蜗壳状冷凝式燃气换热设备及换热方法技术

公开了蜗壳状冷凝式燃气换热设备及换热方法，蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，蜗壳状外壳基于中心点螺旋向外延展以形成密闭隔开的内层中空烟道和外层中空烟道，至少两个过渡腔设在所述蜗壳状外壳的侧壁，所述过渡腔依次连通，燃烧器布置于所述中心点位置，燃烧室配置成生成高温烟气，所述燃烧室连接所述燃烧器，一次换热器沿所述内层中空烟道的中心线均匀分布于内层中空烟道，二次换热器沿所述外层中空烟道的中心线均匀分布于外层中空烟道，一次换热器和二次换热器分别与相应的过渡腔连通，所述高温烟气横掠依次一次换热器和二次换热器以热交换。

Spiral case condensing gas heat exchanger and heat transfer method

【技术实现步骤摘要】
蜗壳状冷凝式燃气换热设备及换热方法
本专利技术涉及热力设备
，特别是一种蜗壳状冷凝式燃气换热设备及换热方法。
技术介绍
能源是一个国家发展生产，实现社会进步的基本物质基础。目前，我国的能源结构仍以煤为主，煤炭的大量开采和使用对环境带来了极大的污染和破坏，调整能源结构的任务迫在眉睫。天然气是矿物燃料中最清洁的一次能源，其杂质含量极少，具有优秀的环保性，且由于近几年国家的政策支持，燃气具的需求量逐年增长。因此，提高燃气换热设备的热效率，促进燃气资源的高效利用，在如今节能降耗的大环境下，具有举足轻重的意义。冷凝式燃气热水器的出现使得燃气热水器的换热效率得到了质的提高，相对比非冷凝式燃气热水器，换热效率能够提高10％以上，但冷凝式燃气热水器的技术瓶颈限制了其发展的脚步。冷凝式燃气热水器在开发中，主要存在的问题有：(1)产生冷凝水腐蚀燃烧器、一次换热器等设备，缩减产品寿命；(2)冷凝水流动方向与烟气流动方向相反，造成烟气侧压力大；(3)分段式冷凝燃气换热器体积大，结构复杂，容易泄露；(4)倒置式冷凝燃气换热器，由于需要送风机强制将高温烟气向下吹走，造成燃烧器寿命大幅度减短。
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种蜗壳状冷凝式燃气换热设备及换热方法，其采用蜗壳状外壳，达到综合解决目前冷凝式燃气换热设备所存在的冷凝水腐蚀换热设备、冷凝水流动方向增大烟气侧流动阻力、结构复杂、倒置式冷凝式燃气换热设备燃烧器寿命短等问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。一种蜗壳状冷凝式燃气换热设备包括，蜗壳状外壳，其基于中心点螺旋向外延展以形成密闭隔开的内层中空烟道和外层中空烟道，至少两个过渡腔，其设在所述蜗壳状外壳的侧壁，所述过渡腔依次连通，燃烧器，其布置于所述中心点位置，燃烧室，其配置成生成高温烟气，所述燃烧室连接所述燃烧器，一次换热器，其沿所述内层中空烟道的中心线均匀分布于内层中空烟道，二次换热器，其沿所述外层中空烟道的中心线均匀分布于外层中空烟道，一次换热器和二次换热器分别与相应的过渡腔连通，所述高温烟气横掠依次一次换热器和二次换热器以热交换。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，蜗壳状外壳二次换热器的两端截面延长线形成角度为30°。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，燃烧器和/或燃烧室、一次换热器、二次换热器经由螺旋状烟道相互分隔开。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，所述高温烟气在螺旋状的中空烟道中的流动方向与二次换热器中产生冷凝水滴落的方向呈锐角。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，一次换热器和/或二次换热器包括多根换热管，每根所述换热管与对应的过渡腔相通。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，换热管为直管，直管两端开口与对应的过渡腔相通形成连通的水路。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，换热管外侧安装螺旋翅片或片状翅片。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，蜗壳状冷凝式燃气换热设备还包括设在所述蜗壳状外壳外层下侧的冷凝水排出装置和设在蜗壳状外壳末端的排烟孔。所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备中，所述蜗壳状外壳、一次换热器和/或二次换热器由不锈钢制成。根据本专利技术的另一方面，一种所述蜗壳状冷凝式燃气换热设备的换热方法包括以下步骤，燃烧器燃烧以在燃烧室生成高温烟气，所述高温烟气经由中空烟道依次通过一次换热器和二次换热器，换热流体经由过滤腔、二次换热器和一次换热器形成的水路以热交换后经由其出水口排出，高温烟气与二次换热器进行热交换后，烟气温度降到露点以下以产生冷凝水，所述冷凝水沿设在所述蜗壳状外壳外层下侧的冷凝水排出装置排出与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过将一次换热器管、二次换热器管布置在蜗壳状换热器外壳内，结构简单，紧凑度高。2、燃烧器在燃烧室产生的烟气沿螺旋状烟道依次通过一次换热器管、二次换热器管能够避免倒置式冷凝式燃气换热设备中烟气自上向下流动引起的燃烧器寿命短的问题3、螺旋状烟道全程都是缓慢的弧形转折，能够减小烟气大幅度转折造成的烟气侧流动阻力。4、螺旋状烟道将燃烧器、一次换热器、二次换热器相互分隔开，避免了冷凝水对燃烧器、一次换热器的腐蚀作用。5、烟气在螺旋状烟道中沿烟道的流动方向与二次换热器中产生冷凝水低落的方向呈小角度锐角，可避免因冷凝水流动方向与烟气流动方向相反引起的烟气侧流动阻力过大。6、在一次换热器和二次换热器部分，可以通过调整直管的根数进而灵活的调整整个冷凝式燃气换热设备的功率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的蜗壳状冷凝式燃气换热设备的主视示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的蜗壳状冷凝式燃气换热设备的蜗壳状外壳的两端延长线形成角度的热效率结果示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的蜗壳状冷凝式燃气换热设备的后视示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的蜗壳状冷凝式燃气换热设备的左视示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的蜗壳状冷凝式燃气换热设备的沿A-A剖切的结构示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的换热方法的步骤示意图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜗壳状冷凝式燃气换热设备，其包括，/n蜗壳状外壳，其基于中心点螺旋向外延展以形成密闭隔开的内层中空烟道和外层中空烟道，/n至少两个过渡腔，其设在所述蜗壳状外壳的侧壁，所述过渡腔依次连通，/n燃烧器，其布置于所述中心点位置，/n燃烧室，其配置成生成高温烟气，所述燃烧室连接所述燃烧器，/n一次换热器，其沿所述内层中空烟道的中心线均匀分布于内层中空烟道，/n二次换热器，其沿所述外层中空烟道的中心线均匀分布于外层中空烟道，/n一次换热器和二次换热器分别与相应的过渡腔连通，/n所述高温烟气横掠依次一次换热器和二次换热器以热交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种蜗壳状冷凝式燃气换热设备，其包括，
蜗壳状外壳，其基于中心点螺旋向外延展以形成密闭隔开的内层中空烟道和外层中空烟道，
至少两个过渡腔，其设在所述蜗壳状外壳的侧壁，所述过渡腔依次连通，
燃烧器，其布置于所述中心点位置，
燃烧室，其配置成生成高温烟气，所述燃烧室连接所述燃烧器，
一次换热器，其沿所述内层中空烟道的中心线均匀分布于内层中空烟道，
二次换热器，其沿所述外层中空烟道的中心线均匀分布于外层中空烟道，
一次换热器和二次换热器分别与相应的过渡腔连通，
所述高温烟气横掠依次一次换热器和二次换热器以热交换。


2.如权利要求1所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备，其中，优选的，蜗壳状外壳二次换热器的两端截面延长线形成角度为30°。


3.如权利要求1所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备，其中，燃烧器和/或燃烧室、一次换热器、二次换热器经由螺旋状烟道相互分隔开。


4.如权利要求1所述的蜗壳状冷凝式燃气换热设备，其中，所述高温烟气在螺旋状的中空烟道中的流动方向与二次换热器中产生冷凝水滴落的方向呈小于30°的锐角。


5.如权利要求1所述的蜗壳状冷凝式燃气换...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈治国，李静艳，张剑飞，胥金龙，刘鑫，
申请(专利权)人：西安交通大学，四川昊宇龙星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61