燃氣熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種燃氣熱水器，包括：燃燒室、換熱室和換熱管，換熱室與燃燒室相連通，換熱室的周壁上設(shè)有凹槽。換熱管的至少一部分設(shè)在凹槽內(nèi)且與換熱室的周壁形成面配合，換熱管的兩端分別連接冷水進管和熱水出管。根據(jù)本實用新型的燃氣熱水器，大幅度增加換熱管與換熱室的周壁的接觸面積，提高換熱管的吸熱量，減少燃氣的消耗量，而且在換熱管與凹槽配合后，換熱管的固定更加容易、牢靠。
【專利說明】
燃氣熱水器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及家用電器領(lǐng)域，尤其是涉及一種燃氣熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃氣熱水器的熱水管通常是置于熱交換器外壁平行或有一定的傾角進行纏繞排列，然后采用焊接技術(shù)緊固于熱交換器外殼體上。正常工作時，燃燒室內(nèi)燃氣燃燒產(chǎn)生的大量熱量加熱熱水管中的水流，以滿足人們對熱水的需求。但是這種完全依靠焊接使熱水管與燃燒室外壁緊固的方法，一方面由于熱水管焊接處接觸面積有限，而且接觸熱阻過大，無法充分傳熱導(dǎo)致能量損失，另一方面熱水管僅靠焊接固定于熱交換器外殼體上，強度有限。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0004]為此，本實用新型的目的在于提出一種燃氣熱水器，以提高換熱效率，且加強換熱管的固定可靠性。
[0005]根據(jù)本實用新型的燃氣熱水器，包括:燃燒室；換熱室，所述換熱室與所述燃燒室相連通，所述換熱室的周壁上設(shè)有凹槽;換熱管，所述換熱管的至少一部分設(shè)在所述凹槽內(nèi)且與所述換熱室的周壁形成面配合，所述換熱管的兩端分別連接冷水進管和熱水出管。
[0006]根據(jù)本實用新型實施例的燃氣熱水器，通過在換熱室的周壁上形成凹槽，換熱管配合在凹槽內(nèi)且與換熱室的周壁形成面配合，從而大幅度增加換熱管與換熱室的周壁的接觸面積，提高換熱管的吸熱量，減少燃氣的消耗量，而且在換熱管與凹槽配合后，換熱管的固定更加容易、牢靠。
[0007]在一些實施例中，所述換熱管通過脹管連接在所述換熱室的周壁上，且所述換熱室的周壁在與所述換熱管脹管連接時形成所述凹槽。由此，脹管連接可以保證換熱管能完全嵌入，二者之間空隙少，換熱管與換熱室的周壁之間形成完全的面接觸，增加了換熱管與換熱室的周壁之間的接觸面積，可進一步提高換熱管的吸熱能力。二者緊密的面配合使裝配更加緊固，不易脫落。
[0008]具體地，所述換熱管為圓管，所述換熱管在所述凹槽內(nèi)的深度大于所述換熱管的半徑。由此，換熱室的周壁變形的部分能將換熱管的最寬處卡住，使得換熱管不易從凹槽內(nèi)脫離。
[0009]有利地，所述換熱管在所述凹槽內(nèi)的深度超過所述換熱管的半徑的3_5mm。從而保證換熱管嵌入牢固。
[0010]在一個具體示例中，所述換熱管的與所述凹槽配合的部分的外徑為6-10mm，壁厚為l-2mm。由此，換熱管的管壁厚度較小，能提高換熱管內(nèi)水流的吸熱量。
[0011]在一些實施例中，所述凹槽設(shè)在所述換熱室的外周壁上。由此，換熱管設(shè)置連接容易O
[0012]具體地，所述換熱管的底端連接冷水進管，所述換熱管的頂端穿過所述換熱室后連接所述熱水出管。由此，剛流入換熱管內(nèi)的冷水與煙氣溫差最大，吸收熱量多。換熱管內(nèi)的水在頂端處伸入換熱室后可吸收煙氣的余熱后再流出，以最大化利用燃燒煙氣的余熱進行換熱。
[0013]進一步地，所述換熱管的一部分穿過所述換熱室，位于所述換熱室內(nèi)的所述換熱管上設(shè)有翅片。由此，增強了煙氣與換熱管的傳熱效率，經(jīng)此充分換熱后水溫進一步升高。
[0014]可選地，所述冷水進管上串聯(lián)有冷水閥門，所述熱水出管上串聯(lián)有熱水閥門。
[0015]可選地，所述燃燒室的燃氣進管上串聯(lián)有燃氣比例閥。
[0016]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0017]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1中沿A-A方向剖視示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本實用新型實施例的換熱管與換熱室周壁的在脹管連接時局部剖面示意圖。
[0021]附圖標記:
[0022]燃氣熱水器100、
[0023]殼體1、燃燒室11、換熱室12、燃氣進管13、燃氣比例閥14、凹槽101、換熱室的周壁121、
[0024]換熱管2、翅片22、
[0025]冷水進管3、熱水出管4、冷水閥門5、熱水閥門6。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0027]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本實用新型實施例的燃氣熱水器100。
[0028]根據(jù)本實用新型實施例的燃氣熱水器100，如圖1和圖2所示，包括:燃燒室11、換熱室12和換熱管2，換熱室12與燃燒室11相連通，換熱管2的兩端分別連接冷水進管3和熱水出管4。
[0029]參照圖2，換熱室12的周壁121上設(shè)有凹槽101，換熱管2的至少一部分設(shè)在凹槽101內(nèi)且與換熱室12的周壁121形成面配合。
[0030]在一個具體示例中，如圖1所示，燃氣熱水器100包括殼體I，殼體I內(nèi)限定出空腔，空腔包括燃燒室11和位于燃燒室11上方的換熱室12。該示例中，換熱室12的周壁121指出是殼體I的包圍換熱室12的部分。至少一部分換熱管2設(shè)在換熱室12的周壁121上的凹槽101內(nèi)，可以理解為，可以是全部換熱管2分布在換熱室12的周壁121上，也可以是換熱管2的一部分分布在換熱室12的周壁121上且另一部分分布在燃燒室11處，還有可能是一部分換熱管2分布在換熱室12的周壁121上且另一部分換熱管2分布在燃氣熱水器100的排煙管道(圖未示出)內(nèi)，這里不作具體限定。
[0031]具體地，當燃氣在燃燒室11內(nèi)燃燒時會產(chǎn)生大量熱量，燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣流動經(jīng)過換熱室12，最后從排煙管道排出，換熱室12的周壁121可吸收燃燒火焰、煙氣的熱量。冷水從冷水進管3進入換熱管2，以與換熱室12的周壁121進行熱交換，換熱管2內(nèi)的經(jīng)過加熱的水最終從熱水出管4排出。
[0032]由于本實用新型實施例中，換熱室12的周壁121形成凹槽101后，換熱管2嵌入到凹槽101并與換熱室12的周壁121形成緊密的面配合，換熱管2與換熱室12的周壁121之間的接觸面積大幅度增加。
[0033]相對于將水管直接焊接在換熱室的周壁上的方案而言，本實用新型中換熱室12半嵌入到換熱室12的周壁121上還能節(jié)省焊接材料，換熱管2與周壁121之間沒有焊料阻隔后可降低傳熱熱阻。
[0034]具體地，現(xiàn)有技術(shù)公開的熱量傳導(dǎo)公式如下:Q= AA* ΔΤ/δ，其中，Q為傳熱量，λ為傳熱系數(shù)，A為傳熱面積，Δ T為溫差，δ為壁面厚度。
[0035]由上述公式可以推導(dǎo)出，相對于現(xiàn)有技術(shù)中將換熱管直接焊接在換熱室壁面的方案而言，本實用新型實施例的方案中，換熱管2與換熱室12的壁面接觸面積加大，二者之間的傳熱系統(tǒng)能適當增加，在燃燒條件不變且壁面厚度不變的前提下，換熱管2能吸收的熱量大幅度Q增加。
[0036]另外，本實用新型實施例中，由于至少部分換熱管2半嵌在凹槽101內(nèi)，換熱管2可不需要其他方式再固定。當然，也不排除為加強換熱管2固定的牢固性，在換熱管2嵌入到凹槽101后，再用緊固件或者焊接方式將換熱管2連接在換熱管2的周壁上，此時再焊接時焊料用得少，而且由于凹槽101的配合換熱管2的固定更加牢靠。
[0037]根據(jù)本實用新型實施例的燃氣熱水器100，通過在換熱室12的周壁121上形成凹槽101，換熱管2配合在凹槽101內(nèi)且與換熱室12的周壁121形成面配合，從而大幅度增加換熱管2與換熱室12的周壁121的接觸面積，提高換熱管2的吸熱量，減少燃氣的消耗量，而且在換熱管2與凹槽101配合后，換熱管2的固定更加容易、牢靠。
[0038]在一些實施例中，可將換熱管2直接敲進換熱室12的周壁121上，在將換熱管2向周壁121敲的過程中，換熱室12的周壁121受沖擊形成凹槽101。但是這種方法不能保證換熱管2完全無間隙地嵌入周壁121內(nèi)，使用該方法換熱管2還需要焊接以固定在周壁121上。
[0039]在另一些實施例中，換熱管2通過脹管連接在換熱室12的周壁121上，且換熱室12的周壁121在與換熱管2脹管連接時形成凹槽101。也就是說，換熱管2通過脹管工藝連接在換熱室12的周壁121上，在將換熱管2連接到周壁121的過程中，換熱室12的周壁121上同時形成了凹槽101。
[0040]在一個具體示例中，脹管連接的過程為，首先將換熱管2止抵在換熱室12的周壁121上，然后向換熱管2內(nèi)沖入高壓氣體，使得換熱管2的管壁向外膨脹。由于換熱管2止抵在換熱室12的周壁121上，換熱管2膨脹的過程中擠壓換熱室12的周壁121，使得換熱室12的周壁121發(fā)生變形且形成凹槽101，如圖3所示，換熱室12的周壁121變形后包裹在換熱管2上。
[0041]脹管連接可以保證換熱管2能完全嵌入，而且由于凹槽101是由換熱管2脹管時擠壓成形的，因此二者之間空隙少，換熱管2與換熱室12的周壁121之間形成完全的面接觸，增加了換熱管2與換熱室12的周壁121之間的接觸面積。
[0042]而且由于換熱室12的周壁121是發(fā)生變形后產(chǎn)生了凹槽101，換熱室12的產(chǎn)生凹槽101的部分的周壁121厚度變薄，傳熱熱阻更小。由上述熱量的傳導(dǎo)公式可以推斷出，換熱管2通過脹管連接在換熱室12的周壁121上，換熱效率更高，可進一步提高換熱管2的吸熱能力。
[0043]另外，相對將換熱管2直接焊在周壁121上而言，采用脹管工藝將換熱管2內(nèi)嵌入換熱管2的周壁121上，二者緊密的面配合使裝配更加緊固，不易脫落。
[0044]具體地，如圖3所示，換熱管2為圓管，換熱管2在凹槽101內(nèi)的深度H大于換熱管2的半徑r，這樣，至少有一半的換熱管2嵌入在凹槽101內(nèi)。由于換熱管2通過脹管連接在換熱室12的周壁121上，周壁121受換熱管2擠壓的部分迅速變形包裹換熱管2的表面，而將換熱管2在凹槽101內(nèi)的嵌入深度H設(shè)置成超過換熱管2的半徑r，那么周壁121變形的部分能將換熱管2的最寬處卡住，使得換熱管2不易從凹槽101內(nèi)脫離。
[0045]在一個具體實施例中，換熱管2的與凹槽101配合的部分的外徑D為6-10_，換熱管2的與凹槽101配合的部分的壁厚為l-2mm，換熱管2在凹槽101內(nèi)的深度H超過換熱管2的半徑r的3-5_。這里，換熱管2的管壁厚度較小，能提高換熱管2內(nèi)水流的吸熱量，且換熱管2嵌入牢固。
[0046]可選地，換熱管2為銅管，從而換熱管壁導(dǎo)熱系統(tǒng)高，吸熱能力強。當然，換熱管也可采用其他材料制成，例如換熱管可由不銹鋼加工等。
[0047]在一些實施例中，如圖2所示，凹槽101設(shè)在換熱室12的外周壁上。也就是說，換熱管2至少有一部分嵌在換熱室12的周壁121的外側(cè)，這樣連接時較容易。
[0048]其中，換熱管2通過脹管連接在換熱室12的外周壁上，如圖2所示，換熱室12相應(yīng)壁面向內(nèi)凹陷，對于內(nèi)部煙氣流動可起到擾流作用，使得煙氣分布趨于均勻，一定程度上利于換熱室12內(nèi)溫度均勻，不易產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。
[0049]當然，也不排除凹槽101設(shè)在換熱室12的周壁121的內(nèi)側(cè)的方案。
[0050]在本實用新型實施例中，換熱管2鄰近燃燒室11的一端連接冷水進管3，換熱管2的遠離燃燒室11的一端連接熱水出管4。如圖1中，換熱管2的底端連接冷水進管3，換熱管2的頂端連接熱水出管4，這樣，剛流入換熱管2內(nèi)的冷水與煙氣溫差最大，吸收熱量多。
[0051 ]可選地，在換熱管2內(nèi)水流方向上，換熱管沿換熱室12的周壁121由下到上螺旋延伸，這樣排布，可排布的換熱管2的長度大幅度延長，而且換熱管2可受到換熱室12的周壁121的周向支撐力，換熱管2在水平方向上受力平衡，利于安裝牢固。
[0052]當然，本實用新型實施例不限于此，例如，換熱管2在周壁121上豎向設(shè)置，其中換熱管2的下端連接冷水進管3，換熱管2的上端連接熱水出管4，水流在換熱管2內(nèi)由下向上流動。或者換熱管2形成為多根，多根換熱管2沿水平方向設(shè)置。
[0053 ]具體地，如圖1所示，換熱管2的頂端穿過換熱室12后連接熱水出管4，也就是說，一部分換熱管2設(shè)在換熱室12的周壁121外側(cè)，一部分換熱管2穿過換熱室12的周壁121后伸入到換熱室12內(nèi)，然后再穿過換熱室12的周壁121，換熱管2最終從頂端伸出換熱室12連接熱水出管4。
[0054]其中，由煙氣向上飄散的原理，換熱室12上排煙管道通常設(shè)在換熱室12的頂部。將換熱管2最終從頂端伸入到換熱室12內(nèi)，換熱管2內(nèi)的水在頂端處可吸收煙氣的余熱后再流出，以最大化利用燃燒煙氣的余熱進行換熱。
[0055]進一步地，如圖1和圖2所示，位于換熱室12內(nèi)的換熱管2上設(shè)有翅片22，這樣，增強了煙氣與換熱管2的傳熱效率，經(jīng)此充分換熱后水溫進一步升高。
[0056]在一些實施例中，如圖1所示，冷水進管3上串聯(lián)有冷水閥門5，熱水出管4上串聯(lián)有熱水閥門6，冷水閥門5用于控制進水冷水的水流量，熱水閥門6用于控制出水熱水的水流量。
[0057]具體地，如圖1所示，燃燒室11的燃氣進管13上串聯(lián)有燃氣比例閥14，燃氣比例閥14可導(dǎo)通燃氣進管13，或者關(guān)斷燃氣進管13，燃氣比例閥14也可調(diào)節(jié)開度，這樣，可以根據(jù)不同的負荷要求，時事地調(diào)節(jié)燃氣的流量。
[0058]其中需要說明的是，燃氣熱水器100還包括外殼、給排氣裝置、燃燒器、氣控裝置、水控裝置、水氣聯(lián)動裝置和電子控制系統(tǒng)等元件，燃氣熱水器100的工作原理等均為現(xiàn)有技術(shù)，這里就不詳細描述。
[0059]下面參照圖1-圖3描述本實用新型的一個具體示例，該示例中，燃氣熱水器100包括燃燒器、設(shè)有換熱室12和燃燒室11的殼體1、冷水進管3、熱水出管4。
[0060]燃燒器入口連接燃氣進管13，燃氣進管13上安裝有燃氣比例閥14，燃氣經(jīng)燃氣進管13進入燃燒器，在燃燒器內(nèi)進行燃氣和空氣的混合后在燃燒室11內(nèi)進行燃燒釋放熱量。
[0061]殼體I的外壁面上嵌入部分換熱管2，換熱管2為銅管，其外徑D為6-10mm，壁厚1-2_，嵌入深度H超過換熱管2外徑D的一半的3-5_。
[0062]冷水進管3的入口處設(shè)置冷水閥門5，熱水出管4的出口處設(shè)置有熱水閥門6。
[0063]該示例中采用脹管技術(shù)將換熱管2半嵌入換熱室12的外壁上進行換熱從而加熱管內(nèi)冷水，此種換熱方式相較直接將管子焊接在換熱室外壁上的方案而言，接觸面面積更大，傳熱熱阻更小，從而換熱效率更高，同時由于管子嵌入式纏繞換熱室12使得其配合更加緊固，不易松動。
[0064]冷水流入后經(jīng)纏繞在換熱室12上的換熱管2進行換熱，水溫初步升高，換熱管2尾端插入換熱室12頂部，可利用燃燒煙氣的熱量繼續(xù)進行換熱。
[0065]換熱室12內(nèi)的換熱管2上安裝有翅片22，增強了煙氣與換熱管2的傳熱，經(jīng)此充分換熱后水溫升高至合適溫度，最終熱水由熱水出管4通過熱水閥門6流出供用戶使用。
[0066]這種燃氣熱水器100，節(jié)省焊接材料、增加傳熱面積，降低傳熱熱阻，采用脹管工藝內(nèi)嵌入外壁，接觸面積更大，裝配更加緊固，不易脫落。換熱室12壁面部分向內(nèi)凹陷，對于內(nèi)部煙氣流動起到擾流作用，使得煙氣分布趨于均勻，一定程度上利于換熱室12內(nèi)溫度均勻，不易產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。
[0067]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0068]在本實用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”、“固定”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0069]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“實施例”、“示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)入口 ο
[0070]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種燃氣熱水器，其特征在于，包括: 燃燒室； 換熱室，所述換熱室與所述燃燒室相連通，所述換熱室的周壁上設(shè)有凹槽； 換熱管，所述換熱管的至少一部分設(shè)在所述凹槽內(nèi)且與所述換熱室的周壁形成面配合，所述換熱管的兩端分別連接冷水進管和熱水出管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管通過脹管連接在所述換熱室的周壁上，且所述換熱室的周壁在與所述換熱管脹管連接時形成所述凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管為圓管，所述換熱管在所述凹槽內(nèi)的深度大于所述換熱管的半徑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管在所述凹槽內(nèi)的深度超過所述換熱管的半徑的3_5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管的與所述凹槽配合的部分的外徑為6-1 Omm，壁厚為I _2mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述凹槽設(shè)在所述換熱室的外周壁上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管的底端連接冷水進管，所述換熱管的頂端穿過所述換熱室后連接所述熱水出管。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述換熱管的一部分穿過所述換熱室，位于所述換熱室內(nèi)的所述換熱管上設(shè)有翅片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述冷水進管上串聯(lián)有冷水閥門，所述熱水出管上串聯(lián)有熱水閥門。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述燃燒室的燃氣進管上串聯(lián)有燃氣比例閥。
【文檔編號】F24H1/14GK205641485SQ201620354847
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】岳寶, 王文鵬, 李忠華, 梁國榮
【申請人】美的集團股份有限公司