热交换器及其生产工艺的制作方法

本发明涉及壁挂炉技术领域，尤其是涉及一种热交换器及其生产工艺。

背景技术：

天然气燃烧产生的烟气中含有大量的水蒸气，水蒸气在预冷的情况下凝结盛水，这一过程称为水蒸气的冷凝，冷凝过程将释放出水蒸汽的凝结热，1g温度未100℃的水将会释放出2255j的热量。在燃气壁挂锅炉中，这部分热量如果能被加以利用，则可以大大提高壁挂锅炉的热效率。

现有壁挂锅炉，仅仅将天然气直接燃烧后用于加热采暖及热水取用，天然气燃烧产生的水蒸气不会在壁挂锅炉中的热交换器中冷凝，不能利用水蒸气冷凝释放的热量，浪费资源。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热交换器及其生产工艺，以缓解现有技术中存在的壁挂锅炉中的热交换器不能利用水蒸气冷凝释放的热量的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种热交换器，包括第一集水盒、第二集水盒、围板、导热铜管和翅片；

所述第一集水盒与所述第二集水盒相对设置，所述围板的侧边与所述第一集水盒和所述第二集水盒连接，围成容纳空间；所述第一集水盒开设有进水口和出水口；所述围板下侧面设置出烟口；

多个所述翅片间隔设置于所述容纳空间内，多个所述导热铜管一端与所述第一集水盒连通，另一端穿过多个所述翅片与所述第二集水盒连通。

进一步地，所述导热铜管外侧设置镍钛合金层。

进一步地，所述热交换器还包括导流管；所述第一集水盒内形成第一集水腔和第二集水腔；所述第二集水盒内形成第三集水腔；

所述进水口与所述第一集水腔连通，所述出水口与所述第二集水腔连通；

所述导流管的两端分别与所述第一集水腔和所述第三集水腔连通；

所述导热铜管的两端分别与所述第二集水腔和所述第三集水腔连通。

进一步地，所述第二集水腔包括第一导流通道、第二导流通道、第三导流通道和第四导流通道；

所述第三集水腔包括第五导流通道、第六导流通道、第七导流通道和第八导流通道；

多根所述导热铜管分为第一组铜管、第二组铜管、第三组铜管、第四组铜管、第五组铜管、第六组铜管和第七组铜管；

所述导流管的两端分别与所述第一集水腔和所述第五导流通道连通；

所述第一组铜管的两端分别与所述第五导流通道和所述第一导流通道连通；所述第二组铜管的两端分别与所述第一导流通道和所述第六导流通道连通；所述第三组铜管的两端分别与所述第六导流通道和所述第二导流通道连通；所述第四组铜管的两端分别与所述第二导流通道和所述第七导流通道连通；所述第五组铜管的两端分别与所述第七导流通道和所述第三导流通道连通；所述第六组铜管的两端分别与所述第三导流通道和所述第八导流通道连通；所述第七组铜管的两端分别与所述第八导流通道和所述第四导流通道连通。

进一步地，所述第一集水盒包括相互扣合的第一集水罩和第一盖板；

所述第一集水罩设置有一隔板，形成所述第一集水腔和所述第二集水腔；所述第二集水腔内设置多个隔板，形成所述第一导流通道、所述第二导流通道、所述第三导流通道和所述第四导流通道。

进一步地，所述第二集水盒包括相互扣合的第二集水罩和第二盖板；

所述第二集水罩与所述第二盖板扣合，所述第二集水罩内设置多个隔板，形成所述第五导流通道、所述第六导流通道、所述第七导流通道和所述第八导流通道。

进一步地，所述翅片开设有穿装孔和烟气孔；

所述烟气孔与所述穿装孔连通；

所述穿装孔的边沿设置有翅片凸台；所述导热铜管穿过所述穿装孔，并与所述翅片凸台过盈配合。

一种热交换器生产工艺，包括：

裁剪冲压步骤，将板材进行裁剪并进行冲压，制成围板、翅片、第一集水罩、第一盖板、第二集水罩和第二盖板；

焊接步骤，将第一集水罩和第一盖板扣合焊接形成第一集水盒，将第二集水罩和第二盖板扣合焊接形成第二集水盒，将围板侧边与第一集水盒和第二集水盒焊接形成容纳空间；

装配步骤，将多个翅片间隔放置于容纳空间，导热铜管的一端与所述第一集水盒连通，另一端穿过多个翅片与第二集水盒连通。

进一步地，所述热交换器生产工艺还包括电镀步骤，将导热铜管外侧面化学镀镍钛合金。

进一步地，所述裁剪冲压步骤还包括：将板材进行裁剪并进行冲压制成隔板；

所述焊接步骤还包括：将一隔板焊接于第一集水罩，形成第一集水腔和第二集水腔；

将多个隔板焊接于第二集水腔，形成形成第一导流通道、第二导流通道、第三导流通道和第四导流通道。

将多个隔板焊接于第二集水罩，形成第五导流通道、第六导流通道、第七导流通道和第八导流通道。

结合以上技术方案，本发明带来的有益效果分析如下：

本发明提供了一种热交换器，该热交换器包括第一集水盒、第二集水盒、围板、导热铜管和翅片；第一集水盒与第二集水盒相对设置，围板的侧边与第一集水盒和第二集水盒连接，围成容纳空间；第一集水盒开设有进水口和出水口；围板下侧面设置出烟口；多个翅片间隔设置于容纳空间内，多个导热铜管一端与第一集水盒连通，另一端穿过多个翅片与第二集水盒连通。

凉水自进水口流进第一集水盒，第一集水盒中凉水流入导热铜管并流入第二集水盒，第二集水盒中水通过导热铜管流回第一集水盒，然后经过出水口流出第二集水盒；壁挂锅炉内的燃烧器燃烧后产生的高温烟气自该热交换器的上部开口进入，多个间隔设置的翅片使高温烟气在其间充分扰动，增加了高温烟气在热交换器中停留时间，同时，导热铜管具有较高的热导性，使高温烟气与铜管和翅片充分进行热交换，高温烟气中水蒸气在翅片与导热铜管上冷凝释放热量，使导热铜管中的水温迅速提高，加热后的水体自出水口流出，烟气其他部分及冷凝水从围板下方的烟气口流出。

由于该热交换器能够使天然气燃烧产生的烟气中的水蒸气冷凝释放热量，进而提高了安装该热交换器的壁挂锅炉的热效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的热交换器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的热交换器的俯视图；

图3为本发明实施例提供的第一集水罩的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一集水盒的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第一集水盒的侧视图；

图6为本发明实施例提供的第二集水罩的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二集水盒的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二集水盒的侧视图；

图9为本发明实施例提供的翅片和导热铜管的连接示意图；

图10为本发明实施例提供的翅片和导热铜管的连接侧视图；

图11为本发明实施例提供的翅片的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的围板的结构示意图。

图标：100－第一集水盒；110－第一集水罩；111－进水口；112－出水口；120－第一盖板；130－第一集水腔；140－第二集水腔；141－第一导流通道；142－第二导流通道；143－第三导流通道；144－第四导流通道；200－第二集水盒；210－第二集水罩；220－第二盖板；230－第三集水腔；231－第五导流通道；232－第六导流通道；233－第七导流通道；234－第八导流通道；300－围板；310－弯折凸起；320－烟气口；400－导热铜管；410－第一组铜管；420－第二组铜管；430－第三组铜管；440－第四组铜管；450－第五组铜管；460－第六组铜管；470－第七组铜管；500－翅片；510－穿装孔；520－翅片凸台；530－烟气孔；540－弯折边；600－导流管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对实施例1和实施例2进行详细描述：

实施例1

本实施例提供了一种热交换器，请一并参照说明书附图中图1至图12。

如图1和图2所示，该热交换器包括第一集水盒100、第二集水盒200、围板300、导热铜管400和翅片500；第一集水盒100与第二集水盒200相对设置，围板300的侧边与第一集水盒100和第二集水盒200连接，围成容纳空间；第一集水盒100开设有进水口111和出水口112；围板300下侧面设置出烟口；多个翅片500间隔设置于容纳空间内，多个导热铜管400一端与第一集水盒100连通，另一端穿过多个翅片500与第二集水盒200连通。

凉水自进水口111流进第一集水盒100，第一集水盒100中凉水流入导热铜管400并流入第二集水盒200，第二集水盒200中水通过导热铜管400流回第一集水盒100，然后经过出水口112流出第二集水盒200；壁挂锅炉内的燃烧器燃烧后产生的高温烟气自该热交换器的上部开口进入，多个间隔设置的翅片500使高温烟气在其间充分扰动，增加了高温烟气在热交换器中停留时间，同时，导热铜管400具有较高的热导性，使高温烟气与铜管和翅片500充分进行热交换，高温烟气中水蒸气在翅片500与导热铜管400上冷凝释放热量，使导热铜管400中的水温迅速提高，加热后的水体自出水口112流出，烟气其他部分及冷凝水从围板300下方的烟气口320流出。

由于该热交换器能够使天然气燃烧产生的烟气中的水蒸气冷凝释放热量，进而提高了安装该热交换器的壁挂锅炉的热效率。

进一步地，导热铜管400外侧设置镍钛合金层。

导热铜管400在外侧面化学镀镍钛合金后，该导热铜管400的热导性是现有热交换器中不锈钢管的20倍。燃烧器燃烧天然气后产生的高温烟气进入该热交换器的容纳空间后，交换器升温更快速，该容纳空间内的温度能够迅速提升到900℃。

进一步地，如图1、图2、图3和图6所示，热交换器还包括导流管600；第一集水盒100内形成第一集水腔130和第二集水腔140；第二集水盒200内形成第三集水腔230；进水口111与第一集水腔130连通，出水口112与第二集水腔140连通；导流管600的两端分别与第一集水腔130和第三集水腔230连通；导热铜管400的两端分别与第二集水腔140和第三集水腔230连通。

该热交换器工作时，凉水自第一集水盒100上的进水口111进入第一集水腔130后，经导流管600流入第二集水盒200的第三集水腔230，第三集水腔230中水体通过导热铜管400流回第二集水腔140，然后从第一集水盒100上的出水口112流出。

进一步地，如图3和图5所示，第二集水腔140包括第一导流通道141、第二导流通道142、第三导流通道143和第四导流通道144；如图图6和图8所示，第三集水腔230包括第五导流通道231、第六导流通道232、第七导流通道233和第八导流通道234。

如图10所示，多根导热铜管400分为第一组铜管410、第二组铜管420、第三组铜管430、第四组铜管440、第五组铜管450、第六组铜管460和第七组铜管470。

导流管600的两端分别与第一集水腔130和第五导流通道231连通；第一组铜管410的两端分别与第五导流通道231和第一导流通道141连通；第二组铜管420的两端分别与第一导流通道141和第六导流通道232连通；第三组铜管430的两端分别与第六导流通道232和第二导流通道142连通；第四组铜管440的两端分别与第二导流通道142和第七导流通道233连通；第五组铜管450的两端分别与第七导流通道233和第三导流通道143连通；第六组铜管460的两端分别与第三导流通道143和第八导流通道234连通；第七组铜管470的两端分别与第八导流通道234和第四导流通道144连通。

该热交换器工作时，凉水自进水口111流入第一集水腔130后，经导流管600流入第五导流通道231；第五导流通道231内的水体经第一组铜管410流入第一导流通道141；第一导流通道141内的水体经第二组铜管420进入第六导流通道232；第六导流通道232内的水体经第三组铜管430流入第二导流通道142；第二导流通道142内的水体经第四组导流铜管流入第七导流通道233；第七导流通道233内的水体经第五组铜管450流入第三导流通道143；第三导流通道143内的水体经第六组铜管460流入第八导流通道234；第八导流通道234内的水体经第七组铜管470流入第四导流通道144；第四导流通道144内的水体经出水口112流出。

经过以上第一组铜管410、第二组铜管420、第三组铜管430、第四组铜管440、第五组铜管450、第六组铜管460和第七组铜管470在第一集水盒100和第二集水盒200之间往复流动，使铜管内的水体与高温烟气的热交换时间和热交换面积增大，提高了热交换效率，使铜管内的水温迅速挺高，进一步保证高温烟气中的水蒸气冷凝释放热量。

图9中示出了第一组铜管410、第二组铜管420、第三组铜管430、第四组铜管440、第五组铜管450和第六组铜管460均包括三根导热铜管400，第七组导热铜管400包括六根导热铜管400。每组铜管包含的导热铜管400的数量并不以此为限制，每组铜管的数量还可以为一个、两个等。

进一步地，如图3和图4所示，第一集水盒100包括相互扣合的第一集水罩110和第一盖板120；第一集水罩110设置有一隔板，形成第一集水腔130和第二集水腔140；第二集水腔140内设置多个隔板，形成第一导流通道141、第二导流通道142、第三导流通道143和第四导流通道144。

通过设置隔板将第一集水盒100分割为第一集水腔130、第一导流通道141、第二导流通道142、第三导流通道143和第四导流通道144。

具体地，如图4所示，第一盖板120上设置有供导流管600伸入第一集水腔130的通孔、供第一组铜管410和第二组铜管420伸入第一导流通道141的通孔、供第三组铜管430和第四组铜管440伸入第二导流通道142的通孔、供第五组铜管450和第六组铜管460伸入第三导流通道143的通孔、供第七组铜管470伸入第四导流通道144的通孔。图5示出了第一盖板120上的各个通孔与第一集水罩110中第一集水腔130、第一导流通道141、第二导流通道142、第三导流通道143、第四导流通道144的对应关系。

进一步地，如图6和图7所示，第二集水盒200包括相互扣合的第二集水罩210和第二盖板220；第二集水罩210与第二盖板220扣合，第二集水罩210内设置多个隔板，形成第五导流通道231、第六导流通道232、第七导流通道233和第八导流通道234。

通过设置隔板将第二集水盒200分割为第五导流通道231、第六导流通道232、第七导流通道233和第八导流通道234。

具体地，如图8所示，第二盖板220上设置有供导流管600伸入第五导流通道231通孔、供第一组铜管410伸入第五导流通道231的通孔、供第二组铜管420和第四组铜管440伸入第六导流通道232的通孔、供第三组铜管430和第五组铜管450伸入第七导流通道233的通孔、供第六组铜管460和第七组铜管470伸入第八导流通道234的通孔。图8示出了第二盖板220上的各个通孔与第二集水罩210中第五导流通道231、第六导流通道232、第七导流通道233、第八导流通道234的对应关系。

进一步地，如图9和图11所示，翅片500开设有穿装孔510，穿装孔510的边沿设置有翅片凸台520；导热铜管400穿过穿装孔510，并与翅片凸台520过盈配合。

翅片凸台520增大了导热铜管400与翅片500的接触面积，同时，翅片凸台520与导热铜管400过盈配合，使导热铜管400与翅片500的连接更加牢固，防止翅片500在导热铜管400上发生偏移。

进一步地，如图11所示，翅片500开设有烟气孔530，烟气孔530与穿装孔510连通。

具体地，如图11所示，翅片500上烟气孔530的数量与穿装孔510的数量相等，烟气孔530与穿装孔510一一对应。当然，翅片500上烟气孔530的数量也可以与穿装孔510的数量不等，例如，每个穿装孔510均由两个烟气孔530与之连通。

高温烟气流经翅片500上的烟气孔530，强化了烟气与导热铜管400之间的热传导以及翅片500间隔内烟气的传质。

进一步地，如图11所示，翅片500相对的两侧边均设置有弯折边540。

多个翅片500间隔排列时，折弯边与相邻的翅片500接触，保证相邻两个翅片500之间的间隔相等，使铜管各处的烟气数量不致相同。

进一步地，如图12所示，围板300设置有弯折凸起310，弯折凸起310与燃烧器过盈配合。

围板300的弯折凸起310方便围板300与燃烧器之间加入高温密封条。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1中热交换器生产工艺，请一并参照说明书附图中图1至图12。

该热交换器生产工艺包括：

裁剪冲压步骤，将板材进行裁剪并进行冲压，制成围板300、翅片500、第一集水罩110、第一盖板120、第二集水罩210和第二盖板220；

焊接步骤，将第一集水罩110和第一盖板120扣合焊接形成第一集水盒100，将第二集水罩210和第二盖板220扣合焊接形成第二集水盒200，将围板300侧边与第一集水盒100和第二集水盒200焊接形成容纳空间；

装配步骤，将多个翅片500间隔放置于容纳空间，导热铜管400的一端与第一集水盒100连通，另一端穿过多个翅片500与第二集水盒200连通。

进一步地，热交换器生产工艺还包括电镀步骤，将导热铜管400外侧面化学镀镍钛合金。

进一步地，裁剪冲压步骤还包括：将板材进行裁剪并进行冲压制成隔板；

焊接步骤还包括：将一隔板焊接于第一集水罩110，形成第一集水腔130和第二集水腔140；

将多个隔板焊接于第二集水腔140，形成形成第一导流通道141、第二导流通道142、第三导流通道143和第四导流通道144。

将多个隔板焊接于第二集水罩210，形成第五导流通道231、第六导流通道232、第七导流通道233和第八导流通道234。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。