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1、(10)申请公布号 CN 102393154 A (43)申请公布日 2012.03.28 C N 1 0 2 3 9 3 1 5 4 A *CN102393154A* (21)申请号 201110306232.6 (22)申请日 2011.10.11 F28C 3/08(2006.01) F24D 19/00(2006.01) (71)申请人洛阳蓝海实业有限公司 地址 471003 河南省洛阳市高新技术开发区 银昆科技园丰华路006号 (72)发明人曹辉 王龙江 张嘉 吴小天 罗明才 (74)专利代理机构洛阳明律专利代理事务所 41118 代理人卢洪方 (54) 发明名称 采暖型动态调节式汽。
2、水直接混合式热交换装 置 (57) 摘要 本发明属于一种采暖型动态调节式汽水直接 混合式热交换装置包括前三通（1）、前芯（2）、中 三通(3)、中芯(4)、长二通（5）、温度传感器、电动 执行机构和控制器，前芯（2）同轴设置在中三通 （3）内，中芯（4）嵌套在中三通（3）与后二通（5） 之间，其特征在于：在前芯和中芯之间设置有调 节装置（7），调节装置在电动执行机构带动下可 做轴向前后水平移动，该调节装置由水向调节面 （14）和蒸汽向调节面（15）构成，通过调整蒸汽向 调节面与所述前芯喷嘴的内壁面形成的可变截面 积来控制蒸汽量的大小、通过调整水向调节面与 前芯喷嘴处的外壁面形成的面积来控制进水。
3、量的 大小。在用户蒸汽参数发生变化时，在不停止系统 运行的情况下达到连续动态调节目的。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102393162 A 1/1页 2 1.一种动态调节式汽水直接混合式热交换装置，包括前三通（1）、前芯（2）、中三通 (3)、中芯(4)、长二通（5）、温度传感器、电动执行机构和控制器，前芯（2）同轴设置在中三 通（3）内，中芯（4）嵌套在中三通（3）与后二通（5）之间，其特征在于：在所述的前芯（2）和 中芯（4）之间设置有轴向前后水平移动的调节装置（7），该调节装置。
4、（7）由水向调节面（14） 和蒸汽向调节面（15）构成，通过调整蒸汽向调节面与所述前芯（2）喷嘴的内壁面形成的可 变截面积来控制蒸汽量的大小，通过调整水向调节面与前芯喷嘴处的外壁面形成的截面积 来控制进水量的大小。 2.根据权利要求1所述的动态调节式汽水直接混合式热交换装置，其特征在于：所述 调节装置（7）的蒸汽向调节面（15）为一圆台侧面，各个圆台侧面连接处有弧度过度；调节 装置（7）的水向调节面（14）为一圆柱侧面。 3.根据权利要求1所述的动态调节式汽水直接混合式热交换装置，其特征在于：所述 调节装置（7）与电动执行机构的主轴（8）通过卷制弹性圆柱销（6）固定连接。 4.根据权利要求1所。
5、述的动态调节式汽水直接混合式热交换装置，其特征在于：在所 述前三通（1）的一端设置有密封件（10），内置有前防尘导向环（16），O型密封圈(17)，聚四 氟乙烯轴用弹簧张力密封圈(18)和后防尘导向环(19)。 权 利 要 求 书CN 102393154 A CN 102393162 A 1/3页 3 采暖型动态调节式汽水直接混合式热交换装置 技术领域 0001 本发明属于热交换技术领域，主要涉及的是一种采暖型动态调节式汽水直接混合 式热交换器。 背景技术 0002 国内公知的汽水直接混合式热交换器只能对流量、温度进行间断式调节，当换热 器热负荷出现变化，或蒸汽、供回水参数出现变化系统影响正常。
6、运行时，无法进行即时调节 而引起出水温度波动范围过大、变化速率过快。如需调整，目前的方式是停止系统运行，整 体拆开设备，调整产品内部结构，以满足使用要求。即使在热负荷或运行参数出现微量变动 时，也无法对一定进水流量下的混合物状态进行连续调节，而使系统处于非最佳运行状态 下运行，降低了换热效率和运行安全性。 发明内容 0003 本发明的目的即由此产生，提出一种动态调节式汽水直接混合式热交换器。使系 统在蒸汽参数发生变化时，在不停止系统运行的情况下达到连续动态调节。以使热交换器 内汽水混合质量比、压力比始终处于最佳状态，有效降低设备运行噪音和运行费用，提高其 换热效率和运行安全性。 0004 本发。
7、明实行上述目的采取的技术方案是：一种采暖型动态调节式汽水直接混合式 热交换器包括前三通、前芯、中三通、中芯、长二通、调节装置、温度传感器、电动执行机构和 控制器，前芯同轴设置在中三通内，中芯嵌套在中三通与后二通之间，在所述的前芯和中芯 之间设置有调节装置，所述的调节装置在电动执行机构带动下可做轴向前后水平移动，该 调节装置由水向调节面和蒸汽向调节面构成，通过调整蒸汽向调节面与所述前芯喷嘴的内 壁面形成的可变截面积来控制蒸汽量的大小、通过调整水向调节面与前芯喷嘴处的外壁面 形成的截面积来控制进水量的大小。 0005 本发明所述的调节装置的蒸汽向调节面为一圆台侧面，各个圆台侧面连接处有弧 度过度；。
8、调节装置的水向调节面为一圆柱侧面。 0006 本发明所述的调节装置与电动执行机构的主轴通过卷制弹性圆柱销固定连接。 0007 本发明在所述的前三通的一端设置有密封件，内置前防尘导向环，O型密封圈，聚 四氟乙烯轴用弹簧张力密封圈和后防尘导向环。 0008 本发明通过改善产品的内部结构，使内部结构由原固定状态变为可连续调节状 态。对汽水直接混合式热交换器内部零件可进行动态调节，使系统在汽水参数发生变化时， 在不停止系统运行的情况下可自动或手动达到新的平衡状态。改变混合室内部曲线变化， 由原线性结构变为区间性曲线结构，使热交换器内汽水混合质量比、压力比始终处于最佳 状态。当系统蒸汽参数发生变化时，可。
9、通过调节喷嘴处蒸汽的过流面积，改变喷嘴喷出的蒸 汽量，达到动态调节的目的。 说 明 书CN 102393154 A CN 102393162 A 2/3页 4 附图说明 0009 图1为本发明的装配结构示意图。 0010 图2为本发明调节装置单向调节的结构示意图。 0011 图3为本发明调节装置逐步单向调节的结构示意图。 0012 图4为本发明密封件结构示意图。 0013 图中：1、前三通，2、前芯，3、中三通，4、中芯，5、长二通，6、弹性圆柱销，7、调节装 置，8、主轴，9、密封法兰，10、密封件，11、支撑套，12、电机底座，13、电机连接轴，14、调节装 置蒸汽向调节面，15、调节装置。
10、水向调节面，16、前防尘导向环，17、O型密封圈，18、轴用弹簧 张力密封圈，19、后防尘导向环。 具体实施方式 0014 结合附图，给出本发明的实施例如下： 如图1结合图3所示：本实施例所述的采暖型动态调节式汽水直接混合式热交换器包 括前三通1、前芯2、中三通3、中芯4、长二通5、弹性圆柱销6、调节装置7、主轴8、密封法兰 9、密封件10、支撑套11、电机底座12、电机连接轴13，密封法兰9、前三通1、中三通3、长二 通5依次通过端面的法兰固定连接为一体，前芯2同轴设置在中三通3内，中芯4嵌套在中 三通3与后二通5之间，在前芯2和中芯4之间设置有调节装置7，调节装置7在电动执行 机构的带动下。
11、可做轴向前后水平移动，调节装置7由水向调节面14和蒸汽向调节面15构 成，该调节装置7通过调整蒸汽向调节面与前芯喷嘴的内壁面形成的可变截面积来控制蒸 汽量的大小、水向调节面与前芯喷嘴处的外壁面形成的可变截面积来控制水量的大小，结 合外部配套的温度传感器，电动执行机构，控制器，通过温度传感器的感应信号，控制器控 制电动执行机构带动调节装置动作，实现动态不间断连续调节。 0015 在前三通1的一端通过螺栓连接有密封法兰9，为密封件10提供安装位置，密封 法兰9和密封件10采用螺纹连接，采用铜垫片密封，密封法兰9,、支撑套11、电机底座12 之间采用螺栓连接紧固，电动执行机构的电机连接轴13与主轴8。
12、采用螺纹连接，便于调整。 调节装置7和主轴8的连接方式采用标准型卷制弹性圆柱销6连接，以保证调节装置7不 发生脱落。如图4所示：为便于密封,密封件10为铜质壳体，内置前防尘导向环16，O型密 封圈17，聚四氟乙烯轴用弹簧张力密封圈18和后防尘导向环19，按照特定顺序安装在密封 件10内。 0016 调节装置7的蒸汽向调节面15为一由多个圆台侧面上下底面依次相连接而成的 近似圆台侧面，各个圆台侧面连接处有弧度过度段，通过蒸汽向调节面15与前芯2喷嘴口 内径截面积的配合可在前芯2喷嘴出口处形成一个可调节的过流面积，即可实现蒸汽向的 动态调节，为减小蒸汽向调节面15的阻力，在各个圆台侧面连接处设为弧。
13、度过度；水向调 节面14为一为圆柱侧面，通过水向调节面14与前芯2喷嘴口外径的配合形成水向的过流 面积，因采暖系统水向工况比较稳定，水向不需要施行动态调节，故采用一固定截面即可。 0017 前三通1、中三通3、长二通5及密封法兰9的端面均为法兰结构。 0018 前芯2为渐缩型喷嘴，当具有一定压力、流速的蒸汽进入喷嘴后，由于管内径变 小，蒸汽的压力降低，流速急剧增大，形成高速气流由喷嘴射出，蒸汽进行绝热膨胀以超音 速喷射至中芯4中的混合段，并在混合段中与进水混合。 说 明 书CN 102393154 A CN 102393162 A 3/3页 5 0019 中芯4中进口混合段为渐缩型，出口扩压段。
14、为渐扩形。当水管入口处的水和由蒸 汽喷管高速蒸汽射入混合室蒸汽发生动能和热量的交换。即高温蒸汽遇冷凝结，释放出大 量汽化潜热热量，最终和给水形成高温汽水混合物。同时，蒸汽给水迅速发生速度交换，使 汽水混合物的流速急剧增加，这样便在混合室形成高温，高速水流流向扩压段。扩压段主 要完成混合物动能向压力能的转化，实现混合物压力的剧增，当高温、高速的水流流入扩压 段时，由于管径增大，水流流速逐渐减少至外界循环网正常流速，这样部分动能转化为压力 能，使压力升高，从而可代替循环泵，实现系统的循环。 0020 本实施例在使用时，在采暖系统工况稳定时，可采用单向调节（单向流量调节）（如 图2所示），调节装置水。
15、向调节面14为实际工况对应的过流面积，调节时只调节调节装置蒸 汽向调节面15，蒸汽流量调节范围按照用户实际条件进行设计，可满足在压力波动时也能 保证设备平稳运行；在采暖系统工况在相邻的采暖期有变化时，可采用逐步单向调节（两种 介质流量逐一调节）（如图3所示），先将调节装置水向调节面14调节到位后，再调节调节装 置蒸汽向调节面15，水向流量调节范围按照用户实际条件进行设计，可满足在工况波动时 也能保证设备平稳运行。结合合外部配套的温度传感器，电动执行机构，控制器，在出口温 度传感器温度升高时，控制器控制电动执行机构运动，带动调节装置7向蒸汽流动方向逆 向运动，控制减小蒸汽流量，降低出水温度；在出。
16、口温度传感器温度降低时，控制器控制电 动执行机构运动，带动调节装置7向蒸汽流动方向顺向运动，控制增大蒸汽流量，提高出水 温度。温度传感器、电动执行机构、控制器均为公知的产品和常规的方法。 0021 为便于生产制造，单向调节（如图2所示）和逐步单向调节（如图3所示）两种调节 状态的不同点在于调节装置7中水向调节面15的不同，由于流量的不同导致了流通面积的 不同，也就造成了水向调节面15的尺寸不同，因此，在加工制造时, 单向调节和逐步单向 调节可采用相同的设备型号，只需把调节装置7上的蒸汽向调节面15按照设计要求制造成 不同规格的尺寸即可。 说 明 书CN 102393154 A CN 102393162 A 1/2页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102393154 A CN 102393162 A 2/2页 7 图4 说 明 书 附 图CN 102393154 A 。