CN109059294B - 一种燃气热水器用扰流片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气热水器组成元件的技术领域，更具体地，涉及一种燃气热水器用扰流片，包括底片以及向底片两侧凸起设置的扰流结构，底片两侧的扰流结构交替形成螺旋状水路。本发明直管内的水流沿着螺旋状水路流动，底片两侧扰流结构能够增加直管中心处的阻力，迫使水往直管的四周流动，从而增加水流与直管内壁耦合面处的水流速度，均衡直管内壁四周的水流速度：一方面，增大水与换热器外部高温烟气的换热，增加直管内部的局部高温水与局部低温水的均匀换热，减小气化噪音，提高换热效率，延长使用寿命；一方面，迫使水流往直管四周流动，增大水流与直管内壁耦合面处的水流速度，冲击直管内壁的自来水杂质，有效防止直管内壁水垢的积累，延长换热器的使用寿命。

Description

一种燃气热水器用扰流片

技术领域

本发明涉及燃气热水器组成元件的技术领域，更具体地，涉及一种燃气热水器用扰流片。

背景技术

在燃气热水器行业，在换热器直管内部通常需要安装扰流片，其作用是对流经直管的水起到一个扰流的作用，从而增大直管内的水与换热器外部高温烟气的换热效果。目前，行业内考虑到成本与制造工艺问题，大部分厂家在换热器直管内部安装扰流弹簧。然而，目前所使用的扰流弹簧线径均比较小，对于一些异形直管，弹簧的成型难度大、成型成本高，价值扰流效果不好，在水质差的地方直管内部易在弹簧与直管内壁附近积垢，影响换热器的换热效果与使用寿命。另外，传统的扰流部件安装在直管内部后，并没有改变直管中心与直管内壁的水流速度分布，依然是直管中部水流速度高，直管内壁圆周位置由于流体边界层的作用水流速度低，这就造成直管内部冷水与外部高温烟气换热过程中，边界层的水温升高较快容易气化产生气化噪音，从而影响用户的洗浴舒适性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种燃气热水器用扰流片，与直管构成螺旋状水路，有效地将水流由层流变为紊流，能够提高换热效率；且能够提高直管内壁四周的水流速度，以有效防止直管内壁积水垢。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种燃气热水器用扰流片，所述燃气热水器包括内部流动有待加热水的直管，扰流片设于所述直管内部；扰流片包括底片以及向底片两侧凸起设置的扰流结构，所述扰流结构与直管间形成有螺旋状水路。

本发明的燃气热水器用扰流片，通过向两侧凸起的扰流结构形成螺旋状水路，直管内的水流沿着螺旋状水路流动，底片两侧扰流结构的设置能够增加直管中心处的阻力，迫使水往直管的四周流动，从而增加水流与直管内壁耦合面处的水流速度，均衡直管内壁四周的水流速度：一方面，增大水与换热器外部高温烟气的换热，增加直管内部的局部高温水与局部低温水的均匀换热，提高换热效率，延长使用寿命；一方面，迫使水流往直管四周流动，增大水流与直管内壁耦合面处的水流速度，冲击直管内壁的自来水杂质，有效防止直管内壁水垢的积累；另外，直管内壁四周水流速度的增加能够有效防止短时间内快速与外部高温烟气换热使水气化而产生的气化噪音。

进一步地，所述扰流结构包括若干设于底片一侧的第一扰流结构以及若干设于底片另一侧的第二扰流结构，第一扰流结构、第二扰流结构交替形成螺旋状水路。第一扰流结构与第二扰流结构分别设于底片的两侧，可交替形成单螺旋状水路或双螺旋状水路；为便于扰流片插入直管内部，扰流片距离直管内壁设置0.1mm~1mm的间距；且针对不同的直管形状，第一扰流结构和第二扰流结构及配合尺寸可以作适当调整。

进一步地，若干第一扰流结构平行设置，若干第二扰流结构平行设置，所述第一扰流结构、第二扰流结构交替与直管内壁之间形成单螺旋状水路。第一扰流结构与第二扰流结构交替构成一条螺旋状水路，直管内部的水流绕着单螺旋状水路的螺旋路径流动，既可以增大水与换热器外部高温烟气的换热，也可以使直管内部的局部高温水与局部低温水均匀换热；同时，可以将水流由层流变为紊流，提高换热效率。

进一步地，若干所述第一扰流结构平行设置，若干所述第二扰流结构平行设置；所述第二扰流结构设于第一扰流结构的两侧，所述第一扰流结构、第二扰流结构交替与直管内壁之间形成双螺旋状水路。双螺旋状水路与单螺旋状水路相比，能够对水流产生更大的阻力，具有更好的紊流效果；而第二扰流结构隔断设于第一扰流结构的两侧能够避免过大而影响整机的水流量或出水量。

进一步地，所述第一扰流结构为由底片向一侧冲压的第一翻边，所述第二扰流结构为由底片向另一侧冲压的第二翻边。第一翻边和第二翻边的加工工艺简单，且在翻边制作的过程中在底片上形成孔，孔的形成实现底片两侧的水流交换，改善换热效果；为平衡第一扰流结构、第二扰流结构的制作工艺的难易程度及扰流效果，本发明的第一翻边、第二翻边均为矩形翻边，但本发明的第一翻边和第二翻边的结构并不局限于矩形翻边。

进一步地，所述第一扰流结构和第二扰流结构的连接处设有V形连接件，所述V形连接件设有能够容纳底片两侧水流动的通孔，V形连接件设于底片的两端。扰流片置于直管内侧，V形连接件的设置起到定位作用，V形连接件上设置的通孔能够减小水流的阻力，防止水阻过大影响用户正常用水，且能够增加底片两侧的水流的热量交换。

进一步地，所述V形连接件包括第一连接片和第二连接片，所述第一连接片设于底片所在平面，所述第二连接片设于与底片所在平面垂直的平面，所述第二连接片连接于第一连接片位于水流方向的一侧。第二连接片垂直于底片设置，能够增加V形连接件处水流的阻力，水流可从V形连接件上设置的通孔向底片的另一侧流动，增加底片两侧水流的流动，改善水流的紊流效果，提高换热效率。

进一步地，所述底片上均布有若干第三扰流结构，所述第三扰流结构设于第一扰流结构和第二扰流结构之间。第三扰流结构的设置能够进一步改善直管内部水流的紊流效果，提高换热效果。

进一步地，所述第三扰流结构为由底片向外冲压的第三翻边，若干第三翻边均布于底片的中心轴线上。对于传统的扰流片，水流在直管中心处的流速最大，向内壁方向水流的流速，在中心轴线上设置第三翻边，能够增加直管中心处的水流阻力，改善水流的紊流效果；且第三翻边在加工过程中形成的孔，能够增加底片两侧水流的流动性，改善换热效果。

进一步地，所述底片的两端设有用于扰流片与直管内壁定位和焊接的连接柱。底片的两端设计半圆柱形结构用于扰流片与直管内壁的定位及焊接固定，但是本发明的连接柱并不局限于半圆柱形结构；另外，为了便于换热器的生产，扰流片的长度比直管两端各短2mm~6mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明的扰流片与直管内壁形成螺旋状水路，既可以增大水流与换热器外部高温烟气的换热，也可以使直管内部的局部高温水与局部低温水均匀换热；同时直管内部的水螺旋流动可以将水流由直线运动时的层流变为紊流，提高换热效率；

（2）本发明扰流片上设置的第一翻边、第二翻边、第三翻边能够增加直管中心处的阻力，迫使水往直管四周流动，增大水与直管内壁耦合面处的水流速度，冲击直管内壁的自来水杂质，有效防止直管内壁结垢，有效防止直管被腐蚀而影响燃气热水器的使用寿命；

（3）本发明的扰流片，可以均衡直管中部与直管内壁四周的水流速度，提高直管内壁四周水流速度从而有效防止水流因短时间快速与外部高温烟气换热使水发生气化而产生的气化噪音，有助于控制燃气热水器整机噪音的降低；

（4）本发明的扰流片的结构简单、易于制作，原材料易得，生产成本低，具有很好的普适性和经济性。

附图说明

图1为实施例一的扰流片正面的结构示意图，图中箭头表示水流方向。

图2为实施例一的扰流片背面的结构示意图。

图3为实施例一的扰流片置于直管内部的状态示意图I。

图4为实施例一的扰流片置于直管内部的状态示意图II。

图5为实施例二的扰流片正面的结构示意图。

附图中：1-底片；2-扰流结构；21-第一扰流结构；22-第二扰流结构；23-第三扰流结构；3-V形连接件；31-通孔；32-第一连接片；33-第二连接片；34-凹部；4-连接柱；5-安装部；10-扰流片；20-直管；30-高温烟气。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1至图4所示为本发明的燃气热水器用扰流片10的第一实施例，燃气热水器包括内部流动有待加热水的直管20，扰流片10设于直管20内部；扰流片10包括底片1以及向底片1两侧凸起设置的扰流结构2，底片1两侧的扰流结构2与直管间形成有螺旋状水路。本实施例的扰流片10采用不锈钢材料，不锈钢材料是为了获得较好的防锈耐腐蚀性以及加工延展性所做的优选，不应作为本发明限制性的规定。具体地，扰流结构2包括若干设于底片1一侧的第一扰流结构21以及若干设于底片1另一侧的第二扰流结构22，第一扰流结构21、第二扰流结构22交替形成螺旋状水路；第一扰流结构21与第二扰流结构22分别设于底片1的两侧，可交替形成单螺旋状水路或双螺旋状水路；为便于扰流片10插入直管20内部，扰流片10距离直管20内壁设置0.1mm~1mm的间距；且针对不同的直管20形状，第一扰流结构21和第二扰流结构22及配合尺寸可以作适当调整。

如图1至图2所示，若干第一扰流结构21平行设置，若干第二扰流结构22平行设置；第二扰流结构22设于第一扰流结构21的两侧，第一扰流结构21、第二扰流结构22交替与直管内壁之间形成双螺旋状水路；双螺旋状水路相比于单螺旋状水路，能够对水流产生更大的阻力，具有更好的紊流效果；而第二扰流结构22隔断设于第一扰流结构21的两侧能够避免过大的阻力对整机的水流量或出水量的影响。

其中，第一扰流结构21为由底片1向一侧冲压的第一翻边，第二扰流结构22为由底片1向另一侧冲压的第二翻边；第一翻边和第二翻边的加工工艺简单，且在翻边制作的过程中在底片1上形成孔，孔的形成实现底片1两侧的水流交换，改善换热效果；为平衡第一扰流结构21、第二扰流结构22的制作工艺的难易程度及扰流效果，本实施例的第一翻边、第二翻边均为矩形翻边，但本发明的第一翻边和第二翻边的结构并不局限于矩形翻边；为防止矩形翻边形成过大的水流阻力，第一翻边、第二翻边与底片1中心线的夹角为10°~80°。

第一扰流结构21和第二扰流结构22通过V形连接件3连接，V形连接件3设有能够便于底片1两侧水流动的通孔31，V形连接件3设于底片1的上下两端；在直管20内部安装扰流片10时，V形连接件3的设置起到定位作用；V形连接件3上设置的通孔31能够减小水流的阻力，防止水阻过大对用户正常用水的影响，且能够增加底片1两侧的水流的热量交换。其中，V形连接件3包括第一连接片32和第二连接片33，第一连接片32设于底片1所在平面，第二连接片33设于与底片1所在平面垂直的平面，第二连接片33连接于第一连接片32位于水流方向的一侧；第二连接片33垂直于底片1设置，能够增加V形连接件3处水流的阻力，水流可从V形连接件3上设置的通孔31向底片1的另一侧流动，增加底片1两侧水流的流动，改善水流的紊流效果，提高换热效率。另外，为增加底片1两侧水流的交换，改善换热效果，V形连接件3与底片1的连接处设有凹部34。

如图1至图2所示，底片1上均布有若干第三扰流结构23，第三扰流结构23设于第一扰流结构21和第二扰流结构22之间，进一步改善直管20内部水流的紊流效果，提高换热效果。其中，第三扰流结构23为由底片1向外冲压的第三翻边，若干第三翻边均布于底片1的中心轴线上。对于传统的扰流片10，水流在直管20中心处的流速最大，向内壁方向水流的流速，在中心轴线上设置第三翻边，能够增加直管20中心处的水流阻力，改善水流的紊流效果；且第三翻边在加工过程中形成的孔，能够增加底片1两侧水流的流动性，改善换热效果。本实施例中，第三翻边为半圆形翻边，交替向底片的两侧翻边；这样设置的第三翻边增加直管内部边缘的水流速度，对中心轴线两侧的水流的阻力逐渐减小，可解决传统扰流片使用时中心处流速最大而边缘处流速最小的问题，改善直管内水流的速度场分布，可进一步改善水流的紊流效果，有效解决直管结构及气化噪音的问题。

底片1的两端设有用于扰流片10与直管20内壁定位和焊接的连接柱34，用于扰流片10与直管20内壁的定位及焊接固定，防止水流流动带动扰流片10位置的偏移；为增加本发明的扰流片与直管内壁连接的稳定性，位于扰流片10两端的连接柱4向底片的两侧凸起设置；为增加扰流片的安装便捷性，连接柱的两侧设置有安装部5。但是，需要提及的是，本发明的连接柱34并不局限于半圆柱形结构。为了便于换热器的生产，本实施例扰流片10的长度比直管20两端各短2mm~6mm。

实施例二

如图5所示为本发明的扰流片10的第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，若干第一扰流结构21平行设置，若干第二扰流结构22平行设置，第一扰流结构21、第二扰流结构22交替与直管内壁之间形成单螺旋状水路。

本实施例在实施时，直管20内的水流沿着螺旋状水路流动，底片1两侧扰流结构的设置能够增加直管20中心处的阻力，迫使水往直管20的四周流动，从而增加水流与直管20内壁耦合面处的水流速度，均衡直管20内壁四周的水流速度：一方面，增大水与换热器外部高温烟气30的换热，增加直管20内部的局部高温水与局部低温水的均匀换热，提高换热效率，延长使用寿命；一方面，迫使水流往直管20四周流动，增大水流与直管20内壁耦合面处的水流速度，冲击直管20内壁的自来水杂质，有效防止直管20内壁水垢的积累；另外，直管20内壁四周水流速度的增加能够有效防止短时间内快速与外部高温烟气30换热使水气化而产生的气化噪音。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种燃气热水器用扰流片，所述燃气热水器包括内部流动有待加热水的直管，扰流片设于所述直管内部；其特征在于，扰流片包括底片(1)以及向底片两侧凸起设置的扰流结构(2)，所述扰流结构(2)与直管内壁之间形成有螺旋状水路；所述扰流结构(2)包括若干设于底片一侧的第一扰流结构(21)以及若干设于底片另一侧的第二扰流结构(22)，若干所述第一扰流结构(21)平行设置，若干所述第二扰流结构(22)平行设置，所述第二扰流结构(22)设于第一扰流结构(21)的两侧，所述第一扰流结构(21)、第二扰流结构(22)交替与直管内壁之间形成双螺旋状水路；所述第一扰流结构(21)为由底片向一侧冲压的第一翻边，所述第二扰流结构(22)为由底片向另一侧冲压的第二翻边。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器用扰流片，其特征在于，所述第一扰流结构(21)和第二扰流结构(22)的连接处设有V形连接件(3)，所述V形连接件(3)设有能够容纳底片两侧水流动的通孔(31)，V形连接件(3)设于底片(1)的两端。

3.根据权利要求2所述的燃气热水器用扰流片，其特征在于，所述V形连接件(3)包括第一连接片(32)和第二连接片(33)，所述第一连接片(32)设于底片(1)所在平面，所述第二连接片(33)设于与底片(1)所在平面垂直的平面，所述第二连接片(33)连接于第一连接片(32)位于水流方向的一侧。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器用扰流片，其特征在于，所述底片(1)上均布有若干第三扰流结构(23)，所述第三扰流结构(23)设于第一扰流结构(21)和第二扰流结构(22)之间。

5.根据权利要求4所述的燃气热水器用扰流片，其特征在于，所述第三扰流结构(23)为由底片(1)向外冲压的第三翻边，若干第三翻边均布于底片(1)的中心轴线上。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器用扰流片，其特征在于，所述底片(1)的两端设有用于扰流片与直管内壁定位和焊接的连接柱(4)。