| WO/2008/102263 | TANK-TANKLESS WATER HEATER |
| WO/1996/018451 | PROCESS AND DEVICE FOR CONDENSATION CLEANING OF STEAM-GAS MIXTURES |
| JP58000042 | HEAT EXCHANGER |
中山华帝燃具股份有限公司 (中国广东省中山市小榄镇工业大道南华园路1号, Guangdong 0, 528400, CN)
| 权利要求书 1、 一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置， 包括冷凝式热交换 器（1)、 冷凝水收集罐 (2)、 引风机 (3)、 高温湿烟气通道 (5)和 排烟管（6)， 冷凝式热交换器 (1)安装在高温湿烟气通道（5) 出口 端， 其特征在于所述冷凝式热交换器 （1)一侧的出口 （11)与引风 机（3)进风口之间还设有气流减速器（4)， 气流减速器 (4)上设有 让冷却后气流流速衰减以实现水、 气分离的气流通道（41)， 气流通 道 （41) 内设有压差发生孔板 （42)， 压差发生孔板（42)上有供气 流通过的通孔（421), 所述冷凝水收集罐（2)位于冷凝式热交换器 (1)下方， 冷凝水收集罐（2)上设有与气流通道 (41)进气端底部 连通的冷凝水管（21)和与引风机（3)进风口连通的压差连通管（22)， 使得冷凝后水在重力和冷凝水管 (21)进口端的负压抽吸力作用下滴 落到冷凝水管 （21)后导入冷凝水收集罐（2) 内， 而干烟气在引风 机（3) 内被再次加速后经排烟管 （6)排放。 2、 根据权利要求 1所述^种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置， 其^^征在于所述通孔 (421) 为垂直于压差发生孔板（42) 的任意形 状和任意锥度的通孔或加长孔，通孔（421)有多个，多个通孔（421) 均布在压差发生孔板（42)上。 3、 根据权利要求 1所述一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置， 其特征在于冷凝式热交换器（1) 的底部设有防止冷凝水回落入高温 湿烟气通道（5) 内的斜线， 斜线靠近气流通道 （41) ^端较低, 使 热交换片 （12) 上的水沿着这条线流向冷凝水管（21)。 4、 根据权利要求 1所述一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置， 其特征在于所述冷凝水收集罐（2)底部设有防漏风门 （23)和冷凝 水排泄管（24)。 5、 根据权利要求 1或 2或 3或 4所述 ^种燃气热水器阻尼式冷 凝水分离装置，其特征在于所述冷凝式热交换器（1 )、气流减速器（4) 和引风机（3)水平排列，气流通道（41 )一端与冷凝式热交换器（1 ) 的出 0 ( 11)对接， 气流通道（41 )另^端与引风机（3)进风口对 接， 所述压差发生孔板（42)为垂直于气流通道（41 )轴心设置的竖 直板， 所述冷凝水管（21 )和压差连通管 (22)分别位于压差发生孔 板（42) 下方前后两侧。 6、 一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离方法， 其特征在于包括如 下步骤： 第一步， 冷凝含水蒸气的高温烟气: 用冷凝式热交换器（i )冷 凝高温烟气； 第二步， 分离水气： 在冷凝式热交换器（1)一侧的出口 （11 ) 端设置引风机（3)和气流减速器（4)， 气流减速器（4)上设有让冷 却后气流流瓖衰减以实现水、气分离气流通暹（41 )， 气流 ¾填 (41) 一端与冷凝式热交换器（1 ) 的出口 （11 )对接， 气流通道（41 ) 另 一端与引风机（3)进风口对接， 弓 I风机（3)用于向外抽吸气流通道 (41 )内气体，使得干烟气被引风机 (3)再次加埭后通过排烟管 (6) 排放； 第三步， 收集水： 气流通道（41 ) 内设有压差发生孔板（42)， 压差发生孔板（42)上有供气流通过的通孔（421);冷凝水收集罐（2) 上设有与气流通道（41)进气端连通的冷凝水管 (21 )和与引风机（3) 难风 的压差连通管(22)，使得冷凝后水在重力和冷凝水管<：21 ) 进口端的抽吸 Λ作用¥滴落到冷凝水管 (21 )后导入冷凝水收集罐 ( 2) 内。 |
[技术领域]
本发明涉及一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离 方法和装置。
[背景技术] 说
目前市场上冷凝式燃气热水器普遍采用以冷凝 式热交换器为中 心的冷凝水分离和收集方式： 引风机一书般设计在高温烟气端，水与千 烟气在通过冷凝式热交换器的过程中逐步分离 ；这 ^结构中存在如下 缺点： 引风机工作介 为高温达 200°C的烟气； 冷凝水收集罐、 冷凝 式热交换器内相对大气为正压；冷凝式热交换 器与主热交换器空间上 分离。 因此， 传统冷凝热水器普遍存在： 引风机因高温损坏率较高、 冷凝式热交换器漏水、 产品体积大等问题, 并长期得不到较好解决。
[发明内容]
本发明目的是提供了将引^机设置在冷凝式热 换器后端，并且 将冷凝器与风机水平排列， 从而大大的降低了弓 I风机的工作环境温 度， 同时使得冷凝水收集罐、冷凝式热交换器能在 相对大气为负压下 工作，较好的解决了冷凝水泄漏的难题的 ^种燃气热水器阻尼式冷凝 水分离的装置。
本发明另一目的是提供将引风机设置在冷凝式 热交换器后端,从 而大大的改善了引风机的工作环境， 同时使得冷凝水收集罐、冷凝式 热交换器能在相对大气为负压下工作以解决冷 凝水泄漏的难题的一 种燃气热水器阻尼式冷凝水分离的方法。
为了解决上述存在的问题， 本发明采用了下列技术方案：
种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置，包括冷 凝式热交换器 1、 冷凝水收集罐 2、 引风机 3、 高温湿烟气通道 5和排烟管 6， 冷凝式 热交换器 1安装在高温湿烟气通道 5出口端,冷凝式热交换器 1一侧 的出口 11与引风机 3进风口之间还设有气流减速器 4，气流减速器 4 上设 让冷却后气流流速衰减以实现水、 气分离的气流通道 41 , 气 流通道 41内设有压差发生孔板 42， 压差发生孔板 42上有供气流通 过的通孔 421， 冷凝水收集罐 2位于冷凝式热交换器 1下方， 冷凝水 收集罐 2上设有与气流通道 41进气端底部连通的冷凝水管 21和与引 风机 3进风口连通的压差连通管 22，使得冷凝后水在重力和冷凝水管 21进口端的负压抽吸力作用下滴落到冷凝水管 21后导入冷凝水收集 罐 2内， 而干烟气在引风机 3内被再次加速后经排烟管 6排放。
如上所述一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装 置， 其特征在于通 孔 421为垂直于压差发生孔板 42的任意形状和任意锥度的通孔或加 长孔， 通孔 421有多个， 多个通孔 421均布在压差发生孔板 42上。
如上所述一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装 置， 其特征在于冷 凝式热交换器 1的底部设有防止冷凝水回落入高温湿烟气通 5内的 斜线，斜线靠近气流通道 41一端较低，使热交换片 12上的水沿着这 条线流向冷凝水管 21。
如上所述^种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装 ， 其特征在于冷 凝水收集罐 2底部设有防漏风门 23和冷凝水排泄管 24。 如上所述一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装 置， 其特征在于冷 凝式热交换器 1、气流减速器 4和引风机 3水^ 2 排列,气流通道 41一 端与冷凝式热交换器 1的出口 11对接，气流通道 41另 ^端与引风机 3进风口对接, 压差发生孔板 42为垂直于气流通道 41轴心设置的竖 直板， 冷凝水管 21和压差连通管 22分别位于压差发生孔板 42下方 前后两侧。
一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离方法， 包括如下步骤： 第一步， 冷凝含水蒸气的高温烟气： 用冷凝式热交换器 1 冷凝 高温烟气；
第二步， 分离水气: 在冷凝式热交换器 1一侧的出口 11端设置 引风机 3和气流减速器 4, 气流减速器 4上设有让冷却后气流流速衰 减以实现水、 气分离气淹坶道 41， 气流通 ¾ 41一端与冷凝式热交换 器 1的出口 11对接，气流通道 41另一端与引风机 3进风口对接， 引 风机 3用于向外抽吸气流通道 41内气体， 使得干烟气被引凤机 3再 次加速后 ¾过排烟管 6排放；
第三步， 收集水： 气流通道 41内设有压差发生孔板 42, 压差发 生孔板 42上有供气流通过的通孔 421; 冷凝水收集罐 2上设有与气 流通道 41进气端连通的冷凝水管 21和与引风机 3进风口连通的压差 连通管 22， 使得冷凝后水在重力和冷凝水管 21进口端的抽吸力作用 下滴落到冷凝水管 21后导入冷凝水收集罐2内。 本发明的有益效果是:
1、 在结构上， 本发明将冷凝式热交换器置于引风机的进风口 端， 并且将冷凝器与风机沿水平方向排列设置结构 ，冷凝水通过气流减速 器和负压吸引方法等设计，优化了整体结构， 在现行同类产品的基础 上使冷凝热水器产品体积减小， 引风机介质工作温度由 200°C左右降 到 8CTC以下， 大大的改善了引风机的工作环境， 同时使冷凝水与烟 气分离在气流减速器中进行，水气分离度更好 ，增加了产品的可靠性 和安全性。
2、 将热交换片底部设计成^斜线， 以便于水滴沿斜线流向冷凝 水管， 解决了冷凝水通过热交换片回落到高温湿烟气 通道难题。
3、 冷凝式热交换器、 冷凝水收集罐内相对大气承受的是负压， 其作用在于有效的防止冷凝式热交换器、冷凝 水收集罐泄露水，完全 克服了现有技术中长期困扰本行业的冷凝水收 集罐、冷凝式热交换器 内相对大气为芷压时造成的漏水难题。
4、冷凝式热交换桊一侧的出口与引风机进风 之间还设有气疯 减速器，气流减速器上设有气流通道，在这一 通道中气流速度将迅速 下降冷凝水滴受到阻尼， 在冷凝式热交换器与气流减速器交界面处， 由冷凝式热交换器、气流减速器的连接共同组 成一个气流瓖度衰减羿 面，冷凝式热交换器中的冷凝水滴在通过这个 界面时突然减速其水平 运动动能几乎消失，冷凝水在重力加速度作用 下溅落到气流减速器底 部冷凝水管处， 干烟气在引风机内被再次加逑后, 坶过排烟管排放， 气流通道内设有压差发生孔板， 压差发生孔板上有供气流通过的通 孔， 当千烟气通过压差发生孔板时在其两面产生气 压差，千烟气在引 风机作用下首先在压差发生梹两面形成一个 10Pa〜30Pa的气压差用 于冷凝水吸引和收集，从而实现了水气分离和 冷凝水收集、排放的目 的。
5、冷凝水收集罐在引风机和压差发生孔扳的 同作用下产生的 方向为冷凝水管到压差连通管的一个气压差， 冷凝水管对冷凝水产生 吸引力 ,促使冷凝水流向冷凝水收集罐中，由于氷的 重远大于气体， 冷凝水收集罐中的冷凝水不会通过压羞连坶管 淹向引风机，当冷凝水 收集罐内为负压时阻风门阻止空气从冷凝水泄 放管倒流到冷凝水收 集罐中，避免降低冷凝水收集罐内的负压， 利于冷凝水收集、泄放芷 常迸行。
[附图说明]
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。 图 1为本发明的原理图；
图 2为冷凝式热交换器横切面换热片和水管结构 意图； 图 3为气流减速器上压差发生孔板结构示意图。
[具体实施方式]
如图 1、 2和 3所示， 一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离装置， 包括冷凝式热交换器 1、 冷凝水收集罐 2、 引风机 3、 高温湿烟气通 道 5和排烟管 6，冷凝式热交换器 1安装在高温湿烟气通道 5出口端， 冷凝式热交换器 1一侧的出口 11与引风机 3进风口之间还设有气流 减速器 4， 气流减速器 4上设有让冷却后气流流速衰减以实现水、 气 分离的气流通道 41， 气流通道 41使冷凝后气流减速， 气流通道 41 内设有压差发生孔板 42， 压差发生孔板 42 上有供气流通过的通孔 421， 气流通过通孔 421时在其两边产生气压差; 冷凝水收集罐 2位 于冷凝式热交换器 1下方， 冷凝水收集罐 2上设有与气流通道 41进 气端底部连通的冷凝水管 21和与引风机 3进风口连通的压差连通管 22，使得冷凝后水在重力和冷凝水管 21 进口端的负压抽吸力作用下 滴落到冷凝水管 21后导入冷凝水收集罐 2内， 而干烟气在引风机 3 内被再次加速后经排烟管 6排放。 其中，冷凝式热交换器 1、气流减速器 4和引风机 3沿水平方向 排列，气流通道 41一端与冷凝式热交换器 1的出口 11对接，气流通 道 41另一端与引风机 3进风口对接，压差发生孔板 42为垂直于气流 通道 41轴心设置的竖直板， 冷凝水管 21和压差连通管 22分别位于 压差发生孔梹 42下方的前后两侧。 通孔 421为垂真于压差发生孔板 42的任意形状和任意锥度的通孔或加长孔， 通孔 421有多个， 多个 通孔 421均布在压差发生孔板 42上。 本发明优选实施方式中， 压差 发生孔梹 42上坶孔 421阻力系数设置为 0. 5, 在压差发生孔扳 42两 面产生一个 10Pa〜30Pa的气压差， 也包括能达到冷凝水分离和收集 目的的所有参数。
冷凝式热交换器 1每括： 水管 13和热交换片 12， 热交换片 12 的优选方案为其底部设计为能防止冷凝水回落 入高温湿烟气通道 5 内的流线型滴水的斜线， 让从热交换片 12上垂落的冷凝水流向冷凝 水管 21。
冷凝水收集罐 2是一个密闭的壳体， 冷凝水收集罐 2负责冷凝 水的收集和排放， 冷凝水收集罐 2底部还设有防漏风门 和冷凝水 排泄管 24。
引风机 3可以是交流引风机和直流引风机以及其它气 加速方 法。 本发明优选实施方式中， 引风机 3包括风轮叶片 31、 电机 32; 引风机 3对空气产生离心力加墙， 形成气体对流；
本发明重点在于： 以伯努利气动方程为基础， 以冷凝热水器为对 象，通过气体通道面积的变化以改变冷凝水滴 与干烟气混合物流动的 速度，使冷凝水与干烟气有效的分离、达到冷 凝水收集排放和烟气排 放的目的。 本发明工作过程为： 引风机 3对空气产生离心力加速, 是气体 流动的动力源； 烟气通过冷凝式热交换器 1时， 热交换片 12—方面 将烟气中的热量传递给水管达到对水流加热的 目的;另一方面使高温 湿烟气冷却形成冷凝水和千烟气浪合物； 由于气流通道 41对气流的 阻尼作用对干烟气和水滴的 ¾动¾度产生影响， 在冷凝式热交换器 1 与气流减速器 4交界面处， 冷凝式热交换器 1、 气流减速器 4的连接 处共同组成一个气流速度衰减界面，冷凝式热 交换器 1中的冷凝水在 坶¾界面吋突然减瓖而水平运动动能几乎消失 冷凝水在重力加埴度 作用下溅落到冷凝水管 21， 而冷凝水管 21到压差连通管 22有气压 差， 使得冷凝水管 21对冷凝水产生吸引力， 促使冷凝水流向冷凝水 收集罐 2中， 由于水的比熏 S大于气体,冷凝水收集罐 2中的冷凝水 不会通过压差连通管 22流向引风机 3。 当冷凝水收集罐 2内为负压 时阻风门 23阻止空气从冷凝水泄放管 24倒流到冷凝水收集罐 2中， 避兔降低冷凝水收集罐 2内的负压。聪水后的干烟气则 气流减瓖 器 4， 经引风机 3被再次加速后， 通过排烟管 6排放， 从而实现了水 气分萬和冷凝水收集、 排放的目的。
一种燃气热水器阻尼式冷凝水分离方法， 包括如下步骤： 第一步， 冷凝含水蒸汽的高温湿烟气： 用冷凝式热交换器 1冷 凝含水蒸汽高温湿烟气， 为防止冷凝水通过热交换片 12落回到高温 烟气坶道 5, 冷凝式热交换器 1的底部可以设奪为防止冷凝水回落 入高温湿烟气通道 5内的斜线， 斜线靠近气流通道 41一端较低， 使 热交换片 12上的水沿着这条线流向冷凝水管 21; 第二步， 分离水气： 在冷凝式热交换器 1一侧的出口 11端设置 引风机 3和气流减速器 4, 气流减速器 4上设有让冷却后气流流速衰 减以实现水、 气分离气流通道 41， 气流 ¾道 41一端与冷凝式热交换 器 1的出口 11对接，气流通道 41另一端与引风机 3进风口对接, 引 风机 3用于向外抽吸气流通道 41内气体， 气流减速器 4上设有与出 口 11对接的气流 ¾道 41， 引风机 3用于向外抽吸气流坶道 41内气 体， 冷却后的烟气被分成冷凝水滴和干烟气的混合 物， 因为气流通道 41的气体流通面积比冷凝式热交换器 1的出口 11的气体流通面积要 大得多， 根据伯努利方程，冷凝后的冷凝水和干烟气的 合物在气流 通道 41内的速度比在冷凝式热交换器 1内要低得多； 从而在冷凝式 热交换器 1、气流减速器 4的连接处共同组成一个气流速度衰减界面， 冷凝式热交换器 1 中的冷凝水在通过这个界面吋突然减速而使水 平 运动动力几乎消失，使得冷凝后水因自重在气 流通道 41内垂直滴落， 而千烟气被引风机 3再次加速后, 通过排烟管 6排放；
第三步， 收集水： 冷凝水收集罐 2上设有与气流通道 41进气端 连通的冷凝水管 21和与引风机 3进风口连通的压差连通管 22， 其中 压差连通管 22将干烟气在通过压差发生板 42时, 压差发生孔板 42 上通孔 421在压差发生孔板 42前后两面产生 ^个气压差传导到冷凝 水收集罐 2的冷凝水管 21进口处，水在自重力和冷凝水管 21进口端 抽吸力双重作用力滴落到冷凝水管 21后导入冷凝水收集罐 2内。 冷 凝水收集罐 2除了负责冷凝水的收集外，还可在冷凝水收 罐 2底部 设有防漏风门 23和冷凝水排泄管 24来实现冷凝水的排放。