专利名称：燃气热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热水器，尤其涉及一种使用燃气的强排式热水器。
背景技术：
目前普遍使用的燃气热水器，是在其燃烧室内安装有燃烧器以加热上部的换热器，冷水穿过换热器以达到加热的目的，但是燃烧器加热换热器的同时也加热了燃烧室，使得燃烧室表面及其外壳体的温度很高，因而一般热水器外壳的材料大都采用耐高温金属但却不能采用成本较低的塑料，且其外观形状都是比较单一的长方形，不够美观。目前热水器内的换热器有多种，其中热交换效率较高的是采用由多片肋片排列而成、内通水管的肋片管，但穿过肋片管的水管只有一根，不能充分吸收肋片上的热量，造成了能源的浪费。另外热水器出水的水温和压力会随自来水的压力变化而变化，不够稳定，如果热水器安装在浴室内，还会发生燃气泄漏的危险，特别是使用煤气的地区，这是一个很大的安全隐患。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种燃烧室表面温度较低且热交换效率高的燃气热水器，该热水器还解决了现有热水器水温水压不稳定、燃气泄漏的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，设计制造一种燃气热水器，包括壳体、设于壳体内腔中的燃烧室，设置于燃烧室内部下方与燃气进气管连接的燃烧器和上方的换热器、与所述换热器连接的冷水进水管和热水出水管、给排风装置以及控制电路。其中所述燃烧室的四周侧壁为双层中空的密封夹层结构，该密封夹层上设有与所述换热器连通的开口。
所述换热器包括上、下两排肋片管，所述上、下肋片管均设有进水管和出水管，两肋片管的进水管分成2至4根分水管从各自肋片管的一端进入，再从另一端绕回进入端并汇合至各自的出水管，这样增大了水与肋片和高温烟气的热交换面积，提高了热交换的效率，缩短了水的加热时间，而且可减小热水器的体积；燃烧器加热肋片管的同时也加热了燃烧室的侧壁，为了能充分利用燃烧室侧壁上的热量，所述上肋片管的出水管和下肋片管的进水管之间通过燃烧室的密封夹层连通，所述上肋片管的进水管连通冷水进水管，所述下肋片管的出水管连通热水出水管；
冷水经上肋片管的进水管进入上肋片管加热，经上肋片管的出水管进入上述密封夹层中充分吸收侧壁上的热量后经下肋片管的进水管进入下肋片管加热并从其出水管输出热水。
燃烧室采用双层夹层结构后，不但有利于节约能源，还能大大降低燃烧室表面的温度，使得热水器的壳体可用耐高温阻燃塑料制成，从而可根据消费者的喜好或浴室内的装饰风格而采用不同的外形而不仅限于长方形。
本实用新型的燃气热水器还包括水温水压稳定控制装置，该装置包括设置于冷水进水管上的水流感应器和水流调节阀、设置于燃气进气管上的燃气比例阀；所述控制电路根据水流感应器电流大或小相应控制水流调节阀和燃气比例阀通电电流的大或小；其中所述水流感应器为一微型交流发电机，包括铁芯、环绕铁芯的线圈以及与铁芯轴连接的叶轮，所述叶轮置于冷水进水管内；水压增大或减小，叶轮转速加快或减慢，所述水流感应器产生的电流相应增大或减小；所述水流调节阀包括电磁阀、位于电磁阀下方的永磁体、位于永磁体下方的压缩弹簧、安装在冷水进水管内的水流开关、以及连杆，所述连杆的一端连接永磁体，另一端连接水流开关的阀门；通过电磁阀的电流增大或减小，永磁体因与电磁阀之间的相互排斥力增大或减小而下降或上升，并通过连杆转动水流开关控制水流量变小或变大；所述燃气比例阀包括封闭燃气入口的进气铁阀芯、位于进气铁阀芯上方的进气电磁阀、将进气铁阀芯向下朝燃气入口抵压的压缩弹簧，封闭燃气出口的出气调节阀芯、分别抵压于出气调节阀芯下方和上方的压缩弹簧和弹性膜片、固定于弹性膜片的永磁体以及位于永磁体上方的出气电磁阀，所述燃气入口和燃气出口之间为一密闭内腔；进气电磁阀通电将进气铁阀芯上吸，燃气进入密闭内腔，出气电磁阀通电电流增大或减小，永磁体带动弹性膜片下降或上升，出气调节阀芯在弹性膜片和压缩弹簧共同作用下相应下降或上升调节燃气出气量变大或变小。
当自来水水压增大时，水流感应器电流增大，燃气比例阀和水流调节阀电流增大并控制燃气增大、水流减小；同理，当自来水水压减小时，燃气减小、水流增大；由此可保持热水器出水的水温水压稳定。
所述出气调节阀芯的结构较为特殊，其表面密布有许多连通至其内部空腔的小气孔，燃气通过所述小气孔输出，能更准确地控制燃气量的大小。
为了防止燃气泄漏，所述壳体由正面的外壳和背面的底板密封连接而成，所述燃烧室位于壳体的密封空间内，所述底板与墙壁之间通过密封圈密封连接，因而燃气不会从热水器、墙壁上的燃气管或给排风管内漏出而积聚在浴室内。
同现有技术相比较，本实用新型的燃气热水器因其燃烧室采用双层结构与换热器内的水连通，不但能充分利用燃烧室吸收的热量，更能大大降低燃烧室的表面温度，因而热水器外部的壳体可采用耐高温阻燃塑料制成，由此可更容易设计成不同的外形，更加美观；另外，换热器内通多个分水管，其热交换效率高，能将水快速加热至所设定温度；热水器还设有水温水压稳定控制装置，可根据自来水水压和燃气输入气压的变化而相应控制进水量和燃气量，从而使得出水平稳、水温稳定；燃烧室及给排风管道和燃气进气管均位于壳体内部以及底板与墙壁之间的密闭空间内，因而不会发生燃气泄漏的危险，更安全可靠。
图1为本实用新型燃气热水器的外观图；图2为本实用新型燃气热水器的剖面图；图3为本实用新型燃气热水器的装配图；图4为本实用新型燃气热水器的内部结构示意图；图5为所述上肋片管31的结构示意图；图6为所述下肋片管32的结构示意图；图7为所述进风管43和排风管42之间连接关系的结构示意图；图8为所述水流感应器61的结构示意图；图9为所述燃气比例阀63的结构示意图；图10为所述自动排水阀9的结构示意图；图11为所述水流调节阀62的结构示意图；图12为所述控制电路工作的流程图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
如图4所示，本实用新型燃气热水器包括壳体1、设于壳体1内腔中的燃烧室5，设置于燃烧室5内部下方与燃气进气管8连接的燃烧器2和上方的换热器、与所述换热器连接的冷水进水管71和热水出水管72、给排风装置以及控制电路；其中所述换热器包括上、下两排肋片管31、32，所述上、下肋片管31、32均设有进水管和出水管。如图5所示，上肋片管31的进水管311分成2根分水管313从上肋片管31的一端穿过各肋片到达另一端后，再绕回进入端并汇合至出水管312；同样，如图6所示，下肋片管32的进水管321分成3根分水管323从下肋片管32的一端穿过各肋片到达另一端后，再绕回进入端并汇合至出水管322。所述上肋片管31的进水管311连通冷水进水管71，所述下肋片管32的出水管322连通热水出水管72，由于下肋片管32距离燃烧器2较近，烟气温度高，其肋片比上肋片管31的略厚。设置分水管增大了水与肋片和高温烟气的热交换面积，提高了热交换的效率，缩短了水的加热时间，而且可减小热水器的体积。
如图4所示，所述燃烧器2包括燃气进气装置23、混合器22、火孔板21、点火针25和火焰探针24，燃气和空气经混合器22完全混合后，进入燃烧室5中部空腔中燃烧加热换热器和燃烧室5侧壁。
燃烧器2加热换热器的同时也加热了燃烧室5的侧壁，为了能充分利用燃烧室5侧壁上的热量，如图4所示，所述燃烧室5的四周侧壁设为双层中空的密封夹层结构，该密封夹层51设有左右两个开口分别连通上肋片管31的右侧的出水管312和下肋片管32左侧的进水管321。冷水由冷水进水管71经上肋片管31的进水管311和分水管313进入上肋片管31加热后，经上肋片管31的出水管312进入上述密封夹层51中并充分吸收侧壁上的热量后，经下肋片管32的进水管321和分水管323进入下肋片管32加热并从其下部的出水管322向热水出水管72输出热水。燃烧室采用上述夹层中空结构后，不但有利于节约能源、还能大大降低燃烧室5表面的温度，使得热水器的壳体1可用耐高温阻燃塑料制成，从而可根据消费者的喜好或浴室内的装饰风格而采用不同的外形而不仅限于长方形。
本实用新型的燃气热水器还包括水温水压稳定控制装置，如图4所示，该控制装置包括设置于冷水进水管71上的水流感应器61和水流调节阀62、设置于燃气进气管8上的燃气比例阀63。所述控制电路根据水流感应器61电流大或小相应控制水流调节阀62和燃气比例阀63通电电流的大或小。其中如图8所示，所述水流感应器61为一微型交流发电机，包括铁芯611、环绕铁芯611的线圈612以及与铁芯611轴连接的叶轮613，所述叶轮613置于冷水进水管71内；当自来水水压增大或减小时，叶轮613的转速跟着加快或减慢，所述水流感应器61产生的电流也相应增大或减小。
如图11所示，所述水流调节阀62包括电磁阀621、位于电磁阀621下方的永磁体622、位于永磁体622下方的压缩弹簧623、安装在冷水进水管71内的水流开关624、以及连杆625，所述连杆625的一端连接永磁体622，另一端连接水流开关624的阀门。当通过电磁阀621的电流增大或减小时，永磁体622因与电磁阀621之间的相互排斥力增大或减小而下降或上升，并通过连杆625转动水流开关624就可控制水流量变小或变大。
如图9所示，所述燃气比例阀63包括封闭燃气入口81的进气铁阀芯631、位于进气铁阀芯631上方的进气电磁阀632、将进气铁阀芯631向下朝燃气入口81抵压的压缩弹簧633，封闭燃气出口82的出气调节阀芯634、分别抵压于出气调节阀芯634下方和上方的压缩弹簧635和弹性膜片636、固定于弹性膜片636的永磁体637以及位于永磁体637上方的出气电磁阀638，所述燃气入口81和燃气出口82之间为一密闭内腔639。热水器工作时，进气电磁阀632通电将进气铁阀芯631向上吸，燃气就可进入密闭内腔639中，热水器停止工作时，进气铁阀芯631被压缩弹簧635下推封闭燃气入口。当出气电磁阀638通电电流增大或减小时，永磁体637带动弹性膜片636下降或上升，出气调节阀芯634在弹性膜片636和压缩弹簧635共同作用下相应下降或上升调节燃气出气量变大或变小；而当燃气入口81压力升高引起输出压力上升时，弹性膜片636因下部燃气压力升高而上移使出气调节阀芯634上升，燃气输出压力随之下降，反之亦然。
当自来水水压增大时，水流感应器61电流增大，燃气比例阀和水流调节阀电流增大并控制燃气增大、水流减小；同理，当自来水水压减小时，燃气减小、水流增大。由此可保证即使在自来水和燃气的压力产生变化的情况下热水器出水的水温水压也能保持稳定。
如图9，所述出气调节阀芯634的结构较为特殊，其表面密布有许多连通至其内部空腔的小气孔，燃气通过所述小气孔输出，能更准确地控制燃气量的大小。当出气调节阀芯634上升或下降时，暴露于出气口外的小气孔相应减小或增加，则燃气的流动阻力增大或减小，输出的燃气量也相应减小或增加。
为了防止水积存在燃烧室5的密封夹层51内而产生水垢或在寒冷的地方使用时结冰，如图4，所述燃烧室5的密封夹层51底部通过一排水管73连通至壳体1表面的排水口15，该排水管73上安装有一自动排水阀9。
如图10所示，所述自动排水阀9内设一密闭内腔91，该密闭内腔91上开有一排水口92和一与所述密封夹层连通的入水口93，一固定于永磁体94上的阀芯95封闭所述排水口92，永磁体94上方为一电磁阀96，一固定于弹性膜片97上的压缩弹簧98将所述永磁体94朝电磁阀96方向往上推压。当热水器使用时，所述电磁阀96通电，永磁体94被往下排斥带动阀芯95关闭排水口92；当热水器停止使用时，所述电磁阀96失电，永磁体94及阀芯95被弹性膜片97和压缩弹簧98上推打开排水口92，将燃烧室夹层内腔中的余水排出。
如图2和图3所示，为了防止燃气泄漏，所述壳体1由正面的外壳11和背面的底板12用密封胶圈16密封连接而成，所述燃烧室5位于壳体1的上述密封空间内，因而热水器内的燃气不会泄漏至浴室内；另外所述底板12通过另一密封胶圈17与墙壁密封连接。如图2所示，安装时，热水器的底板12密封固定在墙壁上，所述进风管43和排风管42以及燃气进气管8穿过墙壁引接至室外，当然，也可将冷水进水口引接至室外，而将燃气进气口设在浴室内，这样穿过墙壁上的给排风管及燃气进气管8上的燃气也不会泄漏至浴室内以致发生危险。所述外壳11的形状为椭圆形弧面，当然也可以采用其他形状，其下部设有冷水进水口13、热水出水口14和排水口15。
为了防止燃气泄漏，所述壳体由正面的外壳和背面的底板密封连接而成，所述燃烧室位于壳体的密封空间内，所述底板12与墙壁之间通过密封圈17密封连接，因而燃气不会从热水器或墙壁上的燃气管内漏出而积聚在浴室内如图4所示，所述给排风装置包括风机41、连通至热水器外的排风管42和进风管43、以及罩于燃烧室5顶部的集烟罩44，所述风机41安装在集烟罩44出口处并与排风管42连通。所述燃烧室5底部开口，所述进风管43将空气从壳体1外引至壳体1和燃烧室5之间围成的空间内并从底部进入燃烧室5，由此可带走了燃烧室5表面大量的热量，同时降低了集烟罩44和外壳11的温度。
所述风机41为连接有监视器的可调直流风机，可根据自来水压力的大小由控制电路控制其转速以适应燃气充分燃烧的需要。
如图7所示，所述进风管43套接于排风管42外呈套筒式结构，排风管42的出口外部固定有一锥形挡风体45，锥体的底面朝外，可防止吹大风时，风从排风管42倒灌至燃烧室5内。另外为了防止下雨时雨水积聚过多面进入管道内，在所述锥形挡风体45靠排风管42管口的内侧开有三个排水通孔46，雨水顺着锥形挡风体45流至该排水通孔46后往下滴走而不会进入管道内；所述进风管43的管口呈喇叭形，雨水可沿着喇叭形的斜面往下流走。
所述控制电路为现有技术的简单组合，这里不再详述，如图12所示，该控制电路的工作流程如下接通电源并设定水的温度、水压，打开水开关，水流感应器61工作，产生交流电流，当电流低于设定值时，返回重新设定水温水压，当电流达到设定值时，控制电路通电，此时如电压不正常，则关闭电源和水流调节阀62并进入保护状态，待排除故障后再重新接通电源，如电压正常则检测火焰探针、热电耦是否故障，如是则关闭电源和水流调节阀62并进入保护状态，如否则风机41高速运转2秒钟后，转速至设定值，此时风机41的监视器工作，如风机41工作不正常则进入保护状态，如正常则风机41转入低速度运转，点火器开始点火，点火1秒后，燃气比例阀63打开，燃气进入并与空气混合并进入燃烧室5内，由于此时燃气浓度大，不会发生爆燃，火焰探针24检测点火是否成功，如5秒内无火烟则进入保护状态，如成功则燃气比例阀63维持打开状态，风机41以设定值快速运转，使进入的空气与燃气混合比例达到设定值(最佳值)，燃气在燃烧室内充分燃烧，热水器开始正常工作，工作中不断检测是否忽然熄火、风机41是否故障、水温是否太高或水压是否太低，如是则关闭电源和水流调节阀62并进入保护状态，热水器停止工作。
权利要求1.一种燃气热水器，包括壳体(1)、设于壳体(1)内腔中的燃烧室(5)，设置于燃烧室(5)内部下方与燃气进气管(8)连接的燃烧器(2)和上方的换热器、与所述换热器连接的冷水进水管(71)和热水出水管(72)、给排风装置以及控制电路；其特征在于所述燃烧室(5)的四周侧壁为双层中空的密封夹层结构，该密封夹层(51)上设有与所述换热器连通的开口.
2.根据权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于所述换热器包括上、下两排肋片管(31)、(32)，所述上、下肋片管(31)、(32)均设有进水管和出水管，两肋片管的进水管分成2至4根分水管从各自肋片管的一端进入，再从另一端绕回进入端并汇合至各自的出水管；上肋片管(31)的出水管(312)和下肋片管(32)的进水管(321)之间通过燃烧室(5)的密封夹层(51)连通，所述上肋片管(31)的进水管(311)连通冷水进水管(71)，所述下肋片管(32)的出水管(322)连通热水出水管(72)；冷水经上肋片管(31)的进水管(311)进入上肋片管(31)加热，经上肋片管(31)的出水管(312)进入上述密封夹层(51)中，密封夹层(51)中的水经下肋片管(32)的进水管(321)进入下肋片管(32)加热并从其出水管(322)输出热水。
3.根据权利要求1或2所述的燃气热水器，其特征在于还包括水温水压稳定控制装置，该装置包括设置于冷水进水管(71)上的水流感应器(61)和水流调节阀(62)、设置于燃气进气管(8)上的燃气比例阀(63)；所述控制电路根据水流感应器(61)电流大或小相应控制水流调节阀(62)和燃气比例阀(63)通电电流的大或小；所述水流感应器(61)为一微型交流发电机，包括铁芯(611)、环绕铁芯(611)的线圈(612)以及与铁芯(611)轴连接的叶轮(613)，所述叶轮(613)置于冷水进水管(71)内；水压增大或减小，叶轮(613)转速加快或减慢，所述水流感应器(61)产生的电流相应增大或减小；所述水流调节阀(62)包括电磁阀(621)、位于电磁阀(621)下方的永磁体(622)、位于永磁体(622)下方的压缩弹簧(623)、安装在冷水进水管(71)内的水流开关(624)、以及连杆(625)，所述连杆(625)的一端连接永磁体(622)，另一端连接水流开关(624)的阀门；通过电磁阀(621)的电流增大或减小，永磁体(622)因与电磁阀(621)之间的相互排斥力增大或减小而下降或上升，并通过连杆(625)转动水流开关(624)控制水流量变小或变大；所述燃气比例阀(63)包括封闭燃气入口(81)的进气铁阀芯(631)、位于进气铁阀芯(631)上方的进气电磁阀(632)、将进气铁阀芯(631)向下朝燃气入口(81)抵压的压缩弹簧(633)，封闭燃气出口(82)的出气调节阀芯(634)、分别抵压于出气调节阀芯(634)下方和上方的压缩弹簧(635)和弹性膜片(636)、固定于弹性膜片(636)的永磁体(637)以及位于永磁体(637)上方的出气电磁阀(638)，所述燃气入口(81)和燃气出口(82)之间为一密闭内腔(639)；进气电磁阀(632)通电将进气铁阀芯(631)上吸，燃气进入密闭内腔(639)，出气电磁阀(638)通电电流增大或减小，永磁体(637)带动弹性膜片(636)下降或上升，出气调节阀芯(634)在弹性膜片(636)和压缩弹簧(635)共同作用下相应下降或上升调节燃气出气量变大或变小。
4.根据权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于所述出气调节阀芯(634)表面密布有许多连通至其内部空腔的小气孔。
5.根据权利要求1或2所述的燃气热水器，其特征在于所述燃烧室(5)的密封夹层(51)底部通过一排水管(73)连通至壳体(1)表面的排水口(15)，该排水管(73)上安装有一自动排水阀(9)；所述自动排水阀(9)内设一密闭内腔(91)，该密闭内腔(91)上开有一排水口(92)和一与所述密封夹层连通的入水口(93)，一固定于永磁体(94)上的阀芯(95)封闭所述排水口(92)，永磁体(94)上方为一电磁阀(96)，一固定于弹性膜片(97)上的压缩弹簧(98)将所述永磁体(94)朝电磁阀(96)方向往上推压；所述电磁阀(96)通电，永磁体(94)被往下排斥带动阀芯(95)关闭排水口(92)；所述电磁阀(96)失电，永磁体(94)及阀芯(95)被弹性膜片(97)和压缩弹簧(98)上推打开排水口(92)。
6.根据权利要求1或2所述的燃气热水器，其特征在于所述壳体(1)由正面的外壳(11)和背面的底板(12)密封连接而成，所述燃烧室(5)位于壳体(1)的密封空间内，所述底板(12)与墙壁之间通过密封圈(17)密封连接。
7.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于所述外壳(11)的形状为圆形或椭圆形弧面。
8.根据权利要求6所述的燃气热水器，其特征在于所述给排风装置包括风机(41)、连通至热水器外的排风管(42)和进风管(43)、以及罩于燃烧室(5)顶部的集烟罩(44)，所述风机(41)安装在集烟罩(44)出口处并与排风管(42)连通；所述燃烧室(5)底部开口，所述进风管(43)将空气从壳体(1)外引至壳体(1)和燃烧室(5)之间围成的空间内并从底部进入燃烧室(5)。
9.根据权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于所述风机(41)为连接有监视器的可调直流风机。
10.根据权利要求8所述的燃气热水器，其特征在于所述进风管(43)套接于排风管(42)外，排风管(42)的出口外部固定有一挡风体(45)，挡风体(45)内侧设有若干排水通孔(46)，所述进风管(43)管口呈喇叭形。
专利摘要一种燃气热水器，包括设于密封壳体(1)内的燃烧室(5)，设置于燃烧室(5)内部下方与燃气进气管(8)连接的燃烧器(2)和上方与冷水进水管(71)和热水出水管(72)连接的换热器、给排风装置、水温水压稳定控制装置以及控制电路；所述换热器包括上、下两排肋片管(31)、(32)，两肋片管均设有进水管和出水管，两肋片管的进水管分成2至4根分水管从各自肋片管的一端进入，再从另一端绕回进入端并汇合至各自的出水管；所述燃烧室(5)的四周侧壁为双层中空的密封夹层结构，上肋片管(31)通过该密封夹层(51)与下肋片管(32)连通。本实用新型热水器热交换效率高、外形可有多种造型、出水温度和压力稳定且不会发生燃气泄漏的事故，非常安全，适于在家庭、宾馆等使用。
文档编号F24H9/18GK2720329SQ20042004709
公开日2005年8月24日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日
发明者苏茂均 申请人:苏茂均