耐腐蚀铜热交换器的制造方法及热水器与流程

1.本发明涉及热水器领域，特别涉及一种耐腐蚀铜热交换器的制造方法及热水器。


背景技术：

2.根据市场反馈，在新疆阿克苏，山西晋城等区域热水器铜制热交换器非常容易出现点蚀穿孔的现象。根据分析这主要是由于形成原电池反应导致的。根据水质检测这些区域的自来水中存在微小的煤炭颗粒而且水中存在较高的氯化盐和硫酸盐浓度，形成了一定的电解质环境。
3.这些煤矿颗粒附着在铜管内部表面，即类似于碳棒与铜进行了连接，从而形成了原电池，图1示出了反应的示意图，图中示意出了煤炭颗粒10和其外部的水膜20。反应的过程示意如下。
4.吸氧腐蚀(铜负极、煤矿颗粒正极构成原电池)：
5.(-)2cu-4e-＝＝2cu
2
6.( )o2 2h2o 4e-＝＝4oh-7.cu
2
2oh-＝＝cu(oh)2
8.cu(oh)2与水中的co2长时间反应后则会生成铜绿，如下：
9.2cu(oh)2 co2＝＝＝cu2(oh)2co3(铜绿) h2o
10.如此，会加速局部的腐蚀，同时也在煤矿颗粒周围形成的腐蚀产物将煤炭颗粒固定在了原地，导致原电池现象不断的进行，最终形成点蚀。


技术实现要素：

11.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种耐腐蚀铜热交换器的制造方法及热水器。
12.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
13.一种耐腐蚀铜热交换器的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
14.s10、对铜热交换器进行高温钎焊；
15.s20、将所述铜热交换器冷却至预设温度；
16.s30、向所述铜热交换器的内部通入空气或氧气，并在所述预设温度保温预设时长，以在所述铜热交换器的铜管的内壁形成氧化层。
17.在本方案中，向铜热交换器的内部通入空气或氧气后，使得铜管的内壁被氧化，在铜管的内壁形成一层氧化铜保护膜，该保护膜早期可以在煤炭颗粒沉淀与铜管的内壁间充当一个阻隔层作用，没有直接连接后，煤炭颗粒与铜之间构成原电池的电子传导速率大大减小。同时使得煤炭颗粒的附壁力减小，最终被水流冲走。当cuo逐渐与水中的co2、o2、h2o等反应后变成附着在铜管内壁上的铜绿，这时这些由cuo变成的铜绿可以继续对原电池起着阻隔作用，因此，使用高温氧化的铜质热交换器可以很好地耐这种原电池腐蚀。另外，在本方案中，直接利用钎焊后的余温进行氧气，能够提高热交换器的氧化效率。
18.优选地，在步骤s10中，在进行高温钎焊的过程中通入还原性气体。
19.在本方案中，由于钎焊过程中的温度是高温(例如，保持在900℃)，通入还原性气体，能够避免铜热交换器严重氧化(发黑)，进而能够起到保护作用。
20.优选地，在高温钎焊区执行步骤s10，在一级冷却区执行步骤s20，在氧化区执行步骤步骤s30；
21.所述铜热交换器在物料传送装置的作用下自所述高温钎焊区依次传送至所述一级冷却区和所述氧化区。
22.在本方案中，在特定的区域进行特定的操作，有利于实现铜热交换器的批量生产，也有利于提高铜热交换器的制造效率。
23.优选地，在步骤s20和s30之间，所述制造方法还包括步骤：
24.s20’、停止通入所述还原性气体。
25.在本方案中，在将铜热交换器冷却至预设温度后再撤掉还原性气体，能够进一步防止铜热交换器严重氧化。另外，撤掉还原性气体的保护后，再通入空气/氧气，从而能够将铜热交换器的铜管内外氧化。
26.优选地，所述物料传送装置为传送带，在步骤s30中，沿所述铜热交换器的传送方向，所述空气或氧气倾斜向下通入所述铜热交换器。
27.在本方案中，空气或氧气倾斜向下通入，能够防止空气或氧气沿与传送方向相反的方向流回高温钎焊的区域或附近(即高温区域)，从而有利于保证铜管的内壁的氧化效果。
28.优选地，在步骤s30中，所述空气或氧气通入所述铜热交换器的入口或出口。
29.优选地，在步骤s30中，所述空气或氧气通过通气接口循环传送装置至所述铜热交换器的内部，其中，通气接口的入口和出口分别与所述铜热交换器的入口和出口相连通。
30.优选地，在步骤s30之后，所述制造方法还包括步骤：
31.s40、停止通入所述还原性气体。
32.在本方案中，在对铜管的内壁进行氧化时，还原性气体仍在发挥保护作用，进而能够保护保护铜管的外部，能够保持铜热交换器外观的铜色，即有利于保证美观度。
33.优选地，所述预设温度大于100℃，当所述铜热交换器的温度冷却至100℃时，执行上述步骤s40。
34.在本方案中，温度在100℃时，氧化的速度较快，而在100℃以下时，氧化的速度便较慢。因此，在铜热交换器的温度冷却至100℃之间，保持还原性气体通入，有利于保护铜管的外部不被氧化。
35.优选地，所述预设温度与所述预设时长呈负相关的关系。
36.在本方案中，若预设温度较高，则预设时长(对应于氧化时间)可以缩短。
37.优选地，所述预设温度的范围为300℃
±
100℃，所述预设时长的范围为10-15min；
38.或，所述预设温度的范围为500℃
±
100℃，所述预设时长的范围为1-5min。
39.优选地，在步骤s30之后，所述制造方法还包括步骤：
40.s30’、在二级冷却区将所述铜热交换器冷却至100℃；
41.s50、对所述铜热交换器进行自然冷却。
42.本发明还提供一种热水器，其包括利用上述耐腐蚀铜热交换器的制造方法制造的
耐腐蚀铜热交换器。
43.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
44.本发明的积极进步效果在于：
45.在该耐腐蚀铜热交换器的制造方法中，向铜热交换器的内部通入空气或氧气后，使得铜管的内壁被氧化，在铜管的内壁形成一层氧化铜保护膜，该保护膜早期可以在煤炭颗粒沉淀与铜管的内壁间充当一个阻隔层作用，没有直接连接后，煤炭颗粒与铜之间构成原电池的电子传导速率大大减小。同时使得煤炭颗粒的附壁力减小，最终被水流冲走。当cuo逐渐与水中的co2、o2、h2o等反应后变成附着在铜管内壁上的铜绿，这时这些由cuo变成的铜绿可以继续对原电池起着阻隔作用，因此，使用高温氧化的铜质热交换器可以很好地耐这种原电池腐蚀。另外，在本方案中，直接利用钎焊后的余温进行氧气，能够提高热交换器的氧化效率。
附图说明
46.图1为现有技术中铜热交换器的铜管的内壁的反应示意图。
47.图2为本发明实施例1的耐腐蚀铜热交换器的铜管的内壁的反应示意图。
48.图3为本发明实施例1的耐腐蚀铜热交换器的制造过程示意图。
49.图4为本发明实施例1的耐腐蚀铜热交换器的制造方法的流程图。
50.图5为本发明实施例2的耐腐蚀铜热交换器的制造过程示意图。
51.图6为本发明实施例2的耐腐蚀铜热交换器的制造方法的流程图。
52.附图标记说明：
53.10 煤炭颗粒
54.20 水膜
55.30 铜热交换器
56.40 通入位置
57.50 循环传送装置
58.r1 高温钎焊区
59.r2 一级冷却区
60.r3 氧化区
61.r4 二级冷却区
62.r5 自然冷却区
63.s10-s50、s20’、s30
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步骤
具体实施方式
64.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
65.实施例1
66.本实施例揭示一种耐腐蚀铜热交换器的制造方法，如图2-4所示(其中，图2中也相应地示意性地示出了煤炭颗粒10和水膜20)，制造方法包括以下步骤：
67.步骤s10、对铜热交换器30进行高温钎焊；
68.步骤s20、将铜热交换器30冷却至预设温度；
69.步骤s30、向铜热交换器30的内部通入空气或氧气，并在预设温度保温预设时长，以在铜热交换器30的铜管的内壁形成氧化层。
70.在本实施方式中，向铜热交换器30的内部通入空气或氧气后，使得铜管的内壁被氧化，在铜管的内壁形成一层氧化铜(cuo)保护膜，该保护膜早期可以在煤炭颗粒10沉淀与铜管的内壁间充当一个阻隔层作用，没有直接连接后，煤炭颗粒10与铜之间构成原电池的电子传导速率大大减小。同时使得煤炭颗粒10的附壁力减小，最终被水流冲走。当cuo逐渐与水中的co2、o2、h2o等反应后变成附着在铜管内壁上的铜绿，这时这些由cuo变成的铜绿可以继续对原电池起着阻隔作用，因此，使用高温氧化的铜质热交换器可以很好地耐这种原电池腐蚀。另外，在本方案中，直接利用钎焊后的余温进行氧气，能够提高热交换器的氧化效率。
71.需要说明的是，高温钎焊的温度一般在900℃左右。另外，上述对铜热交换器30的铜管的内壁进行氧化的温度也较高，如下，该温度通常在300℃
±
100℃的范围内，也可以在500℃
±
100℃的范围内，当然也可以在这两种范围之间的范围内。
72.在一优选的实施例中，在步骤s10中，在进行高温钎焊的过程中通入还原性气体。
73.其中，由于钎焊过程中的温度是高温(例如，保持在900℃)，通入还原性气体，能够避免铜热交换器30严重氧化(发黑)，进而能够起到保护作用。需要说明的是，还原性气体示意性地采用氨气。
74.如图3所示，在高温钎焊区r1执行步骤s10，在一级冷却区r2执行步骤s20，在氧化区r3执行步骤步骤s30。铜热交换器30在物料传送装置的作用下自高温钎焊区r1依次传送至一级冷却区r2和氧化区r3。
75.其中，在特定的区域进行特定的操作，有利于实现铜热交换器30的批量生产，也有利于提高铜热交换器30的制造效率。
76.在另一优选的实施例中，在步骤s20和s30之间，制造方法还包括步骤：
77.步骤s20’、停止通入还原性气体。
78.其中，在将铜热交换器30冷却至预设温度后再撤掉还原性气体，能够进一步防止铜热交换器30严重氧化。另外，撤掉还原性气体的保护后，再通入空气/氧气，从而能够将铜热交换器30的铜管内外氧化。
79.在另一优选的实施例中，物料传送装置为传送带，在步骤s30中，沿铜热交换器30的传送方向，空气或氧气倾斜向下通入铜热交换器30。图3示意性地示出了空气或氧气的通入位置40。
80.其中，空气或氧气倾斜向下通入，能够防止空气或氧气沿与传送方向相反的方向流回高温钎焊的区域或附近(即高温区域)，从而有利于保证铜管的内壁的氧化效果。
81.进一步地，空气或氧气通入铜热交换器30的入口或出口。
82.需要说明的是，预设温度与预设时长呈负相关的关系。
83.其中，若预设温度较高，则预设时长(对应于氧化时间)可以缩短。
84.例如，预设温度的范围为300℃
±
100℃，预设时长的范围为10-15min。又例如，预设温度的范围为500℃
±
100℃，预设时长的范围为1-5min。
85.如图3和图4所示，在步骤s30之后，制造方法还包括步骤：
86.步骤s30’、在二级冷却区r4将铜热交换器30冷却至100℃；
87.步骤s50、对铜热交换器30进行自然冷却。
88.其中，步骤s50是在自然冷却区r5进行冷却的。
89.需要说明的是，在一级冷却区r2和二级冷却区r4是采用了相应的冷却设备进行冷却，其中，冷却设备可以采用现有技术中任何可以适用于此的冷却设备，如水冷管道系统等。
90.本实施例还揭示一种热水器，其包括利用上述耐腐蚀铜热交换器的制造方法制造的耐腐蚀铜热交换器。
91.实施例2
92.如图5-6所示，本实施例揭示一种耐腐蚀铜热交换器的制造方法及对应的热水器，本实施例中的制造方法与实施例1中的制造方法基本，不同之处主要在于还原性气体的停止通入时机，以及空气或氧气的通入方式。其中，本实施例中与实施例1相同的附图标记指代相同的元件或步骤。
93.如图5所示，在步骤s30中，空气或氧气通过通气接口循环传送装置50装置至铜热交换器的内部，其中，通气接口的入口和出口分别与铜热交换器的入口和出口相连通。
94.如图6所示，在步骤s30之后，制造方法还包括步骤：
95.s40、停止通入还原性气体。
96.其中，在对铜管的内壁进行氧化时，还原性气体仍在发挥保护作用，进而能够保护保护铜管的外部，能够保持铜热交换器30外观的铜色，即有利于保证美观度。
97.其中，如前述实施例1所描述的，预设温度大于100℃，当铜热交换器30的温度冷却至100℃时，执行上述步骤s40。
98.温度在100℃时，氧化的速度较快，而在100℃以下时，氧化的速度便较慢。因此，在铜热交换器30的温度冷却至100℃之间，保持还原性气体通入，有利于保护铜管的外部不被氧化。
99.结合上述内容和图6可知，上述步骤s40在步骤s30’和步骤s50之间。
100.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。