組合式熱交換器和燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種可用作燃燒器和熱交換器的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在加熱系統(tǒng)中，例如在熱水加熱器中公知的是利用供給到熱交換器的、來(lái)自燃燒室的排出氣體來(lái)加熱水的燃燒室。需要減少部件數(shù)量來(lái)提供緊湊有效的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]公開(kāi)了一種具有集成式熱交換器和燃燒器的組件，包括:至少一個(gè)管，其被盤繞成若干圈，即盤管，其中至少一個(gè)管具有進(jìn)口和出口，相鄰圈之間的距離小于預(yù)定距離，入口殼體連接到盤管并位于盤管的第一側(cè)(或者上游側(cè))。在一個(gè)替代方案中，盤管容納在入口殼體內(nèi)。燃料供給連接到入口殼體上；空氣供給連接到入口殼體，并且點(diǎn)火器緊鄰盤管的第二側(cè)(或者下游側(cè))。
[0004]盤管形成螺旋，使各圈大體位于一平面上。在替代實(shí)施方式中，盤管可形成錐形、半球形或者任一合適的形狀。該組件還可包括出口殼體，其連接到入口殼體并位于盤管的下游側(cè)。點(diǎn)火器安裝在出口殼體中。
[0005]在一個(gè)實(shí)施方式中，盤管形成螺旋直徑從一端向另一端單調(diào)遞增的螺旋。
[0006]管的橫截面大體為矩形的，或者一般來(lái)說(shuō)的術(shù)語(yǔ)四邊形。
[0007]熱交換器/燃燒器組件還包括:置于出口殼體內(nèi)的熱電偶，位于燃料供給中的閥和電子連接到熱電偶和閥的電子控制單元(ECU)。ECU至少根據(jù)來(lái)自熱電偶的信號(hào)指令定位閥。
[0008]該組件可進(jìn)一步包括電子連接到E⑶的用戶輸入。E⑶對(duì)閥的指令進(jìn)一步以用戶輸入為根據(jù)。加壓水供給可連接到盤管的進(jìn)口而燃料和空氣供給到盤管的上游側(cè)。
[0009]在一些實(shí)施方式中，管具有至少一個(gè)內(nèi)在支撐。
[0010]在橫截面上，管大體為矩形，管的長(zhǎng)邊平行于流動(dòng)方向。
[0011]在一些實(shí)施方式中，管具有沿下游方向遠(yuǎn)離管延伸的火焰穩(wěn)定器。
[0012]所述至少一個(gè)管包含多個(gè)盤繞成螺旋的管，其中鄰圈之間的距離小于預(yù)定距離，并且每個(gè)單獨(dú)的管都具有進(jìn)口和出口。
[0013]在一些實(shí)施方式中，離子傳感器置于出口殼體內(nèi)并電子連接到ECU。ECU指令燃料閥在來(lái)自離子傳感器的基礎(chǔ)信號(hào)表示燃料未氧化時(shí)關(guān)閉。
[0014]現(xiàn)有系統(tǒng)具有燃燒器和熱交換器。通過(guò)使熱交換器用作燃燒器，也就是說(shuō)，使燃燒穩(wěn)定在熱交換器表面上，集成系統(tǒng)的效率得到改進(jìn)。此外，集成系統(tǒng)更緊湊。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施方式的、集成式熱交換器和燃燒器組件的示意圖；
[0016]圖2是具有兩個(gè)螺旋成形的管的熱交換器的俯視圖；
[0017]圖3是具有火焰穩(wěn)定器的管的三個(gè)相鄰部分的橫截面；
[0018]圖4和5給出具有內(nèi)在支撐的管的橫截面；和
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熱交換器/燃燒器的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所了解的，參考任何一個(gè)附圖圖示和描述的實(shí)施方式的各個(gè)特征可與一個(gè)或多個(gè)其他附圖中圖示的特征相結(jié)合以給出未明確圖示或描述的替換實(shí)施方式。圖示特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施方式。然而，符合本申請(qǐng)教導(dǎo)的特征的不同組合和改變是具體應(yīng)用或?qū)嵤┧璧?。無(wú)論是否明確描述或圖示，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)可類似的應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0021]組合式熱交換器和燃燒器組件10示意性地圖示在圖1中。燃料供給到組件10并通過(guò)閥14進(jìn)行計(jì)量?？諝夤┙o18連接到文丘里管16的喉部。入口殼體20連接到盤管
22。在圖1的實(shí)施方式中，圖示了盤管22的橫截面，其中使用一個(gè)管。在其他實(shí)施方式中，多個(gè)管纏在一起使一個(gè)管的圈緊鄰另一個(gè)管的圈。任意兩個(gè)相鄰的圈或者殼體壁與外盤管之間的間隙最多為預(yù)定距離，預(yù)定距離小于熄滅距離。盤管22具有進(jìn)口 24和出口 26。出口殼體28同樣連接到盤管22。點(diǎn)火器30設(shè)在盤管22的下游側(cè)。
[0022]熄滅距離通常被定義為火焰不會(huì)傳播的寬度或直徑。熄滅距離主要取決于幾何結(jié)構(gòu)(例如，縫或者管)和燃料-空氣混合物的化學(xué)計(jì)量，具有諸如燃料類型、間隙附近的材料和溫度的其他副作用。對(duì)于當(dāng)前情形，熄滅距離是針對(duì)預(yù)期產(chǎn)生最小熄滅距離的工作條件確定的。對(duì)于典型的烴類燃料來(lái)說(shuō)，預(yù)計(jì)該距離大約為0.5mm。遍及整個(gè)熱交換器30，相鄰管之間的間隙被隔開(kāi)小于預(yù)定的熄滅距離，或者更小。可燃混合物可存在于入口殼體20內(nèi)。但是沒(méi)有點(diǎn)火源，燃料的氧化不能開(kāi)始。出口殼體28具有點(diǎn)火器30，因此燃料氧化發(fā)生在出口殼體28。如果流體連接入口殼體20和出口殼體28的盤管22上的開(kāi)口小于熄滅距離，出口殼體28內(nèi)的燃燒不會(huì)回閃到入口殼體20。通過(guò)向閥14提供信號(hào)的電子控制單元(ECU)40供給到進(jìn)口殼體20的燃料和空氣量可由用戶輸入36和/或設(shè)置在出口 26內(nèi)的熱電偶32提供。
[0023]離子傳感器38設(shè)置在出口殼體28內(nèi)。烴的燃燒或者氧化產(chǎn)生離子。因此，當(dāng)燃料氧化是可預(yù)期時(shí)，離子傳感器處的信號(hào)被記錄。然而，如果燃料通過(guò)燃燒器仍未氧化，預(yù)期少量或沒(méi)有離子并且離子傳感器38處的信號(hào)可以忽略。來(lái)自離子傳感器38的信號(hào)提供至ECU 40?當(dāng)信號(hào)表明燃料沒(méi)有被氧化，ECU 40指令閥14關(guān)閉以防止未燃燒燃料的不必要滲漏。
[0024]在圖2中，替換盤管22的俯視圖具有纏繞在一起形成螺旋的兩個(gè)管50和52。管50具有進(jìn)口 60和出口 70或者替代地出口 60和進(jìn)口 70。類似地，管52具有進(jìn)口 62和出口 72或者替代地出口 62和進(jìn)口 72。相鄰管之間的距離小于熄滅距離。提供多個(gè)管允許在管內(nèi)側(cè)流動(dòng)的流體具有更大的流動(dòng)面積，從而降低流阻。
[0025]在圖3中，圖示出三個(gè)相鄰管150的橫截面。這些管具有火焰穩(wěn)定器152，即位于下游側(cè)的耳片?；鹧娣€(wěn)定器152可用于提供熱點(diǎn)從而以