CN207247564U - 一种换热结构及热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热结构及热水器，包括导热管和固定板，所述固定板上开设有若干个过水孔，所述导热管的其中一端与所述固定板固定连接，所述导热管的外表面套设有扰流弹簧，所述扰流弹簧一端与所述固定板固定，另外一端为自由端。本实用新型的换热结构，由于固定板上的过水孔在截面中起到打散流体让流场分布更均匀的作用，使得水温在出水管的径向分布均匀，通过设置扰流弹簧，在水流的作用下，使得各个部位的水流流场产生极其不规律的变化，流场中原本的层流被破坏而形成了紊流，使得温度场在出水管轴向上分布更加均匀。

Description

一种换热结构及热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，具体地说，是涉及一种换热结构及热水器。

背景技术

燃气热水器的管壳式换热器中，起到换热作用的通水管道包括两种：一种是焊接在换热器壳体外部简单形式的盘管，燃气经过燃烧器进行燃烧后，最初产生的高温烟气通过换热器壳体底部，冷水在此处进行首次换热，既提高了系统换热面积，也大大降低了过高烟气烧坏换热器具的可能；另一种是在其上焊接有翅片结构的U形管，也是燃气热水器中烟气和生活用水换热效率最高的部位。换热管道结构的复杂化及长度的增加会增加换热面积，从而提升换热效率，但另一方面，相同流量下，水流在整个管道中停留的时间也更长，从而导致了水温将在整个管道中分布得更加不均匀，这样就很难在出水口处保证水温恒定，给用户提供极佳的产品体验。

而出水管路作为用户直接使用前的最后一段，换热已经完成，对热效率的提升已经作用不大，然而经过漫长的管路，水流的温度在出水管处往往温度分布不均，该种不均匀无法通过控制燃气流量或者混入冷水进行的方式得到有效解决。在安全性能普遍满足的前提下，燃气热水器用水过程中水温恒定是用户的迫切需求。

发明内容

本实用新型为了解决现有由于热水器出水管道过长，导致出水管内存在径向和轴向温度分布不均现象的技术问题，提出了一种换热结构，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种换热结构，包括导热管和固定板，所述固定板上开设有若干个过水孔，所述导热管的其中一端与所述固定板固定连接，所述导热管的外表面套设有扰流弹簧，所述扰流弹簧一端与所述固定板固定，另外一端为自由端。

进一步的，所述导热管包括轴向延伸设置的本体，所述本体的外表面形成有从所述本体的其中一端延伸至另外一端的若干个分水凸起，该若干个分水凸起均匀布设在所述本体的周围，相邻分水凸起之间形成导流沟。

进一步的，所述分水凸起的的外表面为弧面结构。

进一步的，所述过水孔以所述固定板的中心作为圆心阵列布设。

进一步的，所述固定板为圆形。

进一步的，所述固定板的中心开设有至少一个螺钉孔，所述固定板通过螺钉与所述导热管固定连接。

本实用新型同时提出了一种燃气热水器，包括进水管、出水管，还包括如前面任一项所述的换热结构，所述换热结构通过所述固定板固定在所述出水管中。

进一步的，所述换热结构顺着水流方向设置，且固定板设置在靠近所述出水管的进水口的一端。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的换热结构，设置在出水管时，由于固定板上的过水孔在截面中起到打散流体让流场分布更均匀的作用，使得水温在出水管的径向分布均匀，而且导热管的具有良好的导热作用，经过分流的出水流经导热管时，流经各导流沟的出水之间可以通过导热管继续换热，进一步提高水温在出水管径向方向的均匀性，通过设置扰流弹簧，在水流的作用下，弹簧自身机械振动的纵波产生了疏部和密部，由于疏部振动强度小，密部振动强度大，使得各个部位的水流流场产生极其不规律的变化，流场中原本的层流被破坏而形成了紊流，使得温度场在出水管轴向上分布更加均匀。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型所提出的热水器的一种实施例结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1的另外一种实施例剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实用新型为了解决目前热水器由于热水器出水管道过长，导致出水管内径向存在温度分布不均现象的技术问题，提出了一种燃气热水器，解决了水管内水温在径向和轴向存在温度差异的问题，实现了真正的恒温输出，提高了用户体验。下面将以具体实施例详细说明本方案。

实施例一

本实施例提出了将以采用了换热结构的热水器为例，详细说明换热结构及原理，如图1、图2所示，热水器包括出水管10，换热结构设置在出水管10内，该换热结构包括导热管11和固定板12，固定板12上开设有若干个过水孔121，固定板12固定在出水管10的内壁上，导热管11的其中一端与固定板12固定连接，导热管12的外表面套设有扰流弹簧13，扰流弹簧13一端与固定板12固定，另外一端为自由端。本实施例的换热结构，设置在热水器的出水管中时，由于固定板12上的过水孔在截面中起到打散流体让流场分布更均匀的作用，水流从不同的过水孔穿过固定板，并经过扰流弹簧，使得水温在出水管的径向分布均匀，而且导热管由导热材料制作，具有良好的导热作用，经过分流的出水流经导热管时，流经导热管的出水之间可以通过导热管继续换热，进一步提高水温在出水管径向方向的均匀性，通过设置扰流弹簧，在水流的作用下，弹簧自身机械振动的纵波产生了疏部和密部，由于疏部振动强度小，密部振动强度大，使得各个部位的水流流场产生极其不规律的变化，流场中原本的层流被破坏而形成了紊流，使得温度场在出水管轴向和径向上分布更加均匀。扰流弹簧起到的主要是扰流的作用，随着水的流动，扰流弹簧偏离平衡状态开始振动，使得流体变成一个紊流场，紊流的一个最大的特性就是流场的各向同性增大，这就使得流体温度的传递不再具有明显的方向性，先受热的流体会把热量无差别地分散到周围的流场位置中，也就使得温度场更加趋于稳定。

本实施例中的导热管13优选采用热管实现，热管由管壳、吸液芯和端盖组成，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段（加热段)，另一端为冷凝段（冷却段）。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。其导热能力超过任何已知单一金属材料的导热能力。

如图3所示，导热管11包括轴向延伸设置的本体111，本体111的外表面形成有从本体111的其中一端延伸至另外一端的若干个分水凸起112，该若干个分水凸起112均匀布设在本体111的周围，相邻分水凸起112之间形成导流沟113。从过水孔121进入的水流经过导热管11时，由于导热管11的分水凸起112作用，来水被分流至各导流沟113内，可以破坏来水在水管径向的温度分布，进而可以起到提高水温在出水管的径向分布均匀性的作用，而且导热管11自身具有良好的导热作用，经过分流的出水流经导热管11时，流经各导流沟113的出水之间可以通过导热管继续换热，进一步提高水温在出水管径向以及轴向方向的均匀性。

为了减小水流经导热管11时受到的阻力，如图3所示，分水凸起112的外表面为弧面结构。

由于导热管11通过固定板12固定在出水管内，为了方便固定安装，固定板12优选为圆形。

为了使水流经导热管11时在其周围分布的均匀性，导热管11固定在固定板12的中心处，且过水孔121以固定板12的中心作为圆心阵列布设，水经过过水孔121均匀的进入各导流沟113中。

作为一个优选的实施例，固定板12的中心开设有至少一个螺钉孔122，固定板12通过螺钉与导热管11固定连接。通过该种固定方式，扰流弹簧13在水流的冲击作用下伸长，可以增加扰流的管段距离，提高扰流效果。

如图1所示，箭头所指的方向为水流方向，换热结构顺着水流方向设置，且固定板12设置在靠近出水管的进水口的一端。

出水管10中水流整体温度分布更加均匀后，能保证出水口的温度更加稳定，用户体验更加好。

本实施例中的换热结构不限于应用在热水器的出水管中，还可以设置在进水管或者其他需要使流经液体温度更加均匀的管道中。

需要说明的是，本实施例中的换热结构可以应用在燃气热水器、电热水器、太阳能热水器、以及热泵热水器中。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种换热结构，其特征在于：包括导热管和固定板，所述固定板上开设有若干个过水孔，所述导热管的其中一端与所述固定板固定连接，所述导热管的外表面套设有扰流弹簧，所述扰流弹簧一端与所述固定板固定，另外一端为自由端。

2.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于：所述导热管包括轴向延伸设置的本体，所述本体的外表面形成有从所述本体的其中一端延伸至另外一端的若干个分水凸起，该若干个分水凸起均匀布设在所述本体的周围，相邻分水凸起之间形成导流沟。

3.根据权利要求2所述的换热结构，其特征在于：所述分水凸起的外表面为弧面结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的换热结构，其特征在于：所述过水孔以所述固定板的中心作为圆心阵列布设。

5.根据权利要求4所述的换热结构，其特征在于：所述固定板为圆形。

6.根据权利要求1-3任一项所述的换热结构，其特征在于：所述固定板的中心开设有至少一个螺钉孔，所述固定板通过螺钉与所述导热管固定连接。

7.一种热水器，包括进水管、出水管，其特征在于：还包括如权利要求1-6任一项所述的换热结构，所述换热结构通过所述固定板固定在所述出水管中。

8.根据权利要求7所述的热水器，其特征在于：所述换热结构顺着水流方向设置，且固定板设置在靠近所述出水管的进水口的一端。