一种换热器的制作方法

本实用新型涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种换热器。

背景技术：

目前，普通燃气热水器和燃气壁挂炉行业使用的换热器多数由无氧铜材质制成，而全预混燃烧的热水器因热效率高，燃烧器对于抗腐蚀性能要求较高，换热器多数采用不锈钢材质制成，如全预混冷凝壁挂炉产品，其换热器主流设计为不锈钢裸管盘型圆筒式设计，其水管路程长，加热慢，且盘管与盘管间的烟气通道间距难于保证，长时间工作烟气通路易被堵塞，进而出现产品工作负荷降低，烟气排放超标等缺陷；另外，目前也有多家厂家在研究不锈钢换热器，采用整体圆形换热片，换热片先穿过直管，再在直管两端采用“U”型管或钣金件压包焊接，因连接口过多，焊接质量难以保证，产品易泄露且承压能力低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种换热器，不仅能够保证换热管的密封性能，且还能提高加热效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种换热器，其包括呈筒形的换热组件及分别盖合于所述换热组件两端部的第一端盖和第二端盖；所述换热组件包括沿其中心轴呈对称设置的第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元包括第一水路单元及间隔套设在所述第一水路单元上的若干第一换热片，所述第一水路单元由第一换热管通过一体弯折成型，所述第二换热单元包括第二水路单元及间隔套设在所述第二水路单元上的若干第二换热片，所述第二水路单元由第二换热管通过一体弯折成型；所述第一水路单元和所述第二水路单元围合形成筒形的水路系统。

作为优选方案，所述第一水路单元包括依次连接的第一外层结构及第一内层结构，所述第一内层结构并行设置于所述第一外层结构的内侧，所述第一水路单元的第一进水口设置于所述第一外层结构的端部，所述第一水路单元的第一出水口开设于所述第一内层结构的端部；所述第二水路单元包括依次连接的第二外层结构及第二内层结构，所述第二内层结构并行设置于所述第二外层结构的内侧，所述第二水路单元的第二进水口设置于所述第二外层结构的端部，所述第二水路单元的第二出水口开设于所述第二内层结构的端部。

作为优选方案，所述第一外层结构包括若干依次连接的第一外层管单元，所述第一内层结构包括依次连接的第一内层管单元，所述第一外层管单元包括依次连接的第一直管段、第一弯管段、第二直管段、第二弯管段，所述第一直管段连接于相邻的所述第一外层管单元的第二弯管段，所述第一内层管单元包括若干依次连接的第三直管段、第三弯管段、第四直管段、第四弯管段，所述第三直管段连接于相邻的所述第一内层管单元的第四弯管段；所述第二外层结构包括若干依次连接的第二外层管单元，所述第二内层结构包括依次连接的第二内层管单元，所述第二外层管单元包括依次连接的第五直管段、第五弯管段、第六直管段、第六弯管段，所述第五直管段连接于相邻的所述第二外层管单元的第六弯管段，所述第二内层管单元包括若干依次连接的第七直管段、第七弯管段、第八直管段、第八弯管段，所述第七直管段连接于相邻的所述第二内层管单元的第八弯管段。

作为优选方案，所述第一直管段、第二直管段、第三直管段、第四直管段、第五直管段、第六直管段、第七直管段、第八直管段的长度相等且均平行于所述水路系统的中心轴；所述第一弯管段、第二弯管段、第三弯管段、第四弯管段、第五弯管段、第六弯管段、第七弯管段、第八弯管段均为U形且弯曲半径相等。

作为优选方案，所述第一换热片上开设有第一管孔和第二管孔，所述第二换热片上开设有第三管孔和第四管孔，将所述换热组件的横截面定义为参考面；所述第一管孔开设的位置及形状与所述第一弯管段在所述参考面的正投影相匹配，所述第二管孔开设的位置及形状与所述第三弯管段在所述参考面的正投影相匹配；所述第三管孔开设的位置及形状与所述第五弯管段在所述参考面的正投影相匹配，所述第四管孔开设的位置及形状与所述第七弯管段在所述参考面的正投影相匹配；

或者，所述第一管孔开设的位置及形状与所述第二弯管段在所述参考面的正投影相匹配，所述第二管孔开设的位置及形状与所述第四弯管段在所述参考面的正投影相匹配；所述第三管孔开设的位置及形状与所述第六弯管段在所述参考面的正投影相匹配，所述第四管孔开设的位置及形状与所述第八弯管段在所述参考面的正投影相匹配。

作为优选方案，所述第一水路单元的第一进水口和第一出水口、所述第二水路单元的第二进水口和第二出水口均设置于所述水路系统的同一端部。

作为优选方案，所述第一水路单元的第一进水口和第一出水口、所述第二水路单元的第二进水口和第二出水口均设置于所述第一水路单元和所述第二水路单元的同一接合处。

作为优选方案，所述第一端盖包括第一端板及第一盖板，所述第一端板套设在所述水路系统的第一端部，所述第一盖板盖合于所述第一端板的外侧；所述第二端盖包括第二端板及第二盖板，所述第二端板套设在所述水路系统的第二端部，所述第二盖板盖合于所述第二端板的外侧。

作为优选方案，所述第一端板或者所述第二端板的中心处开设有用于安装燃烧器的安装孔。

作为优选方案，所述换热组件采用不锈钢材料制成。

本实用新型提供一种换热器，由两个对称设置且均为半筒形的第一换热单元、第二换热单元连接成换热组件，第一、第二换热单元均包括由一根换热管一体弯折形成的水路单元；由于换热管采用一体成型，能够有效提高水路系统的密封性能，且提高承压能力，增加使用寿命；另外，水路系统采用两个水路单元并联，能够缩短水路单元的水路长度，保证水流在短时间内高效加热。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种换热器的结构示意图；

图2是图1的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型实施例中水路系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中第一换热单元的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中相对设置的第一换热片和第二换热片的结构示意图。

图中，10、换热组件；11、第一换热单元；111、第一水路单元；1111、第一进水口；1112、第一出水口；1113、第一外层管单元；1113a、第一直管段；1113b、第一弯管段；1113c、第二直管段；1113d、第二弯管段；1114、第一内层管单元；1114a、第三直管段；1114b、第三弯管段；1114c、第四直管段；1114d、第四弯管段；112、第一换热片；1121、第一管孔；1122、第二管孔；12、第二换热单元；121、第二水路单元；1211、第二进水口；1212、第二出水口；1213、第二外层管单元；1213a、第五直管段；1213b、第五弯管段；1213c、第六直管段；1213d、第六弯管段；1214、第二内层管单元；1214a、第七直管段；1214b、第七弯管段；1214c、第八直管段；1214d、第八弯管段；122、第二换热片；1221、第三管孔；1222、第四管孔；20、第一端盖；21、第一端板；211、安装孔；22、第一盖板；30、第二端盖；31、第二端板；32、第二盖板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

如图1-图5所示，本实用新型优选实施例的一种换热器，其包括呈筒形的换热组件10及分别盖合于所述换热组件10两端部的第一端盖20和第二端盖30；所述换热组件10包括沿其中心轴呈对称设置的第一换热单元11和第二换热单元12，所述第一换热单元11包括第一水路单元111及间隔套设在所述第一水路单元111上的若干第一换热片112，所述第一水路单元111由第一换热管通过一体弯折成型，所述第二换热单元12包括第二水路单元121及间隔套设在所述第二水路单元121上的若干第二换热片122，所述第二水路单元121由第二换热管通过一体弯折成型；所述第一水路单元111和所述第二水路单元121围合形成筒形的水路系统，，相对应的第一换热片112和第二换热片122相接合，以使相邻两个第一换热片112之间、及相邻两个第二换热片122之间均限定成换热通道。

有鉴于此，本实施例中，通过将沿换热组件10的中心轴呈对称设置的第一换热单元11和第二换热单元12连接组成换热组件10，装配过程中，将第一换热片112间隔套设在第一水路单元111上以构成第一换热单元11，第二换热片122间隔套设在第二水路单元121上以构成第二换热单元12，分别装配好两个换热单元后，再连接两个换热单元即装配成换热组件10，换热组件10的两端面分别盖合有第一端盖20和第二端盖30，以在换热组件10、第一端盖20、第二端盖30之间限定有燃烧腔；具体工作过程为：燃烧器设置于燃烧腔内燃烧，以产生高温烟气，高温烟气通过各换热通道从燃烧腔向四周排出，与此同时，冷水分别流经各水路单元与换热管周围的高温烟气进行换热，最终冷水加热至热水流出，而高温烟气也经过与冷水换热冷却后从换热器的四周排出。

基于上述技术方案，本实施例中提供一种换热器，由于采用两个水路单元并联围合形成水路系统，每个水路单元仅需绕燃烧腔半周(即180°)，相对于传统水路需绕燃烧腔一周，有效地缩短了水路长度，保证水流在短时间进行高效加热；另外，本实施例中的换热管111采用一体成型，能够减少焊接接口，有效提高密封性能，避免泄露，且也能相应地增加承压能力，增加使用寿命。

具体地，本实施例中，所述第一水路单元111包括依次连接的第一外层结构及第一内层结构，所述第一内层结构并行设置于所述第一外层结构的内侧，所述第一水路单元111的第一进水口1111设置于所述第一外层结构的端部，所述第一水路单元111的第一出水口1112开设于所述第一内层结构的端部；所述第二水路单元121包括依次连接的第二外层结构及第二内层结构，所述第二内层结构并行设置于所述第二外层结构的内侧，所述第二水路单元121的第二进水口1211设置于所述第二外层结构的端部，所述第二水路单元121的第二出水口1212开设于所述第二内层结构的端部。

本实施例中，将水路系统整体设计为内、外双层结构，第一水路单元111与第二水路单元121呈对称设置，以第一水路单元111为例，第一水路单元111的水流加热过程为：冷水从第一进水口1111先流入第一外层结构，再流入第一内层结构中，最终热水从第一出水口1112流出，由于第一外层结构外周的烟气相对于第一内层结构外周的烟气温度较低，较低温度的冷水先与温度较低的烟气先进行换热，加热至一定温度后，较高温度的热水再与较高温度的烟气进行换热，能够有效提高热效率，且防止烟气在换热管的外壁发生冷凝。

为了便于换热管的一体成型，所述第一外层结构包括若干依次连接的第一外层管单元1113，所述第一内层结构包括依次连接的第一内层管单元1114，所述第一外层管单元1113包括依次连接的第一直管段1113a、第一弯管段1113b、第二直管段1113c、第二弯管段1113d，所述第一直管段1113a连接于相邻的所述第一外层管单元1113的第二弯管段1113d，所述第一内层管单元1114包括若干依次连接的第三直管段1114a、第三弯管段1114b、第四直管段1114c、第四弯管段1114d，所述第三直管段1114a连接于相邻的所述第一内层管单元1114的第四弯管段1114d；所述第二外层结构包括若干依次连接的第二外层管单元1213，所述第二内层结构包括依次连接的第二内层管单元1214，所述第二外层管单元1213包括依次连接的第五直管段1213a、第五弯管段1213b、第六直管段1213c、第六弯管段1213d，所述第五直管段1213a连接于相邻的所述第二外层管单元1213的第六弯管段1213d，所述第二内层管单元1214包括若干依次连接的第七直管段1214a、第七弯管段1214b、第八直管段1214c、第八弯管段1214d，所述第七直管段1214a连接于相邻的所述第二内层管单元1214的第八弯管段1214d。

为了进一步优化换热管的加工工艺，本实施例中，所述第一直管段1113a、第二直管段1113c、第三直管段1114a、第四直管段1114c、第五直管段1213a、第六直管段1213c、第七直管段1214a、第八直管段1214c的长度相等且均平行于所述水路系统的中心轴；所述第一弯管段1113b、第二弯管段1113d、第三弯管段1114b、第四弯管段1114d、第五弯管段1213b、第六弯管段1213d、第七弯管段1214b、第八弯管段1214d均为U形且弯曲半径相等，因此，弯曲各弯管段仅需采用同一模具即可完成。

优选地，本实施例中，为了能够简化各换热片与其相对应的换热管之间的装配，所述第一换热片112上开设有第一管孔1121和第二管孔1122，所述第二换热片122上开设有第三管孔1221和第四管孔1222，将所述换热组件10的横截面定义为参考面；所述第一管孔1121开设的位置及形状与所述第一弯管段1113b在所述参考面的正投影相匹配，所述第二管孔1122开设的位置及形状与所述第三弯管段1114b在所述参考面的正投影相匹配；所述第三管孔1221开设的位置及形状与所述第五弯管段1213b在所述参考面的正投影相匹配，所述第四管孔1222开设的位置及形状与所述第七弯管段1214b在所述参考面的正投影相匹配；具体如图2、4、5所示，各管孔均为腰形，以装配第一换热单元11为例，将第一管孔1121、第二管孔1122分别对准第一弯管段1113b、第三弯管段1114c，以将第一换热片112从上至下套设于第一水路单元111，第一弯管段1113b、第三弯管段1114b穿过第一换热片，而底端的第二弯管段1113d和第四弯管段1114d还能对第一换热片112起限位作用；第二换热单元14与第一换热单元13的装配方法类似。

作为上述技术方案的替换方案，所述第一管孔1121开设的位置及形状与所述第二弯管段1113b在所述参考面的正投影相匹配，所述第二管孔1122开设的位置及形状与所述第四弯管段1114d在所述参考面的正投影相匹配；所述第三管孔1221开设的位置及形状与所述第六弯管段1223d在所述参考面的正投影相匹配，所述第四管孔1222开设的位置及形状与所述第八弯管段1214d在所述参考面的正投影相匹配，此时可将第一换热片112、第二换热片122分别从下至上套设在第一水路单元111和第二水路单元121上。

复参阅图1、图2可知，本实施例中，为了便于并联两个水路单元，且方便水流的接入及接出，所述第一水路单元111的第一进水口1111和第一出水口1112、所述第二水路单元121的第二进水口1211和第二出水口1212均设置于所述水路系统的同一端部；所述第一水路单元111的第一进水口1111和第一出水口1112、所述第二水路单元121的第二进水口1211和第二出水口1212均设置于所述第一水路单元111和所述第二水路单元121的同一接合处。

本实施例中，为了装配牢固及保证换热器两端的密封性，所述第一端盖20包括第一端板21及第一盖板22，所述第一端板21套设在所述水路系统的第一端部，所述第一盖板22盖合于所述第一端板21的外侧；所述第二端盖30包括第二端板31及第二盖板32，所述第二端板31套设在所述水路系统的第二端部，所述第二盖板32盖合于所述第二端板31的外侧。

进一步地，为了方便安装燃烧器，本实施例中，在第一盖板22或者第二盖板32上开设有安装燃烧器的安装孔221；具体地，参阅图2所示，在上端部的第一盖板22上开设有所述安装孔221。

示例性地，本实施例中，可在换热管内插设有扰流片，能够更好地促进换热管中的水均匀加热，提高换热效率，同时可减小换热管中心的水流速度，提高换热管内壁水流速度，破坏水流在换热管内壁的边界层，减少气化噪音，并能够防止水垢的产生。

另外，需要说明的是，本实施例中的所述换热器主要用于不锈钢换热器中，即换热组件10采用不锈钢材料制成，能够极大地降低生产成本；但是，此结构同样适用于铜换热器。

综上，本实用新型实施例提供一种换热器，由对称设置的第一换热单元11和第二换热单元12连接成筒形的换热组件10，每个换热单元均包括由一根换热管一体弯折形成的水路单元；本实用新型中，由于换热管采用一体成型，能够有效提高水路系统的密封性能，且提高承压能力，增加使用寿命；另外，水路系统采用第一水路单元11及第二水路单元12并联，能够缩短各水路单元的水路长度，保证水流在短时间内高效加热。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。