CN103994579A - 燃气热水器集成不锈钢换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃气热水器集成不锈钢换热器，包括：围框、多根穿过所述围框的换热管，穿出所述围框外的所述换热管端头处设有集水盒，所述集水盒将各所述换热管连成连续流道；临近高温加热区的至少一排所述换热管中设有长条形部件；所述集水盒将所述长条部件封装于所述换热管中；所述围框、换热管、集水盒及长条形部件组装后焊接为一体结构。本发明一体焊接的不锈钢换热器结构及加工简单，体积小，密封性及耐腐蚀性能都大大提高，且通过长条部件改变燃气快速热水器管内的水流流场，打乱原来水温分布不均的情况，从而减少结垢，延长换热器的使用寿命。

Description

燃气热水器集成不锈钢换热器

技术领域

本发明涉及热水器领域，具体涉及一种燃气热水器集成不锈钢换热器。

背景技术

现有技术中燃气热水器采用的换热器普便为铜材料的换热器，换热器包括围框和多根穿过围框的换热管，穿出围框外的换热管端头通过“U”型接头两两连接，从而使所有的换热管构成连续的流道。这种结构在加工过程中，每个接头与换热管端头单独焊接，操作复杂，耗费工时，且焊接质量一致性较差。随着使用时间的延长，换热器材料本身会受到正常使用过程中烟气中冷凝出来的微量的氮氧化物(NOx)水溶液的腐蚀，从而大大降低了主换热器的性能，出现了热效率降低、烟气排放物超标(主要是一氧化碳排放浓度超标)，换热器穿孔漏水等质量问题，不仅使得换热器的可使用的寿命大大降低，也会严重影响产品使用的安全性。

此外，现有的燃气热水器换热器在高温区(即靠近燃烧器加热区的区域)，换热器内的水因管内的水温分布的温度场不均匀，靠近管壁表面的水温温度较高，容易结垢，导致换热器换热效率降低，使用寿命减少。

发明内容

本发明提供一种燃气热水器集成不锈钢换热器，以解决现有的换热器加工复杂，焊接质量较差，且容易结垢的问题。

为此，本发明提出一种燃气热水器集成不锈钢换热器，包括：围框、多根穿过所述围框的换热管，穿出所述围框外的所述换热管端头处设有集水盒，所述集水盒将各所述换热管连成连续流道；临近加热区的至少一排所述换热管中设有长条形部件；所述集水盒将所述长条部件封装于所述换热管中；所述围框、换热管、集水盒及长条形部件组装后焊接为一体结构。

本发明燃气热水器集成不锈钢换热器由不锈钢制成，采用集水盒结构代替现有的多个“U”型接头，并通过集水盒将长条部件封装于邻近加热区的换热管中，换热器的围框、换热管、集水盒及长条形部件组装成一体并在连接处增加焊剂后，整体进入熔炉进行焊接。这样制成集成不锈钢换热器加工简单，焊接质量高，临近加热区的换热管中封装的长条部件使这些换热管的流通面积减小，改变水在这些换热管中的流场，管壁附近水温升高幅度减小，从而避免临近加热区的换热管管壁水温升高过快，水温太高导致换热管中容易结垢的问题。

进一步地，所述长条部件为圆杆状。

进一步地，所述长条部件为两端封闭的不锈钢管。

进一步地，所述不锈钢管两端与所述换热管或所述集水盒焊接为一体。

进一步地，所述长条部件与所述换热管同轴设置，所述长条部件与所述换热管的间距在1.5至4mm之间。

进一步地，所述长条部件将所述换热管的流通面积减小了5％以上。

进一步地，所述换热管包括主换热管和冷凝换热管，所述主换热管一侧临近所述加热区，另一侧为所述冷凝换热管，所述主换热管和所述冷凝换热管之间设有冷凝水集流装置。

现有技术中的两段式换热器(即主换热器和冷凝换热器)，主换热器通常由铜材料制成，冷凝换热器通常由不锈钢材料制成。主换热器和冷凝换热器均由换热部分和固定在其外围的围框构成，主换热器和冷凝换热器的围框之间通过法兰、螺钉和卡子等零件连接在一起。这种连接结构尺寸大、使用零件多，不同零件材料的耐腐蚀性能也不同，为防止冷凝水对部分零件的腐蚀造成冷凝水泄漏或对整个换热器组件产生腐蚀的质量风险，对连接结构的密封性要求也比较高，比如采用耐高温密封材料防止冷凝水的泄漏。这就使现有的两段式换热器的结构和加工工艺都比较复杂。本发明燃气热水器集成不锈钢换热器的一个围框内设有主换热管、冷凝换热管及集流装置，围框外装有集水盒，将上述部件组装后通过钎焊一次成型完成换热器组件的加工。采用该方案加工的换热器组件结构及加工简单，体积小，密封性及耐腐蚀性能都大大提高，相对于现有的两段式换热器优势更加明显。

进一步地，所述集水盒包括管板和端板，所述管板通过与各所述换热管端头相对应的通孔与各所述换热管端头相连接，所述端板与所述管板贴合，所述端板上设有将各所述换热管连成连续流道的凹槽。

进一步地，位于所述围框内的所述换热管上设有不锈钢翅片，所述围框、换热管、集水盒、长条形部件及翅片组装后焊接为一体结构。

进一步地，长条形部件的表面加工有扰流结构。

进一步地，所述长条形部件为一端封闭的不锈钢管，在不锈钢管表面开设有孔。

附图说明

图1为本发明实施例的燃气热水器集成不锈钢换热器的主视结构示意图；

图2为本发明实施例的燃气热水器集成不锈钢换热器的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例的临近加热区的换热管的结构示意图；

图4为本发明实施例的第一种长条形部件的结构示意图；

图5为本发明实施例的管板的主视结构示意图；

图6为本发明实施例的端板的结构示意图；

图7为本发明实施例的集水盒的主视结构；

图8为本发明实施例的集水盒的侧视结构；

图9为本发明实施例的管板的侧视结构示意图；

图10为图1的A-A剖视结构示意图；

图11为本发明实施例的第二种长条形部件的主视结构示意图；

图12为本发明实施例的第二种长条形部件的俯视结构示意图；

图13为本发明实施例的第三种长条形部件的主视结构示意图；

图14为本发明实施例的第三种长条形部件的俯视结构示意图。

附图标号说明：

1围框3主换热管4冷凝换热管7集水盒9换热管91临近加热区的换热管910长条形部件71管板710通孔715翻边73端板730凹槽9101孔9103扭带9105螺旋线圈

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

如图1、图10和图2所示，本发明实施例的燃气热水器集成不锈钢换热器，包括：围框1和多根穿过所述围框1的换热管9，穿出所述围框1外的所述换热管端头处设有集水盒7，所述集水盒7将各所述换热管9连成连续流道；临近加热区的至少一排所述换热管91中设有长条形部件910，所述换热管91为离加热区或燃烧器最近的一排换热管，该区域的换热管在燃气热水器集成不锈钢换热器的所有的多根换热管中温度最高，较高容易结垢；所述集水盒7将所述长条形部件910封装于所述换热管9中；所述围框1、换热管9、集水盒7及长条形部件910均为不锈钢材料组装后焊接为一体结构，这样制作上为整体制作，结构更为牢固结实。由于长条形部件位于临近加热区的换热管91中，这样可以减小换热管的流通面积，提高换热管内水流速度，防止高温区加热水温过高，减少结垢。当然，为了更好的减少结垢，不仅可以在临近加热区的至少一排所述换热管91中设有长条形部件910，还可以在其他区域或其他离加热区较远的换热管中设有长条形部件910。

进一步地，如图3和图4所示，所述长条形部件910为圆杆状，便于制作和安装，能够有效控制换热管的流通面积。

进一步地，如图4所示，所述长条形部件910为两端封闭的不锈钢管，长条形部件910内不再有液体流通的通道，以达到控制换热管的流通面积的目的，而且长条形部件自身强度较高，不易损坏。

进而，如图11和图12，长条形部件910可以采用为一端封闭的不锈钢管，在不锈钢管表面开设有孔或小孔或小坑9101，以改变水流流场，打乱原来水温分布不均的情况。

进而，如图13和图14，另外一种实施例的长条形部件910的表面加工有扰流结构。该长条形部件910包括：纽带9103和缠绕在扭带9103上的螺旋线圈9105。扭带9103可以为不锈钢片扭成螺旋形，这种长条形部件的结构方式，可以具有扰流结构，达到较好的扰流效果，实现更好的换热。

进一步地，所述不锈钢管两端与所述换热管9或所述集水盒7焊接为一体，以实现一体式连接和长条形部件910稳定的固定。

进一步地，所述长条形部件910与所述换热管91同轴设置，这样，长条形部件910与临近加热区的换热管91的间距均匀，保证临近加热区的换热管91内水流通道分布均匀，以避免换热管91内水流通道不均匀而产生的结垢现象。所述长条形部件910与所述换热管的间距在1.5至4mm之间，既能保证换热管正常的流通面积，又能保证长条形部件910的提高水流速度的效果。

进一步地，第一换热管的内径例如为15至22mm，长条形部件910的面积占到临近加热区的换热管的内腔的面积的5％以上，所述长条形部件将所述换热管的流通面积减小了5％以上，这样，换热管的水流速度提高较为明显，水温升高幅度减小，相同的加严实验条件下，现有换热器3天结垢，本发明换热器超过45天才结垢。

进一步地，如图10所示，所述换热管包括主换热管3和冷凝换热管4，所述主换热管3下侧临近所述加热区，上侧为所述冷凝换热管4，所述主换热管3和所述冷凝换热管4之间设有冷凝水集流装置，以收集冷凝水。

进一步地，如图2、图5、图6、图7和图8所示，所述集水盒7包括管板71和端板73，所述管板71的一面通过与各所述换热管端头相对应的通孔710与各所述换热管端头相连接，所述管板71的另一面与所述端板73的平面贴合，所述端板73上设有凹槽730，凹槽730的空腔将对应的管板71的两个通孔连通，从而将两个通孔连接的换热管连通。多个凹槽730将所有的换热管9连成连续的流道。

如图5和图9所示，管板71例如为矩形，周围制出翻边715，并在翻边内侧设有多个突起；将端板嵌入管板翻边内侧，并通过管板的突起对端板73定位。管板71在通孔710周围设有翻边，或者说通孔710为管孔，以便连接换热管端头。

进一步地，位于所述围框1内的所述换热管9上设有多个不锈钢翅片，以便进行有效的换热，所述围框、换热管、集水盒、长条形部件及翅片组装后焊接为一体结构，一体成型，一体制作，减少加工时间。

本发明通过占用燃气快速热水器管内体积以减小流通面积提高流速，从而减少结垢，提供换热器的使用寿命。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种燃气热水器集成不锈钢换热器，包括：围框和多根穿过所述围框的换热管，其特征在于，穿出所述围框外的所述换热管端头处设有集水盒，所述集水盒将各所述换热管连成连续流道；临近加热区的至少一排所述换热管中设有长条形部件；所述集水盒将所述长条形部件封装于所述换热管中；所述围框、换热管、集水盒及长条形部件组装后焊接为一体结构。

2.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件为圆杆状。

3.如权利要求2所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件为两端封闭的不锈钢管。

4.如权利要求3所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述不锈钢管两端与所述临近加热区的至少一排换热管或所述集水盒焊接为一体。

5.如权利要求2所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件与所述换热管同轴设置，所述长条形部件与所述换热管的间距在1.5至4mm之间。

6.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件将所述换热管的流通面积减小了5％以上。

7.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述换热管包括主换热管和冷凝换热管，所述主换热管一侧临近所述加热区，另一侧为所述冷凝换热管，所述主换热管和所述冷凝换热管之间设有冷凝水集流装置。

8.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述集水盒包括管板和端板，所述管板通过与各所述换热管端头相对应的通孔与各所述换热管端头相连接，所述端板与所述管板贴合，所述端板上设有将各所述换热管连成连续流道的凹槽。

9.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，位于所述围框内的所述换热管上设有不锈钢翅片，所述围框、换热管、集水盒、长条形部件及翅片组装后焊接为一体结构。

10.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件的表面加工有扰流结构。

11.如权利要求1所述的燃气热水器集成不锈钢换热器，其特征在于，所述长条形部件为一端封闭的不锈钢管，在不锈钢管表面开设有孔。