储水热水器的制造方法
【专利摘要】一种储水热水器，包括储水箱，所述储水箱位于与空气入口连通的燃烧室的上方，所述水箱被外壁封闭在内，所述燃烧室与用于将燃烧产物排放到外部的热量传递烟道连通，所述烟道穿过所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之间的热交换室，所述热交换室具有出气口，所述出气口耦合到离散的大致呈矩形的排气罩，所述排气罩位于所述外壁的外表面。
【专利说明】储水热水器
【技术领域】
[0001]本发明涉及储水热水器，更具体地，涉及具有内部烟道的燃气动力热水器。
【背景技术】
[0002]基于燃气运行的储水热水器，通常在水箱的底部具有燃烧室。传热烟道经引导穿过水箱，并将燃烧产物引导至排气处。水箱通常是隔热的，并放置在一个外部壳体内。
[0003]由于节省能源的重要性，因此这种热水器需要采用非常高效的方式操作。对此的评估可以基于对热水器的效率的评估，根据加热水所需要的燃料的量，以及维持水温度的能力，也就是说热水器的隔热效果。这种类型的热水器通常位于室外，因而会受到室外的风的影响，可能会引起一些问题，例如影响燃烧室内的气流，影响燃烧质量，带走水箱的热量或熄灭引燃的火焰。
[0004]燃烧产物包含有用的热量，因此，有必要为燃烧产物确定路线并进行引导，以使尽可能多的热量传递到存储在水箱中的水。然而，减慢燃烧产物的流速可能会对燃烧质量造成问题，因此，在为燃烧产物提供回旋通道来使得热量传递到水箱，与为了高效燃烧而需要确保燃烧产物的良好流动性之间有一个平衡。外部的风流也是这种两难困境中影响因素。
[0005]正是这些问题启发了本发明。
【发明内容】
[0006]本发明的一个方面，提供了一种储水热水器，包括储水箱，所述水箱位于与空气入口连通的燃烧室的上方，所述水箱被外壁封闭在内，所述燃烧室与用于将燃烧产物排放到外部的热量传递烟道连通，所述烟道穿过所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之间的热交换室，所述热交换室具有出气口，所述出气口耦合到离散的大致呈矩形的排气罩，所述排气罩位于所述外壁的外表面。
[0007]在一个实施例中，在所述排气罩的内部设置了一系列间隔开的挡板，所述挡板可以垂直或水平延伸。所述挡板可以是管状的。
[0008]在另一个实施例中，悬挂有沿所述烟道延伸的挡板组件。所述挡板组件可包括一个细长的脊，该脊具有侧向延伸的间隔开的翼片和一系列间隔地固定在所述脊的限制器，以使燃烧产物在烟道内的流动被所述翼片和限制器阻碍、减慢，并被导向所述烟道的壁。优选地，所述翼片与限制器的侧向投影小于所述烟道的宽度。可形成细长的坯料来限定翼片，所述翼片可以由坯料的本体成形得到。此外，该限制器的间距可以是可调的。
[0009]本发明的另一个方面，提供了一种用于悬挂在燃气热水器的烟道中的挡板，所述挡板包括细长的脊，该脊具有侧向延伸的间隔开的翼片和一系列间隔地固定在所述脊的限制器，以使燃烧产物在烟道内的流动被翼片和限制器阻碍、减慢，并被导向所述烟道的壁。
[0010]优选地，所述限制器的间距是可调的，和/或每个限制器基本呈带有中心孔的环状，不同中心孔可具有一种或多种几何形状。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面，本发明的实施例将仅通过示例的方式描述，并参考如下附图:
[0012]图1为储水热水器的横截面示意图；
[0013]图2为热水器的立体透视图；
[0014]图3为隔热层和外壳移除后的热水器的透视图；
[0015]图4a和4b为隔热层和外壳移除后的热水器的侧视图和前视图；
[0016]图4c为该热水器的俯视图；
[0017]图5为热水器底部的立体图，示出了在排气室内的翼片；
[0018]图6为热水器底部的立体图，示出了排气室中的不同的翼片；以及
[0019]图7为在热水器的烟道内使用的挡板的截面的立体图。
【具体实施方式】
[0020]附图中示出了一种燃气动力的储水热水器10。热水器10有一个外部金属板壳体11，其是一个细长的矩形，以其长轴垂直的方式直立。该壳体11限定底部12、顶部13和侧壁14、15、16和17。该壳体11包含一个圆柱状水箱20，该圆柱状水箱20由腿结构21支撑，该腿结构21与水箱的底部限定燃烧室22。燃烧室22包含一个燃气燃烧装置24和一个常规的针对这种热水器的引燃火焰机制。燃气控制器28安装在水箱20的前方。
[0021]壳体11的前壁14具有一个矩形外壳18,设置在靠近热水器10的底部的位置。外壳18有一个可拆卸的面板(未示出)，用于提供进入热水器的燃烧室22和燃气控制器28的入口。外壳18的侧壁61、62具有多个通风孔19，以便于助燃的空气进入和燃烧产物的排出。水平板63将该外壳分隔成下部空气进入室64和上部废气排出口 65。通风孔19的位置和方向保证燃烧空气入口和燃烧产物出口之间的压力平衡，尽管可能有较强的外部风流。
[0022]圆柱状水箱20位于一个圆柱状的金属外部壳体25之内。该外部壳体环绕着所述水箱，以使在水箱侧面和顶部周围形成狭窄的空间30。该空间形成了热交换器室30。燃烧室22具有导管31的形式的烟道，该烟道延伸通过水箱20的中心并与所述热交换器室30汇合。热交换器室30有弓形孔33，设置在所述热水器10的底部。
[0023]如图3和图4所示，一个大致呈矩形的排气室40附着在圆柱状壳体25的底部的外表面上，覆盖热交换室30的出口孔33 (图1)。排气室40具有矩形前面板71和抵接在壳体25的外表面的斜侧板72、73。弧形的端部平板74密封了腔室40的顶部和底部。腔室40沿着圆柱状壳体25圆周延伸大约120°。排气室40位于热水器10的底部附近，燃烧室22的上方，壳体25和外壳18之间。燃烧产物从底部进入排气室40，通过一个靠近排气室40的顶部的矩形孔42排出。如图2所示，空气进入燃烧室22是经由前面板的通风口 19，经过进气腔64，并经过热水器10的底部的进气口 38。燃烧产物通过出口孔42从排气室40排出，并经过前面板的侧通风口 23。进气腔64的侧通风口 19被设置在适当的挡板66，67的前方，以减少高位和低位的风对燃烧质量的影响。
[0024]排气室40包括一系列垂直翼片状的挡板45或管状的挡板46,参见图5和6。翼片45或挡板46辅助燃烧产物的层流到达外壳18，并降低排气室的出口孔42周围的高低风引起的燃烧湍流的影响。该排气室与圆柱状壳体25的外表面直接接触，作为一个次级热交换器，确保几乎所有的燃烧产物的热量都能被提取出来，并通过水箱壁传递到水箱中。
[0025]如图1所示，隔板50插入到烟道的中心管道31，通过降低所述燃烧产物的速度并将其引导至烟道管道的壁，来增加燃烧产物的停留时间。如果可以增加燃烧产物的停留时间并进行引导，则会有更多的机会将燃烧产物中的热量以传导的方式转移到周围的水箱20中。
[0026]参见图7，其详细地示出了挡板50由金属制成，优选地，采用镀锌金属，形成一个细长的脊55，以提供一系列的向下倾斜的翼片51，以确保气体沿着回旋的，或者类似螺旋的通道在烟道管道31中向上，从而使燃烧产物与烟道管道的壁的接触时间最大化。沿着脊55间隔地设置了一系列环形流动限制器56-58，用于阻碍和引导燃烧产物的通道，从而增加沿烟道管道31的湍流，并进一步保证了燃烧产物与烟道管道壁的最大接触时间。环形流动限制器56-58和翼片51被设计为使它们的外边缘和其相邻的所述水箱壁之间存在空气间隙。挡板50从水箱20的顶部通过合适的连接装置(未示出)悬挂。
[0027]挡板50被设计成为排气通道形成一个复杂的迷宫状空间，其具有阻碍燃烧产物流动的效果，以使燃烧产物沿着中心烟道管道31的长度通过复杂的，类似湍流的向上的通道，同时，还被引导向烟道管道壁，以便获得最大接触。挡板50也被设计为不直接接触水箱壁，以减少在主燃烧器不工作时挡板本身由于热传导造成水箱中的水的热量损失的可能性。倾斜翼片51和环形流动限制器56-58的组合大大降低了燃烧产物的流动，而同时确保有足够的空气吸入到热水器的底部中，以提供质量良好的燃烧。由于最冷的水是在水箱20的底部，挡板50在管道31的起始位置就降低了燃烧产物速度，使得热的燃烧产物与燃气控制器附近的烟道管道壁的接触时间最大化。挡板50被设计为确保水箱的底部的热量吸收率最高，朝着烟道管道31的顶部方向热量吸收率逐步减小。
[0028]环形流动限制器的数目和间距可以变化，以改变热传递的速率。还应当理解，环形限制器的中心可包括一个或多个几何形状或形成为一个具有固定或可变孔的开口的网格。
[0029]烟道可以作为热交换器，从燃烧产物中吸取热量，并将其通过内部管道31以及水箱外表面的热交换室30转移到水箱20。应当理解，水箱20的外表面被合适的隔热材料48包裹，该隔热材料位于水箱与外部壳体11之间。由于在热水器10的下端的隔热空间较少，可以设想，在那里的保温水平较低。
[0030]虽然在优选实施例中，排气室40位于热水器10的底部附近，可以理解，它可以位于热水器的更上方的位置，或可能位于与燃烧室入口孔29相对的一侧。导管31、烟道室30和排气室40的尺寸被设计成能够减慢的燃烧产物的速度，以使热量传递到水箱20，同时具有足够的流动性，使得空气可被吸入到热水器10的底部，以进行高质量的燃烧。挡板45，46和排气室40的结构被布置成使得在燃烧室40和热水器的内部不会受到热水器的外部高低位风流的不利影响。
[0031]热交换室30的出口孔33的横截面可以选择为能够确保燃烧产物按照期望的方式流入排气室40。
[0032]排气室40的尺寸和相对于热交换器室30的位置被仔细选择，以确保两个腔室之间的体积比。排气室40具有减小的横截面，以减少热损失。排气室40的尺寸可以进行简单地改变，以在没有过多热量损失的前提下形成所需要的体积比。弧形出口孔33的横截面面积和尺寸也并作为环形流动导向盒从所述水箱的外表面偏出的距离以及水箱20的外周长的函数被仔细计算和确定。
[0033]由于燃气的类型、操作条件都可能不同，不同的国家有不同的认证或性能的要求，这些变化可能是必要的。
[0034]烟道路径的迂回流动可作为热阱，确保当主燃烧器关闭时，来自烟道管道31，圆柱状水箱20的辐射热量，以及引燃火焰的对流热量被滞留，从而能够保持热水器内部的热量，并且进一步减少热量从侧面通风口 23排出。
[0035]热水器的设计使得其整体效率提高，主要在燃料消耗和水温保持方面，达到尽可能低的能量消耗。
[0036]在下面的权利要求和本发明的前述说明书中，除非文义由于语言表达或必要的暗示另有所指，词语“包括”，或者其变体，诸如“包含”或“其包括”，作为包容性的意义，即用于说明所述特征的存在，但不排除本发明的各种实施例的其它特征的存在或附加。
【权利要求】
1.一种储水热水器，包括储水箱，所述水箱位于与空气入口连通的燃烧室的上方，所述水箱被外壁封闭在内，所述燃烧室与用于将燃烧产物排放到外部的热量传递烟道连通，所述烟道穿过所述水箱延伸到限定在所述水箱的外表面和所述外壁之间的热交换室，所述热交换室具有出气口，所述出气口耦合到离散的大致呈矩形的排气罩，所述排气罩位于所述外壁的外表面。
2.根据权利要求1所述的储水热水器，其特征在于，所述排气罩由通过多个倾斜侧壁固定到圆柱形水箱外壁的矩形的外壁限定。
3.根据权利要求1或2所述的储水热水器，其特征在于，外部排气室和空气进入室由位于所述热水器的外表面，并与所述排气罩连通的覆盖外壳形成，所述外壳具有多个侧壁，所述侧壁限定了相似朝向的多个通风口，所述通风口限定排气口和进气口。
4.根据上述任一项权利要求所述的储水热水器，其特征在于，一系列间隔开的挡板设置在所述排气罩的内部。
5.根据上述任一项权利要求所述的储水热水器，其特征在于，所述水箱和外壁位于壳体内部，其间具有隔热材料，所述外部排气室和空气进入室位于所述壳体的外部。
6.根据上述任一项权利要求所述的储水热水器，其特征在于，悬挂有沿所述烟道延伸的挡板组件。
7.根据权利要求6所述的储水热水器，其特征在于，所述挡板组件包括细长的脊，所述脊具有侧向延伸的间隔开的翼片和一系列间隔地固定在所述脊的限制器，以使燃烧产物在烟道内流动被所述翼片和限制器阻碍、减慢并被导向所述烟道的壁。
8.根据上述任一项权利要求所述的储水热水器，其特征在于，所述排气室和热交换器室之间的体积比可以为1:50至1:65之间。
9.根据上述任一项权利要求所述的储水热水器，其特征在于，所述出口孔的横截面面积和尺寸作为所述外壁从所述水箱的外表面偏出的距离以及所述水箱的外周长的函数被计算。
10.一种用于悬挂在燃气热水器的烟道内的挡板，所述挡板包括细长的脊，所述脊具有侦_延伸的间隔开的翼片和一系列间隔地固定在所述脊的限制器，以使燃烧产物在烟道内的流动被所述翼片和限制器阻碍、减慢并被导向所述烟道的壁。
11.根据权利要求10所述的挡板，其特征在于，所述翼片和限制器的侧向投影小于所述烟道的宽度。
12.根据权利要求10或11所述的挡板，其特征在于，形成细长的坯料，用来限定翼片，所述翼片由所述坯料的本体成形得到。
13.根据权利要求10-11中任一项所述的挡板，其特征在于，所述限制器之间的间距是可调的。
【文档编号】F24H1/18GK104075434SQ201410108902
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】达伦·金, 利昂·博热 申请人:林内澳大利亚私人有限公司