專利名稱：一種燃氣熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燃氣熱水器，特別涉及一種采用銅管帶式換熱器的燃氣熱水
O
背景技術(shù)：
燃氣熱水器是一種利用燃氣燃燒放出的熱量來加熱水的裝置，而現(xiàn)有的燃氣熱水 器中的換熱器結(jié)構(gòu)基本上都是仿照30年前日本燃氣熱水器上的設計、改進極少，在30多年 實際使用中已經(jīng)暴露出其不足，需要改進?，F(xiàn)有的燃氣熱水器中的換熱器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其制作工藝為先在銅片2上沖 孔，然后插入銅管1，經(jīng)脹管針焊后完成，上述換熱器一般稱作為平片式肋片管換熱器，由銅 片2形成平片式肋片，試驗表明現(xiàn)有的這種換熱器的吸熱強度較低，其主要不足之處表現(xiàn) 為①采用圓形銅管作為水管；已有試驗指出，當氣流經(jīng)過平片式肋片與繞流過圓形 銅管后在銅管背風面會產(chǎn)生一個較大的回流區(qū)(如圖2所示)，在回流區(qū)內(nèi)熱交換明顯減 弱，受熱面的吸熱明顯下降，從而造成對流受熱面吸熱強度(單位面積的吸熱量)下降 ’傳 熱學的研究也指出，在換熱器上存在回流區(qū)對傳熱是不利的，應盡量減小回流區(qū)的大小，以 加強換熱；②平片式肋片的厚度偏厚；現(xiàn)有使用的平片式肋片管換熱器，其作為平片式肋片 的銅片2的厚度通常為0. 3mm,但是理論研究指出(如圖3所示)最佳的肋片的厚度為 0. 03-0. 2mm ；③平片式肋片的形狀；在現(xiàn)有的平片式肋片管換熱器上對肋片形狀的設計，國內(nèi) 生產(chǎn)廠家均未作過深入的研究，已有資料指出，肋片高度的選取十分重要，它對肋片吸熱強 度有明顯影響，現(xiàn)有的設計均需要進一步研究、完善；④沒有采用強化傳熱的異形肋片；已有資料指出，在肋片管換熱器上可以采用多 種形式的具有強化傳熱功能的異形肋片，以進一步提高換熱器的吸熱強度；以上幾個方面暴露出現(xiàn)有的燃氣熱水器中的換熱器所存在的主要技術(shù)缺陷與不 足，需要加以改進；因此，特別需要一種燃氣熱水器，解決現(xiàn)有的燃氣熱水器中的換熱器的 存在的上述問題，有效地加強換熱器的吸熱強度，提高燃氣熱水器的工作效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種燃氣熱水器，解決現(xiàn)有的燃氣熱水器中的換熱器 的存在的上述問題，有效地加強換熱器的吸熱強度，提高燃氣熱水器的工作效率，結(jié)構(gòu)簡 單、十分實用。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種燃氣熱水器，其特征在于，所述燃氣熱水器中的換熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所 述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設置進口，所述銅管的另一端設置出口。在本實用新型的一個實施例中，所述銅管與肋片之間采用硬針焊方法互相焊接連 接。在本實用新型的一個實施例中，所述銅管為銅扁管，明顯減小氣流流過銅管時在 背風面產(chǎn)生的回流區(qū)。進一步，所述銅扁管的內(nèi)部流道的寬度為2. 0-4. 0mm，可以減少銅扁管壁面邊界層 的厚度，增強對流換熱效果。在本實用新型的一個實施例中，所述肋片的厚度為0.03-0. 2mm，使肋片的吸熱強 度達到最大。在本實用新型的一個實施例中，所述肋片的波峰與波谷之間的垂直距離為 10-30mm,所述肋片的相鄰波峰之間的間距為l_5mm。在本實用新型的一個實施例中，所述肋片的截面呈矩形、三角形、鋸齒形、百葉窗 形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強化肋片的傳熱功能。進一步，所述肋片整體呈波紋形。進一步，所述肋片上設置有若干穿孔。在本實用新型的一個實施例中，所述銅管由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu)成，形成一蛇形 銅管，所述銅管的一端設置進口，所述銅管的另一端設置出口。在本實用新型的一個實施例中，所述銅管由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu)成，所述銅管的 一端設置有進水分配管，所述銅管的另一端設置出水分配管，所述進水分配管設置有進口， 所述出水分配管上設置有出口。在本實用新型的一個實施例中，本實用新型的銅管帶式換熱器可應用于燃氣熱水
ο在本實用新型的一個實施例中，本實用新型的銅管帶式換熱器可應用于燃氣兩用 爐。本實用新型的燃氣熱水器具有如下特點與優(yōu)點①換熱器采用扁形銅管；試驗表明，當氣繞流過扁管時，在背風面產(chǎn)生的回流區(qū)明 顯縮小(如圖3所示)，銅管表面與帶狀肋片的吸熱便相應增強；②換熱器采用厚度僅為0. Imm的帶狀肋片；理論研究已表明最佳帶狀肋片厚度為 0. 03-0. 2mm，此時換熱器吸熱強度最大；③換熱器的扁管尺寸與帶狀肋片形狀均經(jīng)傳熱過程的數(shù)值計算后決定；扁管與帶 狀肋片間的正確配合必須由換熱器的數(shù)值計算決定，否則會導致?lián)Q熱器吸熱強度下降或出 現(xiàn)管帶明顯氧化燒損；④換熱器采用強化傳熱的異形帶狀肋片；采用了具有強化傳熱功能的異形帶狀肋 片與平直帶狀肋片相比能吸收更多的熱量。本實用新型的燃氣熱水器，其換熱器采用波帶狀肋片與銅管互相疊合構(gòu)成換熱 器，通過改變銅管的形狀，肋片的波帶形狀和肋片的厚度，增強了吸熱強度，減小回流區(qū)，加 強了換熱器的換熱效果，提高燃氣熱水器的工作效率，結(jié)構(gòu)簡單，十分實用，實現(xiàn)本實用新 型的目的。本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
圖1為現(xiàn)有的燃氣熱水器換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為換熱器采用不同形狀的銅管產(chǎn)生的回流區(qū)的示意圖；圖3為肋片的厚度對肋片吸熱效率的對應示意圖；圖4為本實用新型的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實用新型的銅管帶式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型的銅管與肋片連接的示意圖；圖7為本實用新型的銅管的一種設置方式的示意圖；圖8為本實用新型的一種肋片的示意圖；圖9為本實用新型的一種肋片的示意圖；圖10為本實用新型的一種肋片的示意圖；圖11為本實用新型的一種肋片的示意圖；圖12為本實用新型的一種肋片的示意圖；圖13為本實用新型的一種肋片的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。實施例如圖4所示，本實用新型的燃氣熱水器600，是一臺使用比較普及的強排式熱水器 結(jié)構(gòu)示意圖。其工作原理是燃氣進入熱水器600后依次流經(jīng)電磁閥610、調(diào)節(jié)閥620、水 氣聯(lián)動裝置630，燃氣噴咀(圖中未示)后進入燃燒器640。電磁閥610用于開啟或關(guān)閉燃 氣；調(diào)節(jié)閥620用于調(diào)節(jié)燃氣量大小以適應熱水器600變化負荷的需要；水氣聯(lián)動裝置630 確保一旦停水時立即切斷熱水器600的燃氣供應，防止熱水器600燒損。燃氣從燃氣噴咀 (圖中未示)噴射出來并卷吸一部空氣一起進入燃燒器640，在燃燒器640內(nèi)燃氣與空氣完 全均勻混合后從火孔流出。由點火器650通過點火針651產(chǎn)生的電火花將燃氣點燃形成穩(wěn) 定的火焰。燃氣在燃燒室660內(nèi)完全燃燼并釋放出熱量生成高溫煙氣，煙氣流經(jīng)輻射換熱 器700與對流換熱器800時將熱量傳遞給水，使水加熱為衛(wèi)生熱水供用戶使用，同時煙氣急 劇冷卻。煙氣從對流換熱器800流出后進入集煙罩670，再由排風機680將煙氣經(jīng)排煙管 690強制排向大氣。排風機680與風壓開關(guān)681相連，風壓開關(guān)681的作用是一旦排煙受阻 煙氣倒灌便立即切斷電源使熱水器600停止工作。熱水器600還配有漏電保護900，一旦發(fā) 生漏電便切斷電源，防止漏電傷人。冷水進入熱水器600后流經(jīng)水調(diào)節(jié)閥621、水氣聯(lián)動裝置630后進入換熱器。水調(diào) 節(jié)閥621的作用是改變水量大小，水氣聯(lián)動裝置630確保停水時立即關(guān)閉燃氣。冷水先進 入對流換熱器800再流經(jīng)輻射換熱器700 (也可以先進入輻射換熱器700再流經(jīng)對流換熱 器800)，被加熱后成為衛(wèi)生熱水流出。如圖5所示，燃氣熱水器600中的熱水器600中的輻射換熱器700和對流換熱器800，它由銅管100和肋片200構(gòu)成，銅管100與肋片200互相疊合連接，肋片200為波帶狀
肋片，銅管100的一端設置進口 300，銅管的另一端設置出口 400。在本實用新型中，銅管100為銅扁管，試驗表明，當氣流繞流過扁管時，在背風面 產(chǎn)生的回流區(qū)會明顯縮小(如圖3所示)，銅管表面與帶狀肋片的吸熱便相應增強；所述銅 扁管的內(nèi)部流道的寬度為2. 0-4. 0mm，扁管內(nèi)部流道寬度很小可以減少壁面邊界層的厚度， 增強對流換熱。在本實用新型中，肋片200的厚度為0. 03-0. 2mm，理論研究已表明最佳帶狀肋片 厚度為0. 03-0. 2mm，此時換熱器吸熱強度最大。同時，要實現(xiàn)0. Imm的薄銅帶與銅扁管間的互相疊合連接必須采用先進的銅硬針 焊技術(shù)，在本實用新型中，銅管100與肋片200之間采用硬針焊方法互相焊接連接(參見圖 6)。本實用新型的銅管帶式換熱器的扁管尺寸與帶狀肋片形狀均經(jīng)傳熱過程的數(shù)值 計算后決定，扁管與帶狀肋片間的正確配合必須由換熱器的數(shù)值計算決定，否則會導致?lián)Q 熱器吸熱強度下降或出現(xiàn)管帶明顯氧化燒損。在本實用新型中，肋片200的波峰與波谷之間的垂直距離為10_30mm，肋片200的 相鄰波峰之間的間距為l_5mm。在本實用新型中，如圖8、圖9、圖10、圖11、圖12和圖13所示，肋片200的截面呈 矩形、三角形、鋸齒形、百葉窗形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強化肋片的傳熱功能；肋片 200的截面呈鋸齒形時，鋸齒的寬度h為0. 005-2mm,肋片200整體也可以呈波紋形，肋片 200上也可以設置有若干穿孔210，通過破壞煙氣邊界層，邊界層厚度減薄，導致傳熱加強。在本實用新型中，銅管100由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu)成(參見圖5)，形成一蛇形銅 管，銅管100的一端設置進口 300，所述銅管的另一端設置出口 400。在本實用新型中，銅管100也可由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu)成(參見圖7)，銅管100的 一端設置有進水分配管500，進水分配管500設置有進口 ；同樣的，銅管100的另一端設置 出水分配管(圖中未示)，所述出水分配管上設置有出口。上述兩種設置方式取決于水流經(jīng)換熱器時流動阻力的大小是否超過設計值。本實用新型的燃氣熱水器600可以解決現(xiàn)在燃氣熱水器上使用的平片式肋片管 換熱器的主要技術(shù)缺陷，其對流換熱系數(shù)可提高2倍左右，對流換熱器銅材用量可節(jié)省 40%左右。其技術(shù)性能處于當今國際先進水平。高溫煙氣從帶狀肋片200間的縫隙中流過 (同時也繞流過銅管100)把熱量傳遞給換熱面，溫度低的水從輻射受熱面流出后進入管帶 式換熱器的進口 300，再流入銅管100并吸收從換熱器傳遞來的熱量，成為衛(wèi)生熱水流出。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用 型 要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種燃氣熱水器，其特征在于，所述燃氣熱水器中的換熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設置進口，所述銅管的另一端設置出口。
2.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述銅管與肋片之間采用硬針焊方 法互相焊接連接。
3.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述銅管為銅扁管，明顯減小氣流流 過銅管時在背風面產(chǎn)生的回流區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述銅扁管的內(nèi)部流道的寬度為 2. 0-4. 0mm，可以減少銅扁管壁面邊界層的厚度，增強對流換熱效果。
5.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述肋片的厚度為0.03-0. 2mm，使肋 片的吸熱強度達到最大。
6.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述肋片的波峰與波谷之間的垂直 距離為10-30mm，所述肋片的相鄰波峰之間的間距為l_5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述肋片的截面呈矩形、三角形、鋸 齒形、百葉窗形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，能有效地強化肋片的傳熱功能。
8.如權(quán)利要求7所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述肋片整體呈波紋形。
9.如權(quán)利要求7所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述肋片上設置有若干穿孔。
10.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述銅管由多排銅管互相串聯(lián)構(gòu) 成，形成一蛇形銅管，所述銅管的一端設置進口，所述銅管的另一端設置出口。
11.如權(quán)利要求1所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述銅管由多排銅管互相并聯(lián)構(gòu) 成，所述銅管的一端設置有進水分配管，所述銅管的另一端設置出水分配管，所述進水分配 管設置有進口，所述出水分配管上設置有出口。
專利摘要一種燃氣熱水器，所述燃氣熱水器中的換熱器由銅管和肋片構(gòu)成，所述銅管與肋片互相疊合連接，所述肋片為波帶狀肋片，所述銅管的一端設置進口，所述銅管的另一端設置出口；其換熱器采用波帶狀肋片與銅管互相疊合構(gòu)成換熱器，通過改變銅管的形狀，肋片的波帶形狀和肋片的厚度，增強了吸熱強度，減小回流區(qū)，加強了換熱器的換熱效果，提高燃氣熱水器的工作效率，結(jié)構(gòu)簡單，十分實用，實現(xiàn)本實用新型的目的。
文檔編號F24H1/14GK201652761SQ201020109949
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者趙恒誼, 鄭永新, 高屹峰 申請人:銅聯(lián)商務咨詢(上海)有限公司