CN210570195U - 用于换热管的扰流件及热交换装置及热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于换热管的扰流件及热交换装置及热水器。热交换装置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；在每一根换热管中均设有扰流件，扰流件包括扰流板，沿扰流板长度方向间隔开设有多个扰流孔，在每一个扰流孔上均设有与扰流板形成夹角扰流叶。热交换装置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；扰流件能够有效对换热管内的水流进行扰流，使换热管中部水流与四周水流进行混合，提高换热效率。

Description

用于换热管的扰流件及热交换装置及热水器

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，更具体地，涉及一种用于换热管的扰流件及热交换装置及热水器。

背景技术

目前，市面上主流的燃气热水器中的换热器通常采用铜材质，但由于铜材质的抗腐蚀性能较差，而自来水中含有较多的电解质，容易对换热器产生电化学腐蚀，影响燃气热水器的使用寿命。为提高换热器的抗腐蚀性能，越来越多燃气热水器中的换热器采用不锈钢材质。

燃气热水器换热过程:由燃烧释放出的高温烟气把热量传递给换热片，再由换热片把热量传递给换热管，换热管内壁把热量传递给水，从而实现了冷水加热。整个换热过程最后都是换热管内壁把热量传递给水，换热管内壁面积就是直接与水接触的换热面积。由于不锈钢换热系数相对较小，如果通过增加换热管的数量来达到增大换热面积从而提高换热效率，将会大大增加换热器的成本。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中换热器的换热效率不高的缺陷，提供一种用于换热管的扰流件及热交换装置及热水器，能够有效提高热交换装置的换热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于换热管的扰流件，包括扰流板，沿扰流板长度方向间隔开设有多个扰流孔，在每一个扰流孔上均设有与扰流板形成夹角的扰流叶。扰流件安装在换热管的内部，扰流叶与扰流板形成一定的夹角，扰流叶起到扰流的作用，能够增加换热管中心水流遇到的阻力，迫使水往换热管的四周流动，从而增加水与换热管内壁耦合面处的水流速度，均衡换热管内壁四周的水流速度，使得换热管内部靠近换热管内壁的高温水与中部的低温水之间均匀换热，减小了气化噪音，避免换热管内水的局部高温而造成换热效率低，增大了水与换热管之间、换热管与烟气之间的换热效率。在扰流板上设置扰流孔，当水流受到扰流叶的阻挡后，会向四周冲刷，设置扰流孔，可以避免水流直接冲刷扰流板，而从扰流孔中通过，实现水流往扰流板上下方向的换热管内壁上冲刷。

进一步的，所述的扰流叶包括第一扰流叶和第二扰流叶，所述的第一扰流叶和第二扰流叶的一端均与扰流孔的同一侧边连接，第一扰流叶和第二扰流叶的另一端分别以扰流板为水平面向扰流板的上方和下方倾斜，第一扰流叶与第二扰流叶之间形成夹角的方向与换热管中水流方向相反。多个扰流叶均是设置在扰流孔的同一侧，即沿扰流板长度方向上排列设置，第一扰流叶与第二扰流叶分别往扰流板的两侧倾斜，两者之间形成一定夹角；且该夹角方向与换热管中水流的方向相反，这样，由于水流被扰流叶阻挡后向扰流板的两侧冲刷，冲刷至换热管内壁上，使得换热管中心的低温水与换热管内壁处的高温水之间得到很好的混合，避免出现局部高温，造成换热效率低；另一方面，换热管内壁受到水流的冲刷，还能够有效防止换热管内壁水垢的产生。设置第一扰流叶和第二扰流叶，且两者分别是向扰流板的上方和下方倾斜而与扰流板形成夹角，这样可以更好地产生扰流效果，使换热板上方的水流和下方的水流都能够受到阻挡而向两边冲刷。

作为优选的，第一扰流叶与第二扰流叶沿扰流板长度方向上交错设置。同一个扰流孔上的第一扰流叶和第二扰流叶并排设置，相邻两个扰流孔上的第一扰流叶和第二扰流叶交错设置，这样可以进一步提高扰流叶的扰流效果。

进一步的，在扰流板的两侧边缘均设有向一侧凸起的翻边。设置翻边便于扰流板安装在换热管内壁，可以通过焊接的方式实现扰流板与换热管内壁的连接。

本实用新型还提供一种热交换装置，包括换热管和换热件，换热管贯穿于换热件上的换热孔中；其中，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；在每一根换热管中均设有以上所述的扰流件，所述的扰流件通过两侧的翻边与换热管的内壁连接。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，还包括框体，在框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、换热件位于框体内，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框体的两侧，与换热管连接；在换热件的两侧与框体的内壁之间设有间隙，在间隙内插设有紧固板。在框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，将换热管固定在框体上。另外，在两侧的间隙中插设紧固板，用于将换热件固定在框体中，设置间隙便于换热件和换热管安装至框体中，但存在间隙易造成换热板的不稳固，因此进一步地插设紧固板以将其固定，且紧固板安装方式简单方便。

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。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。

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；在所述的框体外壁上盘绕有第一连接管，第一连接管与第一接头连接；第二接头与第二连接管连接。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。第一连接管盘绕在框体上，可以进一步地与框体进行热交换，避免热量的流失。第二连接管也是固定于框体上。

作为优选的，所述的换热件包括多片间隔设置的换热片，换热片上设有换热孔；所述的换热管为由不锈钢材料构成的直圆管；所述的换热片、第一盖板、第一端盖、第二盖板、第二端盖均是由不锈钢材料构成。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框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.本实用新型提供的一种用于换热管的扰流件，结构简单，安装方便，能够有效对换热管内的水流进行扰流，使换热管中部水流与四周水流进行混合，避免局部高温，而影响换热效率；

2.本实用新型提供的一种热交换装置及具有该装置的热水器，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；同时通过在换热管中设置扰流件，有效提高了热交换装置的换热效率。

附图说明

图1是本实用新型扰流件结构示意图。

图2是本实用新型热交换装置的整体结构示意图。

图3是本实用新型热交换装置整体结构爆炸示意图。

图4是本实用新型扰流件与热交换装置的连接结构示意图。

图5是本实用新型第一盖板以第一端盖、第二盖板与第二端盖结构示意图。

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和4所示，一种用于换热管21的扰流件，包括扰流板11，沿扰流板11长度方向间隔开设有多个扰流孔12，在每一个扰流孔12上均设有与扰流板11形成夹角的扰流叶。扰流件1安装在换热管21的内部，扰流叶与扰流板11形成一定的夹角，扰流叶起到扰流的作用，能够增加换热管21中心的阻力，迫使水往换热管21的四周流动，从而增加水与换热管21内壁耦合面处的水流速度，均衡换热管21内壁四周的水流速度，使得换热管21内部靠近换热管21内壁的高温水与中部的低温水之间均匀换热，减小了气化噪音，避免换热管21内水的局部高温而造成换热效率低，增大了水与换热管21之间、换热管21与烟气之间的换热效率。在扰流板11上设置扰流孔12，当水流受到扰流叶的阻挡后，会向四周冲刷，设置扰流孔12，可以避免水流直接冲刷扰流板11，而从扰流孔12中通过，实现水流往扰流板11上下方向的换热管21内壁上冲刷。

如图1所示，扰流叶包括第一扰流叶13和第二扰流叶14，第一扰流叶13和第二扰流叶14的一端均与扰流孔12的同一侧边连接，第一扰流叶13和第二扰流叶14的另一端分别以扰流板11为水平面向扰流板11的上方和下方倾斜，第一扰流叶13与第二扰流叶14之间形成夹角的方向与换热管21中水流方向相反。多个扰流叶均是设置在扰流孔12的同一侧，即沿扰流板11长度方向上排列设置，第一扰流叶13与第二扰流叶14分别往扰流板11的两侧倾斜，两者之间形成一定夹角；且该夹角方向与换热管21中水流的方向相反，这样，由于水流被扰流叶阻挡后向扰流板11的两侧冲刷，冲刷至换热管21内壁上，使得换热管21中心的低温水与换热管21内壁处的高温水之间得到很好的混合，避免出现局部高温，造成换热效率低；另一方面，换热管21内壁收到水流的冲刷，还能够有效防止换热管21内壁水垢的产生。设置第一扰流叶13和第二扰流叶14，且两者分别是向扰流板11的上方和下方倾斜而与扰流板11形成夹角，这样可以更好的产生扰流效果，使换热板上方的水流和下方的水流都能够受到阻挡而向两边冲刷。

在一些实施例中，第一扰流叶13与第二扰流叶14沿扰流板11长度方向上交错设置。同一个扰流孔12上的第一扰流叶13和第二扰流叶14并排设置，相邻两个扰流孔12上的第一扰流叶13和第二扰流叶14交错设置，这样可以进一步提高扰流叶的扰流效果。

在一些实施例中，如图1所示，在扰流板11的两侧边缘均设有向一侧凸起的翻边15。设置翻边15便于扰流板11安装在换热管21内壁，可以通过焊接的方式实现扰流板11与换热管21内壁的连接。

实施例2

如图2至5所示，一种热交换装置，包括换热管21和换热件22，换热管21贯穿于换热件22上的换热孔中；其中，还包括由第一盖板23与第一端盖24组成的第一连通腔、由第二盖板25和第二端盖26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21的两端，将多根换热管21之间相互连通，构成水流通路；在每一根换热管21中均设有实施例1所述的扰流件1，扰流件1通过两侧的翻边15与换热管21的内壁连接。相邻的换热管21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21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21中设置扰流件1，能够有效地提高换热效率。

如图2和3所示，本实施例提供的热交换装置还包括框体27，在框体27的对立两侧的侧壁上设有多个用于支撑换热管21的支撑孔271，换热管21、换热件22位于框体27内，换热管21一一穿过支撑孔271，第一盖板23与第一端盖24、第二盖板25与第二端盖26分别位于框体27的两侧，与换热管21连接；在换热件22的两侧与框体27的内壁之间设有间隙，在间隙内插设有紧固板28。在框体27两侧的侧壁上设置有与换热管21一一对应的支撑孔271，用于安装换热管21，换热管21穿设在支撑孔271中，然后，换热管21再与第一端盖24和第二端盖26连接，通过支撑孔271、第一端盖24、第一盖板23、第二端盖26与第二盖板25，将换热管21固定在框体27上。另外，在两侧的间隙中插设紧固板28，用于将换热件22固定在框体27中，设置间隙便于换热件22和换热管21安装至框体27中，但存在间隙易造成换热板的不稳固，因此进一步地插设紧固板28以将其固定，且紧固板28安装方式简单方便。

如图5所示，第一盖板23上开设有若干第一容纳槽231，第一盖板23与第一端盖24连接，以使第一容纳槽231与第一端盖24之间构成若干第一连通腔；第二盖板25上开设有若干第二容纳槽251，第二盖板25与第二端盖26连接，以使第二容纳槽251与第二端盖26之间构成若干第二连通腔；相邻的两个换热管21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21之间依次连通；第一端盖24上设有与换热管21一一对应的第一固定孔241，第二端盖26上设有与换热管21一一对应的第二固定孔261，换热管21的一端穿设于第一固定孔241中与第一连通腔连通；换热管21的另一端穿设于第二固定孔261中与第二连通腔连通。第一端盖24与第一盖板23之间、第二盖板25与第二端盖26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241对应于第一连通腔，换热管21的一端穿设于第一固定孔241中，与第一连通腔连通；第二固定孔261对应于第二连通腔，换热管21的另一端穿设于第二固定孔261中，与第二连通腔连通；换热管21与换热管21之间通过两端的第一连通腔和第二连通腔相互连通。

如图5所示，在第一盖板23上设有进水口232，进水口232与相互连通后的多根换热管21的进水端连通，在进水口232处设有第一接头；在第二盖板25上设有出水口252，出水口252与相互连通后的多根换热管21的出水端连通，在出水口252处设有第二接头；在框体27外壁上盘绕有第一连接管29，第一连接管29与第一接头连接；第二接头与第二连接管30连接。多根换热管21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21的一端为出水端，另一端为进水端，进水口232与进水端连通，出水口252与出水端连通，在进水口232和出水口252分别设置第一接头和第二接头，用于与水管连接。第二连接管30盘绕在框体27上，可以进一步地与框体27进行热交换，避免热量的流失。

具体的，换热件22包括多片间隔设置的换热片，换热片上设有换热孔；换热管21为由不锈钢材料构成的直圆管；换热片、第一盖板23、第一端盖24、第二盖板25、第二端盖26均是由不锈钢材料构成。换热管21采用圆形不锈钢管制成，换热片设有圆形换热孔与换热管21配合，与异型管相比，圆形不锈钢换热管21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。

实施例3

本实用新型还提供一种热水器，包括燃烧器以及实施例2所述的热交换装置2，所述燃烧器燃烧产生的烟气位于框体27内并从热交换装置2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)

1.一种用于换热管的扰流件，其特征在于，包括扰流板(11)，沿扰流板(11)长度方向间隔开设有多个扰流孔(12)，在每一个扰流孔(12)上均设有与扰流板(11)形成夹角的扰流叶。

2.根据权利要求1所述的用于换热管的扰流件，其特征在于，所述的扰流叶包括第一扰流叶(13)和第二扰流叶(14)，所述的第一扰流叶(13)和第二扰流叶(14)的一端均与扰流孔(12)的同一侧边连接，第一扰流叶(13)和第二扰流叶(14)的另一端分别以扰流板(11)为水平面向扰流板(11)的上方和下方倾斜，第一扰流叶(13)与第二扰流叶(14)之间形成夹角的方向与换热管(21)中水流方向相反。

3.根据权利要求2所述的用于换热管的扰流件，其特征在于，第一扰流叶(13)与第二扰流叶(14)沿扰流板(11)长度方向上交错设置。

4.根据权利要求2或3所述的用于换热管的扰流件，其特征在于，在扰流板(11)的两侧边缘均设有向一侧凸起的翻边(15)。

5.一种热交换装置，包括换热管(21)和换热件(22)，换热管(21)贯穿于换热件(22)上的换热孔中；其特征在于，还包括由第一盖板(23)与第一端盖(24)组成的第一连通腔、由第二盖板(25)和第二端盖(26)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(21)的两端，将多根换热管(21)之间相互连通，构成水流通路；在每一根换热管(21)中均设有权利要求1至4任一项所述的扰流件(1)，所述的扰流件(1)通过两侧的翻边(15)与换热管(21)的内壁连接。

6.根据权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，还包括框体(27)，在框体(27)的对立两侧的侧壁上设有多个用于支撑换热管(21)的支撑孔(271)，所述的换热管(21)、换热件(22)位于框体(27)内，换热管(21)一一穿过支撑孔(271)，所述的第一盖板(23)与第一端盖(24)、第二盖板(25)与第二端盖(26)分别位于框体(27)的两侧，与换热管(21)连接；在换热件(22)的两侧与框体(27)的内壁之间设有间隙，在间隙内插设有紧固板(28)。

7.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(23)上开设有若干第一容纳槽(231)，第一盖板(23)与第一端盖(24)连接，以使第一容纳槽(231)与第一端盖(24)之间构成若干所述的第一连通腔；所述的第二盖板(25)上开设有若干第二容纳槽(251)，第二盖板(25)与第二端盖(26)连接，以使第二容纳槽(251)与第二端盖(26)之间构成若干所述的第二连通腔；相邻的两个换热管(21)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(21)之间依次连通；所述的第一端盖(24)上设有与换热管(21)一一对应的第一固定孔(241)，所述的第二端盖(26)上设有与换热管(21)一一对应的第二固定孔(261)，换热管(21)的一端穿设于第一固定孔(241)中与第一连通腔连通；换热管(21)的另一端穿设于第二固定孔(261)中与第二连通腔连通。

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(23)上设有进水口(232)，进水口(232)与相互连通后的多根换热管(21)的进水端连通，在进水口(232)处设有第一接头；在所述的第二盖板(25)上设有出水口(252)，出水口(252)与相互连通后的多根换热管(21)的出水端连通，在出水口(252)处设有第二接头。

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，所述的换热件(22)包括多片间隔设置的换热片，换热片上设有换热孔；所述的换热管(21)为由不锈钢材料构成的直圆管；所述的换热片、第一盖板(23)、第一端盖(24)、第二盖板(25)、第二端盖(26)均是由不锈钢材料构成。

10.一种热水器，其特征在于，包括燃烧器、以及权利要求5至9任一项所述的热交换装置(2)，所述的燃烧器燃烧产生的烟气位于框体(27)内并从热交换装置(2)的烟气通道中通过。

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