一种具有防腐蚀结构的换热器及燃气热水器的制作方法

1.本发明涉及燃气热水器防腐蚀领域，具体涉及一种具有防腐蚀结构的换热器及燃气热水器。


背景技术：

2.燃气热水器的换热器是燃气燃烧热向管道内水传递的部件，其通常由进水管、换热直管、连接弯管和出水管串连组成水流通道，同时换热直管外部固定有换热翅片，换热直管及换热翅片位于铜制换热器壳体内部并受燃烧器直接灼烧加热，出水管通常会在铜制换热器壳体的外部盘绕几圈后向下伸出形成热水出口。
3.现有技术中，燃气热水器的换热器由于是相对较细的铜管构成水流通道，故一般均没有采取有效的防腐蚀措施，而是任由其腐蚀直至出现穿孔漏水情况再行更换。没有采取防腐蚀措施的主要原因在于：铜管较细，其直径通常在10-15mm,水在管内流动，腐蚀从管内进行且铜管会有部分管段受燃烧器灼烧加热，管内壁不好作防腐处理，同时常规的电化学防腐蚀用的电子阳极通常为硬质的且较短，一方面无法有效在铜管上进行安装，另一方面现有的电子阳极较短，铜管则相对较长，即便较短的电子阳极强行安装于铜管上，其防腐蚀效果通常也仅仅及于较短的一段铜管，防腐蚀效果差。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种具有防腐蚀结构的换热器及燃气热水器，旨在克服现有技术中常规使用的燃气热水器及其换热器缺乏有效的防腐蚀结构的不足。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有防腐蚀结构的换热器，包括铜制壳体、位于壳体内的铜制换热管及位于壳体外与所述换热管连通的铜制进水管和出水管，其还包括柔性电子阳极及阳极控制器，所述柔性电子阳极伸入所述换热管内并与所述换热管的长度及弯曲形状相匹配，所述柔性电子阳极一端伸出至所述换热管外并与所述阳极控制器的正极电连接，所述阳极控制器的负极与所述壳体、换热管、进水管或出水管电连接，所述柔性电子阳极位于所述换热管内的部分具有沿长度方向限位绝缘段和裸露涂层段交替出现的结构，所述限位绝缘段可防止所述裸露涂层段与所述换热管内壁接触。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步，所述限位绝缘段为套设于所述柔性电子阳极上的绝缘塑胶套。
8.采用上述进一步结构改进的好处为，绝缘塑胶套易在柔性电子阳极外设置，结构简单，易加工实现；绝缘塑胶套能够使柔性电子阳极与换热管绝缘，保证阳极不与换热管导通，确保换热管为阴极。
9.进一步，所述限位绝缘段还包括若干限位套环，所述限位套环套设固定于所述绝缘塑胶套上。
10.采用上述进一步改进的好处为，限位套环能够对柔性电子阳极进行限位，有效防止裸露涂层段与换热管内壁接触。
11.进一步，所述限位套环包括外支撑环、内固定环和多根径向延伸的辐条，所述辐条两端分别连接所述外支撑环和内固定环，所述内固定环套设固定于所述绝缘塑胶套上，所述外支撑环与所述换热管的内壁间隙配合。
12.采用上述进一步结构改进的好处为，内外支撑环之间由辐条连接，辐条间为供水流穿过的通道，即能够有效限位柔性电子阳极，又能够保证减小水流阻力且降低水流对柔性电子阳极丝的冲击作用。
13.进一步，所述限位套环固定于所述绝缘塑胶套临近所述裸露涂层段的位置。
14.采用上述进一步结构改进的好处为，裸露涂层段可被两端的限位套环支撑顶起，从而有效避免与换热管的管壁接触。
15.进一步，所述换热管上设有供所述柔性电子阳极伸入的接口，所述接口处可拆卸连接的密封盖，柔性电子阳极绝缘穿过所述密封盖。
16.采用上述进一步结构改进的好处为，方便初始时柔性电子阳极向换热管内部的伸入。
17.进一步，所述换热管、进水管和出水管为同一根铜管的不同管段，所述柔性电子阳极的数量为一根且依次从进水管、换热管和出水管中穿过，所述换热管、进水管和出水管分别通过导线与所述阳极控制器的负极电连接。
18.采用上述进一步结构改进的好处为，有利于减少在铜管上开设接口的数量，加工成本低，出现漏水的风险有效降低；仅设一个接口时，柔性电子阳极应在铜管为直管时装入，然后再对铜管进行弯曲加工。
19.进一步，所述柔性电子阳极丝有多根，所述换热管、进水管和出水管内各至少设有一根所述柔性电子阳极。
20.采用上述进一步结构改进的好处为，有利于保证每根柔性电子阳极长度适当且尽量为直线状，有利于在铜管弯曲成型后再加装柔性电子阳极。
21.进一步，所述柔性电子阳极丝为耐蚀钛合金或阀金属，所述柔性电子阳极直径为0.25-1mm。
22.本发明还提供一种燃气热水器，其具有上述的换热器。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.目前对燃气热水器的多弯折换热器没有有效的防腐蚀方法。该换热器的铜制换热管内具有与阳极控制器正极电连接的柔性电子阳极，阳极控制器的负极与铜制外壳、换热管或进出水管电连接，当换热管内有水时，整体形成连通回路。阳极控制器通过柔性电子阳极，依据铜材的性质、换热管中水的温度及水质等因素输出保护电流，对各管段实施有效的阴极保护。
附图说明
25.图1为本发明提供的具有防腐蚀结构的换热器的示意图；
26.图2为本发明图1中换热管及其内装入的柔性电子阳极的示意图；
27.图3为图2的换热管及其内柔性电子阳极沿a-a的剖视图；
28.图4为图2中圆形圈住部位放大后的示意图；
29.图5为当柔性电子阳极具有实心且较薄的限位套环时位于换热管内沿轴向的示意
图；
30.图6为柔性电子阳极在换热管内对换热管起防腐蚀作用的原理图(由于外接阳极控制器的作用，保护电流产生时，换热管管壁各处具有富余电子)。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、壳体；2、换热管；3、进水管；4、出水管；5、柔性电子阳极；6、阳极控制器；7、限位绝缘段；8、裸露涂层段；9、绝缘塑胶套；10、限位套环；11、外支撑环；12、内固定环；13、辐条；14、接口；15、密封盖。
具体实施方式
33.以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
34.在本发明的描述中，若用到“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位的术语，其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发明和简化描述，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发明的限制。
35.如图1至6所示，本发明提供一种具有防腐蚀结构的换热器，包括铜制壳体1、位于壳体1内的铜制换热管2及位于壳体1外与所述换热管2连通的铜制进水管3和出水管4，其还包括柔性电子阳极5及阳极控制器6，所述柔性电子阳极5伸入所述换热管2内并与所述换热管2的长度及弯曲形状相匹配，所述柔性电子阳极5一端伸出至所述换热管2外并与所述阳极控制器6的正极电连接，所述阳极控制器6的负极与所述壳体1、换热管2、进水管3或出水管4电连接，所述柔性电子阳极5位于所述换热管2内的部分具有沿长度方向限位绝缘段7和裸露涂层段8交替出现的结构，所述限位绝缘段7长于所述裸露涂层段8且可防止所述裸露涂层段8与所述换热管2内壁接触。
36.需要说明的是，柔性电子阳极的直径远小于换热管的内径，保证不影响管内水流流动，而且在水流流动时较细且质轻的柔性电子阳极可在管内适度的扰动，减少管内结垢的几率。柔性电子阳极，包括细长的阳极芯体，所述阳极芯体由耐蚀金属制成，所述阳极芯体外沿轴向均匀间隔设有绝缘塑料套以形成限位绝缘段，相邻的限位绝缘段之间是裸露涂层段(即芯体表面涂有铂或铱等贵金属涂层)。
37.在本发明的一个实施例中，所述限位绝缘段7为套设于所述柔性电子阳极5上的绝缘塑胶套9。
38.需要说明的是，绝缘塑胶套(亦可考虑使用绝缘涂层)应是具有一定的耐热耐蚀效果，保证在热水管内部长时间使用而不损坏脱落。
39.在本发明的一个实施例中，所述限位绝缘段7还包括若干限位套环10，所述限位套环10套设固定于所述绝缘塑胶套9上。
40.需要说明的是，限位套环可以是如图2和3所示的较大的有透水孔隙的支撑环状，也可以是如图5所示的较小的实心环状。
41.在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述限位套环10包括外支撑环11、内固定环12和多根径向延伸的辐条13，所述辐条13两端分别连接所述外支撑环11和内固定环12，所述内固定环12套设固定于所述绝缘塑胶套9上，所述外支撑环11与所述换热管2的内壁间
隙配合。
42.在本发明的一个实施例中，所述限位套环10固定于所述绝缘塑胶套9临近所述裸露涂层段8的位置。
43.需要说明的是，当绝缘塑胶套较厚而裸露涂层段较短的情况下，此时裸露涂层段与铜管壁不易接触，也可不设置限位套环。
44.在本发明的一个实施例中，所述换热管2上设有供所述柔性电子阳极5伸入的接口14，所述接口14处可拆卸连接的密封盖15，柔性电子阳极绝缘穿过所述密封盖。
45.需要说明的是，密封盖的作用为一方面避免管内水经接口外漏，另一方面保证柔性电子阳极能够通过导线与阳极控制器电连接，密封盖可整体与换热管绝缘，也可整体与柔性电子阳极绝缘。
46.在本发明的一个实施例中，所述换热管2、进水管3和出水管4为同一根铜管的不同管段，所述柔性电子阳极5的数量为一根且依次从进水管3、换热管2和出水管4中穿过，所述换热管2、进水管3和出水管4分别通过导线与所述阳极控制器6的负极电连接。
47.可以理解的是，当整根铜管内仅有一根通长的柔性电子阳极时，应该在铜管还未装入壳体及未弯曲盘绕于壳体外而仍为直管时将柔性电子阳极装入管内，然后再对铜管时行安装及弯曲成型，弯曲成型时柔性电子阳极丝随之弯曲成型。
48.在本发明的一个实施例中，所述柔性电子阳极5有多根，所述换热管2、进水管3和出水管4内各至少设有一根所述柔性电子阳极。
49.可以理解的是，当采用先将换热管安装于换热器壳体上再安装柔性电子阳极时，可采用本实施例的方式，即采用多根的方式安装，每根均安装于铜管相对较直的管段，该种方式的好处还在于便于更换柔性电子阳极。
50.在本发明的一个实施例中，所述柔性电子阳极5为耐蚀钛合金丝或阀金属，所述柔性电子阳极5直径为0.25-2mm。
51.需要说明的是，柔性电子极优选使用耐蚀性好的材料，保证其耐用性。
52.本发明还提供一种燃气热水器，其具有上述的换热器。
53.本发明的基本原理为，如图6所示，换热器的铜制换热管2内具有与阳极控制器6正极电连接的柔性电子阳极5，阳极控制器的负极与铜制壳体、换热管或进出水管电连接，当换热管内有水时，整体形成连通回路。阳极控制器通过柔性电子阳极，依据铜材的性质、换热管中水的温度及水质等因素输出保护电流，对各管段实施有效的阴极保护。本发明的主要特点在于采用的是直径远小于铜管内径的细丝作电子阳极且可沿整个铜管通长设置，保证整个管段在各个小管段上分别受电子阳极作用并在管壁上产生富余电子，从而使整个管壁均能获得有效保护。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。