换热器及其生产方法 本发明涉及一种用于将燃烧气体的热量交换和传递给制冷剂的换热器。
最近，使用燃气或燃油的燃烧热的制冷剂加热式空调装置已经付诸于实际使用。
下面参照附图来描述传统的制冷剂加热式空调装置的一个实例。
图5是一传统的制冷剂加热换热器的立体图。图6是图5所示制冷剂加热换热器的剖视图。图7是图5所示制冷剂加热换热器的铜管固定部分的放大的剖视图。
如图5所示，传统的制冷剂加热换热器包括一换热器组件1和一燃烧器部分2。换热器组件1包括一铝筒3和一固定于铝筒3外表面的铜弯管4。另外，该换热器的结构制成使得在换热器组件1一端的燃烧器部分2中所产生的燃烧气体流过铝筒3的内部空间。诸如R22或水之类的制冷剂流经绕铝筒3而设置的铜弯管3。
该制冷剂加热换热器的铝筒3通过挤压成形，铝筒3的内部具有许多翅片3a，用于从燃烧器部分2所产生的燃烧气体中吸收热量。
如图6和图7所示，供热交换用制冷剂流过的铜管4是通过对形成于铝筒3外表面上的铜管保持件3b进行压紧处理而保持定位，并固定于铝筒3上。由于铜管4是通过对铜管保持件3b的压紧处理而固定的，因此，从翅片3a和铝筒3地内表面上吸收的热量通过铜管保持件3b而传递到流经铜管4的制冷剂。
然而，在具有上述结构的传统换热器中，制冷剂交替地通过流经铝筒3的燃烧气体的上游侧(高温侧)和下游侧(低温侧)。这种结构造成许多热损耗，降低了热效率。
另外，传统换热器的铜管4具有直管部分和U形管部分，因而铜管的零件数量增多。而且，铜管4先插入铝筒3的铜管保持件3b，然后再固定于铜管保持件3b上并与它们紧密接触。因此，必须进行管膨胀处理，在铜管4纵向直管部分的整个长度上膨胀和固定铜管4。
如上所述，传统的换热器需要许多生产工序，诸如将直管部分连接于U形管部分的铜焊工序和管膨胀工序等，使得生产成本较高。
因此，本发明的一个目的是提供一种生产成本较低、热交换效率较高的换热器。
为了实现上述目的，本发明的换热器包括：
基本呈圆筒形的一金属筒，它一体地具有用于从燃烧气体中接收热量的翅片，并在两端具有供燃烧气体通过的开口，
供制冷剂流过的一金属管，所述金属管螺旋地缠绕于金属筒的外表面上，并与该外表面紧密接触，
固定于金属筒上的、用于将金属管两端固定于金属筒上的定位件。
本发明的换热器的上述结构可增强热交换效率，显著降低生产成本。
另外，本发明的换热器的生产方法包括如下工序：
将一第一定位件用螺钉连接于金属筒的外表面，该金属筒一体地具有用于从燃烧气体中接收热量的翅片，并在其两端具有供燃烧气体通过的开口，
将供制冷剂流过的金属管的一端固定于第一定位件，
通过使金属筒沿一预定方向旋转，将金属管缠绕于金属筒的外表面上，并与该外表面紧密接触，
在将金属管于金属筒上缠绕预定的圈数后，将一第二定位件用螺钉连接于金属筒外表面的另一端，
将金属管固定于第二定位件，
将金属管切成合适的长度。
本发明的换热器的生产方法仅需要较少的加工工序，较为简单，因而可显著降低生产成本。
通过下面结合附图的详细描述，将更容易理解本发明的构造和内容以及其它的目的和特点，附图中：
图1是本发明第一实施例的换热器的正视图；
图2是图1所示换热器的侧视图；
图3是该第一实施例的换热器的铜管固定部分的细节放大剖视图；
图4是表示本发明的换热器中铜管缠绕方法的侧视图；
图5是传统的换热器的立体图；
图6是图5所示的传统换热器的剖视图；
图7是传统换热器中的铜管固定部分的细节放大剖视图。
显然，某些或是所有的附图均是用作说明的示意性图例，没有必要表示出所示诸部件的相对尺寸或位置。
下面参照附图来描述本发明的换热器的第一实施例。
图1是本发明第一实施例的换热器的正视图，图2是图1所示换热器的侧视图。图1中所示的换热器是在空调装置中用作制冷剂加热用的。这种制冷剂加热换热器在致热操作中用来使制冷剂加热。
如图1所示，该第一实施例的制冷剂加热换热器包括一换热单元10和一设置在换热单元10右端的燃烧器部分11。换热单元10包括一供热气体流过的金属筒12和一供制冷剂通过的金属管13。金属管13绕着金属筒12的外表面而固定。在该第一实施例中，金属筒12是一个用铝挤压成形的铝筒，金属管13由铜制成。以下，金属筒12称作“铝筒12”，金属管称作“铜管13”。
如图1和图2所示，铜管13沿基本垂直于铝筒12外表面的母线的方向缠绕于铝筒12的外表面上。铜管13在铝筒12上缠绕多圈，铜管13的相邻的管部彼此紧密接触。也就是说，铜管13是以螺旋的方式大致沿由基本垂直于铝筒12中心轴线的一个平面与铝筒12的外表面相交而成的圆周缠绕于铝筒12的外表面上。一种诸如R22或水之类的制冷剂流过铜管13。
设置在换热单元10一端的燃烧器部分11被构造成使燃烧气体流入铝筒12的内部空间。
制冷剂加热换热器的铝筒12用挤压成形。在铝筒12的内侧具有许多翅片12a、12b，用来与燃烧器部分11所产生的燃烧气体进行高效地热交换。如图2所示，翅片12a成形为具有较大的形状，翅片12b成形为具有较小的形状，这些大、小翅片交替地设置，用于增强从燃烧气体中吸收热量的效果。翅片12a、12b是许多带状的凸起，它们延伸于基本平行于燃烧气体流动方向的方向上。
图3是该第一实施例的换热器的铜管固定部分的细节放大剖视图。
如图2和图3所示，铜管3螺旋地缠绕于铝筒12的外表面上，并与该外表面紧密接触，铜管13的相邻的管部彼此紧密接触。铜管13的制冷剂入口端和制冷剂出口端用两个定位件，也就是铜定位件15、15固定于铝筒12上。
如图3所示，铜定位件15用一螺钉14固定于铝筒12的外表面。另外，铜管13是利用银合金钎焊法焊接于铜定位件15，因而铜管13牢固地固定于铝筒12。
供热交换制冷剂流过的铜管13固定于铝筒12的外表面上，并与该外表面紧密接触。因此，从铝筒12的内表面以及从形成于铝筒12内表面上的大、小翅片12a、12b吸收的燃烧气体的热量通过铜管13传递到流经铜管13的制冷剂。
在具有上述结构的第一实施例的制冷剂加热换热器中，燃烧器部分11所产生的燃烧气体流入换热单元10的铝筒12，燃烧气体的热量通过翅片12a、12b传递到铝筒12。
在铜管13中，制冷剂进入设置在铝筒12高温部分处(图1中铝筒12的右侧)的铜管13的一端，也就是燃烧气体的上游侧。然后，制冷剂流到设置在铝筒12低温部分处(图1中铝筒12的左侧)的铜管13的另一端，也就是燃烧气体的下游侧，同时吸收热量。
如上所述，本发明第一实施例的制冷剂加热换热器被构造成使得制冷剂逐渐地从换热单元10的高温部分流到低温部分。因此，与上述传统的换热器相比，该换热器的热损失要小得多，而热交换效率却要高得多。
另外，由于该第一实施例的制冷剂加热换热器的铜管13包括一单个的铜管，因此，其零件数量远比传统换热器的要少。而且，用于固定该第一实施例的铜管13的生产加工工序的数量远少于传统生产方法所采用的。因此，可显著降低生产成本。
而且，即使流过铜管的制冷剂是采用不结冻的液体或类似物，而不是采用R22或水，也可获得与上述第一实施例所得到的效果相似的效果。
下面参照附图来描述本发明第二实施例的换热器。图4是表示本发明第二实施例的换热器的生产方法的侧视的剖视图。按照该第二实施例，与第一实施例相应的零件和构件用相同的标号表示，在第一实施例中对它们所作的描述在这里同样适用。第二实施例的换热器基本上与第一实施例的制冷剂加热换热器相同。该第二实施例涉及第一实施例的制冷剂加热换热器的一种生产方法。
下面参照图4来描述按照第二实施例的换热器生产方法。
如图4所示，在由铝挤压成形的铝筒12的内表面上交替地形成有许多大、小翅片12a、12b，用来增强热交换效率。如图4所示，在设置于铝筒12上部的内表面上的凸起部120上形成有大翅片12a’和小翅片12b’。凸起部120是内壁的一部分，它厚于铝筒12的其它部分。用来固定缠绕于铝筒12外表面的铜管13的铜定位件15通过螺钉14固定于底座部分120。如上所述，通过形成底座部分120，作螺纹固定之用，可防止螺钉14松脱，并防止它因暴露于铝筒12的高热而造成损坏。
当铜管13缠绕于铝筒12的外表面上时，先用螺钉14将铜定位件15固定于铝筒12外表面一端的一预定位置。
接下来，将铜管13插入铝筒12与铜定位件15之间的空间。而后，用银合金钎焊将铜管13的一端焊接固定于铜定位件15。图4表示铜管13一端已固定于铜定位件15上的状态。
参照图4，铝筒12绕其中心轴线沿箭头A所示方向旋转，同时在铜管13上施加一张力。结果，铜管13被螺旋地缠绕成与铝筒12的外表面紧密接触。同时，铜管13缠绕预定的圈数，使得相邻的管部彼此紧密接触。
在铜管13于铝筒12上缠绕预定的圈数后，用另一个铜定位件15将铜管13缠绕部分的后端固定于铝筒12上。用螺钉将铜定位件15的后端固定于铝筒12，使铜管13压靠于铝筒12上，正如铜管13缠绕部分的前端那样固定(图3)。然后，用钎焊将铜管13的后端固定于铜定位件15。在铜管13的后端固定于铝筒12上后，将铜管13在合适的位置切断。
本发明第二实施例的换热器是如以上所描述的那样生产的。
如上述第二实施例的描述中所清楚揭示的，直接将一单根的铜管即铜管13缠绕于铝筒12上而生产本发明的换热器。因此，与图5到图7所示的传统换热器不同，本发明的换热器不需要用来使铜管与金属筒紧密接触的管膨胀处理或用来将传统铜管的直管部分连接于U形管部分的焊接处理。因此，本发明的换热器的生产方法能减少生产工序的数量和显著降低生产成本。
如上所述，在本发明的换热器中，用作使制冷剂绕铝筒外表面流动用的金属管的铜管紧贴缠绕于铝筒上，其中铝筒是用作具有从燃烧气体吸收热量用的翅片的金属筒。金属管的两端均焊接于铜定位件，并且定位件用螺钉固定。利用本发明的换热器的上述结构，制冷剂按顺序从金属筒的高温部分流到低温部分。因此，本发明的换热器的热交换效率得以显著提高。而且，由于本发明的换热器的金属管包括一单根管，因此，其金属管零件的数量远少于传统实例中的数量，因而可显著降低生产成本。
另外，在本发明的换热器中，定位件用螺钉连接于金属筒外表面的一端，使制冷剂流动用的金属管的一端(入口侧)焊接于该定位件。转动上述固定有金属管的金属筒，使金属管缠绕在上面，同时使金属管与金属筒外表面紧密接触。在金属管缠绕到其另一端(出口侧)后，将金属管用一定位件固定，该定位件再用螺钉连接于金属筒的外表面。用焊接将金属管的出口侧固定于定位件，然后将金属管切成具有合适的长度用于连接。这样就完成了本发明的换热器的生产过程。
如上所述，本发明的换热器的生产方法不需要象上述传统生产方法那样，将金属管置于纵向的保持件中，并将该纵向保持件压紧而夹持住金属管这种复杂而麻烦的加工工艺。因此，该生产方法能减少生产工序的数量和显著降低生产成本。
除了上述将金属管用银合金钎焊法焊接于定位件的实施例，还可以有另一种经变化的实施例，其中金属管是用另一种连接结构来焊接，例如用磷铜合金钎焊法。
尽管以上通过目前较佳的实施例描述了本发明，但应予理解的是，这种揭示不应认为是限制性的。在阅读了以上的技术内容后，各种变化和修改无疑对于本发明所属技术领域的技术人员来说都是显而易见的。因此，应将所附权利要求看作能覆盖落在本发明真正的精神和范围内的所有变化和修改。