CN105588323B - 燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃气热水器，包括热风机，热风机包括燃烧室和设在燃烧室内的燃烧器，燃烧室具有冷空气入口、热空气出口和燃气入口，燃烧器被构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³；换热器，换热器包括储水箱和换热部分，换热部分具有进水口、出水口、空气进口和空气排放口，出水口与储水箱连通，空气进口与热空气出口连通，换热部分被构造成使得从进水口进入的水与从空气进口进入的空气进行换热；用于将燃烧器产生的热空气抽吸到换热部分内的排烟风机。本发明的燃气热水器，有利于减少CO、氮氧化物等有害气体的产生，可实现清洁排放，有利于提高热空气与水之间的换热效率。

Description

燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种燃气热水器。

背景技术

现有技术的燃气热水器，按照加热方式一般分为直燃式燃气热水器和间壁式燃气热水器。

直燃式燃气热水器的工作原理为燃烧产生的火焰直接和水接触传递热量，使水温升高，但此种方式容易导致燃烧不完全，产生CO等有害气体。

间壁式燃气热水器的工作原理为烟气与水之间通过管壁或板间隔开，二者之间通过管壁或板进行热交换，但这种方式降低了热的烟气与水之间的传热效率，同时管壁或板上容易结垢，不利于对热水器的维修。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种燃气热水器，可使得空气与燃气在燃烧器内充分燃烧，实现清洁排放。

根据本发明实施例的燃气热水器，包括热风机，所述热风机包括燃烧室和设在所述燃烧室内的燃烧器，所述燃烧室具有冷空气入口、热空气出口和燃气入口，所述燃烧器被构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³；换热器，所述换热器包括储水箱和换热部分，所述换热部分具有进水口、出水口、空气进口和空气排放口，所述出水口与所述储水箱连通，所述空气进口与所述热空气出口连通，所述换热部分被构造成使得从所述进水口进入的水与从所述空气进口进入的空气进行换热；用于将所述燃烧器产生的热空气抽吸到所述换热部分内的排烟风机。

根据本发明实施例的燃气热水器，通过使燃气和空气分别从燃气入口和冷空气入口进入到燃烧室，并在燃烧器内充分混合燃烧以形成热空气，同时将燃烧器构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³，并使燃烧后形成的热空气在排烟风机的作用下进入到换热部分内，且与进入到换热部分的水进行换热，一方面燃气和空气在燃烧器内可实现充分混合和充分燃烧以减少CO、氮氧化物等有害气体的产生，可实现清洁排放，从而解决了现有技术中直燃式燃气热水器的火焰直接与水接触传热而导致的燃烧不充分、有害气体产生的问题，而且避免了现有技术中间壁式燃气热水器的管壁或板上容易结垢，不利于对间壁式燃气热水器的维修等问题。另外，排烟风机的设置加快了热空气的流动速度，有利于更多的热空气进入到换热部分内与从进水口进入的水进行换热，从而有利于提高热空气与水之间的换热效率，优化燃气热水器的节能效果。

根据本发明的一些实施例，所述换热部分包括换热室和喷嘴，所述换热室具有所述进水口、所述出水口、所述空气进口和所述空气排放口，所述喷嘴设在所述换热室内，所述喷嘴与所述进水口连通以将水喷向进入所述换热室内的热空气。

进一步地，所述换热部分还包括填充在所述换热室内的多孔介质件。

进一步地，所述储水箱设在所述换热室的正下方，所述储水箱的顶部敞开，所述换热室的底壁形成为多孔结构以限定出所述出水口。

根据本发明的一些实施例，燃气热水器还包括过滤器，所述过滤器设在所述燃烧室上且位于所述冷空气入口处。

根据本发明的一些实施例，燃气热水器还包括助燃风机，所述助燃风机与所述燃烧室相连以向所述燃烧室内通入助燃空气。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧室的顶壁上设有观火孔。

根据本发明的一些实施例，所述冷空气入口和所述热空气出口设在所述燃烧室的相对侧壁上。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧室和所述换热部分可拆卸连接，所述换热部分与所述储水箱可拆卸连接。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器为线性燃烧器。

附图说明

图1是根据本发明一些实施例的燃气热水器的结构示意图；

图2是根据本发明一些实施例的燃气热水器的俯视；

图3是根据本发明一些实施例的燃气热水器的左视图；

图4是根据本发明一些实施例的热风机的结构示意图；

图5是根据本发明一些实施例的热风机的主视图；

图6是根据图5所示的热风机的A-A方向的剖视图；

图7是根据本发明一些实施例的热风机的俯视图；

图8是根据本发明一些实施例的热风机的左视图；

图9是根据本发明一些实施例的换热器的结构示意图；

图10是根据本发明一些实施例的换热器的左视图；

图11是根据本发明一些实施例的换热器的另一方向的俯视图；

图12是根据本发明一些实施例的换热部的后视图。

附图标记：

燃气热水器100；

热风机1；燃烧室11；冷空气入口111；热空气出口112；燃气入口113；燃烧器12；第一温度检测装置13；

换热器2；储水箱21；换热部分22；进水口221；空气进口222；空气排放口223；

过滤器3；助燃风机4；风管41；观火孔5；排烟风机6；第一法兰7；第二法兰8；支撑件9；第二温度检测装置10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图12描述根据本发明实施例的燃气热水器100，燃气热水器100可以用于加热水，以方便用户的使用。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的燃气热水器100，可以包括：热风机1、换热器2和排烟风机6。其中，热风机1与换热器2相连。例如，热风机1与换热器2在水平方向上并排相连或错位相连，当然，在其它实施例中，热风机1与换热器2也可以在竖直方向上并排相连或错位相连。

如图6所示，热风机1包括燃烧室11和设在燃烧室11内的燃烧器12。具体地，如图1和图2-图4所示，燃烧室11具有冷空气入口111、热空气出口112和燃气入口113。

具体而言，外界环境中的空气可从冷空气入口111进入到燃烧室11，燃气例如天然气等可经过燃气入口113进入到燃烧室11，进入燃烧室11的空气和燃气可以在燃烧器12内混合，并在燃烧器12的点火装置(未示出)的引燃下，燃烧生成热空气，随后热空气可从热空气出口112排出。

燃烧器12可被构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³。具体而言，燃烧器12可使得进入到燃烧器12内的燃气和空气充分混合，并充分燃烧以使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³。由此，降低了热空气中的氮氧化物和一氧化碳等的含量，从而实现燃气热水器100的清洁排放。

可选地，燃烧器12可以为线性燃烧器，线性燃烧器不但可以使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³，而且结构简单可靠。当然，本发明不限于此，在其他实施例中，燃烧器12还可以是其他类型的燃烧器，例如预混燃烧器(包括部分预混和全预混)、超洁净枪式燃烧器、多喷嘴洁净燃烧器等，只要能保证在燃烧器12内燃烧生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³即可。

如图1和图9所示，换热器2包括储水箱21和换热部分22。换热部分22具有进水口221、出水口、空气进口222和空气排放口223。空气进口222与热空气出口112连通，由此，热风机1通过空气进口222和热空气出口112与换热器2的换热部分22连通以便于燃烧室11内燃烧形成的热空气流向换热部分22。

换热部分22被构造成使得从进水口221进入的水与从空气进口222进入的空气进行换热，由此，可使得从进水口221进入换热部分22内的水与从空气进口22进入的热空气进行换热，有利于提高热空气与水之间的换热效率，解决了现有技术中直燃式燃气热水器的火焰直接与水接触传热而导致的燃烧不充分、有害气体产生的问题，而且避免了间壁式燃气热水器的管壁或板上容易结垢，不利于对间壁式燃气热水器的维修等问题。

出水口与储水箱21连通，由此，换热部分22换热后的水可通过出水口进入到储水箱21以便于对热水的储存。

排烟风机6可用于将燃烧器12产生的热空气抽吸到换热部分22内，由此，通过设置排烟风机6，有利于加快热空气的流动速度，以便于更多的热空气进入到换热部分22内与从进水口221进入的水进行换热，从而有利于提高热空气与水之间的换热效率，同时有利于提高节能效果。可选地，排烟风机6可以是鼓风方式，例如排烟风机6为鼓风机。当然，在其它实施例中，排烟风机6还可以采用引风方式，例如，排烟风机6为引风机。

具体而言，在排烟风机6的作用下，从热空气出口112流出的热空气，经过空气进口222进入到换热部分22内，同时待加热的水可从进水口221进入到换热部分22内，进入到换热部分22内的热空气和水在换热部分22内换热以提高水的温度，形成热水，随后热水从出水口流向储水箱21，换热后的空气从空气排放口223流向外界环境中。

根据本发明实施例的燃气热水器100，通过使燃气和空气分别从燃气入口113和冷空气入口111进入到燃烧室11，并在燃烧器12内充分混合燃烧以形成热空气，同时将燃烧器12构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³，并使燃烧后形成的热空气在排烟风机6的作用下进入到换热部分22内，且与进入到换热部分22的水进行换热，一方面燃气和空气在燃烧器12内可实现充分混合和充分燃烧以减少CO、氮氧化物等有害气体的产生，实现清洁排放，从而解决了现有技术中直燃式燃气热水器的火焰直接与水接触传热而导致的燃烧不充分、有害气体产生的问题，而且避免了现有技术中间壁式燃气热水器的管壁或板上容易结垢，不利于对间壁式燃气热水器的维修等问题。另外，排烟风机6的设置加快了热空气的流动速度，有利于更多的热空气进入到换热部分22内与从进水口221进入的水进行换热，从而有利于提高热空气与水之间的换热效率，优化燃气热水器100的节能效果。

可选地，燃烧室11的截面形成为大体矩形形状，例如，燃烧室11形成为大体长方体状。由此，可以保证热空气在燃烧室1内流动时的过程风速，以确保燃气和空气的充分燃烧。当然，本发明不限于此，在其它实施例中，燃烧室11的截面还可以形成为其它形状，例如圆形形状，只要能保证热空气的过程风速以确保燃气和空气的充分燃烧即可。

在本发明的一些具体示例中，燃烧室11可以由钢板制成。例如，燃烧室11的周壁由碳钢板拼焊成型。可以理解的是，燃烧室11的内侧壁上可以设有保温层，当燃气和空气在燃烧室11内燃烧形成热空气时，保温层的设置可以对热空气起到保温的作用，在一定程度上减少热空气的热量损失。

根据本发明的一些实施例，如图1、图4-图5以及图8所示，热风机1还包括支撑件9，支撑件9设在燃烧室11的外底壁上以支撑燃烧室11。由此，当燃烧室11内的燃气和空气在燃烧器12内燃烧时，支撑件9的设置可以有效地减轻燃气燃烧时产生的振动。可选地，支撑件9为多个，多个支撑件9间隔支撑在燃烧室11的外底壁上。例如，如图1、图4-图5以及图8所示，支撑件9为彼此间隔开的四个。具体地，支撑件9可以为型钢。

根据本发明的一些实施例，换热部分22包括换热室和喷嘴，换热室具有上述进水口221、上述出水口、上述空气进口222和上述空气排放口223。其中，喷嘴设在换热室内，喷嘴与进水口221连通以将水喷向进入换热室内的热空气，由此，可使得从喷嘴喷出的水与从空气进口22进入的热空气直接接触换热，有利于提高热空气与喷嘴喷出的水之间的换热面积，以便于实现热空气与喷嘴喷出的水之间的充分换热，提高换热效率，避免了现有技术中间壁式燃气热水器的的烟气与水之间通过管壁或板进行换热而导致的传热效率低的问题。当然，在其它实施例中，换热部分22内还可形成有两个独立且相互换热的管道，热空气和水分别在两个管道内流动且换热。或者，换热部分22还可以是其他结构，只要能够实现热空气和水之间换热即可。

具体地，换热部分22还包括填充在换热室内的多孔介质件(未示出)。具体而言，从喷嘴喷出的水可流经多孔介质件，从而有利于多孔介质件内的水与热空气之间的充分换热，提高水与热空气之间的换热效率。可选地，多孔介质件可以为不锈钢件、陶瓷件、玻璃件、耐高温高分子材料件等。可以理解的是，多孔介质件内的多个孔的形状和尺寸可以是相同的，也可以是不同的。

进一步地，储水箱21设在换热室的正下方，储水箱21的顶部敞开，换热室的底壁形成为多孔结构以限定出出水口，由此，换热室内与热空气换热后的水在重力作用下可流向换热室的底部，并经过出水口流向储水箱21，从而储存在储水箱21内，以便于用户的使用。可以理解的是，通过使换热室的底壁形成为多孔结构以限定出出水口，有利于减小水从换热室流向储水箱21的水的流速，以便于水可以长时间地位于换热室的底部，以便于与热空气进一步换热，从而进一步提高水的温度。可选地，换热室的底壁可以为多孔的不锈钢板，简单可靠。

具体地，燃气热水器100还可以包括水位检测装置(未示出)和第二温度检测装置10，其中，水位检测装置设在储水箱21内以检测储水箱21内的水位情况，方便用户的使用。

第二温度检测装置10可设在储水箱21的侧壁上以用于检测储水箱21内的水的温度，从而确保用户用水的安全性。例如，如图9所示，第二温度检测装置10可以设在储水箱21的侧壁且邻近底壁的位置处。

在本发明的一些实施例中，燃气热水器100还包括过滤器3，过滤器3设在燃烧室11上且位于冷空气入口111处，由此，通过设置过滤器3，有利于过滤器3过滤从冷空气入口111进入到燃烧室11内的空气，从而保证纯净的空气与燃气充分燃烧后可形成纯净的热空气，当纯净的热空气进入到换热部分22与水换热时，可保证热水的清洁。

可选地，过滤器3为粗效过滤器，由此，不但结构简单，而且可以实现对从冷空气入口111的空气的有效过滤。例如，一些粗效过滤器3可净化粒子直径在5微米以上的颗粒，大气层计数效率达到40％-80％。

根据本发明的一些实施例，燃气热水器100还包括助燃风机4，助燃风机4与燃烧室11相连以向燃烧室11内通入助燃空气，从而有助于从冷空气入口111进入的空气和从燃气入口113进入的燃气在燃烧室11内的充分燃烧，进而进一步降低氮氧化物和一氧化碳的排放。

具体地，助燃风机4可通过风管41与燃烧室11相连以向燃烧室11内通入助燃空气。例如，在如图3、图4、图6和图8所示的示例中，助燃风机4位于热风机1的底部，且助燃风机4通过风管41连接至燃烧器12。

在本发明的一些实施例中，燃烧室11的顶壁上设有观火孔5，从而便于用户观察燃气与空气之间燃烧时的火焰状况。具体地，如图1-图2、图4-图5和图7所示，观火孔5的轴线与燃烧室11的顶壁之间的夹角为α，α满足：0≤α≤90°。可选地，观火孔5的观测部分可选用耐高温的透明玻璃制品，从而便于用户透过透明玻璃观察燃烧室11内的情况。

在本发明的一些示例中，如图1-图2所示，热风机1还包括第一温度检测装置13，第一温度检测装置13设在燃烧室11的侧壁(例如顶侧壁)上，且第一温度检测装置13的感温探头穿过燃烧室11的侧壁伸入燃烧室11内(例如，感温探头垂直伸入燃烧室11内)，从而用于检测燃烧室11内的热空气的温度，防止因燃烧室11内的温度过高而导致异常状况的发生。

根据本发明的一些实施例，排烟风机6固定在换热部分22的顶壁上，由此，在排烟风机6的作用下，燃烧室11内形成的热空气可经过热空气出口112和空气进口222进入到换热部分22，热空气与从进水口221进入的水换热后，从空气排放口223排出，并经过位于换热部分22顶壁上的排烟风机6排出到外界环境中。当然，本发明不限于此，在其他实施例中，排烟风机6还可以设置在换热部分22的其他位置处，例如设置在换热部分22的侧壁上。

可选地，冷空气入口111和热空气出口112设在燃烧室11的相对侧壁上。例如，如图1所示，冷空气入口111和热空气出口112设在燃烧室11的长度方向上的两个侧壁上，由此，可避免燃烧室11内燃烧时的火焰与换热部分22内的水接触。当然，本发明不限于此，在其它实施例中，冷空气入口111和热空气出口112也可以不设置在燃烧室11的相对侧壁上，例如冷空气入口111设在燃烧室11的前侧壁上，热空气出口112设在燃烧室11的顶壁上。

根据本发明的一些实施例，燃烧室11和换热部分22可拆卸连接。例如，如图1和图2所示，燃烧室11的热空气出口112处和换热部分22的空气进口222处通过第一法兰7连接，以便于实现燃烧室11与换热部分22之间的可拆卸连接，方便拆卸和组装，而且便于对燃烧室11和换热部分22的分别加工和制造。

换热部分22与储水箱21可拆卸连接。例如，如图1和图9所示，换热部分22和储水箱21通过第二法兰8连接以实现换热部分22与储水箱21之间的可拆卸连接，从而便于对换热部分22和储水箱21之间的分别加工和制造，同时也便于对换热部分22和储水箱21的拆卸和组装。

例如，在如图1-图3以及图8-图12所示的示例中，换热部分22和储水箱21的截面均形成为大体方形形状，且换热部分22和储水箱21之间通过第二法兰8可拆卸地连接。

可以理解的是，燃气入口113与位于燃烧室11外部的燃气管道连通以便于燃气从燃气管道流入燃烧室11内。具体地，燃气管道可固定在燃烧室11的外侧壁上，从而可使得燃气热水器100的结构紧凑，稳定可靠。可选地，燃气管道上可依次串连有燃气过滤器、减压阀、双切断阀和流量调节阀，以确保纯净的燃气可靠地流入燃烧室11内。其中，可以理解的是，燃气过滤器3、减压阀、双切断阀和流量调节阀均被现有技术所公开，此处不在进行详细赘述。

发明人在实际应用发现，配置有上述热风机1、换热器2和排烟风机6的燃气热水器100，当使用的燃气为天然气时，燃气和空气燃烧后产生的污染物只有一氧化碳和氮氧化物，其中，热空气中的氮氧化物的含量≤30mg/m³，一氧化碳的含量≤50mg/m³，可以实现清洁排放，而且该燃气热水器100的节能效果好，热空气与水之间的换热效率可达到90％以上，且换热部分22内水的升温速度非常快，燃气热水器100启动后最快30秒水温即可达到85℃以上，且储水箱21内的水的温度范围较宽，可选择在40-90℃之间。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

热风机，所述热风机包括燃烧室和设在所述燃烧室内的燃烧器，所述燃烧室具有冷空气入口、热空气出口和燃气入口，所述燃烧器被构造成使得生成的热空气中的氮氧化物的浓度小于等于30mg/m³且一氧化碳的浓度小于等于50mg/m³；

换热器，所述热风机与所述换热器在水平方向上或者竖直方向上并排相连或错位相连，所述换热器包括储水箱和换热部分，所述换热部分具有进水口、出水口、空气进口和空气排放口，所述出水口与所述储水箱连通，所述空气进口与所述热空气出口连通，所述换热部分被构造成使得从所述进水口进入的水与从所述空气进口进入的空气进行换热，所述换热部分包括换热室和喷嘴，所述换热室具有所述进水口、所述出水口、所述空气进口和所述空气排放口，所述喷嘴设在所述换热室内，所述喷嘴与所述进水口连通以将水喷向进入所述换热室内的热空气；

用于将所述燃烧器产生的热空气抽吸到所述换热部分内的排烟风机。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，特征在于，所述换热部分还包括填充在所述换热室内的多孔介质件。

3.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述储水箱设在所述换热室的正下方，所述储水箱的顶部敞开，所述换热室的底壁形成为多孔结构以限定出所述出水口。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设在所述燃烧室上且位于所述冷空气入口处。

5.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括助燃风机，所述助燃风机与所述燃烧室相连以向所述燃烧室内通入助燃空气。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧室的顶壁上设有观火孔。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述冷空气入口和所述热空气出口设在所述燃烧室的相对侧壁上。

8.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧室和所述换热部分可拆卸连接，所述换热部分与所述储水箱可拆卸连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃烧器为线性燃烧器。