CN205137854U - 燃气热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种燃气热水器，其包括燃气混合器、设置在燃气混合器上部的燃烧器以及点火器。点火器配置成在燃烧器上方点火，以使从燃气混合器流入燃烧器内的燃气在燃烧器上以火焰的形式进行燃烧。燃烧器由催化燃烧模块形成，且配置成利用燃气燃烧释放的热量将其加热使其温度达到其催化起燃温度以上，从而使得燃气在流经其时进行无焰的催化燃烧。本实用新型利用火焰将催化燃烧模块加热后，使燃气在催化燃烧模块的催化作用下进行无焰的催化燃烧，提高了燃气的燃烧效率，同时减少污染气体的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及热水器技术领域，特别是涉及一种燃气热水器。
背景技术
目前燃气热水器通常采用明火作为热源，明火燃烧不可避免地会产生燃烧不完全的产物CO和高温产物NOx。现有技术中，为了减少污染物排放，燃气热水器通常采用在换热器后端进行催化燃烧，通过触媒方式降低一氧化碳。但该方法是基于燃烧的后处理，催化燃烧过程没有利用一次燃烧的高温，不能很好地去除排放气体中的一氧化碳，同时不能减少NOx的排放，并且催化燃烧产生的热量也没有被利用。
实用新型内容
本实用新型一个目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种污染物排放少的燃气热水器。
本实用新型另一目的是要提供一种热效率高，燃气燃烧更加充分的燃气热水器。
为了实现上述至少一个目的，本实用新型提供了一种燃气热水器，包括燃气混合器，其还包括：
燃烧器，设置在所述燃气混合器上部，其由催化燃烧模块形成；和
点火器，配置成在所述燃烧器上方点火，以使从所述燃气混合器流入所述燃烧器内的燃气在所述燃烧器上以火焰的形式进行燃烧，其中
所述催化燃烧模块配置成利用燃气燃烧释放的热量将其加热使其温度达到其催化起燃温度以上，从而使得燃气在流经其时进行无焰的催化燃烧。
可选地，所述催化燃烧模块包括蜂窝状催化剂载体以及设置在所述催化剂载体上的催化剂。
可选地，所述催化剂载体内部形成多个自其底部表面延伸至其顶部表面的通孔。
可选地，所述通孔的直径为0.5～3mm。
可选地，所述燃气热水器还包括：
换热器，其设置在所述燃烧器的上方，用于吸收燃气燃烧释放的热量以对进入所述燃气热水器中的水进行加热。
可选地，所述换热器与所述燃烧器之间具有预设间距，以防止所述换热器与所述燃烧器上的火焰直接接触。
可选地，所述燃气热水器还包括：
燃气比例阀，用于调节进入所述燃气混合器中的燃气与空气比例。
可选地，所述燃气热水器还包括：
进水管，用于向所述燃气热水器中引入进水；和
热水出水管，用于向外部提供热水。
本实用新型通过将催化燃烧模块直接形成燃烧器，利用燃气在燃烧器上以火焰的形式进行燃烧时释放的热量将其加热至达到催化起燃温度以上，与此同时，催化燃烧模块上方的火焰越来越低，直至消失；于是燃气流经催化燃烧模块时，即可经过催化后直接进行无焰的催化燃烧，释放出更多的热量。因为催化作用，使得燃气接近完全燃烧，几乎没有CO排放；由于催化燃烧后的烟气温度比有焰燃烧的温度低，可实现NOx的低排放。
进一步地，本实用新型中燃气在催化燃烧模块的催化作用下进行无焰的催化燃烧时，可使燃气充分燃烧，提高燃气的燃烧效率，具有热效率高的优点，有利于实现节能减排。
进一步地，对于有焰燃烧，由于火焰的控制难度较大，火焰的稳定性不高，对热水器出水温度的控制过程十分复杂。而在本实用新型中，对热水进行加热的能量基本全部来自于无焰燃烧，通过控制空燃比(即空气与燃气的比例)，即可实现稳定的无焰燃烧，从而更有利于热水器出水温度的控制。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本实用新型一个实施例的燃气热水器的示意性结构图。
具体实施方式
图1是根据本实用新型一个实施例的燃气热水器100的示意性结构图。如图1所示，如本领域技术人员可意识到的，根据本实用新型实施例的燃气热水器100与现有常规燃气热水器一样也可包括燃气混合器6、设置在燃气混合器6上部的燃烧器10、点火器9以及换热器14。
燃气和空气在燃气混合器6中混合均匀后进入燃烧器10。通常，燃气混合器6和燃烧器10可布置在由燃烧室壳体30限定的燃烧室内。点火器9配置成在燃烧器10上方点火，以使从燃气混合器6进入燃烧器10内的燃气在燃烧器10上以火焰的形式进行燃烧。
换热器14设置在燃烧器10的上方，用于吸收燃气燃烧释放的热量以对进入燃气热水器100中的水进行加热。换热器14可布置在由烟气换热室壳体12限定的烟气换热室内。烟气换热室设置在燃烧室的上方，并且其与燃烧室内部连通，以便使燃烧室内的高温烟气流入烟气换热室中与换热器14进行换热以将水加热。本领域技术人员可理解的，燃烧室壳体30与烟气换热室壳体12也可设置为整体，统称为燃烧及烟气换热室壳体。烟气换热室壳体12上方设有集烟罩20，用于收集换热后的烟气并使其排放到外部。
燃气热水器100还可包括用于向燃气热水器100中引入进水的进水管26，用于向外部提供热水的热水出水管2，以及用于向燃气热水器100供应燃气的燃气进气管路22。
燃气混合器6的下方设置有风机4，用于提供燃气燃烧用的空气。风机4可根据燃气进气量调整转速，以控制经由燃烧器10进入燃烧室中的空气量。燃气比例阀24设置在燃气进气管路22上，用于调节进入燃气混合器6中的燃气与空气比例。在燃气进气管路22上还设置截止阀21，用于导通和/或断开燃气进气管路22。
燃气热水器100通常设置有水气联动装置(图中未示出)，当热水出水管2的阀门被打开时，水气联动装置感应到的水流流量达到流量预设值或者水气联动装置感应到的水压达到水压预设值时将电源接通，并启动点火器9，与此同时打开燃气进气管路22上的截止阀21。
特别地，燃烧器10由催化燃烧模块形成，配置成利用燃气燃烧释放的热量将其加热使其温度达到其催化起燃温度以上，从而使得燃气在流经其时进行无焰的催化燃烧。也就是说，将催化燃烧模块直接设置在燃气混合器6的上部，点火器9直接在催化燃烧模块上方点火，从燃气混合器6向上流出的燃气和空气的混合气体在催化燃烧模块上表面被点燃后以火焰的形式进行有焰燃烧。燃气进行有焰燃烧产生的热量对催化燃烧模块进行加热，使其温度逐渐升高至达到催化起燃温度；与此同时，催化燃烧模块上方的火焰越来越低，直至消失。于是燃气流经催化燃烧模块时，即可经过催化后直接进行无焰的催化燃烧，释放出更多的热量。
催化燃烧模块可包括催化剂载体以及设置在催化剂载体上的催化剂。其中，催化剂载体优选具有蜂窝状结构。在一些实施例中，催化剂载体也可具有内部形成多个贯通上下表面的竖直通孔的块体结构。
催化剂载体可由耐热陶瓷材料制成，也可以由耐热的金属材料制成，或者也可以由两者结合制成。催化剂可以为铂、钯，也可为稀土金属元素、碱土金属元素或过渡金属元素；当然也可由上述两种以上的金属混合制成。对于特定催化剂的催化燃烧模块，其催化起燃温度通常是固定的，或者在比较小的温度范围内波动。在一些实施例中，催化燃烧模块10的催化起燃温度为500℃左右。
催化燃烧模块的厚度不受限制，以尽可能提高燃气与其接触面积、反应效率为主。在一些实施例中，催化剂载体内部形成多个自其底部表面延伸至其顶部表面的通孔。经由燃气混合器6向上流出的燃气和空气的混合气体经由这些通孔向上流动。在一些实施例中，这些通孔的直径可设置为0.5～3cm，优选为1～2mm，进一步优选为1.5mm。本领域技术人员可以理解，当燃气进行有焰燃烧时，这些通孔可相当于现有技术中燃气热水器的燃烧器的喷嘴，火焰在通孔的上开口处形成。而当催化燃烧模块的温度达到其催化起燃温度以上后，燃气与空气的混合气体在这些通孔内流动时，被通孔周壁上的催化剂催化，从而进行无焰燃烧。
在进一步的实施例中，催化燃烧模块与换热器14之间具有预设间距，以防止换热器14与催化燃烧模块上的火焰直接接触。即，使换热器14位于燃气在燃烧器10上进行有焰燃烧时形成的火焰的上方，而不会处于火焰之中，以免温度太高影响换热器14的使用寿命或对换热器14造成损坏。
由此可见，本实用新型可使燃气在较低温度下在催化剂表面进行无焰燃烧，因为催化作用，使得燃气接近完全燃烧，几乎没有CO排放；由于催化燃烧后的烟气温度比有焰燃烧的温度低，可实现NOx的低排放。
当火焰熄灭后，可通过燃气比例阀24调节进入燃烧室中的燃气与空气的比例，以使进入燃烧室中的燃气在流经催化燃烧模块的表面时进行无焰的催化燃烧，且催化燃烧释放的热量至少能够使催化燃烧模块的温度保持在催化起燃温度以上，同时还能有额外的热量对燃气热水器100中的水进行加热。在一些实施例中，可根据出水温度、进水温度、流量等计算获得燃气与空气的比例。
本领域技术人员可以理解，在火焰熄灭后调节燃气比例阀24的过程中，风机4的进风量可根据实际需要调大、调小或保持不变。
本领域技术人员可以理解，在本实用新型实施例的燃气热水器100中，开启燃气热水器100的点火器9点燃燃气的目的是为了对催化燃烧模块10进行加热。在催化燃烧模块10的温度达到催化起燃温度以上后，火焰会自动熄灭，而后燃气进行无焰的催化燃烧。燃烧室中的燃气进行无焰燃烧后，正常情况下不会再开启点火器9进行有焰燃烧，除非燃气热水器100出现故障，使催化燃烧模块的温度低于催化起燃温度时，会再次进行有焰燃烧以重新将催化燃烧模块的温度加热至达到催化起燃温度以上。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (8)
1.一种燃气热水器，包括燃气混合器，其特征在于，还包括：
燃烧器，设置在所述燃气混合器上部，其由催化燃烧模块形成；和
点火器，配置成在所述燃烧器上方点火，以使从所述燃气混合器流入所述燃烧器内的燃气在所述燃烧器上以火焰的形式进行燃烧，其中
所述催化燃烧模块配置成利用燃气燃烧释放的热量将其加热使其温度达到其催化起燃温度以上，从而使得燃气在流经其时进行无焰的催化燃烧。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，
所述催化燃烧模块包括蜂窝状催化剂载体以及设置在所述催化剂载体上的催化剂。
3.根据权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，
所述催化剂载体内部形成多个自其底部表面延伸至其顶部表面的通孔。
4.根据权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，
所述通孔的直径为0.5～3mm。
5.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：
换热器，其设置在所述燃烧器的上方，用于吸收燃气燃烧释放的热量以对进入所述燃气热水器中的水进行加热。
6.根据权利要求5所述的燃气热水器，其特征在于，
所述换热器与所述燃烧器之间具有预设间距，以防止所述换热器与所述燃烧器上的火焰直接接触。
7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：
燃气比例阀，用于调节进入所述燃气混合器中的燃气与空气比例。
8.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，还包括：
进水管，用于向所述燃气热水器中引入进水；和
热水出水管，用于向外部提供热水。
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