CN103597295A

CN103597295A - 减轻海拔效应的连续流水加热器

Info

Publication number: CN103597295A
Application number: CN201180068997.9A
Authority: CN
Inventors: 乔治·加西亚; 米格尔·努涅斯; 卡洛斯·奇卡
Original assignee: INDUSTRIAS HACEB SA
Current assignee: INDUSTRIAS HACEB SA
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2014-02-19
Also published as: MX2013008279A; WO2012101469A1; US20140014047A1; BR102013018485A2

Abstract

本发明提供一种减轻海拔效应的连续流水加热器，包括：一燃烧系统，一热传递系统，一机械结构，一控制系统和产品安全。相对于现有技术，所述能够减小海拔效应的连续流水加热器用于不同大气条件时，主要改进有：1、给气体注入分配脉冲的注入燃烧系统的应用，保证高的主要的加气处理，其用于减轻随着海拔增大带来的氧气减少。2、在燃烧器头部采用导流板来提高在环境温度较低时燃烧系统的交叉点火。3、作为自然通风锅炉，它考虑到了排空管组装的设计，排空管保证烟气的合适排出和热传递系统的效率。4、采用具有确定的几何结构的扩散器来提高烟气持久存在，进而改善热传递和提高系统效率。5、多个安全设备的整合以保证产品正确安全的工作。

Description

减轻海拔效应的连续流水加热器

技术领域

本发明涉及一种家用装置，尤其是家用电子设备和家用燃气设备。特别的，本发明涉及一种使用燃气的连续流水加热器，该连续流水加热器工作时不会因为在不同海拔而使得性能受到影响。

背景技术

有史以来，气体燃烧领域的主要技术发展都聚焦在第一世界的国家，其具有地理上不包括海拔超过2000米的大型城市居住区的特点。所有有关燃气管理和使用问题的全球规范都是以美国和欧洲（大部分是法国）标准为历史记录，然而气体燃料在高海拔地方使用却没有受到普遍关注。

在高海拔区域，如许多安第斯国家，存在减小热水器海拔效应的问题。然而，现有技术存在较大的制造问题并且在产品应用上针对终端用户。

事实上，加热装置在较高海拔处工作时具有如下几个缺点：

1、点火困难；

2、废气排放增多；

3、热功率减少；

4、火焰稳定性问题。

导致上述缺点的原因可以归结为两个随着海拔升高而发生的典型变化：氧气在空气中比重减小以及大气压改变带来的气体密度改变。

相反的，当装置使用燃料气体在海平面工作时，热能和有毒气体排放被认为是理想的，并且世界所有制造商都致力于装置在这样的工作环境下的工作，特别是如果该理想规则能够在所有数学模型里都适用于使用燃气的家用设备，他们都会试着推断在海平面条件下的任何地方的工作。

连续流水加热器无法避免所有家用燃气设备的常见问题。这些设备使用燃料气体作为热源，燃烧产物通过具有外部线圈的热交换器进行循环，其中水来自家庭供水网络并以室温流入，流入的水的温度随后增加大约25℃（取决于水流和装置状况）并用于洗浴、洗衣和烹饪用具。

美国标准包括燃料气体在高于海平面1000米海拔的使用，实施一种被称为美国降额的工作，这个做法试图当装置工作时在海平面以上每304米减少大约4%的产品热能。这是一种和使用要求相反的情况，因为在较高的海拔的地方，具有较低的温度和较高的热能需求。通过美国降额，能够获得安全运转，但是带来用户的不满，因为用户没能得到使他/她满意的最终温度。

如前所述，在现有技术中没有对于家用燃气用具在高海拔地方使用的缺点的解决方案。更清晰的，亚洲国家在使用燃料气体工作的连续流水加热器的制造中是使用人数最多的，但是供给渠道上，他们限制在秘鲁和玻利维亚这样的国家操作他们的产品，因为大的城市居住区都位于海平面上的海拔3000米以上，而且需要作出重要的技术努力去在安第斯区域的其他国家使用他们的产品，就目前一切情况来看，需要牺牲功能性能（终端用户满意度）来使得安全性不被危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种减轻海拔效应的连续流水加热器，包括：一燃烧系统，一热传递系统，一机械结构，一控制系统和一产品安全。

在本发明的一较佳实施例中，燃烧系统包括四个部分：射出成型铝制成的统一注入系统，四个不锈钢的混合器，两个导向板，一个火花塞的支持件。

在本发明的一较佳实施例中，燃烧系统包括统一注入系统，包括射出成型铝制成的矩形底部，所述矩形底部包括通过压力连接的上段和下段两部分，带着围绕底部的棍。

在本发明的一较佳实施例中，注入系统包括矩形底座，其长度在20～25厘米之间，宽度在8～15厘米之间。

在本发明的一较佳实施例中，统一注入系统包括射出成型铝制成的矩形底座,所述矩形底座由上下两段通过压力结合而组成，：一射出成型铝制成的矩形的下段包括四个水平排布的通道，其被与所述通道垂直的一通道从中间分隔，从而形成六个腔体，一压铸成型铝制成的矩形的上段包括四个水平排布的通道，其被与所述通道垂直的一通道从中间分隔，从而形成六个腔体。

在本发明的一较佳实施例中，在外边缘和通道边缘具有内部细小通道的下段来收容注入系统的两部分的密封胶。

在本发明的一较佳实施例中，在下段和统一注入系统的底部中间的中间通道具有分流器。

在本发明的一较佳实施例中，在统一注入系统的上段分布有五十个直径小于1毫米的喷嘴。

在本发明的一较佳实施例中，热传递系统包括四个不锈钢制成的混合器，其形成一组确定的几何形状，相当于两个相反且重叠的三角形，从而顶点在中间且底部形成混合器的端部，混合器在两侧被和燃烧器形状相同的不锈钢板密封。

在本发明的一较佳实施例中，一组四个混合器具有8～11厘米的高度，8～15厘米的宽度和20～25厘米的长度。

在本发明的一较佳实施例中，两个矩形的平面从四个混合器的底部向两侧延伸并弯曲在其边沿形成一矩形突出物用于固定在所述统一注入系统。

在本发明的一较佳实施例中，四个混合器被不锈钢帽在侧面密封。

在本发明的一较佳实施例中，两个不锈钢导向板采用最大90度角的7毫米凸缘制成且在中间断开从而形成较小角度，其中，一是具有较短凸缘的前面导向板，一是后面导向板。

在本发明的一较佳实施例中，矩形火花塞的支持件组装在前面混合器的顶部，通过两个侧边缘和具有沿其顶部和底部边缘一凸缘，生成四个腔室收容的火花塞并被一支持辅助件紧固。

在本发明的一较佳实施例中，四个混合器的底端连接并通过支架支撑所述机械结构。

在本发明的一较佳实施例中，热传递系统包括热交换器，扩散器，排烟管道。

在本发明的一较佳实施例中，机械结构包括两个压铸上漆部分：一个前面的矩形形状的一定体积的盒子，其背面具有新月形的腔体去允许管道越过排烟管道，以及背面盒子，后者作为加热器所有部分的支撑，具有大多数组件的收容部分且作为最后固定的底部。

本发明考虑连续流水加热器的设计，开发和制造以减小海拔效应并保证在安第斯区域的不同大气条件下的合适工作。此外，在低海拔的工作也是适用的。

相对于现有技术，所述能够减小海拔效应的连续流水加热器具有多个改进，特别是当其用于不同大气条件时，最主要的改进包括：

1、给注入气体分配脉冲的燃烧系统的应用，保证高的主要的加气处理，其用于减轻随着海拔增大带来的氧气减少的影响。

2、在燃烧器头部采用导流板来提高在环境温度较低时燃烧系统的交叉点火。

3、作为自然通风锅炉，它考虑到了排空管组装的设计，排空管保证烟气的合适排出和热传递系统的效率。

4、采用具有确定的几何结构的扩散器来提高烟气持久存在，进而改善热传递和提高系统效率。

5、多个安全设备的整合以保证产品正确安全的工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是燃烧系统的立体示意图。

图2是燃烧系统的正面示意图。

图3是燃烧系统的侧面示意图。

图4是减轻海拔效应的加热器的分解示意图。

具体实施方式

本发明减轻海拔效应的连续流水加热器由4个基本部分组成，这些部分在对于不同气候带提供最佳性能的工作中相互配合且不会影响产品性能并保证用户安全。所述4个部分分别是：

燃烧系统

热传递系统

机械结构

控制系统和产品安全

1.燃烧系统

所述燃烧系统包括四个部分：一射出成型铝制成的矩形底座（图1-A，图2-A），其包括两段，下段（图1-C，图2-C）和上段（图1-B和图4-B）。每一段包括四个水平设置的通道（图3-D，图4-D），并在中间被一垂直于所述水平设置的通道的通道（图3-E，图4-E）分开。这样可以提供六个腔体，并被中间的通道（图3-E，图4-E）分为每三个腔体一组。所述通道允许气体流动。所述矩形底座的长度在20～25厘米之间，宽度在8～15厘米之间。下段（图1-C）在其外边缘和通道的边缘具有一细的内部通道（图4-F），其中提供有耐热胶，从而使得上下两段通过压力压紧系统组装在一起。上段包括一压铸成型铝盖（图1-B，图4-B），其具有五十个均匀分布的喷嘴，所述喷嘴直径小于1毫米。在下段的底部中间，在中间通道（图3-E，图4-E）设有一分流器(图1-G，图2-G，图3-G)，所述分流器连接通入注入系统的主阀。所述矩形底座部分包括所谓的统一燃料注入系统，所述系统分配脉冲且只和组装操作一起工作，用来改善空气阻力并降低减少高渗漏风险的组装操作带来的失败的概率。下段底座组安装到四个不锈钢支撑的混合器（图1-H，图2-H，图4-H）上。所述混合器包括一组相当于两个相反且重叠的三角形的确定几何形状，顶点位于中心（图1-N）而所述三角形底部形成混合器（图1-P）的端部。所述四个混合器高度在8～11厘米之间可选，优选的宽度在8～15厘米之间，长度在20～25厘米之间。两个矩形的平面从每一混合器的底座横向延伸（图1-Q，图2-Q，图4-Q），所述矩形的平面在两侧围绕矩形底座的每一通道，经由2个矩形调整片（图1-M，图2-M，图3-M）贴覆到上面。因此，使具有优于通常系统的比例区域/颈端区域的加气处理充分得到了保障。混合器的本体使用不锈钢制成并保留了其在高工作温度下没有腐蚀和结构不稳定的问题的技术规格。混合器被侧板封闭（图1-I，图4-I），保证紧密度，气体经过上板中的穿孔且不分散。所述2个外部混合器的顶部，顺着长度方向延伸有两个不锈钢导向板，从而所述燃烧系统具有一前面导向板和一后面导向板（图1-J，图2-J，图3-J，图4-J）。所述导向板由一7毫米的凸缘，最大90度角且中心区域间断构成，产生一底角（图1-K，图2-K，图3-K，图4-K）。导向板使得冷启动更容易，因此防止了气体向下进入注射器。前面导向板较小以允许火花塞的组装。

实际上，火花塞的一支持件组装在所述前面混合器中且低于所述封闭的导向板（图1-L，图2-L，图3-L，图4-L）。所述支持件由通过两个侧面凸缘装配到所述混合器的矩形构成且凸缘沿着它的上下边沿四等分。所述腔体来自包容火花塞的这些空间（图4-R），且被支持件的一额外部分所紧固（图4-S）。所述火花塞系统由火焰传感器构成，当火焰熄灭时，关闭气体供应，从而提高装置的安全性。所述火花塞是电池供应能量。

所述燃烧系统通过固定支架固定到所述减轻海拔效应的连续流水加热器的箱体，所述箱体位于所述燃烧系统后部的所述后面导向板的高度（图1-O，图2-O，图3-O）。靠近箱体且贴附所述燃料系统的固定支架还具有适合所述四个混合器侧部和上部的形状（图1-T）以支持所述混合器，且同时保障所述混合器相互之间距离是相等和计算出的。实际上，所述混合器彼此之间具有相等的距离以实现均匀燃烧。

2.热传递系统

所述热传递系统包括三个主要部分：一矩形中空的热交换器，(图4-U)，一扩散器（图4-V）和排烟导管（图4-W）。围绕所述热交换器本体设有曲折件，其包含水（图4-X）。所述热交换器具有保证和所述扩散器合适组装的尺寸，形成封闭孔径以防止热泄漏到环境中。所述扩散器保持暖空气流去改善和水的热交换，防止外部空气进入影响燃烧系统和分散排出排气口的热空气疏散，从而所述热空气被引导到装置外部，进而提高了内部空气质量和整体安全性。

3.机械结构

机械结构包括两个部分，前盒（图4-Y）和后盒（图4-Z）。所述后盒是作为加热器所有部件的支撑，绝大多数组件是组装在其顶部上的，所述后盒最后固定在最终使用的位置，其具有多个机械压紧来提高其结构硬度且其轮廓限定产品结构的组装区域。所述盒子是通过多个覆盖产品的结构和功能系统的制造工艺（切割，冲孔，冲压，涂漆）制成的单件。

4.控制系统和产品安全

控制系统由各种用于减少产品不安全运行的温度和火焰传感器构成。当下述任一情况出现时，所述加热器关闭流向主喷嘴的气流：

1.如果在排风管道的热气出口出现障碍物；

2.如果出现妨碍正常烟气排散的逆向气流；

3如果水温升高到影响热交换的水平（85℃左右）；

4.如果没有正确点火；

5.如果水压高于产品说明书规定的水平。

许多情形都能产生气割，不过最常见的都已经在此叙述了。

Claims

1.一种减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，包括：一燃烧系统，一热传递系统，一机械结构，一控制系统和产品安全。

2.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，燃烧系统包括4个部分：射出成型铝制成的统一注入系统，4个不锈钢的混合器，2个导向板，1个火花塞的支持件。

3.根据权利要求2所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，燃烧系统包括统一注入系统，包括射出成型铝制成的矩形底部，所述矩形底部包括通过压力连接的上段和下段两部分，带着围绕底部的棍。

4.根据权利要求2所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，注入系统包括矩形底座，其长度在20～25厘米之间，宽度在8～15厘米之间。

5.根据权利要求2所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，统一注入系统包括射出成型铝制成的矩形底座，所述矩形底座由上下两段通过压力结合而组成，带有围绕底部的棍：

一射出成型铝制成的矩形的下段包括4个水平排布的通道，其被与所述通道垂直的一通道从中间分隔，从而形成6个腔体，

一压铸成型铝制成的矩形的上段包括4个水平排布的通道，其被与所述通道垂直的一通道从中间分隔，从而形成6个腔体。

6.根据权利要求5所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，在外边缘和通道边缘具有内部细小通道的下段来收容注入系统的2部分的密封胶。

7.根据权利要求5所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，在下段和统一注入系统的底部中间的中间通道具有一个分流器。

8.根据权利要求5所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，在统一注入系统的上段分布有50个直径小于1毫米的喷嘴。

9.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，热传递系统包括4个不锈钢制成的混合器，其形成一组确定的几何形状，相当于2个相反且重叠的三角形，从而顶点在中间且底部形成混合器的端部，混合器在两侧被和燃烧器形状相同的不锈钢板密封。

10.根据权利要求9所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，一组4个混合器具有8～11厘米的高度，8～15厘米的宽度和20～25厘米的长度。

11.根据权利要求9所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，2个矩形的平面从4个混合器的底部向两侧延伸并弯曲在其边沿形成一矩形突出物用于固定在所述统一注入系统。

12.根据权利要求9所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，4个混合器被不锈钢帽在侧面密封。

13.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，2个不锈钢导向板采用最大90度角的7毫米凸缘制成且在中间断开从而形成较小角度，其中，一是具有较短凸缘的前面导向板，一是后面导向板。

14.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，矩形火花塞的支持件组装在前面混合器的顶部，通过两个侧边缘和具有沿其顶部和底部边缘一凸缘，生成四个腔室收容的火花塞并被一支持辅助件紧固。

15.根据权利要求9所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，4个混合器的底端连接并通过支架支撑所述机械结构。

16.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，热传递系统包括热交换器，扩散器，排烟管道。

17.根据权利要求1所述的减轻海拔效应的连续流水加热器，其特征在于，机械结构包括2个压铸上漆部分：一个前面的矩形形状的一定体积的盒子，其背面具有新月形的腔体去允许管道越过排烟管道，以及背面盒子，后者作为加热器所有部分的支撑，具有大多数组件的收容部分且作为最后固定的底部。