CN103255425A - 一种换热器部装阴极保护方法及换热器部装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带管状通道的一般热交换器，公开一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料，当换热器水管发生腐蚀时，阳极材料自动释放电子到腐蚀部位，起到保护换热器水管的作用。本发明还提供一种基于上述阴极保护方法的换热器部装，包括：换热器壳体和换热管，其特征在于，所述换热管内壁上连接有阴极保护装置，所述换热器部装为主换热器或冷凝换热器。与现有技术相比，本发明提供的一种换热器部装阴极保护方法及换热器部装，从换热管内部进行电化学腐蚀防护，解决换热管穿孔漏水现象。

Description

一种换热器部装阴极保护方法及换热器部装

技术领域

本发明涉及带管状通道的一般热交换器，尤其涉及一种换热器部装阴极保护方法及换热器部装。

背景技术

换热器是燃气热水器必不可少的要件，目前，常用的换热器材质主要为铜质材料和铝合金材料。然而，不管是铜质换热器还是铝合金换热器，使用一段时间后都会存在点腐蚀，出现水管穿孔漏水现象，如图1所示。尤其在山西、陕西地区，这种水管穿孔现象更为严重。

众所周知，换热器腐蚀主要为电化学腐蚀，换热管是腐蚀防护的重点部位。由于换热器工作在热湿环境下，在换热器表面长期存在冷凝水。因此，一直以来，行业内都认为换热管的穿孔是换热管外表面被腐蚀所引起的，其解决手段也大都局限在换热管表面镀层处理上。

经过实际产品的检验，尽管换热管表面处理延长了换热器的使用寿命，但换热管的穿孔漏水问题一直存在，该问题困扰了热水器行业数年时间，仍未得到有效解决。为此，本申请人对换热管穿孔部位进行了深入研究，研究发现：对一些具有紊流线圈的铜质换热管而言，其穿孔漏水部位大都出现在紊流线圈之前的进水管管段，而在紊流线圈之后的出水管管段穿孔现象十分少见；对此，一个合理的解释是铁质紊流线圈对其后的铜质换热管提供了阴极保护。同时，进一步的解剖研究还发现，换热管穿孔其实更多的是因由内而外的腐蚀所造成的，这样，某些地区穿孔漏水更为严重就可以得到合理的解释了。

有鉴于此，如何开发设计一种换热管内腐蚀防护方法和防护结构，对解决换热器的穿孔漏水现象具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供的换热器部装阴极保护方法，从换热器部装的水管内部进行电化学腐蚀防护，解决水管穿孔漏水现象。

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述阴极保护方法、结构简单、制造成本低的换热器部装。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料。

作为改进地，所述阳极材料与水管内壁的连接方式包括：将阳极材料镀在水管内表面，将阳极材料制成弹性件卡在水管内，或将阳极材料制成阳极棒固定在水管上，或将阳极材料制成颗粒状灌入到水管内。

作为改进地，所述阳极材料的设置方法为：先在换热器水管进水部位、换热部位、出水部位中的至少一个上形成一个涨管，然后将阳极材料制成弹性件卡接在涨管内。

进一步改进地，所述涨管为一体成型在水管上，或采用焊接的方式连在水管上，或通过铆接的方式连在水管上。

作为改进地，所述水管为铝合金管或铜质管，所述阳极材料为镁合金，铝合金，铁合金、镍合金中的一种或几种。

本发明提供一种基于上述保护方法的换热器部装，包括：换热器壳体和换热管，其特征在于，所述换热管内壁连接有阴极保护装置。

作为改进地，所述换热器部装是一种冷凝换热器，所述换热管为冷凝换热管，该冷凝换热管螺旋设置在换热器壳体内；所述阴极保护装置设置在冷凝换热管的进水端、中端、出水端的至少一个上。

作为改进地，所述换热器部装是一种主换热器，所述换热管包括：穿插在换热器壳体内的主换热管，与主换热管一端连接并缠绕在换热器壳体上的盘管，连接在主换热管的一端出水管，以及连接在盘管一端的进水管；所述阴极保护装置设置在进水管、盘管、主换热管、出水管的至少一个上。

作为改进地，所述换热管内设有紊流片，所述紊流片外套设有稳流线圈，所述稳流线圈由金属材料制成，该稳流线圈所用金属材料的活性优于换热管管体的活性。

作为改进地，所述阴极保护装置为内置结构，包括：涨管和设置在涨管内的阳极弹簧；该阳极弹簧的长度大于涨管长度，该涨管管径大于换热管管径，且涨管入水口圆角大于出水口圆角。

进一步改进地，所述涨管与换热管为一体成型结构或螺纹铆接结构或焊接结构，所述阳极弹簧为不锈铁弹簧，所述涨管为铜管。

作为改进地，所述阴极保护装置为镀在换热管内壁上的阳极层，所述阳极层为镁合金层、铝合金层、铁合金层或镍合金层。

作为改进地，所述阴极保护装置为外置结构，它包含至少一个阳极棒，所述阳极棒插设在换热管既定部位。

作为改进地，所述阴极保护装置包括阳极颗粒，该阳极颗粒设置在换热管内部，在换热管的至少一个部位上设有阻挡阳极颗粒流出的格网。

本发明提供的一种换热器部装阴极保护方法，其有益效果是：

一、通过在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料，一旦水管内部发生电化学腐蚀时，阳极材料自动释放电子到腐蚀部位，起到保护水管的作用，有效避免换热器部装的水管发生由内而外的穿孔现象。

二、通过将阳极材料与换热器部装进水管的内壁连接，可以对整个换热器部装的换热管、进水管、出水管起到保护作用，阳极防护材料设置简单，节约制造成本。

三、通过在换热器部装换热管或出水管部位设置阳极材料，进一步提高整个换热器部装的内防护效果。

与现有技术相比，本发明提供的一种换热器部装，其有益效果是：

一、通过将换热器部装的换热管内壁与阴极保护装置连接起来，当换热管内壁发生电化学腐蚀时，阴极保护装置自动释放电子，有效解决换热器存在的点腐蚀漏水的问题。

二、通过将阴极保护装置设置成涨管与阳极弹簧组合结构，实际工作时，水流能自由流畅通过，不仅不会堵塞进水管、保证水流量，而且能起到稳流和降低水流噪音的效果。

三、整个换热器部装的阴极保护只是通过增加一个或两个不锈铁弹簧来实现的，制造成本低，适合大批量生产。

附图说明

图1所示为现有技术中换热器水管出现穿孔时的实物图；

图2所示为本发明提供的一种换热器部装实施例一的结构示意图；

图3所示为图2中A处放大图；

图4所示为图2中B处放大图；

图5所示为本发明提供的一种换热器部装实施例二的结构示意图；

图6所示为本发明提供的一种换热器部装的等效实施方案图。

附图标记说明：

1、4、换热器壳体，         2、换热管，         3、阴极保护装置，        5、冷凝换热管；

21、主换热管，     22、盘管，       23、出水管，     24、进水管；

211、紊流片，        42、稳流线圈；

31、涨管，           32、阳极弹簧；

41、进烟口，         42、排烟口。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的实质，结合附图对本发明的具体实施方式说明如下。

方法实施例

一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料，当换热器水管发生腐蚀时，阳极材料自动释放电子到腐蚀部位，起到保护换热器水管的作用。一般地，所述阳极材料与涨管的连接方式包括：1）将阳极材料镀在水管内表面，2）将阳极材料制成弹性件卡在水管内，3）将阳极材料制成阳极棒固定在水管上。

本实施例中，优选第2）中实施方式，具体为：先在换热器水管进水部位形成一个涨管，然后将阳极材料安装在涨管内。在这里，优选换热器部装的水管为铜制，优选阳极材料为1Cr17Mn6Ni5N，为避免阳极材料带来过大的水流阻力，所述阳极材料被设置成一个阳极弹簧，该阳极弹簧套接在涨管内。

在实际涨管制造时，将涨管的管径设置成大于换热器水管的管径，将涨管入水口圆角设置得尽量大，而将涨管出水口的圆角设置得尽量小，以保证阳极材料能够易于放入并稳定在涨管内。

在其他实施方式中，所述涨管是独立制造的，涨管制造完成后铆接在换热器水管换热部位或出水部位。作为一种改进的方案，所述阳极材料1Cr17Mn6Ni5N用不锈铁代替；尤其是，当换热器部装的水管为铝制时，所述阳极材料为镁合金。

本实施例提供的一种换热器部装阴极保护方法，通过在在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料，一旦水管内部发生电化学腐蚀时，阳极材料自动释放电子到腐蚀部位，起到保护水管的作用，有效避免换热器水管出现的由内而外的腐蚀穿孔现象。同时，由于阳极材料设置在换热器部装的进水管内，可以起到对整个换热器部装的换热管、进水管、出水管的保护作用，防护结构简单。

换热器部装实施例一

如图2所示，一种基于上述阴极保护方法的换热器部装，其为主换热器部装，包括：换热器壳体1，与换热器壳体1连接的换热管2，以及与换热管2内壁相连的阴极保护装置3。

其中，所述换热管2包括：穿插在换热器壳体1上部的主换热管21，与主换热管21一端连接并缠绕在换热器壳体1上的盘管22，连接在主换热管21一端的出水管23，以及连接在盘管22一端的进水管24。

如图3所示，所述阴极保护装置3包括：与进水管24一体成型的涨管31和设置在涨管31内的阳极弹簧32。特别地，为方便阳极弹簧32放入并稳定在涨管31内，所述阳极弹簧32的长度略大于涨管长度，所述涨管31的管径大于进水管24的管径，且涨管31入水口圆角大于其出水口圆角。

如图4所示，为保证换热效果，在所述主换热管21内还设有紊流片211，所述紊流片211外套设有稳流线圈212，所述稳流线圈212由金属材料制成，该稳流线圈212所用金属材料的活性优于换热管管体的活性。

在其他实施方式中，所述阳极弹簧用者阳极棒、线圈、金属条或镀层替代，其连接部位为主换热管内壁、盘管内壁、出水管内壁或整个换热管内壁，所述换热管上的紊流片和阴极保护装置省略，不限于本实施例。

本实施例提供的一种换热器部装，通过在进水管和主换热管内设置阴极保护装置，有效解决换热器存在的点腐蚀漏水的问题。同时，通过将阴极保护装置设置成弹簧形状，不仅不会堵塞进水管、保证水流量，而且能起到稳流和降低水流噪音的效果。此外，整个换热器部装的阴极保护只是通过增加一个或两个不锈铁弹簧来实现的，制造成本低，适合大批量生产。

换热器部装实施例二

如图5所示，一种基于上述阴极保护方法的换热器部装，包括：具有进烟口41和排烟口42的换热器壳体4，设置在换热器壳体4内的冷凝换热管5，以及与冷凝换热管5内壁相连的阴极保护装置3。

本实施例提供的一种换热器部装，其结构与实施例一基本一致，区别在于：

一、换热器部装主体为冷凝换热装置，所述进烟口41设置在换热器壳体1的底侧，所述排烟口42设置在换热器壳体1的顶部，所述冷凝换热管5呈螺旋状设置在换热器壳体4内。

二、所述阴极保护装置3为独立结构，其通过螺纹拧在冷凝换热管5的进水口上。

三、冷凝换热管5内没有紊流片。

在其他实施方式中，为提高冷凝换热管的阴极保护效果，在冷凝换热管的中部还另外连接有阴极保护装置，不限于本实施例。

如图6所示，作为一种基于上述阴极保护方法的换热器部的改进实施方案，其包括主换热器和冷凝换热器，所述冷凝换热器的出水管与主换热器的进水管相连，所述阴极保护装置3设置在冷凝换热器的进水管上。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，在换热器部装的水管内壁连接活性优于管体的阳极材料。

2.根据权利要求1所述的一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，所述阳极材料与水管内壁的连接方式包括：将阳极材料镀在水管内表面，将阳极材料制成弹性件卡在水管内，或将阳极材料制成阳极棒固定在水管上，或将阳极材料制成颗粒状灌入到水管内。

3.根据权利要求1所述的一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，所述阳极材料的设置方法为：先在换热器水管进水部位、换热部位、出水部位中的至少一个上形成一个涨管，然后将阳极材料制成弹性件卡接在涨管内。

4.根据权利要求3所述的一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，所述涨管为一体成型在水管上，或采用焊接的方式连在水管上，或通过铆接的方式连在水管上。

5.根据权利要求1所述的一种换热器部装阴极保护方法，其特征在于，所述水管为铝合金制管或铜质管，所述阳极材料为镁合金，铝合金，铁合金、镍合金中的一种或几种。

6.一种换热器部装，包括：换热器壳体和换热管，其特征在于，所述换热管内壁连接有阴极保护装置。

7.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，它是一种冷凝换热器，所述换热管为冷凝换热管，该冷凝换热管螺旋设置在换热器壳体内；所述阴极保护装置设置在冷凝换热管的进水端、中端、出水端的至少一个上。

8.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，它是一种主换热器，所述换热管包括：穿插在换热器壳体内的主换热管，与主换热管一端连接并缠绕在换热器壳体上的盘管，连接在主换热管的一端出水管，以及连接在盘管一端的进水管；所述阴极保护装置设置在进水管、盘管、主换热管、出水管的至少一个上。

9.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，所述换热管内设有紊流片，所述紊流片外套设有稳流线圈，所述稳流线圈由金属材料制成，该稳流线圈所用金属材料的活性优于换热管管体的活性。

10.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，所述阴极保护装置为内置结构，包括：涨管和设置在涨管内的阳极弹簧；该阳极弹簧的长度大于涨管长度，该涨管管径大于换热管管径，且涨管入水口圆角大于出水口圆角。

11.根据权利要求10所述的一种换热器部装，其特征在于，所述涨管与换热管为一体成型结构或螺纹铆接结构或焊机结构，所述阳极弹簧为不锈铁弹簧，所述涨管为铜管。

12.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，所述阴极保护装置为镀在换热管内壁上的阳极层，所述阳极层为镁合金层、铝合金层、铁合金层或镍合金层。

13.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，所述阴极保护装置为外置结构，它包含至少一个阳极棒，所述阳极棒插设在换热管既定部位。

14.根据权利要求6所述的一种换热器部装，其特征在于，所述阴极保护装置包括阳极颗粒，该阳极颗粒设置在换热管内部，在换热管的至少一个部位上设有阻挡阳极颗粒流出的格网。

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