一种热交换器结构的制作方法

本实用新型涉及一种热交换器结构，尤其涉及一种用于燃气全预混冷凝式壁挂炉的热交换器结构。

背景技术：

热交换器是组成燃气全预混冷凝式壁挂炉的主要部件，安装在燃气全预混冷凝式壁挂炉的内部，用于加热采暖用水。燃气燃烧生成物主要为高温的二氧化碳气体和水蒸气，热交换器的作用是吸收高温的二氧化碳气体和水蒸气的显热和潜热，将吸收的热量传递到流过热交换器的采暖用水中，燃气全预混冷凝式壁挂炉是本领域最节能的产品之一。

现有的燃气全预混冷凝式壁挂炉产品中，所采用的热交换效率高和结构较为先进的热交换器是法国Giannoni公司生产的环形热交换器，该热交换器主要结构是由多个扁盘管零件同轴叠加并联组成，每一个扁盘管零件有4.25～5.25圈，呈螺旋状，两端的进水口和出水口沿圆周的切线方向延伸到环形热交换器的外壳外，再用长方形的集水盒和分水盒对叠加并联的各个扁盘管零件的进水口和出水口进行组合，为达到高热交换效率的要求，每个扁盘管零件上有若干个小圆凸台用于保持每一圈之间的间隙，扁盘管零件每一圈的间隙以及每两个扁盘管零件叠加时的间隙要保持一致，扁盘管的间隙通常为0.8～2.0mm因此在制造时，每一个扁盘管零件的进水口和出水口的切线方向延伸段和第二圈的交错时，外表面为同一平面，为了弥补交错过渡时的一个扁盘厚度的间隙，在扁盘管交错过渡部分采用凸出的异形，由于这部分拉伸、扭曲变形严重，强度降低，所以该环形热交换器通常使用水压限定在0.4MPa以下，这部分的间隙通常为1.5～3.5mm。国内的热交换器生产企业在制造类似形式的热交换器时，由于扁盘管零件的制造难度大，每一个扁盘管零件的进水口和出水口的切线方向延伸段和第二圈的交错时的间隙很大和不均匀，交错过渡部分的异形处理困难，生产时该部分经常破裂，原材料损耗严重，每两个扁盘管零件叠加并联时的间隙也很大，最大时有5.0mm以上，每一圈之间的间隙也不稳定，现有的生产设备无法制造出高质量的扁盘管零件，从而国产的环形热交换器产品质量不稳定，热效率达不到燃气全预混冷凝式壁挂炉产品的要求。提供高热效率和高质量的国产热交换器为燃气全预混冷凝式壁挂炉配套，成为本领域技术人员和企业急待解决的一个技术、制造问题。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种热交换器结构，解决了热交换器产品制造困难和产品质量不稳定，因而导致的燃气全预混冷凝式壁挂炉国产化配套时的产品热效率达不到要求的问题，使热交换器国产化生产困难的问题得到解决。

为了达到以上技术效果，本实用新型采用以下技术方案：

一种热交换器结构，由壳体和环形盘管组组成，所述壳体上设有进水口、出水口和冷凝水出口；所述壳体的两端设有后端盖和前端盖；所述后端盖上设有排气口和后定位圈，所述前端盖上设有前定位圈，所述壳体内部设有环形盘管组，所述环形盘管组固定在所述后定位圈和所述前定位圈之间。

进一步地，所述环形盘管组包括同轴串联的螺旋管组；所述螺旋管组两端分别设有转接头；所述两转接头之间的螺旋管上等距离设有孔I和孔II，所述两转接头和孔I、孔II通过连通管连接；所述螺旋管上还设有分流口和合流口；所述螺旋管组内腔固定一块隔热板，所述隔热板设置在分流口和孔I之间，将内腔分割成冷凝室和燃烧室。

进一步地，所述螺旋管选自分段螺旋管焊接或整体长螺旋管串联中的一种。

进一步地，所述螺旋管为若干段螺旋管同轴串连焊接成的螺旋管组；所述孔I和孔II与连通管之间通过三通连接；所述分流口处设有分水三通；所述合流口处设有集水三通。

进一步地，所述螺旋管为整体长螺旋管构成的螺旋管组，所述孔I、孔II、分流口和合流口处分别设有焊管。

进一步地，所述环形盘管组的螺旋管管壁上套有间隙片，使螺旋间隙保持相同。

进一步地，所述的间隙片的厚度为0.8mm～1.5mm。

进一步地，所述环形盘管组的螺旋管组的螺旋管截面相同，所述截面形状选自扁圆形截面、椭圆形截面或矩形截面中的任意一种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型提供的一种热交换器结构，通过上述技术方案，解决现有技术中的问题，结构简单，便于生产和制造，能够使用国内现有的生产设备进行制造；产品成品率高、质量稳定、原材料损耗小；换热管之间的间隙均匀，从而能够保证换热效率。能替代法国Giannoni公司生产的环形热交换器，降低成本，提高性能，使国内燃气全预混冷凝式壁挂炉生产配套能力得到大幅度提高。

附图说明

图1为本实用新型的一种热交换器结构具体实施方式的示意图；

图2为本实用新型的一种热交换器结构中环形盘管组第一个具体实施方式的示意图；

图3为本实用新型的一种热交换器结构中冷凝管Ⅰ另一个具体实施方式结构示意图；

图4为本实用新型的一种热交换器结构中换热管Ⅳ另一个具体实施方式结构示意图；

图5为本实用新型的一种热交换器结构中环形盘管组另一个具体实施方式的示意图；

图6为本实用新型的一种热交换器结构中长螺旋管的另一个具体实施方式结构示意图；

图7为本实用新型的一种热交换器结构部分材料的截面形状示意图。

图中，壳体1、进水口2、出水口3、前端盖4、前定位圈5、燃烧室6、隔热板7、环形盘管组8、冷凝水出口9、间隔腔10、冷凝室11、后定位圈12、排气口13、后端盖14、冷凝管Ⅰ101、冷凝管Ⅱ102、间隙片103、连通管104、三通Ⅰ105、换热管Ⅰ106、换热管Ⅱ107、三通Ⅱ108、换热管Ⅲ109、换热管Ⅳ110、集水三通Ⅰ111、合流口112、集水三通Ⅱ113、分流口114、分水三通115、前螺旋管201、后螺旋管202、转接头203、长螺旋管301、焊管Ⅰ302、焊管Ⅱ303、焊管Ⅲ304、焊管Ⅳ305、焊管Ⅴ306、平口螺旋管401、扁圆形截面501、椭圆形截面502、矩形截面503。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述，但不对本实用新型的权利要求作任何限定。

实施例1

如图1、2所示，一种热交换器结构，包括有壳体1和环形盘管组8组成，所述的壳体1侧面上方有进水口2、出水口3、底部有冷凝水出口9、后端盖14和前端盖4，所述后端盖14上有排气口13、后定位圈12，所述前端盖4上有前定位圈5，环形盘管组8在所述壳体1内部，固定在所述后定位圈12和所述前定位圈5之间，使所述环形盘管组8和所述壳体1之间形成一个间隔腔10，将分流口114一个端口与所述的进水口2焊接在一起，将合流口112一个端口与所述的出水口3焊接在一起，在所述的环形盘管组8内腔固定一块隔热板7，将内腔分割成冷凝室11和燃烧室6，所述的隔热板7的位置在分水三通115与三通Ⅰ105之间。所述的环形盘管组8是由冷凝管Ⅰ101、所述分水三通115、冷凝管Ⅱ102、所述三通Ⅰ105、换热管Ⅰ106、集水三通Ⅱ113、换热管Ⅱ107、三通Ⅱ108、换热管Ⅲ109、集水三通Ⅰ111、换热管Ⅳ110同轴串连焊接成一个螺旋状整体，用连通管104将所述冷凝管Ⅰ101、所述三通Ⅰ105、所述三通Ⅱ108和所述换热管Ⅳ110的另一个端口焊接在一起，用所述的合流口112将所述集水三通Ⅰ111和所述集水三通Ⅱ113的另一个端口焊接在一起，将所述的分流口114另一个端口焊接在所述分水三通115的另一个端口上，用若干个间隙片103焊接在螺旋状整体管壁上，使螺旋间隙保持相同。

参照图3，本实施例的一种热交换器结构中冷凝管Ⅰ101，所述的冷凝管Ⅰ101是在一个前螺旋管201的首端焊接一个转接头203。

参照图3，本实施例的一种热交换器结构中换热管Ⅳ110，所述的换热管Ⅳ110是在一个后螺旋管202的尾端焊接一个所述转接头203。

作为本实施例的进一步优选，所述的间隙片103的厚度为0.8mm。

实施例2

参照图5，给出了本实用新型的一种热交换器结构中环形盘管组另一个具体实施方式的示意图，所述的环形盘管组8上有一个长螺旋管301，所述长螺旋管301上开若干孔，将焊管Ⅰ302、焊管Ⅱ303、焊管Ⅲ304、焊管Ⅳ305、焊管Ⅴ306焊接在孔上，用所述的连通管104将所述长螺旋管301的首、尾二个端口和所述焊管Ⅰ302、焊管Ⅱ303焊接在一起，用所述的合流口112将所述焊管Ⅲ304、焊管Ⅳ305焊接在一起，将所述的分流口114焊接在所述焊管Ⅴ306上，用若干个所述的间隙片103焊接在所述长螺旋管301管壁上，使螺旋间隙保持相同。

参照图6，给出了本实施例的一种热交换器结构中长螺旋管301的示意图，所述的长螺旋管301是在一个平口螺旋管401的首尾端各焊接一个所述转接头203。

参照图7，给出了本实施例的一种热交换器结构中部分材料的截面形状示意图，所述的冷凝管Ⅰ101、冷凝管Ⅱ102、换热管Ⅰ106、换热管Ⅱ107、换热管Ⅲ109、换热管Ⅳ110、前螺旋管201、后螺旋管202、长螺旋管301、平口螺旋管401的截面形状相同，截面形状是扁圆形截面501或椭圆形截面502或矩形截面503。

作为本实施例的进一步优选，所述的间隙片103的厚度为1.5mm。

使用本实用新型时，燃气在燃烧室6内燃烧，燃气燃烧后的生成物主要为高温的二氧化碳气体和水蒸气，由于有隔热板7的阻挡，高温的燃烧生成物在燃烧室6一侧由内向外穿过管壁间隙到达间隔腔10，在此过程中，高温的燃烧生成物的显热通过管壁传递到管内的采暖用水中，使采暖用水温度迅速升高，而燃烧生成物的温度下降，到达间隔腔10后的燃烧生成物再从冷凝室11一侧由外向内穿过管壁的间隙到达冷凝室11，在通过管壁时，燃烧生成物的温度已降至50℃～60℃，燃烧生成物中的水蒸气的潜热被释放出来，并冷凝室11一侧的管壁上产生冷凝水，冷凝水滴落到壳体1的底部，并从冷凝水出口9排出，潜热被冷凝室11一侧管道内的低温采暖用水吸收，释放出潜热后的燃烧生成物则从排气口13排出；低温采暖用水从进水口2进入，先经过冷凝室11一侧管道，吸收在冷凝室11一侧的管壁与外面的燃烧生成物进行换热时所产生的潜热，使采暖用水得到预热，再经过燃烧室6一侧的管道后，吸收管壁与外面的燃烧生成物进行换热时所产生的显热，使采暖用水的温度升高达到设定的温度，被加热后的采暖用水再从出水口3流出；本实施例中，管道的管壁间隙相同，燃烧生成物穿过每一圈管壁间隙的气量均匀，热量被充分吸收，能够保证换热效率。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。