CN105910284B - 一种内置套筒式换热器的储热水箱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置套筒式换热器的储热水箱及其制造方法，属于热水器技术领域。该储热水箱的换热器具有垂向中孔的内筒，内筒外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，支撑片的外缘与波纹管状外壳的波谷内壁密封固连，形成一组环腔；最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通；环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔；上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。本发明不仅具有大换热面积的波纹管状外壳，而且具有迂回的换热流道，因此使得换热更为充分，换热效率显著提高，并且支撑片在形成迂回流道的同时，还起到内支撑作用，使外壳的承受外压能力大大增强，一举两得。

Description

一种内置套筒式换热器的储热水箱及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种热水器的水箱，尤其是一种内置套筒式换热器的储热水箱，同时还涉及其制造方法，属于热水器技术领域。

背景技术

据申请人了解，太阳能热水器水箱的换热分为内置和外置两种结构形式。外置式换热对于大直径的热水器内胆而言，其中部的热水很难被加热，用户使用过程中会出现忽冷忽热现象。

内置式换热又分盘管式换热和内置胆式换热结构。前者由于难以设置排气溢流装置，因此盘管内很容易产生气堵，影响换热效果；内置胆式换热是将体积比较小的热交换内胆放入热水器内胆中，换热介质在小内胆中循环，将热量传给热水器内胆中的储水，其中较为先进的结构可以参见申请号为200920310757.5的中国专利文献。这种换热器相对以前的此类换热器内外表面均可以进行热交换，因此使换热效率得到提高。但是，该换热器内换热介质依然与以前的此类换热器一样自然循环，流径较短，因此换热效率的提高受限。

此外，热水器储热水箱是一个压力容器，内胆承受的是储水对内胆内壁产生的内压，而内置式换热器特别是内置胆式换热器所承受压力为内胆中的储水与换热器中的循环换热介质的压差。由于换热器中的换热介质一般为自然循环并且设有排气管，所以换热器所承受的压力可近似为内胆中的储水所产生的外压。在一般情况下，压力容器承受外压的能力远小于承受内压的能力，所以设计储热水箱内置式换热器时，除了要考虑换热效率，还要兼顾其承压能力。而上述现有内置式换热器的夹层中空结构使其承压能力较弱。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种可以进一步显著提高换热效率并且具有良好承压能力的内置套筒式换热器的储热水箱，同时给出其制造方法。

为了达到以上目的，本发明内置套筒式换热器的储热水箱基本技术方案为：包括安置在水箱内胆内的换热器，所述换热器具有垂向中孔的内筒，所述内筒的外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，所述支撑片的外缘与管状外壳的内壁密封固连，形成一组环腔；最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通，最上层环腔的顶部与排气管连通；所述环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔；上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。

可以理解，本发明安置于水箱内的换热器在具有内外换热面积的基础上，由具有夹层内的环形迂回换热流道，因此使得换热流径得到充分扩展，换热效率显著提高，并且支撑片在形成迂回流道的同时，还起到内支撑作用，从而使外壳的承受外压能力大大增强，一举两得。

本发明进一步的完善有：

所述外壳为波纹管状外壳，所述波纹管状外壳由波纹管段及分别位于波纹段顶部和底部的上封头和下封头密闭固连而成，所述支撑片的外缘与波纹管状外壳的对应波谷内壁密封固连。

所述隔离片的外侧形成与波纹管状外壳内壁形状吻合的起伏缘。

所述循环进管、循环出管和排气管均朝下引出端口。

所述排气管由所述上封头朝上延伸后通过弧形弯管下引。

本发明的内置套筒式换热器的储热水箱制造方法包括以下步骤：

第一步、借助相应模具，将板材卷制内筒，另滚压出半管状的一对半圆外壳；

第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；

第三步、将一对半圆外壳对合包在焊接支撑片的内筒外，形成管状外壳，且使管状外壳的内壁与对应的支撑片密封固连；再焊接管状外壳两端封头；

第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与排气管连通焊接，制成换热器；

第五步、将换热器安置在由筒体和筒底构成的内胆半成品内后，再封上封头，制成内胆，经保温处理后形成储热水箱成品。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个优选实施例的结构示意图。

图2为图1实施例的内部结构立体示意图。

图3为图1实施例的制造过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式作进一步的说明：

本实施例内置套筒式换热器的储热水箱内胆如图1所示，包括安置在内胆9内的换热器。该内胆9由筒体9-1、筒底9-2以及封头9-3密封焊接构成，除具有进水口9-4、出水口9-5之外，还具有与换热器循环进管5、循环出管6和排气管7相配的各管口。

换热器参见图2，为中空套筒结构，包括具有垂向中孔的内筒1，该内筒1的外圆轴向间隔分布五层径向延伸的支撑片4-1，各支撑片4的外缘与波纹管状外壳2的对应波谷内壁密封固连，形成一组环腔。波纹管状外壳2由波纹管段2-2及分别位于其顶部和底部的上封头3-1和下封头3-2密闭焊接固连而成。最上层环腔通过位于内筒1上的进口与循环进管5焊接连通，最下层环腔通过位于下封头3-2上的出口与循环出管6焊接连通，最上层环腔的顶部上封头3-1与排气管7焊接连通。环腔内固定将其隔断的隔离片4-2，隔离片4-2的外侧形成与波纹管状外壳2内壁形状吻合的起伏缘。相邻环腔之间在隔离片4-2处制有连通孔4-3；上、下相邻连通孔4-3分别位于对应的隔离片4-2两侧，从而形成图中箭头所示循环进管5至循环出管6之间往复迂回的流道。循环进管5、循环出管6和排气管7均朝下引出端口，从而在兼备循环、排气作用的同时，也构成了换热器的安装结构(参见图3)，便于与热水器内胆配合安装形成可靠的固定。排气管7由上封头3-1朝上延伸后通过弧形弯管下引，从而兼有换热介质膨胀和排气作用，减少了因换热介质膨胀和排气而占用的有效换热面积。

本实施例的内置套筒式换热器的储热水箱加工过程如图3所示，包括以下步骤：

第一步、借助相应模具，将完成冲孔、喷砂的板材卷制成内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳波纹段和上、下封头；

第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；

第三步、将一对半圆外壳波纹段对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连；再将上、下封头与对合后的波纹段焊接；

第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与排气管连通焊接，制成换热器；

第五步、将换热器安置在由筒体和筒底构成的内胆半成品内后，再封上封头，制成本实施例的水箱内胆，经保温处理后制成储热水箱成品。

本实施例不仅借助波纹结构充分扩展了换热面积，而且通过迂回流道显著提高换热效果，且大大延长了换热器使用寿命，其安装方便、可靠。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如波纹管状外壳和内筒可分别是直圆筒、螺旋状、波纹状、加肋等结构形式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种内置套筒式换热器的储热水箱，包括安置在水箱内胆内的换热器，所述换热器具有垂向中孔的内筒，其特征在于：所述内筒的外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，所述支撑片的外缘与管状外壳的内壁密封固连，形成一组环腔；最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通，最上层环腔的顶部与排气管连通；所述环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔；上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。

2.根据权利要求1所述的内置套筒式换热器的储热水箱，其特征在于：所述外壳为波纹管状外壳，所述波纹管状外壳由波纹管段及分别位于波纹管段顶部和底部的上封头和下封头密闭固连而成，所述支撑片的外缘与波纹管状外壳的对应波谷内壁密封固连。

3.根据权利要求2所述的内置套筒式换热器的储热水箱，其特征在于：所述隔离片的外侧形成与波纹管状外壳内壁形状吻合的起伏缘。

4.根据权利要求3所述的内置套筒式换热器的储热水箱，其特征在于：所述循环进管、循环出管均朝下引出端口。

5.根据权利要求4所述的内置套筒式换热器的储热水箱，其特征在于：所述排气管由所述上封头朝上延伸后通过弧形弯管下引。

6.根据权利要求1所述的内置套筒式换热器的储热水箱制造方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、借助相应模具，将板材卷制内筒，另滚压出半管状的一对半圆外壳；

第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有连通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；

第三步、将一对半圆外壳对合包在焊接支撑片的内筒外，形成管状外壳，且使管状外壳的内壁与对应的支撑片密封固连；再焊接管状外壳两端封头；

第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与排气管连通焊接，制成换热器；

第五步、将换热器安置在由筒体和筒底构成的水箱半成品内后，再封上封头，经保温处理后制成储热水箱成品。

7.根据权利要求2所述的内置套筒式换热器的储热水箱制造方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、借助相应模具，将完成冲孔、喷砂的板材卷制成内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳波纹段和上、下封头；

第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有连通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；

第三步、将一对半圆外壳波纹段对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连；再将上、下封头与对合后的波纹段焊接；

第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与排气管连通焊接，制成换热器；

第五步、将换热器安置在由筒体和筒底构成的水箱半成品内后，再焊接封头，制成内胆，经保温处理后形成储热水箱成品。