燃气热水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种燃气热水器，包括：燃烧室、换热室和换热管，换热室与燃烧室相连通，换热室的周壁上设有凹槽。换热管的至少一部分设在凹槽内且与换热室的周壁形成面配合，换热管的两端分别连接冷水进管和热水出管。根据本实用新型的燃气热水器，大幅度增加换热管与换热室的周壁的接触面积，提高换热管的吸热量，减少燃气的消耗量，而且在换热管与凹槽配合后，换热管的固定更加容易、牢靠。
【专利说明】
燃气热水器
技术领域
[0001]本实用新型涉及家用电器领域，尤其是涉及一种燃气热水器。
【背景技术】
[0002]燃气热水器的热水管通常是置于热交换器外壁平行或有一定的倾角进行缠绕排列，然后采用焊接技术紧固于热交换器外壳体上。正常工作时，燃烧室内燃气燃烧产生的大量热量加热热水管中的水流，以满足人们对热水的需求。但是这种完全依靠焊接使热水管与燃烧室外壁紧固的方法，一方面由于热水管焊接处接触面积有限，而且接触热阻过大，无法充分传热导致能量损失，另一方面热水管仅靠焊接固定于热交换器外壳体上，强度有限。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本实用新型的目的在于提出一种燃气热水器，以提高换热效率，且加强换热管的固定可靠性。
[0005]根据本实用新型的燃气热水器，包括:燃烧室；换热室，所述换热室与所述燃烧室相连通，所述换热室的周壁上设有凹槽;换热管，所述换热管的至少一部分设在所述凹槽内且与所述换热室的周壁形成面配合，所述换热管的两端分别连接冷水进管和热水出管。
[0006]根据本实用新型实施例的燃气热水器，通过在换热室的周壁上形成凹槽，换热管配合在凹槽内且与换热室的周壁形成面配合，从而大幅度增加换热管与换热室的周壁的接触面积，提高换热管的吸热量，减少燃气的消耗量，而且在换热管与凹槽配合后，换热管的固定更加容易、牢靠。
[0007]在一些实施例中，所述换热管通过胀管连接在所述换热室的周壁上，且所述换热室的周壁在与所述换热管胀管连接时形成所述凹槽。由此，胀管连接可以保证换热管能完全嵌入，二者之间空隙少，换热管与换热室的周壁之间形成完全的面接触，增加了换热管与换热室的周壁之间的接触面积，可进一步提高换热管的吸热能力。二者紧密的面配合使装配更加紧固，不易脱落。
[0008]具体地，所述换热管为圆管，所述换热管在所述凹槽内的深度大于所述换热管的半径。由此，换热室的周壁变形的部分能将换热管的最宽处卡住，使得换热管不易从凹槽内脱离。
[0009]有利地，所述换热管在所述凹槽内的深度超过所述换热管的半径的3_5mm。从而保证换热管嵌入牢固。
[0010]在一个具体示例中，所述换热管的与所述凹槽配合的部分的外径为6-10mm，壁厚为l-2mm。由此，换热管的管壁厚度较小，能提高换热管内水流的吸热量。
[0011]在一些实施例中，所述凹槽设在所述换热室的外周壁上。由此，换热管设置连接容易O
[0012]具体地，所述换热管的底端连接冷水进管，所述换热管的顶端穿过所述换热室后连接所述热水出管。由此，刚流入换热管内的冷水与烟气温差最大，吸收热量多。换热管内的水在顶端处伸入换热室后可吸收烟气的余热后再流出，以最大化利用燃烧烟气的余热进行换热。
[0013]进一步地，所述换热管的一部分穿过所述换热室，位于所述换热室内的所述换热管上设有翅片。由此，增强了烟气与换热管的传热效率，经此充分换热后水温进一步升高。
[0014]可选地，所述冷水进管上串联有冷水阀门，所述热水出管上串联有热水阀门。
[0015]可选地，所述燃烧室的燃气进管上串联有燃气比例阀。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0017]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1是根据本实用新型实施例的燃气热水器的结构示意图；
[0019]图2是图1中沿A-A方向剖视示意图；
[0020]图3是根据本实用新型实施例的换热管与换热室周壁的在胀管连接时局部剖面示意图。
[0021]附图标记:
[0022]燃气热水器100、
[0023]壳体1、燃烧室11、换热室12、燃气进管13、燃气比例阀14、凹槽101、换热室的周壁121、
[0024]换热管2、翅片22、
[0025]冷水进管3、热水出管4、冷水阀门5、热水阀门6。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0027]下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的燃气热水器100。
[0028]根据本实用新型实施例的燃气热水器100，如图1和图2所示，包括:燃烧室11、换热室12和换热管2，换热室12与燃烧室11相连通，换热管2的两端分别连接冷水进管3和热水出管4。
[0029]参照图2，换热室12的周壁121上设有凹槽101，换热管2的至少一部分设在凹槽101内且与换热室12的周壁121形成面配合。
[0030]在一个具体示例中，如图1所示，燃气热水器100包括壳体I，壳体I内限定出空腔，空腔包括燃烧室11和位于燃烧室11上方的换热室12。该示例中，换热室12的周壁121指出是壳体I的包围换热室12的部分。至少一部分换热管2设在换热室12的周壁121上的凹槽101内，可以理解为，可以是全部换热管2分布在换热室12的周壁121上，也可以是换热管2的一部分分布在换热室12的周壁121上且另一部分分布在燃烧室11处，还有可能是一部分换热管2分布在换热室12的周壁121上且另一部分换热管2分布在燃气热水器100的排烟管道(图未示出)内，这里不作具体限定。
[0031]具体地，当燃气在燃烧室11内燃烧时会产生大量热量，燃烧产生的高温烟气流动经过换热室12，最后从排烟管道排出，换热室12的周壁121可吸收燃烧火焰、烟气的热量。冷水从冷水进管3进入换热管2，以与换热室12的周壁121进行热交换，换热管2内的经过加热的水最终从热水出管4排出。
[0032]由于本实用新型实施例中，换热室12的周壁121形成凹槽101后，换热管2嵌入到凹槽101并与换热室12的周壁121形成紧密的面配合，换热管2与换热室12的周壁121之间的接触面积大幅度增加。
[0033]相对于将水管直接焊接在换热室的周壁上的方案而言，本实用新型中换热室12半嵌入到换热室12的周壁121上还能节省焊接材料，换热管2与周壁121之间没有焊料阻隔后可降低传热热阻。
[0034]具体地，现有技术公开的热量传导公式如下:Q= AA* ΔΤ/δ，其中，Q为传热量，λ为传热系数，A为传热面积，Δ T为温差，δ为壁面厚度。
[0035]由上述公式可以推导出，相对于现有技术中将换热管直接焊接在换热室壁面的方案而言，本实用新型实施例的方案中，换热管2与换热室12的壁面接触面积加大，二者之间的传热系统能适当增加，在燃烧条件不变且壁面厚度不变的前提下，换热管2能吸收的热量大幅度Q增加。
[0036]另外，本实用新型实施例中，由于至少部分换热管2半嵌在凹槽101内，换热管2可不需要其他方式再固定。当然，也不排除为加强换热管2固定的牢固性，在换热管2嵌入到凹槽101后，再用紧固件或者焊接方式将换热管2连接在换热管2的周壁上，此时再焊接时焊料用得少，而且由于凹槽101的配合换热管2的固定更加牢靠。
[0037]根据本实用新型实施例的燃气热水器100，通过在换热室12的周壁121上形成凹槽101，换热管2配合在凹槽101内且与换热室12的周壁121形成面配合，从而大幅度增加换热管2与换热室12的周壁121的接触面积，提高换热管2的吸热量，减少燃气的消耗量，而且在换热管2与凹槽101配合后，换热管2的固定更加容易、牢靠。
[0038]在一些实施例中，可将换热管2直接敲进换热室12的周壁121上，在将换热管2向周壁121敲的过程中，换热室12的周壁121受冲击形成凹槽101。但是这种方法不能保证换热管2完全无间隙地嵌入周壁121内，使用该方法换热管2还需要焊接以固定在周壁121上。
[0039]在另一些实施例中，换热管2通过胀管连接在换热室12的周壁121上，且换热室12的周壁121在与换热管2胀管连接时形成凹槽101。也就是说，换热管2通过胀管工艺连接在换热室12的周壁121上，在将换热管2连接到周壁121的过程中，换热室12的周壁121上同时形成了凹槽101。
[0040]在一个具体示例中，胀管连接的过程为，首先将换热管2止抵在换热室12的周壁121上，然后向换热管2内冲入高压气体，使得换热管2的管壁向外膨胀。由于换热管2止抵在换热室12的周壁121上，换热管2膨胀的过程中挤压换热室12的周壁121，使得换热室12的周壁121发生变形且形成凹槽101，如图3所示，换热室12的周壁121变形后包裹在换热管2上。
[0041]胀管连接可以保证换热管2能完全嵌入，而且由于凹槽101是由换热管2胀管时挤压成形的，因此二者之间空隙少，换热管2与换热室12的周壁121之间形成完全的面接触，增加了换热管2与换热室12的周壁121之间的接触面积。
[0042]而且由于换热室12的周壁121是发生变形后产生了凹槽101，换热室12的产生凹槽101的部分的周壁121厚度变薄，传热热阻更小。由上述热量的传导公式可以推断出，换热管2通过胀管连接在换热室12的周壁121上，换热效率更高，可进一步提高换热管2的吸热能力。
[0043]另外，相对将换热管2直接焊在周壁121上而言，采用胀管工艺将换热管2内嵌入换热管2的周壁121上，二者紧密的面配合使装配更加紧固，不易脱落。
[0044]具体地，如图3所示，换热管2为圆管，换热管2在凹槽101内的深度H大于换热管2的半径r，这样，至少有一半的换热管2嵌入在凹槽101内。由于换热管2通过胀管连接在换热室12的周壁121上，周壁121受换热管2挤压的部分迅速变形包裹换热管2的表面，而将换热管2在凹槽101内的嵌入深度H设置成超过换热管2的半径r，那么周壁121变形的部分能将换热管2的最宽处卡住，使得换热管2不易从凹槽101内脱离。
[0045]在一个具体实施例中，换热管2的与凹槽101配合的部分的外径D为6-10_，换热管2的与凹槽101配合的部分的壁厚为l-2mm，换热管2在凹槽101内的深度H超过换热管2的半径r的3-5_。这里，换热管2的管壁厚度较小，能提高换热管2内水流的吸热量，且换热管2嵌入牢固。
[0046]可选地，换热管2为铜管，从而换热管壁导热系统高，吸热能力强。当然，换热管也可采用其他材料制成，例如换热管可由不锈钢加工等。
[0047]在一些实施例中，如图2所示，凹槽101设在换热室12的外周壁上。也就是说，换热管2至少有一部分嵌在换热室12的周壁121的外侧，这样连接时较容易。
[0048]其中，换热管2通过胀管连接在换热室12的外周壁上，如图2所示，换热室12相应壁面向内凹陷，对于内部烟气流动可起到扰流作用，使得烟气分布趋于均匀，一定程度上利于换热室12内温度均匀，不易产生过大的热应力。
[0049]当然，也不排除凹槽101设在换热室12的周壁121的内侧的方案。
[0050]在本实用新型实施例中，换热管2邻近燃烧室11的一端连接冷水进管3，换热管2的远离燃烧室11的一端连接热水出管4。如图1中，换热管2的底端连接冷水进管3，换热管2的顶端连接热水出管4，这样，刚流入换热管2内的冷水与烟气温差最大，吸收热量多。
[0051 ]可选地，在换热管2内水流方向上，换热管沿换热室12的周壁121由下到上螺旋延伸，这样排布，可排布的换热管2的长度大幅度延长，而且换热管2可受到换热室12的周壁121的周向支撑力，换热管2在水平方向上受力平衡，利于安装牢固。
[0052]当然，本实用新型实施例不限于此，例如，换热管2在周壁121上竖向设置，其中换热管2的下端连接冷水进管3，换热管2的上端连接热水出管4，水流在换热管2内由下向上流动。或者换热管2形成为多根，多根换热管2沿水平方向设置。
[0053 ]具体地，如图1所示，换热管2的顶端穿过换热室12后连接热水出管4，也就是说，一部分换热管2设在换热室12的周壁121外侧，一部分换热管2穿过换热室12的周壁121后伸入到换热室12内，然后再穿过换热室12的周壁121，换热管2最终从顶端伸出换热室12连接热水出管4。
[0054]其中，由烟气向上飘散的原理，换热室12上排烟管道通常设在换热室12的顶部。将换热管2最终从顶端伸入到换热室12内，换热管2内的水在顶端处可吸收烟气的余热后再流出，以最大化利用燃烧烟气的余热进行换热。
[0055]进一步地，如图1和图2所示，位于换热室12内的换热管2上设有翅片22，这样，增强了烟气与换热管2的传热效率，经此充分换热后水温进一步升高。
[0056]在一些实施例中，如图1所示，冷水进管3上串联有冷水阀门5，热水出管4上串联有热水阀门6，冷水阀门5用于控制进水冷水的水流量，热水阀门6用于控制出水热水的水流量。
[0057]具体地，如图1所示，燃烧室11的燃气进管13上串联有燃气比例阀14，燃气比例阀14可导通燃气进管13，或者关断燃气进管13，燃气比例阀14也可调节开度，这样，可以根据不同的负荷要求，时事地调节燃气的流量。
[0058]其中需要说明的是，燃气热水器100还包括外壳、给排气装置、燃烧器、气控装置、水控装置、水气联动装置和电子控制系统等元件，燃气热水器100的工作原理等均为现有技术，这里就不详细描述。
[0059]下面参照图1-图3描述本实用新型的一个具体示例，该示例中，燃气热水器100包括燃烧器、设有换热室12和燃烧室11的壳体1、冷水进管3、热水出管4。
[0060]燃烧器入口连接燃气进管13，燃气进管13上安装有燃气比例阀14，燃气经燃气进管13进入燃烧器，在燃烧器内进行燃气和空气的混合后在燃烧室11内进行燃烧释放热量。
[0061]壳体I的外壁面上嵌入部分换热管2，换热管2为铜管，其外径D为6-10mm，壁厚1-2_，嵌入深度H超过换热管2外径D的一半的3-5_。
[0062]冷水进管3的入口处设置冷水阀门5，热水出管4的出口处设置有热水阀门6。
[0063]该示例中采用胀管技术将换热管2半嵌入换热室12的外壁上进行换热从而加热管内冷水，此种换热方式相较直接将管子焊接在换热室外壁上的方案而言，接触面面积更大，传热热阻更小，从而换热效率更高，同时由于管子嵌入式缠绕换热室12使得其配合更加紧固，不易松动。
[0064]冷水流入后经缠绕在换热室12上的换热管2进行换热，水温初步升高，换热管2尾端插入换热室12顶部，可利用燃烧烟气的热量继续进行换热。
[0065]换热室12内的换热管2上安装有翅片22，增强了烟气与换热管2的传热，经此充分换热后水温升高至合适温度，最终热水由热水出管4通过热水阀门6流出供用户使用。
[0066]这种燃气热水器100，节省焊接材料、增加传热面积，降低传热热阻，采用胀管工艺内嵌入外壁，接触面积更大，装配更加紧固，不易脱落。换热室12壁面部分向内凹陷，对于内部烟气流动起到扰流作用，使得烟气分布趋于均匀，一定程度上利于换热室12内温度均匀，不易产生过大的热应力。
[0067]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
[0068]在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。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实用新型中的具体含义。
[0069]在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结入口 ο
[0070]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及等同物限定。
【主权项】
1.一种燃气热水器，其特征在于，包括: 燃烧室； 换热室，所述换热室与所述燃烧室相连通，所述换热室的周壁上设有凹槽； 换热管，所述换热管的至少一部分设在所述凹槽内且与所述换热室的周壁形成面配合，所述换热管的两端分别连接冷水进管和热水出管。2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管通过胀管连接在所述换热室的周壁上，且所述换热室的周壁在与所述换热管胀管连接时形成所述凹槽。3.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管为圆管，所述换热管在所述凹槽内的深度大于所述换热管的半径。4.根据权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管在所述凹槽内的深度超过所述换热管的半径的3_5mm。5.根据权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管的与所述凹槽配合的部分的外径为6-1 Omm，壁厚为I _2mm。6.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述凹槽设在所述换热室的外周壁上。7.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管的底端连接冷水进管，所述换热管的顶端穿过所述换热室后连接所述热水出管。8.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热管的一部分穿过所述换热室，位于所述换热室内的所述换热管上设有翅片。9.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述冷水进管上串联有冷水阀门，所述热水出管上串联有热水阀门。10.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧室的燃气进管上串联有燃气比例阀。
【文档编号】F24H1/14GK205641485SQ201620354847
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】岳宝, 王文鹏, 李忠华, 梁国荣
【申请人】美的集团股份有限公司