CN102278899A - 用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器，其包括集流体、换热扁管和翅片，集流体包括由换热体区间分隔开的两个水盒，若干根换热扁管的两端分别插入两个水盒的换热扁管插孔内与集流体相连接，水盒内设有分隔板，换热扁管穿过翅片穿孔与若干翅片相连接，换热体区间布满翅片，集流体具有进水口和出水口并分别外连接进水接头和出水接头；换热扁管为单通道直管，其截面尺寸为2～6×10～30mm，至少10根换热扁管平排排列。1）本发明单位质量换热管的换热面积较大，主换热器的换热效率高。2）主换热器结构高度紧凑，整体重量轻，可节省大量材料成本。3）主换热器的水阻和压力损失小。4）主换热器具有制造工艺简单、容易制造、制造成本低等特点。

Description

用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及燃气采暖热水炉或热水器中用于高温烟气和水流发生热交换的主换热器（以下简称主换热器）。

背景技术

传统的主换热器如本申请人较早前申请的中国专利“燃气采暖热水炉主换热器”(专利申请号为200920053400.3),其采用换热管加翅片的方案，换热管由弯头将直管串接而成，在换热管的两端连接接头，若干翅片以一定的间距均匀的排列在直管上组成翅片组，其中换热管用于通过水流，其横截面为圆形或椭圆；翅片焊接在换热圆管上，用于扩大导热面积，将燃气燃烧产生的高温烟气的热量通过翅片传给换热管,再由换热管将热量与通过的水流进行热交换。现有的这种主换热器的换热管较粗，换热管间距大，换热效率不够理想，还具有耗用材料较多，制造成本高等缺点。

公告号为CN101832723A 的专利“一种用于燃气热水器的板翅式换热器”公开的主换热器，如图9和图10所示，其包括芯体6、封头7、进口接管8和出口接管9，其中芯体6由矩形空腔中通过隔板10分隔成多个烟气通道和卫生用水通道组成，卫生用水通道的两侧分别为烟气通道；烟气通道是在两金属隔板10之间设置烟气侧翅片11，烟气侧翅片11纵向布置，烟气侧翅片11的左右两侧通过封条12密封，构成一个可使烟气纵向流通的通道。卫生用水通道是在两金属隔板10之间设置水侧翅片13，水侧翅片13横向布置，水侧翅片13的上下两侧通过封条12密封，左右两端分别与两封头连通，构成一个可使卫生用水横向流通的通道，两侧的封头7分别与卫生用水进口接管8及出口接管9相连。

这种主换热器一改传统主换热器的结构，将卫生用水通道（我们称之为换热管）用两金属隔板10和封条12做成内置有水侧翅片13的扁管形结构，使换热管的烟气接触面积大大增加，其结果是结构高度紧凑，在同等换热强度下，换热器所耗用材料较少，空间体积较小，其不足之处是结构复杂，不容易制造。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器，其具有换热效率高、水阻小、节省材料和容易制造的特点；本发明的另一个目的是提出制造这种主换热器的方法。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：

用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器，包括集流体、换热扁管和翅片，集流体包括由换热体区间分隔开的两个水盒，两个水盒各具有相互对应的换热扁管插孔，若干根换热扁管的两端分别插入两个水盒的换热扁管插孔内与集流体相连接，换热扁管内通道与水盒相连通，水盒内设有分隔板，所述翅片设有多个与所述换热扁管相适配的翅片穿孔，换热扁管穿过翅片穿孔与若干翅片相连接，集流体的两个水盒之间布满翅片，集流体具有进水口和出水口，进水口外连体连接进水接头，出水口外连体连接出水接头。

所述换热扁管为单通道直管，其截面宽度为2～6 mm，高度为10～30 mm，宽高比为1：5～10，管壁厚为0.2～1 mm，边角处圆弧过渡，至少10根换热扁管平排排列，相邻换热扁管之间的距离为5～15 mm，相邻翅片之间的间距为2～5mm；所述翅片的厚度为0.05～0.3 mm。

优化方案是：换热扁管至少分为2排排列，每排按高度对齐平行排列8～30根换热扁管。

进一步优化是：翅片的长边边部具有翻折边和压槽，翅片具有多个点压形。

再进一步优化是：换热扁管和翅片的表面具有抗腐蚀涂层。

制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，包括以下步骤：

A、提供多根换热扁管，换热扁管是由金属铜材制成的单通道管，其截面宽度为2～6 mm，高度为10～30 mm，宽高度比为1：5～10，，管壁厚为0.2～1 mm，边角处圆弧过渡；

B、提供集流体，集流体包括两个水盒，水盒分成连接板和盖板两部分，连接板设有至少一排扁管插孔，扁管插孔与步骤A所述的换热管端部相适配；每排按高度对齐平行排列8～30个扁管插孔，相邻扁管插孔之间的距离为5～15 mm；集流体的其中一个水盒的盖板设有进水口和出水口或者其中一个水盒的盖板设有进水口而另一个水盒的盖板设有出水口，进水口外连体连接进水接头，出水口外连体连接出水接头；先将分隔板放到水盒的连接板或盖板的定位槽上并在边缘处涂上焊膏，再分别将盖板与连接板盖合并固定构成水盒，盖板和连接板的连接处也涂上焊膏；

C、提供翅片，翅片设有多个与步骤A所述的换热扁管相适配的翅片穿孔，翅片穿孔与步骤B所述集流体的扁管插孔位置一一对应；

D、换热扁管与翅片结合，将多根等长的换热扁管穿过翅片的翅片穿孔并对齐，多块翅片以2～5mm的间距并排排列均布于多根换热扁管上，换热扁管和翅片垂直相交构成换热体；

E、将换热体的换热扁管两端分别插入集流体的两个水盒的扁管插孔内，并在换热扁管和水盒的连接处涂上焊膏，构成主换热器坯体；

F、将主换热器坯体送入硬纤焊炉进行硬纤焊；

G、冷却后对主换热器坯体清洗、加工；

H、在主换热器坯体的表面涂上抗腐蚀涂料；

I、检测。

优化方案是：步骤C中所述翅片的厚度为0.05～0.3mm，翅片的长边边部具有翻折边和压槽，翅片还可具有多个点压形。

本发明具有如下突出的实质性特点和显著进步：

1．本发明的主换热器的换热管的截面尺寸小，与现有截面积较大的圆形或椭圆形管相比，本发明单位质量换热管的换热面积较大，主换热器的换热效率高；

2．本发明的主换热器用铜量较同功率的其它类型换热器大幅减少，结构高度紧凑，整体重量轻，节省大量材料成本；

3．本发明的主换热器通过集流体将换热管分组后调整流体流动方向和路程，使流体经过主换热器的时间达到最佳换热效果，同时使主换热器的水阻和压力损失小；

4．本发明的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，具有工艺简单，主换热器容易制造、制造成本低的特点；

5．用本发明提供的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，所生产的主换热器换热效率高、结构高度紧凑、整体重量轻，能节省大量材料成本，成品率高。

附图说明

图9是公告号为CN101832723A 的专利的外形图。

图10是图9中的换热器芯体结构示意图。

图7为本发明的一种外形立体图。

图1为图7的侧视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的A—A面剖视图。

图4为翅片结构（局部放大）示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为换热扁管截面图（放大）。

图8为本发明的制造工艺流程图。

具体实施方式

参考图1—7，本发明提出的用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器，包括：第一水盒1、第二水盒2、换热扁管3和翅片4，第一水盒1和第二水盒2成对组成集流体；所述第一水盒1具有进水口并外连接进水接头21；所述第二水盒2与第一水盒1隔开预定距离形成换热体区间，本实施例的第二水盒2具有出水口并外连接出水接头22；也可根据需要将出水口及出水接头22设于第一水盒1上，第一水盒2和第二水盒1各具有相互对应的换热扁管插孔30。

换热扁管3，所述换热扁管3的两端分别插入集流体的换热扁管插孔30与所述第一水盒1和第二水盒2相连并使换热扁管3内通道与第一水盒1和第二水盒2的内空间相连通，换热扁管3为单通道铜管，其截面宽度为2～10mm（本实施例为2 mm），高度为10～40 mm（本实施例为20mm），壁厚为0.2～1mm，（本实施例为0.5mm），边角处圆弧过渡，本实施例的换热扁管有2排，上排16根，下排15根，每排换热扁管按高度对齐平行排列，同排相邻换热扁管之间的距离为5～15 mm（本实施例为8 mm），本实施例上排和下排的换热扁管不对齐（错位布置），上排与下排之间的距离为5 mm。

翅片4设有多个与所述换热扁管3相适配的翅片穿孔41，多根换热扁管3穿过翅片穿孔41并对齐后与翅片4连接，相邻翅片4之间的间距为2～5mm（本实施例为3 mm）；第二水盒2和第一水盒1之间的换热扁管3上布满翅片4，翅片的厚度为0.05～0.3 mm（本实施例为0.1mm），本实施例的翅片4的上、下两边边部具有翻折边42和压槽43，翅片4还具有多个点压形44。

本实施例的第一水盒1内近进水口约1/3处设分隔板5，第二水盒2内近出水口约1/3处设分隔板5，这样使换热扁管3分成3组，每组10～11根换热扁管，流体通道成Z形结构，这样的结构适当将流体通道延长，同时也减少主换热器的流体阻力。集流体内分隔板的设置可根据主换热器的需要来设定。

换热扁管3和翅片4的表面具有抗腐蚀涂层。

参考图8，制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，包括下述步骤：

A．多根换热扁管制作，换热扁管是由金属铜材制成的单通道管，其截面宽度为2～6 mm，高度为10～30 mm，宽高度比为1：5～10，管壁厚为0.2～1 mm，边角处圆弧过渡渡；

B．提供第一水盒和第二水盒，第一水盒和第二水盒成对组成集流体，第一水盒和第二水盒各分成连接板和盖板两部分，连接板设有至少一排与步骤A所述的换热扁管端相容的扁管插孔；每排按高度对齐平行排列8～30个扁管插孔，每排扁管插孔上相邻扁管插孔之间的距离为5～15 mm；第一水盒的盖板设有进水口，进水口外连体连接进水接头，第二水盒的盖板设有出水口，出水口外连体连接出水接头；先将分隔板放到第一水盒和第二水盒的连接板或盖板的定位槽上并在边缘处涂上焊膏；再分别将盖板与连接板盖合并固定构成第一水盒和第二水盒，盖板和连接板的连接处也涂上焊膏；

C．提供翅片制作，翅片设有多个与步骤A所述的换热扁管相适配的翅片穿孔；翅片穿孔与步骤B的第一水盒和第二水盒上的扁管插孔位置一一对应；翅片的厚度为0.05～0.3 mm，翅片的上、下两边具有翻折边和压槽，翅片可具有多个点压形；

D．将换热扁管与翅片结合，将多根等长的换热扁管穿过翅片的翅片穿孔并对齐，多块翅片以2～5mm的间距并排排列均布于多根换热扁管上，换热扁管和翅片垂直相交构成换热体；

E．将换热体的换热扁管两端分别插入第一水盒和第二水盒的扁管插孔内，并在换热扁管和连接板的连接处涂上焊膏，构成主换热器坯体；

F．将主换热器坯体送入硬纤焊炉进行硬纤焊；

G．冷却后对主换热器坯体清洗、加工；

H．在主换热器坯体的表面涂上抗腐蚀涂料；

I．检测。

经检测证明：

1．本发明的主换热器单位质量换热管的换热面积大，主换热器的换热效率高；

2．本发明的主换热器用铜量较同功率的其它类型换热器大幅减少，结构高度紧凑，整体重量轻，节省大量材料成本；

3．本发明的主换热器的水阻和压力损失小；

4．本发明的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，具有工艺简单，主换热器容易制造和制造成本低的特点。

Claims (9)

1.用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器，包括集流体、换热扁管和翅片，集流体包括由换热体区间分隔开的两个水盒，两个水盒各具有相互对应的换热扁管插孔，若干根换热扁管的两端分别插入两个水盒的换热扁管插孔内与集流体相连接，换热扁管内通道与水盒内空间相连通，水盒内设有分隔板，所述翅片设有多个与所述换热扁管相适配的翅片穿孔，换热扁管穿过翅片穿孔与若干翅片相连接，集流体的两个水盒之间布满翅片，集流体具有进水口和出水口，进水口外连接进水接头，出水口外连接出水接头；其特征在于：所述换热扁管为单通道直管，其截面宽度为2～6mm，高度为10～30 mm，宽高比为1：5～10，管壁厚为0.2～1 mm，边角处圆弧过渡，至少10根换热扁管平排排列，相邻换热扁管之间的距离为5～15 mm，相邻翅片之间的间距为2～5mm。

2.根据权利要求1所述的翅管式主换热器，其特征在于：换热扁管至少分为2排排列，每排按高度对齐平行排列8～30根换热扁管。

3.根据权利要求1或2所述的翅管式主换热器，其特征在于：翅片的厚度为0.05～0.3 mm。

4.根据权利要求3所述的翅管式主换热器，其特征在于：翅片的长边边部具有翻折边和压槽。

5.根据权利要求4所述的翅管式主换热器，其特征在于：翅片具有多个点压形。

6.制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，包括以下步骤：

A．提供多根换热扁管，换热扁管是由金属铜材制成的单通道管，其截面宽度为2～6 mm，高度为10～30 mm，宽高比为1：5～10，管壁厚为0.2～1 mm，边角处圆弧过渡；

B．提供集流体，集流体包括两个水盒，水盒分为连接板和盖板两部分，连接板设有至少一排扁管插孔，扁管插孔与步骤A的换热扁管端部相适配，每排按高度对齐平行排列8～30个扁管插孔，相邻扁管插孔之间的距离为5～15 mm；集流体的其中一个水盒的盖板设有进水口和出水口或者其中一个水盒的盖板设有进水口而另一个水盒的盖板设有出水口，进水口外连体连接进水接头，出水口外连体连接出水接头；先将分隔板放到水盒的连接板或盖板的定位槽上并在边缘处涂上焊膏，再分别将盖板与连接板盖合并固定构成水盒，盖板和连接板的连接处也涂上焊膏；

C．提供翅片，翅片设有多个与步骤A的换热扁管相适配的翅片穿孔，翅片穿孔与步骤B的集流体的扁管插孔位置一一对应；

D．换热扁管与翅片结合，将多根等长的换热扁管穿过翅片的翅片穿孔并对齐，多块翅片以2～5mm的间距并排排列均布于多根换热扁管上，换热扁管和翅片垂直相交构成换热体；

E．将换热体的换热扁管两端分别插入集流体的两个水盒的扁管插孔内，并在换热扁管和水盒的连接处涂上焊膏，构成主换热器坯体；

F．.将主换热器坯体送入硬纤焊炉进行硬纤焊；

G．冷却后对主换热器坯体进行清洗、加工；

H．在主换热器坯体的表面涂上抗腐蚀涂料；

I．检测。

7.根据权利要求6所述的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，其特征在于：步骤C中所述翅片的厚度为0.05～0.3 mm。

8.根据权利要求7所述的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，其特征在于：步骤C中所述翅片的长边边部具有翻折边和压槽。

9.根据权利要求6或7或8所述的制造用于燃气采暖热水炉的翅管式主换热器的方法，其特征在于：步骤C中所述的翅片具有多个点压形。

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