CN210569237U - 一种热交换装置及具有该装置的热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热交换装置及具有该装置的热水器。包括换热管、换热件以及换热腔体，换热管贯穿于换热件上的换热孔中，换热管和换热件位于换热腔体内；换热件包括多个换热片，每一个换热片的两侧均设有向一侧凸起的导热边，多个换热片等距离套设在换热管上，相邻两个换热片上的导热边相互连接；在导热边与换热腔体的内壁之间还设有隔热板。本实用新型通过对换热片结构的改进，设置导热边，以及增设隔热板，能够有效防止换热器外壁温度过高，避免换热器整体温度过高而影响使用寿命；热交换装置采用多根直管的换热管，通过第一连通腔与第二连通腔将多根换热管连通，换热管与换热片安装配合工艺更简单，加工制造工艺更简单，有效降低了成本。

Description

一种热交换装置及具有该装置的热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，更具体地，涉及一种热交换装置及具有该装置的热水器。

背景技术

随着燃气热水器普及应用，燃气热水器的热交换器使铜材质，铜材质的抗腐蚀性能较差，及材料成本高，造成热交换器成本过高。为提高换热器的抗腐蚀性能及降低成本等，越来越多燃气热水器中的换热器采用不锈钢材质制造。但由于不锈钢材质特性原因，部分厂家生产的不锈钢热交换器其部分表面温升过高，有的甚至超过200多度。造成燃气热水器整机内部温度过高，影响燃气热水器内部电子器件等的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中换热器表面温度过高的缺陷，提供一种热交换装置，能够有效防止换热器表面温度过高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种热交换装置，包括换热管、换热件以及换热腔体，换热管贯穿于换热件上的换热孔中，所述的换热管和换热件位于换热腔体内；其中，所述的换热件包括多个换热片，每一个换热片的两侧均设有向一侧凸起的导热边，多个换热片等距离套设在换热管上，相邻两个换热片上的导热边相互连接；在导热边与换热腔体的内壁之间还设有隔热板。在换热片的两侧均设置导热边，换热片等距离排列，导热边相互之间连接在一起，在换热件的两侧形成阻挡边，以防止烟气从换热件之间的间隔流向换热腔体的内壁，而导致换热器的外壁温度过高；另外，由于换热片是直接与高温烟气接触的，因而导热边的温度也相对较高，在导热边与换热腔体的内壁之间设置隔热板，通过隔热板能够进一步的防止换热器外壁温度过高。需要说明的是，这里所说的导热边相互之间连接，可以仅仅是接触式的连接在一起，并不是固定连接。

进一步的，所述的导热边与换热片垂直连接，多个换热片的导热边相互连接后构成片状结构，该片状结构与隔热板的一侧紧贴，隔热板的另一侧与换热腔体的内壁紧贴。导热边与换热片垂直连接，这样当多个换热片等距离排列后，多个导热边能够更好的连接成片状，构成一整块导热边，能够更好的防止高温烟气流出。需要说明的是，导热边与换热片垂直连接仅仅是本方案的优选实施方式，导热边与换热片之间的连接角度保持在90度～120度都是可以的。

进一步的，所述的隔热板的底部设有用于阻挡烟气流向换热腔体内壁的隔热边。在隔热板的底部设置隔热边，从换热腔体底部往换热管方向流过的烟气，在正常情况下，也会流向换热件与换热腔体内壁之间的缝隙中，而与换热腔体的内壁直接接触，这样换热腔体内壁温度过高而导致换热器外壁温度过高；通过隔热边能够有效的阻挡烟气流向缝隙中与换热腔体内壁接触。

进一步的，还包括由第一盖板与第一端盖组成的第一连通腔、由第二盖板和第二端盖组成的第二连通腔；第一连通腔和第二连通腔分别位于换热管的两端，将多根换热管之间相互连通，构成水流通路。相邻的换热管之间通过第一连通腔和第二连通腔连通，构成水流通路，加工制造工艺简单、尺寸控制更为容易；而且换热管与换热片安装配合工艺更为简单，便于换热器的组装，成本更低，通过连通腔的方式连通热水管，与与弯管、U型弯头或U型弯管相比，水流阻力得到很大改善；同时，在换热管中设置扰流件，能够有效地提高换热效率。

进一步的，所述的换热腔体包括壳体和盘水管，壳体为具有中空的腔体结构；在壳体的对立两侧的侧壁上设有多个用于支撑换热管的支撑孔，所述的换热管、换热件位于壳体内，换热管一一穿过支撑孔，所述的第一盖板与第一端盖、第二盖板与第二端盖分别位于壳体的两侧，与换热管连接；所述的盘水管盘绕在所述的壳体外壁上。在壳体两侧的侧壁上设置有与换热管一一对应的支撑孔，用于安装换热管，换热管穿设在支撑孔中，然后，换热管再与第一端盖和第二端盖连接，通过支撑孔、第一端盖、第一盖板、第二端盖与第二盖板，将换热管固定在框架上；另一方面，第一盖板与第一端盖、第二盖板与第二端盖所构成的第一连通腔和第二连通腔是与换热管直接连接的，需要承受一定的水压，因此，在生产时，第一端盖、第一盖板、第二端盖与第二盖板的壁厚相对较厚；本实用新型将第一端盖、第二端盖与壳体设为分离结构，而不是将第一盖板、第二盖板直接与壳体连接构成连接腔体，若直接连接，这样会导致在生产时整个壳体的壁厚需要相对较厚，会导致成本较高；设置为分离结构，这样仅需将第一端盖和第二端盖设置为壁厚相对较厚的，而壳体仅起到支撑的作用，可以生产为壁厚较薄的，仅够支撑换热管、换热件的重力即可；这样可以有效减少材料的浪费，节约成本。

进一步的，所述的第一盖板上开设有若干第一容纳槽，第一盖板与第一端盖连接，以使第一容纳槽与第一端盖之间构成若干所述的第一连通腔；所述的第二盖板上开设有若干第二容纳槽，第二盖板与第二端盖连接，以使第二容纳槽与第二端盖之间构成若干所述的第二连通腔；相邻的两个换热管的同一端插设于同一个第一连通腔或第二连通腔中，以将多根换热管之间依次连通；所述的第一端盖上设有与换热管一一对应的第一固定孔，所述的第二端盖上设有与换热管一一对应的第二固定孔，换热管的一端穿设于第一固定孔中与第一连通腔连通；换热管的另一端穿设于第二固定孔中与第二连通腔连通；所述的第一固定孔和第二固定孔均设有向一侧凸起的翻边，形成一圈凸壁。第一端盖与第一盖板之间、第二盖板与第二端盖之间可以通过焊接或者铆接在一起，在连接时必须保证其密封性，避免漏水；第一固定孔对应于第一连通腔，换热管的一端穿设于第一固定孔中，与第一连通腔连通；第二固定孔对应于第二连通腔，换热管的另一端穿设于第二固定孔中，与第二连通腔连通；换热管与换热管之间通过两端的第一连通腔和第二连通腔相互连通，构成类似盘管形式的水流通路。第一固定孔和第二固定孔设置翻边，该翻边包裹在换热管上，以保证第一端盖和第二端盖与换热管之间能够更紧密的连接。

进一步的，沿着第一盖板的边缘设有第一翻边，所述的第一端盖上设有与第一翻边对应的第二翻边，在第一翻边与第二翻边上均设有用于定位第一盖板与第一端盖连接方位的第一定位件；所述的第一翻边套设在第二翻边上与第二翻边密封连接；沿着第二盖板的边缘设有第三翻边，所述的第二端盖上设有与第三翻边对应的第四翻边，在第三翻边与第四翻边上均设有用于定位第二端盖与第二盖板连接方位的第二定位件，所述的第三翻边套设在第四翻边上与第四翻边密封连接。在安装时，可以在第一端盖与第一盖板、第二端盖与第二盖板之间放置焊料组装好后整体钎焊密封；通过第一定位件可以限位第一盖板与第一端盖之间的连接位置，避免操作人员连接错误；通过第二定位件可以限位第二端盖与第二盖板之间的连接位置，避免连接错误。

进一步的，在所述的第一盖板上设有进水口，进水口与相互连通后的多根换热管的进水端连通，在进水口处设有第一接头；在所述的第二盖板上设有出水口，出水口与相互连通后的多根换热管的出水端连通，在出水口处设有第二接头；所述的盘水管与第一接头连接。多根换热管相互连通后构成一个整体，而形成一个完整的水流通路，此时，形成整体后的换热管的一端为出水端，另一端为进水端，进水口与进水端连通，出水口与出水端连通，在进水口和出水口分别设置第一接头和第二接头，用于与水管连接。

进一步的，所述的壳体、换热管、换热片、第一端盖、第一盖板、第二端盖、第二盖板均由不锈钢材料构成。换热管采用圆形不锈钢管制成，换热片设有圆形换热孔与换热管配合，与异型管相比，圆形不锈钢换热管加工制造工艺更简单、尺寸控制更容易，与换热片安装配合工艺更简单、成本低。

通过采用不锈钢换热管、不锈钢盖板和不锈钢端盖，可有效提高换热器的抗腐蚀性能，从而保证燃气热水器的使用寿命；同时，由于不锈钢的硬度较大，在生产换热器时难以将不锈钢管弯曲成较小角度的换热通路，为此，将各个不锈钢换热管之间通过盖板和端盖组成的第一连通腔和第二连通腔实现相互连通，构成水路通道；避免了将不锈钢换热管通过弯曲成换热通路的工序，从而降低了换热器的生产难度。

本实用新型还提供一种热水器，包括燃烧器、以及以上所述的热交换装置，所述的燃烧器燃烧产生的烟气位于壳体内并从热交换装置的烟气通道中通过。

与现有技术相比，有益效果是：

1.通过对换热片结构的改进，设置导热边，以及增设隔热板，能够有效防止换热器外壁温度过高，避免换热器整体温度过高而影响使用寿命；

2.热交换装置采用多根直管的换热管，通过第一连通腔与第二连通腔将多根换热管连通，换热管与换热片安装配合工艺更简单，圆形不锈钢换热管加工制造工艺更简单、尺寸控制更容易，有效降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型热交换装置整体结构示意图。

图2是本实用新型热交换装置整体结构爆炸示意图。

图3是本实用新型第一盖板与第一端盖、第二盖板与第二端盖结构示意图。

图4是本实用新型换热片结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，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；对于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。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1、2、4所示，一种热交换装置，包括换热管1、换热件2以及换热腔体，换热管1贯穿于换热件2上的换热孔211中，换热管1和换热件2位于换热腔体内；其中，换热件2包括多个换热片21，每一个换热片21的两侧均设有向一侧凸起的导热边212，多个换热片21等距离套设在换热管1上，相邻两个换热片21上的导热边212相互连接；在导热边212与换热腔体的内壁之间还设有隔热板3。在换热片21的两侧均设置导热边212，换热片21等距离排列，导热边212相互之间连接在一起，在换热件2的两侧形成阻挡边，以防止烟气从换热件2之间的间隔流向换热腔体的内壁，而导致换热器的外壁温度过高；另外，由于换热片21是直接与高温烟气接触的，因而导热边212的温度也相对较高，在导热边212与换热腔体的内壁之间设置隔热板3，通过隔热板3能够进一步的防止换热器外壁温度过高。

如图4所示，导热边212与换热片21垂直连接，多个换热片21的导热边212相互连接后构成片状结构，该片状结构与隔热板3的一侧紧贴，隔热板3的另一侧与换热腔体的内壁紧贴。导热边212与换热片21垂直连接，这样当多个换热片21等距离排列后，多个导热边212能够更好的连接成片状，构成一整块导热边212，能够更好的防止高温烟气流出。

如图2所示，隔热板3的底部设有用于阻挡烟气流向换热腔体内壁的隔热边31。在隔热板3的底部设置隔热边31，从换热腔体底部往换热管1方向流过的烟气，在正常情况下，也会流向换热件2与换热腔体内壁之间的缝隙中，而与换热腔体的内壁直接接触，这样换热腔体内壁温度过高而导致换热器外壁温度过高；通过隔热边31能够有效的阻挡烟气流向缝隙中与换热腔体内壁接触。

如图2和3所示，还包括由第一盖板4与第一端盖5组成的第一连通腔、由第二盖板6和第二端盖7组成的第二连通腔；第一连通腔和第二连通腔分别位于换热管1的两端，将多根换热管1之间相互连通，构成水流通路。相邻的换热管1之间通过第一连通腔和第二连通腔连通，构成水流通路，加工制造工艺简单、尺寸控制更为容易；而且换热管1与换热片21安装配合工艺更为简单，便于换热器的组装，成本更低，通过连通腔的方式连通热水管，与与弯管、U型弯头或U型弯管相比，水流阻力得到很大改善；同时，在换热管1中设置扰流件，能够有效的提高换热效率。

如图1和2所示，换热腔体包括壳体8和盘水管9，壳体8为具有中空的腔体结构；在壳体8的对立两侧的侧壁上设有多个用于支撑换热管1的支撑孔81，换热管1、换热件2位于壳体8内，换热管1一一穿过支撑孔81，第一盖板4与第一端盖5、第二盖板6与第二端盖7分别位于壳体8的两侧，与换热管1连接；盘水管9盘绕在壳体8外壁上。在壳体8两侧的侧壁上设置有与换热管1一一对应的支撑孔81，用于安装换热管1，换热管1穿设在支撑孔81中，然后，换热管1再与第一端盖5和第二端盖7连接，通过支撑孔81、第一端盖5、第一盖板4、第二端盖7与第二盖板6，将换热管1固定在框架上；另一方面，第一盖板4与第一端盖5、第二盖板6与第二端盖7所构成的第一连通腔和第二连通腔是与换热管1直接连接的，需要承受一定的水压，因此，在生产时，第一端盖5、第一盖板4、第二端盖7与第二盖板6的壁厚相对较厚；本实用新型将第一端盖5、第二端盖7与壳体8设为分离结构，而不是将第一盖板4、第二盖板6直接与壳体8连接构成连接腔体，若直接连接，这样会导致在生产时整个壳体8的壁厚需要相对较厚，会导致成本较高；设置为分离结构，这样仅需将第一端盖5和第二端盖7设置为壁厚相对较厚的，而壳体8仅起到支撑的作用，可以生产为壁厚较薄的，仅够支撑换热管1、换热件2的重力即可；这样可以有效减少材料的浪费，节约成本。

具体的，如图3所示，第一盖板4上开设有若干第一容纳槽41，第一盖板4与第一端盖5连接，以使第一容纳槽41与第一端盖5之间构成若干第一连通腔；第二盖板6上开设有若干第二容纳槽61，第二盖板6与第二端盖7连接，以使第二容纳槽61与第二端盖7之间构成若干第二连通腔；相邻的两个换热管1的同一端插设于同一个第一连通腔或第二连通腔中，以将多根换热管1之间依次连通；第一端盖5上设有与换热管1一一对应的第一固定孔51，第二端盖7上设有与换热管1一一对应的第二固定孔71，换热管1的一端穿设于第一固定孔51中与第一连通腔连通；换热管1的另一端穿设于第二固定孔71中与第二连通腔连通；第一固定孔51和第二固定孔71均设有向一侧凸起的翻边，形成一圈凸壁。第一端盖5与第一盖板4之间、第二盖板6与第二端盖7之间可以通过焊接或者铆接在一起，在连接时必须保证其密封性，避免漏水；第一固定孔51对应于第一连通腔，换热管1的一端穿设于第一固定孔51中，与第一连通腔连通；第二固定孔71对应于第二连通腔，换热管1的另一端穿设于第二固定孔71中，与第二连通腔连通；换热管1与换热管1之间通过两端的第一连通腔和第二连通腔相互连通，构成通畅的水流通路。第一固定孔51和第二固定孔71设置翻边，该翻边包裹在换热管1上，以保证第一端盖5和第二端盖7与换热管1之间能够更紧密的连接。

其中，沿着第一盖板4的边缘设有第一翻边43，第一端盖5上设有与第一翻边43对应的第二翻边52，在第一翻边43与第二翻边52上均设有用于定位第一盖板4与第一端盖5连接方位的第一定位件；第一翻边43套设在第二翻边52上与第二翻边52密封连接；沿着第二盖板6的边缘设有第三翻边63，第二端盖7上设有与第三翻边63对应的第四翻边72，在第三翻边63与第四翻边72上均设有用于定位第二端盖7与第二盖板6连接方位的第二定位件，第三翻边63套设在第四翻边72上与第四翻边72密封连接。在安装时，可以在第一端盖5与第一盖板4、第二端盖7与第二盖板6之间放置焊料组装好后整体钎焊密封；通过第一定位件可以限位第一盖板4与第一端盖5之间的连接位置，避免操作人员连接错误；通过第二定位件可以限位第二端盖7与第二盖板6之间的连接位置，避免连接错误。

另外，如图3所示，在第一盖板4上设有进水口42，进水口42与相互连通后的多根换热管1的进水端连通，在进水口42处设有第一接头；在第二盖板6上设有出水口62，出水口62与相互连通后的多根换热管1的出水端连通，在出水口62处设有第二接头；盘水管9与第一接头连接。多根换热管1相互连通后构成一个整体，而形成一个完整的水流通路，此时，形成整体后的换热管1的一端为出水端，另一端为进水端，进水口42与进水端连通，出水口62与出水端连通，在进水口42和出水口62分别设置第一接头和第二接头，用于与水管连接。盘水管9盘绕在壳体8外壁上，与第一接头连接；与第二接头连接有出水管10。

在一些实施例中，壳体8、换热管1、换热片21、第一端盖5、第一盖板4、第二端盖7、第二盖板6均由不锈钢材料构成。换热管1采用圆形不锈钢管制成，换热片21设有圆形换热孔211与换热管1配合，与异型管相比，圆形不锈钢换热管1加工制造工艺更简单、尺寸控制更容易，与换热片21安装配合工艺更简单、成本低。

通过采用不锈钢换热管1、不锈钢盖板和不锈钢端盖，可有效提高换热器的抗腐蚀性能，从而保证燃气热水器的使用寿命；同时，由于不锈钢的硬度较大，在生产换热器时难以将不锈钢管弯曲成较小角度的换热通路，为此，将各个不锈钢换热管1之间通过盖板和端盖组成的第一连通腔和第二连通腔实现相互连通，构成水路通道；避免了将不锈钢换热管1通过弯曲成换热通路的工序，从而降低了换热器的生产难度。

实施例2

本实施例提供一种热水器，包括燃烧器，并采用实施例1提供的热交换装置，燃烧器燃烧产生的烟气位于壳体8内并从热交换装置的烟气通道中通过。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热交换装置，包括换热管(1)、换热件(2)以及换热腔体，换热管(1)贯穿于换热件(2)上的换热孔(211)中，所述的换热管(1)和换热件(2)位于换热腔体内；其特征在于，所述的换热件(2)包括多个换热片(21)，每一个换热片(21)的两侧均设有向一侧凸起的导热边(212)，多个换热片(21)等距离套设在换热管(1)上，相邻两个换热片(21)上的导热边(212)相互连接；在导热边(212)与换热腔体的内壁之间还设有隔热板(3)。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述的导热边(212)与换热片(21)垂直连接，多个换热片(21)的导热边(212)相互连接后构成片状结构，该片状结构与隔热板(3)的一侧紧贴，隔热板(3)的另一侧与换热腔体的内壁紧贴。

3.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，所述的隔热板(3)的底部设有用于阻挡烟气流向换热腔体内壁的隔热边(31)。

4.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，还包括由第一盖板(4)与第一端盖(5)组成的第一连通腔、由第二盖板(6)和第二端盖(7)组成的第二连通腔；第一连通腔和第二连通腔分别位于换热管(1)的两端，将多根换热管(1)之间相互连通，构成水流通路。

5.根据权利要求4所述的热交换装置，其特征在于，所述的换热腔体包括壳体(8)和盘水管(9)，壳体(8)为具有中空的腔体结构；在壳体(8)的对立两侧的侧壁上设有多个用于支撑换热管(1)的支撑孔(81)，所述的换热管(1)、换热件(2)位于壳体(8)内，换热管(1)一一穿过支撑孔(81)，所述的第一盖板(4)与第一端盖(5)、第二盖板(6)与第二端盖(7)分别位于壳体(8)的两侧，与换热管(1)连接；所述的盘水管(9)盘绕在所述的壳体(8)外壁上。

6.根据权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，所述的第一盖板(4)上开设有若干第一容纳槽(41)，第一盖板(4)与第一端盖(5)连接，以使第一容纳槽(41)与第一端盖(5)之间构成若干所述的第一连通腔；所述的第二盖板(6)上开设有若干第二容纳槽(61)，第二盖板(6)与第二端盖(7)连接，以使第二容纳槽(61)与第二端盖(7)之间构成若干所述的第二连通腔；相邻的两个换热管(1)的同一端插设于同一个第一连通腔或第二连通腔中，以将多根换热管(1)之间依次连通；所述的第一端盖(5)上设有与换热管(1)一一对应的第一固定孔(51)，所述的第二端盖(7)上设有与换热管(1)一一对应的第二固定孔(71)，换热管(1)的一端穿设于第一固定孔(51)中与第一连通腔连通；换热管(1)的另一端穿设于第二固定孔(71)中与第二连通腔连通；所述的第一固定孔(51)和第二固定孔(71)均设有向一侧凸起的翻边，形成一圈凸壁。

7.根据权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，沿着第一盖板(4)的边缘设有第一翻边(43)，所述的第一端盖(5)上设有与第一翻边(43)对应的第二翻边(52)，在第一翻边(43)与第二翻边(52)上均设有用于定位第一盖板(4)与第一端盖(5)连接方位的第一定位件；所述的第一翻边(43)套设在第二翻边(52)上与第二翻边(52)密封连接；沿着第二盖板(6)的边缘设有第三翻边(63)，所述的第二端盖(7)上设有与第三翻边(63)对应的第四翻边(72)，在第三翻边(63)与第四翻边(72)上均设有用于定位第二端盖(7)与第二盖板(6)连接方位的第二定位件，所述的第三翻边(63)套设在第四翻边(72)上与第四翻边(72)密封连接。

8.根据权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，在所述的第一盖板(4)上设有进水口(42)，进水口(42)与相互连通后的多根换热管(1)的进水端连通，在进水口(42)处设有第一接头；在所述的第二盖板(6)上设有出水口(62)，出水口(62)与相互连通后的多根换热管(1)的出水端连通，在出水口(62)处设有第二接头；所述的盘水管(9)与第一接头连接。

9.根据权利要求5至8任一项所述的热交换装置，其特征在于，所述的壳体(8)、换热管(1)、换热片(21)、第一端盖(5)、第一盖板(4)、第二端盖(7)、第二盖板(6)均由不锈钢材料构成。

10.一种热水器，其特征在于，包括燃烧器以及权利要求1至9任一项所述的热交换装置，所述的燃烧器燃烧产生的烟气位于壳体(8)内并从热交换装置的烟气通道中通过。

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