一种内置波纹式换热器及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种内置波纹式换热器及其制造方法，属于换热器技术领域。该换热器包括具有垂向中孔的内筒，内筒的外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，支撑片的外缘与波纹管状外壳的波谷内壁密封固连，形成一组环腔；最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通；环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔；上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。本发明不仅具有大换热面积的波纹管状外壳，而且具有迂回的换热流道，因此使得换热更为充分，换热效率显著提高，并且支撑片在形成迂回流道的同时，还起到内支撑作用，使外壳的承受外压能力大大增强，一举两得。
【专利说明】
一种内置波纹式换热器及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种热水器用换热器，尤其是一种内置波纹式换热器，同时还涉及其制造方法，属于换热器技术领域。
【背景技术】
[0002]据
【申请人】了解，太阳能热水器水箱的换热分为内置和外置两种结构形式。外置式换热对于大直径的热水器内胆而言，其中部的热水很难被加热，用户使用过程中会出现忽冷忽热现象。
[0003]内置式换热又分盘管式换热和内置胆式换热结构。前者由于难以设置排气溢流装置，因此盘管内很容易产生气堵，影响换热效果；内置胆式换热是将体积比较小的热交换内胆放入热水器内胆中，换热介质在小内胆中循环，将热量传给热水器内胆中的储水，其典型结构可以参见申请号为200920310757.5的中国专利文献，其不足之处是换热器的热交换面积较小，换热效率受限。并且无论外置式夹套换热还是胆式换热，由于要兼顾排气、溢流，排气口通常设置在换热器的中上部，这就意味着换热器的部分换热面积不能有效利用。
[0004]为了增大热交换面积提高换热效率，申请号为201210531460.8的中国专利申请公开的《一种卧式壁挂带波纹胆换热器的太阳能分体水箱》给出了一种换热内胆，该换热内胆的两端为波纹形状结构，胆内贯穿有排气管，左侧设置有循环出管，右侧设置有循环进管。由于有效增大了换热面积，因此能够提高换热效果。然而研究表明，这种仅通过增大换热面积换热器的换热效率仍有潜力可挖。
[0005]另一方面，热水器储热水箱是一个压力容器，内胆承受的是储水对内胆内壁产生的内压，而内置式换热器特别是内置胆式换热器所承受压力为内胆中的储水与换热器中的循环换热介质的压差。由于换热器中的换热介质一般为自然循环并且设有排气管，所以换热器所承受的压力可近似为内胆中的储水所产生的外压。在一般情况下，压力容器承受外压的能力远小于承受内压的能力，所以设计储热水箱内置式换热器时，除了要考虑换热效率，还要兼顾其承压能力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:在上述现有技术的基础上，提出一种可以进一步显著提高换热效率并且具有良好承压能力的内置波纹式换热器，同时给出其制造方法。
[0007]为了达到以上目的，本发明的内置波纹式换热器的基本技术方案为:包括具有垂向中孔的内筒，所述内筒的外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，所述支撑片的外缘与波纹管状外壳的对应波谷内壁密封固连，形成一组环腔;最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通，最上层环腔的顶部与出气管连通;所述环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔;上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。
[0008]可以理解，本发明不仅具有大换热面积的波纹管状外壳，而且具有迂回的换热流道，因此使得换热更为充分，换热效率显著提高，并且支撑片在形成迂回流道的同时，还起到内支撑作用，使外壳的承受外压能力大大增强，一举两得。
[0009]本发明进一步的完善有:
所述波纹管状外壳由波纹管段及分别位于波纹段顶部和底部的上封头和下封头密闭固连而成。
[0010]所述隔离片的外侧形成与波纹管状外壳内壁形状吻合的起伏缘。
[0011]所述循环进管、循环出管和排气管均朝下引出端口。
[0012]所述排气管由所述上封头朝上延伸后通过弧形弯管下引。
[0013]本发明的内置波纹式换热器制造方法包括以下步骤:
第一步、借助相应模具，将板材卷制内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳；第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；
第三步、将一对半圆外壳对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连；
第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与出气管连通焊接。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0015]图1为本发明一个实施例的结构示意图。
[0016]图2为图1实施例的内部结构立体示意图。
[0017]图3为图1实施例的制造过程示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体的实施方式作进一步的说明:
本实施例的内置波纹式换热器为中空套筒结构，如图1和图2所示，包括具有垂向中孔的内筒I，该内筒I的外圆轴向间隔分布五层径向延伸的支撑片4-1，各支撑片4的外缘与波纹管状外壳2的对应波谷内壁密封固连，形成一组环腔。波纹管状外壳2由波纹管段2-2及分别位于其顶部和底部的上封头3-1和下封头3-2密闭焊接固连而成。最上层环腔通过位于内筒I上的进口与循环进管5焊接连通，最下层环腔通过位于下封头3-2上的出口与循环出管6焊接连通，最上层环腔的顶部上封头3-1与出气管7焊接连通。环腔内固定将其隔断的隔离片4-2，隔离片4-2的外侧形成与波纹管状外壳2内壁形状吻合的起伏缘。相邻环腔之间在隔离片4-2处制有连通孔4-3;上、下相邻连通孔4-3分别位于对应的隔离片4-2两侧，从而形成图中箭头所示循环进管5至循环出管6之间往复迂回的流道。循环进管5、循环出管6和排气管7均朝下引出端口，从而在兼备循环、排气作用的同时，也构成了换热器的安装结构(参见图3)，便于与热水器内胆配合安装形成可靠的固定。排气管7由上封头3-1朝上延伸后通过弧形弯管下引，从而兼有换热介质膨胀和排气作用，减少了因换热介质膨胀和排气而占用的有效换热面积。
[0019]本实施例的内置波纹式换热器加工过程如图3所示，包括以下步骤: 第一步、借助相应模具，将完成冲孔、喷砂的板材卷制成内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳波纹段和上、下封头；
第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧；
第三步、将一对半圆外壳波纹段对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连;再将上、下封头与对合后的波纹段焊接；
第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与出气管连通焊接。
[0020]本实施例不仅借助波纹结构充分扩展了换热面积，而且通过迂回流道显著提高换热效果，且大大延长了换热器使用寿命，其安装方便、可靠。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如波纹管状外壳和内筒可分别是直圆筒、螺旋状、波纹状、加肋等结构形式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种内置波纹式换热器，包括具有垂向中孔的内筒，其特征在于:所述内筒的外圆轴向间隔分布一组径向延伸的支撑片，所述支撑片的外缘与波纹管状外壳的对应波谷内壁密封固连，形成一组环腔;最上层环腔与循环进管连通，最下层环腔与循环出管连通，最上层环腔的顶部与出气管连通;所述环腔内固定将其隔断的隔离片，相邻环腔之间在隔离片处制有连通孔;上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧，从而形成循环进管至循环出管之间往复迂回的流道。2.根据权利要求1所述的内置波纹式换热器，其特征在于:所述波纹管状外壳由波纹管段及分别位于波纹段顶部和底部的上封头和下封头密闭固连而成。3.根据权利要求2所述的内置波纹式换热器，其特征在于:所述隔离片的外侧形成与波纹管状外壳内壁形状吻合的起伏缘。4.根据权利要求3所述的内置波纹式换热器，其特征在于:所述循环进管、循环出管和排气管均朝下引出端口。5.根据权利要求4所述的内置波纹式换热器，其特征在于:所述排气管由所述上封头朝上延伸后通过弧形弯管下引。6.根据权利要求1所述的内置波纹式换热器制造方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步、借助相应模具，将板材卷制内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳； 第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧； 第三步、将一对半圆外壳对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连； 第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与出气管连通焊接。7.根据权利要求2所述的内置波纹式换热器制造方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步、借助相应模具，将完成冲孔、喷砂的板材卷制成内筒，另滚压出波纹半管状的一对半圆外壳波纹段和上、下封头； 第二步、在立置的内筒外圆轴向间隔焊接一组径向延伸并制有联通孔的支撑片，在上下相邻的支撑片之间焊接隔离片，上、下相邻连通孔分别位于对应的隔离片两侧； 第三步、将一对半圆外壳波纹段对合包在焊接支撑片的内筒外，形成波纹管状外壳，且使波纹管状外壳的波谷内壁与对应的支撑片密封固连;再将上、下封头与对合后的波纹段焊接； 第四步、最上层环腔与循环进管连通焊接，最下层环腔与循环出管连通焊接，最上层环腔的顶部与出气管连通焊接。
【文档编号】F28D7/02GK105910466SQ201610385752
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】朱庆国, 李 杰, 施颖
【申请人】江苏迈能高科技有限公司