CN111649487A - 热交换结构及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换结构及燃气热水器，热交换结构包括壳体及换热单元，所述壳体内设有流道，所述换热单元为至少两个，所述换热单元与所述壳体可拆卸连接，所述换热单元并排设置，所述换热单元位于所述流道内并用于换热。上述热交换结构，换热单元用于在流道内换热，可将高温气体通过流道并与换热单元接触实现换热，若换热单元在使用中出现损坏等需要维修的情况，可将相应的换热单元拆下并重新装上新的换热单元，同时不需要更换所有的换热单元，降低了维修难度及维修成本，方便了维修工作。

Description

热交换结构及燃气热水器

技术领域

本发明涉及家用电器设备技术领域，特别是涉及一种热交换结构及燃气热水器。

背景技术

在燃气热水器上普遍使用翅片组换热器来传递热量，而热量的传递效率与翅片组的结构以及间距密切相关，其中翅片组件中每相邻两个之间的间距均控制在一定的范围内时，可保证换热器的热交换效率的稳定性，但长期的高温烟气对翅片会引起腐蚀，烧损等情况，导致每相邻两个换热翅片之间的间距发生变化，换热器的热交换效率会不稳定。而传统的翅片组件在维修时只能整个更换，更换步骤麻烦且维修成本高。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有的翅片组件维修麻烦的缺陷，提供一种方便维修的热交换结构及燃气热水器。

其技术方案如下：

一种热交换结构，包括：

壳体，所述壳体内设有流道；及

换热单元，所述换热单元为至少两个，所述换热单元与所述壳体可拆卸连接，所述换热单元并排设置，所述换热单元位于所述流道内并用于换热。

上述热交换结构，换热单元用于在流道内换热，可将高温气体通过流道并与换热单元接触实现换热，若换热单元在使用中出现损坏等需要维修的情况，可将相应的换热单元拆下并重新装上新的换热单元，同时不需要更换所有的换热单元，降低了维修难度及维修成本，方便了维修工作。

在其中一个实施例中，所述流道沿纵向设置，所述换热单元沿横向依次设置。

在其中一个实施例中，所述壳体上设有与所述流道连通的插口，所述插口与所述换热单元对应设置，所述换热单元的端部用于插入所述插口。

在其中一个实施例中，所述换热单元包括翅片及换热管，所述换热管穿设所述翅片，所述换热管的端部由所述插口伸出所述流道，不同的所述换热管依次连通。

在其中一个实施例中，上述热交换结构还包括盘管，所述流道包括沿纵向依次设置的燃烧区及换热区，所述换热单元设于所述换热区，不同的所述换热管依次连通形成换热管路，所述换热管路包括入口端及出口端，所述盘管与所述入口端或所述出口端连通，所述盘管绕设于所述壳体外并与所述燃烧区对应设置。

在其中一个实施例中，所述盘管呈螺旋状绕设于所述壳体外。

在其中一个实施例中，所述换热管为U型管；或所述换热管为W型管；或所述换热管为S型管；或所述换热管为直管。

在其中一个实施例中，上述热交换结构还包括连接管及密封圈，所述连接管用于连通不同的换热管，所述密封圈套设于所述连接管外或所述换热管外，所述密封圈设于所述连接管与所述换热管之间。

在其中一个实施例中，上述热交换结构还包括套管及开口管夹，所述套管套设于所述换热管外，所述套管的第一端设有第一翻边，所述套管的第二端设有用于安装所述密封圈的安装槽，所述连接管套设于所述套管的第二端外，所述连接管的端部设有与所述第一翻边接触的第二翻边，所述开口管夹的侧壁上设有与所述第一翻边、所述第二翻边匹配的滑槽，所述开口管夹用于夹持所述连接管。

在其中一个实施例中，所述换热单元还包括框体，所述翅片设于所述框体内，所述换热管穿设所述框体及所述翅片，所述框体设于所述流道内。

在其中一个实施例中，所述框体包括前端板、后端板及边框件，所述边框件的两端分别连接所述前端板、所述后端板，所述边框件为四个，所述边框件上设有与所述翅片的边角处匹配的凹口，所述换热管穿设所述前端板及所述后端板。

一种燃气热水器，包括燃烧器及如上述任一项所述的热交换结构，所述燃烧器设于所述流道内。

上述燃气热水器，可通过燃烧器点火并燃烧形成高温烟气，高温烟气在流道内流动时与换热单元进行热交换，若换热单元在使用中出现损坏等需要维修的情况，可将相应的换热单元拆下并重新装上新的换热单元，同时不需要更换所有的换热单元，降低了维修难度及维修成本，方便了维修工作。

在其中一个实施例中，所述燃烧器包括至少两个火排，所述火排与所述换热单元对应设置，所述火排设于所述换热单元的下方，所述火排与所述换热单元沿同一方向设置。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用于来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的热交换结构的装配示意图；

图2为本发明实施例所述的热交换结构的剖视图；

图3为本发明实施例所述的热交换结构的爆炸示意图；

图4为本发明实施例所述的换热单元的爆炸示意图；

图5为本发明实施例所述的连接管、套管、密封圈及开口管夹的爆炸示意图；

图6为图5的装配示意图。

附图标记说明：

100、壳体，101、流道，102、插口，103、燃烧区，200、换热单元，210、翅片，220、换热管，230、框体，231、前端板，232、后端板，233、边框件，233a、凹口，300、盘管，410、连接管，411、第二翻边，420、密封圈，430、套管，431、第一翻边，440、开口管夹。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图3所示，一实施例公开了一种热交换结构，包括壳体100及换热单元200，所述壳体100内设有流道101，所述换热单元200为至少两个，所述换热单元200与所述壳体100可拆卸连接，所述换热单元200并排设置，所述换热单元200位于所述流道101内并用于换热。

上述热交换结构，换热单元200用于在流道101内换热，可将高温气体通过流道101并与换热单元200接触实现换热，若换热单元200在使用中出现损坏等需要维修的情况，可将相应的换热单元200拆下并重新装上新的换热单元200，同时不需要更换所有的换热单元200，降低了维修难度及维修成本，方便了维修工作。

可选地，上述“换热单元200位于流道101内”可为换热单元200整体位于流道101内；或换热单元200的一部分位于流道101内。

在其中一个实施例中，如图1至图3所示，所述流道101沿纵向设置，所述换热单元200沿横向依次设置。高温气体在流道101内顺着流道101的延伸方向移动，当换热单元200相对流道101沿横向依次设置时，高温气体能够分别与不同的换热单元200接触，换热效率较高，且即使有部分换热单元200在使用过程中受损程度更大，但就所有的换热单元200来说，各个换热单元200的损坏程度仍然较为平均，可延长需要更换换热单元200的时间点，减少维修次数。

可选地，上述“横向”及“纵向”并不是指代绝对的“水平方向”及“竖直方向”，而是指代两个相互垂直或近似相互垂直的方向，用于说明流道101的延伸方向与不同换热单元200的布置方向呈垂直或近似垂直设置。

在其他实施例中，换热单元200也可为沿横向依次设置。此时根据换热单元200与高温气体接触的早晚，换热单元200出现损伤的概率及损伤程度也不同，可根据规律对换热单元200进行检修。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述壳体100上设有与所述流道101连通的插口102，所述插口102与所述换热单元200对应设置，所述换热单元200的端部用于插入所述插口102。可通过将换热单元200插入相应的插口102内实现换热单元200的安装及定位，同时拆卸时只需要将换热单元200抽出插口102即可，装拆操作均较为简单。

可选地，壳体100上相对的两侧面上均设有插口，方便换热单元200的安装及固定。

本具体实施例中，壳体100的两端均具有与流道101连通的开口，分别用于输入空气及排出烟气，壳体100上的插口102位于壳体100的侧面上并延伸至壳体100的上端面，能够通过向上抽拔实现将换热单元200拆离壳体100的操作。在其他实施例中，壳体100上的插口102也可为封闭式，此时需要通过沿横向插拔的方式取出换热单元200。

本具体实施例中，一个插口102与一个换热单元200对应插接，可形成沿横向设置的一排换热单元200，此时在需要对换热单元200进行更换时直接拔出换热单元200即可，使换热单元200的更换更简单。在其他实施例中，一个插口102内也可设置至少两个换热单元200，同时在一个插口102内，不同的换热单元200可沿纵向依次设置或沿横向依次设置。

此外，在其他实施例中，换热单元200与壳体100的可拆卸连接也可为：

壳体100上设有与流道101连通的通孔，换热单元200上设有螺纹孔，通过螺钉穿设通孔并与换热单元200上的螺纹孔螺纹配合，实现壳体100与换热单元200的可拆卸连接；

或流道101的内壁上设有延伸至壳体100端面的滑槽，换热单元200上设有与所述滑槽匹配的滑扣，通过滑扣划入滑槽实现换热单元200与壳体100的可拆卸连接；

或流道101内设有与换热单元200卡接的卡扣，例如卡扣为中部凸起的弹片，换热单元200上设有与弹片中部匹配的凹坑，将换热单元200装入流道101内时，换热单元200会挤压卡扣，使卡扣的中部与换热单元200上的凹坑匹配，使换热单元200被限位，在拔出换热单元200时，卡扣受力并脱离凹坑，能将换热单元200拆出。

在其中一个实施例中，如图2及图4所示，所述换热单元200包括翅片210及换热管220，所述换热管220穿设所述翅片210，所述换热管220的端部由所述插口102伸出所述流道101，不同的所述换热管220依次连通。通过不同换热管220的依次连通，使各个换热单元200能够相互限位，保持换热单元200的稳定，防止换热单元200发生抖动等情况，同时由于换热管220的端部伸出流道101，不同换热管220之间的连接与拆离均在壳体100外操作，降低了操作难度。

可选地，插口102下侧的内壁上设有与换热管220匹配的弧形结构，此时可通过换热管220搭设在弧形结构上实现换热管220的安装，对换热单元200的限位效果更好，同时弧形结构与换热管220匹配，不易对换热管220造成结构上的损伤。

可选地，如图4所示，一个换热单元200包括多片翅片210，翅片210间隔设置。此时高温气体可由翅片210之间的间隙通过，可更好的与翅片210进行热交换。具体地，翅片210的数量可为88片～90片。此时翅片210之间的间距较好，有利于提高换热效率。在其他实施例中，翅片210的数量也可小于88片或大于90片。

可选地，翅片210的形状可为圆形；或方形、矩形、菱形、梯形等多边形；或其他不规则形状。

在其他实施例中，换热单元200也可为其他换热结构，例如板式换热结构等。

本具体实施例中，如图2所示，一个换热单元200内设有一个换热管220。在其他实施例中，一个换热单元200内设有至少两个换热管220，一个换热单元200内的换热管220可沿横向、纵向或其他方向依次设置。

在其中一个实施例中，如图1至图3所示，上述热交换结构还包括盘管300，所述流道101包括沿纵向依次设置的燃烧区103及换热区，所述换热单元200设于所述换热区，不同的所述换热管220依次连通形成换热管220路，所述换热管220路包括入口端及出口端，所述盘管300与所述入口端或所述出口端连通，所述盘管300绕设于所述壳体100外并与所述燃烧区103对应设置。在燃烧区103可通过燃烧的方式产生高温烟气，高温烟气可流向换热区并在换热区完成主要的换热，而在燃烧区103生成高温烟气及高温烟气流经燃烧区103的过程中，会对壳体100进行加热，壳体100会将热量散发出去造成热量损失，因此通过设置盘管300绕设于壳体100外并对应燃烧区103设置，能够使盘管300吸收壳体100上的热量用于热交换，提高整体的热效率，减少热量损失。

可选地，当盘管300与入口端连通时，可用于预热；当盘管300与出口端连通时，可用于保温或进一步提高温度。

可选地，盘管300靠近壳体100的面为平面，能够更好的与壳体100贴合，提高换热效果；

或壳体100上设有与盘管300匹配的凹槽，可方便盘管300的安装及限位，也能够提高盘管300与壳体100的接触面积，提高换热效果。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述盘管300呈螺旋状绕设于所述壳体100外。此时盘管300能够充分与燃气区所在的部分壳体100接触，进一步提高换热效果。

在本实施例中，如图2所示，所述换热管220为U型管。当换热管220为U型管时，换热管220在穿设翅片210时，其进口及出口均能够由换热单元200的同一侧穿出，此时能够方便将不同换热管220进行连接或拆离的操作。

在其他实施例中，换热管220也可为W型管、S型管、直管或其他形状的管件。

在其中一个实施例中，如图3及图5所示，上述热交换结构还包括连接管410及密封圈420，所述连接管410用于连通不同的换热管220，所述密封圈420套设于所述连接管410外或所述换热管220外，所述密封圈420设于所述连接管410与所述换热管220之间。此时连接管410与换热管220的结合处可通过密封圈420进行密封，防止出现漏水等情况。

可选地，相邻的两个换热单元200的换热管220中水的流向相反，此时其中一个换热管220的出口与相邻的一个换热管220的出口平齐设置，连接管410沿水平设置；

或不同换热单元200的换热管220中水的流向均相同，此时连接管410为倾斜设置，用于将其中一个换热管220的进口与相邻的一个换热管220的出口连通。

在其中一个实施例中，如图2、图5及图6所示，上述热交换结构还包括套管430及开口管夹440，所述套管430套设于所述换热管220外，所述套管430的第一端设有第一翻边431，所述套管430的第二端设有用于安装所述密封圈420的安装槽，所述连接管410套设于所述套管430的第二端外，所述连接管410的端部设有与所述第一翻边431接触的第二翻边411，所述开口管夹440的侧壁上设有与所述第一翻边431、所述第二翻边411匹配的滑槽，所述开口管夹440用于夹持所述连接管410。利用开口管夹440能够夹紧连接管410，保证连接管410与换热管220之间不会在水压作用下出现漏水等情况，且开口管夹440开的滑槽与管套匹配，可将开口管夹440夹住连接管410，同时滑槽与管套的翻边卡接，实现对开口管夹440的限位。

具体地，套管430与换热管220固定连接，方便与连接管410连接，套管430与换热管220可为焊接、螺钉固定等。此外，套管430与换热管220也可为一体结构。

在其中一个实施例中，如图3及图4所示，所述换热单元200还包括框体230，所述翅片210设于所述框体230内，所述换热管220穿设所述框体230及所述翅片210，所述框体230设于所述流道101内。通过框体230可对翅片210的安装进行限位及保护，使翅片210能够按照规律排列，并防止不同换热单元200的翅片210发生碰撞等造成损伤。

在其中一个实施例中，如图3及图4所示，所述框体230包括前端板231、后端板232及边框件233，所述边框件233的两端分别连接所述前端板231、所述后端板232，所述边框件233为四个，所述边框件233上设有与所述翅片210的边角处匹配的凹口233a，所述换热管220穿设所述前端板231及所述后端板232。此时通过翅片210的四个边角分别卡入对应边框件233的凹口233a，边框件233能够更好的对翅片210进行限位，同时边框件233之间的空隙可用于通过高温烟气，不影响翅片210及换热管220的换热效果。

在其他实施例中，框体230包括左侧限位件、右侧限位件及辅助件，左侧限位件及右侧限位件上均设有与翅片210边缘匹配的插槽，且左侧限位件、右侧限位件分别设于翅片210的两侧，辅助件用于连接左侧限位件及右侧限位件，也可起到保护翅片210及方便安装的效果。

一实施例公开了一种燃气热水器，包括燃烧器及如上述的热交换结构，所述燃烧器设于所述流道101内。

上述燃气热水器，可通过燃烧器点火并燃烧形成高温烟气，高温烟气在流道101内流动时与换热单元200进行热交换，若换热单元200在使用中出现损坏等需要维修的情况，可将相应的换热单元200拆下并重新装上新的换热单元200，同时不需要更换所有的换热单元200，降低了维修难度及维修成本，方便了维修工作。

可选地，在流道101内，燃烧器设于换热单元200的下方，且燃烧器燃烧时的火焰的最高点接近换热单元200，能够更好的对换热单元200进行加热，提高换热效率。

在其中一个实施例中，所述燃烧器包括至少两个火排，所述火排与所述换热单元200对应设置，所述火排设于所述换热单元200的下方，所述火排与所述换热单元200沿同一方向设置。由于燃烧器随着火力大小的调整，会相应调整火排开启的数量，例如需要火力较小时只开启单个火排，需要增加火力时则再开启其他火排，因此在使用时必然有火排的开启次数更高，通过将换热单元200与火排一一对应并沿同一方向设置，使一个火排主要对一个换热单元200加热，则其中一些换热单元200被加热的次数更多，更易出现损伤，但此时随着燃气热水器的使用，同一时期换热单元200出现的损伤更集中于某一个或某几个换热单元200上，能够通过更换换热单元200解决，方便了燃气热水器的检修及换热单元200的更换。

具体地，相比于火排与换热单元200相互垂直设置时，一个火排同时对多个换热单元200进行加热，则多个火排上均可能出现损伤，若多个火排上都出现了损伤，则需要同时更换所有火排，但一个火排只能加热换热单元200上的部分区域，会造成换热单元200的浪费，因此火排与换热单元200沿同一方向设置能够方便检修，降低了维修成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (13)

1.一种热交换结构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设有流道；及

换热单元，所述换热单元为至少两个，所述换热单元与所述壳体可拆卸连接，所述换热单元并排设置，所述换热单元位于所述流道内并用于换热。

2.根据权利要求1所述的热交换结构，其特征在于，所述流道沿纵向设置，所述换热单元沿横向依次设置。

3.根据权利要求1所述的热交换结构，其特征在于，所述壳体上设有与所述流道连通的插口，所述插口与所述换热单元对应设置，所述换热单元的端部用于插入所述插口。

4.根据权利要求3所述的热交换结构，其特征在于，所述换热单元包括翅片及换热管，所述换热管穿设所述翅片，所述换热管的端部由所述插口伸出所述流道，不同的所述换热管依次连通。

5.根据权利要求4所述的热交换结构，其特征在于，还包括盘管，所述流道包括沿纵向依次设置的燃烧区及换热区，所述换热单元设于所述换热区，不同的所述换热管依次连通形成换热管路，所述换热管路包括入口端及出口端，所述盘管与所述入口端或所述出口端连通，所述盘管绕设于所述壳体外并与所述燃烧区对应设置。

6.根据权利要求5所述的热交换结构，其特征在于，所述盘管呈螺旋状绕设于所述壳体外。

7.根据权利要求4所述的热交换结构，其特征在于，所述换热管为U型管；或所述换热管为W型管；或所述换热管为S型管；或所述换热管为直管。

8.根据权利要求4-7任一项所述的热交换结构，其特征在于，还包括连接管及密封圈，所述连接管用于连通不同的换热管，所述密封圈套设于所述连接管外或所述换热管外，所述密封圈设于所述连接管与所述换热管之间。

9.根据权利要求8所述的热交换结构，其特征在于，还包括套管及开口管夹，所述套管套设于所述换热管外，所述套管的第一端设有第一翻边，所述套管的第二端设有用于安装所述密封圈的安装槽，所述连接管套设于所述套管的第二端外，所述连接管的端部设有与所述第一翻边接触的第二翻边，所述开口管夹的侧壁上设有与所述第一翻边、所述第二翻边匹配的滑槽，所述开口管夹用于夹持所述连接管。

10.根据权利要求4-7任一项所述的热交换结构，其特征在于，所述换热单元还包括框体，所述翅片设于所述框体内，所述换热管穿设所述框体及所述翅片，所述框体设于所述流道内。

11.根据权利要求10所述的热交换结构，其特征在于，所述框体包括前端板、后端板及边框件，所述边框件的两端分别连接所述前端板、所述后端板，所述边框件为四个，所述边框件上设有与所述翅片的边角处匹配的凹口，所述换热管穿设所述前端板及所述后端板。

12.一种燃气热水器，其特征在于，包括燃烧器及如权利要求1-11任一项所述的热交换结构，所述燃烧器设于所述流道内。

13.根据权利要求12所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧器包括至少两个火排，所述火排与所述换热单元对应设置，所述火排设于所述换热单元的下方，所述火排与所述换热单元沿同一方向设置。

Images