CN1149698A - 蜗盘式快速热水器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种蜗盘式快速热水器及其制造工艺，它由热交换器、安全装置组成，用于配合各种炉灶具制成燃气、燃煤、燃油、电热等系列快速热水器，用该制造工艺还能制造暖、热风散热器、汽车水箱、各类换热器、低压快热锅炉、蒸馏冷凝器等，其特征是热交换器采用了两张金属带材制成履带状扁管并以蜗牛状转绕的长管，管壁可以很薄，其内水压力互相抵消并配套水减压阀。

Description

蜗盘式快速热水器及其制造工艺

本发明涉及一种供热设备，具体地说是蜗盘式快速热水器及其制造工艺。

目前市售的燃气热水器其热交换器都是圆管串片式，管长不足二米，它的管壁与水的接触面积小、水滞留时间短、管壁较厚，其中一部分热量由串片传导给圆管再传导给水(间热式)烟气带走的热量多，热交换率不高，因此需要很大的热源配套。本发明属新一代蜗盘式热交换器组成的快速热水器，其热交换器采用超薄履带状扁管以蜗牛状盘绕而成，扁管长度1-20米，宽0.04-1米，吸热面积1平方米以上，其管壁可以很薄，并且直接将热源传导给水(直热式)热交换率特别高，可与煤炉、油炉、燃气灶、电热器等配合生产蜗盘式系列快速热水器。

为了达到上述目的，本发明蜗盘式热交换器采用两张金属带材与中心管、外端管、带材两边焊接导通同时转绕蜗牛状(每圈间距一定厚度)，经液压凸模拉伸成形的中空凸状体，卷紧后装进外圈内，这样制成的热交换器通水后内水压互相抵消，即使管壁很薄也能承受一定的水压力(低水压)为了保障其在高中压自来水的压力下正常使用，在它的进水口设有自来水减压阀及联控输出部件，安全可靠。该蜗盘式热交换器制造工艺除用来制作各种快速热水器以外，还可以其体积小、重量轻、换热率高的特殊优点，应用于暖、热风散热器、各类换热器、汽车水箱、低压快热锅炉、蒸溜冷凝器等。

本发明的优点：①吸热面积特别大，管壁薄导热快，换热效率很高；②体积小、重量轻、产品成本低，使用寿命长；③结构简单、制造工艺先进、设备投资少；④用途广，可以用来制造蜗盘式系列快速热水器。还可用作其它领域的热交换，蒸溜冷凝等设备上配套使用。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

图1是本发明的立体结构图

图2是图1的A向视图

图3是图2的B向剖视图

图4是本发明配合燃气具使用的燃气快速热水器

图5是水减压阀半剖视图

图6是液压凸模外端管部位局部剖面图

图7是简易制造工艺转绕示意图及局部剖面图

图8是燃煤快速热水器示意图

图9是电热快速热水器示意图及局部剖面图

(1)外圈、(2)扁管、(3)中心管、(4)外端管、(5)喷淋头、(6)软管、(7)水减压阀、(8)自来水管、(9)热交换器、(10)水气连动杆、(11)气阀、(12)灶头、(13)点火器、(14)外壳、(15)焊缝、(16)内管壁、(17)外管壁、(18)凸状体、(19)调节杆、(20)密封圈、(21)压紧螺帽、(22)阀座、(23)高压腔、(24)阀口、(25)阀体、(26)出水嘴、(27)稳压腔、(28)O形密封圈、(29)膨胀膜片、(30)拱形盖、(31)调压帽、(32)联控输出顶杆、(33)高压弹簧、(34)弹簧、(35)阀心杆螺帽、(36)紧固螺丝、(37)进水嘴、(38)模壳、(39)高压液体、(40)模带、(41)模芯、(42)转绕机架、(43)压带轮、(44)垫板、(46)吸风管、(45)喷淋开关、(47)随动杆、(50)活塞、(49)回位弹簧、(51)液压缸、(48)附着架、(52)低压水管、(53)自来水管、(54)煤炉、(55)电热丝接线头(56)单项全桥、(57)可控硅、(58)可变电阻、(59)常开触头、(60)绝缘胶、(61)绝缘层、(62)电热丝(带)。

由图1、2、3可知，本发明是由蜗盘状热交换器(9)和(4、5、6、7、8)构成，热交换器的履带状扁管(2)与内管壁(16)外管壁(17)经两边焊缝(15)而成，管长1-20、宽0.04-1米、厚1-50毫米、两端分别与中心管(3)外端管(4)焊接并导通、以中心管为轴心转绕、经液压凸模拉伸成形凸状体(18)(高1-50毫米)，卷紧后使凸状体与相邻的管壁挤紧装入外圈(1)内即成蜗盘式热交换器、其外径0.05-2米  再与软管(6)水减压阀(7)自来水管(8)喷淋头(5)联通使用时与炉具配合燃烧，开通自来水，喷淋头便连续不断地喷出热水

由图5可知，水减压阀足由调节杆(19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37)等构成的阀体总程当进水嘴(37)接通自来水后，高压水便流入高压腔(23)由于弹簧(34)阀心杆螺帽(35)的作用使联控输出顶杆(32)打开，自来水经阀口(24)流入稳压腔(27)当稳压腔的压力逐渐上升时，膨胀膜片(29)也随之鼓出，与膨胀膜片固定的联控输出顶杆随动，阀口流量小，当小到一定值时，稳压腔压力减小，由于弹簧的压力又使联控输出顶杆连动，阀口流量又逐渐增大，如此反复，稳压腔的压力就会稳定在一定的范围内。旋进调压帽(32)使高压弹簧(33)触到两头便可适用于高压自来水。旋进调节杆(19)能调节自来水的流量。

由图4可知，蜗盘状热交换器配合燃气具使用时，外壳(14)内的水减压阀(7)与外端管(4)接通，燃气灶头(12)按装在蜗盘状热交换器(9)的下部，点火器(13)在灶头一侧与气阀(11)联控，气阀按装在灶头下部并与灶头联通，水气连动杆(10)的一头接触气阀，另一头与水减压阀的联控输出顶杆接触，只要水调压阀有压力，联控输出顶杆便能推动水气连动杆将气阀打开，点火器发火，点燃灶头燃气，中心管(3)便流出热水  当自来水停水时，联控输出顶杆回缩气阀随之关闭熄火，以免热交换器因停水而烧坏。

由图1、8可知，燃煤快速热水器由(5、6、7、9、4 5、46、47、48、49、50、51、52、53、54)构成，从自来水龙头(53)流入的高压自来水经水减压阀(7)输出低压自来水，经低压水管(52)流入液压缸(51)经活塞(50)软管(6)热交换器(9)由喷淋头(5)喷出，当液压缸的水压力士升时，推动活塞，使随动杆(47)倾斜，将热交换器送到煤炉(54)的热源上加热自来水，调节喷淋开关(45)可调节出水量和出水温度，当需要使用大流量的高温水时，可在热交换器上加吸管(46)，以上构件通过附着架(48)固定到煤炉54体上，当自来水停水或使用完毕时(关闭自来水龙头)液压缸便失去压力，由回位弹簧(49)的推力使随动杆竖立，热交换器便离开热源，防止热交换器因停水空烧损坏

由图2、9可知，电热快速热水器，由热交换器(9)和(55、56、57、58、59、60、61、62)构成，从自来水龙头(53)流入的高压自来水经水减压阀(7)输出低压自来水进入热交换器(9)由中心管(3)流出，使用时接通电源打开自来水龙头，水减压阀联控输出顶杆便顶动常开触头(59)双向可控硅(57)获触发电压导通，通过单项全桥整流(56)，使电热丝(62)两端的接线头(55)通电，电热丝的热量通过绝缘层(61)传导给内管壁(16)外管壁(17)给流经的水加热，中心管流出热水，调节可变阻(58)可以改变可控硅导角来实现调压控温，当自来水停水或使用完毕时(关闭自来水龙头)，水减压阀失去压力停止工作，常开触头断开，双向可控硅触发电压消失而关断电热丝便停止加热以确保安全。

本发明的蜗盘式热交换器采用如下制造工艺。

由图1、2、3、6可知，液压凸摸拉伸制造蜗盘式热交换器，其扁管(2)选用优质导热金属带材(铜、铝、不锈钢、耐腐钢等)两张重合，焊接中心管(3)并以其为轴心转动盘绕，转绕时两边焊缝(15)当转绕到所需长度时焊接外端管(4)将其送入相同形状的蜗盘形液压凸模进行拉伸成形，拉伸前先合模，将高压管套进外端管或中心管并保持密封，再向高压管注入高压液体(39)液体沿内管壁(16)及外管壁(17)的夹层快速注入，在高压液体的作用下，管壁随模芯(41)模带(40)的形状变形拉伸成形凸状体(18)及中空管腔、停止加压、卸下高压管、打开模具、取出成形的履带状扁管，卷紧后装入外圈(1)内，经淬火热处理或防腐处理即成蜗盘式热交换器，该制造工艺的优点是管壁不会拉裂起皱，管内中空厚度一致，产量高，工艺流程先进，便于实现自动化控制。

由图2、7可知，在不能采用液压凸模拉伸的情况下可采用简易制造工艺  先将金属带材经冲压拉伸成凸状体(18)，内管壁(16)外管壁(17)的一端与中心管(3)焊接装入转绕机架(42)上，每圈间压进所需间距的垫板(44)，压上压带轮(43)以中心管为轴心转绕到另一端焊接外端管(4)卸下转绕机，抽出垫板再焊接两边焊缝(15)卷紧后装入外圈(1)内，经淬火热处理或防腐处理即成蜗盘式热交换器。该简易制造工艺适用于大件厚管壁及小批量制造蜗盘式热交换器。

Claims (8)

1、一种蜗盘式热水器，由热交换器、水气安全装置组成。其特征是热交换器(9)的外端管(4)设有水减压阀(7)与自来水管(8)相结，中心管(3)及外端管分别与软管(6)喷淋头(5)相结，配合热源开通自来水即可使用。

2、按照权利要求1中所述的热水器，其特征在于蜗盘式热交换器(9)由内管壁(16)外管壁(17)凸状体(18)焊缝(15)构成的履带状扁管(2)与中心管(3)外端管(4)焊接盘绕并固定在外圈(1)内而成，其管长1-20米，宽0.04-1米，厚1-50毫米，每圈间距以凸状体高(1-50毫米)为支撑卷紧，外径0.05-2米。

3、按照权利要求1中所述的热水器，其特征在于配合燃气具使用的热交换器(9)固定在灶头(12)上、外端管(4)与水减阀(7)接通并顶动水气连动杆(10)控制着气阀(11)及点火器(13)用于点燃、熄灭灶头上的热源并且按装在外壳(14)内。

4、按照权利要求1中所述的热水器，其特征在于减压阀(7)由(19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37)构成的阀体总程。

5、按照权利要求1中所述的热水器，其特征在于配合煤炉使用的热交换器(9)架到随动杆(47)上并受活塞(50)回位弹簧(49)液压缸(51)的控制作倾斜、竖立运动、并且有(6、7、45、46、52、53)组成由附着架(48)固定到煤炉(54)上使用。

6、按照权利要求1中所述的热水器，其特征在于配合电热源使用的热交换器(9)由电热丝(62)和两面绝缘层(61)卷绕在蜗盘式热交换器的内管壁(16)外管壁(17)的层间，上下填充绝缘胶(60)并由(53、7、3、55、56、57、58、59)组成的水电联控装置。

7、用于制造权利要求2分述蜗盘式热交换器的方法，其特征在于选用优质导热带材(如铜、铝、不锈钢、耐腐钢)两张重合，焊接中心管(3)并以其为轴心转动盘绕、转绕时两边焊缝(15)(转绕前后也可焊缝)，转绕到所需长度焊接外端管(4)送入由(38、39、40、41)构成的液压凸模内拉伸成形凸状体(18)并由内管壁(16)外管壁(17)构成的中空扁管(2)脱模取出卷紧后装入外圈(1)内，经淬火热处理或防腐处理后制成的蜗盘式热交换器。

8、按照权利要求7中所述的蜗盘式热交换器的制造方法，其特征是先将带材冲压拉伸成凸状体(18)及内管壁(16)外管壁(17)所需的形状，其中的一端与中心管(3)焊接装入盘绕机架(42)上并在每圈间夹进垫板(44)压上压带轮(43)转绕到另一端焊接外端管(4)卸下转绕机，抽出垫板，焊接两边焊缝(15)装入外圈(1)内径淬火热处理或防腐处理后制成蜗盘式热交换器。

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