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CN100458303C - 燃气锅炉的制造方法以及如此制造的燃气锅炉 - Google Patents

燃气锅炉的制造方法以及如此制造的燃气锅炉 Download PDF

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CN100458303C CNB2005100738755A CN200510073875A CN100458303C CN 100458303 C CN100458303 C CN 100458303C CN B2005100738755 A CNB2005100738755 A CN B2005100738755A CN 200510073875 A CN200510073875 A CN 200510073875A CN 100458303 C CN100458303 C CN 100458303C
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Abstract

一种燃气锅炉(1)的制造方法，该燃气锅炉(1)配置有水/烟气热交换器(4)，该热交换器(4)包括壳体(8)和容纳在壳体(8)内的管道(9)，该方法包括切割具有散热片(20、21、22、23)并且具有给定长度(L1)的直管段(18)以形成管道(9)；从管段(18)的相对端部(18a)去掉散热片(20、21、22、23)；围绕第二轴线(A2)盘绕管段(18)；以及直接在管段(18)的端部(18a)上形成接头以便于管道(9)连接到位于热交换器(4)外部的水路(7)。

Description

燃气锅炉的制造方法以及如此制造的燃气锅炉
技术领域
本发明涉及燃气锅炉的制造方法。
背景技术
燃气锅炉通常设计用于生产热水以用于家用或空间供暖，并且包括燃气燃烧器、以及至少一个热交换器，燃烧烟气和水流过该热交换器。称为冷凝锅炉的燃气锅炉类型通过将烟气的潜热传递到水来冷凝燃烧烟气中的蒸汽。冷凝锅炉进一步分成第一类和第二类。第一类燃气锅炉通常配置有靠近燃烧器的第一交换器；以及沿烟气路径位于第一交换器下游并且仅仅设计用于烟气冷凝的第二交换器。第二类燃气锅炉配置有单个热交换器，沿其第一部分仅仅用于热交换，并且沿其第二部分除了热交换外还用于烟气冷凝。仅用于烟气冷凝(第一类)和双重功能交换器(第二类)的交换器都包括沿第一轴线延伸的壳体，烟气通过该壳体传导；以及管道，水沿该管道流通，并且管道盘绕形成一连串的弯曲部。烟气流过盘卷及盘卷之间以将热量传递到沿管道流动的水。在一些交换器中，卷绕的管道具有垂直于管道轴线延伸的散热片。尽管这提供了高度有效的热交换，但是生产垂直于管道轴线的散热片需要高成本的生产过程。在其他类型的交换器中，卷绕的管道具有下凹的流动断面，尽管其方案廉价，但是这比带有散热片的管道的方案的热交换效率低。
因此，交换器管道通常具有复杂的形状以提高水和烟气之间的热交换，并且同时由具有高热导性能的材料制成。管道复杂的形状使得很难将管道连接于水路，因此经常是管道直接焊接于水路。但是焊接具有实际问题，例如焊接成本，并且接触烟气并可能还接触烟气冷凝物的焊接区域非常容易受到腐蚀性化学作用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种燃气锅炉的制造方法，一方面热交换效率极高，并且另一方面制造廉价。
根据本发明，提供一种燃气锅炉的制造方法，该燃气锅炉配置有水/烟气热交换器，该热交换器包括沿第一轴线延伸的壳体，烟气通过该壳体流动，并且壳体连接于水循环回路；以及管道，管道沿第二轴线盘绕，具有散热片，传导水，并且容纳在所述壳体内；该方法的特征在于切割具有等于第一长度的长度的直管段以形成所述管道，所述管段沿第三轴线延伸并且沿整个所述第一长度具有所述散热片；以及从所述管段的相对端部去掉所述散热片；每个端部延伸第二长度。
本发明还涉及一种燃气锅炉。
根据本发明，提供一种燃气锅炉，该燃气锅炉配置有连接于水循环回路的水/烟气热交换器；锅炉包括沿第一轴线延伸的壳体，并且烟气通过该壳体流动；以及管道，管道沿第二轴线盘绕，具有散热片，传导水，并且容纳在所述壳体内；该燃气锅炉的特征在于所述管道由沿第三轴线延伸并且沿其等于第一长度的整个长度具有所述散热片的直管段形成；所述散热片从所述管段的相对端部被去掉；并且每个端部延伸第二长度。
附图说明
将参照附图利用示例说明本发明的几个非限制性实施例，其中：
图1示出利用根据本发明的方法制造的燃气锅炉的截面图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图2和3示出根据本发明的方法中两个不同制造阶段时管段的透视图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图4、6和8示出图2和3中管段在进一步的制造阶段时的前视图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图5、7和9示出图4、6和8中管段的平面图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图10示出根据本发明的方法中进一步制造阶段的放大平面图；
图11示出图1的燃气锅炉的缩小侧视图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图12示出图11的锅炉的细节的放大前视图，其中为了清楚某些部分被去掉；
图13示出图1的燃气锅炉的细节的放大截面图。
具体实施方式
图1中的标号1整体表示燃气锅炉。锅炉1是装在墙上的冷凝锅炉，即其为烟气中的蒸汽被冷凝的类型，包括热生成和交换单元2，其中安装有燃烧器3和交换器4；空气/燃气混合进给管5；烟气排放管6；以及由基本为圆形截面的管道限定的水循环回路7。单元2基本为圆柱形，沿基本水平的轴线A1延伸，并且包括壳体8，烟气通过该壳体流动；带有散热片的管道9，水沿该管道流动；以及用于在壳体8内形成给定的烟气流动路径的圆盘10。交换器4基本上包括管道9和壳体8，其还用做容纳在壳体8内的燃烧器3的燃烧室。壳体8包括具有轴线A1的圆柱形侧壁11；连接于侧壁11、管5、以及燃烧器3的盖子12；以及连接于侧壁11和排放管6的盖子13。盖子12和13具有各自的开口14和15，管道9的端部通过该开口插入以便连接于回路7。
燃烧器3与壳体8同轴延伸并在圆柱形侧壁11内延伸给定长度，同时管道9形成围绕基本与轴线A1一致的轴线A2的盘卷，并且包括一连串相邻的弯曲部16，每个弯曲部靠近侧壁11。
交换器4也包括三个梳状隔离块17(图1中仅仅示出一个)，用于保持弯曲部16分开给定距离并且用于使整个卷绕的管道9离开侧壁11给定的距离。管道9、圆盘10、以及隔离块17在壳体8内限定出容纳燃烧器3的第一中心区域；直接连通于排放管的第二中心区域；以及三个侧部区域，每个侧部区域在两个相邻的隔离块17、弯曲部16、及侧壁11之间延伸。空气-燃气混合物的燃烧发生在第一中心区域内。圆盘10防止燃烧烟气直接流入第二中心区域，并且沿基本垂直于轴线A1的方向D1在弯曲部16之间流动进入这三个侧部区域，它们沿着侧部区域沿基本平行于轴线A1的方向D2流动。在侧部区域内时，烟气沿方向D1在弯曲部16之间流动进入第二中心区域并且然后沿着排放管6流动。
如2图所示，优选地由铝或铝合金制成的管道9由沿直轴线A3延伸的挤压成型管段18形成。管段18被切割成长度L1，由此形成管道9，并且包括壁19；在管段18一侧的两个散热片20；在相对于散热片20的一侧上的两个散热片21；在散热片20之间的散热片22；以及在散热片21之间的散热片23。管段18的横截面基本为椭圆形，并且具有长轴线X和短轴线Y。散热片20、21、22、23全部与壁19同时挤压成型，平行于轴线A3和长轴线X，并且因此相互平行。散热片22和23共面，并且基本上位于和轴线A2及长轴线X相同的平面内。另一方面，散热片20和21定位为每个散热片20与相对的散热片21共面，并且管段18的壁19在共面的散热片20和21之间形成微小的凸起。散热片20和21的沿着平行于长轴线X的方向最大延伸量大约等于长轴线X的长度的四分之一。
参照图3，在与各个散热片20、21、22、23一起挤压成型并被切割为长度L1之后，管段18被机加工以便从管段18的两个相对端部18a到给定长度L2去掉散热片20、21、22、23(图2到10中仅仅示出管段18的一个端部18a)。
参照图4和5，然后围绕轴线A2卷绕管段18，从而管段18的轴线A3也被卷绕。也就是说，这一操作包括压延管段18，同时保持管段18的横截面的短轴线Y基本上平行于轴线A2。散热片20、21、22、23的较小尺寸不会妨碍压延操作，因此不需要切割散热片20、21、22、23。
参照图6和7，端部18a成直角地弯曲从而端部18a的两个尾段18b平行于轴线A2。
参照图8和9，机加工每个尾段18b以将其永久变形并将其横截面从基本上为椭圆形变化成圆形，并且使其变形到小于长度L2的长度L3。这通过将每个尾段18b放置到公知的可边截面冲模(未示出)内并在尾段18b内推压冲头24来进行。
参照图10，在壁19的外部上以及管段18的相对端上机加工斜面25以便去除瑕疵或多余材料，从而从管段18形成管道9。
然后将三个隔离块17装配在相邻弯曲部16的散热片21之间并且隔开120度以与管道9一起形成插入到壳体8的圆柱形壁11内的组件。由于隔离块17，轴线A2基本上与轴线A1一致，并且保持弯曲部16自壁11基本恒定的距离(图1)。盖子12和13然后装配到圆柱形壁11的相对端上，并且管道9的尾段18b插入到开口14和15内。
管道9的盘卷具有恒定的节距和半径，从而每个弯曲部16的散热片20和21面对并平行于相邻弯曲部16的散热片20和21，如图1所示。在相邻弯曲部16之间，形成一个间隙，在散热片20和21处该间隙的宽度恒定，并且在壁19的凸起处变窄。也就是说，利用圆盘10，连续的间隙形成必要的烟气路径，并且由于其形状，产生了文丘里效应，带来了急剧的烟气流速加速度并且增加了紊流以提高热交换。这样，散热片20和21增大了管道9的交换表面并且加速烟气的流动和紊流，
参照图11，标号26表示两个夹子，用于将盖子12和13固定于圆柱形侧壁11。如图11所示，每个夹子26包括一个自动扣件27(图12中表示为打开)并且具有C形横截面。参照图11，壁11在相对端包括两个环形肋28。每个盖子12、13包括可以插入到圆柱形侧壁11内的部分29；以及外部30，该外部30具有环形肋31，该环形肋31抵靠于相应的肋28以形成容放密封件的座。每两个肋28和31由一个夹子26固定在一起。
参照图13，开口15(并且类似地开口14)由套管33限定，套管33的外端具有内螺纹。回路7利用环形螺母34连接于单元2，每个环形螺母34与回路7轴向成一体，环形螺母34外部具有螺纹以便旋拧到套管33上，并且具有容放密封件36的座35。
也就是说，壳体8连通于外部以便排放烟气、接收燃气和空气、以及仅传送水通过盖子12和13。
上述交换器4也可以用在以主交换器为特征的冷凝锅炉中，并且其中交换器4仅仅用于冷凝烟气，并不象所述例子中那样作为燃烧室。
散热片20、21、22、23用于增大热交换和紊流，并且平行于管段的轴线A3，可以容易地挤压成型，并且同时容易机加工以形成接头。

Claims (22)

1.一种燃气锅炉(1)的制造方法，该燃气锅炉(1)配置有水/烟气热交换器(4)，该热交换器(4)包括沿第一轴线(A1)延伸的壳体(8)，烟气通过该壳体流动，并且壳体连接于水循环回路(7)；以及管道(9)，该管道沿第二轴线(A2)盘绕，具有散热片(20、21、22、23)，传导水，并且容纳在所述壳体(8)内；该方法的特征在于切割具有等于第一长度(L1)的长度的直管段(18)以形成所述管道(9)，所述管段(18)沿第三轴线(A3)延伸并且沿整个所述第一长度(L1)具有所述散热片(20、21、22、23)；以及从所述管段(18)的相对端部(18a)去掉所述散热片(20、21、22、23)；每个端部(18a)延伸第二长度(L2)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管段(18)挤压成型；所述散热片(20、21、22、23)与所述管段(18)一起挤压成型并且平行于所述第三轴线(A3)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，机加工所述散热片(20、21、22、23)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，围绕所述第二轴线(A2)盘绕所述管段(18)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，成直角地弯曲每个端部(18a)从而所述端部(18a)的尾段(18b)平行于所述第二轴线(A2)。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管段(18)具有基本为椭圆形的横截面；所述方法包括永久变形每个端部(18a)以使在相对端处的横截面成圆形并使其变形到第三长度(L3)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，利用推压到所述管段(18)内的冲头(24)将所述管段(18)变形到所述第三长度(L3)。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管段(18)包括壁(19)；所述方法包括在管段(18)的端部处的所述壁(19)上形成外斜面(25)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述壳体(8)包括圆柱形侧壁(11)、第一盖子(12)、以及第二盖子(13)；所述方法包括将所述盘绕的管道(9)插入所述圆柱形侧壁(11)内，并且利用第一和第二盖子(12、13)封闭所述壳体(8)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，利用相应的夹子(26)将第一和第二盖子(12、13)固定于所述圆柱形侧壁(11)。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第一和第二盖子(12、13)具有相应的开口(14、15)；所述方法包括将所述端部(18a)至少部分地插入所述开口(14、15)内。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用接头将所述每个端部(18a)连接于水循环回路(7)。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳体(8)包括圆柱形侧壁(11)、以及位于圆柱形侧壁(11)的相对端的两个盖子(12、13)；所述壳体(8)连通于外部以便排放烟气、接收燃气和空气、以及仅传送水通过所述盖子(12、13)。
14.一种燃气锅炉(1)，其配置有连接于水循环回路(7)的水/烟气热交换器(4)；锅炉包括沿第一轴线(A1)延伸的壳体(8)，并且烟气通过该壳体流动；以及管道(9)，管道沿第二轴线(A2)盘绕，具有散热片(20、21、22、23)，传导水，并且容纳在所述壳体(8)内；该燃气锅炉的特征在于所述管道(9)由沿第三轴线(A3)延伸并且沿其等于第一长度(L1)的整个长度具有所述散热片(20、21、22、23)的直管段(18)形成；所述散热片(20、21、22、23)从所述管段(18)的相对端部(18a)被去掉；并且每个端部(18a)延伸第二长度(L2)。
15.如权利要求14所述的锅炉，其特征在于，所述管段(18)挤压成型；所述散热片(20、21、22、23)与所述管段(18)一起挤压成型并且平行于所述第三轴线(A3)。
16.如权利要求14所述的锅炉，其特征在于，所述管道(9)除了两个尾段(18b)之外具有基本为椭圆形的横截面，沿该管道两个相应的端部具有基本为圆形的横截面。
17.如权利要求16所述的锅炉，其特征在于，所述尾段(18b)平行于所述第二轴线(A2)。
18.如权利要求14所述的锅炉，其特征在于，所述壳体(8)包括圆柱形侧壁(11)、以及位于所述圆柱形侧壁(11)的相对端的第一和第二盖子(12、13)；管道(9)容纳在所述圆柱形侧壁(11)内并且由隔离块(17)支撑，使得第一轴线(A1)基本上与第二轴线(A2)一致。
19.如权利要求18所述的锅炉，其特征在于，所述第一和第二盖子(12、13)具有相应的开口(14、15)；所述尾段(18b)插入所述开口(14、15)内。
20.如权利要求19所述的锅炉，其特征在于，每个盖子(12、13)包括限定所述相应的开口(14、15)的套管(33)；所述套管(33)具有内螺纹，该内螺纹与轴向集成于水循环回路(7)的环形螺母(34)配合。
21.如权利要求18所述的锅炉，其特征在于，所述盖子(12、13)由相应的夹子(26)固定于所述圆柱形侧壁(11)。
22.如权利要求21所述的锅炉，其特征在于，所述圆柱形侧壁(11)包括位于其相对端的两个第一环形肋(28)；并且所述盖子(12、13)包括相应的第二环形肋(31)，该第二环形肋由所述夹子(26)固定于第一环形肋(28)；每个夹子(26)具有C形横截面，用于容放第一和第二环形肋(28、31)。
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