燃气热水器的铜铝热交换器及其连接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及燃具领域，具体地涉及到一种燃气热水器的铜铝热交换器及其连接方 法。
【背景技术】
[0002] 燃气热水器的热交换器有铜热交换器、铝热交换器，但铜热交换器的铜材料稀少， 成本高；而铝热交换器的机械强度性能低，铝热交换器中的水管容易腐蚀。为解决上述问 题，提出了一种铜铝热交换器，即采用铜制的水管和铝制的换热翅片、壳体相结合，但这种 铜铝热交换器因铜与铝的异种金属材料之间的焊接难以实现而未被实际使用。为克服这些 缺陷，对燃气热水器的铜铝热交换器及其连接方法进行了研制。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是要提供一种燃气热水器的铜铝热交换器，它既能有 效控制热交换器的材料成本，且热交换效率高，同时能确保热交换器水管的畅通性和耐腐 蚀性，产品使用寿命长。
[0004] 本发明所要解决的另一技术问题是要提供一种燃气热水器的铜铝热交换器的连 接方法，它不仅能有效地解决热交换器中各零部件之间的焊接难题，且能有效降低连接工 序的生产成本。
[0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种燃气热水器的铜铝热交换器，包 括壳体、直管、换热翅片、U型管、盘管和进出水管，壳体围成烟气通道，直管横穿烟气通道， 换热翅片设于烟气通道内并依次叠置穿在直管上，U型管连通相邻两个直管，盘管盘绕于壳 体壁体，所述壳体、换热翅片由铜铝材料制造成型，所述直管、U型管、盘管由铜铝材料或者 铜材料制造成型；所述铜铝材料包括铝材料基体，以及设于该基体外壁的铜材料覆盖层。
[0006] 具体而言，上述技术方案囊括了 2种不同的实施例，S卩：所述壳体、直管、换热翅 片、U型管和盘管均由铜铝材料制造成型；或者所述壳体、换热翅片由铜铝材料制造成型， 而直管、U型管和盘管由铜材料制造成型。
[0007] 进一步地，所述错材料基体的厚度为0. 6mm，所述铜材料覆盖层的厚度为 0. 02mm~0. lmm〇
[0008] 根据本发明第二方面实施例的燃气热水器的铜铝热交换器的连接方法，主要包括 以下步骤：S1:将壳体、直管、换热翅片、U型管和盘管组装在一起，以便完成所述热交换器 的整体组装工序；S2 :在壳体与盘管之间进行预焊接工序，使得壳体与盘管之间的焊接间 隙为0.l〇~〇. 40mm;S3 :在所述焊接间隙处装上钎料，以完成组装钎料工序；S4 :将铜铝热 交换器整体放入钎焊炉进行钎焊，钎焊温度为400~60(TC，该钎焊温度保持时间为：8~15分 钟。通常铜热交换器的钎焊温度在800°C以上，与钎焊铜热交换器相比较，本方法发明能进 一步降低生产成本。
[0009] 另外根据本发明上述实施例的燃气热水器的铜铝热交换器的连接方法，还可以具 有如下附加的技术特征： 根据本发明的一些实施例，在S1整体组装工序之前进行以下工序：SOI:对壳体、直管、 换热翅片、U型管和盘管进行清洗除油工序，以便去除待焊机工件表面的油脂及杂物；S02: 对各清洗除油后的工件放入烘干炉中进行烘干脱脂工序，烘干温度为250°C~370°C，以便 清洗除油工序中的水分，进一步确保去除油脂。所述烘干炉可为现有技术中任一种烘干炉。
[0010] 根据本发明的一些实施例，所述S1整体组装工序中还包括以下子步骤：S11:在直 管与U型管、直管与盘管的连接处套装环形钎料；S12 :所述换热翅片上紧靠直管处设置有 孔，在孔内放置条状钎料。本实施例中S11和S12步骤没有先后顺序的要求。
[0011] 根据本发明的一些实施例，所述S2预焊接工序通过在壳体与盘管之间选取至少2 个焊接点进行预焊接，该预焊接工序所采用的方式为电阻焊接或者气体火焰焊接。如此能 有效稳固壳体与盘管之间的最佳焊接间隙，进一步提高零部件之间的焊接质量。
[0012] 根据本发明的一些实施例，所述S3组装钎料工序为在焊接间隙处放置条状钎料， 或者填涂膏状钎料。
[0013] 根据本发明的一些实施例，所述膏状钎料的重量百分比：75[92%钎料合金粉末、 0. 5%~5%黏结剂、7. 5%~20%溶剂，这里所述的黏结剂为硼酸或者硼砂等现有黏结剂中的一 种，这里所述的溶剂为松香或者树脂或者水。与现有钎焊料相比较，本实施例所述膏状钎料 能进一步提尚焊接质量。
[0014] 根据本发明的一些实施例，所述环形钎料或条状钎料的重量百分比：5[29%铜、 5. 5%~13%硅、2%~11%锡、1%~4%银、62. 5%~86%铝。与现有钎焊料相比较，本实施例所述条状 钎料能进一步提高焊接质量。
[0015] 根据本发明的一些实施例，所述S4钎焊炉钎焊气氛采用还原性气体，所述还原性 气体为氨分解气或者氢气或者一氧化碳，且该还原性气体露点低于-30°C。选择还原性气体 有利于保护钎焊炉，防止工件氧化，保持热交换器出炉后光亮；控制还原性气体露点温度， 用以防止水份在钎焊过程中，因高温而分解，从而与铜结合产生氢脆。
[0016] 本发明同【背景技术】相比所产生的有益效果：由于本发明燃气热水器的铜铝热交换 器中的壳体、换热翅片由铜铝材料制造成型，而直管、U型管、盘管由铜铝材料或者铜材料制 造成型，所述铜铝材料包括铝材料基体，以及设于该基体外壁的铜材料覆盖层。故本发明能 有效控制热交换器的材料成本，且热交换效率高，同时能确保热交换器水管的畅通性和耐 腐蚀性，产品使用寿命长。
[0017] 进一步，本发明的燃气热水器的铜铝热交换器的连接方法，通过采用整体组装工 序、预焊接工序、组装钎料工序、整体钎焊工序，故本方法发明不仅能有效地解决热交换器 中各零部件之间的焊接难题，且能有效降低连接工序的生产成本。
[0018]
【附图说明】： 图1为本发明中铜铝热交换器的装配示意图； 图2为图1的爆炸图； 图3为图1中换热翅片03的结构示意图； 图4为图3中换热翅片03的A-A剖视图； 图5为图4中C处放大图； 图6为图1中壳体01的结构示意图； 图7为图6中壳体01的B-B剖视图； 图8为图7中D处放大图； 图9为图1中直管02的横截面剖视图，由于图1中U型管05、盘管06的横截面剖视图 与直管02相同，故U型管05、盘管06、直管02共用同一副图形； 图10为本发明铜铝热交换器的连接方法的流程图。
【具体实施方式】 [0019] ：下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。
[0020] 下面首先结合附图具体描述根据本发明第一方面实施例的燃气热水器的铜铝热 交换器。
[0021] 请参见图1、图2,本实施例中热交换器包括壳体01、直管02、换热翅片03,U型管 05、盘管06、进水管07、出水管08。
[0022] 壳体01围成烟气通道04,以收集高温烟气；直管02阵列式设置并横穿烟气通道 04,换热翅片03设于烟气通道04内并依次叠置穿在直管02上，换热翅片03用于吸取高温 烟气中的热能，并与直管02中流体进行换热，U型管05连通相邻两个直管02,如此U型管 05和直管02通过连接形成一条换热水路，该换热水路一端连通进水管07、另一端连接盘管 06的一端，所述盘管06盘绕于壳体01壁体，盘管06的另一端连通出水管08。
[0023] 所述壳体01、换热翅片03由铜铝材料制造成型，所述直管02、U型管05、盘管06 由铜材料制造成型。这里所述的铜铝材料包括铝材料基体，以及设于该基体外壁的铜材料 覆盖层，具体而言，请参见图3、图4、图5,所述换热翅片03的铝材料基体为铝制翅片基体 31，所述铜材料覆盖层为设于该翅片基体壁身的铜制翅片外层32,且铝制翅片基体31的 厚度在〇?lmm~0. 5mm之间，例如厚度可为：0?lmm、0. 2mm、0. 3mm.0. 4mm或者0? 5mm;铜制翅 片外层32的厚度在0. 02mm~0. 1mm之间，例如厚度可为：0. 02mm、0. 03mm、0. 04mm.0. 05mm、 0.06111111、0.07111111、0.08111111、0.09111111或者0.1111111 ;请参见图6、图7、图8，由铜铝材料制造成型 的壳体01，该壳体01的铝材料基体为铝制基准壳体11，其铜材料覆盖层为设于该基准壳 体内侧的铜制内层12,以及设于该基准壳体外侧的铜制外层13,且铝制基准壳体11的厚 度在0. 6mm之间，例如厚度可为：0.lmm、0. 2mm、0. 3mm、0. 4mm或者0. 5mm;铜制内层 12 的厚度在 0. 02mm~0. 1mm之间，例如厚度可为：0. 02mm、0. 03mm、0. 04mm.0. 05mm、0. 06mm、 0. 07mm、0. 08mm、0. 09mm或者0. 1mm;铜制外层13的厚度在0. 02mm~0. 1mm之间，例如厚度可 为：0? 02mm、0. 03mm、0. 04mm.0. 05mm、0? 06mm、0? 07mm、0? 08mm、0? 09mm或者 0? 1mm。
[0024] 作为本实施例的又一步变形，所述壳体01、换热翅片03、直管02、U型管05、盘管 06均由铜铝材料制造成型。请参见图9,由铜铝材料制造成型的直管02、U型管05、盘管06， 所述直管02、U型管05、盘管06的铝材料基体为铝制管基体21、51、61，其铜材料覆盖层为 设于该基准管基体内侧的铜制内管层22、52、62,以及设于该管基体外侧的铜制外管层23、 53、63。且铝制管基体21、51、61的厚度在0. 3mm~0. 6mm之间，例如厚度可为：0.lmm、0. 2_、 0. 3mm、0. 4mm、0. 5mm或者0. 6mm;