TWI557383B - Water heater and its secondary heat exchanger - Google Patents

Description

熱水器及其二次熱交換器

本發明係與瓦斯熱水器有關；特別是指一種熱水器及其二次熱交換器。

一般的熱水器包括一燃燒裝置與一熱交換器，該燃燒裝置用以燃燒瓦斯產生高溫氣體，該熱交換器設置於該燃燒裝置上方，該熱交換器包含有一輸水管及複數吸熱片連接該輸水管的外周面上，該輸水管具有一入口與一出口，該入口供水注入，該出口供水輸出。該燃燒裝置產生的高溫氣體通過該熱交換器時，部分的熱能為該些吸熱片及輸水管所吸收，以加熱該輸水管內的水，使得熱水自該出口送出。前述熱水器雖為生活帶來便利性，惟帶有餘熱的高溫氣體將以廢氣方式排出熱水器，遂造成熱能的浪費。若能將帶有餘熱的高溫氣體充分利用，當能減少能源的損耗。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種熱水器及其二次熱交換器，可充分利用帶有餘熱的高溫空氣。

本發明之另一目的在於提供一種熱水器及其二次熱交換器，可方便清理二次熱交換器內的管路。

緣以達成上述目的，本發明所提供熱水器包含一燃燒裝置、一主熱交換器與一二次熱交換器。其中，該燃燒裝置用以燃燒瓦斯產生熱能；該主熱交換器設置於該燃燒 裝置上方，該主熱交換器包含有一第一殼體及一輸水管，該第一殼體具有一第一排氣口，該輸水管位於該第一殼體中，該輸水管具有一接口與一出水口；該二次熱交換器包含有一第二殼體、一吸熱管組、一蓋板與一集水板，其中，該第二殼體具有與該第二殼體內部相通之一入氣口、一第二排氣口與一開口，該入氣口與該第一殼體的第一排氣口相通；該吸熱管組設置於該第二殼體內部，該吸熱管組具有一入水口與一出水口，該吸熱管組的該入水口供水注入，該吸熱管組的該出水口連通該輸水管之該接口；該蓋板可分離地設於該殼體且封閉該開口；該集水板設於該第二殼體內部，且位於該吸熱管組下方。

本發明更提供一用於熱水器的二次熱交換器，係設置於一主熱交換器的排氣通路上，該主熱交換器具有一第一排氣口，該二次熱交換器包括一殼體、一吸熱管組、一蓋板與一集水板。其中，該殼體具有與該殼體內部相通之一入氣口、一第二排氣口與一開口，其中，該入氣口與該主熱交換器的第一排氣口相通；該吸熱管組設置於該殼體內部，該吸熱管組具有一入水口與一出水口，該入水口供水注入，該出水口供水輸出；該蓋板可分離地設於該殼體且封閉該開口；該集水板設於該殼體內部，且位於該吸熱管組的下方。

本發明之效果在於二次熱交換器的吸熱管組可吸收帶有餘熱的高溫空氣之熱能。而二次熱交換器的蓋板可拆離之設計可方便使用者清理二次熱交換器的吸熱管組，避免鏽蝕。

10‧‧‧基座

12‧‧‧外罩

14‧‧‧燃燒裝置

16‧‧‧外殼

18‧‧‧燃燒器

20‧‧‧瓦斯閥

22‧‧‧鼓風機

24‧‧‧瓦斯管路

26‧‧‧主熱交換器

28‧‧‧第一殼體

282‧‧‧第一排氣口

30‧‧‧輸水管

302‧‧‧加熱管段

304‧‧‧接口

306‧‧‧出水口

32‧‧‧吸熱片

34‧‧‧二次熱交換器

36‧‧‧第二殼體

362‧‧‧入氣口

38‧‧‧頂板

382‧‧‧第二排氣口

40‧‧‧排氣管

42‧‧‧前側板

422‧‧‧開口

424‧‧‧螺孔

44‧‧‧後側板

46‧‧‧左側板

48‧‧‧右側板

482‧‧‧第一穿孔

484‧‧‧第二穿孔

486‧‧‧排水口

50‧‧‧入水管

52‧‧‧中繼管

54‧‧‧排水管

56‧‧‧吸熱管組

562‧‧‧入水分接盒

562a‧‧‧入水口

564‧‧‧出水分接盒

564a‧‧‧出水口

566‧‧‧環管

58‧‧‧集水板

582‧‧‧上板體

584‧‧‧下板體

586‧‧‧前緣

602~608‧‧‧擋垣

608a‧‧‧圓孔

62‧‧‧蓋板

622‧‧‧內面

624‧‧‧摺緣

624a‧‧‧穿孔

64‧‧‧密封件

642‧‧‧穿孔

66‧‧‧螺栓

68‧‧‧隔板

L1‧‧‧第一距離

L2‧‧‧第二距離

L3‧‧‧第三距離

P‧‧‧通道

圖1為本發明一較佳實施例之熱水器示意圖。

圖2為本發明一較佳實施例主熱交換器及二次熱交換器結合之立體圖。

圖3為本發明一較佳實施例二次熱交換器之分解立體圖。

圖4為圖2之4-4剖視圖。

圖5為本發明一較佳實施例二次熱交換器之局部放大剖視圖。

圖6為本發明一較佳實施例二次熱交換器內部之局部俯視圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后，請參圖1所示，為本發明一較佳實施例之熱水器，包含有一基座10、一外罩12、一燃燒裝置14、一主熱交換器26及一二次熱交換器34。其中該外罩12可拆離地結合於該基座10，該燃燒裝置14、該主熱交換器26及該二次熱交換器34結合於該基座10上且為該外罩12所包覆。

該燃燒裝置14包含有一外殼16、一燃燒器18、一瓦斯閥20與一鼓風機22。該外殼16的頂部呈開放狀，該燃燒器18位於該外殼16中用以燃燒瓦斯產生高溫氣體，高溫氣體自該外殼16頂部往上升。該瓦斯閥20設置於連通該燃燒器的一瓦斯管路24上。該鼓風機22連通該燃燒器18，該瓦斯閥20及該鼓風機22受一控制器(圖未示)控制而改變供輸至該燃燒器18的瓦斯流量以及改變供輸至該燃燒器18的空氣量，使供輸至該燃燒器18的瓦斯與空氣的比例達到一最佳空燃比，以達到最佳的燃燒效率。

請配合圖2至圖6所示，該主熱交換器26包含有一第一殼體28、一輸水管30及複數吸熱片32。該第一殼體28連結於該燃燒裝置14的外殼16上，該第一殼體28的頂部呈開放狀，形成有一第一排氣口282。該輸水管30穿設該第一殼體28，該輸水管30具有複數個加熱管段302位於該第一殼體28中，且該輸水管30另具有一接口304與一出水口306，該出水口306位於該外罩外。該些吸熱片32位於該第一殼體28中且連接於該輸水管30的加熱管段302外周面上。

該二次熱交換器34設置於該主熱交換器26的排氣通路上，本實施例中，該二次熱交換器34係位於該主熱交換器26的上方。該二次熱交換器34包含有一第二殼體36、一吸熱管組56、一集水板58與一蓋板62，其中：該第二殼體36包括有一頂板38及四側板，該頂板38連結於該四側板的頂部，且該頂板38上具有連通該第二殼體36內部的一第二排氣口382。該頂板38上設置有一排氣管40連通該第二排氣口382。該四側板的底部共同構成該第二殼體的入氣口362，該四側板的底部連結於該第一殼體28上，使該入氣口362與該第一殼體28的第一排氣口282相通。該四側板包含有相對的一前側板42與一後側板44，以及相對的一左側板46與右側板48。該前側板42上具有連通該第二殼體36內部的一開口422，該開口朝向該外罩12，該後側板44朝向該基座10。該前側板42的該開口422周圍設置有複數個螺孔424。該右側板48上開設有一第一穿孔482與一第二穿孔484，該第一穿孔482穿設有一入水管50，該入水管50連通至該外罩12外部，供水注入，該第二穿孔484穿設有一中繼管52。此外，該右側板48更開設有一排水口486，該排水口486穿設有一排水管54。

該吸熱管組56傾斜設置於該第二殼體36內部，包含有一入水分接盒562、一出水分接盒564與複數個環管566。該入水分接盒562上具有一入水口562a對應該第二殼體36之右側板48的第一穿孔482，且連通該入水管50。該出水分接盒564具有一出水口564a，該出水口564a對應該第二殼體36之右側板的第二穿孔484，且連通該中繼管52，該中繼管52的另一端連通該輸水管30的接口304。該些環管566的一端共同連通該入水分接盒562，而另一端共同連通該出水分接盒564。該些環管566為上、下交錯排列，且各該環管566係左、右盤旋構成，如此，可增加高溫氣體與該些環管566的接觸面積。自該入水管50注入的水經過該入水口562a通過該些環管566後，自該出水口564a、該中繼管52輸出至該主熱交換器26的輸水管30。

該集水板58設於該第二殼體36內部，且位於該吸熱管組56的下方。該集水板58係由上、下疊置的一上板體582與一下板體584共同構成，該上板體582與該下板體584之間具有一間隙。

該集水板的四個邊緣各別連接有一擋垣602~608，位於該集水板後側的擋垣604及左、右兩側的擋垣606,608分別抵接該第二殼體36的後側板44、左側板46及右側板。茲定義該集水板58鄰近該前側板42的邊緣為一前緣586，該前緣586位於對應該開口422的位置且在一水平方向上與該前側板42相隔一第一距離L1。該集水板58係由該前緣586往遠離該前緣586的方向向下傾斜設置，該集水板58右側邊緣上的擋垣608具有一圓孔608a，該圓孔608a與該右側板48上的排水口486對應設置，以讓該集水板58所匯集的水自該排水口486排出該第二殼體36。該些擋垣602~608之設計可避免水自該集水板58的邊緣流到位於下方的主熱交換器26中。而該上、下板體582,584之間 的間隙可避免該下板體584的下表面接觸到高溫氣體時凝結水氣。

該蓋板62位於該前側板42的外側，該蓋板62的周緣往該前側板42的方向延伸形成一摺緣624，該摺緣624具有複數個穿孔624a對應該前側板42的螺孔424。該蓋板62與該前側板42之間設有一密封件64，該密封件64為橡膠材質製成，且沿該前側板42的開口周圍設置，該密封件64亦設有複數個穿孔642。透過複個螺栓66穿過該蓋板62摺緣624的穿孔624a及該密封件64的穿孔642，使該蓋板62可拆離地連結於該前側板42上，並封閉該開口422。

該蓋板62具有一內面，朝向該前側板42，該內面622與該集水板58的前緣586在相同水平方向上相隔一第二距離L2，且該第二距離L2大於該第一距離L1。而該蓋板62更結合有一隔板68，該隔板68與該蓋板62的內面622之間形成有一間隙。該隔板68與該集水板58的前緣586在相同水平方向上相隔一第三距離L3而形成一通道P，且該第三距離L3介於該第一距離L1與該第二距離L2之間。換言之，該蓋板62形成往外凸出的結構，藉以讓該通道P有足夠的空間供高溫氣體通過。

藉由上述之結構，使用時，該燃燒器18燃燒瓦斯所產生的高溫氣體，由該燃燒裝置14的外殼16中往上進入該主熱交換器26的第一殼體28內部，而該些吸熱片32及該輸水管30的加熱管段302吸收部分的熱能，以加熱通過該加熱管段302的水。此時，帶有餘熱的高溫氣體繼續往上竄升進入該二次熱交換器34的第二殼體36中，並由經由該集水板58所導引，通過該集水板58的前緣586與該隔板68之間所形成的該通道P，再經過該些環管566之間由該頂板38上的第二排氣口382排出該第二殼體36外。藉此，該些環管566即可再吸收部分的餘熱，以對進入該環管 566內的水進行預熱。受預熱的水經過該中繼管52注入該輸水管30，而再次進入該主熱交換器26中進行加熱，如此一來，可有效地利用該主熱交換器的餘熱，減少供應至燃燒器的瓦斯，達到節省能源的效果。

此外，高溫氣體所伴隨二氧化碳與水氣的產生，將於該些環管566凝結成酸水，並自然滴落至該集水板58上，循該排水口486而被引流至該第二殼體36的外部，如此可避免酸水滴入該主熱交換器26中，而造成該些吸熱片32及輸水管30鏽蝕。

必須說明的是，透過該蓋板62可拆離地設置於該前側板42上之設計，可讓使用者將該熱水器的外罩12取下後，即可將該蓋板62拆離，俾便於清洗該些環管566。在清洗該些環管566的過程中，將一外加的擋板(圖未示)跨於該集水板58前緣586上的擋垣602並伸出該開口422，即可避免水由該集水板58的前緣586與該前側板42之間滴入該第一殼體28中。沖洗過該些環管566的水，同樣自該第二殼體36的排水口486排出。更值得一提的是，該蓋板62與該隔板68之間隙，可避免水氣凝結於該隔板68上滴入該主熱交換器26中造成鏽蝕。

綜上所述，本發明熱水器可有效地利用高溫氣體的餘熱對二次熱交換器34內的環管566進行預熱。而二次熱交換器34的蓋板62可自該第二殼體36拆離，便於使用者對該第二殼體36內部的管路進行清理，減少環管566鏽蝕的機會，而集水板58有助於匯集該些環管566凝結滴落的酸水，以便由排水口486排出於外。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧基座

12‧‧‧外罩

14‧‧‧燃燒裝置

16‧‧‧外殼

18‧‧‧燃燒器

20‧‧‧瓦斯閥

22‧‧‧鼓風機

24‧‧‧瓦斯管路

26‧‧‧主熱交換器

28‧‧‧第一殼體

30‧‧‧輸水管

302‧‧‧加熱管段

304‧‧‧接口

306‧‧‧出水口

32‧‧‧吸熱片

34‧‧‧二次熱交換器

36‧‧‧第二殼體

50‧‧‧入水管

52‧‧‧中繼管

62‧‧‧蓋板

Claims (10)

1. 一種用於熱水器的二次熱交換器，係設置於一主熱交換器的排氣通路上，該主熱交換器具有二第一排氣口，該二次熱交換器包括：一殼體，具有與該殼體內部相通之一入氣口、一第二排氣口與一開口，其中，該入氣口與該主熱交換器的第一排氣口相通；一吸熱管組，設置於該殼體內部，該吸熱管組具有一入水口與一出水口，該入水口供水注入，該出水口供水輸出；一蓋板，可分離地設於該殼體且封閉該開口；以及一集水板，設於該殼體內部，且位於該吸熱管組的下方；其中，該殼體具有一頂板及一側板，該頂板連結於該側板的頂部，該開口位於該側板上。
2. 如請求項1所述之用於熱水器的二次熱交換器，其中該蓋板具有一內面，該集水板具有一前緣，該前緣在一水平方向上與該側板相隔一第一距離，該前緣在相同水平方向上與該蓋板之該內面相隔一第二距離，且該第二距離大於該第一距離。
3. 如請求項2所述之用於熱水器的二次熱交換器，包含有一隔板，該隔板結合於該蓋板上，該隔板與該集水板的前緣在相同水平方向上相隔一第三距離，且該第三距離介於該第一距離與該第二距離之間。
4. 如請求項2所述之用於熱水器的二次熱交換器，其中該殼體具有另一側板與該頂板連接，該另一側板具有一排水口；該集水板係呈傾斜設置，用以將所匯集的水自該排水口排出該殼體外。
5. 如請求項1所述之用於熱水器的二次熱交換器，包含一密封件，係沿著該殼體之開口周圍設置，且位於該殼體與該蓋板之間。
6. 一種熱水器，包括：一燃燒裝置，用以燃燒瓦斯產生熱能；一主熱交換器，設置於該燃燒裝置上方，該主熱交換器包含有一第一殼體及一輸水管，該第一殼體具有一第一排氣口，該輸水管位於該第一殼體中，該輸水管具有一接口與一出水口；一二次熱交換器，包含有一第二殼體、一吸熱管組、一蓋板與一集水板，其中：該第二殼體具有與該第二殼體內部相通之一入氣口、一第二排氣口與一開口，該入氣口與該第一殼體的第一排氣口相通；該吸熱管組設置於該第二殼體內部，該吸熱管組具有一入水口與一出水口，該吸熱管組的該入水口供水注入，該吸熱管組的該出水口連通該輸水管之該接口；該蓋板可分離地設於該殼體且封閉該開口；及該集水板設於該第二殼體內部，且位於該吸熱管組下方；以及 一基座與一外罩，其中，該外罩可拆離地結合於該基座，該燃燒裝置、該主熱交換器與該二次熱交換器結合於該基座上且位於該外罩內；其中，該二次熱交換器之第二殼體具有一頂板及一側板，該頂板連結於該側板的頂部，該開口位於該側板上，且該開口朝向該外罩。
7. 如請求項6所述之熱水器，其中該蓋板具有一內面，該集水板具有一前緣，該前緣在一水平方向上與該側板相隔一第一距離，該前緣在相同水平方向上與該蓋板之該內面相隔一第二距離，且該第二距離大於該第一距離。
8. 如請求項7所述之熱水器，其中該二次熱交換器包含有一隔板，該隔板結合於該蓋板上，該隔板與該集水板的前緣在相同水平方向上相隔一第三距離，且該第三距離介於該第一距離與該第二距離之間。
9. 如請求項7所述之熱水器，其中該二次熱交換器的該第二殼體具有另一側板與該頂板連接，該另一側板具有一排水口；該集水板係呈傾斜設置，用以將所匯集的水自該排水口排出該殼體外。
10. 如請求項6所述之熱水器，其中該二次熱交換器包含一密封件，係沿著該第二殼體之開口周圍設置，且位於該第二殼體與該蓋板之間。