CN1102227C - 具有提高燃烧效率装置的多级热水器 - Google Patents

Abstract

一种热水器包括一个主体部分；许多构成主体部分的壁和内侧部分并通过一条水管彼此连通的传热片；与传热片在其顶端或底端彼此相连并且引导燃烧气体流动的隔热板；以及一个安装在位于主体部分中心位置的两个传热片之间并且与燃料燃烧通道相连通的增燃板，介于传热片和隔热板之间的空间作为一条通气道。

Description

具有提高燃烧效率装置的多级热水器

发明背景

本发明涉及一种用轻油、重油和液体燃料(例如液态天然气和液化石油气)作为燃料的热水器，特别是具有高燃烧效率并改善燃料燃烧空间和热水器中的传热表面以便降低废气中的有害成分而且提高传热效率的多级热水器。

通常，不能期望多数常规热水器(例如锅炉)使燃料完全燃烧。而且因为常规热水器具有较小的传热表面、较小的传热区和较短的传热时间，能充分利用热水器中燃烧气体的高温。所以200℃-350℃的高温被直接排入大气并且热量损失很高。

而且，随着使用轻油、重油或气体作为燃料的锅炉的增加，由废气中含有的有害成分引起的环境卫生问题也随之增加。

发明概要

本发明的主要目的是提供一种具有提高燃料燃烧效率装置的多级热水器，该装置安装在一条通气管中并且可使燃料充分燃烧。

本发明的另一个目的是提供一种具有很多在内部配置水套的传热片并把导水柱竖直交替地固定在壁的顶端和底端以便增加全部传热表面而且使传热效率变得很高的多级热水器。

为了达到上述目的，本发明提供一种热水器，包括：一个主体部分，该主体部分由一条供水管、一条排水管、一条燃烧气体排出通道和一条在其下部的燃料燃烧通道构成；多个构成主体部分的壁和内隔板并且通过一条水管彼此连通的传热片；与传热片在其顶端或底端相连并且引导燃烧气体流动的隔热板；其特征在于：还包括一个安装在位于主体部分中心位置的两个传热片之间并且与燃料燃烧通道相连通的增燃板；其中介于传热片和隔热板之间的空间作为一条通气道以使燃烧气体通过增燃板和通气道从燃料燃烧通道排向气体排出通道，所述传热片由一个内壁、一个外壁和多个按一定间距竖直安装在内壁和外壁之间的空间内的导水柱构成，导水柱的长度比内壁和外壁的长度短以便在导水柱的端部和传热片的顶端或底端之间形成一条水平通水道；所述增燃板由连续弯曲过的金属网构成，金属网弯曲部分的深度和宽度是恒定的并且把它的开口部分紧密布置以便金属网的横截面视图变为矩形。

许多导水柱竖直地安装在传热片的水套中。导水柱的一端交替地固定在水套的顶端或水套的底端。导水柱的另一端交替地在水套的顶端或底端断开以便使介于导水柱的另一端和水套的顶端或底端之间的断开部分成为传热片中的一条通水道。

在热水器的外壳内按相反方向在一条中心通气道附近以相同间距布置了许多传热片。传热片由水管彼此相连以便传热片中的水可以连续地从一个传热片流向另一个传热片。通过一条供水管把待加热的水输送给传热片，并且加热后的水通过一条排水管排出。供水管和排水管分别与布置在传热片左侧和右侧以外的传热片相连通。

附图简述

图1是按照本发明的一个热水器的透视图，为了展示热水器的内部构造，它的一部分被剖去；

图2是一幅沿图1中的线A-A截取的视图；

图3是一幅沿图1中的线B-B截取的视图；而且

图4是按照本发明的一个增燃板的透视图。

优选实施例的详细描述

图1示意地展示了按照本发明的一个热水器的内部构造，该热水器包括一个主体部分10，主体部分10由一条供水管12、一条排水管14、一条燃烧气体排出通道16和一条在其下部的燃料燃烧通道18构成；许多构成主体部分10的壁和内侧部分并通过一条水管22彼此连通的传热片20；与传热片在其顶端或底端彼此连接并且引导燃烧气体流动的隔热板24，以及一个安装在位于主体部分10中心位置的两个传热片20之间并且与燃料燃烧通道18相连通的增燃板26；由此介于传热片20和隔热板24之间的空间28作为通气道以便把燃烧气体通过增燃板26和通气道28从燃料燃烧通道18排向气体排出通道16。

传热片20由一个内壁30、一个外壁32和许多按一定间距竖直安装在内壁30和外壁32之间的空间内的导水柱34构成。导水柱34的长度比内壁30和外壁32的长度短，以便当导水柱34的一端交替地固定在传热片20的顶端或底端时，在导水柱34的端部和传热片20的顶端或底端之间形成一条水平通水道36。

输送进传热片20的水沿两个导水柱34之间的竖直通水道38流动，并且通过水平通水道36以后穿越下一个竖直通水道38。

增燃板26用按恒定长度和深度连续多次弯曲过的金属网制成。增燃板26的开口部分的宽度比闭合部分的宽度长。

图1展示了装配有按照本发明的增燃板26的热水器的内部构造。热水器的主体部分10由几个传热片20和几个防火阻热的隔热板24构成。把传热片20竖直布置并且通过隔热板24交替地在传热片20的顶端或底端相连。热水器的体积取决于布置在主体部分10中传热片的数量。

而且，隔热板24包括一种安装在其内部的热反射材料和一种安装在其外部的隔热材料。隔热板24阻止热水器的热量损失和来自大气的热传递。当安装隔热板24时，最好是把热反射材料的一边朝向主体部分10的内侧从而提高热水器的热效率。

在隔热板24的顶部分别安装着供水管12、排水管14和气体排出通道16。供水管12和排水管14分别与最外面的传热片24的右侧和左侧相连通。

在最下面的隔热板24上安装着把来自燃料燃烧的热量导入热水器的燃料燃烧通道18。燃料燃烧通道18由一个竖直部分42和一个水平部分44构成。燃料燃烧通道18的竖直部分42与位于主体部分10内侧的两个传热片20之间形成的一个通气道28相连通，燃料燃烧通道18的水平部分44与一个燃烧器相连通(没有画出)。

特别地，燃料燃烧通道18是伸缩软管式的，也就是，如果需要，燃料燃烧通道18的长度可以伸长或缩短。燃料燃烧通道18和气体排出通道16的大小比例是1∶4-1∶5，所以由燃料燃烧产生的热量不会轻易排出并且可以获得最大传热效率。通道18的长度延伸得越长，传热效率就越高。

传热片20适当地对称布置在主体部分10的中心线周围。安装在主体部分10内侧的传热片20的长度比构成主体部分10壳体的传热片20的长度短。因此，在与构成主体部分10壳体的最外面的传热片20相连的隔热板24和与内侧传热片20相连的隔热板24之间形成一个空间42。传热片20按相同间距竖直布置，以便燃烧气体流过两个传热片20之间形成的通气道28并且通过空间42和气体排出通道16排出。

因为传热片20之间的间距，也就是，通气道28的宽度是燃料燃烧通道18宽度的三分之一，气体的速度可保持在最佳状态。

传热片20彼此通过隔热板24在传热片20的顶端或底端相连，使得燃烧过的气体连续地从中心通气道26流向侧面通气道并且最终通过空间42和气体排出通道16排出。在热水器中使用的传热片20的数目取决于热水器的容积。

布置在热水器中心线的一个侧面的传热片20的数目是个奇数以便最后边的通气道28朝向位于热水器顶部的空间42。

按照热水器的以上布置，燃烧过的气体的流动被迫回转180度并且流动是垂直向下或向上的。因此由于可以增大接收热量的区域，传热效率将会提高。

把一个振动装置和一个电离装置安装在与构成热水器壳体的外侧传热片相连的隔热板24上。振动装置为隔热板24提供振动。

如以上图解说明，在传热片20中沿传热片20的宽度方向按相等间距竖直安装了许多导水柱34，介于两个导水柱34之间的空间将成为加热过的水在其中连续流动的竖直通水道38。

导水柱34交替地固定在传热片20的顶端或底端以便在导水柱34的端部和传热片20的端部之间交替形成水平通水道36。因此传热片20的内侧通过水平通水道36完全相通。待加热的水沿竖直通水道38流动并转到水平通水道36。传热片20中加热过的水通过与水管22相通的排出通道排出。

在按照本发明的另一个安装导水柱34的实施例中，导水柱34可以水平安装。通水道的这个实施例是沿着传热片20的宽度形成的。

传热片中的导水柱会产生一个与待加热的水流动方向相反的阻力。然而，由于传热片20中水的流动是用一个泵等强制循环的，该阻力可以忽略。因此当水沿水平通水道36和竖直通水道38循环时传热片中的水得以充分加热。

构成主体部分10壳体的传热片20和构成主体部分10内侧部分的传热片20通过水管22彼此相连，该水管22横跨通气道28布置。而且按照传热片20的安装位置在传热片20的下部或上部有选择地实施水管22的连接。

在该热水器用作小型家用热水器的情况下，传热片20的厚度最好为6mm-10mm。对于大型的，在主体部分20中另外安装一些传热片20，而且在传热片20之间连通的水管22最好是椭圆形的。

如图4所示，安装在与燃料燃烧通道18相连的通气道中并且与火焰和燃烧过的气体直接接触的增燃板26由一块矩形金属网构成。金属网被连续地弯曲过，金属网弯曲部分的深度和宽度是恒定的，而且增燃板26的整体形状将是一个正六面体以便可以把增燃板26牢固地插进与燃料燃烧通道18相通的中心通气道28中。

增燃板26闭合部分的宽度比增燃板26开口部分的宽度宽，增燃板26的弯曲形状从闭合部分向开口部分连续变窄。

增燃板26本身沿弯曲方向具有弹性。增燃板26的长度确定得要长于通气道28的宽度以便把增燃板26牢固地插进中心通气道28中。

而且，增燃板26的高度H，长度L和宽度B要按照燃料燃烧通道18的长度确定。特别是增燃板26的宽度B为与燃料燃烧通道18的长度无关的介于30～50mm之间的恒定值，因为燃烧过的气体将会完全燃烧。

高度H和长度L根据燃料燃烧通道18的长度和宽度的增减以相同比例增减。通常由于燃料燃烧通道18的长度很长，在燃料燃烧通道18中可安装许多传热片。

增燃板26的间距1和宽度B的比例最好是1∶2以便实现完全燃烧。

构成增燃板26的金属网用不锈钢27制成，它具有高防火性和抗腐蚀性，以及在高温下的高弹性，还具有在密实压紧程度上的60～80个网眼。

构成热水器主体部分的传热片用铝合金制成，为了减少热量损失并阻止燃烧过的气体泄漏，在热水器周围包裹着一个隔热层。

按照本发明的构造，把待加热的水通过供水管12送入传热片中，输送的水沿传热片20中的竖直和水平通水道36，38循环流动并被加热至某一温度。加热过的水连续地流向下一个传热片20并逐渐被加热。最终被加热的水通过排水管14排出。

在传热片20中的水循环过程中，通过振动装置使隔热板24振动，水中含有的水垢不会沉积在传热片20的内表面上。

装配在燃料燃烧通道18上的锅炉按照热水器中使用的燃料种类可分为燃气锅炉或燃油锅炉。为了使燃料和空气以最佳方式充分混合，燃气锅炉沿纵向安装，而燃油锅炉沿横向安装，并且火焰的形状将是字母“L”形以便促进燃料燃烧。

增燃板26促进火焰和未充分燃烧的气体完全燃烧。这是因为空气和火焰碰到增燃板26的粗糙表面上，在空气和未充分燃烧的气体穿越增燃板26的过程中使火焰和未充分燃烧的气体与空气得以充分混合。

而且当燃烧过的气体穿越增燃板26时，增燃板26的开口部分和闭合部分的差异会导致火焰和未充分燃烧的气体产生涡流。因此包含在火焰等中的微粒破裂成为更小的微粒并且该更小的微粒以最佳状态燃烧。

最后完全燃烧的气体通过空间42和通气道28排放到大气中。

因此，按照本发明的热水器可以阻止排放气体中的有害成分，并且能够提高热效率。

Claims (4)

1.一种热水器，包括：一个主体部分，该主体部分由一条供水管、一条排水管、一条燃烧气体排出通道和一条在其下部的燃料燃烧通道构成；多个构成主体部分的壁和内隔板并且通过一条水管彼此连通的传热片；与传热片在其顶端或底端相连并且引导燃烧气体流动的隔热板；

其特征在于：还包括一个安装在位于主体部分中心位置的两个传热片之间并且与燃料燃烧通道相连通的增燃板；

其中介于传热片和隔热板之间的空间作为一条通气道以使燃烧气体通过增燃板和通气道从燃料燃烧通道排向气体排出通道，

所述传热片由一个内壁、一个外壁和多个按一定间距竖直安装在内壁和外壁之间的空间内的导水柱构成，导水柱的长度比内壁和外壁的长度短以便在导水柱的端部和传热片的顶端或底端之间形成一条水平通水道；

所述增燃板由连续弯曲过的金属网构成，金属网弯曲部分的深度和宽度是恒定的并且把它的开口部分紧密布置以便金属网的横截面视图变为矩形。

2.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于：所述增燃板用不锈钢制成。

3.按照权利要求1所述的热水器，其特征在于：所述增燃板在稠密程度上具有60～80个网眼。

4.按照权利要求3所述的热水器，其特征在于：所述增燃板的宽度为30～50mm，而且弯曲的间距是宽度的一半。

Images