專利名稱：用于密封的燃燒室的導流板的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于改善燃氣熱水供暖鍋爐(hydronic boiler)的熱交換器的熱交換性的導流板。
背景技術：
圖1和2顯示的是具有包括上、下集流管14、16的熱交換器12的現有技術的熱水供暖鍋爐10。上集流管12的熱交換翅片管18流體連接在上集流管14的前和后管部分之間。下集流管16的熱交換翅片管19流體連接在下集流管16的前和后管部分之間。立管20分別流體連接上、下集流管14、16的后管部分。
待加熱的水通過入水口22被泵入熱交換器12，入水口22與設置在下集流管16的前管部分中的入水口23流體連接。水從入水口23流入下集流管16的前管部分，再經過翅片管19之一流到下集流管16的后管部分，然后經過立管20之一流到上集流管14的后管部分，再經過翅片管18之一流入上集流管14的前管部分，最后經過設置在上集流管14的前管部分中的一個出水口(未示出)離開熱交換器12。
熱量由噴燒管24燃燒天然氣或丙烷氣產生，這些氣體通過進氣支管26到達噴燒管24。助燃空氣經過安裝在噴燒管24下面的有孔底板28被向上吸入。由噴燒管24排出的熱氣在熱交換翅片之間流動，這些翅片螺旋地、周邊地圍繞著管18、19，因此翅片和管18、19及流過翅片和管18、19的水被加熱。耐火絕緣材料30圍繞熱交換器12和噴燒管24。如前所述，在管18、19的熱交換翅片之間流過后，熱氣經氣管集嘴32排出。
現有技術的導流板34被設置在每一相鄰的對翅片管18或19的上方縱向延伸部分之間、及在每一最外面的翅片管18或19和相鄰的耐火絕緣材料30之間。導流板34通常是金屬條，與翅片管18、19的外部彎曲形式相適應，導流板34具有“T”形截面、平“V”形截面或拱“V”形截面。如圖1和2所示，導流板34具有“T”形截面。導流板34使由噴燒管24排出的熱氣偏轉到翅片管18、19，從而改善了熱氣與通過翅片管18、19在其中流動的水的熱交換。如果沒有導流板34，由噴燒管24排出的熱氣很大一部分就會經過翅片管18、19散失到氣管集嘴32，而不能有效地促進給對翅片管18、19或在翅片管18、19中流過的水加熱，這樣，熱交換率就會下降。
發明內容
本發明提供一種改進的導流板，能提高燃氣熱水供暖鍋爐的熱交換器的熱交換率。
該導流板被用于熱交換器管，在相對的集流管之間延伸。該導流板包括縱向元件，該縱向元件具有與所述熱交換器管的凸周邊形狀相適應的凹的下表面形狀，和具有大致等于所述集流管之間距離的一長度。
圖1是具有安裝了現有技術的導流板的熱交換器的熱水供暖鍋爐的正面剖視圖。
圖2是圖1的鍋爐的俯視局部剖視圖，從圖1的線2-2剖切；圖3是具有基于本發明的導流板的熱交換器的斜軸測圖；圖4與圖3相似，但為了顯示與熱交換器分離的導流板，進行了部分分解，上方的導流板段套在一起，而下方的導流板段彼此分離；圖5是從圖3的的線5-5剖切的的剖視圖；圖6是基于本發明的三個套在一起的導流板段的側視圖；具體實施方式
通過以下詳細的描述，對本發明會有一個更徹底的認識。然而本發明的實施不局限于這些特例。另外，為簡明起見，本發明將不詳細地顯示和描述眾所周知的元件。因此，以下解釋和圖示應被認為是說明性的而非限制性的。
圖3、4和5顯示了安裝有基于本發明的導流板段42的熱交換器40。熱交換器40包括上、下集流管44、46。上集流管44包括前和后管48、50，以及在管48、50之間流體連接的翅片管52。下集流管46包括前、后管54、56，以及在管54、56之間流體連接的翅片管58。立管60流體連接上集流管后管50和下集流管后管56。
待加熱的水通過下集流管前管54的入水口62被泵入熱交換器40，在流過以下各管之后集流管前管54、翅片管58之一、下集流管后管56、立管60之一、上集流管后管50、上集流管的翅片管52之一和上集流管前管48，已被加熱的水通過上集流管前管48的出水口64離開熱交換器40。
縱向延伸的導流板段42被設置于每一上集流管42的翅片管52和每一下集流管46的翅片管58。每一導流板段42是一個縱向元件，該縱向元件具有與翅片管52、58的翅片部分的凸的外周邊形狀相適應的凹的下表面形狀。每一導流板段42的兩縱向相對端都被加工成形為弧形突出部分66、68，在裝配熱交換器40時，該突出部分與集流管48、50、54、56之一的弧形側被緊密配合，使得每一導流板段42的下側緊密地覆蓋(如接觸)在環繞著管52、58的熱交換翅片的上周邊部分上，并且在翅片管的整個長度上延伸。一個或多外(優選是多個)縱向排成直線的排熱狹縫貫穿形成，并且沿著每一導流板段42的最上部分的大致整個長度上，且沿著大致是縱向元件的整個長度延伸。優選將耐熱陶瓷纖維覆蓋層緊固在集流管48、50、54、56中的每一個上和在熱交換器40的相鄰部分上，這樣可以阻止熱氣從可能存在于集流管和熱交換器之間的任何縫隙逃逸，耐熱陶瓷纖維覆蓋層的一例是由紐約州尼亞加拉瀑布城Unifrax公司(Unifrax Corporation of Niagara Falls，NY)提供，注冊商標為FIBERFRAX。
向上突出縱向延伸的凸緣72沿每一導流板段42的一縱邊被設置。如圖6所示，每一凸緣72的上表面具有與每一導流板段42的凹的下側形狀相適應的凸形。如圖5和6最清楚所示，凸緣72有利于使相鄰的導流板段42套在一起。更具體地說，一個導流板段42的沒有凸緣的縱邊覆在最緊鄰的導流板段42的有凸緣的縱邊上，從而在那些兩個導流板段之間形成緊密的縱向延伸的封閉。因此，多個導流板段42能在相應的多個相鄰的熱交換管52或58之上，接近地緊緊套在一起。
每一導流板段42覆蓋了翅片管52或58之一的最外面部分的大約120°弧長的半柱形部分。這樣的半柱形覆蓋集中了熱的燃燒產物(如氣體)對著相鄰的翅片管52或58的流動，因而與現有技術的導流板相比，提高了熱交換率。現有技術的導流板沒有覆蓋熱交換器的翅片管，或沒有與翅片管的形狀相配合，或被放在翅片管的更上游或更下游。現有技術的導流板比導流板段42讓更多的熱的燃燒氣體避開與翅片管的表面接觸，或者與本發明相比減少了翅片管對熱氣體的暴露時間。如果多個導流板段42如前所述套在一起，熱交換率會進一步提高。更特別地，如果如前所述套在一起，在熱的燃燒氣體沿著每一導流板段42的全部長度和翅片管52、58的每一水平層的全部寬度流過翅片管52、58的每一個時，多個導流板段42就會促進熱的燃燒氣體均勻地流動。如前所述，在氣體充分地促進了加熱翅片管52、58后，狹縫70會可控地釋放熱氣體。
比較起來。耗時工作花在了安裝現有技術的“T”形或“V”形導流板(或其它現有技術的導流板)，和將它們彼此平行精確對準，以獲得沿每一翅片管的長度方向均勻的燃燒氣體流動分布。此外，現有技術的導流板通常是用線縛固定。線縛固定常常會被燃燒過程破壞，因此隨后會使導流板移動和對不準，這些移動和對不準是由熱變形、或在維修中受到的移動或碰撞造成的。即使現有技術的“T”形或“V”形導流板被準確地安裝和對準，留在每一水平層翅片管中的相鄰的導流板間的間隙必須大致相等，以阻止在最大的間隙上的燃燒氣體(以及過熱點)的過流動。采用將現有技術的導流板放在翅片管的更上游或更下游，也難于取得期望的均勻的燃燒氣體分布。
根據前述，本領域的技術人員應該理解，在不脫離本發明的實質或范圍的情況下，在實施本發明時作出許多變化和修改是可能的。例如，熱交換器12的水流路徑的結構可以與熱交換器40的有些不同，而導流板段42可與以下之一一起使用熱交換器12或40、和具有類似于熱交換器12或14的熱交換翅片管的任何其它熱交換器。另一例，凸緣72可以不沿著導流板段42的整個縱邊連續延伸，而可以被開凹口或分割而形成多個弧形凹口(未示出)。凸緣72也可以不是弧形而是平的。如果希望，也可以沿著每個導流板段42的兩個縱邊設置凸緣72。再舉一例，雖然每個導流板段42優選用薄的材料制成帶有凹的下側和凸的頂側，但可選地，導流板段42也可以用更厚的材料制成沒有凸的頂側。排熱狹縫70的數量和尺寸可以增加或減少。狹縫的形狀也可以根據希望改變，以使制作工藝與用于制造導流板段42的材料相適應并控制燃燒氣流。
權利要求
1.一導流板，被用于一熱交換器管，在相對的集流管之間延伸，該導流板包括一縱向元件，該縱向元件具有與所述熱交換器管的凸周邊形狀相適應的凹的下側形狀，和具有大致等于所述集流管之間距離的一長度。
2.根據權利要求1所述的導流板，其中進一步包括一突出部分，該突出部分形成在所述縱向元件的每一相對端，每一突出部分的尺寸和形狀適于緊密配合與所述集流管之一的接合。
3.根據權利要求2所述的導流板，每一所述突出部分具有一弧形截面形狀。
4.根據權利要求1所述的導流板，其中進一步包括在所述縱向元件中的至少一個排熱狹縫。
5.根據權利要求1所述的導流板，其中進一步包括在縱向元件上的多個排熱狹縫，其中所述排熱狹縫縱向對準且延伸在所述縱向元件的大致整個長度上。
6.根據權利要求5所述的導流板，其中所述排熱狹縫沿所述縱向元件的一最上部分延伸。
7.根據權利要求1所述的導流板，其中進一步包括一凸緣，該凸緣沿所述縱向元件的一縱邊縱向延伸。
8.根據權利要求7所述的導流板，所述凸緣具有與所述縱向元件的凹的下側形狀相適應的一凸的頂側形狀。
9.根據權利要求7所述的導流板，其中進一步包括兩個所述縱向元件，所述縱向元件之一的一第一個的一沒有凸緣的縱邊覆在縱向元件之一的一第二個的一有凸緣的縱邊上。
10.根據權利要求8所述的導流板，其中進一步包括兩個所述縱向元件，所述縱向元件之一的一第一個的一沒有凸緣的縱邊覆在縱向元件之一的一第二個的一有凸緣的縱邊上。
11.一熱水供暖熱交換器，具有根據權利要求1所述的導流板。
12.一熱水供暖熱交換器，具有根據權利要求9所述的導流板。
13.一熱水供暖熱交換器，具有根據權利要求10所述的導流板。
14.一熱水供暖鍋爐，具有根據權利要求1所述的導流板。
15.一熱水供暖鍋爐，具有根據權利要求9所述的導流板。
16.一熱水供暖鍋爐，具有根據權利要求10所述的導流板。
17.一種方法，該方法能提高在相對的集流管之間延伸的一熱交換器管的熱交換率，該方法包括大致覆蓋每一所述熱交換器管的最上部分的半柱形部分，并引導熱氣體向上經過所述熱交換器管。
18.根據權利要求17所述的方法，其中進一步包括可控地從所述熱交換器管排出所述熱氣體。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述半柱形部分具有一大約120°的弧長。
全文摘要
一種用于熱交換器管的在相對的集流管之間延伸的導流板。該導流板是具有與所述熱交換器管的凸周邊形狀相適應的凹的下側形狀的縱向元件，且該導流板具有大致等于所述集流管之間距離的長度。具有與所述縱向元件的凹的下側形狀相適應的一凸的頂側形狀的凸緣，該凸緣沿所述縱向元件的一縱邊延伸。通過將一個縱向元件的沒有凸緣的縱邊覆在另一縱向元件的有凸緣的縱邊上，而使兩個這樣的縱向元件套在一起。縱向對準的多個排熱狹縫延伸在所述縱向元件的大致整個長度上。
文檔編號F24H1/00GK1834538SQ20051007616
公開日2006年9月20日 申請日期2005年6月8日 優先權日2005年3月14日
發明者喬治·G·吉爾伯特, 霍華德·A·拉利 申請人:E-Z-Rect制造有限公司