一种气－水直接换热装置，其特征在于该装置包括有液流管道（１）和将高温气体送入液流管道的气体喷管（２），高温气体喷管末端设有插入液流管道设置的喷气管芯（２０），喷气管芯（２０）与液流管道（１）之间的环形间隙中设有混合旋流机构。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及的是一种以直接接触方式来完成高温气体与低温流体介质热转换的一种机械装置，和以该换热装置为主体的热水锅炉。
技术介绍
集中热交换装置中典型的产品有热水锅炉以及类似的小型家用炉等，其工作原理是将燃料释放的热量转换到受热容器的流体热介质上，通过热介质的流动再将热量分散转移释放。这种释放热能与热介质的非接触换热方式，不仅导致锅炉等复杂的炉体结构，制造工艺要求高、而热效率却只有50-85％，必然导致大量的能源消耗，也造成极大的环境污染。为解决这一技术问题，现有技术中曾出现了以蒸汽与水直接接触实现热交换工作的换热装置，如中国专利专利号为962077740.2、名称为“一种高速圆桶式汽-水直接热交换器”，其
技术实现思路
是在一圆桶容器中设置一汽水混合室，混合室的上下为水的入口和出口，混合室室壁设有较多用于导入蒸汽的通汽微孔。此类技术不仅能够明显提高其热效率，还可以简化热交换装置的结构构成，事实上以直接接触换热方式工作的换热装置很多，结构形式、效果也各具特点。
技术实现思路
本技术专利申请的专利技术目的是提供一种新型的气-水直接换热装置以及以该换热装置为换热构件的高效热水锅炉。其中的气-水直接换热装置技术方案的主要
技术实现思路
是该气-水直接换热装置包括有液流管道和将高温气体送入液流管道的气体喷管，高温气体喷管末端设有插入液流管道设置的喷气管芯，喷气管芯与液流管道之间的环形间隙中设有混合旋流机构。本技术专利申请所提供的以上述技术方案的气-水直接换热装置为换热构件的高效热水锅炉之技术方案，其结构构成包括有燃烧放热机构、气-水直接换热装置、混合缓冲箱和回水箱构成，气-水直接换热装置的液流出口端通入混合缓冲箱，缓冲箱的出水口连通外接散热系统，散热系统的回水管路连通至回水箱，由混合缓冲箱引出至回水箱底部设有回收、输送已在缓冲箱分离的烟气的引气管。在上述的高效热水锅炉技术方案中，其引气管的回水箱出气端设置带有若干通气孔。本专利申请文件公开的气-水直接换热装置，它以直接接触方式加速了低温流体介质与高温气体的热转换过程，本装置还利用了混合旋流机构使低温流体介质以高速旋动方式进入混合区域，其高速旋转中心，也就是最好在喷气管芯处形成负压中心空洞，该负压旋流能够使高温气体自动、不断地引入液流管道中，即构成了自持续式气-水交叉混合换热的工作模式。本气-水换热装置结构简单，将其作为换热构件应用于热交换炉结构设计中，可大大简化炉体结构，提高热效率；该换热构件还可广泛适用于燃油锅炉、燃气锅炉等以流体为换热介质材料的加热设备中，其应用范围大大拓宽。附图说明图1、图2、图6和图8分别给出本气-水直接换热装置的多种具体实施例结构示意图图3为图1、图2的B-B结构剖面图图4为每层套管的轴向剖视结构图图5为展示弧形导流浆叶弧面导向的结构示意图图7为图6的C-C剖面结构示意图图9为图8的D-D剖视结构示意图图10为本高效热水锅炉的组成结构示意图。具体实施方式本技术的气-水直接换热装置是由液流管道1和气体喷管2构成，气体喷管2末端的喷气管芯20由液流管道1的轴向插入液流管道1中设置，喷气管芯20与液流管道1之间的环形流道10中设有带动流体介质强制旋流的混合旋流机构。图1直至图9分别详细给出了各种混合旋流机构的具体实施结构。其第一种实施例结构如图1所示，高温气体喷气管芯20由液流管道1的轴中线位置插入悬置于液流管道1中，在喷气管芯20周围的环形流道10中固定设有均匀分布且同一旋向的若干弧形导流板3。泵入液流管道1的流体介质流经喷气管芯20时，流道急骤缩小、流体流动压力突增，就在弧形导流板3的引导下急速旋动起来，使喷气管芯20处于其负压中心，即构成了引导高温烟气不断补充高温烟气的输送动力，旋动的流体介质还可与高温烟气充分交融混合，一部分被混合蒸发，其产生的蒸发气泡及流体旋转气泡增加了介质与高温气体的接触面积，因而其换热效果更为突出。图2给出的是混合旋流机构的第二具体实施例结构，该结构是在液流环形通道10中所设置的弧形导流板3基础上，将其气水混合区域18设计为渐阔式多层混流塔机构30，该渐阔式多层混流塔机构30与此处的液流管道圆锥形渐阔管口13吻合，混流塔机构30是由多道锥状套管300首尾相接、依次间隙相套固定构成，各锥状套管300之间的间隙构成了流体介质流动的通路，各锥状套管300的扩张口边缘凹入设有若干缺口301，该凹入缺口301可以更大限度地改变旋流介质的流动状态，提高流体介质与高温烟气混合程度，更充分地提高热交换能力。其混合旋流机构的第三种具体实施例结构如图6所示，该混合旋流机构为围绕设置于喷气管芯20出口处的介质导流层4，在该实施例中，该介质导流层4为附着于液流管道1内壁的渐阔式结构，该介质导流层4为多道导流环40排列设置，每一道导流环40上设有将液流环形流道10的介质引入的引导渠41，相邻引导渠41之间设有相通的通道42，构成各导流环40相贯通的介质通道，引导介质进入喷气管芯20出口处的混合区域18，在导流环40上均匀分布有若干喷流孔43，该喷流孔43除要按介质流动方向引导设置之外，最好还要按旋流方向倾斜旋转设置。在本实施例中，在混合区域的前端还设有加强介质流动的动力泵44。图8给出的是混合旋流机构的另一种实施例结构。其所示的混合旋流机构为将液流管道1设计为涡流式管路，喷气管芯20外围均匀分布有若干弧形导流浆叶23。本实施结构是使流体介质旋转进入环形流道10，又在弧形导流浆叶23的作用下加强其旋流混合效果，可进一步增加其混合热交换效果。以该气-水直接换热装置为换热构件的高效热水锅炉，其结构如图10所示，它包括有燃烧放热机构、混合缓冲箱5和回水箱6构成，气-水换热装置7的出口端通入混合缓冲箱5，缓冲箱的出水口50与外接的散热系统连通，散热系统回水管连通进入回水箱6；混合缓冲箱5还设有将已分离的烟气回收送至回水箱6的引气管51，引气管51的回水箱出口最好设置于回水箱6的底部，以便回水高度始终高于该引气管出口，使回水回收烟气中的残余热能，最大限度地减少热损失；该引气管51出口处设有多个通气孔55；气-水直接换热装置7的液流管路1与回水箱出水管路60相通，管路上设有动力泵66。该高效热水锅炉的工作过程是燃烧放热机构所产生的高温烟气导入气-水直接换热装置7，该换热装置的出口端通入混合缓冲箱5，在混合缓冲箱5中，混入流体介质中的烟气逐渐与其分离，分离的烟气由引气管51送入回水箱6，回水箱6的回水可再一次回收烟气中残余热量，也可称之为预热，由泵水出口送至气-水直接换热装置的液流管路1中；缓冲箱5中已完成换热的流体介质由出水口50进入散热系统实现分散放热。在此结构基础上，该高效热水锅炉还可以结合采用原有的辐射换热结构形式进行设计。权利要求1.一种气一水直接换热装置，其特征在于该装置包括有液流管道(1)和将高温气体送入液流管道的气体喷管(2)，高温气体喷管末端设有插入液流管道设置的喷气管芯(20)，喷气管芯(20)与液流管道(1)之间的环形间隙中设有混合旋流机构。2.根据权利要求1所述的气-水直接换热装置，其特征在于其混合旋流机构为在喷气管芯(20)周围固定设有均匀分布且同一旋向的若干弧形导流板(3)。3.根据权利要求2所述的气-水直接换热装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文海，
申请(专利权)人：孙文海，
类型：实用新型
国别省市：
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