儲水熱水器的制造方法
【專利摘要】一種儲水熱水器，包括儲水箱，所述儲水箱位于與空氣入口連通的燃燒室的上方，所述水箱被外壁封閉在內，所述燃燒室與用于將燃燒產物排放到外部的熱量傳遞煙道連通，所述煙道穿過所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之間的熱交換室，所述熱交換室具有出氣口，所述出氣口耦合到離散的大致呈矩形的排氣罩，所述排氣罩位于所述外壁的外表面。
【專利說明】儲水熱水器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及儲水熱水器，更具體地，涉及具有內部煙道的燃氣動力熱水器。

【背景技術】
[0002]基于燃氣運行的儲水熱水器，通常在水箱的底部具有燃燒室。傳熱煙道經引導穿過水箱，并將燃燒產物引導至排氣處。水箱通常是隔熱的，并放置在一個外部殼體內。
[0003]由于節(jié)省能源的重要性，因此這種熱水器需要采用非常高效的方式操作。對此的評估可以基于對熱水器的效率的評估，根據加熱水所需要的燃料的量，以及維持水溫度的能力，也就是說熱水器的隔熱效果。這種類型的熱水器通常位于室外，因而會受到室外的風的影響，可能會引起一些問題，例如影響燃燒室內的氣流，影響燃燒質量，帶走水箱的熱量或熄滅引燃的火焰。
[0004]燃燒產物包含有用的熱量，因此，有必要為燃燒產物確定路線并進行引導，以使盡可能多的熱量傳遞到存儲在水箱中的水。然而，減慢燃燒產物的流速可能會對燃燒質量造成問題，因此，在為燃燒產物提供回旋通道來使得熱量傳遞到水箱，與為了高效燃燒而需要確保燃燒產物的良好流動性之間有一個平衡。外部的風流也是這種兩難困境中影響因素。
[0005]正是這些問題啟發(fā)了本發(fā)明。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的一個方面，提供了一種儲水熱水器，包括儲水箱，所述水箱位于與空氣入口連通的燃燒室的上方，所述水箱被外壁封閉在內，所述燃燒室與用于將燃燒產物排放到外部的熱量傳遞煙道連通，所述煙道穿過所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之間的熱交換室，所述熱交換室具有出氣口，所述出氣口耦合到離散的大致呈矩形的排氣罩，所述排氣罩位于所述外壁的外表面。
[0007]在一個實施例中，在所述排氣罩的內部設置了一系列間隔開的擋板，所述擋板可以垂直或水平延伸。所述擋板可以是管狀的。
[0008]在另一個實施例中，懸掛有沿所述煙道延伸的擋板組件。所述擋板組件可包括一個細長的脊，該脊具有側向延伸的間隔開的翼片和一系列間隔地固定在所述脊的限制器，以使燃燒產物在煙道內的流動被所述翼片和限制器阻礙、減慢，并被導向所述煙道的壁。優(yōu)選地，所述翼片與限制器的側向投影小于所述煙道的寬度?？尚纬杉氶L的坯料來限定翼片，所述翼片可以由坯料的本體成形得到。此外，該限制器的間距可以是可調的。
[0009]本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于懸掛在燃氣熱水器的煙道中的擋板，所述擋板包括細長的脊，該脊具有側向延伸的間隔開的翼片和一系列間隔地固定在所述脊的限制器，以使燃燒產物在煙道內的流動被翼片和限制器阻礙、減慢，并被導向所述煙道的壁。
[0010]優(yōu)選地，所述限制器的間距是可調的，和/或每個限制器基本呈帶有中心孔的環(huán)狀，不同中心孔可具有一種或多種幾何形狀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面，本發(fā)明的實施例將僅通過示例的方式描述，并參考如下附圖:
[0012]圖1為儲水熱水器的橫截面示意圖；
[0013]圖2為熱水器的立體透視圖；
[0014]圖3為隔熱層和外殼移除后的熱水器的透視圖；
[0015]圖4a和4b為隔熱層和外殼移除后的熱水器的側視圖和前視圖；
[0016]圖4c為該熱水器的俯視圖；
[0017]圖5為熱水器底部的立體圖，示出了在排氣室內的翼片；
[0018]圖6為熱水器底部的立體圖，示出了排氣室中的不同的翼片；以及
[0019]圖7為在熱水器的煙道內使用的擋板的截面的立體圖。

【具體實施方式】
[0020]附圖中示出了一種燃氣動力的儲水熱水器10。熱水器10有一個外部金屬板殼體11，其是一個細長的矩形，以其長軸垂直的方式直立。該殼體11限定底部12、頂部13和側壁14、15、16和17。該殼體11包含一個圓柱狀水箱20，該圓柱狀水箱20由腿結構21支撐，該腿結構21與水箱的底部限定燃燒室22。燃燒室22包含一個燃氣燃燒裝置24和一個常規(guī)的針對這種熱水器的引燃火焰機制。燃氣控制器28安裝在水箱20的前方。
[0021]殼體11的前壁14具有一個矩形外殼18,設置在靠近熱水器10的底部的位置。外殼18有一個可拆卸的面板(未示出)，用于提供進入熱水器的燃燒室22和燃氣控制器28的入口。外殼18的側壁61、62具有多個通風孔19，以便于助燃的空氣進入和燃燒產物的排出。水平板63將該外殼分隔成下部空氣進入室64和上部廢氣排出口 65。通風孔19的位置和方向保證燃燒空氣入口和燃燒產物出口之間的壓力平衡，盡管可能有較強的外部風流。
[0022]圓柱狀水箱20位于一個圓柱狀的金屬外部殼體25之內。該外部殼體環(huán)繞著所述水箱，以使在水箱側面和頂部周圍形成狹窄的空間30。該空間形成了熱交換器室30。燃燒室22具有導管31的形式的煙道，該煙道延伸通過水箱20的中心并與所述熱交換器室30匯合。熱交換器室30有弓形孔33，設置在所述熱水器10的底部。
[0023]如圖3和圖4所示，一個大致呈矩形的排氣室40附著在圓柱狀殼體25的底部的外表面上，覆蓋熱交換室30的出口孔33 (圖1)。排氣室40具有矩形前面板71和抵接在殼體25的外表面的斜側板72、73?；⌒蔚亩瞬科桨?4密封了腔室40的頂部和底部。腔室40沿著圓柱狀殼體25圓周延伸大約120°。排氣室40位于熱水器10的底部附近，燃燒室22的上方，殼體25和外殼18之間。燃燒產物從底部進入排氣室40，通過一個靠近排氣室40的頂部的矩形孔42排出。如圖2所示，空氣進入燃燒室22是經由前面板的通風口 19，經過進氣腔64，并經過熱水器10的底部的進氣口 38。燃燒產物通過出口孔42從排氣室40排出，并經過前面板的側通風口 23。進氣腔64的側通風口 19被設置在適當的擋板66，67的前方，以減少高位和低位的風對燃燒質量的影響。
[0024]排氣室40包括一系列垂直翼片狀的擋板45或管狀的擋板46,參見圖5和6。翼片45或擋板46輔助燃燒產物的層流到達外殼18，并降低排氣室的出口孔42周圍的高低風引起的燃燒湍流的影響。該排氣室與圓柱狀殼體25的外表面直接接觸，作為一個次級熱交換器，確保幾乎所有的燃燒產物的熱量都能被提取出來，并通過水箱壁傳遞到水箱中。
[0025]如圖1所示，隔板50插入到煙道的中心管道31，通過降低所述燃燒產物的速度并將其引導至煙道管道的壁，來增加燃燒產物的停留時間。如果可以增加燃燒產物的停留時間并進行引導，則會有更多的機會將燃燒產物中的熱量以傳導的方式轉移到周圍的水箱20中。
[0026]參見圖7，其詳細地示出了擋板50由金屬制成，優(yōu)選地，采用鍍鋅金屬，形成一個細長的脊55，以提供一系列的向下傾斜的翼片51，以確保氣體沿著回旋的，或者類似螺旋的通道在煙道管道31中向上，從而使燃燒產物與煙道管道的壁的接觸時間最大化。沿著脊55間隔地設置了一系列環(huán)形流動限制器56-58，用于阻礙和引導燃燒產物的通道，從而增加沿煙道管道31的湍流，并進一步保證了燃燒產物與煙道管道壁的最大接觸時間。環(huán)形流動限制器56-58和翼片51被設計為使它們的外邊緣和其相鄰的所述水箱壁之間存在空氣間隙。擋板50從水箱20的頂部通過合適的連接裝置(未示出)懸掛。
[0027]擋板50被設計成為排氣通道形成一個復雜的迷宮狀空間，其具有阻礙燃燒產物流動的效果，以使燃燒產物沿著中心煙道管道31的長度通過復雜的，類似湍流的向上的通道，同時，還被引導向煙道管道壁，以便獲得最大接觸。擋板50也被設計為不直接接觸水箱壁，以減少在主燃燒器不工作時擋板本身由于熱傳導造成水箱中的水的熱量損失的可能性。傾斜翼片51和環(huán)形流動限制器56-58的組合大大降低了燃燒產物的流動，而同時確保有足夠的空氣吸入到熱水器的底部中，以提供質量良好的燃燒。由于最冷的水是在水箱20的底部，擋板50在管道31的起始位置就降低了燃燒產物速度，使得熱的燃燒產物與燃氣控制器附近的煙道管道壁的接觸時間最大化。擋板50被設計為確保水箱的底部的熱量吸收率最高，朝著煙道管道31的頂部方向熱量吸收率逐步減小。
[0028]環(huán)形流動限制器的數目和間距可以變化，以改變熱傳遞的速率。還應當理解，環(huán)形限制器的中心可包括一個或多個幾何形狀或形成為一個具有固定或可變孔的開口的網格。
[0029]煙道可以作為熱交換器，從燃燒產物中吸取熱量，并將其通過內部管道31以及水箱外表面的熱交換室30轉移到水箱20。應當理解，水箱20的外表面被合適的隔熱材料48包裹，該隔熱材料位于水箱與外部殼體11之間。由于在熱水器10的下端的隔熱空間較少，可以設想，在那里的保溫水平較低。
[0030]雖然在優(yōu)選實施例中，排氣室40位于熱水器10的底部附近，可以理解，它可以位于熱水器的更上方的位置，或可能位于與燃燒室入口孔29相對的一側。導管31、煙道室30和排氣室40的尺寸被設計成能夠減慢的燃燒產物的速度，以使熱量傳遞到水箱20，同時具有足夠的流動性，使得空氣可被吸入到熱水器10的底部，以進行高質量的燃燒。擋板45，46和排氣室40的結構被布置成使得在燃燒室40和熱水器的內部不會受到熱水器的外部高低位風流的不利影響。
[0031]熱交換室30的出口孔33的橫截面可以選擇為能夠確保燃燒產物按照期望的方式流入排氣室40。
[0032]排氣室40的尺寸和相對于熱交換器室30的位置被仔細選擇，以確保兩個腔室之間的體積比。排氣室40具有減小的橫截面，以減少熱損失。排氣室40的尺寸可以進行簡單地改變，以在沒有過多熱量損失的前提下形成所需要的體積比?；⌒纬隹诳?3的橫截面面積和尺寸也并作為環(huán)形流動導向盒從所述水箱的外表面偏出的距離以及水箱20的外周長的函數被仔細計算和確定。
[0033]由于燃氣的類型、操作條件都可能不同，不同的國家有不同的認證或性能的要求，這些變化可能是必要的。
[0034]煙道路徑的迂回流動可作為熱阱，確保當主燃燒器關閉時，來自煙道管道31，圓柱狀水箱20的輻射熱量，以及引燃火焰的對流熱量被滯留，從而能夠保持熱水器內部的熱量，并且進一步減少熱量從側面通風口 23排出。
[0035]熱水器的設計使得其整體效率提高，主要在燃料消耗和水溫保持方面，達到盡可能低的能量消耗。
[0036]在下面的權利要求和本發(fā)明的前述說明書中，除非文義由于語言表達或必要的暗示另有所指，詞語“包括”，或者其變體，諸如“包含”或“其包括”，作為包容性的意義，即用于說明所述特征的存在，但不排除本發(fā)明的各種實施例的其它特征的存在或附加。
【權利要求】
1.一種儲水熱水器，包括儲水箱，所述水箱位于與空氣入口連通的燃燒室的上方，所述水箱被外壁封閉在內，所述燃燒室與用于將燃燒產物排放到外部的熱量傳遞煙道連通，所述煙道穿過所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之間的熱交換室，所述熱交換室具有出氣口，所述出氣口耦合到離散的大致呈矩形的排氣罩，所述排氣罩位于所述外壁的外表面。
2.根據權利要求1所述的儲水熱水器，其特征在于，所述排氣罩由通過多個傾斜側壁固定到圓柱形水箱外壁的矩形的外壁限定。
3.根據權利要求1或2所述的儲水熱水器，其特征在于，外部排氣室和空氣進入室由位于所述熱水器的外表面，并與所述排氣罩連通的覆蓋外殼形成，所述外殼具有多個側壁，所述側壁限定了相似朝向的多個通風口，所述通風口限定排氣口和進氣口。
4.根據上述任一項權利要求所述的儲水熱水器，其特征在于，一系列間隔開的擋板設置在所述排氣罩的內部。
5.根據上述任一項權利要求所述的儲水熱水器，其特征在于，所述水箱和外壁位于殼體內部，其間具有隔熱材料，所述外部排氣室和空氣進入室位于所述殼體的外部。
6.根據上述任一項權利要求所述的儲水熱水器，其特征在于，懸掛有沿所述煙道延伸的擋板組件。
7.根據權利要求6所述的儲水熱水器，其特征在于，所述擋板組件包括細長的脊，所述脊具有側向延伸的間隔開的翼片和一系列間隔地固定在所述脊的限制器，以使燃燒產物在煙道內流動被所述翼片和限制器阻礙、減慢并被導向所述煙道的壁。
8.根據上述任一項權利要求所述的儲水熱水器，其特征在于，所述排氣室和熱交換器室之間的體積比可以為1:50至1:65之間。
9.根據上述任一項權利要求所述的儲水熱水器，其特征在于，所述出口孔的橫截面面積和尺寸作為所述外壁從所述水箱的外表面偏出的距離以及所述水箱的外周長的函數被計算。
10.一種用于懸掛在燃氣熱水器的煙道內的擋板，所述擋板包括細長的脊，所述脊具有偵_延伸的間隔開的翼片和一系列間隔地固定在所述脊的限制器，以使燃燒產物在煙道內的流動被所述翼片和限制器阻礙、減慢并被導向所述煙道的壁。
11.根據權利要求10所述的擋板，其特征在于，所述翼片和限制器的側向投影小于所述煙道的寬度。
12.根據權利要求10或11所述的擋板，其特征在于，形成細長的坯料，用來限定翼片，所述翼片由所述坯料的本體成形得到。
13.根據權利要求10-11中任一項所述的擋板，其特征在于，所述限制器之間的間距是可調的。
【文檔編號】F24H1/18GK104075434SQ201410108902
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2013年3月26日
【發(fā)明者】達倫·金, 利昂·博熱 申請人:林內澳大利亞私人有限公司