專利名稱：一種燃?xì)鉄崴鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)鉄崴?，特別涉及一種采用銅管帶式換熱器的燃?xì)鉄崴?br> O
背景技術(shù)：
燃?xì)鉄崴魇且环N利用燃?xì)馊紵懦龅臒崃縼砑訜崴难b置，而現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴?器中的換熱器結(jié)構(gòu)基本上都是仿照30年前日本燃?xì)鉄崴魃系脑O(shè)計(jì)、改進(jìn)極少，在30多年 實(shí)際使用中已經(jīng)暴露出其不足，需要改進(jìn)?，F(xiàn)有的燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其制作工藝為先在銅片2上沖 孔，然后插入銅管1，經(jīng)脹管針焊后完成，上述換熱器一般稱作為平片式肋片管換熱器，由銅 片2形成平片式肋片，試驗(yàn)表明現(xiàn)有的這種換熱器的吸熱強(qiáng)度較低，其主要不足之處表現(xiàn) 為①采用圓形銅管作為水管；已有試驗(yàn)指出，當(dāng)氣流經(jīng)過平片式肋片與繞流過圓形 銅管后在銅管背風(fēng)面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的回流區(qū)(如圖2所示)，在回流區(qū)內(nèi)熱交換明顯減 弱，受熱面的吸熱明顯下降，從而造成對流受熱面吸熱強(qiáng)度(單位面積的吸熱量)下降 ’傳 熱學(xué)的研究也指出，在換熱器上存在回流區(qū)對傳熱是不利的，應(yīng)盡量減小回流區(qū)的大小，以 加強(qiáng)換熱；②平片式肋片的厚度偏厚；現(xiàn)有使用的平片式肋片管換熱器，其作為平片式肋片 的銅片2的厚度通常為0. 3mm,但是理論研究指出(如圖3所示)最佳的肋片的厚度為 0. 03-0. 2mm ；③平片式肋片的形狀；在現(xiàn)有的平片式肋片管換熱器上對肋片形狀的設(shè)計(jì)，國內(nèi) 生產(chǎn)廠家均未作過深入的研究，已有資料指出，肋片高度的選取十分重要，它對肋片吸熱強(qiáng) 度有明顯影響，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)均需要進(jìn)一步研究、完善；④沒有采用強(qiáng)化傳熱的異形肋片；已有資料指出，在肋片管換熱器上可以采用多 種形式的具有強(qiáng)化傳熱功能的異形肋片，以進(jìn)一步提高換熱器的吸熱強(qiáng)度；以上幾個(gè)方面暴露出現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器所存在的主要技術(shù)缺陷與不 足，需要加以改進(jìn)；因此，特別需要一種燃?xì)鉄崴?，解決現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器的 存在的上述問題，有效地加強(qiáng)換熱器的吸熱強(qiáng)度，提高燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍省?br>
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種燃?xì)鉄崴?，解決現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器 的存在的上述問題，有效地加強(qiáng)換熱器的吸熱強(qiáng)度，提高燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍?，結(jié)構(gòu)簡 單、十分實(shí)用。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所 述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設(shè)置進(jìn)口，所述銅管的另一端設(shè)置出口。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述銅管與肋片之間采用硬針焊方法互相焊接連 接。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述銅管為銅扁管，明顯減小氣流流過銅管時(shí)在 背風(fēng)面產(chǎn)生的回流區(qū)。進(jìn)一步，所述銅扁管的內(nèi)部流道的寬度為2. 0-4. 0mm，可以減少銅扁管壁面邊界層 的厚度，增強(qiáng)對流換熱效果。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述肋片的厚度為0.03-0. 2mm，使肋片的吸熱強(qiáng) 度達(dá)到最大。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述肋片的波峰與波谷之間的垂直距離為 10-30mm,所述肋片的相鄰波峰之間的間距為l_5mm。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述肋片的截面呈矩形、三角形、鋸齒形、百葉窗 形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強(qiáng)化肋片的傳熱功能。進(jìn)一步，所述肋片整體呈波紋形。進(jìn)一步，所述肋片上設(shè)置有若干穿孔。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述銅管由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu)成，形成一蛇形 銅管，所述銅管的一端設(shè)置進(jìn)口，所述銅管的另一端設(shè)置出口。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述銅管由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu)成，所述銅管的 一端設(shè)置有進(jìn)水分配管，所述銅管的另一端設(shè)置出水分配管，所述進(jìn)水分配管設(shè)置有進(jìn)口， 所述出水分配管上設(shè)置有出口。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的銅管帶式換熱器可應(yīng)用于燃?xì)鉄崴?br> ο在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的銅管帶式換熱器可應(yīng)用于燃?xì)鈨捎?爐。本實(shí)用新型的燃?xì)鉄崴骶哂腥缦绿攸c(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)①換熱器采用扁形銅管；試驗(yàn)表明，當(dāng)氣繞流過扁管時(shí)，在背風(fēng)面產(chǎn)生的回流區(qū)明 顯縮小(如圖3所示)，銅管表面與帶狀肋片的吸熱便相應(yīng)增強(qiáng)；②換熱器采用厚度僅為0. Imm的帶狀肋片；理論研究已表明最佳帶狀肋片厚度為 0. 03-0. 2mm，此時(shí)換熱器吸熱強(qiáng)度最大；③換熱器的扁管尺寸與帶狀肋片形狀均經(jīng)傳熱過程的數(shù)值計(jì)算后決定；扁管與帶 狀肋片間的正確配合必須由換熱器的數(shù)值計(jì)算決定，否則會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器吸熱強(qiáng)度下降或出 現(xiàn)管帶明顯氧化燒損；④換熱器采用強(qiáng)化傳熱的異形帶狀肋片；采用了具有強(qiáng)化傳熱功能的異形帶狀肋 片與平直帶狀肋片相比能吸收更多的熱量。本實(shí)用新型的燃?xì)鉄崴?，其換熱器采用波帶狀肋片與銅管互相疊合構(gòu)成換熱 器，通過改變銅管的形狀，肋片的波帶形狀和肋片的厚度，增強(qiáng)了吸熱強(qiáng)度，減小回流區(qū)，加 強(qiáng)了換熱器的換熱效果，提高燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍?，結(jié)構(gòu)簡單，十分實(shí)用，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新 型的目的。本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說明而獲得清楚地了解。
圖1為現(xiàn)有的燃?xì)鉄崴鲹Q熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為換熱器采用不同形狀的銅管產(chǎn)生的回流區(qū)的示意圖；圖3為肋片的厚度對肋片吸熱效率的對應(yīng)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的燃?xì)鉄崴鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實(shí)用新型的銅管帶式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的銅管與肋片連接的示意圖；圖7為本實(shí)用新型的銅管的一種設(shè)置方式的示意圖；圖8為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖；圖9為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖；圖10為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖；圖11為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖；圖12為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖；圖13為本實(shí)用新型的一種肋片的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。實(shí)施例如圖4所示，本實(shí)用新型的燃?xì)鉄崴?00，是一臺(tái)使用比較普及的強(qiáng)排式熱水器 結(jié)構(gòu)示意圖。其工作原理是燃?xì)膺M(jìn)入熱水器600后依次流經(jīng)電磁閥610、調(diào)節(jié)閥620、水 氣聯(lián)動(dòng)裝置630，燃?xì)鈬娋?圖中未示)后進(jìn)入燃燒器640。電磁閥610用于開啟或關(guān)閉燃 氣；調(diào)節(jié)閥620用于調(diào)節(jié)燃?xì)饬看笮∫赃m應(yīng)熱水器600變化負(fù)荷的需要；水氣聯(lián)動(dòng)裝置630 確保一旦停水時(shí)立即切斷熱水器600的燃?xì)夤?yīng)，防止熱水器600燒損。燃?xì)鈴娜細(xì)鈬娋?(圖中未示)噴射出來并卷吸一部空氣一起進(jìn)入燃燒器640，在燃燒器640內(nèi)燃?xì)馀c空氣完 全均勻混合后從火孔流出。由點(diǎn)火器650通過點(diǎn)火針651產(chǎn)生的電火花將燃?xì)恻c(diǎn)燃形成穩(wěn) 定的火焰。燃?xì)庠谌紵?60內(nèi)完全燃燼并釋放出熱量生成高溫?zé)煔?，煙氣流?jīng)輻射換熱 器700與對流換熱器800時(shí)將熱量傳遞給水，使水加熱為衛(wèi)生熱水供用戶使用，同時(shí)煙氣急 劇冷卻。煙氣從對流換熱器800流出后進(jìn)入集煙罩670，再由排風(fēng)機(jī)680將煙氣經(jīng)排煙管 690強(qiáng)制排向大氣。排風(fēng)機(jī)680與風(fēng)壓開關(guān)681相連，風(fēng)壓開關(guān)681的作用是一旦排煙受阻 煙氣倒灌便立即切斷電源使熱水器600停止工作。熱水器600還配有漏電保護(hù)900，一旦發(fā) 生漏電便切斷電源，防止漏電傷人。冷水進(jìn)入熱水器600后流經(jīng)水調(diào)節(jié)閥621、水氣聯(lián)動(dòng)裝置630后進(jìn)入換熱器。水調(diào) 節(jié)閥621的作用是改變水量大小，水氣聯(lián)動(dòng)裝置630確保停水時(shí)立即關(guān)閉燃?xì)狻＠渌冗M(jìn) 入對流換熱器800再流經(jīng)輻射換熱器700 (也可以先進(jìn)入輻射換熱器700再流經(jīng)對流換熱 器800)，被加熱后成為衛(wèi)生熱水流出。如圖5所示，燃?xì)鉄崴?00中的熱水器600中的輻射換熱器700和對流換熱器800，它由銅管100和肋片200構(gòu)成，銅管100與肋片200互相疊合連接，肋片200為波帶狀
肋片，銅管100的一端設(shè)置進(jìn)口 300，銅管的另一端設(shè)置出口 400。在本實(shí)用新型中，銅管100為銅扁管，試驗(yàn)表明，當(dāng)氣流繞流過扁管時(shí)，在背風(fēng)面 產(chǎn)生的回流區(qū)會(huì)明顯縮小(如圖3所示)，銅管表面與帶狀肋片的吸熱便相應(yīng)增強(qiáng)；所述銅 扁管的內(nèi)部流道的寬度為2. 0-4. 0mm，扁管內(nèi)部流道寬度很小可以減少壁面邊界層的厚度， 增強(qiáng)對流換熱。在本實(shí)用新型中，肋片200的厚度為0. 03-0. 2mm，理論研究已表明最佳帶狀肋片 厚度為0. 03-0. 2mm，此時(shí)換熱器吸熱強(qiáng)度最大。同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)0. Imm的薄銅帶與銅扁管間的互相疊合連接必須采用先進(jìn)的銅硬針 焊技術(shù)，在本實(shí)用新型中，銅管100與肋片200之間采用硬針焊方法互相焊接連接(參見圖 6)。本實(shí)用新型的銅管帶式換熱器的扁管尺寸與帶狀肋片形狀均經(jīng)傳熱過程的數(shù)值 計(jì)算后決定，扁管與帶狀肋片間的正確配合必須由換熱器的數(shù)值計(jì)算決定，否則會(huì)導(dǎo)致?lián)Q 熱器吸熱強(qiáng)度下降或出現(xiàn)管帶明顯氧化燒損。在本實(shí)用新型中，肋片200的波峰與波谷之間的垂直距離為10_30mm，肋片200的 相鄰波峰之間的間距為l_5mm。在本實(shí)用新型中，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13所示，肋片200的截面呈 矩形、三角形、鋸齒形、百葉窗形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強(qiáng)化肋片的傳熱功能；肋片 200的截面呈鋸齒形時(shí)，鋸齒的寬度h為0. 005-2mm,肋片200整體也可以呈波紋形，肋片 200上也可以設(shè)置有若干穿孔210，通過破壞煙氣邊界層，邊界層厚度減薄，導(dǎo)致傳熱加強(qiáng)。在本實(shí)用新型中，銅管100由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu)成(參見圖5)，形成一蛇形銅 管，銅管100的一端設(shè)置進(jìn)口 300，所述銅管的另一端設(shè)置出口 400。在本實(shí)用新型中，銅管100也可由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu)成(參見圖7)，銅管100的 一端設(shè)置有進(jìn)水分配管500，進(jìn)水分配管500設(shè)置有進(jìn)口 ；同樣的，銅管100的另一端設(shè)置 出水分配管(圖中未示)，所述出水分配管上設(shè)置有出口。上述兩種設(shè)置方式取決于水流經(jīng)換熱器時(shí)流動(dòng)阻力的大小是否超過設(shè)計(jì)值。本實(shí)用新型的燃?xì)鉄崴?00可以解決現(xiàn)在燃?xì)鉄崴魃鲜褂玫钠狡嚼咂?換熱器的主要技術(shù)缺陷，其對流換熱系數(shù)可提高2倍左右，對流換熱器銅材用量可節(jié)省 40%左右。其技術(shù)性能處于當(dāng)今國際先進(jìn)水平。高溫?zé)煔鈴膸罾咂?00間的縫隙中流過 (同時(shí)也繞流過銅管100)把熱量傳遞給換熱面，溫度低的水從輻射受熱面流出后進(jìn)入管帶 式換熱器的進(jìn)口 300，再流入銅管100并吸收從換熱器傳遞來的熱量，成為衛(wèi)生熱水流出。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用 型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述燃?xì)鉄崴髦械膿Q熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設(shè)置進(jìn)口，所述銅管的另一端設(shè)置出口。
2.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述銅管與肋片之間采用硬針焊方 法互相焊接連接。
3.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟?，所述銅管為銅扁管，明顯減小氣流流 過銅管時(shí)在背風(fēng)面產(chǎn)生的回流區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述銅扁管的內(nèi)部流道的寬度為 2. 0-4. 0mm，可以減少銅扁管壁面邊界層的厚度，增強(qiáng)對流換熱效果。
5.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述肋片的厚度?.03-0. 2mm，使肋 片的吸熱強(qiáng)度達(dá)到最大。
6.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述肋片的波峰與波谷之間的垂直 距離為10-30mm，所述肋片的相鄰波峰之間的間距為l_5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟?，所述肋片的截面呈矩形、三角形、?齒形、百葉窗形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強(qiáng)化肋片的傳熱功能。
8.如權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉄崴鳎涮卣髟谟?，所述肋片整體呈波紋形。
9.如權(quán)利要求7所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述肋片上設(shè)置有若干穿孔。
10.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述銅管由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu) 成，形成一蛇形銅管，所述銅管的一端設(shè)置進(jìn)口，所述銅管的另一端設(shè)置出口。
11.如權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉄崴?，其特征在于，所述銅管由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu) 成，所述銅管的一端設(shè)置有進(jìn)水分配管，所述銅管的另一端設(shè)置出水分配管，所述進(jìn)水分配 管設(shè)置有進(jìn)口，所述出水分配管上設(shè)置有出口。
專利摘要一種燃?xì)鉄崴鳎鋈細(xì)鉄崴髦械膿Q熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設(shè)置進(jìn)口，所述銅管的另一端設(shè)置出口；其換熱器采用波帶狀肋片與銅管互相疊合構(gòu)成換熱器，通過改變銅管的形狀，肋片的波帶形狀和肋片的厚度，增強(qiáng)了吸熱強(qiáng)度，減小回流區(qū)，加強(qiáng)了換熱器的換熱效果，提高燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ餍?，結(jié)構(gòu)簡單，十分實(shí)用，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。
文檔編號F24H1/14GK201652761SQ201020109949
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者趙恒誼, 鄭永新, 高屹峰 申請人:銅聯(lián)商務(wù)咨詢(上海)有限公司