CN104101236A - 热交换器及其制造方法、热交换器组件、燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换器及其制造方法、热交换器组件、燃气热水器，所述热交换器包括彼此间隔开设置的多个热交换片，每个所述热交换片内具有换热腔室，所述多个热交换片的所述换热腔室依次连通。根据本发明的热交换器，通过设置换热腔室依次连通的多个热交换片，增大了热交换面积，水可以在换热腔室内更好地与高温烟气进行换热，从而提高了热交换器的换热效率，且热交换器的生产工艺简单、成本低。

Description

热交换器及其制造方法、热交换器组件、燃气热水器

技术领域

本发明涉及电器领域，尤其是涉及一种热交换器及其制造方法、热交换器组件、燃气热水器。

背景技术

相关技术中指出，热水器的热交换器由纯铜制造而成，生产成本高，生产工序多且制作工艺复杂，从而在生产上难以控制产品的质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种热交换器，所述热交换器的生产工艺简单且成本低。

本发明的另一个目的在于提出一种制造上述热交换器的制造方法。

本发明的再一个目的在于提出一种具有上述热交换器的热交换器组件。

本发明的又一个目的在于提出一种具有上述热交换器组件的燃气热水器。

根据本发明第一方面的热交换器，包括彼此间隔开设置的多个热交换片，每个所述热交换片内具有换热腔室，所述多个热交换片的所述换热腔室依次连通。

根据本发明的热交换器，通过设置换热腔室依次连通的多个热交换片，增大了热交换面积，水可以在换热腔室内更好地与高温烟气进行换热，从而提高了热交换器的换热效率，且热交换器的生产工艺简单、成本低。

具体地，每个所述热交换片包括：第一换热片和第二换热片，所述第二换热片与所述第一换热片相连且与所述第一换热片共同限定出所述换热腔室，所述换热腔室上具有进水口和出水口，其中所述进水口与其相邻且位于其上游的所述热交换片的出水口连通，所述出水口与其相邻且位于其下游的所述热交换片的进水口连通。由此，通过设置第一换热片和第二换热片，加工简单且成本低。

进一步地，所述换热腔室由所述第一换热片和所述第二换热片中的至少一个的一部分侧壁远离另一个凸出而形成。

可选地，所述第一换热片上形成有向外凸出的第一换热槽，所述第二换热片上形成有向外凸出的第二换热槽，所述第二换热槽和所述第一换热槽共同限定出所述换热腔室。

可选地，所述进水口和所述出水口分别形成在所述第一换热片和所述第二换热片上，且所述进水口和所述出水口分别位于所述热交换片的长度方向的两端。由此，从进水口进入的水可以沿着热交换片的长度方向从换热腔室的一侧流动至另一侧，当多个换热片整体装配到位后，水可以在热交换器内大致呈S形流动，从而增加了水的流动长度，使水可以更加充分地吸热，从而进一步提高了热交换器的热交换效率。

进一步地，所述进水口和所述出水口中的至少一个上设有连接部。由此，通过设置连接部，不仅方便了两个热交换片的安装，提高了安装效率，而且可以将两个热交换片彼此间隔开，高温烟气可以从热交换片之间的间隙流过，从而提高了热交换效率。另外，由于相邻的两个热交换片之间的距离大致相等，烟气可以均匀地穿过热交换器，从而使得换热腔室内的水受热均匀。

进一步地，所述第一换热片和所述第二换热片中的至少一个上设有凸台。

可选地，所述凸台由所述第一换热片和/或所述第二换热片的一部分侧壁向外凸出形成。由此，可以有效保证水的流量。

可选地，所述凸台的形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。

可选地，每个所述热交换片为不锈钢件、铝件、铝合金件或铁件。

根据本发明第二方面的热交换器的制造方法，包括以下步骤：S1、将相邻的两个所述热交换片中的其中一个所述热交换片的所述第二换热片与另一个所述热交换片的所述第一换热片连接成一体，其中所述第二换热片的所述出水口与所述第一换热片的所述进水口连通；以及S2、将每个所述热交换片中的所述第一换热片和所述第二换热片连接。

根据本发明的热交换器的制造方法，通过采用上述步骤制造出的热交换器，极大地方便了操作者的安装，从而提高了安装效率，降低了成本。

可选地，所述步骤S1中，所述第一换热片和所述第二换热片均冷冲压成型。由此，加工简单且成本低。

可选地，所述步骤S1中，将所述第一换热片与所述第二换热片焊接；所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片与所述第二换热片焊接。

进一步地，所述步骤S1中，将所述第一换热片的所述进水口与所述第二换热片的所述出水口焊接；所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片的边缘与所述第二换热片的边缘焊接。

进一步可选地，所述步骤S1中，将所述第一换热片与所述第二换热片冷弧焊焊接；所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片与所述第二换热片冷弧焊焊接。

根据本发明第三方面的热交换器组件，包括：壳体和根据本发明上述第一方面的热交换器，其中所述热交换器设在所述壳体内。

进一步地，所述壳体上具有水道，所述热交换器与所述水道连通。

根据本发明的热交换器组件，通过设置上述第一方面的用于热交换器组件的壳体，提高了热交换器组件的换热效率，从而提高了燃气热水器的整体性能。

根据本发明第四方面的燃气热水器，包括根据本发明上述第三方面的热交换器组件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的热交换器的示意图；

图2是图1中所示的热交换器的热交换片的示意图；

图3是图1中所示的热交换片的第一换热片的示意图；

图4是图1中所示的热交换片的第二换热片的示意图；

图5是根据本发明实施例的热交换器组件的示意图；

图6是根据本发明实施例的热交换器组件的另一个示意图。

附图标记：

100：热交换器；

1：热交换片；11：第一换热片；

111：第一换热槽；112：进水口；

113：连接部；1131：第一连接部；1132：第二连接部；

114：凸台；

12：第二换热片；121：第二换热槽；122：出水口；

200：热交换器组件；

201：壳体；2011：水道；202：连接管；203：出水管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的热交换器100，热交换器100可以用于燃气热水器内。在本申请下面的描述中，以热交换器100用于燃气热水器内为例进行说明。当然，本领域内的技术人员可以理解，热交换器100还可以用于其他类型的热水器内，而不限于燃气热水器。

如图1-图4所示，根据本发明第一方面实施例的热交换器100，包括彼此间隔开设置的多个热交换片1，每个热交换片1内具有换热腔室，多个热交换片1的换热腔室依次连通。

例如在图1的示例中，多个热交换片1在横向方向（例如图1中所示的左右方向）上相互间隔开布置，每个热交换片1大体为矩形，且每个热交换片1内均具有换热腔室，其中相邻的两个热交换片1的换热腔室连通，水从一侧例如图1中所示的左侧的热交换片1通入该热交换片1的换热腔室后，会向右依次流经每个热交换片1的换热腔室，与此同时，高温烟气可以自下向上穿过多个热交换片1之间的空隙，以与换热腔室内的水进行热交换，由于水在热交换器100内的流动过程中，会依次经过每个热交换片1的换热腔室，从而增加了热交换面积，换热腔室内的水可以更加充分地与高温烟气换热，提高了热交换器100的热交换效率。需要理解的是，热交换片1的数量、尺寸和形状可以根据实际要求设置，以更好地满足实际要求。

可选地，每个热交换片1为不锈钢件、铝件、铝合金件或铁件等。换言之，每个热交换片1可以采用不锈钢、铝、铝合金或铁等中的任意一种材料制成。

根据本发明实施例的热交换器100，通过设置换热腔室依次连通的多个热交换片1，增大了热交换面积，水可以在换热腔室内更好地与高温烟气进行换热，从而提高了热交换器100的换热效率，且热交换器100的生产工艺简单、成本低。

在本发明的一个实施例中，参照图2-图4，每个热交换片1包括：第一换热片11和第二换热片12，第二换热片12与第一换热片11相连，且第二换热片12与第一换热片11共同限定出换热腔室，换热腔室上具有进水口112和出水口122，其中进水口112与其相邻且位于其上游的热交换片1的出水口122连通，出水口122与其相邻且位于其下游的热交换片1的进水口112连通。这里，需要说明的是，“上游”可以理解为水的流动方向的上游，相应地，“下游”可以理解为水的流动方向的下游。

例如在图2-图4的示例中，第一换热片11和第二换热片12的形状均为矩形且尺寸相同，第一换热片11和第二换热片12装配到位后，第一换热片11和第二换热片12共同限定出换热腔室，进水口112和出水口122均与换热腔室相通，水可以从进水口112流入换热腔室内，然后从出水口122流出，相邻的两个热交换片1的换热腔室通过进水口112和出水口122连通，具体地，某个热交换片1的进水口112与与其相邻的且位于水的流动方向上游的热交换片1的出水口122连通，这样水可以从位于上游的热交换片1的换热腔室流入上述某个热交换片1的换热腔室内，某个热交换片1的出水口122与与其相邻的且位于水的流动方向下游的热交换片1的进水口112连通，这样水可以从上述某个热交换片1的换热腔室流入位于下游的热交换片1的换热腔室内。由此，通过设置第一换热片11和第二换热片12，加工简单且成本低。

进一步地，换热腔室由第一换热片11和第二换热片12中的至少一个的一部分侧壁远离另一个凸出而形成。也就是说，换热腔室可以仅由第一换热片11的一部分侧壁朝向远离第二换热片12的方向凸出而形成，或者仅由第二换热片12的一部分侧壁朝向远离第一换热片11的方向凸出而形成，或者同时由第一换热片11的一部分侧壁朝向远离第二换热片12的方向凸出、第二换热片12的一部分侧壁朝向远离第一换热片11的方向凸出而共同形成。

在本发明的其中一个实施例中，第一换热片11上形成有向外凸出的第一换热槽111，第二换热片12上形成有向外凸出的第二换热槽121，第二换热槽121和第一换热槽111共同限定出换热腔室，如图2-图4所示。这里，需要说明的是，方向“外”可以理解为远离热交换片1中心的方向，其相反方向被定义为“内”，即朝向热交换片1中心的方向。

例如在图2-图4的示例中，第一换热槽111从第一换热片11的邻近第二换热片12的侧壁朝向远离第二换热片12的方向凸出，第二换热槽121从第二换热片12的邻近第一换热片11的侧壁朝向远离第一换热片11的方向凸出，第一换热槽111和第二换热槽121均大体呈“王”字形，第一换热片11和第二换热片12扣合到一起时，第一换热槽111和第二换热槽121对应且共同限定出换热腔室，从而水可以在换热腔室内流动。

可选地，进水口112和出水口122分别形成在第一换热片11和第二换热片12上，且进水口112和出水口122分别位于热交换片1的长度方向的两端。参照图3和图4，进水口112贯穿第一换热片11，出水口122贯穿第二换热片12，第一换热片11和第二换热片12安装到位后，进水口112和出水口122分别位于热交换片1的长度方向的两端，这样从进水口112进入的水可以沿着热交换片1的长度方向从换热腔室的一侧流动至另一侧，当多个换热片整体装配到位后，水可以在热交换器100内大致呈S形流动，从而增加了水的流动长度，使水可以更加充分地吸热，进而进一步提高了热交换器100的热交换效率。

在本发明的一个实施例中，进水口112和出水口122中的至少一个上设有连接部113。换言之，连接部113可以仅设在进水口112上，或者仅设在出水口122上，或者同时分别设在进水口112和出水口122上。例如在图3的示例中，连接部113设在进水口112上，连接部113从第一换热片11的远离第二换热片12的侧壁朝向远离第二换热片12的方向延伸，具体地，连接部113包括第一连接部1131和第二连接部1132，第一连接部1131的一端连接在第一换热片11上，第二连接部1132和第一连接部1131同轴设置，且第二连接部1132的一端与第一连接部1131的另一端相连，第一连接部1131和第二连接部1132均大体呈圆环形，第一连接部1131和第二连接部1132的内径相同，且第二连接部1132的外径小于等于出水口122的内径，第一连接部1131的外径大于出水口122的内径，当两个热交换片1安装时，可以将其中一个热交换片1的第一换热片11的第二连接部1132伸入另一个热交换片1的第二换热片12的出水口122，由于第一连接部1131的外径大于出水口122的内径，第一连接部1131的与第二连接部1132相连的一端可以止抵在上述第二换热片12的外表面上，此时两个热交换片1之间彼此间隔开的距离等于第一连接部1131的厚度。可选地，连接部113和第一换热片11一体成型。

由此，通过设置连接部113，不仅方便了两个热交换片1的安装，提高了安装效率，而且可以将两个热交换片1彼此间隔开，高温烟气可以从热交换片1之间的间隙流过，从而提高了热交换效率。另外，由于相邻的两个热交换片1之间的距离大致相等，烟气可以均匀地穿过热交换器100，从而使得换热腔室内的水受热均匀。

进一步地，如图1-图3所示，第一换热片11和第二换热片12中的至少一个上设有凸台114。也就是说，凸台114可以仅设在第一换热片11上，或者仅设在第二换热片12上，或者同时分别设在第一换热片11和第二换热片12上。

可选地，参照图1-图3，凸台114由第一换热片11和/或第二换热片12的一部分侧壁向外凸出形成。换言之，凸台114可以仅由第一换热片11的一部分侧壁向外凸出形成，或者仅由第二换热片12的一部分侧壁向外凸出形成，或者同时分别由第一换热片11的一部分侧壁向外凸出、第二换热片12的一部分侧壁向外凸出共同形成。

例如在图3的示例中，凸台114设在第一换热片11上，且与进水口112在第一换热片11的长度方向上彼此间隔开，凸台114为长圆形，可选地，凸台114由第一换热片11的一部分侧壁向外凸出形成，从而可以有效保证水的流量，进一步地，凸台114的高度与第一连接部1131的高度相同，由此，进一步保证了相邻的两个换热片之间彼此间隔开的距离，且使得热交换器100整体安装可靠。当然，凸台114的形状还可以为圆形、椭圆形或多边形等。在本发明的其它示例中，凸台114还可以为实体结构，凸台114从第一换热片11的远离第二换热片12的侧壁朝向远离第二换热片12的方向延伸（图未示出）。

根据本发明第二方面实施例的热交换器100的制造方法，包括以下步骤：

S1、将相邻的两个热交换片1中的其中一个热交换片1的第二换热片12与另一个热交换片1的第一换热片11连接成一体，其中第二换热片12的出水口122与第一换热片11的进水口112连通；以及

S2、将每个热交换片1中的第一换热片11和第二换热片12连接。

在本发明的其中一个示例中，在热交换器100的安装过程中，首先可以将两个热交换片1中的其中一个热交换片1的第一换热片11与另一个热交换片1的第二换热片12连接，此时应当保证第一换热片11的进水口112与第二换热片12的出水口122是连通的，然后将每个热交换片1中的第一换热片11和第二换热片12扣合以限定出换热腔室，从而热交换器100安装完毕。

根据本发明实施例的热交换器100的制造方法，通过采用上述步骤制造出的热交换器100，极大地方便了操作者的安装，从而提高了安装效率，降低了成本。

在本发明的一个实施例中，步骤S1中，第一换热片11和第二换热片12均冷冲压成型。由此，加工简单且成本低。

可选地，步骤S1中，将第一换热片11与第二换热片12焊接；步骤S2中，将热交换片1中的第一换热片11与第二换热片12焊接。在本发明的其中一个示例中，可以将两个热交换片1中的其中一个热交换片1的第一换热片11与另一个热交换片1的第二换热片12采用焊接例如冷弧焊的方式连接成一体，然后将每个热交换片1中的第一换热片11和第二换热片12采用焊接例如冷弧焊的方式连接，从而构成热交换器100。

进一步地，步骤S1中，将第一换热片11的进水口112与第二换热片12的出水口122焊接；步骤S2中，将热交换片1中的第一换热片11的边缘与第二换热片12的边缘焊接。在本发明的一个示例中，在步骤S1中，将两个热交换片1中的其中一个热交换片1的第一换热片11的进水口112处的连接部113与另一个热交换片1的第二换热片12的出水口122采用焊接例如冷弧焊的方式连接成一体，进一步地，将上述第一换热片11的凸台114采用焊接例如冷弧焊的方式连接至上述第二换热片12的对应位置，然后将每个热交换片1中的第一换热片11的四条边和第二换热片12的四条边采用焊接例如冷弧焊的方式连接，从而构成热交换器100。

如图5和图6所示，根据本发明第三方面实施例的热交换器组件200，包括：壳体201和根据本发明上述第一方面实施例的热交换器100，其中热交换器100设在壳体201内。例如在图5和图6的示例中，热交换器100设在壳体201的上部。

在本发明的一个实施例中，壳体201上具有水道2011，热交换器100与水道2011连通。例如在图5和图6的示例中，热交换器100设在壳体201内且位于壳体201的上部，热交换器100具有进口和出口，水道2011形成在壳体201的下部，热交换器组件200还包括连接管202和出水管203，连接管202的两端分别出水口122和热交换器100的进口连通，出水管203的一端与热交换器100的出口连通，这样水可以通过壳体201的进水口112进入水道2011内，在高温烟气逐渐向上流动的过程中，高温烟气会首先与水道2011内的水进行热交换，然后热交换后的水会流经连接管202进入热交换器100内，热交换器100内的水会进一步与流经热交换器100表面的高温烟气换热，从而进一步将热交换器100内的水加热，加热后的水通过出水管203排出。

根据本发明实施例的热交换器组件200，通过设置上述第一方面实施例的用于热交换器组件200的壳体201，提高了热交换器组件200的换热效率，从而提高了燃气热水器的整体性能。

根据本发明第四方面实施例的燃气热水器（图未示出），包括根据本发明上述第三方面实施例的热交换器组件200。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种热交换器，其特征在于，包括彼此间隔开设置的多个热交换片，每个所述热交换片内具有换热腔室，所述多个热交换片的所述换热腔室依次连通。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述热交换片包括：

第一换热片；和

第二换热片，所述第二换热片与所述第一换热片相连且与所述第一换热片共同限定出所述换热腔室，所述换热腔室上具有进水口和出水口，

其中所述进水口与其相邻且位于其上游的所述热交换片的出水口连通，所述出水口与其相邻且位于其下游的所述热交换片的进水口连通。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述换热腔室由所述第一换热片和所述第二换热片中的至少一个的一部分侧壁远离另一个凸出而形成。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述第一换热片上形成有向外凸出的第一换热槽，所述第二换热片上形成有向外凸出的第二换热槽，所述第二换热槽和所述第一换热槽共同限定出所述换热腔室。

5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述进水口和所述出水口分别形成在所述第一换热片和所述第二换热片上，且所述进水口和所述出水口分别位于所述热交换片的长度方向的两端。

6.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述进水口和所述出水口中的至少一个上设有连接部。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述第一换热片和所述第二换热片中的至少一个上设有凸台。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述凸台由所述第一换热片和/或所述第二换热片的一部分侧壁向外凸出形成。

9.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述凸台的形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。

10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述热交换片为不锈钢件、铝件、铝合金件或铁件。

11.一种制造权利要求2-10中任一项所述的热交换器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将相邻的两个所述热交换片中的其中一个所述热交换片的所述第二换热片与另一个所述热交换片的所述第一换热片连接成一体，其中所述第二换热片的所述出水口与所述第一换热片的所述进水口连通；以及

S2、将每个所述热交换片中的所述第一换热片和所述第二换热片连接。

12.根据权利要求11所述的热交换器的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述第一换热片和所述第二换热片均冷冲压成型。

13.根据权利要求11所述的热交换器的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述第一换热片与所述第二换热片焊接；

所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片与所述第二换热片焊接。

14.根据权利要求13所述的热交换器的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述第一换热片的所述进水口与所述第二换热片的所述出水口焊接；

所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片的边缘与所述第二换热片的边缘焊接。

15.根据权利要求13或14所述的热交换器的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述第一换热片与所述第二换热片冷弧焊焊接；

所述步骤S2中，将所述热交换片中的所述第一换热片与所述第二换热片冷弧焊焊接。

16.一种热交换器组件，其特征在于，包括：

壳体；和

根据权利要求1-10中任一项所述的热交换器，其中所述热交换器设在所述壳体内。

17.根据权利要求16所述的热交换器组件，其特征在于，所述壳体上具有水道，所述热交换器与所述水道连通。

18.一种燃气热水器，其特征在于，包括如权利要求16或17所述的热交换器组件。