CN109838887A - 燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃气热水器，燃气热水器包括热交换器和催化反应装置，所述热交换器包括壳体，以及设于所述壳体内的热交换管，所述壳体的侧面设有让位口；所述催化反应装置包括安装板和固定在所述安装板上的基体，所述安装板沿所述基体的一侧面延伸，并超出所述基体的边缘设置，所述基体自所述让位口设置在所述壳体内，所述安装板与所述壳体的外表面抵接固定，以盖合所述让位口，所述基体上设有多个贯穿其上下表面的催化孔，每一所述催化孔的孔壁均设有催化剂。本发明技术方案能够降低烟气中一氧化碳的含量。

Description

燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，特别涉及一种燃气热水器。

背景技术

燃气热水器的加热方式是采用燃料与空气进行燃烧产生热量来进行加热，由于这种加热方式本身的特性，当燃料与空气燃烧时，特别是在燃烧不够充分的条件下，会产生较多的一氧化碳，该类有害物质随着烟气一起排放到外面，对环境和人体健康造成极大的危害。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种燃气热水器，旨在降低烟气中一氧化碳的含量。

为实现上述目的，本发明提出的燃气热水器，包括：

热交换器，所述热交换器包括壳体，以及设于所述壳体内的热交换管，所述壳体的侧面设有让位口；和，

催化反应装置，所述催化反应装置包括安装板和固定在所述安装板上的基体，所述安装板沿所述基体的一侧面延伸，并超出所述基体的边缘设置，所述基体自所述让位口设置在所述壳体内，所述安装板与所述壳体的外表面抵接固定，以盖合所述让位口，所述基体上设有多个贯穿其上下表面的催化孔，每一所述催化孔的孔壁均设有催化剂。

优选地，所述热交换管包括上下间隔设置的两热交换部，两所述热交换部通过连通管连通，且每一所述热交换部均呈迂回状设置，所述催化反应装置位于两所述热交换部之间。

优选地，所述壳体的内壁且沿周向设有搭接凸部，所述基体搭接于所述搭接凸部的顶面。

优选地，所述壳体的设有所述让位口的外表面设有两耳板，两所述耳板一一对应所述壳体的两相对侧缘设置，并侧向凸出所述壳体，两所述耳板上均设有固定孔以供所述安装板安装。

优选地，所述安装板与所述壳体的外表面之间设有密封垫，所述密封垫沿所述让位口的孔缘呈环状设置。

优选地，所述催化反应装置还包括围设于所述基体的外周面，并与所述基体固定的围框，所述围框与所述安装板固定。

优选地，所述围框和所述基体之间，以及所述安装板和所述基体之间均设有保温层。

优选地，所述催化孔呈弯曲状设置。

优选地，所述催化孔的孔壁上设有连通另一所述催化孔的连通孔。

优选地，所述基体的材质为泡沫陶瓷。

通常燃气热水器的燃烧器、热交换器和集烟罩是自下而上依次连接的，各部件之间相互关联，催化反应装置设置在热交换器内部，若需要将催化反应装置取出，就必须将集烟罩或将燃烧器拆除，以使得热交换器的上端或下端开口显露，从而取出催化反应装置。而本发明中，通过在热交换器的侧面设置让位口，催化反应装置的基体能够经由让位口进出壳体，催化反应装置的安装板则与壳体固定，由此仅需要将安装板与壳体分离，不需要拆除热交换器上方的集烟罩或热交换器下方的燃烧器，就可以实现催化反应装置的拆除，从而提高了催化反应装置的安装和拆卸速度。同时，由于基体是固定在安装板上，依靠安装板固定在壳体上的，基体与壳体不需要连接，故可方便取出。

附图说明

图1为本发明燃气热水器一实施例的结构示意图；

图2为图1中燃气热水器的剖切示意图；

图3为图1中燃气热水器的剖切示意图，其中催化反应装置未示出；

图4为图2中催化反应装置的俯视图；

图5为图4中催化反应装置沿A-A的剖切示意图；

图6为图5中催化反应装置沿B-B的剖切示意图；

图7为图5中催化反应装置沿C-C的剖切示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				11	壳体	22a	催化孔
11a	让位口	22b	连通孔
				12	热交换管	23	围框
121	热交换部	231	限位翻边
				20	催化反应装置	232	安装翻边
21	安装板	24	保温层
				21a	安装孔	30	密封垫
22	基体

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种燃气热水器，如图1至图4所示，所述燃气热水器包括燃烧器、热交换器和催化反应装置20。燃烧器优选为浓淡燃烧器，且燃烧器通常位于热交换器的下方，并与热交换器独立地相连，以便热交换器利用燃烧器产生的燃烧烟气进行换热。热交换器包括壳体11，以及至少部分设于壳体11内的热交换管12，壳体11的上下两端贯通，以便于燃烧器产生的燃烧烟气能够朝上通过壳体11，并最终从壳体11的上端流入集烟罩内，并经由集烟罩排出。热交换管12至少部分设置在壳体11内部，而与燃烧烟气换热，热交换管12的其它部分则位于壳体11外，并贴合壳体11设置。热交换管12的一端为进水端，另一端为出水端，自来水在热交换管12内流通，而被燃烧烟气加热。

本实施例中，催化反应装置20包括安装板21和固定在所述安装板21上的基体22，所述安装板21沿所述基体22的一侧面延伸，并超出所述基体22的边缘设置，壳体11的侧面设有让位口11a，所述基体22自所述让位口11a设置在所述壳体11内，所述安装板21与所述壳体11的外表面抵接固定，以盖合所述让位口11a，所述基体22上设有多个贯穿其上下表面的催化孔22a，每一所述催化孔22a的孔壁均设有催化剂。

具体而言，基体22大体呈块状，例如呈方块、圆块、六边形块状等。所述基体22可采用不锈钢、铜合金、铝合金或陶瓷等材质做成，以供催化剂附着在基体22的催化孔22a上。本实施例中，多个所述催化孔22a在基体22上优选均匀排布，例如可呈矩阵排布，如此使得基体22各处对一氧化碳的催化情况一致。优选地，所述催化孔22a为方孔，当然，所述催化孔22a也可为圆孔或梯形孔等。所述催化剂具体可采用涂覆或浸泡的方式设置在所述催化孔22a的孔壁，也就是说，本实施例中可在成型好基体22后，采用工具将催化剂直接涂覆在催化孔22a的孔壁上；或者，将基体22整个浸泡在采用催化剂所形成的液体中，使得催化剂附着在基体22上。催化剂能够催化燃烧烟气中的一氧化碳发生氧化反应，使其生成二氧化碳，由此可以降低排放到空气中的燃烧烟气中的一氧化碳的含量，进而可以提高该燃气热水器的安全性能以及使用效果。

本领域人员能够理解，催化反应装置20中催化剂的种类不受特别限制，只要能够催化一氧化碳发生氧化反应即可。例如，催化剂可以为贵金属负载型催化剂，该贵金属负载型催化剂包括载体以及负载贵金属，载体可以为三氧化二铝，负载贵金属可以为Pt、Pd或者Au等。此外，还可以在催化剂中添加一定的添加剂。

本实施例中，安装板21与基体22的一侧面相对设置，且安装板21的上下左右边缘均超出基体22的四周边缘设置，基体22的一侧面与安装板21贴合，且基体22与安装板21之间具体可采取焊接、螺接或卡接等方式进行固定，以使得基体22与安装板21形成一个整体。在组装时，直接将基体22对准让位口11a，以朝内推动基体22，使得基体22完全容置于壳体11内，直至安装板21与壳体11的外表面抵接，然后再将安装板21与壳体11固定，以避免基体22掉落，则基体22不需要与壳体11进行固定，仅依靠安装板21与壳体11固定即可。可以想到的是，由于安装板21是与壳体11的外表面抵接的，则安装板21的四周边缘也是超出让位口11a的孔缘设置的，也就是说安装板21的面积大于让位口11a的开口面积，从而避免安装板21也被推入壳体11内部，且也保证了安装板21能够盖合让位口11a，避免烟雾从让位口11a跑出。安装板21与壳体11之间为可拆卸连接，以方便催化反应装置20的取出，利于对催化反应装置20进行更换或清洁。具体地，安装板21与壳体11通过螺钉固定，或者安装板21与壳体11通过销钉固定，或者安装板21与壳体11通过卡扣卡接等。安装板21具体可为不锈钢板或铜板，其厚度优选为0.6-2mm，例如，安装板21的厚度可为0.6mm、1mm或2mm等，以避免厚度过薄而断裂，或厚度过厚而造成成本的增加。

通常燃气热水器的燃烧器、热交换器和集烟罩是自下而上依次连接的，各部件之间相互关联，催化反应装置20设置在热交换器内部，若需要将催化反应装置20取出，就必须将集烟罩或将燃烧器拆除，以使得热交换器的上端或下端开口显露，从而取出催化反应装置20。而本发明中，通过在热交换器的侧面设置让位口11a，催化反应装置20的基体22能够经由让位口11a进出壳体11，催化反应装置20的安装板21则与壳体11固定，由此仅需要将安装板21与壳体11分离，不需要拆除热交换器上方的集烟罩或热交换器下方的燃烧器，就可以实现催化反应装置20的拆除，从而提高了催化反应装置20的安装和拆卸速度。同时，由于基体22是固定在安装板21上，依靠安装板21固定在壳体11上的，基体22与壳体11不需要连接，故可方便取出。

本实施例中，所述热交换管12包括上下间隔设置的两热交换部121，两所述热交换部121通过连通管连通，所述催化反应装置20位于两所述热交换部121之间。为使得热交换管12能够与燃烧烟气进行重复接触换热，故每一所述热交换部121均呈迂回状设置，以增加热交换管12的长度。热交换部121优选是以沿水平方向迂回，以减小热交换管12的高度，使得热交换管12呈上下两层设置。为避免连通管对基体22造成干涉，故连通管优选靠近壳体11的内壁面设置；当然，于其它实施例中，连通管也可设置在壳体11外，并贯穿壳体11设置，而分别连通两热交换部121。通过将催化反应装置20设置在两热交换部121之间，而不是设置在热交换管12的上方，使得催化反应装置20与燃烧器距离更近，催化反应装置20的温度更高，从而更有利于催化剂发挥催化作用。燃烧器燃烧产生的高温烟气经过下方的热交换部121发生热交换后，在两热交换部121之间的间隔处的烟气温度大体为300-600℃，该温度达到催化反应装置20的起燃温度，并能够减少催化反应装置20积碳，从而保证催化器反应装置的一氧化碳转化率达到90％以上。

本实施例中，为使得燃烧烟气均能够流经催化孔22a，被催化剂催化，故在所述壳体11的内壁且沿周向设有搭接凸部(图未示出)，所述搭接凸部沿所述基体22的底面周缘呈环状设置，所述基体22搭接于所述搭接凸部的顶面，相当于基体22和搭接凸部共同将壳体11分隔成上下两个部分，上下两部分之间通过催化孔22a连通，如此所有的燃烧烟气都能够在催化孔22a内进行催化，避免了燃烧烟气从所述基体22与所述壳体11内壁之间的空隙而未经催化就排出。此外，通过设置搭接凸部，使得基体22与壳体11的内壁之间可间隔设置，从而方便基体22相对壳体11滑进滑出。同时，搭接凸部的设置也能够对基体22起到支撑作用，减小安装板21的受力。搭接凸部优选为与壳体11一体成型，以减少安装。

本实施例中，所述壳体11的设有所述让位口11a的外表面设有两耳板(图未示出)，两所述耳板一一对应所述壳体11的两相对侧缘设置，并侧向凸出所述壳体11，两所述耳板上均设有固定孔，在安装板21上对应设置有安装孔21a，安装板21与耳板之间通过紧固件连接，紧固件穿设固定孔和安装孔21a设置，紧固件可为螺钉、销钉等。通过设置两耳板来供安装板21安装，能够避免在壳体11上直接打孔而造成燃烧烟气的泄漏。每一耳板上优选设置两安装孔21a，则该催化反应装置20的固定仅需四颗螺钉即可，能够减少拆装的工作量。当然，在其它实施例中，安装板21直接与壳体11固定。

为避免燃烧烟气从让位口11a泄漏，故在所述安装板21与所述壳体11的外表面之间设有密封垫30，所述密封垫30沿所述让位口11a的孔缘呈环状设置，安装板21抵压在密封垫30上，从而将让位口11a密封盖合，避免了燃烧烟气的跑出。密封垫30的材质优选为硅酸铝纤维。本实施例中，密封的区域是沿着让位口11a的边缘的，相对于将催化反应装置20设置在壳体11上方，对壳体11的整个周缘进行密封的方式，本实施例的让位口11a的开口较小，故沿着让位口11a周缘的密封区域更小，因而能够减少密封材料的设置。

通常，让位口11a的高度为10-50mm，例如，让位口11a的高度可选择10mm、20mm、45mm或50mm等10-50mm之间的任意数值。若让位口11a过小，则仅能够供较薄的基体22通过，基体22上的催化孔22a的高度较小，一氧化碳和氧气的流通路径较短，不利于对一氧化碳进行充分催化；若让位口11a过大，则安装板21的面积需要设置得较大，造成材料的浪费，且也不利于安装板21对让位口11a进行密封，同时也使得壳体11的强度大大下降。本实施例中，通过将让位口11a的高度限定在10-50mm之间，既保证了壳体11的强度，也使得能够基体22的高度适合，催化孔22a对一氧化碳的催化效果较好。

请结合参考图6和图7，进一步地，所述催化反应装置20还包括围设于所述基体22的外周面，并与所述基体22固定的围框23，所述围框23与所述安装板21固定。本实施例中，由于基体22主要是供催化剂设置，特别是当基体22采用陶瓷材质时，不利于基体22与安装板21的连接，故通过设置围框23，使得基体22被围设在内，通过围框23包紧，再将围框23与安装板21进行固定，从而实现基体22的固定。围框23具体可采用金属材质，以方便沿着基体22的周面弯折。

本实施例中，为避免基体22从围框23脱落，所述围框23的上下两端均设有朝内翻折的限位翻边231，两所述限位翻边231共同夹持所述基体22，以使得基体22被上下两限位翻边231。当然，在其它实施例中，围框23可沿基体22的整个周面设置，以形成闭合环状，且围框23与基体22之间是紧密配合的，从而使得围框23通过对基体22的包覆力而将基体22紧固在内。

本实施例中，围框23仅包覆基体22的部分周面。具体而言，所述基体22包括多个依次连接的第一侧面、以及与多个所述第一侧面首尾相连的第二侧面，所述安装板21沿所述第二侧面延伸，并超出所述第二侧面的边缘设置，即安装板21是与第二侧面相对设置的，所述围框23则设置在所述第一侧面上。也就是说，在该实施例中，安装板21抵压在基体22的第二侧面，避免基体22从围框23的缺口中被挤出，围框23与安装板21共同将基体22围设在内，围框23与安装板21相互作用，从而对基体22进行限位。

请结合参考图4和图5，本实施例中，为方便围框23与安装板21的固定，所述围框23靠近所述安装板21的两端均朝外翻折以形成安装翻边232，所述安装翻边232与所述安装板21固定。具体地，所述安装翻边232与所述安装板21焊接或通过螺钉固定。通过设置安装翻边232的方式，能够增大围框23与安装板21的接触面积，使得固定效果更好。在其它实施例中，围框23也可整个包围基体22的周面设置，则围框23朝向第二侧面的部分直接与安装板21接触而固定。

为减少所述基体22热量的散失，在本实施例中，所述基体22的外周面包覆有保温层24。具体地，所述围框23和所述基体22之间，以及所述安装板21和所述基体22之间均设有保温层24，也就是在所述围框23和所述第一侧面之间，以及所述安装板21和所述第二侧面之间均设有保温层24。该实施例中，所述保温层24优选为减振垫或保温棉。通过设置保温层24，能够减少热量朝四周散失，使得热量集中朝内以加热所述催化剂，从而提高热能利用率，以更好地对催化剂进行预热，使得催化剂的催化效果更好。同时由于保温层24一般为软材质，故能够起到缓冲和减振的作用，以在安装和拆卸催化反应装置过程中，当催化反应装置被碰撞时避免基体损坏。

为增加燃烧烟气与催化剂的接触时长，使得一氧化碳被充分催化，在本实施例中，所述催化孔22a呈弯曲状设置，从而延长了催化孔22a的长度，使得燃烧烟气在催化孔22a内的运动路径加长，从而加强了催化效果。

进一步地，相邻的两所述催化孔22a之间相互连通。具体而言，所述催化孔22a的孔壁上设有连通另一所述催化孔22a的连通孔22b，每一催化孔22a的孔壁上均可设置多个连通孔22b，不同的连通孔22b可连接相同的催化孔22a，也就是说两催化孔22a之间通过多个连通孔22b连通；或者同一催化孔22a上的不同连通孔22b均连接不同的催化孔22a，以形成多个供气体流通的分支，从而使得每一催化孔22a均直接或间接连通，使得基体22的孔道呈互相连接的迷宫式三维网状结构的多孔体，从而有效的增大催化面积，增强催化效果，一氧化碳与氧气通过的路径更长，反应更充分，所以在相等转化率下，采用该类催化反应装置20，其体积可以减少三分之一以上，从而能够避免产品体积过大。优选地，基体22的材质为泡沫陶瓷，泡沫陶瓷的气孔率在20％～95％之间，优选地，气孔率可设置在60％～90％之间，例如60％、70％或90％均可，从而使得催化孔22a既不会过多而影响机械性能导致基体22断裂，也不会因催化孔22a太少而影响燃烧烟气的顺畅流动。泡沫陶瓷具有低热传导系数，耐高温、耐腐蚀性，良好的热震性、机械性能稳定等优点。由于温度越高对一氧化碳与氧气产生化学反应生成二氧化碳更有利，故泡沫陶瓷的耐高温性能够可以保证催化反应装置20放置于温度较高的位置，如此该催化反应装置20的适应性更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

热交换器，所述热交换器包括壳体，以及设于所述壳体内的热交换管，所述壳体的侧面设有让位口；和，

催化反应装置，所述催化反应装置包括安装板和固定在所述安装板上的基体，所述安装板沿所述基体的一侧面延伸，并超出所述基体的边缘设置，所述基体自所述让位口设置在所述壳体内，所述安装板与所述壳体的外表面抵接固定，以盖合所述让位口，所述基体上设有多个贯穿其上下表面的催化孔，每一所述催化孔的孔壁均设有催化剂。

2.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述热交换管包括上下间隔设置的两热交换部，两所述热交换部通过连通管连通，且每一所述热交换部均呈迂回状设置，所述催化反应装置位于两所述热交换部之间。

3.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体的内壁且沿周向设有搭接凸部，所述基体搭接于所述搭接凸部的顶面。

4.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体的设有所述让位口的外表面设有两耳板，两所述耳板一一对应所述壳体的两相对侧缘设置，并侧向凸出所述壳体，两所述耳板上均设有固定孔以供所述安装板安装。

5.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述安装板与所述壳体的外表面之间设有密封垫，所述密封垫沿所述让位口的孔缘呈环状设置。

6.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述催化反应装置还包括围设于所述基体的外周面，并与所述基体固定的围框，所述围框与所述安装板固定。

7.如权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于，所述围框和所述基体之间，以及所述安装板和所述基体之间均设有保温层。

8.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述催化孔呈弯曲状设置。

9.如权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于，所述催化孔的孔壁上设有连通另一所述催化孔的连通孔。

10.如权利要求1至9任意一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述基体的材质为泡沫陶瓷。