带有两组束管的冷凝换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种换热器，其包括一对管束（２１，３１），一个环绕圆柱形燃烧器（４０）的主管束（２１）和另一个副管束（３１），要被加热的液体可在管束中流动，主管束排出的燃烧气体中的水蒸汽在副管束上发生冷凝，其中构成该管束的管子具有压平的横截面和螺旋形的外形，从而使燃烧气体可以在盘管之间流动，主管束（２１）中是从外侧流到内侧，副管束（３１）中的流动方向相反，两个管束都设置在同一壳体（１）中。所述换热器特征在于副管道的轴向尺寸（ｌ２）比主管道的轴向尺寸（ｌ１）小的多，从而可在所述副管束（３１）的端部形成一个可用空间来设置排放管头（７）。本发明专利技术还涉及一种气体或燃油锅炉，特别适于家用，高效、节省空间且重量轻。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的换热器具体用于配置在适于家用的煤气锅炉中，从而可提供中央采暖回路和/或提供卫生用水。更准确地说，本专利技术的主题换热器是一种双换热器，由一个直接暴露在燃烧器产生的热气中的主换热器、以及一个暴露在从主换热器中排出的、温度明显较低的气体中的副换热器构成。水或者任何可被加热的液体以与烟气的流动方向相反的方向在该双换热器中循环，准确地说，即首先穿过副换热器，在其中进行预加热，然后进入主换热器，在那里进行加热。仅仅为了说明，从燃烧器中直接排出的燃气温度可以是1000℃量级的。在穿过主换热器后，其温度通常在100到180℃之间。这些热气含有一定量的水蒸汽，其在与副换热器壁接触时会发生冷凝，此时其温度低于露点，为60℃量级。这种冷凝过程为在副换热器中循环的水提供了额外的热量，这些热量相当于蒸发过程中释放的潜热。如在文献EP 0 078 027中所描述的，这种类型的双换热器使得该装置的收益大大提高。在文献WO 94/16272中描述了一种换热器部件，包括一个由热传导性能非常好的材料制成的管，其中冷却液流体，例如被加热的水，在该管中循环流动。这种管被弯成螺旋状，且具有一个平的椭圆形横截面，其主轴线基本垂直于螺旋体的轴线，同时该管的每个转弯处都具有平的面，这些面与相邻拐弯处的平面隔开相同高度的间隙，此高度比所述横截面的厚度略小，两个相邻弯处之间的间距由管壁上的凸台所构成的横向构件来进一步限定尺寸。这篇文献还描述了具有多个上述元件的换热器，其以不同的方式构成，形成了各种实施方案。以这种方式设计的换热器元件保证了在穿过该管状元件附近的热气与在该管中循环流动的、要被加热的液体之间可以进行大量的热交换。事实上，在热气流穿过拐弯处之间的间隙时，其与换热器部件的相对展开的壁面进行接触。更具体来说，本专利技术的目的是提出一种上述类型的冷凝换热器，它的热交换元件是如在WO 94/16272中公开的多束平管，如需要可参考该文献。最接近本专利技术主题的现有技术对应于上述文献的图22所示出的实施方案。所讨论的装置由两组平行的束管组成，主要的一组由1表示，次要的一组由1′表示。这辆束管相互靠近地设置，轴线互相平行，且固定安装在一个外壳8内(对比文件中成为“壳体”)。热气体由外部装置9提供，并通过输送管90和管头80进入主交换器1的中央部分(箭头J0)。热气体径向穿过后者，从内侧到外侧(箭头J1)，然后穿过副换热器，仍然是径向的，但这次是从外侧到内侧(箭头J2)。最后，冷却的气体通过管头81离开该双换热器(箭头J3)。本专利技术的目的是改进WO 94/16272的图22中示意性地示出的装置，以使其更加紧凑。实际上，这类装置的安装者总会遇到一个问题，就是容纳该装置的可用空间通常不大。本专利技术的另一个目的是提出一种相对较轻的装置，从而对安装者而言，该装置的运输、定位以及固定都更加方便。本专利技术的构思源于专利技术人观察到的一个现象副换热器中回收的能量总是小于主换热器吸收的能量。从这个观察出发，可以推导出相对于主换热器，副换热器的热交换表面可以减小，该热交换表面与管束的长度成比例。这样，如果减小副管束的轴向尺寸，则在其一端可以形成一个可利用空间，从而可以利用该空间来安装燃烧过的、已冷却的气体的排出管头。因此，相对于WO 94/16272中图22的已知实施方案来说，这种管头的轴向尺寸不是加到该装置的轴向尺寸上，而是安装在该装置之内。另外，副换热器的管长减小，该装置自然比所述的具有相同管长的主交换器及副交换器的装置更为轻便。最后，还是为了改进紧凑性，根据本专利技术，采用一种安装在主管束之内的圆柱形燃烧器。这样，该燃烧器的轴向尺寸也包含在外壳的轴向尺寸内。因此本专利技术的主题是一种与燃气燃烧器或燃油燃烧器相连的冷凝换热器，其由两组相邻布置的平行管束组成，且固定安装在一个不透气的外壳内，这两个管束通过一个“转换”收集器互相连通，该收集器具有可以使要被加热的液体特别是冷水能够循环流动的装置，首先在构成所述副管束的管中流动，然后通过所述转换收集器流到构成主管束的管内，围绕这两个管束的所述外壳尽可能地靠近各管束，该外壳具有一个用于燃烧气体的排放管头，其位于所述副管束的附近，该换热器的结构，使得燃烧器产生的热气可以径向或者近似径向地流动穿过弯管之间的缝隙，首先流过主管束，接着流过副管束，然后从所述管头排出该换热器。根据本专利技术-所述燃烧器是一个圆柱形燃烧器，其直径比主管束的直径小，且同轴安装在主管束内，沿整个主管束的轴线长度或者几乎整个轴线长度延伸；-所述副管束的轴向尺寸比所述主管束的轴向尺寸小，从而可在较短的副管束的延长部分上形成一个对着主管束的端部的可用空间；-该可用空间上布置有一个围壁，其与副管束的内部空间相连通；-所述管头与所述围壁的壁面相连从而可以与其连通，且管头定向成与副管束的轴线横交，从而使其轴向上的体积可以容置于围壁之内。此外，根据本专利技术的一些可选的附加技术特征-构成各管束的每个管子具有直线的两端端部，这两端的轴线位于同一平面内，该平面与管束构成的螺旋体相切，端部开口从换热器的侧部朝向外部；主管束的端部位于副管束附近，反之亦然，所述端部具有圆柱形开口，其从外壳壁面上固定地、密封地穿出，在外壳的一侧，其伸进一个被称作“进出口”的壁面收集器，该壁面收集器可以连到一个要被加热的液体的供应管道和一个用于已加热液体的排放管道；在外壳的另一侧，伸进所述转换收集器。-外壳一方面包括一个一定长度的、具有不变横截面的薄壁管，其横截面近似卵形的轮廓由两条侧面的直线段连接两个半圆端部而形成，另一方面包括一对闭合板或者“端面”，端面的轮廓对应于所述横截面的轮廓，且沿垂直于所述管长轴线的方向延伸，各堵住两开口之一，所述管长的每一半圆柱形部分与所述管束之一同轴且部分环绕(超过一半)所述管束；-被称为“前端面”的所述端面之一具有一个开口，其可以容纳一个门板，该门板支撑所述燃烧器、并且藉之可作拆卸操作；-该门板还在其外侧支撑一个风扇，或者支撑一个简单的管头，从而可以向燃烧器提供可燃气体混合物；-各端面都配备有一个隔热盘，该盘面向所述主管束的内部空间；-两个管束具有相同的直径；-两个管束的轴线是水平的且互相平行；-两个管束上下布置，且它们的轴线位于相同的垂直平面内；-副管束位于主管束的上方，在两个管束之间插入一个倾斜的槽，用于防止副管束上形成的冷凝液落到主管束上或者燃烧器中；-两个管束并排设置，其轴线位于相同的水平面内；-所述排放管头的轴线位于包含两管束轴线的平面中；-所述排放管头的轴线垂直于包含两管束轴线的平面；-所述围壁的壁面为一圆柱形套管，且与副管束同轴，其一端缘固定到换热器的外壁上，另一端缘安装有一个环形凸缘，副管束支撑在该凸缘上，所述排放管头也是圆柱形的，与所述套管相连，且垂直于其轴线；-外壳具有一个倾斜的底部，其带有一个出口，用于收集并排放副管束上形成的冷凝液。通过阅读下述说明以及代表了可行的各实施方案的附图，本专利技术的其它特征及优点将变得更加显明，其中所述各实施方案是以非限定性的实例给出的。-附图说明图1为本专利技术第一实施方案的正面示意图，其为图2中线I-I处的垂直剖面图；-图2是图1所示装置的左视图；-图3和4分别是图1、图2缩小比例的简化视图，这些图表示运转过程，特别是气体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
冷凝换热器，与气体或燃油燃烧器（４０）相连，该换热器包括两组平行的管束，一组管束（２１）称为“主管束”，另一组管束（３１）称为“副管束”，每个管束都包括一根管或者首尾相连形成螺旋管盘的一组管，其中管壁由导热性良好的材料制成，且具有压平的卵形横截面，横截面的主轴线垂直于或者基本垂直于螺旋管盘的轴线，同时两个相邻弯管之间间隙的宽度都相同，且比所述横截面的厚度小得多，这两组管互相靠近设置在一起，固定安装在不透气的外壳（１）中，然后通过“转换”收集器（１１）来相互连通，该收集器设有可以使要被加热的液体特别是液态水能够循环流动的装置，液体首先在构成所述副管束（３１）的管中流动，然后通过所述转换收集器（１１）流到构成主管束（２１）的管内，围绕这两个管束的所述外壳（１）靠近各管束并与各管束有间隔，该外壳（１）具有用于燃烧气体的排放管头（７），其位于所述副管束（３１）的附近，该换热器的结构使得燃烧器（４０）产生的热气可以径向或者近似径向地流动穿过弯管之间的缝隙，首先流过主管束（２１），然后是副管束（３１），然后从所述管头（７）排出该换热器，其特征在于：－ 所述燃烧器（４０）是圆柱形燃烧器，其直径小于主管束（２１）的直径，且与同轴安装在主管束内，沿整个主管束的轴线长度或者实质上整个轴线长度延伸；－所述副管束（３１）的轴向尺寸（ｌ↓［２］）小于所述主管束（２１）的轴向尺寸（ｌ↓［１］）， 从而可在较短的副管束的延长部分上形成对着主管束的端部的可用空间；－该可用空间上布置有围壁（９），其与副管束的内部空间（３）相连通；－所述管头（７）与所述围壁（９）的壁面相连从而可以与其连通，且管头定向成与副管束（３１）的轴线 （Ｘ↓［２］Ｘ↓［２］′）横交，从而使其轴向上的体积可以容置于围壁（９）之内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J勒梅，
申请(专利权)人：J勒梅，
类型：发明
国别省市：FR[法国]