一種內置套筒式換熱器的儲熱水箱及其制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種內置套筒式換熱器的儲熱水箱及其制造方法，屬于熱水器技術領域。該儲熱水箱的換熱器具有垂向中孔的內筒，內筒外圓軸向間隔分布一組徑向延伸的支撐片，支撐片的外緣與波紋管狀外殼的波谷內壁密封固連，形成一組環腔；最上層環腔與循環進管連通，最下層環腔與循環出管連通；環腔內固定將其隔斷的隔離片，相鄰環腔之間在隔離片處制有連通孔；上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側，從而形成循環進管至循環出管之間往復迂回的流道。本發明不僅具有大換熱面積的波紋管狀外殼，而且具有迂回的換熱流道，因此使得換熱更為充分，換熱效率顯著提高，并且支撐片在形成迂回流道的同時，還起到內支撐作用，使外殼的承受外壓能力大大增強，一舉兩得。
【專利說明】
一種內置套筒式換熱器的儲熱水箱及其制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種熱水器的水箱，尤其是一種內置套筒式換熱器的儲熱水箱，同時還涉及其制造方法，屬于熱水器技術領域。
【背景技術】
[0002]據
【申請人】了解，太陽能熱水器水箱的換熱分為內置和外置兩種結構形式。外置式換熱對于大直徑的熱水器內膽而言，其中部的熱水很難被加熱，用戶使用過程中會出現忽冷忽熱現象。
[0003]內置式換熱又分盤管式換熱和內置膽式換熱結構。前者由于難以設置排氣溢流裝置，因此盤管內很容易產生氣堵，影響換熱效果；內置膽式換熱是將體積比較小的熱交換內膽放入熱水器內膽中，換熱介質在小內膽中循環，將熱量傳給熱水器內膽中的儲水，其中較為先進的結構可以參見申請號為200920310757.5的中國專利文獻。這種換熱器相對以前的此類換熱器內外表面均可以進行熱交換，因此使換熱效率得到提高。但是，該換熱器內換熱介質依然與以前的此類換熱器一樣自然循環，流徑較短，因此換熱效率的提高受限。
[0004]此外，熱水器儲熱水箱是一個壓力容器，內膽承受的是儲水對內膽內壁產生的內壓，而內置式換熱器特別是內置膽式換熱器所承受壓力為內膽中的儲水與換熱器中的循環換熱介質的壓差。由于換熱器中的換熱介質一般為自然循環并且設有排氣管，所以換熱器所承受的壓力可近似為內膽中的儲水所產生的外壓。在一般情況下，壓力容器承受外壓的能力遠小于承受內壓的能力，所以設計儲熱水箱內置式換熱器時，除了要考慮換熱效率，還要兼顧其承壓能力。而上述現有內置式換熱器的夾層中空結構使其承壓能力較弱。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于:針對上述現有技術存在的缺點，提出一種可以進一步顯著提高換熱效率并且具有良好承壓能力的內置套筒式換熱器的儲熱水箱，同時給出其制造方法。
[0006]為了達到以上目的，本發明內置套筒式換熱器的儲熱水箱基本技術方案為:包括安置在水箱內膽內的換熱器，所述換熱器具有垂向中孔的內筒，所述內筒的外圓軸向間隔分布一組徑向延伸的支撐片，所述支撐片的外緣與管狀外殼的內壁密封固連，形成一組環腔;最上層環腔與循環進管連通，最下層環腔與循環出管連通，最上層環腔的頂部與出氣管連通;所述環腔內固定將其隔斷的隔離片，相鄰環腔之間在隔離片處制有連通孔;上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側，從而形成循環進管至循環出管之間往復迂回的流道。
[0007]可以理解，本發明安置于水箱內的換熱器在具有內外換熱面積的基礎上，由具有夾層內的環形迂回換熱流道，因此使得換熱流徑得到充分擴展，換熱效率顯著提高，并且支撐片在形成迂回流道的同時，還起到內支撐作用，從而使外殼的承受外壓能力大大增強，一舉兩得。
[0008]本發明進一步的完善有:
所述外殼為波紋管狀外殼，所述波紋管狀外殼由波紋管段及分別位于波紋段頂部和底部的上封頭和下封頭密閉固連而成，所述支撐片的外緣與波紋管狀外殼的對應波谷內壁密封固連。
[0009]所述隔離片的外側形成與波紋管狀外殼內壁形狀吻合的起伏緣。
[0010]所述循環進管、循環出管和排氣管均朝下引出端口。
[0011]所述排氣管由所述上封頭朝上延伸后通過弧形彎管下引。
[0012]本發明的內置套筒式換熱器的儲熱水箱制造方法包括以下步驟:
第一步、借助相應模具，將板材卷制內筒，另滾壓出半管狀的一對半圓外殼；
第二步、在立置的內筒外圓軸向間隔焊接一組徑向延伸并制有聯通孔的支撐片，在上下相鄰的支撐片之間焊接隔離片，上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側；
第三步、將一對半圓外殼對合包在焊接支撐片的內筒外，形成管狀外殼，且使管狀外殼的內壁與對應的支撐片密封固連;再焊接管狀外殼兩端封頭；
第四步、最上層環腔與循環進管連通焊接，最下層環腔與循環出管連通焊接，最上層環腔的頂部與出氣管連通焊接，制成換熱器；
第五步、將換熱器安置在由筒體和筒底構成的內膽半成品內后，再封上封頭，制成內膽，經保溫處理后形成儲熱水箱成品。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0014]圖1為本發明一個優選實施例的結構示意圖。
[0015]圖2為圖1實施例的內部結構立體示意圖。
[0016]圖3為圖1實施例的制造過程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體的實施方式作進一步的說明:
本實施例內置套筒式換熱器的儲熱水箱內膽如圖1所示，包括安置在內膽9內的換熱器。該內膽9由筒體9-1、筒底9-2以及封頭9-3密封焊接構成，除具有進水口 9-4、出水口 9_5之外，還具有與換熱器循環進管5、循環出管6和排氣管7相配的各管口。
[0018]換熱器參見圖2，為中空套筒結構，包括具有垂向中孔的內筒I，該內筒I的外圓軸向間隔分布五層徑向延伸的支撐片4-1，各支撐片4的外緣與波紋管狀外殼2的對應波谷內壁密封固連，形成一組環腔。波紋管狀外殼2由波紋管段2-2及分別位于其頂部和底部的上封頭3-1和下封頭3-2密閉焊接固連而成。最上層環腔通過位于內筒I上的進口與循環進管5焊接連通，最下層環腔通過位于下封頭3-2上的出口與循環出管6焊接連通，最上層環腔的頂部上封頭3-1與出氣管7焊接連通。環腔內固定將其隔斷的隔離片4-2，隔離片4-2的外側形成與波紋管狀外殼2內壁形狀吻合的起伏緣。相鄰環腔之間在隔離片4-2處制有連通孔4-3;上、下相鄰連通孔4-3分別位于對應的隔離片4-2兩側，從而形成圖中箭頭所示循環進管5至循環出管6之間往復迂回的流道。循環進管5、循環出管6和排氣管7均朝下引出端口，從而在兼備循環、排氣作用的同時，也構成了換熱器的安裝結構(參見圖3)，便于與熱水器內膽配合安裝形成可靠的固定。排氣管7由上封頭3-1朝上延伸后通過弧形彎管下引，從而兼有換熱介質膨脹和排氣作用，減少了因換熱介質膨脹和排氣而占用的有效換熱面積。
[0019]本實施例的內置套筒式換熱器的儲熱水箱加工過程如圖3所示，包括以下步驟: 第一步、借助相應模具，將完成沖孔、噴砂的板材卷制成內筒，另滾壓出波紋半管狀的一對半圓外殼波紋段和上、下封頭；
第二步、在立置的內筒外圓軸向間隔焊接一組徑向延伸并制有聯通孔的支撐片，在上下相鄰的支撐片之間焊接隔離片，上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側；
第三步、將一對半圓外殼波紋段對合包在焊接支撐片的內筒外，形成波紋管狀外殼，且使波紋管狀外殼的波谷內壁與對應的支撐片密封固連;再將上、下封頭與對合后的波紋段焊接；
第四步、最上層環腔與循環進管連通焊接，最下層環腔與循環出管連通焊接，最上層環腔的頂部與出氣管連通焊接，制成換熱器；
第五步、將換熱器安置在由筒體和筒底構成的內膽半成品內后，再封上封頭，制成本實施例的水箱內膽，經保溫處理后制成儲熱水箱成品。
[0020]本實施例不僅借助波紋結構充分擴展了換熱面積，而且通過迂回流道顯著提高換熱效果，且大大延長了換熱器使用壽命，其安裝方便、可靠。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。例如波紋管狀外殼和內筒可分別是直圓筒、螺旋狀、波紋狀、加肋等結構形式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種內置套筒式換熱器的儲熱水箱，包括安置在水箱內膽內的換熱器，所述換熱器具有垂向中孔的內筒，其特征在于:所述內筒的外圓軸向間隔分布一組徑向延伸的支撐片，所述支撐片的外緣與管狀外殼的內壁密封固連，形成一組環腔;最上層環腔與循環進管連通，最下層環腔與循環出管連通，最上層環腔的頂部與出氣管連通;所述環腔內固定將其隔斷的隔離片，相鄰環腔之間在隔離片處制有連通孔;上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側，從而形成循環進管至循環出管之間往復迂回的流道。2.根據權利要求1所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱，其特征在于:所述外殼為波紋管狀外殼，所述波紋管狀外殼由波紋管段及分別位于波紋段頂部和底部的上封頭和下封頭密閉固連而成，所述支撐片的外緣與波紋管狀外殼的對應波谷內壁密封固連。3.根據權利要求2所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱，其特征在于:所述隔離片的外側形成與波紋管狀外殼內壁形狀吻合的起伏緣。4.根據權利要求3所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱，其特征在于:所述循環進管、循環出管和排氣管均朝下引出端口。5.根據權利要求4所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱，其特征在于:所述排氣管由所述上封頭朝上延伸后通過弧形彎管下引。6.根據權利要求1所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱制造方法，其特征在于包括以下步驟: 第一步、借助相應模具，將板材卷制內筒，另滾壓出半管狀的一對半圓外殼； 第二步、在立置的內筒外圓軸向間隔焊接一組徑向延伸并制有聯通孔的支撐片，在上下相鄰的支撐片之間焊接隔離片，上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側； 第三步、將一對半圓外殼對合包在焊接支撐片的內筒外，形成管狀外殼，且使管狀外殼的內壁與對應的支撐片密封固連;再焊接管狀外殼兩端封頭； 第四步、最上層環腔與循環進管連通焊接，最下層環腔與循環出管連通焊接，最上層環腔的頂部與出氣管連通焊接，制成換熱器； 第五步、將換熱器安置在由筒體和筒底構成的水箱半成品內后，再封上封頭，經保溫處理后制成儲熱水箱成品。7.根據權利要求2所述的內置套筒式換熱器的儲熱水箱制造方法，其特征在于包括以下步驟: 第一步、借助相應模具，將完成沖孔、噴砂的板材卷制成內筒，另滾壓出波紋半管狀的一對半圓外殼波紋段和上、下封頭； 第二步、在立置的內筒外圓軸向間隔焊接一組徑向延伸并制有聯通孔的支撐片，在上下相鄰的支撐片之間焊接隔離片，上、下相鄰連通孔分別位于對應的隔離片兩側； 第三步、將一對半圓外殼波紋段對合包在焊接支撐片的內筒外，形成波紋管狀外殼，且使波紋管狀外殼的波谷內壁與對應的支撐片密封固連;再將上、下封頭與對合后的波紋段焊接； 第四步、最上層環腔與循環進管連通焊接，最下層環腔與循環出管連通焊接，最上層環腔的頂部與出氣管連通焊接，制成換熱器； 第五步、將換熱器安置在由筒體和筒底構成的水箱半成品內后，再焊接封頭，制成內膽，經保溫處理后形成儲熱水箱成品。
【文檔編號】F24H9/00GK105910284SQ201610385750
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】朱慶國, 李 杰, 施穎
【申請人】江蘇邁能高科技有限公司