用于燃气热水器的空气入口的制作方法

文档序号:4561512阅读:1002来源:国知局
专利名称:用于燃气热水器的空气入口的制作方法
技术领域
本发明的领域本发明涉及燃气热水器的空气入口,特别涉及能够使它们安全使用的燃气热水器的改进。本发明还涉及抑制点燃的热水器。
本发明的背景最普遍使用的燃气热水器是储存型,它一般包括一个水箱组件、给水箱提供热量的气体燃烧器、按照要求点燃主燃烧器的辅助燃烧器、邻近位于护壳基部附近的燃烧器的空气入口、一排气烟道和罩住这些组成部分的一个护壳。另一类型的燃气热水器是即时型,它具有通过热交换器的水流通道,热交换器由辅助燃烧器的火焰点燃的主燃烧器加热。为简便起见,以下的描述针对储存型热水器,但本发明不局限于此类型。因此,“水容器”、“水的容装和流通装置”、“用于储存或容装水的装置”及相似的词语包括储存型燃气热水器中的水箱、容器、内胆、袋子等等以及即时型燃气热水器中的水流通道例如管子、导管、管道、热交换器等等。
许多安设热水器的场所一个具体困难是该场所也用来放置其他设备例如草坪剪草机、推平机、吹雪机等。此类机器通常需要在这些地点添加燃料。
已有许多溅出的汽油及相关的外来烟气被意外点燃的报道实例。存在许多可能的点燃源,例如冰箱、运行的引擎、电动机、电开关等等。
但是,有时会怀疑是燃气热水器引起,因为它们经常具有辅助火焰。
来自溅出或逃逸的可燃液体的蒸气或气态物质处于存在点燃源的空间中时就有点燃的可能。“烟气”、“外来气体”或“外来烟气”的表达在下文中有时用来包含广泛的挥发性液体或半挥发性物质所产生的气体、蒸气或烟气,这些易挥发的物质包括汽油、煤油、松油、酒精、杀虫剂、除草剂、溶剂等等、以及非液态的物质例如丙烷、甲烷、丁烷等等。许多相关的因素会影响是否点燃具体的燃料溅出物。这些因素包括具体类型的溅出的液态燃料的数量、品种和物理特性。还有影响的是房间内的气流,不管是自然还是人为产生,是否足以加快烟气沿边侧和高度从溅出点到点燃点的扩散、而气流还没有强至使烟气无害的通风程度,即对于给定的整个周围环境条件未达到能引起点燃的空气与烟气的比率范围。
一个周围环境条件就是烟气的相对密度。当溅出的液体燃料在地板上扩散时,会发生通常的蒸发,来自液体的烟气与周围空气形成混合物,在某时和某些位置,混合物可能处于会点燃的范围。例如,普通的汽油蒸气的汽油相对空气的范围是大约3%至8%,对于丁烷的范围是1%至10%。这样的混合物形成并通过几种过程的结合而扩散,诸过程包括自然扩散、抽风机的强制对流、因重力影响由其他较大密度的气体或蒸气所引起的一种较小密度的气体或蒸气的分子的向上移动。存放在家居中的最普遍的燃料是比重与空气比较接近的气体(例如丙烷和丁烷)或形成比重与空气接近的烟气的液体(例如包含丁烷和丙烷及其他组份的汽油是非常典型的此类液体燃料)。
在意外点燃状态的构建中,当有时怀疑是由燃气热水器引起、且它包含一般使用在家居中的溅出的燃料时,据报道,溅出物有时处在地板平面处,它从溅出向外的扩散首先是在接近地板平面处。在没有强制混和的情况下,在向着房间的天花板缓慢地扩散之前,空气/燃料的混合物将在长时间内在地板平面处为其最易点燃的程度。此现象的主要原因是一般含有的烟气的比重并非与空气有很大的不同。与烟气在地板平面或附近处趋于可点燃的浓度相结合的实际情况是许多燃气用具通常在该平面或邻近处具有它们的点燃源。
本发明旨在显著降低在通常液体燃料溅出的情况下点燃的可能性。本发明的目的还在于显著提高将溅出的可燃物质的点燃从通常的溅出位置成功地限制在燃烧室内部的可能性。
本发明的简要说明本发明提高了一种热水器,它包括水容器、邻近所述容器的燃烧室、位于所述燃烧室内部的燃烧器、以及位于所述燃烧室的开口中的至少一个入口,所述入口允许空气和外来烟气进入到所述燃烧室中,并防止火焰从所述热水器中伸出。
该空气入口具有位于所述燃烧室中的所述开口处的一个灭火器,当所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过预定温度时,该灭火器阻挡所接纳的空气和外来烟气的进入。
一个挡板可置于所述燃烧室内并位于所述开口之上。
热水器还具有位于所述燃烧室中并邻近所述阻焰装置的一个热传感器,当所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过预定温度时,该热传感器可切断所述燃烧器的燃料供应。
该灭火器还具有被至少一个腿部支承的一个挡板,该腿部是用对温度敏感的可熔化材料制成的,当超过所述预定温度时腿部将熔化,由此允许所述挡板向着所述开口运动并盖住该开口。
较佳地,对温度敏感的可熔化材料是热塑材料,更具体讲,是具有大约100℃至200℃熔点的低密度聚乙烯。
空气入口可用陶瓷材料形成,该材料具有大约12毫米或更厚的厚度,并在每平方厘米具有大约36.5至73个开口,其中所述开口占据所述空气入口的表面的64%至80%。
较佳地,诸开口是正方形,该陶瓷材料是压制的。
该空气入口另外可用两层金属网形成,两层金属网在它们全部的各个接触表面彼此接触并形成非平坦的定位,以在膨胀和收缩时便于保持均匀的层间接触。
如果需要,织造的金属网层可被做成拱形。
热水器具有位于所述开口中的一个灭火器,该灭火器适于向着所述燃烧室中的所述阻焰装置的表面引导灭火物质。
该灭火器具有一个容器,该容器具有至少一个喷嘴并容纳所述灭火物质。该至少一个喷嘴容纳一个用可熔化材料制成的塞子,该塞子的材料具有大约150℃至300℃的熔点,除非所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过了预定温度,该塞子将所述灭火物质保持在所述容器的内部。
灭火物质是从包括碳酸氢钠和混有推进剂的灭火泡沫的材料中选择的。
较佳地,当邻近所述阻焰装置的温度为300℃-500℃时,混有推进剂的灭火泡沫被驱动。
该容器较佳地具有从其相对的端部延伸的两个喷嘴,每个喷嘴引向所述至少一个入口的相对的边缘部分。
该至少一个入口具有多个端口,每个端口具有小于应用于所述外来烟气的最小熄火距离的限制尺寸,由此将所述外来烟气的点燃和燃烧限制在所述燃烧室中。
较佳地,所述至少一个入口被构制成使所述至少一个入口与所述燃烧室结构相结合的振动峰值固有频率与在燃烧室中的入口上外来烟气燃烧所产生的峰值频率不相同。
在所述外来烟气长时间的燃烧过程中,位于所述燃烧室外部的所述至少一个入口的表面保持足够凉,以防止在外来烟气通过所述至少一个入口之前将外来烟气和空气加热至所述外来烟气和空气的燃点之上的温度。
所述至少一个入口的诸端口在所述至少一个入口上分开一定距离,这使得邻近所述诸端口的壁的表面的外来烟气与空气的混合物的温度保持在所述混合物的燃点之下。
所述至少一个入口的诸端口彼此分隔开,相邻端口的边界之间的最近点的距离仅为大约1.1毫米。相邻端口之间的最近距离可以是基本相同的数值。
较佳地,所述至少一个入口的至少一个所述端口与所述燃烧室相联系的辅助燃烧器相邻近,以在烟气进入到所述燃烧室中并在所述燃烧室中的烟气积聚到可能爆炸之前点燃所述外来烟气。
所述至少一个入口的诸端口包括诸槽,其中所述限制尺寸是所述槽的宽度。
较佳地,所述诸端口包括L/W比率大约在2到15之间的诸槽,其中L是所述槽的长度,W是所述槽的宽度。
较佳地,所述至少一个入口的所述诸端口被设置成多排。较佳地,每个交替排的第一个端口相对相邻排的一端口具有错位的位置。
另外,所述至少一个入口的诸端口是设置成多排的诸槽,所述至少一个入口的至少一个周边排包括设置成彼此平行的诸槽,并且它们的纵向轴线相对其他排中的诸槽的纵向轴线形成大约90°的角度。
较佳地,所述至少一个入口的至少一排所述端口是一周边排,周边排具有比其他所述排更大的端口之间的间距。
较佳地,该至少一个入口是用薄片金属制造的,并带有细长和分隔开的诸端口。所述诸端口被设置成具有至少两个端口区域,靠内的区域包括一组所述端口,靠外的区域包括其余的所述端口,所述靠外的区域中的相邻端口之间的端口间距比所述靠内的区域中的所述诸端口的端口间距大。
较佳地,所述诸端口包括宽度为大约0.5毫米的槽,如果所述诸端口包括圆孔,则该圆孔的直径是0.5毫米。
当所述外来烟气通过了所述至少一个入口并在所述燃烧室内部燃烧时,该热水器发出音响信号。该音响信号通过所述外来烟气在所述燃烧室内部的所述至少一个入口附近的燃烧作用来产生。
所述至少一个入口的诸端口可通过光化学加工形成在金属板中。
该热水器的燃烧室可形成有一个围绕的裙部,该裙部具有连接于其一端的一个端盖,所述围绕的裙部的另一端是所述燃烧室的一个表面。设置一个封闭体,该封闭体闭合所述容器并形成所述围绕的裙部和所述端盖。另外,所述围绕的裙部和所述端盖也可做成与封闭所述容器和所述燃烧室的该封闭体相分离。
该热水器具有与所述至少一个入口分隔开的一个出口,从而将燃烧的生成物排出所述燃烧室。
该至少一个入口较佳地包括具有多个端口的一个板。该板较佳地用金属制造。
该至少一个入口具有位于其周缘处的热量消散区域。该热量消散区域具有一个金属与金属的重叠部分,该重叠部分位于形成所述至少一个入口的板的周边边缘与燃烧室中的一个开口的周边边缘之间。
该板具有一个裙部,而所述燃烧室具有密封地接纳所述板的一个开口。所述开口具有一个围裙设定所述裙部的尺寸,使所述板的所述裙部的面向内的表面接合所述围裙的面向外的表面。
作为另一方案,该板可具有一裙部,所述燃烧室具有密封地接纳所述板的一个开口,所述开口具有一个围裙,设定所述裙部的尺寸,使所述板的所述裙部的面向外的表面接合所述围裙的面向内的表面。
如果需要,该热量消散区域可具有从入口延伸的至少一个翼片形式的附加表面区域。
该热量消散区域在其周缘的邻近处具有增加的端口间的间距。
较佳地,该板是大约0.5毫米厚的以钢铁为基础的材料。
邻近所述板中的诸端口的周边部分的所述至少一个入口的诸端口的端口间距为大约2毫米至4毫米的范围,其余端口的端口间距为大约1毫米至1.5毫米的范围。
该板可以是陶瓷板,该陶瓷板具有9毫米至12毫米的厚度和直径为大约1.1毫米至1.3毫米的诸端口。
火焰升高促进器可设置在诸端口的边缘部分。该火焰升高促进器在诸端口的上游末端可以是尖锐的边缘。另外,该火焰升高促进器也可从下部切开截面,其中带有该板的至少一个内侧表面的诸端口相交成小于90°的角度。另外,该火焰升高促进器具有至少大约3毫米的端口间距。
所述至少一个入口的诸端口可被构制成在横截面中,所述端口具有基本平行的边侧。
诸端口可被构制成在横截面中,所述端口具有聚合的边侧。诸端口可沿上游方向聚合,并可终止成基本平行的边侧。
较佳地,诸端口是槽形的并不大于大约0.6毫米宽,而且彼此分隔开至少1.1毫米的距离。
诸端口可具有向内延伸进入到燃烧室中的周边突出部以作为火焰升高促进器。
诸端口以一个图案形成在板中,所述图案作为火焰升高促进器。
诸端口可设置成一个图案,该图案仅包括对齐和分隔开的槽的阵列形式的诸孔。
如果需要,诸槽的第一图案可置于所述入口的中心部分,诸槽的第二图案可位于周边部分,与所述第一图案相比,所述第二图案具有较大的端口间距。
诸端口可设置成径向图案,或者设置成圆周图案。
该热水器具有与所述至少一个入口相协作的冷却机构。该冷却机构具有用于所述入口的一个喷水器。较佳地,该喷水器将水引导至燃烧室外部的该入口的一个表面。
该至少一个入口被较佳地构制成当外来烟气在入口处燃烧时、使所述入口的峰值谐振频率不同于所述燃烧室与一废气流通通道相组合的峰值谐振频率。
该热量消散区域可具有从燃烧室延伸的、至少一个翼片形式的附加表面区域。
如果需要,诸端口可做成在单个端口中既聚合又发散的横截面。
所述至少一个入口可用金属板形成,该金属板从平坦形式变形,从而具有延伸通过包含所述多个端口的至少一部分的加强件。较佳地,所述加强件与诸端口相交。另外,也可以设置延伸通过未设端口部分的加强件,该加强件将所述多个端口进一步划分为一体的多个子部分。
本发明还设置有将燃料提供给含有主燃烧器和辅助燃烧器的一热水器的控制阀门,它包括适于连接燃料供给源的一个燃料入口;适于连接主燃烧器的至少一个燃料出口,使燃料在入口和出口之间流动的管道;与该管道相联系的一个封闭体以控制燃料从入口至出口的流动;与该阀门相联系的一个电路,该电路具有与封闭体相联系的一热驱动的装置,当被辅助燃烧器加热时,所述装置给封闭体提供一个信号以打开或关闭封闭体;以及连接于该电路的一个燃烧感测熔丝,该熔丝暴露于外来的火焰源和/或控制阀门之外及其邻近处的热量中。
控制阀门还具有电路中的从外部可接触到的插座,熔丝能够可拆卸地插入到该插座中。另外,该插座适于接纳与热驱动装置独立分离的熔丝。较佳地,能够从阀门的下侧接触到插座,而该熔丝置于阀门的下侧。
控制阀门的该封闭体具有位于该导管的一部分中、且通常被弹性偏压至封闭位置的一个部件。
较佳地,该电路还具有与封闭体相联系的一个螺线管,该螺旋管能够从热驱动的装置接收电信号并响应地打开所述封闭体。
较佳地,该熔丝对温度敏感,并且该电路还具有与温度感测恒温探测器相联系的一个过温能量切断开关,所述能量切断开关能够通过所述控制阀门切断供给主燃烧器和辅助燃烧器的气流。
较佳地,该热驱动装置是热电偶。
该电路还具有连接于热驱动装置并具有开(on)、关(off)和辅助(pilot)位置的一个手动开关,所述辅助位置致使封闭体打开直到该热驱动装置能够提供一个信号以打开该封闭体。
该封闭体具有位于管道的一部分中的一个部件,该部件通常被弹性偏压至封闭位置。
较佳地,与阀门相联系的所述电路包括与封闭体相联系的螺线管,该螺线管能够接收来自热电偶的输出并响应指示位于所述辅助燃烧器处的火焰的输出而保持打开所述封闭体。
该控制阀门可具有与温度感测恒温器相联系的一个能量切断开关,该能量切断开关与温度感测恒温探测器相联系,所述能量切断开关能够通过所述控制阀门切断供给主燃烧器和辅助燃烧器的气流。
较佳地,该控制阀门具有一个燃烧感测熔丝,该熔丝连接于控制阀门电路并暴露于外来火焰源和/或控制阀门外部及其邻近处的热量中。
本发明还提供了如上所述的一热水器,该热水器具有如上所述的控制阀门。
所述至少一个入口置于所述辅助燃烧器之下及其邻近处,所述热水器还具有延伸进入到所述燃烧室中的一个文氏管以给所述主燃烧器供给燃烧的空气。
较佳地,热水器还具有位于所述至少一个入口的外部并横过所述开口的一个纤维屑阻挡装置。
本发明提供了一种热水器,该热水器具有适于被气体燃烧器加热的一个水容器。一个壳体围绕该燃烧器和水容器。该热水器具有至少一个开口,该开口适于允许用于燃烧的空气或外来烟气进入到壳体中,而不在壳体外部点燃可燃的外来烟气。
本发明的另一方面内容包含一种热水器,该热水器具有一个水容器和邻近该容器的一个燃烧室。燃烧室具有带有开口的一个底板部分。一向上延伸的管道基本不透气地密封开口的边缘。一个燃烧器位于燃烧室的内部,一阻焰装置横过该管道,阻焰装置允许空气和如果存在的外来气体进入到燃烧室中,并防止火焰从该结构伸出。一灭火器置于开口处,当燃烧室中邻近阻焰装置的温度超过预定温度时,该灭火器被驱动。
在其他实施例中,热水器具有特殊结构的阻焰装置。其一是具有大约12毫米或更大厚度的陶瓷材料,该材料在每平方厘米具有36.6至73个开口(开口数/平方厘米),其中诸开口占据阻焰装置的表面的大约64%至80%。另一形式具有两层织造的网,两层网在它们全部的各个接触表面彼此接触并形成非平坦的定位,以在膨胀和收缩时便于保持均匀的层间接触。
本发明还提供一种热水器,该热水器具有一个水容器,邻近水容器的是具有一个或多个入口的燃烧室,以使空气和可能逃逸在热水器附近的外来可燃烟气进入到燃烧室中。在一个特别较佳的形式中,一入口包括大约0.4至0.6毫米厚的金属板,许多端口穿过该金属板,每个端口具有界定在板厚度的10%之内的一个熄火距离。通过选择适合几种类型的入口板的熄火距离,尽管燃烧室中存在燃烧器以燃烧燃料来加热容器中的水,但该热水器能够将外来烟气的点燃和燃烧限制在燃烧室中。
在另一形式中,入口可采用陶瓷板的形式,该板具有大约9毫米至12毫米的厚度,穿过该板的许多端口具有1.1至1.3毫米的熄火距离,该板同样可将外来烟气的点燃和燃烧限制在燃烧室中。
附图的简要说明仅通过举例并参考附图来描述本发明的所选择的实施例,在附图中

图1是体现本发明各方面内容的燃气热水器的局部剖视示意图。
图2是与图1相似并带有附加的安全特征的热水器的局部剖视示意图。
图3是图2所示热水器沿线Ⅲ-Ⅲ的横截面图。
图3A是图1所示热水器的基部区域的横截面图。
图4是与图2所示相似的燃气热水器的局部剖视示意图。
图5是图4所示的热水器沿线Ⅴ-Ⅴ的截面图。
图6是按照本发明各方面内容带有安全特征的燃气热水器的局部剖视示意图。
图7是本发明的另一实施例的燃气热水器的局部剖视示意图。
图8是本发明的另一实施例的燃气热水器的局部剖视示意图。
图9是本发明的另一实施例的局部剖视示意图。
图10是图9所示的热水器沿线Ⅹ-Ⅹ的截面图。
图11是从按照本发明各方面内容的气体阀门的后部观察时的竖立主视图。
图12是示出图11所示的气体阀门的左侧的竖立主视图。
图13是图11和图12所示阀门的竖立立体图。
图14是带有图11至图13所示的气体阀门的热水器的局部剖视示意图。
图15是图11至图13所示气体阀门中的电路。
图16是图11至图13所示气体阀门的横截面图。
图17是图14所示还具有抑制燃烧的装置的热水器的底端的一部分的局部剖视主视图。
图18示出在所示的阻焰装置上发生燃烧的情况下、驱动之后的图17所示的第一熄火装置。
图19是与图17所示相似的用以熄火的一装置的另一实施例。
图20示出在阻焰装置上发生燃烧的情况下、驱动之后的图19所示的第一熄火装置。
图21是替换一不同类型的阻焰装置的图14所示类型的热水器的一底端部分的局部剖视的详细主视图。
图22是包括与阻焰装置一起运作的一热驱动的化学灭火装置的局部剖视的详细主视图。
图23是包括设置成两接触层的阻焰装置材料的一个实施例的、与图22相似的被剖视的详细主视图。
图24是按照本发明具有单个较大空气入口的燃气热水器的局部剖视图。
图25是图24所示的热水器沿图24中的线Ⅱ-Ⅱ的截面图。
图26是示出具有一空气入口的热水器的燃烧室的基部的一部分的平面示意图。
图27是按照本发明的一种可以包括在图26所示装置中的空气入口的平面示意图。
图28是示出提供可替换不同形状和孔图案的一空气入口的热水器的的燃烧室的基部的一部分的平面示意图。
图29是按照本发明的一种可包括在图28所示装置中的空气入口的平面示意图。
图30是一空气入口的平面图,示出可应用于图29所示类型空气入口的孔的图案。
图31是一空气入口的平面图,示出可应用于图29所示类型空气入口的另一孔的图案。
图32是图26所示实施例的按照本发明的一入口板上的诸端口的平面图。
图33至图41分别是图26所示实施例的按照本发明的入口板上的诸端口的、其他可选择图案的平面图。
图42示出图33至图41所示的单个端口的平面图。
图43和图44分别是图33和图34所示的入口板上的诸端口的端口布置的详细视图。
图45是按照本发明的空气入口中的一个端口的一实施例的横截面图。
图46是按照本发明具有连接于远距定位的纤维屑过滤器的一带端口的入口的热水器的横截面示意图。
图47和图48示出按照本发明的、两种形状的入口与热水器的燃烧室的壁之间的另外形式的连接。
图49是一个空气入口板及其与燃烧室相连接的一种形式的平面图。
图50是图49所示空气入口板的侧视图。
图51是图49所示空气入口板在线LI-LI处的局部剖视图。
图52是图49所示的空气入口板及其与燃烧室连接处的详细横截面图。
图53是空气入口板的一种形式的实施例的立体图。
图54是空气入口板的另一形式的实施例的立体图。
图55是图54所示空气入口板形式的横截面图。
图56至图58是热水器的三个实施例的横截面示意图,示出空气入口板与包括燃烧室壁的其他组件的相对位置。
图59是一入口的剖视详图。
图60是图36所示入口中的一个端口的立体图。
图61是带有相邻焊料焊缝的入口的一个端口的立体图。
图62是涂覆膨胀涂层的空气入口板的横截面图。
图63是图62同一入口板的横截面图,增加了外来烟气在一个表面上的燃烧。
图64是示出图63所示燃烧的结果的横截面图。
图65是一入口板的立体示意图,该入口板带有阻塞入口板中的诸端口的滑动机构。
图66是沿线A-A通过带有对齐的诸端口的图65所示装置的截面图。
图67是图65同一入口板的横截面图,此时诸端口被阻塞。
图68是一入口板的立体示意图,该入口板带有阻塞入口板中的诸端口的转动机构。
图69是沿线B-B通过带有对齐的诸端口的图68所示装置的截面图。
图70是图68同一入口板同的横截面图,此时诸端口被阻塞。
图71是一热水器的下部的局部截面图,该热水器带有按照本发明位于空气入口处的一个喷嘴并具有一音响报警器。
图72至图75是入口板中的诸端口的局部截面图。
图76是被交叉的对角折子加固的空气入口板的平面图。
图77是图76所示空气入口板的主视图。
图78是图76所示空气入口板的侧视图。
图79是被加固并分隔成诸分离的打孔区域的空气入口板的平面图,在这些分离部分之间形成加固。
图80是图79所示空气入口板的主视图。
图81是图79所示空气入口板的侧视图。
图82是一热水器的下半部的主视示意图,该热水器带有安装在燃烧室的基部中的一入口板,该基部通过与弹性缓冲材料的接触而被缓冲,该缓冲材料夹在燃烧室的外表面和形成热水器的保护性外壳的基部的板之间。
图83是热水器外壳的基部中的一空气入口的平面图。
图84是图83所示基部的侧视图。
图85是图84所示部分的详细的横截面图。
实施例的详尽说明应理解到,在此公开和界定的本发明涵盖从文本或附图中提及或得出的两个或多个单独特征的所有可选择的组合。所有这些不同的组合构成本发明的可替换的各方面内容。
应理解到,以下的描述能用于说明图中所选择的本发明的具体实施例,除了所附的权利要求书外,都不是用来界定或限制本发明的。
图1示出一个储存式燃气热水器2,热水器2具有围绕水箱6的护壳4、以及位于燃烧室15中的一主燃烧器14。水箱6较佳地具有主压力能力并能够容纳加热的水。水箱6较佳地被泡沫绝缘体8绝缘。另外的绝缘体包括玻璃纤维或其他类型的纤维绝缘体等等。
位于水箱6之下的是主燃烧器14,主燃烧器14较佳地使用天然气或其他气体例如LPG。主燃烧器14燃烧气体和空气的混合物,燃烧产生的热生成物通过烟道10上升。在该例中,烟道10含有一系列的挡板12以更佳地传递主燃烧器14所产生的热量。邻近辅助燃烧器49的是一个护套52,护套52较佳地用铜制造,并含有来自火焰探测热电偶51的金属导线,热电偶51是已知的安全措施,用来确保在辅助燃烧器49处没有火焰时使燃气控制阀48切断燃气供应。
当热量已从燃烧的生成物上传递走以后,燃烧的生成物向上运行并通过烟道出口16、并从护壳4的顶部排出。烟道出口16一般是排放到气流转向器17中,转向器17本身又连接于伸出户外的一个排放管19。
接近护壳4的顶部和烟道出口16的高度的是一个进气口18,通过进气口18,空气沿管道22向下被吸入到主燃烧器14。管道22较佳地用片状金属20来构成。在未图示的另外的结构中,局部或全部的管道22可处在护壳4的外部柱形壳体中。
热水器2较佳地安装在腿24上以使基部26离开地面。在基部26中是未被阻焰装置30不透气地封闭的一个孔28,阻焰装置30以火焰抑制的原理来运作。
阻焰装置30是较佳地用两片基本平行的网制成的,每个网是用大约0.010英寸直径的金属丝织成每英寸具有大约30至40股的网。另外,进口也可以是界定了多个端口、具有厚度为大约0.2至0.5毫米的金属丝的织造的金属网。所以每个端口具有等于或大于编织的金属丝之间的四边的开口区域的边侧长度的熄火距离,该距离的范围大约是0.3至0.5毫米,由此可将所述局部火焰的点火和燃烧限制在所述燃烧室内。低碳钢或不锈钢金属丝是合适材料。
另外,尽管用金属织造或编织的网的被认可的熄火能力及其坚固性和成型的容易性有利于它的使用,但也可以利用开端口的SCHWANK(注册商标)类型的瓷砖。只要是多孔性的,开端口的瓷砖就可作为阻焰装置。如果使用开端口的瓷砖,则较佳地,它具有大约9毫米至12毫米的厚度和每平方厘米中有36.5至73个开口。较佳地,诸开口占据瓷砖表面或瓷砖所包含的孔的大约64%至80%。较佳地,瓷砖是用挤压的陶瓷材料制造的并具有方形的开口,另外,诸开口也可以是长宽比(L/W)大约在3至20之间的沟槽。也可以使用圆形的孔,但这些孔的熄火距离较佳地为直径大约1.1毫米至1.3毫米。
单层网或一个多孔的瓷砖易于被纤维屑或其他“阻挡”材料例如灰尘等阻塞。俘获在单层网或瓷砖的开口中的纤维屑可能会起到引起火焰的灯芯的作用,否则火焰不会穿过阻焰装置。在该情况下,阻焰装置将不再有效。为了防止这种可能,阻焰装置较佳地构制成两层网或一层网和一层陶瓷。网层较佳地彼此接触。在该方式下,远离火源的网层起到阻火作用,接近火源的该层起到阻挡纤维屑的作用。
在基部26接合护壳4的地方,匹配表面32(由基部26和护壳4的表面组成)可被完全密封以防止空气或可燃气体或蒸气的进入。在图1中,匹配表面32环绕护壳4从基部26向上延伸。护壳4的柱形壁(大部分燃气热水器是圆柱形的,但是也可以使用立方体形或其他形状的护壳4。)可被不透气地密封,所以装配和安装时不保留开口和断缝。具体说,对于燃气、水、电、控制或其他的连接件、装配件或水管件,无论它们在哪里穿过护壳4或基部26而连接于护壳4,以及连接至护壳4或管道22的所有进口或出口都不需要不透气地密封,只要它们被设计并构制成仅具有较小的面至面的余隙或间隙,它们每一个都能起到阻焰装置的作用。此类进口或出口的结构在本领域中是已知的,在此不再赘述。但是,较佳地,除了提供燃烧空气的装置外,围绕燃烧器的空间是基本空气/燃气密封的。
辅助火焰的建立可通过一个压电点火器来完成。可设置密封于护壳4的辅助火焰观察窗口。另外,如果辅助燃烧器49是通过移动或打开一个通道来点燃的,那么要设置安全联锁(未图示)以确保在热水器的运行过程中相对未受保护的烟道的完全封闭。
在通常的运行中,热水器2按照传统热水器的相同模式运行,只是用于燃烧的绝大多数空气从空气入口18进入,少量的部分通过阻焰装置30进入。但是,如果溅出的燃料位于热水器2的邻近处,那么来自溅出燃料的燃气或蒸气在达到能够借助于空气入口18进入的程度之前就已通过阻焰装置30被吸入。阻焰装置30允许可燃的气体或蒸气和空气的进入,但防止火焰逸出护壳4或管道22。溅出的燃料在燃烧室15内燃烧,并借助于出口16和管道19通过烟道10或者通过管道22和入口18(在该情况下它作为出口)排出。因为火焰被限制向外穿过阻焰装置30,因此将不会点燃热水器2外部的溅出燃料。
如果需要,如图3A所示,所示的实施例具有位于阻焰装置30邻近处的一个火焰感测开关50A,它可以探测阻焰装置30之上的火焰的存在,并接着关闭阀门48以切断主燃烧器14和辅助燃烧器49的燃气供应。如果需要,火焰感测开关50A可替换成光探测器或热探测器,或者燃气、烟或与蒸气探测开关,或者氧气耗用探测器,以在探测到可燃的气体或火焰时关闭气体控制阀门48。
图2和图3示出与图1相似的一个实施例。相同的部件使用与图1中相同的标号。在图2中,相邻的气体控制阀门48、火焰感测开关50被插入到与辅助火焰探测热电偶51相同的电路中并被置于其邻近处。
参见图3所示的横截面图,管道22包含气体控制阀门48,所示的阻焰装置30形成了管道22的底端。事实上,阻焰装置30可被设置和安装成覆盖管道22的底端及相邻的基部26的部分。包括图2和图3中所示的,与图1所示的基部26的中心定位相比,阻焰装置30这样定位的一个优点是允许将火焰感测开关50(图2)直接置于气体控制阀门48之下,这也是探测从燃烧室15逃逸出的火焰的一个理想位置,如果例如烟道16或排放管道变得阻塞时,将发生火焰从燃烧室15逃逸出的情况。相似地,它被理想地定位用以探测如果入口18无意中被阻塞时因缺乏空气所造成的火焰逃逸。
如图2和图3所示,开口28和阻焰装置30(具有以上提及的纤维屑阻挡装置)处在管道22的基部、气体控制阀门48和火焰探测开关51(见图2)之下。以此方式,如果点燃了通过阻焰装置30进入的气体,则形成火焰并在阻焰装置的内表面上燃烧,火焰探测开关50驱动气体控制阀门48切断燃气供应,由此消除点燃的持续源头。在辅助和主火焰已被熄灭后,因为最初的点燃和吸入的空气(也可归因于箱体6中的热水),通过阻焰装置30持续进入的溅出燃料的任何蒸气将持续燃烧,直到从热水器2的邻近处持续被吸入的可燃蒸气变得不足。
通过在基部26之上的高端位置处设置一个空气入口18,对于更平常的液体燃料而言,可燃气体和蒸气被燃烧器或辅助火焰点燃的可能性将会更小。
在图4和图5所示的热水器2中,将用金属网21制作的组合的空气入口和管道54设置为用于使空气进入到主燃烧器14中的路径。该装置设有燃烧的空气穿过用熄火表面21做成的空气入口,管道54的高度无须与护壳4一样高,也不必向上延伸。如图5所示,它较佳地由独立的金属网层21a和21b组成。这两层结构避免了积淀在外部、提供通过网的可能的燃烧路径的纤维屑层,如前面所说明的那样。
纤维屑在网的开口中的积淀可能导致逐渐的阻塞。在一定的时候,纤维屑将导致燃烧空气的不足。因此,组合的空气入口和空气管道54的一延伸表面区域(例如沿热水器2的整个长度)有利于延长管道54被纤维屑堵塞的时间,以提供燃烧通常所需的自由引入空气的充分的路径。
如图5所示,气体阀门48处在管道54之外的其较佳位置。气体管道和热电偶护套进入到管道54中是有效的,因此如果留下一个孔,不论是对于总的密封还是作为阻焰装置而言,该孔都足够小。
气体阀门48位于管道54的外部的优点是给使用者接触控制阀门48上的控制钮或任何按钮提供了一条路径。也可以同等地应用于图1和图2所示、管道22是用无孔的片状金属20制作的情况。
为了便于制造,一个选择方案是气体管道和热电偶护套可借助于护壳4中的开口进入到热水器2中,完全绕开管道54。该开口可被密封,或者如果留下间隙,该间隙的尺寸能够起到阻火作用。但是,不论热电偶护套以任何路径进入到燃烧室中,如果它具有火焰感测开关50或其他等同的传感器(例如图3A中的项目50A),非常好的做法是,将火焰感测开关50或其他传感器相对于阻焰装置30的位置设置成在来自溅出燃料的火焰形成在阻焰装置上时这些相对位置相互协配工作。
图6所示的是本发明的与图1所示相似的另一实施例,相同的部分使用相同的标号。该实施例具有一个固定器34,该固定器34固定一根热敏易断的尼龙线36。尼龙线36邻近阻焰装置30的上表面穿行,并环绕下滑轮38,而后持续行进至上滑轮40,尼龙线36环绕上滑轮40穿行180度,而与片状物42相连。片状物42通过铰链44连接在通道22的内侧或凸缘46上。
如果采用凸缘46,凸缘46可具有环绕它的密封介质(未图示),因此当片状物42与其接触时,则形成不透气的密封或阻焰装置。如果不采用凸缘46,片状物42可装有密封件,因此当被释放而运动至封闭位置时,它将不透气地密封管道22的内侧,或者形成阻焰装置。片状物42可受弹簧偏压而压向着封闭位置,这是一种较佳的方法,另外,也可以通过其他装置获得偏压。如果需要,可用网构成片状物42,如上所述以起到阻焰装置的作用。
在图6所示的实施例中,当通过阻焰装置30的溅出燃料的气体被点燃时,燃烧的热量熔断对热敏感且易断的尼龙线36,由此致使片状物42移动至封闭位置,从而切断主燃烧器14的空气供应。管道22中不存在空气或易燃气体向下运行的路径,这些气体已在热水器2的周围且已足以到达主燃烧器14,因此辅助燃烧器49和主燃烧器14不能通过阻焰装置30获得足够的空气以持续燃烧,在该情况下,火焰探测热电偶50将切断燃气供应,直到恢复安全的空气环境时用手工干预对其进行恢复后为止。
在图7和图8中示出与图1所示相似结构的燃气热水器2,所示的相同部件被标上相同的标号。热水器2具有基部26和护壳4,这两部分或者被完全地密封以达到空气和易燃气体或蒸气不能通过的程度,或者未密封的气体路径足够小以作为阻焰装置。在该例中,当完全密封时,用于燃烧的空气从空气入口18被吸入,不可能点燃位于热水器2的较低部分处的溅出的燃料。
图7和图8所示的实施例不具有阻焰装置30或开口28。但是,在来自溅出燃料的燃气或蒸气上升到空气入口18的高度之前,将会有一个可以感觉到的时间延迟。只有来自溅出燃料的燃气或蒸气上升到空气入口18的高度时,燃气或蒸气才会沿着通道22向下被吸入至主燃烧器14。然而许多溅出物是非常少的溅出的液体量,在该例中,图7所示的实施例将能够提供充分的保护程度,图8所示的实施例更能够如此。如果不具有阻焰装置30,在存在汽油气体的情况下,空气入口18距基部26(如果基部26接近地面的话)的距离应当至少为大约500毫米(20英寸)。但是,为了增强保护,更远的距离是较佳的。
通过将空气入口18设置在基部26之上的较高位置处,常用的溅出液体燃料的易燃气体极少可能到达燃气热水器火焰处。
如果基部26和护壳4具有尺寸受到限制以作为阻焰装置的间隙或开口,那么其运作将与图1所示的实施例相似。当基部26和护壳4被密封时,也可将图6的特征融入到图7和图8所示的实施例中。在该例中,热水器现具有置于主燃烧器14的邻近处的空气通道中的热敏感的易断体,如果可点燃的燃气或蒸气已沿通道22向下行进(这表明燃气或烟气的容量已上升至空气入口18的空气进入的高度),所产生的火焰将熔断主燃烧器14邻近处的易断体例如尼龙线36。尼龙线36本身又连接在一个不可燃且不易断的部分上,该部分又与承受弹簧偏压的片状物相连,该片状物与能够密封通道22的片状物42类似。尼龙线36和片状物42之间的距离足够长以在火焰沿通道22回行上升至片状物42之前关闭通道22。片状物42是铰接的,从而其关闭运动是沿火焰离开通道22的方向,由于火焰沿关闭方向的运动,可有助于该铰接装置的关闭。
对图1至图6所示的以上实施例的另一改进是设置如图8所示向上延伸空气入口的一个通气管60。通气管60允许在护壳4的顶部之上的一高度处将空气吸入到主燃烧器14,这进一步减小了热水器2作为来自溅出燃料的易燃气体或蒸气的点燃源的危险性。如果护壳4在基部26之上的高度未超过500毫米(20英寸),取决于会发生的溅出情况,通气管60可用来从更为适当的高度吸入用于燃烧的空气。
与图1至图6所示的本发明的任何形式相结合,可提供与以上提及的燃气切断能力相似的燃气切断设施。在另一形式中,燃气切断设施可由火焰感测开关50或热电偶51启动。无论阻焰装置30处在任何地方,该热电偶较佳地位于阻焰装置30的内侧。火焰感测开关也可以使用在带有热电偶(例如图1中的热电偶51)的电路中,该热电偶通过将电流提高到能够持续给辅助燃烧器提供燃气供应的程度来确认辅助火焰的赞成和保持。
在燃烧器的火焰能够通过邻近主燃烧器和辅助燃烧器的空气进入的开口“溅出”的情况下,火焰感测开关也可用来减少火灾。在已知的火焰感测开关中,热传感器置于外部,在本发明的某些实施例中,火焰感测开关置于阻焰装置30之上以感测通过可能的进入路径已进入到燃烧室中的溅出的可燃气体在阻焰装置30的内侧上燃烧所产生的火焰热量的输入。在图3A所示的实施例中,火焰感测开关50A的较佳位置是刚好位于阻焰装置之上,较佳地,将一个较小的热护套(未图示)放置在火焰感测开关之上,以使其免受与主燃烧器14相关的正常的热辐射。在图2中,火焰感测开关50置于阻焰装置30之上的较短距离处。
通过另外设置与辅助燃烧器49相结合的氧气耗用传感器可得到更高的安全性。这使得仅通过辅助的空气管道(未图示)就可获得辅助燃烧器的辅助火焰所需的全部空气,气体与空气供给管道22和燃烧室15完全隔离。该辅助的空气管道具有位于燃烧器组件的其余部分之外的一个空气入口,该入口较佳地降低至一般安装燃烧器的底板高度,竖立站立在底板上。位于空气入口的端部和辅助燃烧器之间的辅助空气管道中的任何方便位置处的是一个熄火插入体,该熄火插入体由一种或多种较高热容量的多孔阻热材料、例如针对阻焰装置30所描述的那些材料所组成。将熄火插入体置于空气入口端或邻近处,这有利于接近它以清洁积聚在其内的纤维屑或灰尘。对氧气的耗用敏感的一个部件也置于辅助空气管道中。
将这些特征添加到图1至图7的实施例中,氧气耗用传感器的使用减小了易燃蒸气被点燃的危险性,特别是当辅助燃烧器49已被点燃,而主燃烧器14尚未点燃时。如果易燃的部分被点燃,通过感测引入的辅助空气供给中的氧气耗用,在该情况下,将致使图1至图7所示类型的气体控制阀门48切断对辅助燃烧器的燃气供应。该切断给易燃的蒸气提供了安全通风的时间。恢复热水器的正常运作需要人的干预,但在任何情况下,即使是鲁莽地操作,氧气耗用传感器仍将持续切断辅助燃烧器49的燃气供应,即使外部的易燃气体保持在热水器2的附近,该装置也能够安全地运作。氧气耗用传感器可用来替换前述的火焰感测开关50或与其相结合,并可相似地设置。
因此所述的本发明具有三重的安全保护。第一重示出在图7和图8中,其中具有增加的高度和距离,因此来自溅出燃料的燃气必须行进一段距离才能够到达主燃烧器14和辅助燃烧器49。
第二重安全保护示出在图1、图2、图3和图6中,不仅增加了高度和距离,并且允许某些、有利地是全部外界气体进入到热水器2的基部并被安全可靠地消耗掉,直到通过溅出物的消散可避免所有存在的起火和爆炸的危险为止。
如图4和图5所示,第三重安全保护通过用火焰消除器保护所有的空气入口而进一步增强了可靠性,要知道如果不对空气入口中的纤维屑或其他灰尘作定期清洁,则空气中较多的纤维屑或灰尘将阻塞空气入口并使燃烧器缺乏用于燃烧的空气。不管那些燃气或蒸气相对于空气的密度如何,图4和图5所示的实施例都构成能够避免点燃外壳或护壳外部的易燃气体或蒸气。
在一较佳形式中热水器2至少包含以下某些特征具有一被阻焰装置覆盖的孔的。并用来防止燃烧器点燃外壳外部的外来气的开口,以及一通过它吸入燃烧的空气的空气入口;该开口远离燃烧器并具有使空气流通至燃烧器的一个管道;该开口和该孔是配置的或是单一体;至少一个开口被阻焰装置覆盖;该孔处在外壳中;该孔置于外壳的下端的邻近处;该孔置于外壳的下端中;该孔置于燃烧器之下;该孔被设置成允许热水器外部的空气和气体进入引导至燃烧器的一个空气通道中;该孔允许空气和气体进入到空气通道的最低点;以下的其中一个或组合一光探测或感测装置;火焰探测或感测装置;温度感测或探测装置;热量探测或感测装置;氧气耗用感测或探测装置,被置于热水器中以探测气体在外壳的内侧被点燃时所引起的火焰;该开口具有未被阻焰装置覆盖的一个空气入口,该空气入口的最下方的开口距外壳的底部具有不小于500毫米或大约20英寸的高度;如果外壳从其底部起算具有大约500毫米或更高的高度,该开口置于外壳的最高点或邻近处;设置一个通气管装置以将至少一个开口延伸至外壳的最高点之上的一个高度;阻焰装置包括具有较高热容量的阻热的透气性材料;该阻焰装置包括用织造或编织的网制作的屏障;阻焰装置是用金属制造的;阻焰装置是用从以下选择出的金属制造的钢、不锈钢、铜和铝;包括一个纤维屑捕集器以整体覆盖该孔和阻焰装置;该纤维屑捕集器是用放置在纤维屑或灰尘行进至阻焰装置的路径中的网形成的;热水器具有一个燃气切断装置,如果空气和气体进入外壳之后被点燃,该燃气切断装置将切断燃烧器和或辅助燃烧器的燃气供应;该燃气切断装置具有一个热量感测装置;该燃气切断装置具有一个火焰感测装置;燃气切断装置具有一个氧气耗用感测装置;该外壳具有可分离的护壳和基部;阻焰装置设置在基部与护壳的连接区域或作为该结构的一部分,或者设置在护壳与其他部件或基部与其他部件的连接区域,或者设置在气体能够进入到外壳中的任何位置;阻焰装置是固有的或由连接区域形成,该连接区域仅具有间隙或尺寸足够小的孔以作为阻焰装置;阻焰装置已增加至连接区域或有意组合成连接区域的部分;阻焰装置是与连接区域协配的一层金属网,以获得抑制或限制火焰的效果;阻焰装置处在热水器的内部;以及气体切断装置具有一个光探测装置。
本发明的一个优点是给护壳或外壳下端处的易燃外来气体的未受保护的进口设置一个屏障。在另一实施例中,在外壳的基部或邻近处给此类气体设置一个受保护的进口装置,在该情况下,这些外来气体以控制的方式被消耗掉。在最佳的形式中,受保护的进口是一个空气入口或阻焰装置,它能够防止点燃周围空气中的残余气体或附近的任何残余液体。
将用于燃烧目的的空气入口置于燃气热水装置的中点之上的优点是减少了外来气体通过空气入口进入热水器的可能,因为这种易燃气体一般比空气重,大多数情况下在空气入口的高度处达不到危险的程度。
采用由一个启动器来驱动空气关闭装置和燃气关闭装置的优点是可以熄灭热水器中的火焰,或者切断燃气供应,或者防止失控地或未受引导地点燃离开加热环境的燃气或蒸气。
通过设置延长的空气入口,可减小纤维屑或灰尘影响热水器效率的危险。
图9和图10所示的结构提供了本发明的更进一步的优点。图9和图10示出热水器2,其中孔28具有越过其口部且置于辅助燃烧器49之下的阻焰装置,辅助燃烧器49置于主燃烧器14的一个边缘的邻近处。孔28紧靠在辅助燃烧器49之下,越近越好,以有助于获得流畅或较早的点燃。孔28通过向上延伸的管子70连接到外壳的下端,管子70的向上延伸部分较佳地不能透过空气、燃气或蒸气。尽管也可替换为其他合适的材料,但较佳地采用金属板来制作管子70。用阻焰装置材料来制作图9所示管子70的局部或全部、特别是上部也是可行的。
将阻焰装置30置于基部26之上减小了因水的冷凝或由于例如用软管冲洗邻近热水器2的基部26的底板面。飞溅造成堵塞阻焰装置30中的小孔或开口的可能。因此,对于管子70的长度并不是特别苛求,只要它能够完成防止小孔或端口堵塞的功能就行。在图9中,一个水平挡板74置于阻焰装置28之上以防止冷凝水或颗粒物质例如剥落的钢的絮片坠落在阻焰装置上,由此减小阻塞它的可能。
还发现,带有纤维屑过滤器的两层结构的阻焰装置30是非常有利的。图9示出除双层阻焰装置30以外的一个纤维屑过滤器72。过滤器72可以是与阻焰装置30不同的材料。长时间的纤维屑积聚的潜在可能已成为一个关注的问题。然而,出乎意料地发现图9和图10所示的结构能够令人惊讶地解决纤维屑积聚的问题。可以相信阻焰装置30相对主燃烧器14的水平和非常接近的定位会引起伴随主燃烧器14每次点燃的较小的压力脉动。显然,该脉动会从阻焰装置30的表面上吹走任何纤维屑。这呈现为一种反复的自净效果。
通过设置清楚地示出在图11至图16中的一改进的气体控制阀门,可提供另一显著的优点。在传统的气体阀门中,热电偶和限温熔丝不方便地置于具有显著热惯量的镶套在铜质毛细管内的一个整体结构中。如果需要替换热电偶或限温熔丝时,就不能立即看出哪一个已损坏,因为两者作为一个整体单元被替换,就会增加不必要的成本。与整个一体结构相比,热熔丝是相对较低成本的部件,因此,能够通过仅仅拆除此怀疑的熔丝并替换它来测试电路是很有利的。该测试不需要费劲地进入到热水器的燃烧室中拆除热电偶。因此,在断开的电路与熔丝相关而与热电偶无关的许多情况下,可以大大缩短热水器维修人员识别并纠正问题的时间。因此,可以更直接地确定必须替换的原因,并能更可靠地重新开始安全运作。
图11至图14示出一气体控制阀门48,该控制阀门48服务于带有燃烧室15的热水器2中的具有相邻的辅助燃烧器49的主燃烧器14。示出在图11至图16中的阀门48具有用以连接至易燃气体的供给源(未图示)的一个气体进口120。阀门48具有连接引导至主燃烧器14的导管的一个气体出口124和连接于辅助燃烧器49的一个出口126。阀门的内部部件包括孔或导管127和封闭体154,导管127用以使燃气在入口120和出口124之间流动,封闭体通常被弹性偏压以按需要封闭该孔,用以防止或允许燃气从入口120流动至出口124。
组合在阀门48中的是如图15和图16所示的电路128,该电路具有连接于螺线管132的热电偶51。热电偶51提供电势,此后有时称之为“信号”,当被辅助燃烧器49处的火焰加热时,一般为12至15毫伏的电势提供给螺线管132,这足以克服与封闭体154相关的弹簧156通常的封闭偏压而保持螺线管132开放。具体讲,电势提供给螺线管132,产生磁力,该磁力借助于与封闭体154相连接的衔铁使封闭体154保持开放状态。应注意到,除非用手动将手动开关142置于“pilot”或“on”的位置上先将阀门通道127打开,才能使电势足以将封闭体154保持在开放位置,否则该电势不足以将封闭体154从其关闭位置打开。
在辅助燃烧器49处没有火焰时,除了启动的过程中,阀门48保持关闭。该电路具有一个手动开关142,开关142具有三个位置“关”(“off”)、“辅助”(“pilot”)和“开”(“on”)。该开关可被下压到“辅助”位置以夹持开放的阀门48,而热电偶51加热到足够的程度以给电路128供电。手动开关142被下压到“辅助”和“开”位置以克服弹簧156的封闭偏压力而将封闭体154从其座位上提起。在开放位置,在热水器2的正常使用过程中,被辅助燃烧器49的火焰(图4)加热的热电偶51所产生的通过螺线管158的线圈的电流足以将封闭体154保持在开放位置。热水器2的正常使用过程中辅助燃烧器49一直被点燃。
一个限温的能量断路器144安装在对温度敏感的恒温探测器146(图12所示)中,在箱体的内部上升至不安全的温度时,探测器146通过阀门切断所有的燃气流动。
在图11和图15中可最清楚地看出,阀门48具有连接在电路128中的熔丝134,熔丝134暴露在阀门48的底表面上以感测外来的火源以及阀门区域之中和之外、特别是其下的热量。
阀门48具有位于电路128中的从外部可接触到的插座136,其中热熔丝134可拆下地插入在插座136中。插座136被设置成用来接纳与热电偶51相独立且分开的热熔丝134。
如图11和图14所示,可从阀门48的下侧接触到插座135和熔丝134,阀门48安装在热水器2的外部竖立壁上。因为阀门48也竖立地位于主燃烧器14和辅助燃烧器49的、用于点火、观察和使燃烧空气进入的进入点138之上,故下侧最容易接触到外部火焰,因而这可引出快速响应的优点。热水器2内部的外来火焰和热量可能是由热水器2邻近处的易燃物质的意外燃烧引起的,该火焰易于在进入点138的邻近处形成。
将熔丝134安装在阀门48的面向下的表面上使其可接触的另一优点是,在热水器2和阀门48的通常观察中,不会注意到熔丝134,因此,不容易引起因个人缺乏安全的考虑而将其取下。如果被取下并没有放回原位,热水器2将不会继续运行。
除了熔丝134较佳的面向下的位置,置于阀门48的其他表面上也是可行的。熔丝134具有最小的热惯量,并且该端包含最小的质量并未被铜或相似的护套围绕。较佳的熔丝134是一根仅被少量的有机聚合树脂包绕的细丝。目前热熔丝134的一较佳形式是由美国俄亥俄州Therm-O-Dis公司制造的。径向引导型(the radial lead type?)最适于插入到插座136中,带有最大额定开断温度102℃的型号具有适当的快速响应时间。
以下参照图17描述本发明的其他有利的实施例。图17至图23中的实施例在以下的情形中特别有利,体现本发明的热水器并不消耗溅出的燃料,而是防止热水器周围的外来气体的燃烧,通过通风而不是在燃烧室中控制地燃烧来消散溅出的可燃蒸气或气体。
为什么这是较佳选择的一个重要原因是,如果有相当量的溅出的可燃蒸气需要被消耗时,在热水器的燃烧室内部的阻焰装置或空气入口多孔表面上所生成的火焰将持续很长时间,从而加热导热的阻焰装置的材料,因此它暴露于可燃蒸气的该侧(“上游”侧)可能变得相当热,会达到具体的溅出蒸气的自燃温度,以使在火焰没有实际穿过阻焰装置的情况下该蒸气可在热水器的外部被点燃。图17至图23所示的实施例按照几个对策来解决该可能性不大但潜在的难题。
第一对策是装有被燃烧室中的阻焰装置的表面上燃烧的火焰的热量引发运作的机械装置。该装置的运作可对火焰遏制空气以防在阻焰装置表面上所生成的火焰持续燃烧。
第二对策是通过生成、释放火焰熄灭物质并将其推进到阻焰装置的火焰上游的进口处,借助于与阻焰装置上的热量发生的化学和物理组合反应,快速熄灭在阻焰装置上所生成的火焰。
第三对策是选择特殊的阻焰装置材料并涂覆上烧蚀或膨胀的物质,当承受在阻焰装置的“下游”表面上易燃蒸气燃烧的热量时,这些物质膨胀以堵塞阻焰装置的小孔,由此熄灭火焰。
第四对策是选择较厚的、低导热的阻焰装置材料,以使在阻焰装置的下游表面的加热需要较长或无限的时间才会使阻焰装置的上游表面达到能够点燃阻焰装置上游的溅出蒸气的温度。
参见图17,热水器的基部226具有一个孔,竖立的管子270连接于该孔,管子终止在基部226之上的大约5厘米处,以产生被阻焰装置229覆盖的一个孔。位于管子270和阻焰装置229之上的是邻近燃烧室2B的基本水平的挡板274,挡板274可以是锥形的或弯曲的以能够在阻焰装置区域之上向外转移坠落在其上表面上的任何冷凝水。固定在水平的挡板274下侧的是一个对温度敏感的熔丝234,熔丝234连接于气体阀门48(例如见图1),在阻焰装置的上表面上形成火焰而使熔丝234被断开的情况下,气体阀门48将切断通过气体阀门的气流。设置一个下落管302以在管子270的内侧产生平滑的滑动适配。下落管302被一圈可熔化的密封剂304夹持在图17所示的竖立位置,密封剂304作为热熔粘合剂以将管子302支承在竖立位置的进行正常运作。易熔的密封剂304最佳地具有大约100℃至200℃的熔点。
如果需要,下落管302中的开口271被纤维屑过滤器272覆盖。如图18所示,在阻焰装置229上形成火焰的情况下,易熔的密封剂304熔化,从而使下落管302坠落,直到它到达一平坦表面例如安装热水器的地板或相配的停止表面303为止。地板303和热水器的基部226之间的距离必须不大于下落管302的竖直高度,因此,如图所示,没有空间使足够多的空气进入到管子270中以在阻焰装置的上表面上燃烧。这样的燃烧有效地引起下落管302的坠落,基本封闭开口271,由此对火焰更易地遏制蒸气或烟气和空气并使其熄灭。
能够完成与图17和18所示相似功能的一不同装置示出在图19和图20中。在该情况下,通过三条腿320将水平挡板274支承在阻焰装置229之上(图19),腿320是用易熔的材料制成的,较佳地用热塑材料例如低密度的聚乙烯。该易熔材料最佳地具有100℃到200℃的熔点。当然,也可以替换为其他易熔的材料。对于该装置,在阻焰装置229上发生溅出的可燃蒸气或烟气燃烧的情况下,如图20所示,腿320熔化,水平挡板274坠落在管子270的顶部上,更易地堵塞持续燃烧的蒸气或烟气和空气的流动,由此熄灭燃烧。
参见图21,示出另一类型的阻焰装置材料329。阻焰装置329可以是多种形式,其共同的特征是与前面实施例中所公开的阻焰装置相比在沿空气或烟气流动的方向具有更大的尺寸。较厚的阻焰装置材料329的主要目的是,在因可燃的烟气和蒸气在阻焰装置329的上表面上被点燃而形成火焰的情况下,延迟和/或减弱从阻焰装置329的上表面至阻焰装置329下侧的热量传导。一种类型的阻焰装置是用不锈钢箔构造的,该箔是波形的并连接于相似厚度的一条非波形的不锈钢箔上,且第一和第二带连接在一起并螺旋地缠绕,如Hayakawa等人在第5,588,822号美国专利中所公开的。那么,将阻焰装置的入口侧加热至足够点燃热水器外部的易燃蒸气的温度所需的时间被大大延长。如果阻焰装置的总体形状不是圆形,可重新布置该结构。
当用陶瓷材料例如Celcor牌(Corning Incorporated of Houghton Part,Cornign,NY 14831的注册商标)压制的陶瓷构造阻焰装置材料329时,甚至可提供更长的延迟时间。该陶瓷具有大约12毫米的厚度,更大的厚度更佳。较佳地设置大约64%至80%以及每平方厘米大约36.6个方形开口至73个方形开口的一开放的前沿区域。阻焰装置329可以是任何想要的形状,并可通过使用较小的陶瓷材料组块形成总的所需区域。按照需要,使用柔软的密封剂330或类似物将相邻的陶瓷组块密封在一起。
参见图22,示出熄灭阻焰装置229上的火焰的另一装置。竖立的管子270、热水器的基部226和可选择的纤维屑过滤器272如同前面所示的一样示出在图23中。阻焰装置229可用已在本文提及的任何材料制成。图22中的其他结构包括充满灭火物质的一个容器306,通过插入到容器的一个或多个出口308中的可熔化塞子310来防止灭火物质的溅出。管子308的远离与容器306连接的端部可终止成喷嘴312,以加强来自喷嘴的灭火剂的混和。容器306中的灭火剂包括一种或多种已知的物质例如碳酸氢钠,这些物质在阻焰装置229上形成的火焰所产生的高温效果下分解。碳酸氢钠在高温下分解释放出二氧化碳气体,当混入到包含进入管子270的开放端的易燃蒸气的空气流中时,它能够熄灭阻焰装置229的上(或内侧)表面上的火焰。关闭容器306的可熔化的塞子310可具有相当广范围的适当熔点,但较佳地该范围足够高,以使熔丝234更容易断开回路,并由此在可熔化的塞子310熔化之前切断气流。因此,可熔化塞子的较佳熔点的范围是大约150℃至300℃。
热熔丝234被设置成,使容器306的存在不会妨碍熔丝如其他地方、所示的切断对主燃烧器和辅助燃烧器的燃气供应的功能。封装在燃气306中的灭火剂包括带有推进剂的灭火泡沫,它在阻焰装置上形成火焰时在阻焰装置上获得的温度(一般范围是300℃至500℃)作用下,将产生较高的气化压力以通过喷嘴312喷出抑制火焰的泡沫,并使其进入到通过管子270向上运行的烟气/空气的入口中。
参见图23,示出另一形状的阻焰装置332。支承管子270、热水器基部226和可选择的纤维屑过滤器272如同前面所示一样示出在图23中。至于阻焰装置材料332,它具有如同前面所述的双层织造的金属网,只是在图23中这两层形成不平坦的向上的拱形(用于圆形的孔管或用于管子270顶部的正方形或矩形孔的向上成波纹的形状)。与平坦的织造网结构相比,阻焰装置332的优点是这两层能够可靠地制造成基本接触并因为在这样弯曲时它们的伸展方式而保持基本接触,且在两层网之间不会形成局部接触区域。产生局部接触的缺点是在接触区域迅速形成较热的点,这可能会点燃阻焰装置结构外侧上的未燃烧的可燃燃料。因此,图23所示的阻焰装置与相似的平坦结构相比可在其上表面上维持燃烧更长的时间,而不会导致阻焰装置下侧或外侧上的点燃。
以上的实施例系针对房间或室内安装的燃气热水器而言的,如果在附近发生溅出并且烟气进入到燃气热水器中时,所述改进在室外环境中也起作用。
如果需要,阻焰装置或空气入口可置于图示和上述之外的其他各个位置上。一个替换位置是与气体供应相对的燃烧室的边侧中。在这样的结构中,阻焰装置或空气入口置于水箱之下的边缘中的开口中并延伸通过相应的隔离部分。
在另一选择方案中,阻焰装置置于进入燃烧室的高度之上,火焰感测开关置于用于燃烧的空气向着燃烧器的流动路径的进口的高度之上。被阻焰装置覆盖的孔与火焰感测开关形成热辐射的关系,该火焰感测开关也被设置成可感测从阻塞燃料或遇制燃烧空气的装置中出来的火焰。
另外,阻焰装置可用诸如上述的多种材料来制成,但也可以用未指明的其他材料来制造阻焰装置,只要允许空气和烟气沿一个方向流通、又能够防止火焰沿相反方向行进,。
合适的阻焰装置包括多孔、透气且具有相当高热容量的那些材料,以在通常的使用状况下熄灭火焰。例如用低碳钢、不锈钢、铜或铝制造的具有下述尺寸的孔的金属结构是合适的,具有玻璃或矿物棉的织造或非织造结构的多孔陶瓷也是合适的。柔软或刚性结构的纤维填质的陶瓷是合适的。
另外,用于燃烧空气的空气通道例如图1中的结构22可置于水箱6和护壳4之间。该通道可以是多种形状和尺寸,并可形成和界定在隔离体中,或者可由管子、管道、导管等形成。
还应理解到,火焰感测开关或类似装置可使用在所有类型的燃气热水器中,包括没有装配阻焰装置的那些类型。而且,只要能够转换热能以助于驱动封闭体154,也可以应用除热电偶51之外的提供电势的装置。热能至机械能、热能至光能、热能至磁能以及类似的转换都处在本发明的范围之内。因此,使用在权利要求书中的“信号”不仅指“电势”,它可指任其中封闭体154因探测到热能而被驱动/消动。
主燃烧器14和燃烧室15可具有不同的结构,如美国专利4,924,816;5,240,411;4,355,841中所描述的,其相关内容引述在此。
管道270可用多种耐热和抗腐蚀的材料制成,它可形成不同形状和尺寸的结构,阻焰装置229可放置在任何相对位置,包括水平、竖立以及各个角度。
最后,图22所示的容器306置于燃烧室215中的其他位置也是可行的,甚至可置于热水器的外部,只要可熔材料310和喷嘴312位于阻焰装置229的邻近处,不论位于其上面还是下面。
现在转至对图24至85的描述。
传统的热水器一般具有较低高度的点燃源。它们还具有位于地板高度或邻近处的燃烧空气入口。在尝试得到能够将火焰限制在装置内的燃烧室的过程中,我们发现,当置于沉重设备例如立在地板上的热水器的底部时,通过以特殊的方式在片状金属中形成孔来构成的该类型空气入口在抗损坏方面具有特殊的优点。我们还发现,具有适当界定和控制的几何形状的孔在多种情况下都有助于同空气入口和火焰限制功能的可靠性。
一块具有通过切割、冲孔、打孔、蚀刻、穿孔和/或变形形成的以特定间隔穿过的精密尺寸的许多端口的薄金属板,具有卓越的平衡性能、可靠性并易于精确制造。此外,在燃料燃烧设备例如具有这样空气进口的热水器销售和运送之前以及在使用者的房屋内安装该设备的过程中,该板具有抗损坏的效果。
另一方面,瓷砖(例如SCHWANK牌瓷砖)和特定的较不坚硬的金属网具有容易损坏的缺点。而且,瓷砖一般比薄金属板或金属网厚20到25倍,因此,瓷砖具有在空气进口的每单元区域的流动阻力较大的缺点。
在以上与图1至23相关的揭示中,我们通过揭示可应用于热水器的特定装置,论述了可靠性的问题,由此可燃烟气(来自附近的溅出)的燃烧的发生被安全地限制在空气进口面向燃烧室内侧的该侧,该燃烧被几个装置快速熄灭,这导致进入到热水器的燃烧室中的空气和可燃烟气被一种或多种燃烧作用例如温度升高所激发的多种装置所阻塞。该阻塞致使在几分钟或更短的时间内熄灭由这样的燃烧引起的在燃烧室内的所有火焰源头。在不设置进入阻塞装置的情况下,我们对该结构进行一US加仑(3.79升)汽油延长燃烧的消耗测试,在额定量为30,000或45,000BTU/小时的热容量的、30或40US加仑家用尺寸的热水器中测试需要一个小时以上才能完全燃烧。
在用具有通过薄金属板形成的多种端口形状和图案的空气进口所作的试验中,已观察到,在火焰限制功能方面,某些变型要比其他形式更有效。我们注意到,某一些能使火焰紧密接触空气入口板的内侧表面进行燃烧,由此通过热传导致使该板的外侧表面的温度急剧升高。在某些情况下,可观察到脉动燃烧现象,该现象可促进燃烧室中的热释放。
与火焰接触的打孔板的温度过度升高可通过相对较薄的金属板来传导热量以至如下的程度,即它可达到足够高的温度(1250°F或675°F),以致在某些情况下由于在燃烧室的外侧上溅出烟气被炽热的表面点燃而可能会发生故障。
在试验中,设计为在通常的运行状态下不会发生潜在的点燃状态,并用摄像机摄录下燃烧室的内侧,在火焰较靠近入口板的周缘而不是中心的情况下,观察到潜在的故障模式。在火焰紧靠入口板处,可看出入口板变得较热,例如变红,这意味着温度已超过1250°F,并且这已被以温度测量为基础的热电偶所证实。
诸实施例试图能够承受极端的环境并将入口板的总体温度保持在如下的程度,即不会因入口板的任何部分的过分受热促成外部的点燃。本发明还在燃烧室内部发生最初的点燃之前,通过使进入到燃烧室中的可燃烟气的量最少。以及在延长燃烧的过程中控制燃烧室中的热引起的共振,未避免我们发现的在特定的环境下通过入口板从燃烧室的内侧扩散至外侧的爆燃波类型的点燃。
燃烧器设计为在短时间内安全地加热给定容量的热水器的内容物,其该工作基础需要特定的空气流速以适当地燃烧气态燃料,本发明的发明人发现具有所需空气流速的入口板中的诸端口的形状和图案可令人惊奇地防止爆燃,或在溅出物引起的延长燃烧测试中能够延迟或防止板的温度的升高。而且,板中的端口间距可设定为使火花通过的点燃可能性最小,其他所有参数处在满意的范围内。
现总的参见附图并具体参见图24和图25,图上示出具有护壳464的一个储存型的热水器462,护壳464围绕水箱466和封闭腔体475中的主燃烧器474。水箱466较佳地能够在主压力下容装水并较佳地被泡沫隔离体468隔离。另外的隔离体可包括玻璃纤维或其他类型的纤维隔离体等。玻璃纤维隔离体在水箱466的最低部围绕腔体475。如果需要,可以使用抗热的泡沫隔离体。泡沫板465将泡沫隔离体468和玻璃纤维隔离体分隔开。
位于水箱466之下的是辅助燃烧器473和主燃烧器474,燃烧器较佳地使用天然气或其他气体例如LPG作为它们的燃料。也可以替换为其他合适的燃料。燃烧器473和474燃烧混有空气的气体,所得到的燃烧的热生成物可与受热的空气一起通过烟道470上升,并产生将周围的空气吸入到燃烧室475中的吸力,正如以下将进一步描述的。水箱466被镶衬上抗腐蚀的玻璃涂层。在水箱466的外表面上的涂层的厚度大约是面向内表面的厚度的一半,以使“鳞斑”最小。而且,烟道470的下部在内侧被涂上涂层以防最终形成,因长期的酸凝聚作用而可被分解为锈皮鳞片的结垢。该鳞片可落入到燃烧室475内,因积聚在空气入口板490上而可能阻塞或减弱空气的流动。
燃气通过气体阀门469供给到两个燃烧器473、474中。在该例中,烟道470包含一系列的挡板以将主燃烧器474产生的热量更好地传递给水箱466中的水。邻近辅助燃烧器473的是火焰探测热电偶480,热电偶480是已知的安全措施以确保在辅助燃烧器473处没有火焰时气体控制阀门469能够关闭气体供应。需要时,较佳地置于水箱466内部的水温传感器467也与气体控制阀门469协同工作以控制对主燃烧器474的燃气供应。
在热量已从燃烧生成物上传递走以后,燃烧的生成物通过对流向上行进并在护壳464的顶部通过烟道出口476被排出。烟道出口476一般是排放到气流转向器477中,而转向器477本身又连接于伸出户外的一个排放管478。
热水器462较佳地安装在腿484上以使燃烧室475的基部486离开地板。位于基部486中的是孔487,孔487被空气入口板490不透气地密封住,不管每个燃烧器所使用的主要和辅助燃烧空气的比例如何,空气入口板490接纳通过主燃烧器474和辅助燃烧器473燃烧的燃气燃烧用的全部所需的空气。
空气入口板490是较佳地用不锈钢的打孔的金属薄片制造的。也可以使用铜或黄铜材料的薄片金属以利用其优越的热传导性能。当使用不锈钢时,可将其通过浸入熔化的重铬酸钠和/或重铬酸钾进行表面处理以使其变黑并提高其辐射率。该金属板较佳地具有大约0.4毫米至1毫米的厚度。另外,尽管打孔金属薄板的坚固性好其有助于其使用,但也可以利用SCHWANK(注册商标)类型的带孔瓷砖。只要多孔性是适当的,并且在装配、运输、安装或使用的过程中没有被损坏,瓷砖类型可有足够的功能。
在基部486与竖立的燃烧室的壁479接合的地方,连接表面可以是一体的或被完全密封以防止空气或可燃外来烟气的进入。对于燃气、水、电的控制或其他连接件、装配件或水管件,它们穿过燃烧室的壁479的地方是密封的。
除了供给燃烧空气和通过烟道470排放燃烧生成物的装置外,燃烧室475是不透空气/燃气的。燃烧室的其他结构示意地示出在图56至图58中,这将在以后讨论。
可通过压电点火器来构成辅助火焰。可设置密封的辅助火焰观察窗口。以已知的任何方式在水箱466的较低高度引入冷水,并从较高的高度引出。
在正常的运作中,热水器462以与传统热水器基本相同的模式运作,只是用于燃烧的全部空气的通过空气入口板490进入。但是,如果溅出的燃料或其他可燃液体位于热水器462的邻近处,由于该热水器的自然通风特征,来自溅出物质的某些外来烟气通过板490被吸入。空气入口490允许可燃的外来烟气和空气进入但将燃烧限制在燃烧室475的内部。
该溅出物在燃烧室475内燃烧并通过出口476和管道479排出。因为火焰被空气入口板490限制在燃烧室内,将不会点燃热水器462外部的可燃物。
我们规定热水器或类似装置的燃烧室中的入口板中的端口的“熄火距离”以适应端口的各种形状。在本文中熄火距离是指在端口区域的平面中测量的距离,端口区域之下是由可燃的烟气和空气的混合物形成的火焰,不管是作为爆燃或突燃类型点燃燃烧的结果,还是作为作为燃烧室中的入口板处的长时间的稳定燃烧的结果,沿向前方向通过或已通过该端口的烟气和空气将不会沿相反方向通过该端口扩散。
端口的形状可以分为规则的几何形状例如圆孔或直槽或者为不规则的形状例如弯曲或波形槽,我们按照如下来规定该端口的熄火距离,首先通过将该端口的开放区域的一轴线定为较长或最长的线,该线是直的或弯曲的并精确地或大约地将该开放区域分成两半。该端口的熄火距离是垂直地通过所规定的轴线而接合开放区域的边界的最长线的长度。因此对于直槽按照该定义的熄火距离是其宽度,对于圆形而言,是其直径。对于规则几何形状和不规则形状的端口,通过以多种方式叠加轴线相交的形状可形成复杂的图案,一个例子是垂直相交的波形槽。
较佳地,如果使用档板的话,则挡板492是与入口板相同或稍大的尺寸和形状,并具有防止冷凝物或鳞状颗粒物质从上面坠落并阻挡空气入口板490的开口的功能。
在图25中可最清楚地看出,入口板具有安装在其面向上的表面上或邻近处的一个对温度敏感的、串联在电路中的熔丝494,并带有表明有热电偶480和位于气体阀门469中的一个螺线管线圈的辅助火焰。
参见图1,入口板90的尺寸取决于适当燃烧所需的空气消耗量以符合要求的规格,从而确保气体燃料的低污染的燃烧。仅仅通过总的指示,当安装到具有35,000至50,000BTU/小时之间(大约)的能量消耗额定功率的热水器中时,图1所示的空气入口板在打孔区域应当便利地为大约3700平方毫米,以符合美国超负荷燃烧的标准。
图26示意地示出一密封燃烧室的一个空气入口490,该燃烧室具有位于其下壁部分486中的一个孔487,并且,在孔487重叠处,薄片金属的空气入口板490具有打孔区域500和未打孔的边界501。
尽管如以下将作解释的那样,但打孔区域500中的孔也可以是圆形或其他形状,以下的描述一般是指狭槽。
图27至图41示出将进行解释的用来将空气接纳至燃烧室475中的各种结构的空气入口板490。空气入口板490是具有从中穿过的多个小槽的金属薄板。该金属可以是具有大约0.5毫米的极小厚度的不锈钢,但厚度大约在0.3毫米至1毫米之间的其他金属例如铜、黄铜、低碳钢和铝也是合适的。可依据金属及其机械性能在建议的范围内调整其厚度。具有0.45毫米至0.55毫米厚度的409、430和316级的不锈钢是较佳的。
图27是空气入口板490的平面图,该板具有排成排的槽504形状的一系列端口。所有的槽504具有平行的纵向轴线。诸端口设置成由对齐的诸排形成的矩形图案。该板大约为0.5毫米厚。这使入口板490足以抗损坏并在所有其他方面有效地运行。依据正常燃烧时需要通过入口板490的空气流速,来选择槽504的总的截面区域。例如,额定值为50,000BTU/小时的燃气热水器在大约0.5毫米厚度的板中需要至少3,500至4,000平方毫米的端口空间。
图4至图41、以及图45、图47、图48和图49示出打孔区域500中的诸槽504的图案的多种变型,每一变型代表适于应用在本发明中的其中一种图案。在板490的每个图示中,在外来可燃烟气与空气意外地进入燃烧室475中的情况下,由此产生意外和危险地点燃位于燃烧室外部的大量的溅出的可燃性挥发物例如汽油的风险,诸槽504的图案及它们的尺寸和形状可构成有最优功能的重要设想方案。
图33示出一个具体的合适图案,其中位于边缘的槽507的纵向轴线相对其余打孔区域505中的那些端口504构成直角。
设置诸槽504以允许充分的燃烧空气通过入口板490,对槽504的总数目或板的总面积没有确切的限制,两者是由所选择的燃气(或燃料)燃烧器的容量决定的,通过适当量的气体与所需量的空气的燃烧产生热量,以确保燃烧室中的完全燃烧和诸槽504的尺寸和间距。用于燃烧的空气通过诸槽504并不通过较大的空气入口通道或诸通道进入到燃烧室中,没有设置较大的入口或空气入口。
尽管图27至图45和图54示出细长形状的端口,但本发明也可应用于形成有如图53所示圆形端口的入口板,或者其他附图中的槽的端口也可较佳地被不大于0.5毫米或0.6毫米的圆形端口替换。
为了形成槽504或其他形式的端口502,以下几种制造工艺是合适的,这些制造工艺包括激光切割、蚀刻、光化学加工、冲压、穿孔、模压或刺穿。刺穿和弯曲的工艺有时是指枪刺,该工艺可用来生产形成如图45所示截面的槽。在用工具在板中刺出一条线的工艺中,该线一侧的该板的部分沿边侧被移位,以产生如图所示具有所需长度和宽度W的槽。
我们发现图34所示的图案具有良好刚性的优点,这是槽1至4的相邻排的错位布置所促成的。
图42示出具有长度L、宽度W和弯曲端部的单个槽504。为了将所发生的上述意外的危险点燃限制在燃烧室475的内部,所形成的槽504的长度L是其宽度W的至少三倍,较佳地至少为宽度的大约十二倍。这些限制之外的长宽比(L/W)也是有效的。我们发现槽比圆形孔能够更为有效地控制意外的爆燃波的点燃,尽管槽的L/W比降至3时可观察到有利的效果。大约15之上的L/W比是不利的,这是因为在较薄的柔韧金属板490中,可能产生一个或多个槽504的变形,这会在槽的中央形成开口,从而丧失对宽度W的尺寸控制。但是,如果可以控制温度和变形,那么可以使用较长的槽;通过某种形式的加强例如横断(cross-breaking)对薄入口板加固会有助于接受较大的L/W比率。大于15的L/W比率有助于使空气流速最大,使用大于0.5毫米的板材或更高硬度级的钢、不锈钢或其他所选的金属可有利于选择大约20至30的比率。而且图34所示的槽的图案有利于选择相对较高的L/W比率。
为了完成它们的限制点燃的功能,重要的是槽504能够对任何外来可燃烟气完成该功能,可合理地推想外来可燃烟气应会含在燃烧室475外部的可能的溅出物中,本发明的空气入口板490形成为燃烧室475的一体部分或附属部分。
在燃烧科学和工程著作中,在一个大气压力和20℃的温度与空气混合的情况下,用于各种气体的圆形管子的熄火直径已经确定并列在下面(参考Jones,H.R.N.“家用气体燃烧器设计的燃烧原理的应用”(“The Applicationof Combustion Principles to Domestic Gas Burner Design”),British Gasplc,1989,p57,quoting Harris,J.A.&South,R,Gas Engineering Management18,153(1978))气体 熄火直径,毫米甲烷 3.5乙烯 1.8乙烷 2.5丙烷 2.9丁烷 3.0自然气体 2.7(对于丁烷,另外的一篇文章提出了与此一致的0.12英寸或3.0毫米,但也列出1.78毫米的绝对的最小熄火距离,这与Jones文章中所指出的关于甲烷和其他同族碳氢化合物例如丁烷的其他数据不一致,最小的熄火距离取决于接近化学计量比率的混合物。见“碳氢化合物燃料与空气燃烧中的基本考虑”(“Basic considerations in the combustion of hydrocarbon fuels withair”)Barnett,H.C.&Hibbard,Robert R.eds,Report 1300 of The NationalAdvisory Committee for Aeronautics,by propulsion Chemistry Division,Lewis Flight Propulsion Laboratory,1957.)我们发现在厚金属板中的孔或槽的熄火距离不大于0.6毫米。我们已发现以下的因素影响熄火距离,由于几个变量,与我们所认为较佳的以上列出的数值相关的熄火距离被大大减小。
板490的温度的增加及紧靠其周围的围绕物预热了未燃烧的气体/空气的混合物,这会加快燃烧速度并减小熄火距离。而且其他工作人员已发现,预热会加宽混有空气的给定气体的可燃限制。例如,在甲烷/空气的混合物中,在200℃、基本通风条件下低至55%是可燃的,但是在20℃时低于65%的混合物是不可燃的。其他的可燃物质/空气的混合物示出与甲烷相同的现象。
适于诸槽504或其他端口502的熄火距离需要向下修改以预热未燃烧的外来烟气/空气的混合物,尽管其密集度是依据特定热水器的设计参数和与具体变故相关的其他变量而变化的。我们认识到,随着未燃烧的混合物的预热,火焰速度增快,对于丁烷与空气的混合物(作为外来烟气的一个方便的例子),对于含量稍微少一点的混合(大约103%的空气)可得到的最大的火焰温度大约为1900°。在我们的测试中,我们测量到一般空气入口板的温度最大值是675℃。我们推崇的0.5毫米×6毫米长的诸槽的未燃烧气体的计算机模型输出了可到达375℃的未燃烧气体的温度。我们确信预热致使火焰温度(1900℃)增加了大约相同的预热温度量,即达到大约2275℃。使用燃烧工程领域中的技术人员所熟知的关系可估算出对于烷烃例如丙烷或丁烷该预热量将导致熄火距离减小大约30%。必须强调这只是一个估算结果,并假定该槽的壁的温度与通过的未燃烧的烟气/空气的混合物的温度相同。但是,我们发现这并不正确,因为自然通风将混合物“拉过”板490,发生热传递的效果,但又没有达到它所到邻近板490的燃烧室侧上可看得出的炽热的任何地方的程度。该温度将超过外来烟气/空气混合物的热表面的点燃温度。因为燃烧已被可靠地限制在燃烧室中,实际上达不到热表面的点燃温度。在估算30%熄火距离减款中的另一假定是烟气/空气的混合物是化学计量的比率。在本发明叙述的情况下,因为意外发生溅出情况的随机特征,在长时间的燃烧中没有办法控制空气/外来烟气的比率,其中需要被更安全地处理的多种不同的可燃性外来烟气以及到达燃料燃烧装置的入口490处的任何或各种潜在的大量气体是分布于广泛范围中的随机和不可预测的量。考虑到这些气体的变化和情况的随机特征以及可能的预热效果,我们确认以估算为基础得到可接受的熄火距离的著作不足以给出本发明的热水器的改进的安全性,我们认定在大约0.5毫米厚的薄金属板中不大于0.6毫米的熄火距离是较佳的,我们更加推崇L/W比率至少为3、但更佳地为12的诸槽,但是在合适的图案中,该比率可高至20。
我们发现已出版的著作最终几乎没有给出可实用的指导。藉助于对具有燃烧室475的热水器462中的给定设计的空气入口板490的某些试验性的观察,可最佳地确定熄火距离。我们所界定的熄火距离被以下一个或多个因素影响被预热影响的进入的空气和外来烟气的温度;外来烟气和空气之间的比率;外来烟气在其火焰速度和其与作为氧化剂的空气相结合的可燃性界限特性;与包括烟道长度和由此影响的输入空气和烟气的混合物的速度以及横越空气入口板490的压差的变量相关的应用设计;所选择的空气入口的诸端口502的深度和形状;燃烧室475相对于主燃烧器474和空气入口板490的位置方面的内部结构,包括从燃烧器向空气入口板490的返回辐射的效果以及对通过空气入口板490的空气流的任何其他内部和外部的限制;阻焰装置的材料,包括其热传导率、其表面的辐射率和施加至其表面上的具有燃烧影响的任何催化物质;以及燃烧驱动振动系统的总体效应,这可以是一个因素,它取决于由在燃烧室475内部发生的燃烧过程的固有频率和振幅相比而构制的该结构的固有频率。
图42至图44总的示出采纳在图27至图41所示实施例中的槽和端口之间的间距尺寸,图43和图44具体对应图33和图34。诸端口的尺寸是相等的并具有6毫米的长度L和0.5毫米的宽度W。各个槽的端部是半圆形的,但是具有更方正端部的诸槽也是合适的。所选择的制造工艺会影响槽的实际的平面形状。但是,如果角部的边界不是圆形,就保持诸小孔的良好状况而言,用金属模压大量的孔是困难的。用光化学加工工艺制造带有诸槽504的板490也适于产生圆形角部的诸槽。
至此的讨论都假定诸端口502是圆形503或者是槽形504。但没有理由将本发明限制于这些形状。实际上诸槽504可以形成为弯曲或波动的线。这些非直线的熄火距离符合我们的规定,因此只要L>3W,熄火距离与长度L无关。对于正方形、五边形、六边形或其他多边形,我们规定的熄火距离仍然适用。
示出在图43和图44中的端口之间的间距能够完成上述情况下所需的限制功能。示出在图43和图44中的尺寸如下C:4.5毫米;E:3.7毫米;J:1.85毫米;K:1.6毫米;M:1.4毫米;P:3.7毫米。
作为一个例子,入口板490具有以上指示的诸槽504的尺寸和间距以及图33所示的图案,在一个测试过程中,允许溅出的汽油的烟气通过入口板490,它们在燃烧室475的内部燃烧直到消耗1U.S.加仑。这是在入口板490的外部表面温度没有升高到可以点燃尚未通过入口板的烟气的情况下进行的,该测试得出在板490上持续燃烧一个多小时之后将不存在需要被消耗的汽油。
通过试验我们发现1.1毫米、1.6毫米和2.6毫米的不同端口间距都能得到满意的结果。我们的试验使我们确信大于6毫米的端口间距也是同等有效的。但是紧密的端口之间的距离是较佳的,这是因为对于较紧密的端口之间的距离,打孔区域在空气入口板490的总面积中占据的比例较大,例如,对于已给出的0.5毫米宽、6毫米长的槽尺寸,打孔区域的比例如下
我们发现,具有位于0.5毫米厚的金属板90中的图4所示图案的0.5毫米×6毫米的槽的尺寸,0.5毫米的端口之间的间距,并不通用于所有可能的情况。
图46示意地示出具有引入燃烧室475的一空气入口的热水器462的下部轮廓,该燃烧室475具有图27至图41所示类型或相似的板490。因为板490中的诸端口502的尺寸较小,在特定的情况下,它们易于被纤维屑或其他外部材料阻挡或阻塞。而且,作为热水器462的相对不易接触到的部分,因为通常不会定期使用热水器,可能注意不到纤维屑的积聚。
因此,需要提供一种如现在所述的可接触并更容易注意到的纤维屑过滤器512。入口板490连接于空气进入管道510,管道510以直角扭转并基本水平地延伸至热水器462的前部,在此它再次以直角扭转以向上延伸并终止在底板高度之上的任何方便距离,大于60厘米至100厘米或更远的距离是合适的。因为总体上空中的纤维屑的程度随着底板高度之上的高度增加而下降,所以较高的高度是较佳的。空气入口管道510名义上是不透气的(该词在以下被扩大),它在一个端部被入口板490以及位于底板高度之上的可接近的高度处的面向热水器462前部的不能拆卸的纤维屑过滤器512终止。
纤维屑过滤器512具有许多圆形、槽形或其他形状的可接近的小孔,没有任何单个孔在尺寸上明显大于所采用的具体的空气入口板490中选择的诸端口(502、504)的、如上所规定的限制距离。总的开口区域必须至少超过空气入口板490的总的开口区域,以使之不会附加比入口板490本身对空气流动增加更大的阻碍。为此目的,较佳地,与空气入口板490中的诸端口(502、504)相比,纤维屑过滤孔具有用于空气流动的更大的总面积,由此对流动的总体阻力减至最小,而且,用于拦截纤维屑的区域被最大化。大多数的纤维屑过滤孔理想地置于底板之上尽可能远的地方以面向热水器的前部,由此可理想地用真空清洁器定期进行清洁。给安装有这样的热水器或从同等的保护中受益的其他气体消耗装置的房间的居住者理想地装设在纤维屑过滤器512的表面的附近一个安全保养,用以提醒定期处理的需要以除去明显的积聚的纤维屑。
上述的管道110名义上是不透气的,它不需要完全不透气地密封,只要它与燃烧室的壁86的连接符合该标准,即不存在超过用于任何可能外来烟气(进入空气入口)的所界定的熄火距离的间隙或裂缝,如果该外来烟气被点燃,需要将其限制在燃烧室75中。
图29示意地示出空气入口板90和燃烧室75的下壁86之间的一适当连接的截面。我们观察到,相对大量的外来烟气在板90的内表面上的长时间的燃烧(例如一US加仑汽油溅出物的气化)会导致在环绕所测试的各种板90的内表面的各个点处间歇地加热至炽热状态。我们的观察与预期一样,对于具体的外来烟气,加热至板90的最强炽热状态特别地与接近化学计量值的外来烟气与空气的比率相关。在该环境中的空气入口板90起着与在炽热状态例如煅烧或烧烤时工作的某种类型的打孔金属气体燃烧器相似的作用,但是于与该类型的任何燃烧器不同,不管在空气和可燃烟气的混合物中的可燃烟气相对含量的流速的不可控制的和失控的速度谱如何,本发明的空气入口板定能提供可靠的限制运作。对于我们的入口板90,空气和外来烟气的预混合是偶然和随机的,而不是通常设计的气体燃烧器中的一致的空气和燃料的预混合。
图47和图48所示的结构形式示出了两种变型,其中与其装配的位置相分离,一入口板490具有一未打孔的边界501,边界501被向下装配成(如虚线所示)高度热传导地接触通过诸如冲孔和模压形成的燃烧室开口487,一带有凸缘的边界514界定了进入燃烧室475中的向内开口487。该压接可通过包含匹配凸缘514和501的金属与金属的摩擦接触来获得,或者可具有位于这些凸缘的接触表面之间的某种形式的垫圈。图47示出一个圆形板490,圆形板490紧密地安装在环绕燃烧室的壁486的模压孔487的带有凸缘的边界514的内侧。图48示出一个矩形板490,矩形板490紧密地安装在环绕燃烧室的壁486的带有凸缘的边界514的外侧上。圆形或四边形的变型是否匹配在带有凸缘的边界的内侧或外侧是可随意选用的。
图47和图48示出使空气入口板490附着于燃烧室的壁486的一种方法,第二种方法示出在图83、图84和图85中,这些图示出适当地固定或密封这两个组件的另一装置。空气入口490基本密封地顶靠燃烧室的壁486,以防止空气和外来烟气在空气入口490和燃烧室的壁486的表面之间穿行。空气入口板490具有在燃烧室的壁486中的开口的边缘之上延伸的外部凸缘601。不断地沿着凸缘601将机械角钢602压入凸缘601和燃烧室的壁486的相应部分中。这样的角钢602在片状金属领域中是众所周知的,TOG-L-LOC牌是一个较佳的例子。将空气入口板490固定或安装到燃烧室的壁486上的其他手段也是可行的,例如点焊就是其中之一。
图49至图52示出一个矩形入口板490,入口板490具有被非打孔部分501界定的一个打孔的中央部分505,非打孔部分501形成具有一个周边通道516。周边通道516的形状能够使入口板490紧密地啮合或卡合到环绕燃烧室475的基部486中的开口487形成的匹配连接518中(图52)。安装有入口板490的燃烧室475在顶部被热水器462的水箱466的弯曲基部的外侧周缘或邻近处的匹配连接所封闭,由此形成封闭的燃烧室475。这些形成热水器燃烧器474和474的部分的外来烟气的潜在的点燃源通过在燃烧室475中的定位而被封闭。燃烧室的壁479支承水箱466的质量。入口板490中的周边通道516与围绕燃烧室475的基部中的开口487的周边沟槽518摩擦地啮合以按照上述的标准达到名义上的密封。沟槽518还可起到坝的作用,以防止积聚在燃烧室的基部486上的冷凝的水蒸汽在板490的打孔区域505上扩散。
图53至图55示意地示出位于空气入口板的一部分上的另外形式形状的诸端口。诸端口(图54中的诸槽)可提供通过它们的更为流线型的气流,并可以提供放置粘滞形式的可膨胀涂层536的“山谷”基底。接着将参考图62至图64来描述应用于本发明的可膨胀涂层536。
在至此示出的所有形式的入口板490中,可燃外来烟气在燃烧室475中的最初点燃作为突然的能量爆燃应当被减至最小。否则,在理论上可能存在将火焰向前向后吹过入口板490的诸端口502、504的危险。示意地示出在图56至图58中的热水器462的形式都是特别针对该问题的。
在图56中,燃烧室的整个基部486置于燃烧室475的通风壁525的顶部,燃烧室的最低周长提供了停靠在支承盘528上的支承,支承盘528本身又支承在脚部484上的底板高度上。燃烧室的基部486和入口板490是共平面的或者接近于其平面,通过所述的结构将入口板490设置成尽可能靠近燃烧器473、474。
在图57中,如同惯常地设置主燃烧器474,但辅助燃烧器473刚好置于入口板490的上表面之上。这提供了更快点燃通过入口板端口502、504进入到燃烧室475中的可燃烟气的机会,因此,显著增加发生首次点燃时仅有非常少的外来烟气存在于燃烧室中的可能。如果该少量的外来烟气被点燃,在入口板490的上表面上建立连续的火焰之前,可能燃烧生成初次点燃的相对较低的能量。在正常的操作中为了确保可靠地点燃热水器的主燃烧器474,特别是在辅助燃烧器紧靠图58所示的入口板的情况下,从辅助燃烧器473引导至自主燃烧器474发出气体燃料的高度设置闪光管530,以便于在正常使用热水器462的过程中通过辅助燃烧器473经常地重复点燃主燃烧器474。
为了避免产生较高声压,可以选择各种预定的参数,或者受影响的运行条件以最小化不想要的效果。如果一个设计易于产生过高的声音,那么使该设计减弱该趋势的变化包括降低板490的温度,改变烟道管子470的长度、诸端口502的间距和空气入口板490的厚度,设置加强空气入口板490的凸起,以及在板90和燃烧室的下壁486之间放置垫圈,这将在以下描述。
图59至图61示出终止板490上的延长的燃烧的装置,该装置使用在以下情况,需要快速熄灭该燃烧,而不是吸入剩余的溅出的外来烟气以通过燃烧将它们消耗掉。图59示出被焊料薄层532覆盖的空气入口板490的一部分,焊料薄层具有与板490中的那些端口相对应的诸端口533。当该层532被在燃烧室475的内侧上燃烧的外来烟气加热时,受热的焊料层532液化并扩散以阻塞或趋于阻塞相邻的槽或诸槽504。板490还可以形成向着每个槽504聚合的表面,并使液化的焊料更容易阻塞每个槽。
因为诸槽504的较小尺寸,焊料可依靠其表面张力通过毛细作用将它们搭接起来,由此将其完全阻塞或局部阻塞。即使没有达到完全阻塞,局部阻塞也是合乎需要的,在该情况下端口截面面积的减小趋于使火焰不稳定,由此增加将它们快速熄灭的可能性。为了进一步帮助焊料532的流动,可用焊接技术中广为人知的助熔剂预先处理板490的表面。
当入口板490接纳空气和外来烟气的接近化学计量的混合物时,特别是在长时间内,该混合物的燃烧所导致的入口板490的温度升高。我们发现,当入口的温度升高到足够程度时,通过各种复杂的热效应包括已知的Rijke管效应将产生和谐的共鸣声音。在本发明的特定实施例中,我们发现这些效应致使高能的声波产生在燃烧室475中,在大约100%通风的状况下燃烧时最容易觉察到。在运行中这可以产生频率范围通常在80-250Hz的较高频率的声音,直到气体与空气的混合物的变化远远不同于化学计量值或者改变了燃烧条件为止。
参见图62至图64,以截面的形式示出具有被诸端口102分隔开的固体基底的入口板490的一部分。接近地置于入口板490的上表面之上的是可应用于本发明的所有变型的传感器494,如果火焰建立在入口板490的上表面上,该传感器494可用于切断主燃烧器474和辅助燃烧器473的燃气供应。在图62至图64所示的入口板490中,已应用膨胀烧蚀的涂层536来覆盖入口板的固体基底,使诸端口502(图62中)不被阻塞。如图63所示,如果外来烟气通过诸端口490进入,并在燃烧室475内形成可燃的混合物,主燃烧器474或辅助燃烧器473(如图24所示,一般置于入口板之上5-10厘米处)将点燃外来烟气,从而在入口板490的上表面上形成火焰537。而后传感器494快速反应以切断供给主燃烧器和辅助燃烧器474、473的燃气。
板490上的燃烧很可能持续下去,火焰537致使入口板490的温度总体上上升,当温度上升至所选膨胀涂层的合适温度时,涂层536软化并起作用,膨胀至数倍的初始体积(图64),由此阻塞入口板490的诸端口502。该阻塞具有阻止外来烟气和空气的作用,由此入口板490上的燃烧很快终止。不用替换板490也不存在进一步在燃烧室475的内侧或外侧点燃的外来烟气的可能性。合适的膨胀涂层包括“FIRETEX”“M70/71”(最底层/顶层的密封用的防火涂层,Fyreguard制造);以及3M公司所提供的“FIREDAM 2000”膨胀涂层。在图53、图54和图55所示类型的SCHWANK牌的瓷砖或板上的大约200微米厚度的涂层是合适的,对于图62至图64所示的平坦或基本平坦的打孔金属片类型的入口板490,大约100微米的较薄厚度更合适。
图65至图70示出一系列的装置,其中可更快地熄灭燃烧室475中的发生的长时间的燃烧。安装在入口板540上的是滑动板541,滑动板541具有与固定的入口板540中的诸端口502的尺寸、图案和位置相对应的诸端口502。图66示出给空气和外来烟气的通过提供直通通道的对齐的诸端口502。滑动板541被一个或多个弹簧543偏压至图66所示的位置,示出在图65中的是张力弹簧543。滑动板541通过被弹簧543施加张力的焊料或热塑销钉544锁定在一个位置。滑动板541可相对固定的板540沿密封的铆钉542限定的路径被引导地滑动,铆钉542防泄漏地固定在固定板540上,并滑动适配地安装在滑动板541中的一对导向槽中。
在外来烟气穿过固定的入口板540和滑动板541的情况下,外来烟气与适量空气的混合物将被热水器462的辅助燃烧器473或主燃烧器474点燃。在较短时间的燃烧后,滑动板541将加热至熔化焊料或热塑销钉544的足够温度,弹簧543施加在销钉上的力将使滑动板541沿箭头方向移动。导向槽的长度仅能够使滑动板541的未打孔部分与固定板540中的诸端口502对齐,或者作为另外的方案是,槽502可以较长,但设置两个止动体146来限制滑动板541在固定板540上的行进,以任一方式都导致封闭所有的端口502,如图67所示,由此熄灭进一步的燃烧。
在点燃外来烟气之后,为了再次打开燃烧室475,滑动板541克服弹簧543所施加的偏压,同时将替换的焊料或热塑销钉544放置在为通过板540、541而设置的对齐的孔中。入口板490将再次能够允许用于正常燃烧的空气流动,而在需要时切断空气和外来烟气。
在图65至图67所提示的入口切断的变型中,焊料或热塑销钉可替换为位于两板之间的焊料的薄层。该层焊料形成夹住焊料的两个金属板的分层结构。滑动板与弹簧的连接可按照图65所示或等同方式来设置。该变型具有以下优点,一旦焊料因为热量的输入而液化,焊料便于在两板之间相对滑动。而且,其阻止外来烟气在两板之间找到泄漏通路的能力也是一个优点。只是在极少的被驱动的可能情况下,图65至图67所示的滑动板易于俘获在它们的开放位置,且为了移动,必须克服它们之间的摩擦力。具有位于滑动板之间的一层焊料的该变型将不会俘获,一旦焊料液化,就将能自由滑动。
图68至图70示出与图65至图67所示相似的阻塞机构,尽管在该情况下,空气入口的切断是通过板之间的相对转动,而不是直线运动。
图68示出与图25相似的圆形入口板。覆盖在固定板540上的是一个转动板541,转动板541带有在正常使用中与固定板中的诸端口502对齐的诸端口545,如图69的截面图所示。固定在固定板540上的是心轴549的一端,心轴在其另一端承载双金属张力弹簧548的一端,弹簧548在其另一端又通过销钉550连接于转动板。当双金属张力弹簧548被诸端口545处的外来烟气的燃烧加热时,双金属张力弹簧548使转动板541相对固定板540转动。在板540、541之间设置适当的挡块以使各个端口502和547保持相互不对齐,如图70所示。
随着双金属张力弹簧548的冷却,转动板541返回其最初的位置,使两板中的诸端口502、545再次对齐,从而允许空气通过以进行燃烧,如果存在外来烟气,也允许外来烟气的通过。
可以组合图68至图70所示的特征,例如可用盘簧或其他弹簧替换双金属张力弹簧548,而且板540、541通过焊料或热塑插头544或它们之间的一层焊料保持对齐,在利用热量熔化焊料或热塑材料的情况下,通过弹力使转动板541相对固定板540转动,从而熄火外来烟气在燃烧室475中的燃烧。
仅具有槽504形状的诸端口的本发明的入口板允许火焰在燃烧室475内燃烧外来烟气,以进一步升高空气入口板490,从而与具有圆形孔503的相同材料和厚度的板相比、降低空气入口板490的运行温度。因此,与带有相等熄火距离的诸孔503的板490相比,带有诸槽504的板490可在较长的燃烧时间内消耗更多的溅出物。而且,槽504比相等熄火距离的孔更容易使纤维屑通过。
图71示出能够结合在一起的两个附加装置,由此提高安全处理在具有按照本发明的空气入口490的燃气热水器邻近处发生的可燃溅出物的可能性。可以单独具有任一装置或同时具有两个装置。
第一装置是音响报警器558,在燃烧室475中的空气入口板490的内表面或邻近处建立火焰的情况下,报警器558运作。报警器558可被多种能量源驱动,其中之一是一个封闭的金属球555,金属球555容纳受热时会膨胀的挥发性物质,金属球555通过小管子连接于报警器。该管子被易碎的隔膜封闭,该隔膜破裂,从而通过包含在报警器558中的汽笛或类似发声装置排出挥发性的物质。
第二装置是具有喷嘴556的一个冷却装置,喷嘴556被设置和对齐成为能够将精细的水雾557引导在空气入口板490的打孔区域。水557来自通过管子551供应给水箱的承受主压力的冷水,在此通过支管552被分流通过阀门553,其输出连接至喷嘴556。阀门553通常被偏压在关闭位置上,通过小管子554在边侧接纳受压的流体而允许水流通过该阀门。在被空气入口板490的内表面上的外来烟气的燃烧所形成的火焰加热时,受压的流体又来自温度感测体555。其他灭火物质例如压缩的二氧化碳也是合适的,并可利用所产生的热量释放,以相似地打开适当的逃逸路径。
图73至图75示出在本发明的板490中形成不仅具有图72所示平行边侧的截面的诸端口502的可能性,这可通过以上指出的工艺容易地形成。可使用其横截面同时具有聚合和发散形状的端口502。光化学机械加工工艺可形成图73、74、75所示带有聚合或发散形状的孔。
图73示出孔563或槽565,该孔从空气入口板490的上游表面(即图中的下侧)处的较大尺寸聚合。空气和如果存在的外来烟气沿两个竖直箭头指示的下游方向通过锥形孔563或锥形槽565而进入到燃烧室475中。图73所示的孔563或槽565首先沿上游方向聚合,但终止成基本平行的边侧。
图74示出聚合成空气入口板490的上游和下游表面之间的最小截面面积的狭口的锥形孔567或锥形槽569,对于端口567、569的给定的限制尺寸,该入口板490趋于提供最小的阻力。通过该技术,空气入口板490可提供最优的结合,既在可行的限度内保持对空气流的限制,又能够在所需要的长时间内将燃烧限制在燃烧室475内。
图75示出锥形孔571或锥形槽573,其中沿竖直箭头的方向通过空气入口板490进入到燃烧室475中的用于燃烧的空气首先通过一发散部分,而后又聚合,因此端口571、573的交叉线以略小于90°的角度与板490的内(上)表面相交。形成在空气入口板490的内侧表面中的具有非常尖锐边缘的孔可作为火焰升高促进器,促使在板490的内表面的附近发声的外来烟气的燃烧使火焰离开该表面,具有在长时间的燃烧中使该板保持较低温度的效应,或者更佳地,致使火焰完全离开并熄灭。可通过将较高浓度的蚀刻剂施加在构造空气入口板490的金属片的一侧上,直到诸端口形成所需的形状来形成图73、图74、图75所示的锥形端口。
参见图77,设置带有诸孔504的空气入口板490成为有对角的交叉线580,交叉线580可给板490提供额外的强度以改变燃烧室475和连接的空气入口板490的相结合的固有频率,使该固有频率不同于如果进入到空气入口腔中的外来烟气在燃烧室475中被点燃时发生的燃烧过程的频率。依据热水器的一具体设计的燃烧频率,图77所示的加固结构甚至比图58所示的相应的平坦的空气入口板490更有效。
在图81中示出具有诸槽504的空气入口板490,该板490具有以90°延伸至板490的每个边缘的加强体件。在图51所示的情况下,通过减少适当排数的槽并随之形成沿一个或多个方向延伸越过板490的打孔区域500的未打孔部分的一个或多个全面的通道582,来改变图35所示的中央打孔区域。该板490的加强以及通过全面的通道582将它划分成多个较小的独立打孔区域既改变了安装有空气入口板490的特定热水器462中的燃烧室结构的机械振动频率,又改变了因外来烟气进入到燃烧室475中并被点燃所导致的发生在空气入口板490处的任何燃烧过程的声频。因此结合图81所示的打孔板490可有助于给本发明的热水器提供更高的安全度。通过给燃烧室475的基部486加压以从总体上改变该结构的固有频率,可以减弱或防止燃烧过程中的带来麻烦的共鸣。使该结构有效地避免与麻烦的声音相关的问题的一个方法示出在图82中,其中通过压缩纤维质的隔热体例如KAOWOOL牌(注册商标)的毡胎584,以及邻近空气入口板490的周边的一个环,或者是用于具有两到四个长度的、承受额外压力的玻璃纤维绳586的矩形空气入口板490,使安装到燃烧室的基部486上的空气入口板490与支承盘528分隔开。这是刚化和消声的另一形式,这能够有效缓冲燃烧引起的热水器结构的振动,并增强有效性。
应理解到,在此公开和确定的本发明涵盖所提及的或从文中或图中得到的一个或多个单独特征的所有组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可替代的方面。
显而易见,在不脱离本发明范围的情况下,本领域中的技术人员可以实施本发明的上述实施例且可对其作出各种改型。
权利要求
1.一种热水器,它包括(a)一个水容器;(b)邻近所述容器的一燃烧室;(c)位于所述燃烧室内部的一燃烧器;(d)位于所述燃烧室的开口中的至少一个入口,所述入口允许空气和外来烟气进入到所述燃烧室中,并防止火焰从所述热水器中伸出。
2.如权利要求1所述的热水器,其特征在于该空气入口是或具有位于所述燃烧室中的所述开口处的一个灭火器,当所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过预定温度时,该灭火器阻挡所接纳的空气和外来烟气的进入。
3.如权利要求1或2所述的热水器,其特征在于一个挡板置于所述燃烧室内并位于所述开口之上。
4.如权利要求1至3中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于还具有位于所述燃烧室中并邻近所述阻焰装置的一个热传感器,所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过预定温度时,该热传感器切断所述燃烧器的燃料供应。
5.如权利要求2所述的热水器,其特征在于所述灭火器具有被至少一个腿部支承的一个挡板,该腿部是用对温度敏感的可熔化材料制成的,当超过所述预定温度时腿部将熔化,由此允许所述挡板向着所述开口运动并盖住该开口。
6.如权利要求5所述的热水器,其特征在于所述对温度敏感的可熔化材料是热塑材料。
7.如权利要求6所述的热水器,其特征在于所述热塑材料是低密度聚乙烯。
8.如权利要求5至7中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述可熔化材料具有100℃至200℃的熔点。
9.如权利要求1至8中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述热水器具有位于所述开口中的一个灭火器,该灭火器适于向着所述燃烧室中的所述阻焰装置的表面引导灭火物质。
10.如权利要求9所述的热水器,其特征在于该灭火器具有一个容器,该容器具有至少一个喷嘴并容纳所述灭火物质。
11.如权利要求10所述的热水器,其特征在于所述至少一个喷嘴容纳一个用可熔化材料制成的塞子,除非所述燃烧室中邻近所述阻焰装置的温度超过了预定温度,该塞子将所述灭火物质保持在所述容器的内部。
12.如权利要求11所述的热水器,其特征在于所述可熔化的材料具有150℃至300℃的熔点。
13.如权利要求9至12中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述灭火物质是从包括碳酸氢钠和混有推进剂的灭火泡沫的材料中选择的。
14.如权利要求13所述的热水器,其特征在于较佳地,当邻近所述阻焰装置的温度为300℃-500℃时,混有推进剂的灭火泡沫被驱动。
15.如权利要求10至12中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述容器具有从其相对的端部延伸的两个喷嘴,每个喷嘴引向所述至少一个入口的相对的边缘部分。
16.如权利要求1所述的热水器,其特征在于该至少一个入口具有多个端口,每个端口具有小于应用于所述外来烟气的最小熄火距离的限制尺寸,由此将所述外来烟气的点燃和燃烧限制在所述燃烧室中。
17.如权利要求1所述的热水器,其特征在于该至少一个入口具有多个端口,每个端口具有不大于0.6毫米的熄火距离,由此将所述外来烟气的点燃和燃烧限制在所述燃烧室中。
18.如权利要求16或17中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口被构制成所述入口与所述燃烧室结构相结合的振动峰值固有频率与在燃烧室中的入口上外来烟气的燃烧过程所产生的峰值频率不同。
19.如权利要求16至18中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于在所述外来烟气长时间的燃烧过程中,位于所述燃烧室外部的所述至少一个入口的表面保持足够凉,以防止在外来烟气通过所述至少一个入口之前将外来烟气和空气加热至所述外来烟气和空气的燃点之上的温度。
20.如权利要求16至19中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口的诸端口在所述至少一个入口上分开一定距离,这使得邻近所述诸端口的壁的表面的外来烟气与空气的混合物的温度保持在所述混合物的燃点之下。
21.如权利要求16至20中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口的诸端口彼此分隔开,相邻端口的边界之间的最近点的距离仅为1.1毫米。
22.如权利要求16至21中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口的至少一个所述端口邻近与所述燃烧室相联系的辅助燃烧器,以在烟气进入到所述燃烧室中并在所述燃烧室中的烟气积聚到可能爆炸之前点燃所述外来烟气。
23.如权利要求16至22中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口包括诸槽,其中所述限制尺寸是所述诸槽的宽度。
24.如权利要求16至23中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口包括L/W比率大约在2到15之间的诸槽,其中L是所述槽的长度,W是所述槽的宽度。
25.如权利要求16至24中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于相邻端口之间的最近距离是相同的。
26.如权利要求16至25中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口的所述诸端口被设置成多排。
27.如权利要求26所述的热水器,其特征在于每个交替排的第一个端口相对相邻排的一端口具有错位的位置。
28.如权利要求1所述的热水器,其特征在于诸端口是设置成多排的诸槽,所述至少一个入口的至少一个周边排包括设置成彼此平行的诸槽,并且它们的纵向轴线相对其他排中的诸槽的纵向轴线形成大约90°的角度。
29.如权利要求26至29中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸排中的其中之一是周边排,周边排具有比其他所述排更大的端口之间的间距。
30.如权利要求16至24中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口是用薄片金属制造的,并带有细长和分隔开的诸端口。所述诸端口被设置成具有至少两个端口区域,靠内的区域包括一组所述端口,靠外的区域包括其余的所述端口,所述靠外的区域中的相邻端口之间的端口间距比所述靠内的区域中的所述诸端口的端口间距大。
31.如权利要求16至30中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口包括宽度为0.5毫米的槽。
32.如权利要求16至30中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口是直径为0.5毫米的圆孔。
33.如权利要求1至32中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述外来烟气通过了所述至少一个入口并在所述燃烧室内部燃烧时,该热水器发出音响信号。
34.如权利要求1至33中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该音响信号通过所述外来烟气在所述燃烧室内部的所述至少一个入口附近的燃烧来产生。
35.如权利要求16至34中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口通过光化学加工形成在金属板中。
36.如权利要求1至35中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该热水器的燃烧室可形成有一个围绕的裙部,该裙部具有连接于其一端的一个端盖,所述围绕的裙部的另一端是所述燃烧室的一个表面。
37.如权利要求36所述的热水器,其特征在于封闭所述容器的封闭体也形成所述围裙和所述端盖。
38.如权利要求36所述的热水器,其特征在于所述围绕的裙部和所述端盖形成为与封闭所述容器和所述燃烧室的该封闭体相分离。
39.如权利要求1至38中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该热水器具有与所述至少一个入口分隔开的一个出口,从而将燃烧的生成物排出所述燃烧室。
40.如权利要求1至39中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口中的每一个包括具有所述多个端口的板。
41.如权利要求40所述的热水器,其特征在于所述板是用金属制造的。
42.如权利要求40所述的热水器,其特征在于所述板的厚度为0.4毫米至1毫米。
43.如权利要求1至42中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口具有位于其周边处的热量消散区域。
44.如权利要求43所述的热水器,其特征在于该热量消散区域具有一个金属与金属的重叠部分,该重叠部分位于形成在所述至少一个入口的板的周边边缘与燃烧室中的一个开口的周边边缘之间。
45.如权利要求40所述的热水器,其特征在于所述板具有一个裙部所述燃烧室具有密封地接纳所述板的一个开口,所述开口具有一个围裙;以及设定所述裙部的尺寸,使所述板的所述裙部的面向内的表面接合所述围裙的面向外的表面。
46.如权利要求40所述的热水器,其特征在于所述板具有一裙部所述燃烧室具有密封地接纳所述板的一个开口,所述开口具有一个围裙;以及设定所述裙部的尺寸,使所述板的所述裙部的面向外的表面接合所述围裙的面向内的表面。
47.如权利要求43所述的热水器,其特征在于该热量消散区域具有从入口延伸的至少一个翼片形式的额外的表面区域。
48.如权利要求43所述的热水器,其特征在于该热量消散区域在其周缘的邻近处具有增加的端口间的间距。
49.如权利要求40所述的热水器,其特征在于该板是大约0.5毫米厚的以钢铁为基础的材料。
50.如权利要求49所述的热水器,其特征在于邻近所述板中的诸端口的周边部分的所述至少一个入口的诸端口的端口间距为大约2毫米至4毫米的范围,其余端口的端口间距为大约1毫米至1.5毫米的范围。
51.如权利要求1至50中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口的边缘部分具有火焰升高促进器。
52.如权利要求51所述的热水器,其特征在于该火焰升高促进器在诸端口的上游末端是尖锐的边缘。
53.如权利要求51所述的热水器,其特征在于该火焰升高促进器可从下部切开截面,其中带有该板的至少一个内侧表面的诸端口相交成小于90°的角度。
54.如权利要求1至53中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口的诸端口被构制成,在截面中,所述端口具有基本平行的边侧。
55.如权利要求1至53中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口被构制成,在截面中,所述端口具有聚合的边侧。
56.如权利要求55所述的热水器,其特征在于诸端口可沿上游方向聚合。
57.如权利要求56所述的热水器,其特征在于所述诸端口终止成基本平行的边侧。
58.如权利要求1至57中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口是槽形的并不大于大约0.6毫米宽,而且彼此分隔开至少1毫米的距离。
59.如权利要求1至58中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口具有向内延伸进入到燃烧室中的周边突出部以作为火焰升高促进器。
60.如权利要求1至59中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口以一个图案形成在板中,所述图案作为火焰升高促进器。
61.如权利要求60所述的热水器,其特征在于诸端口设置成一个图案,该图案仅包括对齐和分隔开的槽的阵列形式的诸孔。
62.如权利要求61所述的热水器,其特征在于诸槽的第一图案置于所述入口的中心部分,诸槽的第二图案位于周边部分,与所述第一图案相比,所述第二图案具有较大的端口间距。
63.如权利要求1至62中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口设置成径向图案。
64.如权利要求1至62中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口设置成圆周图案。
65.如权利要求1至64中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口还具有一冷却机构。
66.如权利要求65所述的热水器,其特征在于该冷却机构具有用于所述入口的一个喷水器。
67.如权利要求51至53中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述火焰升高促进器具有至少3毫米的端口之间的间距。
68.如权利要求1至67中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该至少一个入口被构制成,外来烟气在入口处燃烧时,使所述入口的峰值谐振频率不同于所述燃烧室与一废气流通通道相组合的峰值谐振频率。
69.如权利要求43所述的热水器,其特征在于该热量消散区域具有从燃烧室延伸的至少一个翼片形式的额外的表面区域。
70.如权利要求69所述的热水器,其特征在于该喷水器将水引导至燃烧室外部的入口表面上。
71.如权利要求1至70中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于诸端口形成为在单个端口中既聚合又发散的横截面。
72.如权利要求40至42中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口可用金属板形成,该金属板从平坦形式变形,从而具有延伸通过包含所述多个端口的至少一部分的加强体。
73.如权利要求72所述的热水器,其特征在于所述加强体与诸端口相交。
74.如权利要求40至42中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该金属板从平坦形式变形而具有延伸通过未设端口部分的加强体,该加强体将所述多个端口进一步划分为液体的多个亚部分。
75.如权利要求1至23中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述空气入口是用陶瓷材料形成的,该材料具有大约12毫米或更厚的厚度,并在每平方厘米具有大约36.5至73个开口,其中所述开口占据所述空气入口的表面的64%至80%。
76.如权利要求75所述的热水器,其特征在于所述陶瓷材料是压制的。
77.如权利要求75或76所述的热水器,其特征在于所述开口是正方形的。
78.如权利要求75或76所述的热水器,其特征在于所述空气入口具有多个端口,诸端口包括L/W比率在3至20之间的诸槽,其中L是所述诸槽的长度,W是所述诸槽的宽度。
79.如权利要求75或76中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于所述诸端口是具有一熄火距离的圆形孔,该熄火距离是1.1毫米至1.3毫米的直径。
80.如权利要求44所述的热水器,其特征在于该板包括陶瓷板,该陶瓷板具有9毫米至12毫米的厚度和直径为大约1.1毫米至1.3毫米的诸端口。
81.如权利要求1至23中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于该空气入口包括两层金属网,两层金属网在它们全部的各个接触表面设置成彼此接触并形成非平坦的定位,以在膨胀和收缩时便于保持均匀的层间接触。
82.如权利要求81所述的热水器,其特征在于所述诸层是拱起的形状。
83.如权利要求81或82所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口包括制造的金属网,该金属网具有界定多个端口的厚度为0.2至0.5毫米的横向金属丝,每个端口具有等于或大于编织的金属丝之间的四边的开口区域的边侧长度的熄火距离,该距离的范围大约是0.3至0.5毫米,由此将所述局部火焰的点火和燃烧限制在所述燃烧室内。
84.如权利要求36所述的热水器,其特征在于所述围裙的所述另一端邻接所述热水器的一个表面以形成所述燃烧室的上壁。
85.将燃料提供给含有主燃烧器和辅助燃烧器的一热水器的控制阀门,它包括适于连接燃料供给源的一个燃料入口;适于连接主燃烧器的至少一个燃料出口;使燃料在入口和出口之间流动的管道;与该管道相联系以控制燃料从入口至出口的流动的一个封闭体;与该阀门相联系的一个电路,该电路具有与封闭体相联系的一热驱动的装置,当被辅助燃烧器加热时,所述装置给封闭体提供一个信号以打开或关闭封闭体;以及连接于该电路的一个燃烧感测熔丝,该熔丝暴露于外来的火焰源和/或控制阀门之外及其邻近处的热量。
86.如权利要求85所述的控制阀门,其特征在于控制阀门还具有包含在电路中的从外部可接触到的插座,熔丝能够可拆卸地插入到该插座中。
87.如权利要求85或86所述的控制阀门,其特征在于该插座适于接纳相对热驱动装置独立分离的熔丝。
88.如权利要求85至87中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于从阀门的下侧可接触到熔丝。
89.如权利要求85至88中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该熔丝位于阀门的下侧。
90.如权利要求85至89中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该封闭体具有位于该导管的一部分中且通常被弹性偏压至封闭位置的一个部件。
91.如权利要求85至90中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该电路还具有与封闭体相联系的一个螺线管,该螺旋管能够从热驱动的装置接收电信号并响应地打开所述封闭体。
92.如权利要求85至91中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该熔丝对温度敏感。
93.如权利要求85至92中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该电路还具有与温度感测恒温探测器相联系的一个过温能量切断开关,所述能量切断开关能够通过所述控制阀门切断供给主燃烧器和辅助燃烧器的气流。
94.如权利要求85至93中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该热驱动装置是热电偶。
95.如权利要求85至94中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该电路还具有连接于热驱动装置并具有开、关和辅助位置的一个手动开关,所述辅助位置致使封闭体打开直到该热驱动装置能够提供一个信号以打开该封闭体。
96.如权利要求85至95中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该封闭体具有位于管道的一部分中的一个部件,该部件通常被弹性偏压至封闭位置。
97.如权利要求85至96中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于与阀门相联系的所述电路包括与封闭体相联系的螺线管,该螺线管能够接收来自热电偶的输出并响应指示位于所述辅助燃烧器处的火焰的输出而保持打开所述封闭体。
98.如权利要求85至97中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该控制阀门具有与温度感测恒温器相联系的一个能量切断开关,该能量切断开关与温度感测恒温探测器相联系,所述能量切断开关能够通过所述控制阀门切断供给主燃烧器和辅助燃烧器的气流。
99.如权利要求85至98中的任一权利要求所述的控制阀门,其特征在于该控制阀门具有一个燃烧感测熔丝,该熔丝连接于控制阀门电路并暴露于外来火焰源和/或控制阀门外部及其邻近处的热量。
100.如权利要求1至84中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于具有如权利要求85至93中的任一权利要求所述的控制阀门。
101.如权利要求1至84中的任一权利要求或权利要求100所述的热水器,其特征在于所述至少一个入口位于所述辅助燃烧器之下并与其邻近。
102.如权利要求100所述的热水器,其特征在于所述热水器还具有延伸进入到所述燃烧室中的一个文氏管以给所述主燃烧器供给燃烧的空气。
103.如权利要求1至84中或100至102中的任一权利要求所述的热水器,其特征在于还具有位于所述至少一个入口的外部并跨越所述开口的一个纤维屑阻挡装置。
全文摘要
一种热水器,它具有一水容器;邻近该容器的一燃烧室,该燃烧室具有带有开口的一底板部分;从开口向上延伸并基本密封该开口的一管道;位于燃烧室内部的一燃烧器;以及横过该管道的一阻焰装置,该阻焰装置允许空气和/或外来气体进入到燃烧室中并防止火焰伸出该结构。
文档编号F23D14/72GK1310791SQ98814252
公开日2001年8月29日 申请日期1998年7月24日 优先权日1998年7月24日
发明者G·M·惠特福德, Z·法尔伊, B·V·伯克 申请人:Srp687控股有限公司
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