CN213119527U - 储水式换热器及加热器具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种储水式换热器及加热器具，包括壳体，壳体内形成储水腔，储水式换热器还包括位于储水腔内的换热件，换热件内部形成有烟气通道，换热件的管壁隔断储水腔和烟气通道，管壁包括沿烟气通道的轴向间隔分布的扰流部，扰流部用于干扰储水腔中水的流动，部分管壁弯曲形成扰流部，扰流部围绕烟气通道布置。如此，一方面避免了现有家用即热式热水器出水温度不稳定的问题，另一方面提升了储水式换热器的换热性能使之可以应用在家用产品上，提升了用户的使用体验。

Description

储水式换热器及加热器具

技术领域

本实用新型涉及加热技术领域，特别是涉及储水式换热器及加热器具。

背景技术

现市面上的储水式换热器，如管壳式换热器，一般由壳体、传热管束、管板和管箱等部件组成。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用，是应用最广的类型，一般用于大型化的商业领域。而家用的燃气热水器则以翅片管式换热器为主，翅片管式换热器体积小而加热快，但是可能会存在因温度波动而影响用户用水体验的问题。

为避免家用即热式加热器具因温度波动而影响用户用水体验的问题，市场上也出现了在翅片管式换热器的出水端增加储水罐的解决方案，但是增加储水罐一则增加成本，二则使得加热器具的体积难以实现小型化。因而，在不改变家用加热器具小型化的基础上，如何兼顾保证换热效果和避免温度波动是一个较为重要的研究方向。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种换热器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种储水式换热器，包括壳体，所述壳体内形成储水腔，所述储水式换热器还包括位于所述储水腔内的换热件，所述换热件内部形成有烟气通道，所述换热件的管壁隔断所述储水腔和所述烟气通道，所述管壁包括沿所述烟气通道的轴向间隔分布的扰流部，所述扰流部用于干扰所述储水腔中水的流动，部分所述管壁弯曲形成所述扰流部，所述扰流部围绕所述烟气通道布置。

本实用新型的换热件，与背景技术相比所产生的有益效果：由于采用烟气直接加热储水腔中的水，并且换热件的管壁形成有扰流部用以干扰储水腔中水的流动，起到提升换热效果的功能，一方面避免了现有家用即热式热水器出水温度不稳定的问题，另一方面提升了储水式换热器的换热性能使之可以应用在家用产品上，即扰流部对储水腔的水起到扰流作用，破坏通道外壁的边界层，有效防止水垢的产生，强化换热，利于提高换热效率，提升了用户的使用体验。此外还由于扰流部形成于管壁，而非采用焊接的形式，杜绝了换热件由于焊接点受腐蚀而产生的渗漏现象，用于提升产品可靠性。在其中一个实施例中，所述管壁还包括围合部，所述围合部与所述扰流部相间设置，所述围合部朝向所述烟气通道凸起，所述围合部的内表面呈圆滑状。设置向烟气通道凸起的围合部，可在烟气通道中实现扰流的效果，用于提升换热效果，即管的内壁呈波浪状，对内侧高温烟气起到扰流作用，破坏通道内壁的边界层，强化换热，利于提高换热效率。

在其中一个实施例中，所述扰流部相对于围合部背向烟气通道的方向凸起，所述扰流部包括两平面段和连接两所述平面段的曲面段。换热件的扰流部向储水腔一侧凸起，其两平面段分别连接于围合部，而两平面段由位于自由端的曲面段连接，易于部件标准化生产，减少了工艺复杂性。

在其中一个实施例中，还包括烟气扰流件，所述烟气扰流件内置于所述换热件。在换热件中设置烟气扰流件，可以实现烟气扰流，使烟气从层流变紊流，冲刷管壁以及其波纹状槽，破坏外壁的边界层，强化换热，利于提高换热率。

在其中一个实施例中，所述烟气扰流件与所述管壁焊接固定；或所述烟气扰流件端部设有安装部，所述安装部与所述管壁过盈配合。烟气扰流件可以于一端或两端焊接固定于管壁，或者在端部设置安装部，如在径向相对于扰流件本体突出的部分用以过盈配合于管壁内侧，从而实现了扰流件和换热件的固定连接，既保证了稳定的扰流效果也用于防止扰流件和换热件碰撞噪音的发生。

在其中一个实施例中，所述壳体包括合围形成所述储水腔的上盖板、下盖板和围板。将壳体分为上盖板、下盖板和围板可以便于壳体的组装。

在其中一个实施例中，所述上盖板和所述下盖板相对设置，高温烟气沿所述上盖板至所述下盖板方向流动，所述上盖板和所述下盖板开设有供所述换热件安装的安装孔。将换热件安装在相对设置的上盖板和下盖板，且高温烟气自上而下流动以加热储水腔中的水，可以防止换热件在烟气通道内形成的冷凝水掉落到发生高温烟气的燃烧器中，用于提升燃烧的安全性。

在其中一个实施例中，所述壳体设有进水端和出水端，所述进水端位于所述下盖板中部，所述出水端位于所述围板接近于所述上盖板的一侧。壳体中开设了相互远离的进水端和出水端，可用于延长水的加热行程，并减少出水端由于进水端的进水扰动而出现的水温扰动情况。

在其中一个实施例中，所述管壁采用不锈钢材料一体加工制成。不锈钢的防腐蚀更强，且延展性和换热性能俱佳，采用其加工制成翅片部和管体一体化的管壁，在保证了换热性能的基础上，易于实现工艺的标准化，既可用于避免局部过热的情况，也易于批量化生产，降低加工成本。

本实用新型还提供了一种加热器具，包括上述的储水式换热器。其中，加热器具可以是一种家用热水器产品，具体可以包括燃气热水器。由于采用烟气直接加热储水腔中的水，并且换热件的管壁形成有扰流部用以干扰储水腔中水的流动，起到提升换热效果的功能，一方面避免了现有家用即热式热水器出水温度不稳定的问题，另一方面提升了储水式换热器的换热性能使之可以应用在家用产品上，提升了用户的使用体验。此外还由于扰流部形成于管壁，而非采用焊接的形式，杜绝了换热件由于焊接点受腐蚀而产生的渗漏现象，用于提升产品可靠性。

附图说明

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

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为的储水式换热器的结构示意图；

图2为储水式换热器的剖面图；

图3为储水式换热器的爆炸图；

图4为换热件的结构示意图；

图5为换热件一种实施方式的轴向剖视图；

图6为图4的I部放大图；

图7为换热件另一种所述方式的轴向剖视图；

图8为图7的K部放大图；

图9为烟气扰流件的结构示意图。

附图标记：

1、壳体；11、储水腔；12、上盖板；13、下盖板；14、围板；15、安装孔；16、进水端；17、出水端；2、换热件；21、烟气通道；22、扰流部；221、第一弯折区；222、第二弯折区；23、围合部；3、烟气扰流件；31、安装部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在一个实施例中，请参考图1至图3，储水式换热器包括壳体1和换热件2，壳体1包括合围形成储水腔11的上盖板12、下盖板13和围板14，上盖板12和下盖板13相对设置，高温烟气沿上盖板12至下盖板13方向流动，上盖板12和下盖板13开设有供换热件2安装的安装孔15，壳体1设有进水端16和出水端17，进水端16位于下盖板13中部，出水端17位于围板14接近于上盖板12的一侧，换热件2布置于储水腔11中且换热件2内部形成有烟气通道21，换热件2的管壁隔断储水腔11和烟气通道21，管壁包括沿烟气通道21的轴向间隔分布的扰流部22，扰流部22用于干扰储水腔11中水的流动，部分管壁弯曲形成扰流部22，扰流部22围绕烟气通道21布置。其中，壳体1可以呈圆柱状，上盖板12、下盖板13圆周边缘与围板14内径相贴，上盖板12、下盖板13分别位于围板14的上下端，围成储水腔11，进一步地，上盖板12上设有翻边，翻边与围板14内侧相配，下盖板13上也设有翻边，其翻边与围板14内侧相配。需要说明的是，壳体1可以有不同构成形式，而进水端和出水端的设置也可以有其他设置方式，本实施例仅为其中一个示例。

如图5或图7，换热件2的两端设有连接部24，连接部24采用圆形管口，与上盖板12、下盖板13配合时，更容易保证波纹管端口安装尺寸，便于与上盖板12、下盖板13配件焊接，保证焊接合格率。相应地，如图3所示，上盖板12、下盖板13上设有多个安装孔15，多个换热件2一端的连接部24与上盖板12的安装孔15相接，波纹管的另一端与下盖板13的安装孔15相接。其中，安装孔15还可以冲成翻边形式，以增大与连接部24的焊接接触面积，保证可靠性。

现市面上的储水式换热器(如管壳式换热器)多使用圆管、扁管、扁椭圆管，其表面没做增加换热面积的强化换热处理。本实施例中换热件2的管壁形成有扰流部22用以干扰储水腔11中水的流动，与普通圆管相比，增加了与管外侧的水、和管内侧的高温烟气的换热接触面积，从而提高换热器的换热效率。并且由于本实施例中的换热件2管壁弯曲形成扰流部22，与普通扁管相比，当外围水压对其作用力时，其抗压性能更好。优选地，管壁采用不锈钢材料一体加工制成。不锈钢的防腐蚀更强，且延展性和换热性能俱佳，采用其加工制成翅片部和管体一体化的管壁，在保证了换热性能的基础上，易于实现工艺的标准化，既可用于避免局部过热的情况，也易于批量化生产，降低加工成本。

在本实施例中，请参阅图4至图8，管壁还包括围合部23，围合部23与扰流部22相间设置，围合部23朝向烟气通道21凸起，围合部23的内表面呈圆滑状，扰流部22相对于围合部23背向烟气通道21的方向凸起，扰流部22包括两平面段和连接两平面段的曲面段。当然，扰流部22也可以不包括平面段，曲面段直接与围合部23相连。

其中，换热件2可以是圆形或椭圆形的管件经加工形成一圈一圈朝外凸起的多个扰流部22，该扰流部22为管壁的一部分，可以简单理解为换热件2为一根或数根换热管，换热管的管壁沿换热管的轴线旋转形成内管通道是为烟气通道21。如图5、图6所示，扰流部22在沿换热管的轴向上的横截面呈“n”型，为波峰，其相邻部位呈“U”型，为波谷，多个扰流部22相连其横截面如“n”型与“U”型相连，具有凸凹波纹状相错排列。如图7、图8所示，换热件2的扰流部22和围合部23形成了连续的“S”状横截面。图中示出的换热件2呈直管状仅为示例，另外换热件2也可以根据使用情况设置为弯曲形状，如螺旋型盘管等。由于扰流部22由管壁弯曲形成，即实现了水扰流件与管体的一体化，减少了焊接或其他工序，并改善漏水问题，提高产品合格率。在实际应用中可以根据不同需要将换热件2做成不同造型，由于其表面由波纹状组成，具有一定的弯曲能力，因此管体可以做成直的，也可以做成盘旋状或其它形状。另外，换热件2所采用的管材可以是无缝管或有缝管，管材经加工后形成扰流部22和围合部23；另外，换热件2也可以由轴向上的若干段首尾相接焊接形成，或由周向上的若干段焊接形成(例如换热件2由2个半圆焊接而成)。

在本实施例中，储水式换热器还包括烟气扰流件3，烟气扰流件3内置于换热件2以实现烟气通道21的烟气扰流，使烟气从层流变紊流，冲刷管壁以及其波纹状槽，破坏外壁的边界层，强化换热，利于提高换热率。其中，烟气扰流件3与管壁焊接固定；或烟气扰流件3端部设有安装部31，安装部31与管壁过盈配合，如图9所示。烟气扰流件3可以于一端或两端焊接固定于管壁，或者在端部设置安装部31，如在径向相对于扰流件本体突出的部分用以过盈配合于管壁内侧，在装置时强力卡进，从而实现了扰流件和换热件2的固定连接，既保证了稳定的扰流效果也用于防止扰流件和换热件2碰撞噪音的发生。具体地，烟气扰流件3可以是扭带状(如图9)，可以其它形式，如扰流叶片等。

在另一个实施例中，加热器具可以是一种家用热水器产品，具体可以包括燃气热水器，其中储水式换热器为该燃气热水器的主换热器。

传统家用燃气热水器的管翅片式结构换热器，容易在水压或气压变动的情况下发生温度波动，或在用水过程中关水再开水造成水温过热的情况。而传统的储水式换热器一般应用在商用场合，因其加热慢，换热效率逊于管翅片式换热器，直接用于家用场合可能会降低用户体验。

在本实施例中，加热器具的储水式换热器采用高温烟气直接加热储水腔11中的水，并且换热件2的管壁形成有扰流部22用以干扰储水腔11中水的流动，起到提升换热效果的功能，一方面避免了现有家用即热式热水器出水温度不稳定的问题，另一方面提升了储水式换热器的换热性能使之可以应用在家用产品上，提升了用户的使用体验。此外还由于扰流部22形成于管壁，而非采用焊接的形式，杜绝了换热件2由于焊接点受腐蚀而产生的渗漏现象，用于提升产品可靠性。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储水式换热器，包括壳体(1)，所述壳体(1)内形成储水腔(11)，其特征在于，所述储水式换热器还包括位于所述储水腔(11)内的换热件(2)，所述换热件(2)内部形成有烟气通道(21)，所述换热件(2)的管壁隔断所述储水腔(11)和所述烟气通道(21)，所述管壁包括沿所述烟气通道(21)的轴向间隔分布的扰流部(22)，所述扰流部(22)用于干扰所述储水腔(11)中水的流动，部分所述管壁弯曲形成所述扰流部(22)，所述扰流部(22)围绕所述烟气通道(21)布置。

2.根据权利要求1所述的储水式换热器，其特征在于，所述管壁还包括围合部(23)，所述围合部(23)与所述扰流部(22)相间设置，所述围合部(23)朝向所述烟气通道(21)凸起，所述围合部(23)的内表面呈圆滑状。

3.根据权利要求2所述的储水式换热器，其特征在于，所述扰流部(22)相对于围合部(23)背向烟气通道(21)的方向凸起，所述扰流部(22)包括两平面段和连接两所述平面段的曲面段。

4.根据权利要求1所述的储水式换热器，其特征在于，还包括烟气扰流件(3)，所述烟气扰流件(3)内置于所述换热件(2)。

5.根据权利要求4所述的储水式换热器，其特征在于，所述烟气扰流件(3)与所述管壁焊接固定；或所述烟气扰流件(3)端部设有安装部(31)，所述安装部(31)与所述管壁过盈配合。

6.根据权利要求1所述的储水式换热器，其特征在于，所述壳体(1)包括合围形成所述储水腔(11)的上盖板(12)、下盖板(13)和围板(14)。

7.根据权利要求6所述的储水式换热器，其特征在于，所述上盖板(12)和所述下盖板(13)相对设置，高温烟气沿所述上盖板(12)至所述下盖板(13)方向流动，所述上盖板(12)和所述下盖板(13)开设有供所述换热件(2)安装的安装孔(15)。

8.根据权利要求7所述的储水式换热器，其特征在于，所述壳体(1)设有进水端(16)和出水端(17)，所述进水端(16)位于所述下盖板(13)中部，所述出水端(17)位于所述围板(14)接近于所述上盖板(12)的一侧。

9.根据权利要求1-8任一项所述的储水式换热器，其特征在于，所述管壁采用不锈钢材料一体加工制成。

10.一种加热器具，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的储水式换热器。

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