热水器换热方法与装置制造方法及图纸

一种热水器，由燃烧室１、换热器４、排烟道７、保温隔热层６和燃烧控制系统组成，其特征在于：采用迫使高温烟火从连片的水区域内穿过的方法进行换热，在能量交换的空间界面上，是低温介质包围高温介质；热水器燃烧室１与排烟道７在空间上不直接连通，两者被换热器４作物理分隔；燃烧室１顶部与换热器４底部连通，换热器４顶部与排烟道７连通；换热器４和燃烧室１的侧表面被不透气的保温隔热层６紧密包敷填充，燃烧室１底部被保温隔热层包敷；燃烧区和换热区各自独立，互不包容，体现在在热水器视图上，换热器的水平投影和燃烧室的水平投影有各自的边界，且各自边界没有相互重叠的部分；换热器４是容水的箱体，在换热器上下表面之间有穿透的金属换热腔３。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃烧热水器换热方法和热水器装置，尤其是包括换热器、燃烧室、排烟道、保温隔热层的燃烧热水器。
技术介绍
热水器是生产热水的装置。目前市售的燃烧热水器和生产热水的壁挂炉都包括换热器和燃烧室以及排烟道。换热器是高温介质与低温介质进行能量交换的装置。燃烧室是燃料燃烧把物质能转化为热能的装置。现有热水器和壁挂炉，燃烧室顶端直接连通排烟道；换热器置于燃烧室内，从视图上看，换热器空间和燃烧室空间在水平方向投影互相重叠；热水器的换热器是置于高温烟火中的金属水管，工作时水穿过烟火区域，在能量交换的空间界面上，总是高温介质(烟火)包围低温介质(水)。从编号为200410034193A的中国专利文献，编号为200420010962A的中国专利文献，编号为86201096A的中国专利文献描述以及市售热水器可以看到现有热水器的结构、燃烧换热方式。现有热水器有其缺点，燃烧室顶端直接连通排烟道，在换热区域内，高温烟火存在大块连续的气团空间，在气团空间中心位置的高温烟火不能充分参加热交换，结果到达排烟道的烟气温度较高，形成能量损失；还有部分热水器的燃烧室是开放结构，工作时从燃烧室向外部辐射一定热量，燃烧产生的高温烟火会有小部分沿着热水器外壳内侧上升到排烟道，形成能量损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种热水器，采用不同的燃烧换热方式和换热器结构，克服目前热水器存在的上述缺点。为解决上述技术问题，本专利技术的热水器由燃烧室1、换热器4、排烟道7、保温隔热层6和燃烧控制系统组成；采用迫使高温烟火从连片的水区域内穿过的方法进行换热，在能量交换的空间界面上，是低温介质包围高温介质；燃烧室1与排烟道7在空间上不直接连通，两者被换热器4作物理分隔；燃烧室1顶部与换热器4底部连通，换热器4顶部与排烟道7连通；换热器4和燃烧室1的侧表面被不透气的保温隔热层6紧密包敷填充，燃烧室1底部被保温隔热层包敷；燃烧区和换热区各自独立，互不包容，体现在在热水器视图上，换热器的水平投影和燃烧室的水平投影有各自的边界，且各自边界没有相互重叠的部分；换热器4是容水的箱体，在换热器上下表面之间有穿透的金属换热腔3。本专利技术热水器工作时，燃料在燃烧室燃烧，产生的全部高温烟火只能在穿过换热器上金属换热腔3的腔孔11进行换热后才能到达排烟道7，金属换热腔的腔孔是高温烟火到达排烟道的必经通道。换热器4是容水的箱体，有下表面2、上表面5和侧表面，有出水口8和进水口9，穿透换热器上下表面之间的金属换热腔3的数量至少有一支以上，多个腔孔表面形成的换热面积大；热水器工作时，烟火穿过水区域；高温烟火被金属换热腔3的腔孔11分割成多个被水包围的不连续的截面积较小的烟火区域，烟火到达排烟道7之前能够充分换热；在能量交换的空间界面上，是低温介质包围高温介质。换热器上的金属换热腔3，有贯通腔体两端的腔孔11；在工作温度下其材质可以是不同的固态金属；换热腔外壁12和内壁13可以是光滑表面形状，或是不连续的凹凸表面，或是连续的沟槽表面，或是翼翅表面等形状；换热腔的形态可以是直管状，或是弯曲管状，或是螺旋管状。热水器有保温隔热层6，保温隔热层严密包敷换热器4的侧表面，但是除了与排烟道7连通的上表面部分和与燃烧室1连通的下表面部分以及出水口8、进水口9位置；保温隔热层6严密包敷燃烧室1的空间表面，但是除了与换热器4连通的上部以及燃料与空气进口10位置；分别包敷换热器和燃烧室的保温隔热层以及两者的衔接处在热水器工作时是不透烟气的。本技术方案的热水器，可以是壁挂安装形式的，或是落地安装形式的，或是小范围移动形式的以及车载安装形式的。为了控制出水温度和燃烧工况，本技术方案的热水器有燃烧控制系统，控制系统检测出水口的水温度和进水口的水温度，还检测作为参考量的环境温度，控制系统经过计算输出控制指令，调节燃烧强度，使出水温度满足要求。本专利技术方案的热水器，采用不同的燃烧换热方式，使烟火穿过水区域；高温烟火被金属换热腔腔孔分割成多个被水包围的不连续的截面积较小的烟火区域，消除了大块的空间连续的高温烟气团，多个换热腔腔孔表面形成的换热面积大，换热充分，排烟温度低；彻底阻断了部分烟火不参加换热或换热不充分就排出的通道，迫使全部烟火必须从换热器穿过参加换热；燃料在封闭的燃烧室燃烧，消除了向外部的热辐射。综上所述，本专利技术技术方案克服了现有燃烧热水器的缺点，对进一步提高热水器效率、节省能源十分有利。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术热水器的结构示意图。图2是本专利技术金属换热腔与换热器上下表面连接的示意图。图3是控制系统工作原理图。具体实施例方式图1所示热水器由燃烧室1、换热器4、排烟道7和保温隔热层6组成，换热器4把燃烧室1与排烟道7完全分隔开。燃烧室顶部与换热器底部连通，换热器顶部与排烟道连通；换热器和燃烧室的侧表面被不透烟气的保温隔热层紧密包敷填充，燃烧室底部被保温隔热层包敷。从示意图中看到，热水器的燃烧区和换热区各自独立，分界明显，两个区域没有相互重叠或包含的部分。换热器是由其下表面2、上表面5和侧表面围成的金属容水箱体，换热器有出水口8和进水口9，在换热器上下表面之间，贯穿金属换热腔3。换热器径向截面可以是圆形，也可以是其他形状。本专利技术热水器的换热腔3采用单一纯铜质金属加工，也可以选用其他金属材料或者复合金属材料。金属换热腔3有贯通腔体两端的腔孔11，换热腔腔孔的横截面可以是圆形，也可以是其他形状。换热腔内外壁可以是光滑表面，也可以为了增加换热面积加工成不连续的凹凸表面，或是加工成连续的沟槽表面，或是加工成翼翅表面等形状。换热腔的整体形态可以是直管状，或是弯曲管状，或是螺旋管状。保温隔热层6包敷如示意图所示。保温隔热材料用市售材料，选用包敷燃烧室的材料注意温度要求。保温隔热层外面是热水器的外壳，外壳可以用金属薄板制成，外壳上有适合安装固定的部件，外壳和安装部件用公知技术制作。排烟道7用金属薄板制成，用公知技术制作。以气体燃料为例，用市售的燃具置于燃烧室1之内，燃料和助燃的空气从燃料和空气入口10补充。换热器进水和出水需要一定的压力，该压力由水泵、高位水箱或者城市自来水管道提供。本技术方案的热水器，可以是壁挂安装形式的，或是落地安装形式的；当以小范围移动形式安装时，换热器入水口9的连接管道应该使用软管；当以车载形式安装时，不能使用城市自来水管道作为供水压力的装置。本热水器工作时，燃料在燃烧室燃烧产生高温烟火，需要的燃料和空气从入口10得到补充，高温烟火只能从金属换热腔的腔孔11排出燃烧室，全部高温烟火在穿过换热腔腔孔时与包围换热腔外壁12的水介质换热；换热器4内部的水介质从换热腔表面和换热器下表面2吸收热量，升高温度，从出水口8流出，冷水从进水口9不断补充。从附图1中可以看到，高温烟火被金属换热腔腔孔11分割成多个被水介质包围的不连续的截面积较小的烟火区域，没有大块连续的气团空间存在条件，因此换热充分，排烟温度低附图2是金属换热腔与换热器上下表面连接的局部示意图，如图所示，换热器下表面2和上表面5之间贯穿金属换热腔3，金属换热腔外壁12与换热器上下表面的连接是不漏气不漏水的密封连接，本实施方式采用焊接连接，14是连接焊缝；也可以采用其他密封连接方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊光，韩知躬，
申请(专利权)人：韩磊光，
类型：发明
国别省市：