专利名称：热水器和热水器零件结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种即时燃烧热水器和其它的即时类型的热水器，诸如组合烧水器、室内集中加热器、商业的和工业的热水器和叫做其它名称的水处理系统。本发明特别涉及这种热水器使用的一热交换器和一水箱组件。本发明还涉及制造这种热水器的方法。这些热水器不仅可用来加热饮用水，而且可用来加热水和其它添加剂(不管是可饮用的或不可饮用的)的混合物。这种即时燃烧的热水器可即时提供热水。
背景技术：
世界上制造的大约70％的热水器被认为是“即时型”的，它通过使用装置使通过热水器的水即时加热而一经需求即提供热水。这种类型的热水器通常是与压力有关的，而该压力受可承受的热水的流速限制。补救它的一种企图是增加通过热交换器的通道的横截面积。然而，这种方案已经导致增加的结垢可能性和在现有技术中的异议。
对这种类型的热水器，异议还存在于构造和组装成本合算可行和长寿命的热交换器。这种类型的热水器通常还具有燃烧室，有相当高的热量损失在环绕它的围绕物上。
涉及构造和组装的成本合算可行性的缺乏来自于这样的事实，即现有技术中的即时热水器热交换器是由翅片和管子结构制造的。这是一种昂贵的和耗时的制造方法。
现有技术中的即时热水器的另一个问题是，由于单个水流道通过翅片和管子结构，该热水器经受一个横跨热交换器的进口和出口的、显著的压力降。这会影响来自这种热水器的热水的流率，与干线压力储存热水器相比将相当低。
现有技术中的即时热水器热交换器的结构非常容易结垢。概括地说，已知结垢是在高温和在水里有高度溶解的固体的情况下产生。热交换器里的热点(特别是翅片和管子结构中的一个问题)可能导致结垢的较高的发生率。
即时热水器在较冷的气候里是很普遍的，因为它们可用于双重目的，给房间集中供热提供约80℃的热水和给烧煮和洗涤提供约50℃的热饮用水。
用于这种双重目的的烧水器通常叫做组合烧水器。与这些系统有关的特别的异议之一是，在热的饮用水回路里可存在一个显著的热滞后。这种热滞后几乎总是产生大量的水被浪费，直至热的饮用水到达使用者的出水口。
本发明的一个目的是提供一种热水器、热水器零件和热水器及零件的制造方法，至少部分改进现有技术中的至少一个异议。
发明内容
本发明提供一种热水器热交换器元件，它由第一和第二板连接在一起形成，并在它们之间形成至少一个沟槽，以便在所述元件内提供至少一条液体流道，及在其外侧提供一燃烧热传送表面，所述元件的特点是，所述至少一条流道各组成一单一路径，该路径以蜿蜒的方式沿一个方向横跨所述元件的一部分延伸，并沿相反方向横跨所述部分。
该流道可部分地或全部地横跨元件的宽度延伸。
当横跨板延伸时，该流道较佳的是一之字形的或正弦曲线的形状。此外，该蜿蜒方式是流道回绕至少一次，较佳的是两次至四次。水流道的形状较佳的是下述一种一般螺旋形的，瓶塞钻形的，直角螺旋形的，或漩涡形状的。
第一板可具有单一连续的凹槽，当一平的第二板连接在其上时，所述沟槽形成。或者，所述第一板和第二板各具有一系列不连续的凹窝，由此，在所述第一板上的相邻的凹窝与在所述第二板上的一系列相邻的和部分重叠的凹窝连接。
较佳的是，该流道要求其中的液体沿在所述第一板上的所述凹窝之一以直线路径流动，然后通过约90度的方向变化流入所述第二板，然后通过约90度的方向变化流动经过在所述第二板上的一相邻凹窝，并以直线路径通过所述相邻凹窝。
在从所述第一板过渡到所述第二板后，凹窝可提供一直线路径，由此，直线路径的最大长度在凹窝的深度或高度的二至十倍范围内。
较佳的是，第一板和第二板各具有延伸离开所述第一板和第二板的连接平面的弯边。该弯边可沿着所述板的侧边缘从所述前边缘延伸至所述后边缘。此外，所述弯边可在朝向所述板的中心的方向沿着所述前边缘和后边缘延伸一段距离。
较佳的是，元件由相同的板背对背安装形成。热交换器元件和/或形成所述热交换器元件的板具有可嵌套的形状。
在一个实施例里，热交换器元件和形成热交换器元件的板具有一形状，该形状包括一主体部分和延伸离开该主体部分的至少两个臂。该至少两个臂可以下述方向之一离开主体部分互相平行，互相分叉离开，互相会聚；或产生下述形状之一Y形，U形，C形，E形，H形，V形或其它任何适当的形状。较佳的是，该臂形成环绕一燃烧室的水箱，而主体部分形成热交换器单元。热交换器元件也可具有一形状，由此，至少两个臂以互相相反方向延伸，诸如T形，而所述T形的横杆形成所述燃烧室的端壁。
较佳的是，由此形成的元件包括至少一个凹窝结构，由此，当两个或多个这种元件并排设置时，所述凹窝结构对齐以形成一能够接纳液体的集管，而它将同时引导所述液体通过所述各热交换器元件。
如果需要，板和/或由板形成的元件的前边缘或被弄成扇形或成曲线形状，这样，沿所述前边缘的大多数点具有与最近的沟槽最小的距离，而所述最小的距离是相同的。
各板具有一结构，以便在将它们固定或连接在一起前允许所有的板被嵌套。该结构较佳的是在所述第一板和第二板上的一凸缘，当背对背安装时，所述凸缘均沿同一方向延伸。该凸缘较佳的是与所述板成一角度。该凸缘可部分环绕着所述板的周边或完全环绕着所述板的周边延伸，其中提供一燃烧产物通道。
热交换器元件可由板形成，而板由两个或多个板部分形成，这些板部分结合在一起，形成一组合的单一板。这种组合的单一板可在不同的板部分里具有不同的材料。这些不同的材料可按照耐热性能选择。
如果需要，一系列热交换器元件可具有一前边缘，它由与包含所述凹窝或沟槽的热交换器元件的部分不同的材料形成。前边缘可具有一形状，该形状有助于维持燃烧室里的温度，以便促进燃烧。
热交换器元件可包括一旁通沟槽或凹窝，它连接进入集管和排出集管。此外，如果需要，在热交换器元件里的水流道可在预定点互相交叉，以便使水流在这里互相混合、穿过或在上面和下面穿过。
本发明还提供一由第一板和第二板形成的热水器热交换器元件，第一板和第二板之间形成有沟槽，从而在所述热交换器内侧形成一液体流道，在所述热交换器元件的外侧形成一热传送表面，其中，所述液体流道和所述热传送表面的结构横跨所述热交换器元件的宽度被改变。
第一板可具有单一连续凹槽，其中，当平的第二板连接在其上时，形成所述液体流道。或者，所述第一板和第二板各具有一系列不连续的凹窝，由此，在所述第一板上的相邻的凹窝与在所述第二板上的凹窝连接，形成所述液体流道。
较佳的是，所述流道是之字形的或正弦曲线的形状。液体流道可制造成，在其前边缘附近提供一比在所述元件的后边缘附近的直线部分的长度长的直线部分。该流道较佳的是一单一路径，它以蜿蜒的方式在所述元件的全部或部分上面通过。
该路径可是这样在所述第一板和/或第二板前边缘附近的凹窝或沟槽部分的长度之间的夹角与在后边缘区域内的夹角相比可改变。此外，如果需要，在所述前边缘附近的所述流道中的所述曲折的或正弦曲线的形状的幅度与在所述后边缘附近的所述曲折的或正弦曲线的形状的幅度相比可改变。
如果不使用单一的路径，流道可分成多个平行的流道，使在所述后边缘附近横跨所述元件的沟槽与在所述前边缘附近横跨所述元件的沟槽连接。
可结合的另一特征是，所述热交换器的厚度从所述前边缘至所述后边缘被改变。或者，在所述板上的所述凹窝的深度从所述前边缘至所述后边缘被改变。较佳的是，当两个或多个元件互相邻接时，一燃烧产物流道形成在相邻的板之间，靠近所述前边缘的所述流道比在所述后边缘处的宽。
较佳的是，上述热水器热交换器元件具有一对以上的进口和出口，这样，所述热交换器元件可具有一条以上的经过其中的液体回路。较佳的是，使用时，热交换器元件的最热部分接纳第一回路，而第二回路在元件的较冷部位处被加热。
热水器热交换器元件除了一系列不连续的凹窝外可具有连续的周边路径，以便为水箱功能服务。
本发明还提供一种由许多上述热交换器元件形成的热交换器，所述元件在所述热交换器里成相同取向和平行安装。较佳的是，一元件上的所述第一板的凹窝的外侧表面与在另一元件上的所述第二板的凹窝的外侧表面在不连续线或接触点处接触。该不连续线或接触点较佳的是被熔合、焊接、铜焊、或者是通过其它手段、诸如机械夹持力等互相连接或接触。
如此形成的热交换器是这样的，使用时，燃烧产物被迫环绕所述沟槽和不连续线或接触点形成一旋绕的燃烧路径通过所述热交换器。
本发明还提供一供即时气体燃烧热水器用的水箱组件，该组件包括其上具有一系列凹窝的板，所述板成对地安装在一起，成对的板平行安装而形成一热交换器，该热交换器与一水箱交界，而水箱由具有沟槽或凹窝、从而允许水流动经过所述水箱的板形成，所述水箱与热交换器连接或一体形成，所述热交换器和水箱具有使它们互相连接的通道，以便允许液体在板之间经过，该组件被固定在一起，从而在所述组件内形成具有燃烧产物通道和水通道的燃烧室。
较佳的是，水箱组件包括上述的热交换元件或热交换器。
较佳的是，所述水箱组件由许多板形成，这许多板包括形成上述热交换器的至少一U形或Y形板，以及形成上述第二热交换器元件的至少一T形板，由此，所述许多板各自与相同的板背对背连接，形成许多中间的和端部的热交换器元件，所述水箱组件通过将所述中间热交换器夹在所述端部热交换器之间并将它们固定在一起而构成的。
该元件可大致垂直取向，这样，当组装所述元件时，所述元件的前边缘通常与所述单元的深度对齐；或大致垂直取向，这样，当组装所述元件时，所述元件的前边缘通常与所述单元的宽度对齐；或大致水平取向。
如果水平取向，所述元件包括贯通的孔，以便允许燃烧产物在成对的元件之间流动。
较佳的是，热交换器的板适合于产生水的紊流通过水通道；和/或适合于产生燃烧气体的紊流通过外部；和/或这样，即它们的外部也提供一逸出路径，以便在使用时让冷凝物聚集在热交换器的外表面。
本发明还提供一热水器，它具有上述的热交换器和/或上述的水箱组件。
热水器可包括一储存装置，以便接纳热水，否则，当使用者关闭一阀、从而防止热水通过上述阀时，该热水将停留在所述设备里。在所述储存装置里的热水可在所述阀被重新打开时通过所述阀。
本发明还提供一热水器系统，它具有至少两个水流道，而两个流道通过一水/燃气热交换器，它将来自燃烧产物的热量传送给在所述回路里的水，所述至少两个流道的第一流道包括串联的散热装置和串联的水/水热交换器，其中，在所述第一流道里的水可传送热量给在所述第二流道里的水或接受来自第二流道里的水的热量。较佳的是，在所述第一流道里的所述水在一封闭的回路里。
较佳的是，所述至少两个流道的第二流道包括一冷水进口。该冷水进口可分裂成两个支水流道，第一支水流道将水输送给所述水/水热交换器，而第二支水流道将水输送给所述水/燃气热交换器。当在来自所述系统的一出口管道上的一阀处于打开状态时，第二支水流道可与所述第一支水流道合并，以便水流出所述系统。
当来自所述系统的出口管道上的阀处于关闭状态时，在所述第一和第二支水流道里的水循环。
本发明还提供一供即时气体燃烧热水器的水箱组件，该组件包括冲压成形的板，一块板是另一块板的倒象，所述板被成对固定在一起，成对的板被平行安装以形成一热交换器，该热交换器与一水箱交界，该水箱包括固定在热交换器上的、由铜或镀铜的钢板制造的、重叠的侧板和端板，该组件熔合在一起，形成一燃烧室，该燃烧室具有在所述组件里的不连续的燃气和水通道。
较佳的是，热交换器的成形的板适合于产生水的紊流通过水通道，以及燃气的紊流通过外侧，该外侧还提供排泄通道，以便在使用时冷凝物聚集在热交换器的外侧表面。
较佳的是，水箱具有一冷水进口和一热水出口，至少一个气体燃烧器位于燃烧室里，由此，冷水流动通过组件而作为热水流出。
较佳的是，至少一个气体燃烧器安装在热交换器上面，而该热水器包括一风扇，风扇使燃气与空气混合并迫使燃气/空气混合物进入燃烧器，从而燃烧的燃气经过热交换器。
本发明还提供一种制造水箱组件的方法，包括制造冲压成形的热交换器板，把成对的板安装在一起形成一热交换器元件，将许多热交换器元件安装在一起形成一多层结构，所述组件具有一燃烧室和在所述组件内的燃烧产物通道和水通道。
较佳的是，形成两种类型的热交换器元件，端部元件和中间元件，而所述端部元件具有不同于所述中间元件的水流道。
较佳的是，所述热交换器板是这样制造的，一块板的坯料不需要的那部分是接下来的冲压的板的一部分。
热交换器元件可由一组平行的板组装，它们可是下述方式中的任何一种垂直取向或水平取向。如果垂直取向，元件可这样延伸，它们的前边缘大致平行于燃烧室或热水器的宽度延伸，而水箱组件安装在其中。换句话说，如果垂直取向，该元件可这样延伸，它们的前边缘大致平行于燃烧室或热水器的深度延伸，而水箱组件将安装在其中。
根据本发明的另一方面，提供一种制造水箱组件的方法，包括冲压成形热交换器板，侧板和端板用铜或镀铜钢板做材料，将两块板放在一起，一块板是另一块板的倒象，从而形成一对邻接的板，把许多成对的热交换器板放在一起形成一多层结构，将侧板固定在该多层结构上，而将端板放置在各角上，这样，侧板和端板重叠，用夹具固定组件，将该组件放置在一烘炉里并持续一段预定的时间，使铜表面熔合在一起，以便提供一整体的组件，该组件具有燃烧室，以及在所述组件里的不连续的燃气和水通道。
按照本发明的一个方面，提供一种即时燃气热水器，它包括一热交换器，水流动通过该热交换器而被一燃气燃烧器加热，该热交换器具有一冷水进口和一热水出口，一气密腔室位于热交换器的热水出口的下游，这样，当停止对热水需求时，热水系统里的内部压力使热水从热交换器流入该气室，从而降低热交换器的温度。
气室较佳的是包括一密封容器，它开始只包含空气，系统的内压力使容器在没有水被抽出时充水，而在热水被抽出时使容器腾空，当需要热水时容器被重新充水。
按照本发明的另一方面，提供一种水箱组件，它包括许多由金属冲压出来的热交换器板，这些板以翻转的成对的形式平行地放置在一起，各板具有当这些板安装在一起时重叠的外周侧部分，一对端板安装在带有重叠的边缘的热交换器板的端部，由此，该组件可放置在一烘炉里并在其端部上，这样，组件的重量使这些板熔合在一起，形成不连续的水通道和气通道。
较佳的是，板的外形形成一被一水箱包围的热交换器，而该水箱形成一在该组件内的燃烧室。
附图的简要说明现在，仅通过例子并参考附图来描述结合本发明所有方面的实施例，其中
图1是作为本发明一个实施例的热水器的前视图，而其水箱组件的前部分已被拿掉；图2是图1中的加热器的左侧视图；图3是图1中的加热器的右侧视图；图4是一水箱组件的零件的分解立体图；图5是用于图1中的热水器的水箱组件的前视图；
图6是图5中的水箱组件的侧视图；图7是图5中的水箱组件的平面图，具有示意显示的热交换器51，热交换器的平面图的细节参看图23；图8是沿平面A-A通过图9中的板53的概略的剖视图；图9是图4中的板53的前视图；图10是由图4、9和11中的板53和54形成的、以前视图方式显示的水流道的图示；图11是图4中的板54的后视图；图12是沿平面B-B通过图11中的板54的概略的剖视图；图13是通过由成对的板53和54形成的热交换器的概略的剖视图；图14是图13剖视图的一部分的放大视图；图15是由图4、9和11中的成对的板53和54形成的元件组装的热交换器的概略的立体图，具有燃烧产物和水通道；图16是图11中的板54的三个凹窝的细节图；图17是图9中的板53的二个全凹窝的放大图；图18显示了图16和17中的凹窝背对背地连接在一起；图19显示了板53和54的一部分(为了清楚起见，它们互相分开)，示意地显示了当板面对面地邻接时通过板的液体流道和由此形成的通道；图20显示了在图9中的板53外表面上面的一典型的燃气流道；图21显示了在图11中的板54外表面上面的一典型的燃气流道；图22显示了结合在一起的图20和21的视图，显示了在由板53和54形成的、相邻的接触元件之间的旋绕的燃气流道；图23显示了由图4中的板53和54组成的热交换器的平面图；图24是单个凹窝的平面图；图25是图24中的凹窝的侧视图；图26是通过图25中的B-B线的剖视图；图27是通过图25中的C-C线的剖视图；图28显示了作为本发明又一实施例的热交换器元件的一板的前视图；图28A显示了类似于图28的一实施例，除了笔直线路径长度被改变；图29显示了另一实施例的热交换器的一板的前视图，它具有平行的流道；图29A显示了类似于图29的一个实施例，除了笔直线路径长度被改变；
图30显示了另一实施例的热交换器组件的侧视图；图31是本发明的另一实施例的即时燃气燃烧的热水器的左侧视图；图32是图31中的加热器的前视图；图33是图31中的加热器的右侧视图；图34是形成本发明又一实施例的水箱组件零件的一板的侧视图，它适用于图31至33中的热水器；图35是形成图34中的水箱组件零件的一端板的侧视图；图36是一对图35中的端板的侧视图，以便显示流道；图37是分解立体图，显示了将热交换器板和端板组装在图31至33的热水器里；图38是堆叠的板的示意的剖视图，显示了嵌套特征；图39是又一种形状的热交换器板的侧视图；图40是液体流道的示意的侧视图，该液体流道通过一沟槽，而该沟槽由一对以背对背方式连接在一起的图39所示的板上的凹窝形成；图41是又一实施例的热交换器元件板的侧视图；图41A是一端部热交换器元件板的侧视图，它与图41中的板形成的元件一起使用；图42是一示意的回路图，显示了图41中的热交换器板的用途；图43是一示意的回路图，显示了图41中的热交换器板的不同用途；图44显示了本发明又一实施例的前视图；图45显示了图44中的装置的侧视图；图46是沿图45中的A-A线、通过图44中的装置的剖视图；图47是本发明又一实施例的前视图，显示了水流道；图48是图47的前视图，显示了燃气流道；图49A是五块板的立体图，它们用来制造图47和48中的水箱组件50C；图49B是由图49A中的板形成的并用于图47中的实施例的水箱组件板的分解立体图；图49C是通过图49A和49B中的板的示意的水流道；图50显示了一储存器或蓄水器，它与前面附图中的热水器一起使用；图51显示了作为另一实施例的热交换器的一部分的示意的剖视图；图52显示了具有横渡路径的热交换器元件；
图53显示了具有旁路特征的一端板；以及图54显示了通过热水器的另一实施例的剖视图，该热水器具有类似于图44至46的水箱组件，且还具有自然吸气的燃烧器系统。
具体实施例方式
图1至3显示了一家用热水器10，它使用燃气作为燃料，工作时提供即时热水流。
参看图1至3，热水器10安装在一矩形外壳11里，该外壳被设计成能直接安装在外墙上。该热水器需要与一燃气供应源连接，应该知道，该热水器适合于利用各种商业上可获得的燃气进行工作。空气和燃气混合物的燃烧形成燃烧产物，它们通过在热水器前面13上的小孔12放空。或者，热水器可这样安装，使废气通过烟道放空，而烟道或者延伸通过壁腔或者向上通过天花板。
总之，热水器10具有安装在水箱组件50之上的燃烧器20，这样，来自燃气燃烧器20的热量和燃烧产物经过形成水箱组件50一部分的热交换器51，以便加热一定量的冷水，而该冷水被布置成流动经过热交换器并作为热水离开热交换器。虽然具有单个燃烧器20将是一种经济的结构，但如果希望燃烧器10能适应朝下的位置，也可使用多个燃烧器(带有适当的控制)，以便能够有效地关掉部分燃烧器，以便根据需要优化燃烧器的输出。
控制机构32控制由管道32A输送的燃气量，该燃气最后由燃烧器20燃烧。被燃烧的燃气的量取决于水的流动和所需要的、即即时要求的温度。燃气燃烧器的燃烧能力通过提供送风机或风扇30提高，风扇30使燃气在送达燃烧器20之前与空气混合，从而确保使用最有效的空气燃料混合物。
风扇30还使燃烧器20产生的燃烧产物和热空气以大致垂直的方向向下通过热交换器51。热交换器51的高效率是这样的，它能产生冷凝作用，而冷凝物向下滴入安装在外壳11底部的积水盘71里。冷凝物通过排放管72离开外壳11进入污水沟。
燃烧器20位于横跨热水器10顶部的位置上。来自混合室31的空气燃气混合物被输送给燃烧器20，而混合室31通过燃气调节阀32和电驱动风扇30接受燃气和空气，而风扇30在输送空气/燃气混合物给燃烧器20之前使燃气与空气混合。燃烧器20是由一块或多块陶瓷板35形成的，而陶瓷板35具有延伸贯穿其间的一系列小孔(未画出)。虽然在图1至3的实施例里描述了陶瓷板燃烧器结构，但也可使用任何其它的燃烧器或多重的或组合的燃烧器，诸如网格燃烧器、平板燃烧器、金属筛网燃烧器、碳纤维燃烧器等等。
燃烧器里的小孔提供了非常大量的小火焰，这些小火焰向下突出(由于风扇30引起的空气/燃气混合物流动的结果)而朝向水箱组件50。为了确保一氧化碳保持在最低程度，在燃烧室50A里的火焰终止于热交换器51的前边缘260上方的位置上。热交换器51位于水箱组件50的下半部。通过选择燃烧器、诸如网格燃烧器(它们将以较小的火焰长度进行操作)可降低热水器10的总高度。
如图1至3所示，冷水进口14从图1的左侧延伸进入水箱组件50(为了描述的目的而被部分切掉)的底部，而热水通过管道15A从右侧离开水箱组件50，热水出口15在热交换器51的顶部。
水流量计90监控在冷水进口14处的水的流量。第一温度传感器T1位于冷水进口上，而第二温度传感器T2位于来自热交换器51的热水出口15上。第三温度传感器T3位于水流控制阀60上，而水流控制阀60同时与冷水进口14和热水出口16连接。
如图1至3所示，所供应的燃气沿着热水器10的左侧从热水器10的底部向上流动经过管道32A，到达燃气调节阀32，并进入风扇30。如果热水器10用来不仅饮用水还提供供散热器使用的热水，则来自水阀60的热水出口16具有第一出口17，它被设计成能提供高达80℃温度的水，还具有第二低温出口18，它通过流量传感器19分配高达50℃温度的水。这种类型的热水器通常具有安全控制，以便当可能产生80℃的水时防止烫伤。当通过流量传感器19在出口18里检测流量时，电子控制系统80自动地限制最高的可获得的温度至50℃。
由燃烧器20产生的燃烧产物经过热交换器51，并在热交换器51的底部、通过在前面13处的矩形出口12离开热交换器10。这些排出的燃烧产物在接近进入进口14的冷水温度的温度时排出，这样，进入周围环境的热量损失保持在最低程度。
电子控制系统80安装在热水器10的顶部，如图1所示，以便控制热水器10的工作。为了工作，热水器10必须连接至一燃气源、一冷水源和一电源。
图4至23详细地显示了水箱组件50，它包括一外水箱52，它支承着安装在其中的热交换器51，而热交换器51根据热交换器51的要求而由大量的分散成对的矩形板53和54形成(如图4和5所示)。热交换器51的结构将在下面更详细地介绍。
总之，水箱组件50具有燃烧室50A、水箱52和热交换器51。这些零件由3种不同形状的板构成。两块第一形状的板形成前板100F和后板100R(参看图4和相关的介绍)。这些第一形状的板背对背设置，从而包住组件的相对两侧。四块第二形状的板形成端板101A、101B、101C和101D，如图4、5和6所示，它们包围端面和侧面并与端面和侧面重叠，从而形成水箱52。
多对第三板形成热交换器51，为了方便和简化起见，图4中只显示了一对矩形板53和54。当以间隔的成对形式安装时，许多板53和54构成热交换器51。
如图5至7所示，形成热交换器51的诸板的叠层结构位于朝向单元的底部。水箱52具有液体通道或沟槽，它们横向经过底部，然后向上至侧面200一半的顶部，然后横跨侧面200的另一半，然后横跨该另一半的顶部，然后向下至底部。在图4的侧面201和202中，水流道在底部开始，并沿两个方向开始流动至侧面201和202的中间，在那上面，它跟随单个流道至侧面201和202的顶部，然后往下至中间，在那里它将离开各侧面201和202而进入相邻的各侧面202或201。
然而，在图6所示的侧面201和202中，这些侧面与图4中的侧面略有不同，在侧面200中的流道将终止于角的中点附近，而在那里，水在侧面201和202的中点进入，然后分成向上的和向下的流道，分别到达顶部和底部，然后横跨侧面201和202的顶部和底部，然后回到与进入中点相反的排出中点。在侧面201或202上的排出中点分别通向在各相邻侧面202或201上的进入中点。
由水箱52和热交换器51顶部限制的空间形成燃烧室50A。水箱52位于热交换器51的外侧，而来自燃烧器20的燃气火焰沿着水箱组件50的中心线在燃烧器50A里产生。这个特征具有从燃气火焰中取出热量的效果，从而减少热量的横向逃逸，且还减少在热交换器51里的热的燃气的温度。
如图5所示，冷水从底部的一侧进入组件50并在朝向热交换器51顶部的相反侧离开组件。最初，水沿着环绕水箱52侧面和端面两个方向移动，这样，水在进入热交换器51之前流动经过整个水箱。这样减少了使水箱52过热的可能性，并减少了热的燃气的浪费。
通过将三块板简单地颠倒和/或翻转制造组件，整个组件可通过简单的冲压操作制造。此外，在该实施例里，组件是由镀铜的不锈钢板制造的，而零件是通过使用夹具(未画出)组装在一起的，这样，零件板与所有的邻接的表面以铜对铜方式紧密接触。
该组件被放置在一烘炉里，并在一温度持续一预定时间，以便使铜熔合，提供一整体元件，其中，所有的零件被结合在一起，水和空气通道精确地形成而没有泄漏。这样，就不需要烧焊、软焊或其它紧固件，铜镀层的这种熔合确保在整个长使用寿命内良好的工作。旋绕的水流通道的这种设计还特别被用来鼓励紊流，以确保在热交换器51或水箱组件52里没有停滞的水窝或热点。此外，板的外形提供了一条方便的通道，以便形成在热交换器元件外面的冷凝物排出。水箱组件50已证明是有效的，它允许将来自燃气火焰的热量最大程度地输送给水，而没有过多的热量被浪费消耗。
虽然熔合是针对铜而言的，但也可使用其它的可熔合材料，诸如镍等。然而，除了熔合，也可使用其它的手段将板固定在一起，以便形成水箱52和热交换器51。
燃气压力传感器84位于燃气调节阀32的燃气进口处，如果燃气原理不足，则传感器检测出使热水器10输出减少的燃气压力的下降。通常的家用燃气压力是这样的，如果太多的器具同时使用，燃气压力常常会下降。为了确保燃气压力的下降不会降低热水的温度，燃气压力传感器84通过阀60使水的流率降低，以便补偿燃气压力的降低，这样，热水器10在所需的温度下工作，虽然以升/分钟为单位的流量输出减少。或者，如果不使用水阀60，利用来自传感器84的一适当的信号，可使用控制器80来降低与燃气混合、以形成空气/燃气混合物的空气的流率，或通过阀32来降低燃气的流率，以便维持最适宜的燃烧。
燃气阀32和控制器80的另一特征是使用氧气传感器71A，其检测在烟道气里的氧气量。如果烟道气里氧气量太高或太低，一个信号将反馈给控制器80，从而通过阀32改变燃气流动，以便确保最适宜的混合。用计算机处理的控制器80监控三个温度，即在冷水进口处的温度T1，在热交换器出口处的温度T2，以及在热水器10的热水出口处的温度T3。第三温度监控器T3可由使用者或维修人员调节，以便调节至理想的输出温度。
在检测三个温度的基础上，控制器80可控制通过热水器10的水、通过燃气调节阀32的燃气、以及通过改变风扇30的速度输入的空气的流率。控制器80改变这些参数，以确保最大的效率。
流量传感器90位于冷水进口14处。流量传感器90提供一电信号，该电信号被输送给控制器80，以便根据需要控制热水器10的工作。还应该知道，由于这种流量传感器90可产生一信号，以便给出或通过处理给出一个有关流率的可见的指示、一个可见的指示，而该指示可在热水器10上和/或远处显示出来。
提供图1所示的流动控制阀60是为了补偿对热水的太多的要求，或者减少流动，或者如果存在着超过最大设计温度的水的危险。在这些情况下，阀60可根据需要打开或关闭。
为了启动热水器，在燃烧室50A里使用一个电操作的点燃系统(诸如火花点燃器或灼热表面或HIS(热表面点燃器)或任何适当的系统)，而控制系统80确保在热水龙头打开时产生水流，首先有一个暂停，以便清除燃烧室里任何易燃气体。然后，根据所使用的点燃系统，可有一个短的暂停，在该过程中，电操纵的点燃系统激活和开始点燃空气/燃气混合物，换句话说，空气/燃气混合物进入燃烧室并被点燃。在该实施例里，火花点燃器因无滞后时间进行操作而较佳。
如果燃烧没有发生，热水器10关闭，燃气流，全部过程将重复。控制系统可以被编程，这样，如果它失败预定次数，热水器10将关机并发出警告灯光，警告系统使用者将需要一个业务呼叫。
为了制造如图4至7所示的水箱52，水箱52由许多两种式样的板制成。第一种式样的板是板100F和100R，它具有三个侧面，即形成水箱组件50的前面和后面的中间侧面200，以及与侧面200成直角的外侧面201和202。组装时，在左侧，前板100F上的侧面201与后板100R上的侧面202邻接，而在水箱组件50的右侧则相反，如图4和7所示。
用标号204总括表示的一组沟槽结构形成于前板100F上，并具有进图4所示的图面的深度。而在后板100R(它与板100F相同)上，也形成沟槽204，并具有出图面的深度。沟槽204在燃烧室50A的前面和后面，并形成在它们之间的燃烧室50A。
为了总成水箱组件50A，四块相同的、如图4所示的第二板、即板101A、101B、101C和101D定位在前板100F和后板100R上，这样，它们的各角205和206相对前板100F和100R上的各对应的角205R、205L、206L和206R定位。图4所示的板101B和101C具有用标号208总括表示的沟槽，它们具有出图4中的图面的离板的沟槽深度。然而，板101A和101D具有用标号208总括表示的沟槽，沟槽208的深度进入图面。
沟槽204和208将形成密封的流道，由此，在水箱52上半部U的所有板101A、101B、101C和101D上的沟槽208的那些部分将与前板100F和后板100R上的沟槽204形成双倍深度沟槽。这些双倍深度沟槽在燃烧室50A的附近，并需要获得通过沟槽的这些部分的水的增加的流率，以便能够吸取环绕着燃烧室50A即时产生的显著数量的热量。
在板101A、101B、101C和101D的下半部L里，在沟槽208和前板100F和后板100R的中间侧面200上的平板区210之间形成半宽沟槽。由于板101A、101B、101C和101D的上半部U和下半部L，水箱52的左侧和右侧也形成有半深沟槽。
如图4及图8至23所示，各对大致矩形的板53和54被安装成相邻接触，以便在它们之间形成旋绕的水流道。两块板53和54是相同的。一块板被翻转并与另一块板背对背放置，这样，在板53上的角UL、LL、UR和LR与在板54(它只是一块被翻转的、与板53相同的板)上各角LL、UL、LR和UR邻接。
本说明书和权利要求书中使用的术语“背对背”表示把板对齐的工序或对齐的板的安装，无论是相同的或不同的，这样，形成于或在板上的凹窝或沟槽的凹陷侧结合在一起而形成在凹窝或沟槽之间的沟槽或流道。背对背形式的例子可见图4、23、30、37和38。
板53(以及板54)具有一系列不连续的凹窝220，它们具有相对于燃烧产物流动方向成45度角的纵向轴线。凹窝220的宽度、深度和长度均相同，并与板53和54的纵向轴线成约45度角。还有畸形的凹窝，其中一些具有下面所述的其它用途，而其余的只是在板的不同路径之间作连接用。
板53上凹窝220具有出图面的深度，然而，由于板54被翻转，因此板54上的凹窝220具有进入图4中的图面的深度。
当板53和54如图5、13、15和23所示的那样连接在一起时，板53上的凹窝220和板54上的凹窝220形成沟槽或流道。板53上的任何两个相邻的凹窝220与板54上的对应的凹窝220连接，这样，水可从板53上的第一凹窝沿着该凹窝进入板54上的相连接的凹窝里，然后沿着该凹窝、离开板54、进入板53，但进入与上述的板53上的第一凹窝相邻的另一凹陷。
这样，如图10所示，形成一流道，当从热交换器51的前面看去时，该流道具有曲折的或正弦曲线的形状。这在图16至19里得到更好的显示。
水经过水箱52后进入热交换器51，热交换器51由一组图14所示的热交换器元件形成，这样，板53上的凹窝结构230和231分别与板54上的凹窝结构231和230配合。当这些板互相邻接和熔合、或用其它的防漏手段固定在一起时，如图13、15和23所示，形成横跨热交换器的(由板53上的凹窝231和板54上的凹窝230组成的)上集管232和(由板53上的凹窝230和板54上的凹窝231组成的)下集管233。
水通过图4中的孔240离开水箱52并进入下集管233。从下集管233开始，水将流动经过各(由成对的矩形板53和54形成的)热交换器，如图10所示，并将沿着前视图所示的一曲折的或正弦曲线的路径流动。水首先沿着靠近热交换器后边缘的流道242横跨各热交换器元件的宽度流动；然后进入流道243，在那里，它横跨热交换器的宽度回流至热交换器元件的右侧；然后沿着横跨宽度的流道244回流至与集管233和232相对的热交换器的一端；最后，沿着流道245回流到上集管232。
如图14所示，凹窝220形成通过两块板53和54的沟槽，而流道的最后部分已经介绍。水从内部220A″流动、横跨内部220A′、然后进入形成上集管232(图10)的不同形状凹窝231和230的内部。然而，燃烧产物经过通道220B进入图纸里面。该流道(将在下面进一步介绍它)被重复而制造出各流道242、243、244和245。
如图15所示，热的燃气X在图15中向下流动，并越过由成对的板53和54形成的各热交换器的上边缘260。燃烧产物流动经过热交换器51，而热交换器具有由图20至23详细介绍的流道，直至它们越过由板53和54形成的各元件的后边缘261。同时，水通过在下集管233最外侧的进口56进入热交换器51。然后，水流动经过在各热交换器里的流道242、243、244和245，使水经由一曲折/螺旋状的或正弦曲线/螺旋状的蜿蜒路径上升至上集管232，水在那里通过出口57离开热交换器51，出口57位于形成进口56的同一块板和热交换器上。如果需要，进口56和出口57可位于相反的侧面，如果要使流道的数量改变，甚至可位于热交换器51的相对端面上。
下面将详细描述通过流道242、243、244和245的水流道。如图16、17和18所示，水将沿着箭头250的方向在板53的凹窝220里流动，然而，在板54里，水将沿着图16中的箭头251所示的方向流动。这两个流道的组合如图18(好像板53和54是透明的)和图19中的分解的三维视图所示。可以看到，流道是这样的，在流动通过板53中的一个凹窝220后，水必须相对它在板53的凹窝220里的流动方向改变大约90度的方向进入板54中的凹窝220。一旦在板54里，流动将必须再次改变约90度方向，以便该流动沿着板54里的凹窝220进行，依此类推，产生一个复杂的旋绕流道，它可以叫做螺旋形的、或瓶塞钻形的、甚至是正方形的或矩形的螺旋形或其它的三维流道。
凹窝220具有如图24至27所示的约24mm长度，然而，当一水流道形成时，凹窝220的直线路径长度只有约15mm，因为在最大15mm移动后，水在流入凹窝220时必须改变方向。凹窝220离开每个板的深度约是3.5至4.5mm。已经发现，使凹窝220里移动的直线长度处于凹窝220的深度的2至10倍的比例内，将导致流动经过该流道的水高度混合，从而确保热量的均匀分配和防止热点，使发生在热交换器51里的结垢的风险降至最低程度。
一旦水经过热交换器元件，上集管232与前面附图中的出口15连接，以便将水输送给使用者，或检测其温度和作为监控的输出流量。当相邻的热交换元件如图13、15和23所示的组装时，一旋绕的燃烧气体流道如图20至22所示，形成在凹窝220的外表面上并环绕着该外表面。
从图20至22可看到，风扇30将使燃烧产物越过热交换器元件的前边缘，而如果相邻的元件这样安装，凹窝220外表面的外侧末端与(在相邻的热交换器元件上的)相邻的凹窝220的末端接触，然后，燃烧产物将如图20所示环绕着各凹窝220流动。如果在相邻的热交换器之间提供间隙，燃烧产物将不仅环绕着各凹窝220流动，而且还在相邻板上的凹窝220之间流动，从而在凹窝220之上并环绕着凹窝220有效地流动。
图21所示的是在板54上的类似的流道，它有助于在一元件上的板53与在相邻元件上的板54接触时在相邻的热交换器元件之间提供一更复杂的流道，从而产生一如图22所示的流道，它是一个非常旋绕的流道，并是能出现在相邻的、由板53和54形成的元件之间的流道。
旋绕的和曲折的燃烧产物流道与蜿蜒的和曲折形/螺旋形的水流道一起导致热交换器51在一点上特别有效，在燃烧产物经过前边缘260到达后边缘261时，燃烧产物将被冷却至一温度，由此它们可冷凝在后边缘261附近的热交换器51上。
此外，通过在水已沿着元件到达前边缘260而从上集管232里放出热水以供家用，水将处于可能的最高温度。
如图4所示，板53和54具有向外展开的端部或凸缘F(在图14中也可看到)，它们有两个用途。当两块板53和54如图14那样背对背地安装时，凸缘F在热交换器元件上形成双宽度凸缘。这种双宽度凸缘有助于提供较大的表面积，热量可通过它在热交换器51和水箱52之间交换。由于凸缘F越过前边缘260和后边缘261延伸一段距离，如图4所示，凸缘F这部分将起类似一堤坝或流动导向器的有效作用，以便引导燃烧产物在凹窝220的外表面上流动。
图28显示了一热交换器元件300，其结构不同于用前面附图所示的板53和54形成的热交换器元件。在该热交换器元件300中，以类似于图4、9、10和11所示的方式提供一下集管233和上集管232。此外，流道段342、343、344和345以前面实施例所述的蜿蜒方式两次来回横跨热交换器300。图28中的热交换器元件300的差别是，其所提供的曲折的/螺旋形的水流道段342、343、344和345是这样的，在流道342里的直线段或凹窝220之间形成的夹角301是比在上面的流道343里形成的夹角302、或流道344里的夹角303、或最靠近前边缘260的流道345里的夹角304大的夹角。
通过改变在横跨热交换器300的各流道里的夹角301、302和303，可提供更大的效率，确保(例如)流动经过靠近前边缘的流道345的水具有较长的流动路径、并以比流动经过在后边缘部分处的流道段342的水更慢的速度流动经过前边缘部分。这可能有助于热量传送，可使燃烧产物冷凝。用来制造图28所示的热交换器元件的板是相同的。
图28A所示的是一热交换器元件300A，它类似于图28所示的实施例，而相同的部分用相同的标号表示。图28A中的热交换器元件300A与图28中的热交换器元件300之间的差别是，在下边缘处提供一流道，它从下集管233开始并具有全深度(即在各板上，形成相同深度的凹窝或沟槽，这样，当它们安装在一起时，由此形成的流道的深度等于一个凹窝或沟槽的深度的两倍)。第一流道342A通常是直线结构，并横跨热交换器300A的全宽。虽然描述了全深度流道，但可能必须改变深度或尺寸，以便适当地确保燃烧产物流道将会形成，而该流道不会被阻塞于防止燃烧产物流出的一点上。
在与下集管233相对的一侧处，提供一曲折的/螺旋形的水流道，其中，它们的直线段之间的夹角301与上面一排里的夹角302、或与最靠近前边缘260一排里的夹角303相比具有相当大的角度。流道段342A、343A、344A和345A以前面实施例中所述的蜿蜒方式两次来回横跨热交换器300A。
通过改变在横跨热交换器300A的各流道里的夹角301、302和303，可导致更大的效率，确保(例如)流动经过前边缘的水具有较长的流动路径，由此，维持燃烧产物流道比流动通过在后边缘部分处的流道段342A长。这可能通过产生更好的混合和紊流有助于热量传送过程，从而可使燃烧产物冷凝。此外，这些夹角不一定是夹角301＞302＞303，由于情况可能变化，不同的关系被发现有利于提供设计标准和工作的条件。
流道342A、343A、344A和345A有效横截面积也可按照热交换器的工作需要改变。此外，如果需要，流道343A、344A和345A的幅度A、B和C也可改变，以便优化效率和热传送。
图29显示了适用于本发明的另一种结构的热交换器元件。该热交换器元件400具有一上集管232和一下集管233，然而，在该实施例里，提供一由下集管233延伸出来的、基本上平行于后边缘261的下集管沟槽442，以及一返回至上集管232的、基本上平行于热交换器的前边缘260的上集管沟槽445。
在下集管沟槽442和上集管沟槽445之间是许多流道443。在该实施例里，来自水箱52的水通过下集管233进入热交换器元件400并充满下集管沟槽442。由于燃烧产物从图纸的顶部流向底部，在热交换器元件400里的液体流动的最有效方向是相反方向，这样，通过图29所示的结构，水从下集管沟槽442流动经过流道443，上升至上集管沟槽445，并通过上集管232离开热交换器元件400。
从图29中可看到，流道具有连续曲折的或正弦曲线的路径，其中，测得的曲折的/螺旋形流道的幅度D是不变的，而在两块板上的连接的凹窝之间的夹角401也是如此。
图29A显示了类似于图29的、另一种结构的热交换器元件，其中，相同的部分用相同的标号表示。图29和29A的元件的差别在于，在图29中流道具有递减的曲折的或正弦曲线的路径，其中，在最靠近后边缘的区域D里、在中间区域E里和在前边缘处的区域F里测得的曲折的/螺旋形的流道的幅度在横跨热交换器元件400A高度上的尺寸逐渐减少。此外，夹角401和其它的夹角402和403被改变，以便将反压力和/或通过热交换器400的流动阻力降至最低程度。虽然幅度D、E和F、以及夹角401、402和403被描述为在尺寸上减少，但它们可以改变以产生适合于热交换器51所希望的要求的结果是足够的。
如图30所示，它是另一种变形，它可应用于热交换器元件以及图4、8至23、28和29中的热交换器51。从图30中可看到，在前述实施例的流道245、345或445中，在后边缘261部分中的流道的深度G比深度H、I和J大，而深度H、I和J向上朝着前边缘260逐渐变小。当热交换器元件邻接在一起时，如图30中的侧视图所示，其结果是形成一燃烧气体路径350，其容量从前边缘260至后边缘261逐渐减少。
如图30所示，可以看到，最靠近前边缘的流道深度的横截面积一般小于其它的流道。流道深度可以这样定尺寸，以便确保经过其中的水是充分扰动的，从而增加热边界层混合发生的可能性。虽然深度G、H、I和J沿一特定方向在尺寸上逐渐减少，但按照形成热交换器51所希望的要求，在一些其它的方案里发生这种变化可能也是有益的。
通过在水流道里产生较高的紊流，结垢的可能性将减少。此外，通过在最靠近前边缘的区域里提供曲折的或旋绕的路径、诸如前面所述的曲折形/螺旋形路径，可产生高度的紊流。然而，在最靠近后边缘的沟槽(具有深度I、H和G)里，结垢的风险很可能是小的，因为在这些位置里见到的是较低的温度，这样，如果这些凹窝和形成的沟槽较长或有较大的横截面积，减少结垢的风险可能意义不大。通过在热交换器的冷侧具有较长的或较大横截面积的沟槽将是减少压力降的一个机会，然而，在现有技术里，翅片和管子结构通常具有从头至尾相同尺寸的管子。
图31至33显示了类似于图1至3的即时燃气热水器，除了燃烧室50A、水箱52和热交换器51用不同的方式形成。附图31至33和1至3中的相同的零件用相同的标号表示，它们的功能和目的不需要再描述了，因为可参考前面的介绍。
图31至33的热水器10A不同于图1至3的热水器10的地方在于，冷水旁路管81以管子的形式直接与冷水进口14和第一及第二水出口17和18连通。有一个横跨热交换器的压力降，在进口14处的压力比在出口17和18处的压力大。这是由于通过热交换器51的曲折的/螺旋形流道是正弦曲线形状导致压力损失的结果。冷水通过旁路管81绕过热交换器51而直接与来自热水器10A的热水在出口18前混合，由此增加流出压力。冷水与热水在出口18处混合自然意味着，出口水温降低。这可通过增加燃烧器20处的加热温度简单地得到补偿，这样，其总体效果是，热水以不仅具有所需的温度、而且具有较大的压力的方式离开热水器。
在冷水旁路管81上的流量阀82确定提供给热水出口的冷水量。已经知道，冷水压力越大，在出口18处的热水输送压力将越大。阀82可由技术人员在安装热水器或维护巡修过程中手工调节。或者，阀82也可响应安装在进口处的传感器(未画出)测得的变动进口水压力自动地调节。
在图31至33所示的实施例里，水箱组件50′是由许多两种不同的板、即图34中的板550和图35中的板560构成的。图34的、组成水箱组件50′的中心部分的板550呈Y形状。各板550包括一中心体部分551，它具有一对向上延伸的臂552和553，臂之间形成一凹环或空间54。
当许多板550以成对的、背对背方式安装时，形成一组热交换器元件570(如图37所示，为方便起见仅显示了三对)，它们形成水箱组件50′的中心部分。
图35显示了板560，它呈T形状。板560不同于板550的地方在于，在板560的T形底部没有凹窝，也没有形成于中间部分的沟槽，从而与板550的Y形底部不同。这是因为，板560的这个平面区域紧靠着Y形板的底部，它将吸取来自燃烧产物的热量，从而使板560的T形底部在余热利用过程中是多余的。
这样，为了总成图37中的水箱组件50′，四块板560以成对的、背对背方式安装，形成图38中的端部热交换器元件580。由于板550和560的结构和形状的不同，这些元件580相对元件570有不同的结构和形状，如下面所要介绍的。
可以看到，板550和560具有连续不断的沟槽244和244A，它们环绕着板550和560的外周延伸。该连续不断的沟槽244和244A形成一水箱类型的流道。
在板550中，水供应给下集管233，流动经过形成于其中的第一排凹窝和沟槽，向上朝上集管232流动，然后流向板的右侧，在“左侧和右侧”迂回路径243沿板550的左半部往下，直至与在板550外周上的连续路径244的底部连接。一旦在路径244里，水流动至臂552的顶部，然后通过路径245沿臂552往下，靠近前边缘260至上集管232。该通道的镜象在板550的另一半中。
相反，在图35中的板560中，当两块板560背对背安装在一起时(如图36所示)，下集管233形成有通向下集管233左侧的水，水沿着环绕着板560左侧外周的一连续路径244A到达板560的顶部。在该处，流道245A使水向下方向流动，直至流道243A，它使水向上，接着通过向下流道242A、向上流道241A，然后往下通过向下流道240A至上集管232。
板560和550中的这种蜿蜒流道结构导致一种效果，该效果通过与上述实施例中的上述路径类似形状的旋绕的流道而增加。
如图38所示，两块板550被翻转，允许它们受压和熔合在一起，形成其中具有流道的连接的对。板550是这样制造的，凹窝部分是相同的，但在制造过程中，凸缘600(它将在下面更详细地介绍)沿不同的方向取向，由此使板不再相同，从而形成一前和后或左和右侧板，它们将背对背安装，形成一热交换器元件。多对的Y形板550以垂直取向和平行方式安装，从而在Y形板的臂之间形成一燃烧室50A，而这些臂形成水箱52的前壁100F和后壁100R。通过安装两对板560、一对在组件的一端、以隔离水通道和产生水箱52的端壁100LS和100RS而完成水箱组件50′，这样，通过完成环绕的水箱52形成燃烧室。
这样，水箱组件50′形成一块体，该块体包含一由水箱52包围的矩形燃烧室50A，而水箱由Y形板550的臂552和553形成的壁100F和100R和成对的端板560端部形成的壁100LS和100RS形成。Y形板的底部551包含一矩形块，它构成热交换器51。
Y形板550和T形板560的优点之一是，冲压、成形和分离处理可在很少废料的情况下进行。Y形板特别具有这个优点，即Y形板的臂是在冲压或剪切处理中切割前面的板的Y形底部形成的。
在板550和560具有通过冲压工艺在各板560和550上形成的凹窝(如图34和35所示)后，可弯曲凸缘600，从而形成具有角度的凸缘，凸缘在图38的示意的剖视图中有更清楚的显示。
从图38中可看到，各板550和560具有嵌套在一起的凸缘600。倾斜的凸缘600均以同一方向取向，而不管是那块板。给板550和560提供嵌套能力的凸缘600有助于形成图37所示的水箱组件50′，由于这些凸缘600的重叠而具有相当坚固的周边。
当板550和560以夹层方式安装在一起时，具有角度的凸缘被互相重叠安装。具有角度的凸缘600具有约5或10度的轻微锥形，这样，板550和560可以楔入方式宽松地安装在一起。通过在相邻的凸缘之间设置铜或镍或其它适当材料的焊珠，或使用镀铜或镍的不锈钢、同时加热和施加压力，板550和560的熔合将产生如图31至33所示的水箱组件50′。
热水器的燃烧器位于燃烧室50A里，其内表面可用一盒状结构610(图37)作衬里，盒状结构610具有金属丝网612，以便使热交换器51相对较冷的表面与燃烧器非常热的表面隔离。金属丝网具有确保燃烧器良好燃烧的效果，这种效果可能受到热交换器51的冷表面的有害的影响。
在上述实施例里，板550和560较佳的是用不锈钢或镀铜的不锈钢压制出来。在另一种选择里，各板550和560可用复合材料制造，这样，板的较热部分、即包括臂520和530的上部可用诸如那些不锈钢或钛和钛的合金等材料制造，这些材料被特别设计成耐高辐射和对流温度，而板的下部主体部分551可用不需要经受特别高温的、诸如316不锈钢材料制造。这个特征允许材料的有效使用和减少总体成本。该板可冲压/压制成两半部，然后将它们熔合在一起。通过参看图47、49A和49B及下面的有关介绍可更清楚地了解。
虽然上述实施例描述了Y形和T形板及热交换器元件，但应该知道，也可使用具有一主体部分和至少两个从主体部分延伸的臂的其它任何形状。该两臂可沿离开主体部分的下述方向之一延伸互相平行，沿互相相反方向，互相分叉离开，互相会聚；或可以延伸以便产生下列任何一种形状T形、Y形、U形、C形、E形、H形、V形或其它任何适当的形状。
在图39和40所示的实施例里，水箱组件170是用与参考上述实施例所述的组件类似的方式构成的。然而，在这里，板150呈U形，具有矩形底部结构151和一对直立的臂152和153。而在上述的实施例里和下面描述的实施例里，所述的板150和由它们制造的热交换器元件形成中间元件。端部板在结构上类似于板150，除了底部151没有凹窝，因为凹窝和沟槽在端部板的那些区域而不是水箱区域略微多余，由于由此形成的水箱组件的有效性。
以与图31至38中的实施例相同的方式，底部结构有效地形成热交换器的本体，而臂152和153形成水箱组件和燃烧室的周边。板以与前述实施例相同的方式叠合，并可使用类似的制造技术，以确保制造该组件，或者如果需要，不必铜焊或焊接，而是通过机械方式夹住板，从而使热交换器元件结合在一起。冷水进口233可位于单元的底部的中心，而热水出口232也可沿着矩形热交换器元件底部结构151的顶部中心线定位。燃烧室是矩形结构，并用与上述实施例相同的方式安装燃烧器。
即时热水器的主要问题之一是，由于零件的过热、或者更具体地说由于水垢出现而引起的热交换器的损坏。许多供水系统包含高浓度的溶解的固体，一旦水被加热至使水的化学性能发生变化的温度，水垢沉淀物形成于热交换器通道内表面的可能性将增加，直至这些通道被堵塞或失效。
减少水垢沉淀物形成于热交换器内表面的可能性的一个手段是，通过防止在热交换器上的热点而确保水被均匀加热。做到这点的一个途径是提供紊流的水通过热交换器。流动的紊乱减少了水垢沉淀的可能性，并可清除微粒材料离开该系统。因此，在热交换器里的水通道的形状应该足以使紊流的可能性最优化，和增加热边界层混合，它也可提高热传送和减少结垢的可能性。
设想用来减少结垢可能性的另一种手段是，将热交换器里的水流道分裂成两单独的水通道。水道回路的这种分裂在系统里或系统锅炉或热水器里可能是有用的，它们提供约80℃的水以便供可用于室内集中供热的散热器使用，和约50℃的水作饮用水使用。
图42显示了水流道的这种分裂，其中，用板550A和550B(参看下面参考图41和41A进行的讨论)制造的一热交换器51具有两水流道。第一水流道用标号701表示，而第二水流道用标号703表示。水流道701是一封闭的回路，而水流道703包含一敞开的回路。
在水流道703中，冷水709进入水流道703并在接点710处被分成两管道711和713。当与热水出口719连接的热水龙头被打开时，冷水709将流入两管道711和713。管道711使水进入热交换器51靠近后边缘261的区域。当热水龙头打开时，水将流动通过管道713进入水的饮用水管道717至热交换器716。热交换器716也具有通过它的加热水管道717A，以便用回路701里的水加热管道717里的水，如下面描述的，反之亦然。
可在盘管717里被加热的水通过管道714与来自热交换器51里的水相遇。两股水流的混合发生在接点718处，这样，混合的热水可通过出口719流出热水器。
诸如前面参考其它实施例所描述的，冷水旁路可包括温度传感器，以便确保排出的水(如果需要)被冷却到理想的输出温度，并提供最佳流率的热水。流动通过管道711进入热交换器51的水经过被燃烧产物加热的热交换器51的那些部分，燃烧产物首先被在热交换器51最热部分里的水流道701冷却。
呈封闭回路的水流道701包含水，而水较佳的是具有乙二醇(或类似的添加剂)，其目的是减少结垢的可能性。水流道701包括依次连接的散热器705、泵707和热交换器716。工作时，水流道701将沿管道701B输送水到热交换器51的外侧。热交换器51的水流道从进入点上升至水箱组件的顶部，然后沿着燃烧室一侧向下通过水箱，然后通过靠近前边缘260的热交换器51的最热部分，然后沿水箱的另一侧上升，在理想的温度处将水输送给散热器705，而该散热器可用于室内集中供热散热器。在燃烧室工作的所有时间里，泵707使水循环通过水流道701。
在水已经过散热器705后(而散热器正在工作)，水温将下降。离开散热器705的水的温度可能比在管道713里、经过热交换器716的水的温度高。如果管道717A里的水温比在管道717里的水的温度高，在管道717里的水将被在管道717A里的水加热。
如果阀719被关闭，然而没有泵的帮助，水将不能在水流道703里循环。这样，提供一泵712，以便使水通过流道703、管道711、713和714及盘管717循环。泵712可制成一旦检测到热水出口719没有流动时能自动接通。这样，如果盘管717A里的温度低于盘管717里的温度，在水流道703里的水(它在临时关闭条件下)将继续循环，使盘管717里的水的热量散发给盘管717A里的水。这个过程将使水保持在相对热的状态下，即在该封闭回路里的温度约是50℃。这也有这样的效果用板550A制造的热交换器元件将由于从热交换器51的中心部分吸取热量而防止过热。另一个效果是，如果封闭的回路701处于工作状态，即，如果集中供热选择被使用，可获得现成提供的热水，从而减少延迟获得热水的时间。
如果集中供热选择未被使用，回路701可能被用来帮助传送热量给敞开的回路703，从而以相当高流率、但(也是预期的)与现有技术中的系统相比具有较小热滞后地提供水。
图43显示了一种非常类似于图42的回路，其中，相同的部分用相同的标号表示。可以预期的是，图43中的实施例将可以提供比现有技术中的系统小的热滞的热水。在该实施例里，热交换器51在第一种情况下加热冷水。热交换器51与热交换器716的管道717串联，而管道717是热交换器716的饮用水一侧。
在经过热交换器716的管道717A的水(包含乙二醇)比通过管道717的水冷的情况下，通过打开和/或关闭阀717B和/或717C提供旁通能力，这样，旁通管718A可直接从管道713的起头连接至热水出口。
可使用同一回路来确保水箱组件50不仅可作为一热水供应装置使用，而且可作为一加热机构使用，由此使用一封闭的回路来供给设置在住房周围的散热器，为了室内集中供热。
图41和41A示出了板550A和550B的剖面图，它们构成可用于图42或43所示的双回路方案的水箱组件。端板550B是类似于图35中的板560的结构。该板具有四个孔795、796、797和798以形成四个集管，它们沿着板的中心线垂直布置。下面的孔795是第一水加热管道(相当于图42中的零件703A)，接下来的一个孔796构成冷水进口(相当于图42中的零件711)。呈封闭回路的第二水加热管道用孔797表示并与图42中的管道701B连接，而热水出口孔798是第三个最高的孔，与图42中的管道701连接。
虽然图41中的板550A只有供所示的回路使用的进口和出口，但容易理解，在热交换器板上和由该热板现成的热交换器上也可提供另外的出口和进口，这样，可连接其它的水回路。通过这种方式，作为构成这种水箱组件的装置的结果，供各种目的使用的热水可以相当低的成本同时产生。
图44至46显示了一类似于图3 1至33所示结构的热水器10B，其中，相同的部分用相同的标号表示，它们的功能和用途不需要进一步介绍，因为可参考前面的介绍。这两个实施例的不同之处在于，虽然仍是Y形和T形的板550B和560B以平行于热水器10B的宽度的方式安装。这种布置导致使用较少数量的板，虽然每一个比较大，但在使用时，这有助于水箱组件的空间稳定性和整体性。在图44中，显示了通过水箱组件50B的流道。在图44中可看到，两个流道互成镜象。
图47至49显示了本发明的另一实施例。图47是具有水箱组件50C的热水器10C，而该水箱组件不同于前面附图中的水箱组件50A和50B。
图49A和49B显示了五块零件板和由这些零件板组装的四块板，当它们成对时形成热交换器元件，而当它们重叠时形成具有燃烧室50A、热交换器和水箱的水箱组件50C。
第一板是端板380A，它有效地形成以分解图形式显示的图49中的各板的端部或侧部。第二板是380D，板380B和380E是通过在其上冲孔形成的。第三板是380C。
燃烧器板380是由两端板380A和一中心板380B形成的。板380B具有一中心圆孔381。由于图49中的视图是从顶上看下去的，因此其下侧不能看到。然而，一旦板380A与板380B连接，它们形成一单一板，它们可与具有类似于凸缘600(但在相对于凹窝结构相反的方向上)的嵌套凸缘的相同板(未画出)连接，这样，在背对背连接的板的表面上的凹窝形成在它们之间的沟槽。这样，可形成单一的热交换器元件。此外，如果需要，板380A可是不同于板380B的金属，以便考虑到所使用的金属的耐热性，如果这种要求是必须的。
通过板380的孔381将在对应的热交换器里形成一通孔，由此，该元件被用作水箱组件50C最上面的元件。使用时，该元件具有一经过孔381的风扇护罩382，并如图47和48所示的以此密封。如图47所示，燃烧器20固定在护罩382上，且是圆形的，它能够360度辐射火焰，或者，燃烧器20将火焰辐射给燃烧室50A的左侧和右侧。
形成燃烧室50A的板383是用类似于板380的方式构成的，除了其中的板380B用沟槽板380C代替，而各板383具有两块这种沟槽板。沟槽板380C引导水从板383上的左端板380A至右端板380A。一堆成对的板383如图47所示、在顶板380和隔开的板390之间形成热交换器元件。
两块隔开的板390形成供燃烧室50A用的端部热交换器元件。该端部热交换器元件是由端板380A和中心板380D组成的两板构成的，该中心板380D的中心部分处具有平的封闭部分。如果需要，板380D可具有横跨平的封闭部分的一系列凹窝，以便形成通过板380中心部分的沟槽。然而，由于这将增加所需要的板的数量，因而它可能具有增加总体成本、以制造一水箱组件50C的令人不满意的效果。
板392形成烟道元件(这样称呼是因为它们其中提供一烟道，燃烧产物可通过它逸出)。板392由两端板380A和一中心板380E形成，中心板380E具有一孔381A，而孔381A较佳的是大于板380上的孔381。
大多数板380A具有孔232A，当相邻的板背对背安装形成元件、而这些元件被夹在中间形成水箱组件50C时，这些孔在所有的板和元件组装时形成左侧集管390A和右侧集管390B。可以看到，板380具有被封闭的右侧孔232A，这样，水将不能经过最上面的板380。同样地，最下侧板392也被封闭，以防止水经过。由此在最上面板380和最下面板392之间形成右侧集管390B。还可看到，板390的左侧被封闭，这样，将左侧集管390A分成一上室和一下室，其目的将在下面介绍。
可以看到，所有的(除了最上面的和最下面的)端板380A具有两个孔388。这些孔388给燃烧产物提供通道，从图48所示的中心横跨热交换器向外移动到达左侧和右侧。所有的孔388一起对齐后形成图48所示的左侧和右侧向下通道，由此，废气将移动经过分隔板390，然后开始横跨烟道板392向内移动，流出中心孔381A和形成于水箱组件50C的底部的烟道381B。
图47显示了通过组成水箱组件50A的热交换器元件的水流道，而图48显示了热的燃气流道。左侧和右侧垂直取向的燃烧路径388A和左集管390A和右集管390B从单一的前视图上不能容易地看到，因为它们一个位于另一个的前面，如图49A和49B所示。
虽然上面作为板的组件介绍了板380、383、390和392，但它们也可各由一单一的整体板制造。
从图47中可看到，液体流道的方向从冷水供应源向上，以便充填左侧集管390A的下部。一旦集管390A的下部受压，水从左侧流向右侧，横跨烟道板392，然后向上进入右侧集管390B。集管390B里的水从板383、390和380右侧流向左侧集管390A的上部。该上部是相对于在烟道板392区域内的下部的一分离室，而热水在前面实施例里所述的出口15处离开。一典型的水流道、诸如形成在由板392形成的元件里的水流道示意地显示在图49的底部。
可以看出路径的形状如前述实施例中所述的那样是曲折的(和螺旋形的)。曲折的/螺旋形路径以蜿蜒的方式横跨深度的一半，最后横跨板的全部宽度。与由板383形成的热交换器的差别在于，沟槽板380C具有从左侧板380笔直跨越的直线流道。
水箱组件50C不同之处在于，它是用五种板制造的，它们以大致水平布置方式取向。如图47所示，最上面的板基本上被完全封闭，除了在其中间的圆孔381。两块这种板背对背安装以形成上部元件，风扇护罩382穿过该上部元件并将其密封。在这里，燃烧器20固定在护罩382上，并是一圆形，它将以360度向周围辐射火焰。在风扇的作用下，燃烧产物横跨由板384形成的热交换器向外移动，如图48所示。板384具有相当大的腔室386，当若干元件互相堆叠在顶部时，该腔室提供燃烧室50A的构成。
燃烧产物向外移动，直至到达向下的排出通道388A。然后，通道388A使燃烧产物向下通过水箱组件，直至经过中间热交换器390。这将确保所有的燃烧产物必须以水平方向从燃烧室排出。
一旦经过元件390，燃烧产物可在元件390下面的水箱组件部分里的热交换器元件392之间移动。
水流道如图47所示，从水箱组件50C的左侧流向右侧。由板381、392、390和384上的凹窝形成的沟槽或水流道具有环绕着各元件的连续的路径或通过板中间一曲折或正弦曲线路径。曲折的或正弦曲线的路径以蜿蜒的方式横跨元件，并两次回流跨越元件，以增加其效率。
图50显示了一燃烧器，它具有贮存罐或储存器450，以便在热水龙头关闭时接纳热水。储存器450通常是一圆形结构，但也可以是其它适当的形状。储存器450通过安装在热水器上的适当的控制系统和阀接纳来自热水器的热水。一旦热水器被关闭，热水将以别的方式储存在上述水箱组件里。
将热水引导至储存器450将确保不流动的热水(由于温度增加的风险，它倾向于结垢)将不保存在水箱组件里。储存器450可用作热水储存，以便将输送热水给热水龙头的滞后时间减至最低程度。在某些国家里，这种滞后时间已被减至最低程度，从而保护水。
储存器450具有一可变形的隔膜451，这样，热水被接纳在隔膜451的热水器侧的腔室452里，而腔室453内将具有空气或将放空，以便当热水充满腔室452时允许隔膜451将腔室453的容积减至最低程度。
储存器450只需要具有足以容纳水箱组件里的所有热水并具有10％至15％的额外容积作为安全系数的容积。
图51显示了一示意的热交换器430，它由板432形成的元件431制成，而板432可类似于前述实施例中的任何一种。热交换器430由一系列由板432制造的、相邻的元件431制成，这些板较佳的是相同的，但不是必须如此。
图51中的改进是提供前边缘板433，它与元件431的前边缘434连接。这种连接可通过熔合、软焊、镀铜、焊接或任何适当的手段实现，这些手段能为了热传送的目的、在板433和432之间提供良好的表面接触。
前边缘板433是由具有耐高温性质的金属、诸如适当的不锈钢或钛和/或钛的适当的合金制造。
板433的诸前边缘435互成直角。前边缘435成一角度是为了支持燃烧过程，防止来自燃烧室的热量减弱，而热量减弱通常将降低燃烧过程。尽管这样，板433的前边缘的形状也可是任何适当的形状，以保护在这种布置里的板433和有助于支持燃烧过程。前边缘435和板433通过帮助维持其中的热量以支持燃烧过程可有助于减少燃烧室散发的CO2。
图52显示了一具有流道的热交换器，为了介绍的目的，其中的板似乎是用有机玻璃或某些透明材料制造的。板的形状是类似于某些前述实施例的Y形结构，流道以大致相同的方式形成，并具有大致相同的性能。图52中的板和由此形成的热交换器与前述实施例中的元件的不同之处在于，在流道里的两点处提供横跨的机会。这些横跨在点527A和527B处。在该流道里，水从下集管233向外向左右侧流动，然后向上并向中心回流，以便靠近在点527B上方的第一交叉处。根据水压和其它的物理特征，两股流动可以或者互相交叉、互相经过，或者大致充满交叉处的中心凹窝，然后由此沿着左右侧方向向外辐射。这是可能的，即水实际上可以不交叉，而是可保持在板的各一半中。
在经过第一交叉527B后，水将向左右侧辐射，然后环绕着外侧上升，然后上升至Y形的臂552和553，然后向着板的中心部分回流下降。然后，该路径从左右侧接近交叉527A。
在交叉527A处，再根据物理特征，水可以或可以不交叉；可以或可以不从上经过、从下经过或穿过。然而，水将沿着预定的路径沿向外方向从交叉处的中心凹窝连续地流出，使它沿着前边缘返回至上集管232。
从该实施例里可看到，前边缘260具有适当地成扇形的或定形的前边缘，这样，前边缘的材料是这样的，沿着其上的任何一点，到达最近的沟槽或凹窝的距离在整个前边缘上是大致相同的。由此确保不会产生热点，否则的话，由于是离开沟槽或凹窝的另一种距离而可能形成热点。
图52所示的结构和路径被认为是有益的，如果流道的任何一部分受到水垢的影响，水仍可流动经过燃烧室的至少一半。
图53显示了一端部热交换器，它可与图52中的实施例一起使用。可是该元件中没有交叉，且它是用类似于图35中的板560的方式构成的(相同的标号被用于相同的部分)。图53中的板的一个特别特征是，在下集管233和上集管232之间提供一旁通道529A。使用这种旁通道的优点在于能维持较小压力降。
图54显示了一热水器10D，它使用类似于图44至47所示的水箱组件50B的水箱组件50D。相同的部分用相同的标号表示，而它们的功能和目的不需要进一步介绍，可参看前面的介绍。
热水器10D和图44至47中热水器10B的差别在于，水箱组件50D使用一燃烧器20，而该燃烧器20自然地吸气和取向，从而使燃烧产物沿向上方向流动。从图54中可看到，与如44至47所示的水箱组件50B相比，水箱组件50D被转动180度。
前面介绍的各实施例使用了或可以使用冷水旁路，这有助于增加出口处的压力，以及控制温度。通过在该旁路处提供可电动调节的阀(虽然在图53的旁路529A上没有显示阀)，该旁路可被调节，以对付由控制单元80检测到的情况，它可能需要增加或减少通过该旁路的流动，由此在出口处获得热水和较高的压力。
本发明的热水器的特征之一是，若干现有技术中的即时热水器趋向于具有串联的、经过热交换器的水通道。本发明的独特的优点之一是，用类似形状的板制成“聚集的”或“平行连接的”热交换器元件的能力，这种板由于许多平行的流道同时通过热交换器元件而可导致从热交换器的进口至出口的较低的压力降。
制造热交换器、水箱和燃烧室组件的上述方法的优点之一是，其结构和特征允许使用可互换的和可升级的部件。这里使用了术语“可升级的”，其含义是能够按照所使用的兆焦耳的量或热水系统的需要按比例增加或缩小尺寸。例如，在一每小时将使用约200兆焦耳的热水系统里，图37所示的、将有效地具有两个端部元件和三个热交换器元件的燃烧室/水箱/热交换器组件将是通常适合于(例如)约60至90兆焦耳的热产量的尺寸。为了将其增加至200兆焦耳单位，将使用24块板制造的12个热交换器元件作为热交换器部分，而四块板形成两端部热交换器元件，以便包围和形成燃烧室，且可提供端部。当然，燃烧器的尺寸必须增加，以便允许较大的宽度和确保燃烧流动经过热交换器部分的整个宽度或燃烧室宽度。
应该较容易地知道，虽然上述实施例的介绍通常针对一个外部安装的、家用燃气燃烧的、即时的、充分冷凝的、风扇向下强排风的热水器，但这里介绍的本发明不仅可用于这种具体类型的热水器，还可用于可能具有如下不同特点的即时热水器·自然吸气或自然排风的燃烧器系统·能够安装在建筑物里面或外面的系统·具有或不具有完全冷凝的热交换器操作
·商业的、工业的或家用的系统·燃烧室和燃气流道的取向可以是下述的任何一种向上的；向下的；向侧面的；向与水平和/或垂直方向成一角度的。
虽然上述实施例通常使用相同的板形成热交换器元件，但应该知道，也可使用不相同的板。通过使用不相同的板，可以产生与上述不同形状的流道，它们大体上是有规则的，在有些情况下，从前视图看是对称的。然而，为了产生诸如由一垂直路径长度与一成角度的路径长度连接而组成的锯齿形的流道，将需要使用不同的板，如果在两块板上形成有凹窝。很清楚，如果流道由具有连续沟槽的板形成并与一平板连接，连续沟槽的路径的形状可是任何所需的形状。
应该知道，这里所述的和限定的本发明延伸至两个或多个特征的所有可选择的组合，而这些特征在上述介绍或附图中提到或可看出。所有这些不同的组合构成本发明的许多其它的方面。
上面描述了本发明的实施例和改进，对于本技术领域的技术人员来说显而易见的是，在不超出本发明范围的情况下，本发明的上述实施例和改进可实现。
例如，熔合是上面所述的一种将板和邻近的板连接和固定在一起的较佳工艺。但它可被任何连接或固定工艺、诸如适当的粘结、具有适当密封机构的机械夹持系统、焊接等代替。
权利要求
1.一种热水器热交换器元件，它由第一和第二板连接在一起形成，并在它们之间形成至少一个沟槽，以便在所述元件内提供至少一条液体流道，及在其外侧提供一燃烧热传送表面，所述元件的特征在于，所述至少一条流道各组成一单一路径，该路径以蜿蜒的方式沿一个方向横跨所述元件的一部分延伸，并沿相反方向横跨所述部分。
2.如权利要求1所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道横跨所述元件的全部宽度延伸。
3.如权利要求1或2所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道以曲折的或正弦曲线的形状横跨所述板延伸。
4.如权利要求1至3之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述第一板具有单一连续的凹槽，当一平的第二板连接在其上时，所述沟槽形成。
5.如权利要求1至4之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述第一板和第二板各具有一系列不连续的凹窝，由此，在所述第一板上的相邻的凹窝与在所述第二板上的一系列相邻的和部分重叠的凹窝连接以形成所述通道。
6.如权利要求1至5之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述蜿蜒方式是这样的，流道至少两次横跨元件。
7.如权利要求1至6之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述水流道的形状类似下述一种一般螺旋形的，瓶塞钻形的，直角螺旋形的，或漩涡形状的。
8.如权利要求5至7之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道要求其中的液体沿在具有直线路径的所述第一板上的所述凹窝之一流动，然后通过约90度的方向变化流入所述第二板，然后通过约90度的方向变化流动经过在所述第二板上的一相邻凹窝，并以直线路径通过所述相邻凹窝。
9.如权利要求1至8之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，在从所述第一板过渡到所述第二板后，所述凹窝提供一直线路径，直线路径的最大长度在凹窝的深度或高度的三至七倍范围内。
10.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述第一板和第二板各具有延伸离开所述第一板和第二板的连接平面的弯边。
11.如权利要求10所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述弯边沿着所述板的侧边缘从一前边缘延伸至一后边缘。
12.如权利要求10或11所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述弯边在朝向所述板的中心的方向沿着前边缘和后边缘延伸一段距离。
13.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述元件由相同的板背对背安装形成。
14.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器元件和/或形成所述热交换器元件的板具有可嵌套的形状。
15.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器元件具有一形状，该形状包括一主体部分和延伸离开该主体部分的至少两个臂。
16.如权利要求15所述的热水器热交换器元件，其特征在于，该两个臂以下述方向之一离开主体部分互相平行，互相分叉离开，互相会聚；或产生下述形状之一Y形，U形，C形，E形，H形，V形或其它任何适当的形状。
17.如权利要求16所述的热水器热交换器元件，其特征在于，当相邻的元件放置在一起时，元件的臂形成一环绕一燃烧室的水箱。
18.如权利要求15所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器元件具有一形状，由此，两臂以互相相反方向延伸成一T形。
19.如权利要求18所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述T形的横杆形成所述燃烧室的端壁。
20.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述元件包括至少一个凹窝结构，由此，当两个或多个这种元件并排设置时，所述凹窝结构对齐以形成一能够接纳液体的集管，而它将同时引导所述液体通过所述各热交换器元件。
21.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，前边缘基本上随着流道成形。
22.如权利要求21所述的热水器热交换器元件，其特征在于，沿所述前边缘的点具有与最近的沟槽最小的距离，这样所述最小的距离是相同的。
23.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述各板具有一结构，以便在熔合前允许所有的板被放置在一起。
24.如权利要求23至26所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述结构是在所述第一板和第二板上的一凸缘，这样当背对背安装时，所述凸缘均沿同一方向延伸。
25.如权利要求24所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述凸缘与所述板成一角度。
26.如权利要求24或25所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述凸缘部分地环绕着所述板的周边延伸。
27.如权利要求24或25所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述凸缘完全地环绕着所述板的周边延伸。
28.一种热水器热交换器元件，它由第一板和第二板形成，第一板和第二板之间形成有沟槽，从而在所述热交换器内侧形成一液体流道，在所述热交换器的外侧形成一热传送表面，其中，构成所述液体流道，而所述热传送表面横跨所述热交换器元件的宽度被改变。
29.如权利要求28所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述第一板具有单一连续凹槽，由此，当一平的第二板连接在其上时，形成所述流道。
30.如权利要求28所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述第一板和第二板各具有一系列不连续的凹窝，由此，在所述第一板上的相邻的凹窝与在所述第二板上的凹窝连接，形成所述液体流道。
31.如权利要求28至30之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道是下述形状之一曲折的形状或正弦曲线的形状。
32.如权利要求28至31之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述液体流道被制造成在其前边缘处或附近提供一与在所述元件的后边缘附近的直线部分的长度相比是不同长度的直线部分。
33.如权利要求28至32之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道具有一单一路径，它以蜿蜒的方式横跨所述元件的全部或部分延伸。
34.如权利要求28至33之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道至少两次横跨所述元件的部分或全部延伸。
35.如权利要求28至34之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，在所述第一板和/或第二板前边缘附近的凹窝或沟槽部分的长度之间的夹角与在后边缘区域内的夹角相比被改变。
36.如权利要求3 1至34之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，在所述前边缘附近的所述流道里的所述曲折的或正弦曲线的形状的幅度与在所述后边缘附近的所述曲折的或正弦曲线的形状的幅度相比被改变。
37.如权利要求28至32之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述流道分成多个平行的液体流道，使在所述后边缘附近横跨所述元件的沟槽与在所述前边缘附近横跨所述元件的沟槽连接。
38.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器的厚度从所述前边缘至所述后边缘逐渐增加。
39.如前述权利要求之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，在所述板上的所述凹窝的深度从所述前边缘至所述后边缘逐渐增加。
40.如权利要求38或39所述的热水器热交换器元件，其特征在于，当两个或多个元件互相邻接时，一燃烧产物流道形成在相邻的板之间，靠近所述前边缘的所述燃烧产物流道与在所述后边缘处相比具有不同的横截面。
41.如权利要求1至40之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，元件由板形成，而板由两个或多个板部分形成，这些板部分结合在一起形成一复合的单一板。
42.如权利要求41所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述板具有不同材料制成的部分。
43.如权利要求1至42之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器元件具有一前边缘，它由与包含所述凹窝或沟槽的热交换器元件的其余部分不同的材料形成。
44.如权利要求43所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述前边缘具有一形状，或导致促进燃烧室里的燃烧的效果。
45.如权利要求1至44之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热交换器元件包括一旁通沟槽，它连接进入集管和排出集管。
46.如权利要求1至45之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，在所述热交换器元件里的水流道可在预定点互相交叉，以便使水流在这里互相混合、穿过或在上面和下面穿过。
47.如权利要求1至46之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热水器热交换器元件具有一个以上的进口和出口，各进口与一出口连通，这样，所述热交换器元件可具有一条以上的经过其中的液体回路。
48.如权利要求47所述的热水器热交换器元件，其特征在于，使用时，热交换器元件的最热部分接纳第一回路，而第二回路在元件的较冷部分处被加热。
49.如权利要求1至48之一所述的热水器热交换器元件，其特征在于，所述热水器热交换器元件除了一系列不连续的凹窝外具有连续的周边路径，以便为水箱功能服务。
50.一种热交换器，由许多如权利要求1至49之一所述的热交换器元件形成，所述元件在所述热交换器里被相同取向和平行安装。
51.如权利要求50所述的热交换器，其特征在于，一元件上的所述第一板的凹窝的外侧表面与在所述第二板上的凹窝的外侧表面在不连续线或接触点处接触。
52.如权利要求51所述的热交换器，其特征在于，所述不连续线或接触点以下述方式之一固定、连接、通过熔合连接、通过铜焊连接、通过焊接连接、通过扩散焊接连接。
53.如权利要求52所述的热交换器，其特征在于，使用时，燃烧产物被迫环绕所述沟槽和形成一旋绕燃烧路径的不连续线或接触点通过所述热交换器。
54.一种水箱组件，供即时燃烧热水器使用，该组件包括其上具有一系列凹窝的板，所述板成对地安装在一起，成对的板平行安装而形成一热交换器，该热交换器与一水箱交界，而水箱由其上具有沟槽或凹窝、从而允许水流动经过所述水箱的板形成，所述水箱与热交换器连接或一体形成，所述热交换器和水箱具有使它们互相连接的通道，以便允许液体在板之间经过，该组件被固定在一起，从而在所述组件内形成具有燃烧产物通道和水通道的燃烧室。
55.如权利要求54所述的水箱组件，其特征在于，它包括权利要求1至49之一所述的热交换器元件。
56.如权利要求54所述的水箱组件，其特征在于，它包括权利要求50至53之一所述的热交换器。
57.如权利要求54所述的水箱组件，其特征在于，所述水箱组件由许多板形成，这许多板包括形成如权利要求15至17之一所述的热交换器的至少一第一板，以及形成如权利要求18或19所述的第二热交换器元件的至少一第二板，由此，所述许多板各自与相同的板背对背连接，形成许多中间的和端部的热交换器元件，所述水箱组件通过将所述中间热交换器夹在所述端部热交换器之间并将它们固定在一起而构成的。
58.如权利要求55至57之一所述的水箱组件，其特征在于，所述元件大致垂直取向，这样，当组装所述元件时，所述元件的前边缘通常与所述水箱组件的深度对齐。
59.如权利要求55至57之一所述的水箱组件，其特征在于，所述元件大致垂直取向，这样，当组装所述元件时，所述元件的前边缘通常与所述水箱组件的宽度对齐。
60.如权利要求55至57之一所述的水箱组件，其特征在于，所述元件大致水平取向。
61.如权利要求60所述的水箱组件，其特征在于，所述元件包括贯通的孔，以便允许燃烧产物在成对的元件之间流动。
62.如权利要求54至61之一所述的水箱组件，其特征在于，热交换器的板适合于产生水的紊流通过水通道。
63.如权利要求54至62之一所述的水箱组件，其特征在于，热交换器的板适合于产生燃烧气体的紊流通过外部。
64.如权利要求54至63之一所述的水箱组件，其特征在于，热交换器的板是这样的，它们的外部表面也提供一逸出路径，供使用时形成的冷凝物使用。
65.一种热水器，它具有如权利要求1至49之一所述的热交换器元件。
66.一种热水器，它具有如权利要求54至65之一所述的水箱组件。
67.如权利要求65或66所述的热水器，其特征在于，还包括一储存装置，以便接纳热水，否则，当使用者关闭一阀、从而防止热水通过上述阀时，该热水将停留在所述设备里。
68.如权利要求67所述的热水器，其特征在于，在所述储存装置里的热水在所述阀被重新打开时通过所述阀。
69.一热水器系统，它具有至少两个水流道，而两个流道通过一水/燃气热交换器，它将来自燃烧产物的热量传送给在所述回路里的水，所述至少两个流道中的第一流道包括串联的散热装置和串联的水/水热交换器，其中，在所述第一流道里的水可传送热量给在所述第二流道里的水或接受来自所述第二流道里的水的热量，较佳的是，在所述第一流道里的所述水在一封闭的回路里。
70.如权利要求69所述的热水器系统，其特征在于，所述至少两个流道中的所述第二流道包括一冷水进口。
71.如权利要求70所述的热水器系统，其特征在于，所述冷水进口分裂成两个支水流道，第一支水流道将水输送给所述水/水热交换器，而第二支水流道将水输送给所述水/燃气热交换器。
72.如权利要求71所述的热水器系统，其特征在于，当在来自所述系统的一出口管道上的一阀处于打开状态时，所述第二支水流道可与所述第一支水流道合并，以便水流出所述系统。
73.如权利要求71所述的热水器系统，其特征在于，当在来自所述系统的出口管道上的阀处于关闭状态时，在所述第一和第二支水流道里的水循环。
74.一种制造水箱组件的方法，包括制造冲压成形的热交换器板，把成对的板安装在一起形成一热交换器元件，将许多热交换器元件安装在一起形成一多层结构，所述组件具有一燃烧室和在所述组件内的燃烧产物通道和水通道。
75.如权利要求74所述的方法，其特征在于，形成两种类型的热交换器元件，即端部元件和中间元件，而所述端部元件具有不同于所述中间元件的水流道。
76.如权利要求74或75所述的方法，其特征在于，所述热交换器板是这样制造的，形成一块板的坯料不需要的那部分是接下来的冲压的板的一部分。
77.如权利要求74至76之一所述的方法，其特征在于，所述热交换器元件可平行组装，它们可是下述方式中的任何一种如果垂直取向，元件可这样延伸，它们的前边缘大致平行于燃烧室或热水器的宽度延伸，而水箱组件安装在其中；如果垂直取向，该元件可这样延伸，它们的前边缘大致平行于燃烧室或热水器的深度延伸，而水箱组件将安装在其中；或水平取向。
全文摘要
一种供即时燃气热水器(10)用的水箱组件(50)，该组件包括用铜板或镀铜钢板冲压形成的成型板(51)，一块板是另一块板的倒置镜象，所述板成对地安装在一起，成对的板以平行方式安装而形成一热交换器。热交换器与一水箱(52)交界，而该水箱包括由铜板和镀铜钢板制造的、重叠的侧板和端板，它们互相固定形成板堆，该组件(52)熔合在一起形成一燃烧室(50A)，以及在所述组件里的不连续的燃烧的燃气通道和水通道。
文档编号F24H1/12GK1398337SQ99817081
公开日2003年2月19日 申请日期1999年12月14日 优先权日1999年12月14日
发明者D·W·曼利, K·马斯塔莱尔茨, Q·A·C·亚当, M·H·坎普 申请人:瑞姆澳大利亚控股有限公司