燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的制造方法

燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，包括：圍框、多根穿過所述圍框的換熱管，穿出所述圍框外的所述換熱管端頭處設有集水盒，所述集水盒將各所述換熱管連成連續流道；臨近高溫加熱區的至少一排所述換熱管中設有長條形部件；所述集水盒將所述長條部件封裝于所述換熱管中；所述圍框、換熱管、集水盒及長條形部件組裝后焊接為一體結構。本發明一體焊接的不銹鋼換熱器結構及加工簡單，體積小，密封性及耐腐蝕性能都大大提高，且通過長條部件改變燃氣快速熱水器管內的水流流場，打亂原來水溫分布不均的情況，從而減少結垢，延長換熱器的使用壽命。
【專利說明】燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱水器領域，具體涉及一種燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器。
【背景技術】
[0002]現有技術中燃氣熱水器采用的換熱器普便為銅材料的換熱器，換熱器包括圍框和多根穿過圍框的換熱管，穿出圍框外的換熱管端頭通過“U”型接頭兩兩連接，從而使所有的換熱管構成連續的流道。這種結構在加工過程中，每個接頭與換熱管端頭單獨焊接，操作復雜，耗費工時，且焊接質量一致性較差。隨著使用時間的延長，換熱器材料本身會受到正常使用過程中煙氣中冷凝出來的微量的氮氧化物(NOx)水溶液的腐蝕，從而大大降低了主換熱器的性能，出現了熱效率降低、煙氣排放物超標(主要是一氧化碳排放濃度超標)，換熱器穿孔漏水等質量問題，不僅使得換熱器的可使用的壽命大大降低，也會嚴重影響產品使用的安全性。
[0003]此外，現有的燃氣熱水器換熱器在高溫區(即靠近燃燒器加熱區的區域)，換熱器內的水因管內的水溫分布的溫度場不均勻，靠近管壁表面的水溫溫度較高，容易結垢，導致換熱器換熱效率降低，使用壽命減少。

【發明內容】

[0004]本發明提供一種燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，以解決現有的換熱器加工復雜，焊接質量較差，且容易結垢的問題。
[0005]為此，本發明提出一種燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，包括:圍框、多根穿過所述圍框的換熱管，穿出所述圍框外的所述換熱管端頭處設有集水盒，所述集水盒將各所述換熱管連成連續流道；臨近加熱區的至少一排所述換熱管中設有長條形部件；所述集水盒將所述長條部件封裝于所述換熱管中；所述圍框、換熱管、集水盒及長條形部件組裝后焊接為
一體結構。
[0006]本發明燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器由不銹鋼制成，采用集水盒結構代替現有的多個“U”型接頭，并通過集水盒將長條部件封裝于鄰近加熱區的換熱管中，換熱器的圍框、換熱管、集水盒及長條形部件組裝成一體并在連接處增加焊劑后，整體進入熔爐進行焊接。這樣制成集成不銹鋼換熱器加工簡單，焊接質量高，臨近加熱區的換熱管中封裝的長條部件使這些換熱管的流通面積減小，改變水在這些換熱管中的流場，管壁附近水溫升高幅度減小，從而避免臨近加熱區的換熱管管壁水溫升高過快，水溫太高導致換熱管中容易結垢的問題。
[0007]進一步地，所述長條部件為圓桿狀。
[0008]進一步地，所述長條部件為兩端封閉的不銹鋼管。
[0009]進一步地，所述不銹鋼管兩端與所述換熱管或所述集水盒焊接為一體。
[0010]進一步地，所述長條部件與所述換熱管同軸設置，所述長條部件與所述換熱管的間距在1.5至4mm之間。[0011]進一步地，所述長條部件將所述換熱管的流通面積減小了 5%以上。
[0012]進一步地，所述換熱管包括主換熱管和冷凝換熱管，所述主換熱管一側臨近所述加熱區，另一側為所述冷凝換熱管，所述主換熱管和所述冷凝換熱管之間設有冷凝水集流
裝置[0013]現有技術中的兩段式換熱器(即主換熱器和冷凝換熱器)，主換熱器通常由銅材料制成，冷凝換熱器通常由不銹鋼材料制成。主換熱器和冷凝換熱器均由換熱部分和固定在其外圍的圍框構成，主換熱器和冷凝換熱器的圍框之間通過法蘭、螺釘和卡子等零件連接在一起。這種連接結構尺寸大、使用零件多，不同零件材料的耐腐蝕性能也不同，為防止冷凝水對部分零件的腐蝕造成冷凝水泄漏或對整個換熱器組件產生腐蝕的質量風險，對連接結構的密封性要求也比較高，比如采用耐高溫密封材料防止冷凝水的泄漏。這就使現有的兩段式換熱器的結構和加工工藝都比較復雜。本發明燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的一個圍框內設有主換熱管、冷凝換熱管及集流裝置，圍框外裝有集水盒，將上述部件組裝后通過釬焊一次成型完成換熱器組件的加工。采用該方案加工的換熱器組件結構及加工簡單，體積小，密封性及耐腐蝕性能都大大提高，相對于現有的兩段式換熱器優勢更加明顯。
[0014]進一步地，所述集水盒包括管板和端板，所述管板通過與各所述換熱管端頭相對應的通孔與各所述換熱管端頭相連接，所述端板與所述管板貼合，所述端板上設有將各所述換熱管連成連續流道的凹槽。
[0015]進一步地，位于所述圍框內的所述換熱管上設有不銹鋼翅片，所述圍框、換熱管、集水盒、長條形部件及翅片組裝后焊接為一體結構。
[0016]進一步地，長條形部件的表面加工有擾流結構。
[0017]進一步地，所述長條形部件為一端封閉的不銹鋼管，在不銹鋼管表面開設有孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明實施例的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的主視結構示意圖；
[0019]圖2為本發明實施例的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的側視結構示意圖；
[0020]圖3為本發明實施例的臨近加熱區的換熱管的結構示意圖；
[0021]圖4為本發明實施例的第一種長條形部件的結構示意圖；
[0022]圖5為本發明實施例的管板的主視結構示意圖；
[0023]圖6為本發明實施例的端板的結構示意圖；
[0024]圖7為本發明實施例的集水盒的主視結構；
[0025]圖8為本發明實施例的集水盒的側視結構；
[0026]圖9為本發明實施例的管板的側視結構示意圖；
[0027]圖10為圖1的A-A剖視結構示意圖；
[0028]圖11為本發明實施例的第二種長條形部件的主視結構示意圖；
[0029]圖12為本發明實施例的第二種長條形部件的俯視結構示意圖；
[0030]圖13為本發明實施例的第三種長條形部件的主視結構示意圖；
[0031]圖14為本發明實施例的第三種長條形部件的俯視結構示意圖。
[0032]附圖標號說明:
[0033]I圍框3主換熱管4冷凝換熱管7集水盒9換熱管91臨近加熱區的換熱管910長條形部件71管板710通孔715翻邊73端板730凹槽9101孔9103扭帶9105螺旋線圈【具體實施方式】
[0034]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【專利附圖】

【附圖說明】本發明。
[0035]如圖1、圖10和圖2所示，本發明實施例的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，包括:圍框I和多根穿過所述圍框I的換熱管9，穿出所述圍框I外的所述換熱管端頭處設有集水盒7，所述集水盒7將各所述換熱管9連成連續流道；臨近加熱區的至少一排所述換熱管91中設有長條形部件910，所述換熱管91為離加熱區或燃燒器最近的一排換熱管，該區域的換熱管在燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器的所有的多根換熱管中溫度最高，較高容易結垢；所述集水盒7將所述長條形部件910封裝于所述換熱管9中；所述圍框1、換熱管9、集水盒7及長條形部件910均為不銹鋼材料組裝后焊接為一體結構，這樣制作上為整體制作，結構更為牢固結實。由于長條形部件位于臨近加熱區的換熱管91中，這樣可以減小換熱管的流通面積，提高換熱管內水流速度，防止高溫區加熱水溫過高，減少結垢。當然，為了更好的減少結垢，不僅可以在臨近加熱區的至少一排所述換熱管91中設有長條形部件910，還可以在其他區域或其他離加熱區較遠的換熱管中設有長條形部件910。
[0036]進一步地，如圖3和圖4所示，所述長條形部件910為圓桿狀，便于制作和安裝，能夠有效控制換熱管的流通面積。
[0037]進一步地，如圖4所示，所述長條形部件910為兩端封閉的不銹鋼管，長條形部件910內不再有液體流通的通道，以達到控制換熱管的流通面積的目的，而且長條形部件自身強度較高，不易損壞。
[0038]進而，如圖11和圖12，長條形部件910可以采用為一端封閉的不銹鋼管，在不銹鋼管表面開設有孔或小孔或小坑9101，以改變水流流場，打亂原來水溫分布不均的情況。
[0039]進而，如圖13和圖14,另外一種實施例的長條形部件910的表面加工有擾流結構。該長條形部件910包括:紐帶9103和纏繞在扭帶9103上的螺旋線圈9105。扭帶9103可以為不銹鋼片扭成螺旋形，這種長條形部件的結構方式，可以具有擾流結構，達到較好的擾流效果，實現更好的換熱。
[0040]進一步地，所述不銹鋼管兩端與所述換熱管9或所述集水盒7焊接為一體，以實現一體式連接和長條形部件910穩定的固定。
[0041]進一步地，所述長條形部件910與所述換熱管91同軸設置，這樣，長條形部件910與臨近加熱區的換熱管91的間距均勻，保證臨近加熱區的換熱管91內水流通道分布均勻，以避免換熱管91內水流通道不均勻而產生的結垢現象。所述長條形部件910與所述換熱管的間距在1.5至4mm之間，既能保證換熱管正常的流通面積，又能保證長條形部件910的提高水流速度的效果。
[0042]進一步地，第一換熱管的內徑例如為15至22_，長條形部件910的面積占到臨近加熱區的換熱管的內腔的面積的5%以上，所述長條形部件將所述換熱管的流通面積減小了 5%以上，這樣，換熱管的水流速度提高較為明顯，水溫升高幅度減小，相同的加嚴實驗條件下，現有換熱器3天結垢，本發明換熱器超過45天才結垢。
[0043]進一步地,如圖10所示,所述換熱管包括主換熱管3和冷凝換熱管4,所述主換熱管3下側臨近所述加熱區，上側為所述冷凝換熱管4，所述主換熱管3和所述冷凝換熱管4之間設有冷凝水集流裝置，以收集冷凝水。
[0044]進一步地，如圖2、圖5、圖6、圖7和圖8所示，所述集水盒7包括管板71和端板73，所述管板71的一面通過與各所述換熱管端頭相對應的通孔710與各所述換熱管端頭相連接，所述管板71的另一面與所述端板73的平面貼合，所述端板73上設有凹槽730，凹槽730的空腔將對應的管板71的兩個通孔連通，從而將兩個通孔連接的換熱管連通。多個凹槽730將所有的換熱管9連成連續的流道。
[0045]如圖5和圖9所示，管板71例如為矩形，周圍制出翻邊715，并在翻邊內側設有多個突起；將端板嵌入管板翻邊內側，并通過管板的突起對端板73定位。管板71在通孔710周圍設有翻邊，或者說通孔710為管孔，以便連接換熱管端頭。
[0046]進一步地，位于所述圍框I內的所述換熱管9上設有多個不銹鋼翅片，以便進行有效的換熱，所述圍框、換熱管、集水盒、長條形部件及翅片組裝后焊接為一體結構，一體成型，一體制作，減少加工時間。
[0047]本發明通過占用燃氣快速熱水器管內體積以減小流通面積提高流速，從而減少結垢，提供換熱器的使用壽命。
[0048]以上所述僅為本發明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發明的范圍。為本發明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，包括:圍框和多根穿過所述圍框的換熱管，其特征在于，穿出所述圍框外的所述換熱管端頭處設有集水盒，所述集水盒將各所述換熱管連成連續流道；臨近加熱區的至少一排所述換熱管中設有長條形部件；所述集水盒將所述長條形部件封裝于所述換熱管中；所述圍框、換熱管、集水盒及長條形部件組裝后焊接為一體結構。
2.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件為圓桿狀。
3.如權利要求2所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件為兩端封閉的不銹鋼管。
4.如權利要求3所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述不銹鋼管兩端與所述臨近加熱區的至少一排換熱管或所述集水盒焊接為一體。
5.如權利要求2所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件與所述換熱管同軸設置，所述長條形部件與所述換熱管的間距在1.5至4_之間。
6.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件將所述換熱管的流通面積減小了 5%以上。
7.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述換熱管包括主換熱管和冷凝換熱管，所述主換熱管一側臨近所述加熱區，另一側為所述冷凝換熱管，所述主換熱管和所述冷凝換熱管之間設有冷凝水集流裝置。
8.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述集水盒包括管板和端板，所述管板通過與各所述換熱管端頭相對應的通孔與各所述換熱管端頭相連接，所述端板與所述管板貼合，所述端板上設有將各所述換熱管連成連續流道的凹槽。
9.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，位于所述圍框內的所述換熱管上設有不銹鋼翅片，所述圍框、換熱管、集水盒、長條形部件及翅片組裝后焊接為一體結構。
10.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件的表面加工有擾流結構。
11.如權利要求1所述的燃氣熱水器集成不銹鋼換熱器，其特征在于，所述長條形部件為一端封閉的不銹鋼管，在不銹鋼管表面開設有孔。
【文檔編號】F28F9/18GK103994579SQ201410213224
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】丁威, 邱步, 畢大巖 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司