

文档序号:22141601发布日期:2020-09-08 13:42阅读:128来源:国知局

本发明涉及换热结构技术领域,特别是涉及燃气换热器、换热组件及换热翅片。



背景技术:

传统的燃气换热器的换热过程为燃气燃烧后产生的高温烟气,高温烟气将热量传递给换热片,再由换热片把热量传递给与连接在一起的换热管,最后由换热管将换热管内的水加热。然而,传统的燃气换热器的换热片的结构单一,无法充分利用高温烟气中的热量,导致换热效率低,导致换热成本增加。



技术实现要素:

基于此,有必要针对燃气换热器的换热效率低的问题,提供一种能够提高换热效率,降低换热成本的燃气换热器、换热组件及换热翅片。

一种换热翅片,所述换热翅片包括:

翅片本体,所述翅片本体上开设有第一安装孔;及

第一整流部,所述第一整流部设置于所述翅片本体上,所述第一整流部为条形结构,所述第一整流部的长度方向指向所述第一安装孔,所述第一整流部朝向所述第一安装孔的表面为圆弧面,所述第一整流部的长度方向相对于烟气的流通方向倾斜设置。

在其中一个实施例中,所述第一整流部沿长度方向的相背对的两表面为流线型表面,所述流线型表面光滑过渡至所述第一整流部朝向所述第一安装孔的圆弧面。

在其中一个实施例中,所述第一整流部为椭圆环结构,所述第一整流部的长轴的延伸方向指向所述第一安装孔,并相对于与所述烟气的流通方向倾斜。

在其中一个实施例中,所述翅片本体上还开设有第二安装孔,所述第一安装孔与所述第二安装孔沿烟气的流通方向错位设置;所述第一整流部设置于所述第一安装孔与所述第二安装孔之间。

在其中一个实施例中,所述第一整流部朝向所述第二安装孔的表面为圆弧面。

在其中一个实施例中,所述第一整流部与所述第一安装孔内壁之间的最小间距大于或等于五分之一所述第一安装孔的直径;和/或

所述第一整流部与所述第二安装孔内壁之间的最小间距大于或等于五分之一所述第二安装孔的直径。

在其中一个实施例中,所述换热翅片还包括第二整流部,所述第二整流部设置于所述翅片本体上,所述第二整流部为条形结构,所述第二整流部位于所述第二安装孔背向于所述第一安装孔的一侧,且所述第二整流部的长度方向指向所述第二安装孔,所述第二整流部的长度方向相对于烟气的流通方向倾斜设置。

在其中一个实施例中,所述第二整流部朝向所述第二安装孔的表面为圆弧面。

在其中一个实施例中,所述第一安装孔的数量为至少一个,所述第二安装孔的数量为至少两个,且所述第一安装孔位于所述第二安装孔的上方,单个所述第一安装孔对位于相邻两个所述第二安装孔之间。

在其中一个实施例中,所述换热翅片还包括阻挡部,所述阻挡部设置于所述翅片本体上,且位于所述第一安装孔朝向所述烟气的流通方向的一侧。

在其中一个实施例中,所述阻挡部与所述第一安装孔沿烟气的流通方向错位设置。

在其中一个实施例中,所述阻挡部为至少两个,至少两个所述阻挡部间隔设置,所述第一安装孔对位于相邻两个所述阻挡部之间。

一种换热组件,所述换热组件包括多个如上所述的换热翅片,多个所述换热翅片层叠设置,不同的所述换热翅片的第一安装孔相互连通。

在其中一个实施例中,相邻的两个所述翅片本体层叠设置,其中一所述翅片本体抵接于相邻的另一所述翅片本体上的所述第一整流部上。

一种燃气换热器,所述燃气热水器包括:

换热通路,包括第一换热管;及

如上的换热组件,所述第一换热管穿设于所述第一安装孔。

上述燃气换热器、换热组件及换热翅片在使用时,将多个换热翅片层叠设置,不同的换热翅片的第一安装孔相互连通,以使第一换热管穿设于第一安装孔,高温的烟气能够进入到翅片本体之间的空间。由于第一整流部设置于翅片本体上,第一整流部的长度方向相对于烟气的流通方向倾斜设置。通过第一整流部能够实现对烟气的阻挡效果,避免未换热的烟气直接流走。同时,由于第一整流部的长度方向指向第一安装孔,第一整流部朝向第一安装孔的表面为圆弧面,使得烟气能够沿着第一整流部流向第一安装孔处的第一换热管,利用烟气的流体粘性,使得烟气经过第一整流部朝向第一安装孔的表面有效扩散至第一换热管上,提高烟气与第一换热管的接触效率。避免第一整流部朝向第一安装孔的表面为尖角结构,而导致烟气发散,影响烟气与第一换热管的接触效率。通过上述换热翅片能够有效提高高温烟气的利用效率,提高对第一换热管的换热效率,进而降低换热成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

此外,附图并不是1:1的比例绘制,并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制,而不一定按照真实比例绘制。在附图中:

图1为一实施例中的换热组件的俯视图;

图2为图1中单个换热翅片的俯视图;

图3为图2所示的换热翅片的主视图。

附图标记说明:

10、换热组件,100、换热翅片,110、翅片本体,112、第一安装孔,114、第二安装孔,120、第一整流部,130、第二整流部,140、第一支撑部,150、第二支撑部,160、阻挡部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1,本发明一实施例中的燃气换热器,至少能够提高换热效率,进而降低燃气资源的浪费。具体地,燃气换热器包括换热组件10及换热通路,换热通路穿设于换热组件10,利用换热组件10实现对换热通路的换热,进而加热换热通路内的水或者其他流体。

具体地,换热组件10包括多个换热翅片100,多个所述换热翅片100层叠设置。通过设置多个换热翅片100便于提高换热通路的换热效率。

请参阅图2及图3,进一步地,所述换热翅片100包括翅片本体110及第一整流部120,所述翅片本体110上开设有第一安装孔112,所述第一整流部120设置于所述翅片本体110上,所述第一整流部120为条形结构,所述第一整流部120的长度方向指向所述第一安装孔112,所述第一整流部120朝向所述第一安装孔112的表面为圆弧面,所述第一整流部120的长度方向相对于烟气的流通方向a倾斜设置。其中,换热通路包括第一换热管,不同的所述换热翅片100的第一安装孔112相互连通。所述第一换热管穿设于所述第一安装孔112。

上述燃气换热在使用时,将多个换热翅片100层叠设置,不同的换热翅片100的第一安装孔112相互连通,以使第一换热管穿设于第一安装孔112,高温的烟气能够进入到翅片本体110之间的空间。由于第一整流部120设置于翅片本体110上,第一整流部120的长度方向相对于烟气的流通方向a倾斜设置。通过第一整流部120能够实现对烟气的一定的阻挡效果,避免未换热的烟气直接流走。同时,由于第一整流部120的长度方向指向第一安装孔112,第一整流部120朝向第一安装孔112的表面为圆弧面,使得烟气能够沿着第一整流部120流向第一安装孔112处的第一换热管,利用烟气的流体粘性,使得烟气经过第一整流部120朝向第一安装孔112的表面有效扩散至第一换热管上,提高烟气与第一换热管的接触效率。避免将第一整流部120朝向第一安装孔112的表面为尖角结构,而导致烟气在夹角处发散,影响烟气与第一换热管的接触效率。通过上述换热翅片100能够有效提高高温烟气的利用效率,提高对第一换热管的换热效率,进而降低换热成本。

请参阅图3,一实施例中,所述第一整流部120沿长度方向的相背对的两表面为流线型表面,所述流线型表面光滑过渡至所述第一整流部120朝向所述第一安装孔112的圆弧面。通过将第一整流部120相背对的两表面设置成流线型,能够有效降低烟气流动的阻力,进而提高烟气流向第一安装孔112处的效率,以提高换热效率。

在本实施例中,所述第一整流部120为椭圆形结构,所述第一整流部120的长轴的延伸方向指向所述第一安装孔112,并相对于与所述烟气的流通方向a倾斜。烟气能够由椭圆形结构的外表面,沿着长轴的方向流向第一安装孔112。在其他实施例中,第一整流部120还可以为其他流线型结构。

具体地,第一整流部120为椭圆环结构,能够有效保证第一整流部120的壁厚的均匀性,提高烟气对第一整流部120传热的均匀性,提高烟气由第一整流部120传热至翅片本体110的均匀性,进而提高对穿设于第一安装孔112内的第一换热管的换热均匀性。进一步地,第一整流部120的壁厚与翅片本体110的壁厚一致,能够进一步提高换热的均匀性。

一实施例中,所述第一整流部120的长度方向与所述烟气的流通方向a之间的夹角为15°至60°。通过设置第一整流部120与烟气流通方向a的夹角,避免夹角过大或过小而影响第一整流部120对烟气的阻挡及导向作用,保证烟气沿着第一整流部120流向第一安装孔112的稳定性。在本实施例中,烟气沿竖直方向流动,第一整流部120相对于竖直方向倾斜设置。在其他实施例中第一整流部120还可以为与烟气的流通方向a呈其他角度设置。

在本实施例中,第一整流部120的长度方向指向第一安装孔112的轴线。在其他实施例中,第一整流部120的长度方向还可以指向第一安装孔112的其他位置,只要能够便于烟气沿着第一整流部120流动并有效扩散至第一换热管上即可。

一实施例中,所述第一整流部120与所述第一安装孔112内壁之间具有间距。通过将第一整流部120与第一安装孔112的内壁之间间隔设置,能够使得沿着第一整流部120流动的烟气流动至第一整流部120与第一换热管之间时,能够有效沿着第一换热管的外壁扩散。在本实施例中,所述第一整流部120与所述第一安装孔112内壁之间的最小间距大于或等于五分之一所述第一安装孔112的直径。避免设置距离过短,影响烟气在第一换热管与第一整流部120之间的汇合,同时避免设置的距离过长,影响烟气沿着第一换热管的外壁的扩散效果。具体地,所述第一整流部120与所述第一安装孔112内壁之间的最小间距大于或等于三分之一所述第一安装孔112的直径。

一实施例中,所述翅片本体110上还开设有第二安装孔114,所述第一安装孔112与所述第二安装孔114沿烟气的流通方向a错位设置;所述第一整流部120设置于所述第一安装孔112与所述第二安装孔114之间。具体地,换热通路还包括第二换热管,第二换热管与第一换热管相连通。多个翅片本体110层叠设置,以使不同的翅片本体110上的第二安装孔114相连通,第二换热管穿设于第二安装孔114。通过设置第二安装孔114能够方便第二换热管的穿设,利用第二换热管能够进一步提高换热效率。同时由于第一安装孔112与第二安装孔114沿烟气的流通方向a错位设置,进而能够避免与第二换热管交换完的烟气直接与第一换热管进行热交换,导致换热效率降低。

一实施例中,所述第一整流部120的长度方向为所述第一安装孔112朝向所述第二安装孔114的方向。通过第一整流部120设置在第一安装孔112与第二安装孔114之间,且长度方向为第一安装孔112朝向第二安装孔114的方向,进而能够阻挡第一换热管与第二换热管之间的烟气,使得该部分烟气能够有效沿着第一整流部120流向第一换热管。

在本实施例中,第一整流部120的长度方向指向第二安装孔114的轴线。在其他实施例中,第一整流部120的长度方向还可以指向第二安装孔114的其他位置。或者,第一整流部120的长度方向不指向第二安装孔114,只要能够实现对第一换热管与第二换热管之间的烟气的一定的阻挡并引导至第一换热管的效果即可。

一实施例中,所述第一整流部120朝向所述第二安装孔114的表面为圆弧面。通过将第一整流部120朝向所述第二安装孔114的表面设置为圆弧面,能够避免设置为尖角结构,而导致烟气由第一整流部120朝向第二安装孔114的表面沿着第一整流部120流动时,烟气发散,影响烟气沿着第一整流部120流动的稳定性,进而影响烟气与第一换热管的接触效率。

一实施例中,所述第一整流部120与所述第二安装孔114内壁之间具有间距。通过将第一整流部120与第二安装孔114的内壁之间间隔设置,能够便于烟气通过第一整流部120与第二换热管之间的间隙,完全包覆第二换热管,以便于提高第二换热管的换热效率。

在本实施例中,所述第一整流部120与所述第二安装孔114内壁之间的最小间距大于或等于五分之一所述第二安装孔114的直径。避免设置距离过短,影响烟气在第二换热管与第一整流部120之间的汇合,同时避免设置的距离过长,影响第一整流部120对第一换热管与第二换热管之间的烟气的阻挡、引流的效果。具体地,所述第一整流部120与所述第二安装孔114内壁之间的最小间距大于或等于三分之一所述第二安装孔114的直径。

一实施例中,换热翅片100还包括第二整流部130,所述第二整流部130设置于所述翅片本体110上,所述第二整流部130为条形结构,所述第二整流部130位于所述第二安装孔114背向于所述第一安装孔112的一侧,且所述第二整流部130的长度方向指向所述第二安装孔114,所述第二整流部130的长度方向相对于烟气的流通方向a倾斜设置。通过设置第二整流部130能够方便将烟气引导至第二换热管上,提高第二换热管的换热效率。

一实施例中,所述第二整流部130朝向所述第二安装孔114的表面为圆弧面。避免第二整流部130朝向第二安装孔114的表面为尖角结构,而导致烟气在夹角处发散,影响烟气与第二换热管的接触效率。在本实施例中,第二整流部130朝向第二安装孔114的一端弯曲后使得第二整流部130朝向第二安装孔114的表面为圆弧面。在其他实施例中,第二整流部130朝向第二安装孔114的一端还可以直接设置成圆弧面。

一实施例中,所述第二安装孔114的数量为至少两个,至少两个第二安装孔114间隔设置。其中,第二整流部130为两个,两个第二整流部130分别位于最外侧的第二安装孔114的外侧。通过设置两个第二整流部130能够将烟气有效引导至间隔设置第二安装孔114之间,进一步提高第二换热管的换热效率。

在本实施例中,第二整流部130为外表面为流线型表面,进而能够降低对烟气流动的阻力,提高烟气的换热效率。

一实施例中,所述第一安装孔112的数量为至少一个,所述第二安装孔114的数量为至少两个,且所述第一安装孔112位于所述第二安装孔114的上方,单个所述第一安装孔112对位于相邻两个所述第二安装孔114之间。通过增加第一安装孔112与第二安装孔114的数量,能够便于增加第一换热管与第二换热管的数量,进而便于提高换热效率。

具体地,每相邻的第一安装孔112与第二安装孔114之间对应设置有一第一整流部120。单个第一安装孔112对应设置有两个第一整流部120,单个第一整流部120设置于与该第一安装孔112与相邻的一个第二安装孔114之间。

在本实施例中,翅片本体110上开设有两个间隔设置第一安装孔112,每一第一安装孔112能够对应穿设于一第一换热管,不同的第一换热管之间相互连通。当然,在其他实施例中,翅片本体110上开可以开设有其他数目个第一安装孔112,只要能够实现第一换热管的有效穿设即可。

在本实施例中,翅片本体110上开设有三个间隔设置第二安装孔114,每一第二安装孔114能够对应穿设于一第二换热管,不同的第二换热管与不同的第一换热管之间相互连通。当然,在其他实施例中,翅片本体110上开可以开设有其他数目个第二安装孔114,只要能够实现第二换热管的有效穿设即可。

可选地,翅片本体110上开设有第一安装孔112处设置有第一支撑部140,第一支撑部140抵接于第一换热管上。通过设置第一支撑部140能够提高第一换热管穿设于第一安装孔112的稳定性。同时,利用第一支撑部140能够增大翅片本体110对第一换热管的导热面积,进一步提高换热效率。

可选地,翅片本体110上开设有第二安装孔114处设置有第二支撑部150,第二支撑部150抵接于第二换热管上。通过设置第二支撑部150能够提高第二换热管穿设于第二安装孔114的稳定性,同时,利用第二支撑部150能够增大翅片本体110对第二换热管的导热面积,进一步提高换热效率。

一实施例中,换热翅片100还包括阻挡部160,所述阻挡部160设置于所述翅片本体110上,且位于所述第一安装孔112朝向所述烟气的流通方向a的一侧。通过设置阻挡部160能够进一步提高烟气在翅片本体110之间的滞留时间,提高烟气的换热效率,降低热量的损失,减少燃气资源的浪费,间接减少了燃气的使用成本。

在本实施例中,所述阻挡部160与所述第一安装孔112沿烟气的流通方向a错位设置。一方面通过阻挡部160能够阻挡烟气的散失,另一方面为换热后的烟气的流动提供流动空间,方便与第一换热管换热后的烟气有效排出,避免换热后的烟气继续滞留在翅片本体110之间,影响换热效率,同时便于未换热的烟气流向第一换热管。

具体地,所述阻挡部160为至少两个,至少两个所述阻挡部160间隔设置,所述第一安装孔112对位于相邻两个所述阻挡部160之间。通过将阻挡部160间隔设置,能够便于与第一换热管相接触并进行热交换后的烟气由相邻两个阻挡部160之间的流出,而没有与第一换热管进行热交换的烟气会通过阻挡部160阻挡在翅片本体110之间,以提高换热效率,降低热量的损失。

在本实施例中,阻挡部160的数量为三个,三个阻挡部160间隔设置。在其他实施例中,阻挡部160也可以为一个。或者阻挡部160的数量可以根据第一安装孔112的数量进行设置,阻挡部160的数量可以多于第一安装孔112的数量的一个,以便于使得每一第一安装孔112均位于相邻两个阻挡部160之间。

在本实施例中,烟气的流通方向a为竖直方向,阻挡部160沿水平方向设置。通过将阻挡部160水平设置,能够提高阻挡部160对烟气的阻挡效果,进一步避免烟气热量的散失,提高换热效率。

请参阅图1及图2,一实施例中,相邻的两个所述翅片本体110层叠设置,其中一所述翅片本体110抵接于相邻的另一所述翅片本体110上的所述第一整流部120上。通过将翅片本体110抵接于另一翅片本体110的第一整流部120上,能够使得烟气围绕第一整流部120流动,进而保证高温的烟气只能沿着第一整流部120及第一换热管形成烟气通道流动,进一步保证烟气的利用率,保证换热效率。

在本实施例中,第二整流部130及阻挡部160的厚度与第一整流部120的厚度一致。进而当相邻的另一翅片本体110层叠在一翅片本体110上,使得另一翅片本体110能够同时抵接于第二整流部130及阻挡部160上,进一步保证烟气沿着第一整流部120、第二整流部130及阻挡部160围成的通道流动。在其他实施例中,第二整流部130及阻挡部160的厚度与第一整流部120的厚度还可以不一致,只要能够保证烟气在相邻两个翅片本体110之间的流动即可。

一实施例中,燃气换热器还包括风机,风机设置于换热组件10的上方,通过风机能够为烟气在翅片本体110之间的流动提供动力,以便于提高烟气的换热效率。

对于传统的换热翅片100,一般结构较为单一,无法充分利用高温烟气中的热量。高温烟气进入换热翅片100也不能均匀换热,造成了烟气在与第一换热管及第二换热管相接触的区域和没有与第一换热管及第二换热管接触的区域具有较高的温差。而烟气的流速一般较快,导致高温烟气不能及时进行换热,造成热能浪费。同时由于高温烟气的排出,导致燃气换热器内的其他部件的温度升高,进而导致其他部件容易损坏。

本发明中上述换热翅片100通过第一整流部120、第二整流部130及阻挡部160,能够提高换热效率,进而使得换热后的烟气的温度降低,降低排出的烟气的温度,进而降低对燃气换热器内的其他部件的损坏的可能性,便于延长燃气换热器的寿命。通过上述换热翅片100能够避免燃气的浪费,提高换热效率,使得燃气换热器更加节能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

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