[發明專利]高效換熱器

在審

• 申請號: 201811336130.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109708301A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 白明凱
• 申請（專利權）人: 白明凱
• 主分類號: F24H1/16
• 分類號: F24H1/16;F24H9/02;F24H9/14
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 趙霎

一種高效換熱器，包括外殼體（1）、內殼體（2）、設置在外殼體（1）上的且與內殼體（2）相連通的排煙口（13）、設置在外殼體（1）和內殼體（2）之間的水套（3），內體（2）內的一組以上的螺旋管組，其技術要點是：各螺旋管組包括若干螺旋半徑逐漸增大的螺旋管，各螺旋管分別設有與水套（3）相連通的進水口和出水口。其具有結構簡單緊湊、換熱效率高、使用方便、加工難度低、利于市場推廣等優點。

技術領域

本發明涉及一種換熱器，尤其涉及帶有螺旋形或盤旋形換熱水管組的流體換熱器，該換熱器采用一體或獨立設置的明火熱源，其主要適用于加熱生活用水。其IPC分類號為F24H 1/16或F24H 1/43和B21D 53/02。

背景技術

直接換熱器中，通常采用明火熱源，如煤炭、木材、天然氣等燃料燃燒產生的明火熱源，對管組內的循環水直接加熱，再將被加熱的循環水導出。而采用以含碳燃料，必須在換熱器上設置排氣口，一方面保證熱源持續穩定輸出，另一方面避免二氧化碳的積聚，由此不可避免地導致較大的能效損失。本領域技術人員可知曉的，當管組材質固定（熱傳導率恒定）、循環水的流速固定時，上述方案中循環水的被加熱效率主要取決于明火熱源的能效比（熱轉化率）。

現有技術中，為提高直接換熱器能效比，通常采用增大螺旋管組結構管程的方式提高能效比。根據傅立葉熱傳公式ΔQ/Δt=-K*A*ΔT/h可知，溫差越大、物體越薄、傳導總熱能越小，熱傳導速度越快。因此，在循環水流速固定的情況下，管組內的循環水越接近管程末端，溫度提高效果越不明顯，即僅增加管程提高能效比的效果逐漸遞減。但是，管程越長，制造成本越高，越不易加工。因此，綜合考慮管程/成本曲線、管程/能效曲線、制造難度之間權衡，從而獲得最佳的能效比。

如申請公布號為CN103517775A的發明專利申請公開的“換熱器”，該方案的螺旋管組分別采用等徑的螺旋內管和螺旋外管，并將分別作為進水口和出水口的端口32和34設置在同時設置在管組底部，內管和外管在頂部銜接。由于等徑設置，且螺旋螺距較小，上層管路的下端幾乎緊靠在下層管路的上端，下層管路會完全擋住上層管路的底部受熱區域，由下自上阻擋效果遞增，從而導致加熱時，僅能利用熱源火焰對管組的側部加熱。

如授權公告號為CN2207543Y的實用新型專利公開的“快速熱水器”，該方案同樣采用了內外雙層等徑螺旋管組的結構，區別僅在于將出水口設置在上部。

另外，授權公告號為CN2063207U的實用新型專利公開的“普通灶熱水器”，雖然公開了多層螺旋管路的技術方案，但管路仍舊為單進水口和單出水口，其能效比提升效果有限。

為解決下層螺旋管阻擋上層螺旋管受熱部位的問題，現有技術曾采用了將螺旋管制成截錐形的技術方案，如授權公告號為CN2212164Y的實用新型專利公開的“家用燃氣灶快速林淋浴熱水器”，如授權公告號為CN2352871Y的實用新型專利、授權公告為CN2277503Y的實用新型專利也公開了類似的技術方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效換熱器，從根本上解決了上述問題，其具有結構簡單緊湊、換熱效率高、使用方便、加工難度低、利于市場推廣等優點。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：該高效換熱器包括外殼體、內殼體、設置在外殼體上的且與內殼體相連通的排煙口、設置在外殼體和內殼體之間的水套，內體內的一組以上的螺旋管組，其技術要點是：各螺旋管組包括若干螺旋半徑逐漸增大的螺旋管，各螺旋管分別設有與水套相連通的進水口和出水口。

進一步的，為進一步提高換熱效率，螺旋管組包括交錯設置的下層管組和上層管組。

進一步的，為保證水套內循環水流向穩定，外殼體與內殼體之間設有環形的隔板I和隔板II，將水套分隔成下部水套、中部水套、上部水套。

進一步的，為使各螺旋管組內的循環水與水套內的旋流相配合，各螺旋管的進水口或出水口沿內殼體的周向均布。