专利名称：一种环保型燃气热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃气热水器技术领域。
燃气热水器(以下简称热水器)是在户内使用的，需要消耗户内空气中的氧气，而我们知道，户内空气中的氧气是十分有限而宝贵的，所以，对热水器来说，应当特别注意尽量减少对户内空气中氧气的消耗。可是，现在的热水器却恰恰忽视了这点，由于它的燃气消耗严重过量，这就导致它对户内空气中氧气的严重浪费，燃烧后的排放量也大量增加，只要使用稍一不慎，轻则污染户内环境，重则会使人一氧化碳中毒，窒息死亡。这就迫使生产厂家无不在使用安全上想办法，采取种种安全措施。早期风行市场的直排式热水器采取的安全措施是，用减少热水供应量来减少燃气消耗，从而减少氧耗和排放量，达到使用安全的目的。但由于热水量减少，满足不了使用的要求，特别是它这样带来的安全把握性也不大，所以，这种热水器很快就被市场淘汰了。不过，客观公允地评价，它这种釜底抽薪，减少燃气消耗，从而减少氧耗和排放量的安全思路却是对的。现在热水器所采用的安全措施，可以说都离不开烟气道和排风扇，对燃烧的排放物进行强制排放。当然，还有进一步采用电子技术的，让热水器限时运转，如果在限时运转内还发生一氧化碳过量，那就提前自动关气熄火，以确保使用的安全。但是，即便采取了这些安全措施，所有厂家对热水器的安全把握性也还不放心，所以在产品说明书中无不一再以一氧化碳中毒，窒息死亡警告用户，并组织庞大的安装、维修队伍，在售后服务中进行所谓深层次的竞争。从上面的论述中不难看出，如果厂家都从设法减少燃气消耗，杜绝燃气浪费上着手，那就不会浪费户内空气中的氧气，压根儿也就不存在安全问题，或者说安全问题也就不解自除了。问题是现在的热水器生产厂家为什么都不这么办呢？原来，人们自觉不自觉都存在这么一种思维定势，认为现在热水器消耗的燃气是很少的，少得已经无法再少了，如果再少的话，那提供的热水量或热水的温度就达不到使用者的需求了。正是这种根深蒂固的下意识思维定势束缚了人们，以致使得谁也没去越雷池一步，在如何设法减少燃气消耗上下功夫，即便是早期生产直排式热水器的厂家，他们也没有跳出这一认识上的误区，所以才出此下策，用减少热水供应量来减少燃气的消耗，以至很快就在市场上败落下来。所以，现在的问题集中到这样一点，何以证明现在的热水器消耗的燃气不是少得无法再少了，而是恰恰相反，严重过量呢？这可以从燃烧不充分和热交换率低这两方面来加以证明。先谈燃烧不充分的问题。我们知道，现在热水器的火苗一般都呈蓝色，而厂家在产品说明书中也都刻意要求它这样。但火焰知识却明确告诉我们，火焰呈蓝色正是燃烧不充分的表现，充分燃烧的火焰是呈黄红色或黄白色，甚至无色的。所以，可以肯定地说，现在热水器的燃烧是极不充分的。这是从理论，从直观上讲，下面再从技术结构上谈。现在热水器的燃烧室都是无底儿的，燃烧器的众多火苗又都分散裸露在燃烧室的下面，而热水器壳体还四处透风，这就使得现在热水器的燃烧处在一种完全敞开的状态，冷空气从燃烧器的底下和旁边不受控制地大量涌向火苗，把刚喷出即着火，分散度又不高的燃气微团驱赶着飞散到燃烧室，而空旷的燃烧室根本就不具备充分燃烧所必需的温度，所以，这些燃气微团根本不可能充分燃烧，随即也就熄灭了，燃烧率当然就低。燃烧率一低，又要达到一定的热效果，消耗的燃气当然就大，这造成的经济损失姑且不说，严重的是增加了户内的氧耗和排放量，以至酿成热水器严重的安全问量。再谈热交换率低的问题。现在热水器采用的都是肋管式热交换器，设在热水器的顶部，与燃烧器隔着整个燃烧室高度的距离，作为热源的烟气到达热交换器时温度就不太高了，而进行热交换的行程又极短，就算它达到了热交换的要求，即适于洗浴的水温，但它为此而消耗的燃气却事实上增大了许多，而排出的废烟气温度还高达110℃左右，这样的热交换率显然是很低的。退一步讲，假若现在有一种新技术，它不但能使热水器的燃烧充分，还能使热水器的热交换率提高，那是不是就行了呢？还不能这么说，因为即使那样，热水器消耗的燃气还是不少，氧耗和排放量仍嫌太多，还存在着安全问题，影响人们户内生活的空气质量。比较理想的热水器应当在解决现在热水器燃烧不充分，热交换率低，因而浪费燃气，增加氧耗和排放量的同时，还开发利用一种别的洁净能源，自供部分氧气，释放热量，使其更进一步节省燃气，减少氧耗和排放量，从而根除现在热水器的安全问题，靠户内空气的自然更新就能补偿它所消耗的氧气。
本实用新型的目的就是要提供这样一种比较理想的热水器，它除了能解决现在热水器燃烧不充分，热交换率低，两度浪费燃气，增加氧耗和排放量的问题外，还能同时开发利用一种别的洁净能源，自供部分氧气，释放热量，使其更进一步节省燃气，减少氧耗和排放量，靠户内空气的自然更新就能补偿它所消耗的氧气，不用现在热水器的安全措施，便能根除它的安全问题，改善人们户内生活的空气质量。
本实用新型的技术方案是这样的它和现在热水器共有的必要技术特征是，都具有热水器壳体、冷水进口管、热水出口管、燃气管、放电瓷针和流水起动电磁阀式水气点火联动装置。其不同于现在热水器的必要技术特征是，去掉现在热水器的燃烧器，在其位置竖直地安个喉管，这喉管上端延长扩大后，内沿盖着燃烧盘，外沿安着炉膛；螺管帽式肋片热交换器设在炉膛里；在喉管咽部钻有一个小孔洞，汽化管通过这个小孔洞将喉管与水箱连通，构成“以水省气”装置。
本实用新型不同于现在热水器的非必要附加技术特征是，喉管用铁皮架固定在热水器壳体的底盒上；燃气管接入流水起动电磁阀式水气点火联动装置，再接出来的燃气管缩小径级后，穿过喉管下端口的中隔即止，并固定在这个中隔上；风门贴靠在喉管下端口，以缩径后的燃气管为旋转轴，被弹簧撑压着。燃烧盘盖在喉管上端延长扩大，内径一扩形成的台阶上，它上面均匀地分布着一个个竖直的通气小孔洞，这些极细密的通气小孔洞使燃烧盘呈网状。炉膛下端象个无底儿的碗，其围子从下向上逐渐变细，而在伸出热水器壳体上端后又骤然缩小径级，从总体上看，炉膛更象个筒状物；炉膛下口外径一缩形成台阶后，吻合严实地套坐在喉管上端延长扩大，外径一缩形成的台阶上；炉膛在当腰部位断成上下两截，这上下两截吻合地套接后，插着销子；靠近炉膛下口的一圈儿炉膛壁上，均匀地分布着一个个与水平方向成40°～50°角的通气小孔洞；放电瓷针从其中的一个通气小孔洞探进炉膛，并卡定在炉膛壁上；在高出燃烧盘的迎面炉膛壁和热水器壳体盖面上对应地设有观火窗。螺管帽式肋片热交换器下部的管子避免与火焰接触；设在其上部的一片片肋片除与穿过它的管子焊接外，其里外两侧的边还分别与大小相套的两个同心筒的筒壁焊接，整个帽式肋片装置俯视呈中空辐射状。螺管帽式肋片热交换器下部左右两边的管子伸出炉膛后，用活节头分别与热水出口管、冷水进口管连接。在喉管咽部钻有一个水平方向的小孔洞，汽化管的一端不露头地塞进这个小孔洞，并固定在这个小孔洞的洞壁上，然后汽化管向下曼弯呈90°角，其中间一段扩径呈圆筒状；汽化管探进水箱的水里，直到接近水箱的底儿；水箱是透明的，设在喉管、冷水进口管、热水出口管和燃气管的前面，贴近热水器壳体的盖面，由两根固定在热水器壳体底盒上的托儿支承着；在热水器壳体的盖面左下侧设有与水箱对应的竖直条状水位观察窗，与这水位观察窗对应，在水箱里设有垂直小导杆，在这垂直小导杆上设有随水位上下浮动的环状浮标；在水位观察窗右边，高出水箱的地方设有注水窗。
本实用新型与现在热水器相比，其优点是第一.它不用现在热水器的安全措施便根除了现在热水器的安全问题，改善了人们户内生活的空气质量。我们知道，现在热水器面对它给户内空气造成的污染和对生命安全的危害，根本不从自身技术结构上去找原因，设法根除它，而只是采取一些所谓安全措施，把它造成的污染和危害转移到户外去，或者暂时缓解一下，使热水器能勉强使用罢了，是典型的扬汤止沸。而本实用新型面对同样的问题，则是从热水器的技术结构上找原因，既然造成安全问题的终极原因是严重过量消耗燃气，那就采取一系列技术措施，进行釜底抽薪，在节省燃气上狠下功夫用炉膛和燃烧盘为热水器提供一种相对封闭的燃烧环境，有效地防止了冷空气无节制地大量涌向火焰，并对燃气、空气、水蒸气的混合体进行细分化处理，既保持住充分燃烧所必需的温度，又确保了充分燃烧所必需的空气量，使热水器燃烧充分，热效率提高，从而节省燃气，减少了氧耗和排放量；用设在炉膛里的螺管帽式肋片热交换器，使热交换行程增长，可以充分地多层次地进行热交换，先是火焰辐射对水管里的水加热，然后是高温气体对水管里的水进行传导加热，对上行水加热，对下行水也加热，使排出的废气温度低达50℃～60℃，从而明显地提高其热交换率，再度节省燃气，减少氧耗和排放量；用“以水省气”装置使水源源不断地变为水蒸气，这水蒸气不经转化或分解成别的燃料就能和燃气、空气一起燃烧，自供部分氧气，释放热量，从而使热水器第三次节省燃气，减少氧耗和排放量。这样，本实用新型便通过一而再，再而三地节省燃气，减少氧耗和排放量，用釜底抽薪而不用现在热水器的种种安全措施，便根除了它的安全问题，从而改善人们户内生活的空气质量。第二.由于本实用新型根除安全问题是大幅度节省燃气的结果，所以从另一个角度讲，它又带来了可观的经济效益和社会效益，无论用户和社会都极易接受它，从而增强燃气热水器对电热水器的竞争力，做到共同发展。
附图
是根据本实用新型提出的一种环保型燃气热水器的示意图。
以下结合附图详细说明该热水器的结构细节和工作情况。
该热水器具有热水器壳体(1)、冷水进口管(2)、热水出口管(3)、燃气管(4)、放电瓷针(5)和流水起动电磁阀式水气点火联动装置(6)。
去掉现在热水器的燃烧器，在其位置竖直地安个喉管(7)，这喉管(7)用铁皮架固定在热水器壳体(1)的底盒上；燃气管(4)接入流水起动电磁阀式水气点火联动装置(6)，再接出来的燃气管(4)缩小径级后，穿过喉管(7)下端口的中隔即止，并固定在这个中隔上；风门(8)贴靠在喉管(7)下端口，以缩径后的燃气管(4)为旋转轴，被弹簧撑压着。燃烧盘(9)盖在喉管(7)上端延长扩大，内径一扩形成的台阶上，它上而均匀地分布着一个个竖直的通气小孔洞，这些极细密的通气小孔洞使燃烧盘(9)呈网状。炉膛(10)下端象个无底儿的碗，其围子从下向上逐渐变细，而在伸出热水器壳体(1)上端后又骤然缩小径级，从总体上看，炉膛(10)更象个筒状物；炉膛(10)下口外径一缩形成台阶后，吻合严实地套坐在喉管(7)上端延长扩大，外径一缩形成的台阶上；炉膛(10)在当腰部位断成上下两截，这上下两截吻合地套接后，插着销子；靠近炉膛(10)下口的一圈儿炉膛(10)壁上，均匀地分布着一个个与水平方向成40°～50°角的通气小孔洞；放电瓷针(5)从其中的一个通气小孔洞探进炉膛(10)，并卡定在炉膛(10)壁上；在高出燃烧盘(9)的迎面炉膛(10)壁和热水器壳体(1)盖面上对应地设有观火窗(12)。螺管帽式肋片热交换器(11)设在炉膛(10)里，它下部的管子避免与火焰接触；设在其上部的一片片肋片(19)除与穿过它的管子焊接外，其里外两侧的边还分别与大小相套的两个同心筒的筒壁焊接，整个帽式肋片装置俯视呈中空辐射状。螺管帽式肋片热交换器(11)下部左右两边的管子伸出炉膛(10)后，用活接头分别与热水出口管(3)、冷水进口管(2)连接。在喉管(7)咽部钻有一个水平方向的小孔洞，汽化管(13)的一端不露头地塞进这个小孔洞，并固定在这个小孔洞的洞壁上，然后汽化管(13)向下曼弯呈90°角，其中间一段扩径呈圆筒状；汽化管(13)探进水箱(14)的水里，直到接近水箱(14)的底儿。水箱(14)是透明的，设在喉管(7)、冷水进口管(2)、热水出口管(3)和燃气管(4)的前面，贴近热水器壳体(1)的盖面，由两根固定在热水器壳体(1)底盒上的托儿(15)支承着；在热水器壳体(1)的盖面左下侧设有与水箱(14)对应的竖直条状水位观察窗(16)，与这水位观察窗(16)对应，在水箱(14)里设有垂直小导杆，在这垂直小导杆上设有随水位上下浮动的环状浮标；在水位观察窗(16)右边，高出水箱(14)的地方设有注水窗(17)。这样，汽化管(13)、喉管(7)和水箱(14)就构成了“以水省气”装置。当热水出口管(3)上的闸阀(18)一拧开，流水起动电磁阀式水气点火联动装置(6)也就随即运转，开始各自的工作。燃气从燃气管(4)的末端口射入喉管(7)，喉管(7)里产生负压，这负压在喉管(7)咽部最强。在这负压和大气压的压差作用下，先是空气从喉管(7)下端的风门(8)口随燃气射入喉管(7)，然后是水箱(14)里的水源源不断地通过汽化管(13)变为水蒸气喷入喉管(7)，与燃气和空气混为一体，经燃烧盘(9)的一个个通气小孔洞喷入炉膛(10)。根据“可燃冰”的燃烧原理，这种混入燃气和空气中的水蒸气在放电打火条件下即可燃烧。所谓“可燃冰”是科学界不久前才发现的一种储量极为丰富的新能源，它是燃气(甲烷)的水溶液凝结而成的一种“冰”，单位晶格呈六面体，由六个水分子组成，晶格中央是被紧压着的燃气分子。但这种叫做“可燃冰”的“冰”是不能以“冰”的形态燃烧的，它必须受热升华为气态才能燃烧。而它升华的生成物就是燃气(甲烷)和水蒸气的混合物，加上空气，恰好和上述“以水省气”装置的生成物完全一样，这就是说，本实用新型的“以水省气”装置，实际上就是一种人工制造“可燃冰”的装置，它能使水不经转化或分解就能和燃气一块儿燃烧，自供部分氧气，释放热量，而事实上也正是这样。于是，本实用新型提供的热水器便在充分燃烧和提高热交换率之后又第三次节省燃气，减少氧耗和排放量。这样，该热水器通过一而再，再而三地节省燃气，用釜底抽薪的方式，不用现在热水器的安全措施就根除了现在热水器的安全问题，靠户内空气的自然更新就能补偿它所消耗的氧气，从而改善人们户内生活的空气质量。
权利要求1.一种环保型燃气热水器，该热水器具有热水器壳体(1)、冷水进口管(2)、热水出口管(3)、燃气管(4)、放电瓷针(5)和流水起动电磁阀式水气点火联动装置(6)；其特征是，去掉现在热水器的燃烧器，在其位置竖直地安个喉管(7)，这喉管(7)上端延长扩大后，内沿盖着燃烧盘(9)，外沿安着炉膛(10)；螺管帽式肋片热交换器(11)设在炉膛(10)里；在喉管(7)咽部钻有一个小孔洞，汽化管(13)通过这个小孔洞将喉管(7)与水箱(14)连通，构成“以水省气”装置。
2.根据权利要求1所述的热水器，其特征是，喉管(7)用铁皮架固定在热水器壳体(1)的底盒上；燃气管(4)接入流水起动电磁阀式水气点火联动装置(6)，再接出来的燃气管(4)缩小径级后，穿过喉管(7)下端口的中隔即止，并固定在这个中隔上；风门(8)贴靠在喉管(7)下端口，以缩径后的燃气管(4)为旋转轴，被弹簧撑压着。
3.根据权利要求1所述的热水器，其特征是，燃烧盘(9)盖在喉管(7)上端延长扩大，内径一扩形成的台阶上，它上面均匀地分布着一个个竖直的通气小孔洞，这些极细密的通气小孔洞使燃烧盘(9)呈网状。
4.根据权利要求1所述的热水器，其特征是，炉膛(10)下端象个无底儿的碗，其围子从下向上逐渐变细，而在伸出热水器壳体(1)上端后又骤然缩小径级，从总体上看，炉膛(10)更象个筒状物；炉膛(10)下口外径一缩形成台阶后，吻合严实地套坐在喉管(7)上端延长扩大，外径一缩形成的台阶上；炉膛(10)在当腰部位断成上下两截，这上下两截吻合地套接后，插着销子；靠近炉膛(10)下口的一圈儿炉膛(10)壁上，均匀地分布着一个个与水平方向成40°～50°角的通气小孔洞；放电瓷针(5)从其中的一个通气小孔洞探进炉膛(10)，并卡定在炉膛(10)壁上；在高出燃烧盘(9)的迎面炉膛(10)壁和热水器壳体(1)盖面上对应地设有观火窗(12)。
5.根据权利要求1所述的热水器，其特征是，螺管帽式肋片热交换器(11)下部的管子避免与火焰接触；设在其上部的一片片肋片(19)除与穿过它的管子焊接外，其里外两侧边还分别与大小相套的两个同心筒的筒壁焊接，整个帽式肋片装置俯视呈中空辐射状；螺管帽式肋片热交换器(11)下部左右两边的管子伸出炉膛(10)后，用活接头分别与热水出口管(3)、冷水进口管(2)连接。
6.根据权利要求1所述的热水器，其特征是，在喉管(7)咽部钻有一个水平方向的小孔洞，汽化管(13)的一端不露头地塞进这个小孔洞，并固定在这个小孔洞的洞壁上，然后汽化管(13)向下曼弯呈90°角，其中间一段扩径呈圆筒状；汽化管(13)探进水箱(14)的水里，直到接近水箱(14)的底儿；水箱(14)是透明的，设在喉管(7)、冷水进口管(2)、热水出口管(3)和燃气管(4)的前面，贴近热水器壳体(1)的盖面，由两根固定在热水器壳体(1)底盒上的托儿(15)支承着；在热水器壳体(1)的盖面左下侧设有与水箱(14)对应的竖直条状水位观察窗(16)；与这水位观察窗(16)对应，在水箱(14)里设有垂直小导杆，在这垂直小导杆上设有随水位上下浮动的环状浮标；在水位观察窗(16)右边，高出水箱(14)的地方设有注水窗(17)。
专利摘要本实用新型属于燃气热水器技术领域。它在喉管上端延长扩大后的内沿盖个燃烧盘,外沿安个炉膛,使其燃烧充分,热效率提高;用螺管帽式肋片热交换器提高其热交换率;再用汽化管将喉管与水箱连通,根据“可燃冰”的燃烧原理,使水蒸气不用分解即可与燃气一起燃烧,自供部分氧气,释放热量。这样本实用新型便三度节省燃气,通过釜底抽薪,三度减少氧耗和排放量,从而根除现在热水器的安全问题,改善人们户内生活的空气质量。
文档编号F24H1/16GK2409440SQ0020264
公开日2000年12月6日 申请日期2000年2月19日 优先权日2000年2月19日
发明者胡有权 申请人:胡有权