CN103868228A - 容积式燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容积式燃气热水器，包括：内胆；用于给所述内胆加热的燃烧装置；穿过内胆的换热烟道；以及至少部分包覆在所述内胆外的水箱表面换热器，其入口端连通所述换热烟道、出口端连接排放端，该水箱表面换热器的外壳与所述内胆的外壁形成夹层，且该夹层内设有至少一个导流挡板，所述导流挡板上开设有导流孔。借此，使得烟气在水箱表面换热器中与内胆中的水进行充分的热交换，显著提高了换热效率，并且易于实现烟气的冷凝。

Description

容积式燃气热水器

技术领域

本发明涉及容积式燃气热水器，尤指一种具有多级换热装置的容积式燃气热水器。

背景技术

燃气热水器的燃烧装置产生的烟气具有很高的温度，如不将这部分热量利用起来，将造成较大浪费。现有容积式燃气热水器试图通过二次换热解决这个问题。容积式燃气热水器设有容水的内胆，内胆中盛装被火苗一次加热过的热水，内胆中还设有换热烟道，燃烧装置产生的高温烟气通过该换热烟道，与内胆中的热水产生二次换热，利用了部分烟气余热。

但实际使用中发现，换热烟道中烟气流路较短、换热面积也较小，不能充分将烟气余热与内胆中的水进行热交换，排出热水器的余烟仍然具有较高的温度，损失热量的同时，还可能对排出烟道造成较大腐蚀。

发明内容

本发明的目的，即是提供一种容积式燃气热水器，通过在水箱内胆外表面设置水箱表面换热器，使得烟气余热得到更充分的利用，显著提高换热效率，克服了背景技术中所述的缺陷。

上述目的，可采用下列技术方案来实现：

一种容积式燃气热水器，包括：内胆；用于给所述内胆加热的燃烧装置；穿过内胆的换热烟道；以及至少部分包覆在所述内胆外的水箱表面换热器，其入口端连通所述换热烟道、出口端连接排放端，该水箱表面换热器的外壳与所述内胆的外壁形成夹层，且该夹层内设有至少一个导流挡板，所述导流挡板上开设有导流孔。

如上所述的容积式燃气热水器，所述导流挡板在所述夹层中相互间隔地平行错位排列，形成迂回的气流流道。

或是，所述导流挡板在夹层中间隔排列，至少一部分导流挡板的两端封闭，以在所述夹层中形成阻流结构。

进一步地，沿烟气在所述夹层中流通的方向，所述导流孔的孔面积逐渐增大。如此设计是为了迎合烟气在夹层中的流通速度和压力，在上游烟气压力较大流通速度较快，较小的导流孔就可分散部分烟气、产生支流；下游烟气压力较小流通速度慢，需要较大的导流孔才能产生支流。

进一步地，按烟气在所述夹层结构中流通的方向，所述导流孔的设置密度逐渐增大。如此设计的理由同上。

进一步地，各所述导流挡板沿竖直方向设置或沿水平方向设置。这样的选择决定了烟气在夹层结构中是水平迂回还是竖直迂回。为了保证内胆均匀受热，更佳的方式是采用竖直迂回的方式。

进一步地，各所述导流孔贴靠着内胆外壁面开设在所述导流挡板上。在导流孔孔面积一定的情况下，将导流孔设计成贴靠着内胆外壁面能够实现更大的有效加热面积。

进一步地，所述容积式燃气热水器还设有集烟罩和风机，其中，所述集烟罩连接所述换热烟道和所述水箱表面换热器的入口端，所述风机设置在所述水箱表面换热器的出口端。利用风机形成动力排烟，可以增加烟气输入负荷，使水箱表面换热器的换热效率更高。集烟罩避免高温烟气直接接触水箱上端盖，防止内胆上部过热。

进一步，所述集烟罩固定在所述内胆的顶部，且其与内胆之间设置有隔热层。借此，一方面防止内胆上部过热，另一方面使烟气余热不会过早散掉，使得烟气余热在水箱表面换热器中发挥最大效果。

进一步地，所述水箱表面换热器的外壳内壁、以及所述内胆外壁对应水箱表面换热器的位置均设置有防腐涂层，避免水箱表面换热器内发生腐蚀，提高水箱表面换热器的使用寿命。

借由以上技术方案，本发明的优点和特点在于：

1.本发明通过在内胆外壁包设水箱表面换热器，使得烟气在水箱表面换热器中与内胆中的水进行充分的热交换，显著提高了换热效率，并且易于实现烟气的冷凝。

2.本发明的水箱表面换热器制作工艺简单，通过环式法兰、平面挡板等基础构件即可实现便利组装。

3.本发明在水箱表面换热器的导流挡板上还开设导流孔，使得烟气能够更全面地覆盖内胆外壁面。

4.除以上优点外，本发明因为在内胆外表面设置夹层，即使燃烧装置不工作时，也能形成双层保温结构，避免内胆直接接触外部空气，对内胆中的水实现长久保温。

附图说明

为令本发明的目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，以下进行详细说明，并请一并参阅附图及部件标号。

图1为本发明的水箱表面换热器的内部示意图；

图2为图1的立体视图；

图3为本发明导流挡板的局部放大示意图。

具体实施方式

一种容积式燃气热水器，包括：内胆1；用于给所述内胆1加热的燃烧装置2；穿过内胆1的换热烟道3；以及至少部分包覆在所述内胆1外的水箱表面换热器4，其入口端41连通所述换热烟道3、出口端42连接排放端，该水箱表面换热器4的外壳与所述内胆1的外壁形成夹层，且该夹层内设有至少一个导流挡板43，所述导流挡板43上开设有导流孔44。

在一种实施例中，所述导流挡板43在所述夹层中相互间隔地平行错位排列，并且其中一个导流挡板的一端并不延伸到水箱表面换热器的最端部，而是只延伸到距离端部一定距离，使烟气可以从这段距离中通过，而相邻的导流挡板在上述对应的一端延伸到水箱表面换热器的最端部封闭，而另一端不延伸到水箱表面换热器的最端部。如此，在所述夹层中便形成了迂回的气流流道，如图1、图2、图3所示。

在另一种实施例中，所述导流挡板43在夹层中间隔排列，至少一部分导流挡板43的两端封闭，以在所述夹层中形成阻流结构。

进一步地，沿烟气在所述夹层中流通的方向，所述导流孔44的孔面积逐渐增大。如此设计是为了迎合烟气在夹层中的流通速度和压力，在上游烟气压力较大流通速度较快，较小的导流孔就可分散部分烟气、产生支流；下游烟气压力较小流通速度慢，需要较大的导流孔才能产生支流。

进一步地，按烟气在所述夹层中流通的方向，所述导流孔44的设置密度逐渐增大。如此设计的理由同上。

进一步地，各所述导流挡板43沿竖直方向设置或沿水平方向设置。这样的选择决定了烟气在夹层中是水平迂回还是竖直迂回，当然本发明也不限于以上两种烟气迂回的方向，更不限制导流挡板设置的数量，这些设计将根据实际需求来确定。为了保证内胆均匀受热，更佳的方式是采用竖直迂回的方式。

进一步地，各所述导流孔44可以呈半圆形，且贴靠着内胆1外壁面开设在所述导流挡板43上。当然，导流孔设置成任意形状或设置在任意位置，均应属于本发明保护的范围。在导流孔孔面积一定的情况下，将导流孔设计成贴靠着内胆外壁面能够实现更大的有效加热面积。

进一步地，所述容积式燃气热水器还设有集烟罩5和风机6，其中，所述集烟罩5连接所述换热烟道3和所述水箱表面换热器的入口端41，所述风机6设置在所述水箱表面换热器的出口端42。利用风机6形成动力排烟，可以增加烟气输入负荷，使水箱表面换热器的换热效率更高。集烟罩避免高温烟气直接接触水箱上端盖，防止内胆上部过热。风机设置位置根据不同机型可以在整机的下方、上方及其它位置。

进一步，所述集烟罩5固定在所述内胆1的顶部，且其与内胆1之间设置有隔热层。借此，一方面防止内胆上部过热，另一方面使烟气余热不会过早散掉，使得烟气余热在水箱表面换热器中发挥最大效果。

进一步地，所述水箱表面换热器的外壳内壁、以及所述内胆外壁对应水箱表面换热器的位置均设置有防腐涂层，避免水箱表面换热器内发生腐蚀，提高水箱表面换热器的使用寿命。

本发明中，水箱表面换热器的制作与装配是简易的，首先制作上下环式法兰、直线状侧法兰、平面挡板和外罩等构型简单的基础构件，然后在内胆外壁面开孔，密封安装平面挡板和各个连接法兰，最后密封安装外罩，即形成具有夹层的水箱表面换热器。内胆内换热烟道可以使用竖直单烟管的结构，制作成本低廉。

在本发明的研发实验过程中，发明人首先考虑到不在导流板上设置导流孔的迂回烟道结构，在仿真实验中看到，烟气在上述迂回烟道结构中流动时，在导流板的背侧仍有大部分空闲面积没有参与换热，于是发明人在本领域多年的研发经验出发，在导流板上开设所述的导流孔，以使部分烟气能够透过导流板射出，填补上述的空闲面积，以使换热面积再度增加。

本发明在实际工作时，首先在燃烧器表面形成稳定燃烧的火焰，高温烟气首先通过换热烟道与内胆内的水进行初步换热，而后通向集烟罩，并被导入水箱表面换热器，在水箱表面换热器中，烟气沿挡板流通（部分穿过导流孔），覆盖整个内胆外壁，并以较大的换热面积与内胆中的水进行二次换热，并使烟气达到冷凝的目的，最终烟气通过流道尾端排出室外，冷凝的水蒸气沿冷凝水出口流出，不会在水箱表面换热器内部产生积水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种容积式燃气热水器，其特征在于，包括：

内胆；

用于给所述内胆加热的燃烧装置；

穿过内胆的换热烟道；以及

至少部分包覆在所述内胆外的水箱表面换热器，其入口端连通所述换热烟道、出口端连接排放端，该水箱表面换热器的外壳与所述内胆的外壁形成夹层，且该夹层内设有至少一个导流挡板，所述导流挡板上开设有导流孔。

2.根据权利要求1所述的容积式燃气热水器，其特征在于，所述导流挡板在夹层中相互间隔地平行错位排列，形成迂回的气流流道。

3.根据权利要求1所述的容积式燃气热水器，其特征在于，所述导流挡板在夹层中间隔排列，至少一部分导流挡板的两端封闭，以在所述夹层中形成阻流结构。

4.根据权利要求1至3任一项所述的容积式燃气热水器，其特征在于，沿烟气在所述夹层中流通的方向，所述导流孔的孔面积逐渐增大。

5.根据权利要求1至3任一项所述的容积式燃气热水器，其特征在于，按烟气在所述夹层中流通的方向，所述导流孔的设置密度逐渐增大。

6.根据权利要求1至3任一项所述的容积式燃气热水器，其特征在于，各所述导流挡板沿竖直方向设置。

7.根据权利要求1至3任一项所述的容积式燃气热水器，其特征在于，各所述导流挡板沿水平方向设置。

8.根据权利要求1或2所述的容积式燃气热水器，其特征在于，各所述导流孔贴靠着内胆外壁面开设在所述导流挡板上。

9.根据权利要求1或2所述的容积式燃气热水器，其特征在于，所述容积式燃气热水器还设有集烟罩和风机，其中，所述集烟罩连接所述换热烟道和所述水箱表面换热器的入口端，所述风机设置在所述水箱表面换热器的出口端。

10.根据权利要求8所述的容积式燃气热水器，其特征在于，所述集烟罩固定在所述内胆的顶部，且其与内胆之间设置有隔热层。

11.根据权利要求1或2所述的容积式燃气热水器，其特征在于，所述水箱表面换热器外壳内壁、以及所述内胆外壁对应水箱表面换热器的位置均设置有防腐涂层。

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