螺旋式换热器、换热装置及燃气热水设备的制作方法

1.本实用新型涉及换热设备技术领域，特别是涉及螺旋式换热器、换热装置及燃气热水设备。


背景技术：

2.热交换器是燃气热水设备关键的换热部件，能在不同流体间实现热量的高效传递，因其换热高效且节能环保被广泛应用。热交换器按结构类型的不同，可分为管壳式、管翅式或者板式等结构。为了提高换热效率，传统换热主体(比如：换热管)通过分段铆接、法兰或者焊接接头等结构进行连接。然而这种连接方式普遍存在着一定的漏水风险，具有较大的安全隐患。


技术实现要素：

3.本实用新型所解决的第一个技术问题是要提供一种螺旋式换热器，其在提高换热效率的前提下，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。
4.本实用新型所解决的第二个技术问题是要提供一种换热装置，其在提高换热效率的前提下，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。
5.本实用新型所解决的第三个技术问题是要提供一种换热装置，其在提高换热效率的前提下，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。
6.上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：
7.一种螺旋式换热器，所述螺旋式换热器包括：换热管，所述换热管上具有换热轴线，所述换热管包括一体式连通的第一管段与第二管段，所述第一管段与所述第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，环绕于所述换热轴线、并沿着所述换热轴线的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，所述第一管段和/或所述第二管段形成有用于放置燃烧器的空腔；第一接头与第二接头，所述第一接头与所述第二接头分别对应连通于所述第一管段与所述第二管段上。
8.本实用新型所述的螺旋式换热器，与背景技术相比所产生的有益效果：本换热管将第一管段和第二管段分别环绕于换热轴线螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着所述换热轴线的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段所形成的螺旋结构和第二管段的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管整体紧凑，便于热量在第一管段与第二管段之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段与第二管段为一体式连通，因此，成型的换热管内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头与第二接头均位于换热管的同一侧，实现进出水口和燃烧器安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
9.在其中一个实施例中，所述第一管段与所述第二管段均沿着同一旋转方向、并交替环绕于所述换热轴线。
10.在其中一个实施例中，所述第一管段形成的螺旋结构内径d1与所述第二管段形成的螺旋结构内径d2相等。
11.在其中一个实施例中，所述第一管段形成的螺旋结构与所述第二管段形成的螺旋结构之间留有管间隙，所述管间隙用于供烟气流通。
12.在其中一个实施例中，所述换热管还包括过渡段，所述第一管段通过所述过渡段与所述第二管段一体式连通，所述第一管段与所述第二管段均从所述过渡段开始，环绕于所述换热轴线、并沿着平行于所述换热轴线的长度方向的同一方向螺旋延伸。
13.在其中一个实施例中，所述过渡段为直管、s形弯管及盘状螺旋管中任一种。
14.在其中一个实施例中，所述第一管段与所述第二管段均为波纹管。
15.在其中一个实施例中，所述螺旋式换热器还包括固定件，所述第一管段形成的螺旋结构与所述第二管段形成的螺旋结构通过所述固定件连接。
16.在其中一个实施例中，所述固定件上设有多个卡槽，多个所述卡槽沿着所述固定件的长度方向间隔设置，所述卡槽用于卡入所述第一管段或者所述第二管段。
17.上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：
18.一种换热装置，所述换热装置包括换热筒、顶部件、安装件及以上任意一项所述的螺旋式换热器，所述螺旋式换热器装设于所述换热筒内，所述顶部件与所述安装件分别装设于所述换热筒的相对两端上。
19.本实用新型所述的换热装置，与背景技术相比所产生的有益效果：采用以上的螺旋式换热器，本换热管将第一管段和第二管段分别环绕于换热轴线螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着所述换热轴线的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段所形成的螺旋结构和第二管段的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管整体紧凑，便于热量在第一管段与第二管段之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段与第二管段为一体式连通，因此，成型的换热管内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头与第二接头均位于换热管的同一侧，实现进出水口和燃烧器安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
20.上述第三个技术问题通过以下技术方案进行解决：
21.一种燃气热水设备，所述燃气热水设备包括以上所述的换热装置。
22.本实用新型所述的燃气热水设备，与背景技术相比所产生的有益效果：采用以上的螺旋式换热器，本换热管将第一管段和第二管段分别环绕于换热轴线螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着所述换热轴线的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段所形成的螺旋结构和第二管段的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管整体紧凑，便于热量在第一管段与第二管段之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段与第二管段为一体式连通，因此，成
型的换热管内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段与第二管段均从所述第一管段与所述第二管段之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头与第二接头均位于换热管的同一侧，实现进出水口和燃烧器安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
附图说明
23.构成本技术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。
24.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。
25.图1为一个实施例中所述的螺旋式换热器结构示意图；
26.图2为一个实施例中所述的换热管局部结构放大示意图；
27.图3为一个实施例中所述的波纹管结构示意图；
28.图4为一个实施例中所述的固定件结构示意图；
29.图5为一个实施例中所述的换热装置内部结构示意图。
30.附图标记：
31.100、螺旋式换热器；110、换热管；111、换热轴线；112、第一管段；113、第二管段；114、过渡段；115、波纹管；116、空腔；117、管间隙；120、第一接头；130、第二接头；140、固定件；141、卡槽；142、第一固定条；1421、第一凹部；1422、第一嵌入部；143、第二固定条；1431、第二凹部；1432、第二嵌入部；200、换热筒；300、顶部件；400、安装件；500、第一隔热件；600、第二隔热件；700、燃烧器。
具体实施方式
32.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。
33.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。
34.在一个实施例中，请参考图1与图5，一种螺旋式换热器100，螺旋式换热器100包括：换热管110、第一接头120和第二接头130。换热管110上具有换热轴线111，换热管110包括一体式连通的第一管段112与第二管段113。第一管段112与第二管段113均从第一管段
112与第二管段113之间的连接端开始，环绕于换热轴线111、并沿着换热轴线111的长度方向中的同一朝向螺旋延伸。第一管段112和/或第二管段113形成有用于放置燃烧器700的空腔116。第一接头120与第二接头130分别对应连通于第一管段112与第二管段113上。
35.上述的螺旋式换热器100，本换热管110将第一管段112和第二管段113分别环绕于换热轴线111螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着换热轴线111的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段112所形成的螺旋结构和第二管段113的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管110整体紧凑，便于热量在第一管段112与第二管段113之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段112与第二管段113为一体式连通，因此，成型的换热管110内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头120与第二接头130均位于换热管110的同一侧，实现进出水口和燃烧器700安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
36.需要说明的是，第一管段112和第二管段113分别环绕换热轴线111螺旋时，两者的旋转方向可相同(即同为右旋或者同为左旋)；也可不相同(即一个为左旋，另一个为右旋)。当第一管段112与第二管段113之间的旋转方向不同时，第一管段112形成的螺旋结构则套设在第二管段113形成的螺旋结构外部(此时，空腔116则由第二管段113螺旋形成)或者内部(此时，空腔116则由第一管段112螺旋形成)，即为内外两层长筒状结构。此外，第一管段112和第二管段113一体式连通应理解为：第一管段112和第二管段113为一体结构，即一个管道上的两个部分。
37.还需说明的是，换热轴线111的长度方向有两个相反的朝向，为便于理解，以图1为例，换热轴线111的长度方向为图1中s任一箭头所指的方向。此时，第一管段112和第二管段113在螺旋时，均沿着图1中s的同一箭头所指的方向螺旋延伸。
38.进一步地，请参考图1，第一管段112与第二管段113均沿着同一旋转方向、并交替环绕于换热轴线111。由此可知，第一管段112和第二管段113在螺旋成型时，沿着同一旋转方向相间螺旋延伸。此时，第一管段112形成的螺旋结构与第二管段113形成的螺旋结构交织重叠，构成一个单层的筒状结构，如此，有利于在相同空腔116大小的前提下，减小换热管110在整机内的所占空间，从而实现产品小型化、轻量化。
39.更进一步地，请参考图2，第一管段112形成的螺旋结构内径d1与第二管段113形成的螺旋结构内径d2相等，即第一管段112形成的螺旋结构和第二管段113形成的螺旋结构完美结合呈一单层长筒状结构，使得换热管110整体结构更加紧凑。
40.在一个实施例中，请参考图2，第一管段112形成的螺旋结构与第二管段113形成的螺旋结构之间留有管间隙117。管间隙117用于供烟气流通。在换热过程中，热流体从管间隙117中流出，并分别环绕第一管段112和第二管段113的管壁流动，使得热量充分传导至管内的冷流体中，实现有效的热量交换。
41.进一步地，请参考图2，管间隙117为多个，多个管间隙117沿着换热轴线111的长度方向间隔分布。
42.在一个实施例中，请参考图1，换热管110还包括过渡段114。第一管段112通过过渡
段114与第二管段113一体式连通，第一管段112与第二管段113均从过渡段114开始，环绕于换热轴线111、并沿着平行于换热轴线111的长度方向的同一方向螺旋延伸。如此，通过过渡段114使得第一管段112和第二管段113之间连接更加顺畅，简化第一管段112和第二管段113的绕管操作。
43.具体地，过渡段114为直管、s形弯管及盘状螺旋管中任一种。
44.在一个实施例中，请参考图3，第一管段112与第二管段113均为波纹管115。采用波纹管115作为换热管110，增加其换热面积，使得换热更充分、更均匀，提高换热管110的换热效率。
45.进一步地，请参考图3，波纹管115的波峰与波峰之间的间距d为3mm～4mm，波谷的高度h为2.5mm，波纹管115的管壁厚度为0.3mm。
46.在一个实施例中，请参考图4，螺旋式换热器100还包括固定件140。第一管段112形成的螺旋结构与第二管段113形成的螺旋结构通过固定件140连接，如此，通过固定件140，使得第一管段112与第二管段113之间稳定连接，提高换热管110的结构强度。
47.进一步地，请参考图4，固定件140上设有多个卡槽141。多个卡槽141沿着固定件140的长度方向间隔设置。卡槽141用于卡入第一管段112或者第二管段113，如此，在固定过程中，将第一管段112和第二管段113的管壁分别卡入对应的卡槽141中，使得第一管段112与第二管段113之间快速连接。
48.具体地，请参考图4，固定件140包括第一固定条142与第二固定条143。第一固定条142与第二固定条143首尾连接。第一固定条142上沿着远离第二固定条143的方向凹陷，形成多个第一凹部1421。第二固定条143上沿着远离第一固定条142的方向凹陷，形成多个第二凹部1431。第一凹部1421与第二凹部1431配合形成卡槽141。其中，第一固定条142与第二固定条143的首尾连接方式可为绑接、焊接、卡接、螺栓连接、一体成型方式等。
49.在一个实施例中，请参考图4，相邻两个第一凹部1421之间形成第一嵌入部1422，相邻两个第二凹部1431之间形成第二嵌入部1432。第一嵌入部1422与第二嵌入部1432分别嵌入管间隙117中，确保了管间隙117均匀，使得换热管110结构更加结实、牢靠。
50.在一个实施例中，请参考图5，一种换热装置，换热装置包括换热筒200、顶部件300、安装件400及以上任意一实施例中的螺旋式换热器100。螺旋式换热器100装设于换热筒200内。顶部件300与安装件400分别装设于换热筒200的相对两端上。
51.上述的换热装置，采用以上的螺旋式换热器100，本换热管110将第一管段112和第二管段113分别环绕于换热轴线111螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着换热轴线111的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段112所形成的螺旋结构和第二管段113的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管110整体紧凑，便于热量在第一管段112与第二管段113之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段112与第二管段113为一体式连通，因此，成型的换热管110内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头120与第二接头130均位于换热管110的同一侧，实现进出水口和燃烧器700安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
52.可选地，换热装置可应用于热水设备、壁挂炉或者家用取暖设备等中。
53.进一步地，请参考图5，换热装置包括第一隔热件500和第二隔热件600，第一隔热件500位于顶部件300与换热管110之间。第二隔热件600位于换热管110与安装件400之间。如此，通过第一隔热件500和第二隔热件600，避免热量分别从换热筒200的顶部和底部发生泄漏，造成热量流失。同时也避免换热筒200的顶部和底部温度过高，从而有效防止用户发生烫伤。
54.具体地，请参考图5，第一隔热件500装设于顶部件300朝向换热管110的一侧面上。第二隔热件600装设于安装件400朝向换热管110的一侧面上。其中，第一隔热件500和第二隔热件600的材质，在本实施例不作具体限定，只需具备隔热功能均可。
55.可选地，第一隔热件500在顶部件300上的安装方式可为螺栓连接、卡接、销接、焊接、铆接等。同时，第二隔热件600在安装件400上的安装方式可为螺栓连接、卡接、销接、焊接、铆接等。
56.在一个实施例中，请参考图1与图5，一种燃气热水设备，燃气热水设备包括以上实施例中的换热装置。
57.上述的燃气热水设备，采用以上的螺旋式换热器100，本换热管110将第一管段112和第二管段113分别环绕于换热轴线111螺旋，保证获取的双螺旋结构均围绕同一轴线设置，避免双螺旋结构独立分开而导致横向占用空间过大。由于第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着换热轴线111的长度方向中的同一朝向螺旋延伸，因此，第一管段112所形成的螺旋结构和第二管段113的螺旋结构能相互交织或者套设一起，使得换热管110整体紧凑，便于热量在第一管段112与第二管段113之间有效吸收利用，提高换热效率。同时，第一管段112与第二管段113为一体式连通，因此，成型的换热管110内部无铆接口、法兰或焊接接头，降低漏水风险，减小了安全隐患，提升产品的安全性能。另外，第一管段112与第二管段113均从第一管段112与第二管段113之间的连接端开始，沿着同一方向螺旋，这样保证第一接头120与第二接头130均位于换热管110的同一侧，实现进出水口和燃烧器700安装口在同一平面安装，可节省安装空间，适应于小型化产品。
58.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
59.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。
60.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。
61.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。
62.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。
63.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。