一种火管式冷凝换热器的制作方法

本实用新型涉及一种换热器，具体涉及一种火管式冷凝换热器，属于换热设备技术领域。

背景技术：

目前普通燃气炉使用的换热器，无冷凝设计，排烟温度一般在120度以上，烟气温度极高，造成大量热量被散失掉，缺乏有效降低排烟温度手段。

目前不锈钢换热器一般采用水管式结构，有沿着圆周排列的圆管直管方式，有沿螺旋方向盘管的扁管方式，燃烧器位于圆周的中心位置，为满足烟气的换热要求，管之间的间隙很小，造成燃气燃烧的产物以及杂质容易附着在管壁上，造成气路的堵塞，影响设备的正常运行。同时，采用这种结构时的管径较小，焊接量较大。对于盘管式换热器，为防止冷凝水的产生需增加水室，这样大大增加了焊接量。

随着国家对节能环保力度不断加强，普通燃气炉已经无法满足相关要求，燃气炉作为一种主流的供暖方式，必然向节能和环保方向发展。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种防止堵塞、能量利用率高、焊接量少的火管式冷凝换热器。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种火管式冷凝换热器，包括筒体，筒体上设置有燃烧单元，燃烧单元上连接有换热率高、防堵塞的换热单元。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：所述换热单元包括换热管，换热管上设置有扁平结构的部分。

进一步优化：所述换热管上的扁平结构部分为波浪形状。

进一步优化：所述换热管上扁平结构的部分具有平行的两侧壁。

进一步优化：所述换热管上扁平结构部分的两侧壁之间的距离沿着换热管的长度方向逐渐变化。

进一步优化：所述换热管的侧壁上设置有加强单元。

进一步优化：所述加强单元包括在换热管上设置的凹槽。

进一步优化：所述凹槽沿换热管的长度方向设置，凹槽为连续性的。

进一步优化：所述凹槽沿换热管的长度方向设置，凹槽分为多段。

进一步优化：所述换热管呈环形阵列有多个。

使用时，燃气和一定比例的空气完全混合后，在燃烧器表面被点燃，在燃烧室内充分燃烧，产生的高温烟气经过上管板进入火管式换热管，换热管具有独特的波浪形结构，波浪管（换热管）的波浪距离、波浪高度、波浪管的宽度、厚度均是沿长度方向变化的，高温烟气经过换热管后温度被降低到很低，并产生冷凝，释放烟气中的汽化潜热，热效率高达108%，烟气充分换热以后经过下管板到达冷凝室，从排烟管排出。

本实用新型采用冷凝换热技术，回收烟气中的汽化潜热，热效率最高可达108%，同时采用立式结构及独特的火管形式，使其具有自清洗功能，防止气路的堵塞，大大减少了后期的维护保养，同时大大减小了焊接量。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图2为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图3为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图4为本实用新型在实施例中冷凝室的结构示意图；

图5为本实用新型在实施例中换热管的结构示意图；

图6为本实用新型在实施例中换热管的横截面示意图；

图7为本实用新型在实施例中水流挡板的结构示意图。

图中：1-筒体；2-出水口；3-风机；4-燃气阀；5-回水口；6-排烟管；7-冷凝室；8-燃烧器；9-换热管；10-燃烧室；11-上管板；12-水流挡板；13-下管板；14-排烟口；15-凹槽；16-通孔；17-中心孔。

具体实施方式

实施例，如图1-6所示，一种火管式冷凝换热器，包括筒体1，筒体1的上端设置有燃烧单元，燃烧单元的下方设置有换热率高、防堵塞的换热单元，换热单元包括设置有扁平结构的换热管9，换热管9上的扁平结构部分可以为直线形的，也可以为波浪形状的。

所述换热管9上下两端的横截面分别为环形，该两端之间的部分的横截面为椭圆形。

所述换热管9上横截面为椭圆形的部分具有大致平行的两侧壁，该两侧壁之间的距离可以是不变的，也可以是沿着长度方向渐变的，并且每个壁都设置有加强单元。

所述加强单元包括在换热管9上波浪形结构的侧面上设置的向内凸起的凹槽15，且位于换热管9上对称的两侧面上凹槽15相对设置，这样设计便于凹槽15在换热管9上形成肋筋，在使用过程中，换热管9外施加较高的水压时，相对的肋（肋筋）彼此接合，以限制由于这种压力引起的变形，使管子（换热管）的耐压能力更强。

所述凹槽15沿换热管9的长度方向设置，凹槽15可以为连续性的，也可以为断开的多段，且每段的长度可以为一致的，也可以为不一致的。

所述换热管9上扁平部分的宽度大于大于换热管9端部的外径，换热管9上扁平部分的厚度小与换热管9端部的外径。

所述换热管9呈环形阵列有多个，每个换热管9上的扁平部分可以横向设置，也可以为倾斜设置。

所述燃烧单元包括安装在筒体1内靠近上端位置的燃烧室10，燃烧室10与筒体1的内壁之间间隔一定距离设置，这样设计便于介质（水）的流动。

所述燃烧室10的上端与筒体1的上端位于同一高度且密封连接，筒体1的一侧靠近上端的位置设置有出水口2，这样设计便于水的输出。

所述燃烧室10的上端设置有风机3，风机3的出风口处连接有燃气阀4，这样设计便于燃气与空气的混合。

所述燃烧室10内设置有燃烧器8，燃烧器8与风机3连通，这样设计便于混合气体的燃烧。

所述燃烧室10的底部设置为上管板11，上管板11上开设有与换热管9上端连接的孔，每个换热管9的上端与上管板11密封焊接。

所述筒体1的下方通过法兰连接有冷凝室7，筒体1的一侧靠近下端的位置连接有回水口5，这样设计便于水的进入。

所述冷凝室7的上端设置为下管板13，下管板13上开设有与换热管9下端连接的孔，每个换热管9的下端与下管板13密封焊接。

所述冷凝室7的一侧连接有排烟管6，排烟管6上开设有排烟口14，这样设计便于烟气的排出。

所述筒体1内壁上靠近燃烧室10下方的位置设置有圆形的水流挡板12。

如图7所示，所述水流挡板12上开设有容纳换热管9端部的通孔16，且该通孔16与换热管9之间密封连接。

所述水流挡板12的中部开设有能够容纳多个换热管9的中心孔17，这样设计便于水经该处流动至筒体1内壁与燃烧室10之间的夹层中，由中间向周边流动，保证了燃烧室的冷却。

使用时，燃气和一定比例的空气完全混合后，在燃烧器8表面被点燃，在燃烧室10内充分燃烧，产生的高温烟气经过上管板11进入火管式换热管9，换热管具有独特的波浪形结构，波浪管（换热管）的波浪距离、波浪高度、波浪管的宽度、厚度均是沿长度方向变化的，高温烟气经过换热管9后温度被降低到很低，并产生冷凝，释放烟气中的汽化潜热，热效率高达108%，烟气充分换热以后经过下管板13到达冷凝室7，从排烟管6排出。

本实用新型具有以下有益效果：

1、波浪形的换热管具有一定的弹性，允许其在经受热变化时弯曲，其不会在管被焊接到管板的位置上施加相当大的热应力，因热变形施加在管上的纵向应力通过波浪形状的弹性弯曲来适应；

2、波浪形状的换热管使流过其中的热气体逐渐平缓地改变方向，从而与用直管实现的热传递相比提供改进的热传递，这些浅的曲线提供足够的流动中断以实现良好的热交换，但不会导致过大的压降；

3、凹槽形成的肋可以为扁管的横截面形状提供结构增强，使得可以使用更薄的壁管材料，同时达到没有肋的更厚壁管相当的结构强度；

4、向内凸出的肋还可以提供额外的流动破坏边界层以改善传热目的；

5、采用相对大直径的换热管、可以大大减小焊接量；

6、较大直径管的流量大得多，所以通过管的压降明显较小，因此加热器需要更小的鼓风机；

7、波浪管的形状可以让燃烧气体不断的将冷凝水吹离管壁，热燃烧气体仍然与管的下部内壁接合，并且冷凝物的液滴往往被夹带在向下流动的气体中，而不是紧贴在管壁上，避免了换热管底部水膜的产生，增强了管子下部的热传递；

8、特别设计的水挡板结构，使得水的循环被优化，强化了逆流换热，同时特别冷却了燃烧室，使其稳定在合理的温度范围。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。