一种自动除垢热交换器制造技术

本发明专利技术公开了一种自动除垢热交换器，属于热交换器领域，解决现有技术中热交换器需要手动除垢，操作不便，且除垢效果不佳的问题。本发明专利技术主要由内部形成有相互连通的换热腔和出气腔的换热体，以及设置在该换热腔内部的换热管组成，该换热管为内部具有圆柱形空腔的直管，且在其圆柱形空腔内部还设有与之相匹配的除垢装置。本发明专利技术结构简单，操作方便，除垢效果理想，且成本较低，适合大规模推广应用，特别适合在“硬水”地区推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及家用热水器，具体地说，是涉及一种具有自动除垢功能的自动除垢热交换器。
技术介绍
家用热水器是十分常见的家用电器之一，它利用热交换管实现热量交换，从而达到冷水加热的目的。由此可见，家用热水器的性能便主要决定于热交换管的性能。通过对热交换管的使用和理论研究可以发现，热交换管的性能主要在于其换热效率的高低，换热效率高的热交换管不仅可以缩短加热时间，降低能源消耗，还能有效延长其自身的使用寿命，降低消费者的使用和维护成本。而影响热交换管换热效率的主要因素便在于水垢，由于水质自身的原因，热交换管在使用过程中不可避免地会产生水垢，我们无法控制水垢的产生，那么要提高换热效率，便只能从除垢方面考虑。现有技术中，家用热水器的热交换管基本上都没有配置除垢装置，其换热管通常为弯管，随着使用时间的增加，热交换管内部的水垢必然越积越多，其换热效率便不可避免地逐渐降低，某些性能较差的家用热水器其性能甚至降低非常快，最终使得现有的家用热水器不仅换热效率低，而且使用寿命短，其性价比并不高。部分家用热水器即使设计了除垢装置，其设计原理也不是从水垢这个根本原因着手，设计而成的除垢装置仅仅是单纯的为了除垢而除垢，除垢装置不仅自身结构复杂，生产成本高，而且其除垢效果难以满足人们的实际需求，使用寿命很短，需要经常性地维护甚至更换，这不仅增加了人们的使用与维护成本，而且还增加了很多麻烦，使得这些带除垢装置的家用热水器的市场价值受到了很大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动除垢热交换器，解决现有技术中热交换器无法除垢或者除垢效果差的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种自动除垢热交换器，主要由内部形成有相互连通的换热腔和出气腔的换热体，以及设置在该换热腔内部的换热管组成，该换热管为内部具有圆柱形空腔的直管，且在其圆柱形空腔内部还设有与之相匹配的除垢装置。进一步地，所述除垢装置由设置在换热管内部并能自由转动的圆管，以及一片以上一端与圆管的管壁固定相连、另一端设置有擦子的弹片组成；所述弹片在换热管的内壁与圆管的侧壁之间同向弯曲设置，擦子则在该弹片的弹性形变下紧贴换热管的内壁并能随圆管同步转动。当擦子数量为两个以上时，所有擦子呈螺旋型均匀分布于所述圆管外部，且相邻两个擦子的相邻端端面位于同一平面上。通过对擦子的巧妙设计，既实现了擦子在同一直线上对换热管内壁的覆盖，又形成了一条螺旋型的水流通道，在清除水垢时，水垢不仅会受到擦子的作用，而且还会受到斜向而来的水流冲击力，从而大大提高了水垢的清除效率。再进一步地，在所述圆管的上下两个端头处设有转轴，而在换热管的上下两个端头处则设有轴套，圆管则通过其转轴与换热管的轴套配合组装后位于换热管的内部。更进一步地，所述轴套呈圆盘状，而在该轴套的圆心处设有一个内部具有通孔的圆柱，同时在该轴套上还设有一个以上的排垢孔；所述的转轴则设置在该圆柱的通孔内部。为了提高热效率，在换热管的外壁上还均匀的设有一片以上的集热片，且这些集热片以换热管的中心轴线为圆心轴，在换热腔的内部呈放射性分布，相邻的集热片形成一道供热气流通的热气通道；同时，在换热腔的内部还设有一条从上至下呈螺旋状布置并环绕在集热片外侧的水管，该水管的出水口经换热管下部轴套的通孔后与换热管的内部相连通。进一步地，在换热体的外侧底部处还设有与圆管下端的转轴相连接并用于驱动圆管转动的驱动装置；所述的驱动装置由与转轴相连接的变速器，以及与变速器相连的驱动电机组成。再进一步地，在换热管的内壁上还设有不粘层；在水管的管壁上还设有防止换热管转动的固定件。更进一步地，在所述换热管的底部还设有密封装置，所述密封装置包括设置在换热管与转轴之间的金属隔断层、套在转轴上并通过螺钉固定在金属隔断层上的密封垫。通过
技术介绍
的分析可以知道，热交换管的换热效率取决于除垢效果，而确保、提高除垢效果，最好的办法便是从水垢自身着手，只有从水垢这个根源上着手设计，才能设计出高效的除垢装置，进而提高热交换管的换热性能，确保使用寿命。基于上述理论，本专利技术的设计思想主要在于以下几个方面：一、水垢的产生位置水垢是水受到高温加热后发生化学反应而生成的，因此，水垢的产生位置通常都是换热管的高温区，即：换热管的高温区在何处，水垢便在何处，通过控制换热管的高温区，便可控制水垢的结垢位置。二、水垢的形状在确定水垢的结垢位置后，我们再看看水垢的形状与除垢效果之间的关系。首先，水垢结垢于换热管的内壁上，这是毫无疑问的。那么，换热管内壁为何种形状，水垢必然也为何种形状；也就是说，水垢的形状由换热管的形状决定，需要何种形状的水垢，只需要设计相应形状的换热管即可，那么，对于除垢来说，何种形状的水垢最容易清除？很明显，水垢状态越分散、形状越复杂，除垢难度肯定也越大，只有状态最集中、形状最简单的水垢清除最容易。考虑到水垢结垢于换热管内壁上，其状态与形状均受换热管内壁决定，如果换热管的内壁存在多种结构、各结构形状各不相同，那么，形成于换热管内壁上的水垢也必然存在于多个形状不同的结构上，如此一来，水垢必然无法集中、形状无法统一，这便使得除垢难度大大提升，因此，只有将换热管的内壁设置成一个结构并且形状完全相同，才能使水垢状态最集中并且形状最简单。而最简单的形状很明显是曲面，它无边无角，而且反复快，如果水垢的形状为曲面，清除水垢自然最为容易、方便，根据前述推论而知，而欲使水垢形成曲面，换热管的内壁便必须为曲面，结合管道的常规特点，圆面便成为了最简单的曲面，而圆柱体的内圆面又是最容易产生的圆面，由此可得，利用圆柱形的直管制成换热管的技术方案便应运而生。三、除垢装置在通过水垢的形状来确定换热管形状之后，只需要及时清除即可，水垢的大小根本不会影响除垢效果，因此不再考虑水垢的大小。至于除垢装置的设计，则完全根据换热管的形状来设计，圆柱形的直管制成的换热管由于形状完全相同，水垢的形状也最为简单，如此便为一次性清除水垢提供了实现的基础。而对于圆柱形的水垢，要达到一次性清除水垢的目的，则必须绕圆柱的中心轴旋转一周，形成一个圆柱形的水垢清除面，如此便得到了在圆柱直管上设置擦子并控制圆柱直管旋转一周的总体设计方案，其具体方案之前已经详细描述，在此不再重复。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术中除垢装置的结构示意图。图3为本专利技术中换热管的结构示意图。图4为本专利技术中水管的结构示意图。图5为本专利技术中换热体的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1～图5所示，一种自动除垢热交换器，主要由内部形成有相互连通的换热腔15和出气腔16的换热体1，以及设置在该换热腔15内部的换热管3组成，该换热管3为内部具有圆柱形空腔的直管，且在其圆柱形空腔内部还设有与之相匹配的除垢装置；换热体1的下部设有用于安装密封垫和螺钉的通孔21，通孔21与换热管3下端相焊接。现有热交换器内部的换热管通常采用弯管制成，而本实施中换热管为直管，燃气从上至下，经换热腔15流入出气腔16，最后排出热交换器，其中，换热管为热交换区，即高温区，水在换热管3内完成热交换，而后在换热管内壁上结成水垢，水垢的形状与换热管内壁形状相同，为圆柱形，无边无角，即没有死角。除垢时，只需控制除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动除垢热交换器，主要由内部形成有相互连通的换热腔（15）和出气腔（16）的换热体（1），以及设置在该换热腔（15）内部的换热管（3）组成，其特征在于：该换热管（3）为内部具有圆柱形空腔的直管，且在其圆柱形空腔内部还设有与之相匹配的除垢装置。

【技术特征摘要】
1.一种自动除垢热交换器，主要由内部形成有相互连通的换热腔（15）和出气腔（16）的换热体（1），以及设置在该换热腔（15）内部的换热管（3）组成，其特征在于：该换热管（3）为内部具有圆柱形空腔的直管，且在其圆柱形空腔内部还设有与之相匹配的除垢装置。2.根据权利要求1所述的一种自动除垢热交换器，其特征在于：所述除垢装置由设置在换热管（3）内部并能自由转动的圆管（4），以及一片以上一端与圆管（4）的管壁固定相连、另一端设置有擦子（7）的弹片（17）组成；所述弹片（17）在换热管（3）的内壁与圆管（4）的侧壁之间同向弯曲设置，擦子（7）则在该弹片（17）的弹性形变下紧贴换热管（3）的内壁并能随圆管（4）同步转动。3.根据权利要求2所述的一种自动除垢热交换器，其特征在于：当擦子（7）数量为两个以上时，所有擦子（7）呈螺旋型均匀分布于所述圆管（4）外部，且相邻两个擦子（7）的相邻端端面位于同一平面上。4.根据权利要求2或3所述的一种自动除垢热交换器，其特征在于：在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：项祥勇，
申请(专利权)人：大冶斯瑞尔换热器有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42