CN210861686U - 燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气热水器，其中，包括顺次连通的气体混合装置、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器；气体混合装置的进气端分别与供风装置、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在气体混合装置中形成混合气体；燃烧腔室中设置有催化燃烧器，混合气体在催化燃烧器中被氧化并进行燃烧，以产生高温烟气；换热腔室中设置有热交换器，高温烟气对热交换器中的水进行加热，以产生热水；冷凝水收集器的出气端与排烟装置相连通，低温烟气由排烟装置排出，产生的冷凝水落在冷凝水收集器中。本实用新型的燃气热水器对燃气进行催化式氧化，通过催化燃烧器的作用，能对燃气有效充分地进行燃烧，降低燃烧时的温度，最终抑制氮氧化合物和一氧化碳的生成。

Description

燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及家用电器领域，尤其涉及一种燃气热水器。

背景技术

燃气热水器又称燃气热水炉，是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。目前，节能减排是国家倡导的发展方向，具有更少能源消耗量的产品将是未来发展的一个方向。

现有燃气热水器的燃烧技术基本分为大气式燃烧和全预混式燃烧，其中，这两种燃烧方式都是有火焰的燃烧，燃气燃烧温度高，都会产生氮氧化合物等有害物质，这些有害物质不但对人体造成伤害，还会对大气造成严重的污染，同时，由于燃烧不充分，会导致一氧化碳的生成，并且降低了能源利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够很好地解决燃烧不充分、燃烧温度高等问题的燃气热水器。

为实现上述目的，本实用新型的燃气热水器的具体技术方案为：

一种燃气热水器，其中，包括顺次连通的气体混合装置、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器；气体混合装置的进气端分别与供风装置、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在气体混合装置中形成混合气体；燃烧腔室中设置有催化燃烧器，混合气体在催化燃烧器中被氧化并进行燃烧，以产生高温烟气；换热腔室中设置有热交换器，高温烟气对热交换器中的水进行加热，以产生热水；冷凝水收集器的出气端与排烟装置相连通，低温烟气由排烟装置排出，产生的冷凝水落在冷凝水收集器中。

进一步，气体混合装置、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器自上而下顺次设置。

进一步，气体混合装置包括顺次连通的收缩部、混合部、扩压部和分流部，收缩部与供风装置、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在混合部进行混合，混合气体在扩压部发生压力变化，分流部与燃烧腔室相连通。

进一步，气体混合装置的收缩部为文丘里管结构。

进一步，气体混合装置的混合部中设置有扰流组件，扰流组件可改变混合气体的流动路径，以提高可燃气体与助燃空气的混合效果。

进一步，扰流组件为螺旋导向槽。

进一步，气体混合装置的扩压部的扩压张角为6°～8°。

进一步，气体混合装置的分流部中设置有分流板，分流板上设置有多个气体通孔。

进一步，催化燃烧器包括燃烧器本体和燃烧催化剂，燃烧器本体上设置有多个燃烧孔，燃烧催化剂设置在燃烧器本体上。

进一步，燃烧器本体上的燃烧孔的孔径为1.2～1.5mm或1.1～1.2mm。

进一步，燃烧器本体上的燃烧孔为圆形或多边形。

本实用新型的燃气热水器具有以下优点：

1)对燃气进行催化式氧化，通过催化燃烧器的作用，能对燃气有效充分地进行燃烧，降低燃烧时的温度，最终抑制氮氧化合物和一氧化碳的生成；

2)对燃气进行有效充分的燃烧，提高了能源转化效率。

附图说明

图1为本实用新型的燃气热水器的内部结构示意图；

图2为本实用新型的燃气热水器中的气体混合装置的第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的燃气热水器中的气体混合装置的第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的燃气热水器中的催化燃烧器的第一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的燃气热水器中的催化燃烧器的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种燃气热水器做进一步详细的描述。

如图1至图5所示，本实用新型的燃气热水器包括自上而下顺次连通的气体混合装置10、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器40。其中，气体混合装置10的进气端分别与供风装置50、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在气体混合装置10中形成混合气体。

进一步，燃烧腔室中设置有催化燃烧器20，混合气体在催化燃烧器20中被氧化并进行燃烧，以产生高温烟气；换热腔室中设置有热交换器30，高温烟气对热交换器30中的水进行加热，以产生热水；冷凝水收集器40的出气端与排烟装置60相连通，低温烟气由排烟装置60排出，产生的冷凝水落在冷凝水收集器40中。

由此，本实用新型的燃气热水器是采用倒置式全预混催化燃烧，高温烟气的热交换方向是由上向下传递，大部分烟气在换热腔室中被冷凝，产生的冷凝水可直接流入冷凝水收集器。

具体来说，如图1至图3所示，本实施例中，气体混合装置10包括顺次连通的收缩部11、混合部12、扩压部13和分流部14，其中，收缩部11与供风装置50、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在混合部12进行混合，混合气体在扩压部13发生压力变化，分流部14与燃烧腔室相连通。

进一步，气体混合装置10的收缩部11采用文丘里管结构，分别与供风装置50、供气装置相连通，助燃空气由供风装置50送入气体混合装置10中，可燃气体由供气装置送入气体混合装置10中，且文丘里管结构的气体混合装置10使可燃气体进入的更顺畅。优选的是，气体混合装置10与供气装置之间设置有燃气比例阀70，以根据需要调节进气量。当然，可以理解的是，本实用新型中的气体混合装置的收缩部也可以采用其他形式的进气结构，并不局限于图中所示，只要是能够实现助燃空气与可燃气体顺畅进入即可。

进一步，气体混合装置10的混合部12是让助燃空气与可燃气体混合的位置，图2中示出的为普通型的混合部12，助燃空气与可燃气体只是在混合部12的流动过程中自然混合；图3中示出的则为特殊型的混合部12，混合部12中设置有扰流组件15，扰流组件15可改变混合气体的流动路径，以提高可燃气体与助燃空气的混合效果，优选的是，扰流组件15为螺旋导向槽。当然，可以理解的是，本实用新型中的气体混合装置的混合部也可以采用其他形式的混合结构，并不局限于图中所示，只要是能够实现助燃空气与可燃气体的均匀混合即可。

进一步，气体混合装置10的扩压部13是使混合气体由动压变为静压，以提高混合气体的压力，同时，也可以使助燃空气与可燃气体进一步混合均匀。其中，优选的是，如图2和图3所示，扩压部13的扩压张角α(扩压部13开口的延伸方向与扩压部13侧壁的延伸方向之间的夹角)一般为6°～8°，此时阻力损失最少。当然，可以理解的是，本实用新型中的扩压部的扩压张角根据实际情况可以灵活调整，并不局限于图中所示。

进一步，气体混合装置10的分流部14中设置有分流板，分流板可由金属或其它耐高温材料制成，分流板上设置有多个气体通孔，起到稳定气流和分流的作用。由此，本实用新型中的气体混合装置10能够实现助燃空气与可燃气体的均匀、充分混合，并将混合气体输送至燃烧腔室中进行燃烧。

进一步，如图1、图4和图5所示，燃烧腔室中的催化燃烧器20包括燃烧器本体21和燃烧催化剂，其中，燃烧器本体21由耐高温材料制作而成，优选采用硅胶(SiO₂)和铝凝胶(AL₂O₃)，燃烧器本体21上设置有多个燃烧孔22，根据实际情况，燃烧器本体21上的燃烧孔22的孔径可选用1.2～1.5mm(针对天然气)或1.1～1.2mm(针对液化石油气)。此外，如图4和图5所示，燃烧器本体21上的燃烧孔22的形状也可以根据实际情况进行灵活选择，如圆形或多边形等。

进一步，燃烧催化剂设置在燃烧器本体21上，用于氧化混合气体(助燃空气与可燃气体)，降低混合气体(助燃空气与可燃气体)的闪点。优选的是，燃烧催化剂采用Pd、Pt、CuO、MnO₂等材料，附着在燃烧器本体21的表面上，如上表面、下表面、燃烧孔22的内表面等，燃烧催化剂与混合气体接触面越大，催化作用越好。当然，可以理解的是，本实用新型中的燃烧催化剂也可以采用其他催化材料，并不局限于上述材料。

本实用新型中的催化燃烧器上的燃烧催化剂能对混合气体(助燃空气与可燃气体)进行提前氧化，氧化后的混合气体(助燃空气与可燃气体)在催化燃烧器的燃烧孔表面燃烧，燃烧产物是二氧化碳和水蒸气，因为燃烧温度低、燃烧时间短，所以燃烧后基本不产生氮氧化合物。

进一步，换热腔室中的热交换器30的进水口与冷水管31相连，冷水管31上设置有流量传感器32，热交换器30的出水口与热水管33相连，热水管33上设置有温度传感器34，热交换器30的一侧与燃烧腔室相对设置，另一侧与冷凝水收集器40相对设置，冷凝水收集器40的出风口连接有排烟装置60，冷凝水收集器40的出水口连接有排水管80。

进一步，本实用新型的燃气热水器中还设置有电控装置90，电控装置90通过电连接分别与燃气比例阀70、供风装置50、温度传感器34、流量传感器32、点火器等部件连接在一起，组成电控系统。

下面结合图1至图5，对本实用新型的燃气热水器的工作原理进行说明：

冷水从流量传感器32流入冷水管31，流量传感器32收到水流信息，发出指令给电控装置90，电控装置90发出指令启动供风装置50，供风装置50开始提供空气，电控装置90发指令启动点火器，点火器开始点火，电控装置90发指令启动燃气比例阀70，燃气比例阀70按指定的要求开启阀门，供应天然气。

空气和天然气一起进入气体混合装置10，在气体混合装置10内进行均匀、充分的混合，然后组成可燃气体，可燃气体进入催化燃烧器20内，与催化燃烧器20内的催化剂发生氧化反应，反应后的可燃气体在催化燃烧器20表面被点燃。因可燃气体被提前氧化，可燃气体出现燃烧温度低、燃烧时间短现象，所以燃烧后基本不产生氮氧化合物。

燃烧后的高温烟气在供风装置50的驱动下由上且下流动到热交换器30腔内，高温烟气把热量传递给热交换器30的水管，水管把热量传递给冷水，冷水被加热成热水，从热交换器30的出水口流入热水管33，再从热水管33流出机器外，实现热水的供应。

高温烟气把热量传递给热交换器30后变成低温烟气，低温烟气中的水蒸气冷凝成水珠，并落入冷凝水收集器40内，通过排水管80排出机器外。低温烟气从冷凝水收集器40的出风口进入排烟装置60内，并经过排烟装置60最终排出机器外。由于实施了倒置式催化燃烧和换热方式，冷凝水的收集更方便可靠。

电控装置90收集到温度传感器34反馈的水温信号，再进一步调节燃气比例阀70的输出和空气的匹配，最终输出用户要求的水温。

本实用新型的燃气热水器对燃气进行催化式氧化，通过催化燃烧器的作用，能对燃气有效充分地进行燃烧，降低燃烧时的温度，最终抑制氮氧化合物和一氧化碳的生成；同时，对燃气进行有效充分的燃烧，也提高了能源转化效率。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种燃气热水器，其特征在于，包括顺次连通的气体混合装置、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器；气体混合装置的进气端分别与供风装置、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在气体混合装置中形成混合气体；气体混合装置包括顺次连通的收缩部、混合部、扩压部和分流部，收缩部与供风装置、供气装置相连通，可燃气体与助燃空气在混合部进行混合，混合气体在扩压部发生压力变化，分流部与燃烧腔室相连通；燃烧腔室中设置有催化燃烧器，混合气体在催化燃烧器中被氧化并进行燃烧，以产生高温烟气；换热腔室中设置有热交换器，高温烟气对热交换器中的水进行加热，以产生热水；冷凝水收集器的出气端与排烟装置相连通，低温烟气由排烟装置排出，产生的冷凝水落在冷凝水收集器中。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，气体混合装置、燃烧腔室、换热腔室和冷凝水收集器自上而下顺次设置。

3.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，气体混合装置的收缩部为文丘里管结构。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，气体混合装置的混合部中设置有扰流组件，扰流组件可改变混合气体的流动路径，以提高可燃气体与助燃空气的混合效果。

5.根据权利要求4所述的燃气热水器，其特征在于，扰流组件为螺旋导向槽。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，气体混合装置的扩压部的扩压张角为6°～8°。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，气体混合装置的分流部中设置有分流板，分流板上设置有多个气体通孔。

8.根据权利要求1或2所述的燃气热水器，其特征在于，催化燃烧器包括燃烧器本体和燃烧催化剂，燃烧器本体上设置有多个燃烧孔，燃烧催化剂设置在燃烧器本体上。

9.根据权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于，燃烧器本体上的燃烧孔的孔径为1.2～1.5mm或1.1～1.2mm。

10.根据权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于，燃烧器本体上的燃烧孔为圆形或多边形。

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