CN201434491Y - 提高热效的热水器结构 - Google Patents

Abstract

一种提高热效的热水器结构，包括：一鼓送燃气的鼓风机；一套接于鼓风机出气口的燃烧器；一筒口朝下倒置的热交换筒，其基底中央上穿伸入燃烧器，使热交换筒内腔成为燃烧室，且热交换筒内腔周围顶角垂设数支辐射排列的焰管，并于热交换筒基底周围，隔设连通焰管引导燃烧焰气上弯排出的排烟通道、以及一筒口朝下倒置的供水筒，其筒径大于热交换筒，并相隔出容纳加热水流的夹层空间，将热交换筒及热交换筒周围垂设的焰管包套住，于供水筒侧底预设位置开设冷水入口，且供水筒顶中央竖伸出热水出口。本实用新型可大幅高热交换的效率。

Description

提高热效的热水器结构

技术领域

本实用新型涉及一种热水器，尤其涉及一种能连续地供应稳定温度的热水、不会产生供水压骤降，节省能源的提高热效的热水器结构。

背景技术

现有热水器有直接从下方加热储水筒流出热水，也有未设储水筒，而加热导热输水管，未设储水筒，而加热导热输水管的热水器，主要包括一本体、一焰管、一燃烧器及一导热输水管，其中该焰管设于本体中央，燃烧器设于焰管下方，而导热输水管的输入管口向下延伸，穿过本体管接冷自来水管，且导热输水管的管身伸到焰管周围盘绕并向上回升，使导热输水管的输出管口穿出本体管接热水总接管，由此使流过导热输水管的水受热，变成热水送出，此加热水结构虽然简单易制，却存在下列缺点：

1.由于燃烧器、焰管及导热输水管配接位置周围，均有很多穿透本体与外界大气相通的通风孔璧、散热缝孔、烟孔等，使其有很好的空气对流流通性，容易补入空气助燃，但因燃烧加热位置几乎全部开放，燃烧产生的热量也很容易散发到外界大气，没有封闭燃烧空间能持续保持热温，节制热量进行有效传导的效果，使热交换效率不足，没有将全部热量传导到导热输水管，充分对管内水快速加热，且散逸地热量会逐渐加热本体外壳，导致人们误摸触本体外壳而烫伤。

2.再由于开设的对流通风孔、散热缝孔、烟孔等皆为固定孔径，只能以自然对流方式送排空气经过燃烧器助燃，容易受周围风雨吹袭使供气过量遽增或剧减，甚或吹摇燃烧火焰，且人们使用热水器开转热水龙头取水时，不一定以相同的出水量，控制燃气流往热水器(燃气例如瓦斯)于一固定量，调变出水量瞬间，自然对流供气方式会来不及因应，无法随时保持准确稳定地空燃比，导致使用当中无法完全燃烧，会产生积碳降低使用寿命，亦会因未完全燃烧产生如CO等有毒气体，使周围的人中毒，另且易受外风吹袭的燃烧火焰，也容易外泄瓦斯毒气使周围人们瓦斯中毒，加上前项所述无法将全部热量传导到导热输水管的缺点，使现有热水器的热效率仅有75～82％，耗能不经济。

3.另外，由于现有热水器的导热输水管必须为较热水总接管更细的细圆管，才能快速地受焰管加热，使单位时间内无法大量供应热水，在刚开用热水器时，必须花长时间(约5-15分钟)等冷水变成热水，且一旦要同时对多人多处供应热水，就会导致导热输水管管接热水总接管处，来不及供应热水，产生显著地热水压降，让人们无法放心地使用热水。

而直接从下方加热储水筒流出热水的热水器，则因燃烧器加热储水筒到筒内大量的储水完全热够，要花更长的等待时间，虽然筒内水吸入足够的热量后，能瞬时提供大量热水供多人洗用，但一过用热水高峰期后，就会来不及再烧热热水，反而使整段冲浴长时间内，会强烈感受热水一下变热一下变冷，无法舒服地享受热浴，且不管是直接从下方加热储水筒流出热水，或未设储水筒，而是加热导热输水管的热水器，其燃烧器产生地燃烧热焰及热气，皆只任其从下方往上升，热传导到储水筒或导热输水管内，不再将热焰及热气回引导流到其它能加热水部位，只产生单一次热交换加热热水效果，升到顶上外排的热气仍带有很多余热，排到大气浪费掉，没有彻底利用燃烧热量，由此可见，现有热水器加热水的热效率都很低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种提高热效的热水器结构，其提高热水器的热效率。

本实用新型即旨在提供一种提高热效的热水器结构，其是由一热交换筒、一以水罩盖隔离热交换筒的供水筒、一燃烧器、及一鼓送燃气的鼓风机所构成，其中该燃烧器套接于鼓风机的出气口，从热交换筒基底中央上穿伸入，使热交换筒内腔成为燃烧室，然后从热交换筒内腔周围顶角垂设数支辐射排列的焰管，且该些焰管受供水筒内水流包覆，并通往热交换筒基底周围隔设的排烟通道上弯排出，另于供水筒侧底适当位置开设冷水入口，且供水筒顶中央竖伸出热水出口，由此达成以下列优点：

1.热交换筒内对应燃烧器所在的燃烧加热位置几乎密闭，仅有鼓风机的出气口及焰管与之相通，倚赖鼓风机强制推进预定准确混合比例的空气及燃气，且推动燃烧热气，从热交换筒顶，穿入焰管，使燃烧热对流完全受控引导，不使热量有从其它孔洞散逸机会，充分与交换筒顶部及交换筒周围所设焰管外的水进行热交换，因此加热水的热效率极高。

2.其焰管截面呈宽扁管形，比圆管状减少管内截面积，且外管壁整个进入供水筒内周围的水中，使其比现有热水器的直圆管形焰管有更大散热表面积，能更快传热到水中，增加热焰气与水的热交换效率。

3.更由于其完全不以自然进气，而以鼓风机强迫鼓吸空气与燃气混合的燃气，送入热交换筒内燃烧，且现今完全燃烧的空燃比理论成熟，及依完全燃烧所须空燃比调变设计的比例阀体极为精准，因而在不受外界气流进入干扰下，当然能使鼓风机吸入的燃气为正确精准的空燃比燃气，产生完全燃烧，使其正常运作下热效率可高达98％，即有相同热度的热水供应，却可以耗用更少燃气，节约能源。

4.因能完全燃烧，遂即不产生然烧积碳，使热水器燃烧功能长久。

5.又因能完全燃烧，且燃烧器的燃烧位置朝上，按照热气必往上升的方位布设，而倒覆的热交换器顶部也不会积留水汽，使吸入热交换筒的空气纵含有些微水汽湿度，也会快速烧干排出，达到使用寿命长的效果。

6.再由于其能完全燃烧，几乎不会产生未完全燃烧的毒气例如CO，且燃烧器所在的燃烧加热位置几乎密闭在热交换筒内，纵有微量毒气产生也会完全受强制鼓风气流推动，经排烟通道向室外安全排出。

7.于热交换筒和供水筒之间形成水道，送入待加热的水，因而能借由水流不断吸走热交换筒、及交换筒周围所设焰管传来热量同时，发挥冷却供水筒作用，使燃烧热度不再传热到供水筒，让人们不会因碰触供水筒外壁而烫伤，使用上极为安全。

8.再者，本实用新型此种热水器由于是将焰管直接贯穿供水筒内周围的水，使焰管外表面直接泡入水中，以较大表面积的焰管加快将焰气携带的热量传到水中，而要容纳多根焰管外表面受泡浸入，就必须在供水筒与热交换筒周围外壁、及焰管外周围之间，有更大地容纳受热水流空间，以此受热成为热水往热水出口上流出到热水总接管处时，不会因前后端流管截面积差距变大，而产生来不及供应多处热水，导致热水压降的缺点，能保证同时多人使用热水。

9.另且，本实用新型提高热效的热水器结构，可大幅提高热交换的效率，比现有热水器只有单一次热交换加热热水的效果，更彻底利用燃烧热量加热热水，也大大地降低了外排的热气，且确保热水的热效率极高同时，排热废气少更为环保。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型提高热效的热水器结构的剖视图。

图2是图1所示的仰视图。

图3是本实用新型提高热效的热水器结构的热交换筒结合水筒的剖视图。

图4是图3所示的仰视图。

图5是本实用新型提高热效的热水器结构的实施例图。

图6是图5所示V-V剖线的剖视图。

图中标号说明：

1....热交换筒

1A....热交换筒底座

11....热交换筒内腔

1C....热排烟道

1D....排水导管

14....供水筒

141....冷水入口

142....热水出口

12....热交换室

2....燃烧器

5....鼓风机

5A....燃气出口

5B....助烧空气入口

13....焰管

13A，13B....缩扁端管壁

13C，13D....拉宽端管壁

15....加热水流

16....燃烧焰气

17....冷凝水

18....热水出水管

19....冷水进水管

20....箱壳

21....排气口

22....进气口

23....瓦斯比例阀

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，本实用新型提高热效的热水器结构主要由一热交换筒1、一以水罩盖隔离热交换筒1的供水筒14、一燃烧器2、及一鼓送燃气的鼓风机5构成，其中该燃烧器2套接于鼓风机5的燃气出口5A，从热交换筒底座1A中央上穿伸入，使热交换筒内腔11成为燃烧室，又从热交换筒内腔11周围顶角垂设数只辐射排列的焰管13，且该些焰管13受供水筒14内围水流包覆，并通往热交换筒底座1A周围隔设的热排烟道1C上弯排出，另于供水筒14侧底预设位置开设冷水入口141，且供水筒14顶中央竖伸出热水出口142。

而热交换筒1周围垂设的焰管13，与供水筒14相互间的形状及配置情形，如图3及图4所示，热交换筒1与供水筒14皆为筒口倒置、筒顶向呈外拱弧凸出的圆筒体，且供水筒14筒径大于热交换筒1，并以相隔出热交换室12的方式，将热交换筒1及热交换筒10周围垂设的焰管13包套住，另将该些焰管13截面特别形成宽扁管形，使其表面积与截面积的比例增大，以便一方面增加热交换面积，而另一方面减缓焰气流，速进而更有效的在缩扁端管壁13A、3B，拉宽端管壁13C、13D散热表面积上进行热交换。此外，由于焰管13是宽扁管形并以径向辐射排列方式安装于供水筒4内，故供水筒4的体积得以尽量缩小，并减轻重量，且同时可减少供水筒14内的蓄水量，使水温可以瞬间1提高。此外，焰管13的内部可设有弯曲构造的通道，以便进一步减缓焰气流速及增加热交换面积。

本实用新型可从供水筒14侧底的冷水入口141，将预加热水流15注入夹层空间12，而燃烧焰气16一升到热交换筒1内顶部时，便会向周围顶角挤入焰管13向下排出，整段燃烧焰气16升降过程都会向夹层空间12内的加热水流15排热，使加热水流15流到对应热交换筒1顶部时，几乎完全吸到燃烧热量，向热水出口142流出热水提供热洗使用，因此不论是燃烧焰气16或加热水流15流向、及相互之间的热量交换部位，皆符合热流上升、冷流下降的流体热力学运动模式，能有效提升热效率。

本实用新型实施例如图5、图6所示，整体可以箱壳20包覆，箱壳20上端开设热排烟道1C上弯末端穿出的排气口21，且于箱壳20预设位置开设进气口22，并将热水出水管18管接热水出口142，冷水入口141管接冷水进水管19，另将常用处理空燃比的比例阀23的燃气出口，管接助燃空气入口5B，启动燃烧就能发挥加热水功能，而实体设置上，又可选在供水筒14侧底临近热排烟道1C上弯排出位置，开设冷水入口141，且另可于热排烟道1C对应于热交换筒底座1A底壁旁适当位置，开设有排水导管1D，以更强化排除燃烧焰气16里头的冷凝水17。

综上所述，本实用新型提高热效的热水器结构，确实具有较现有热水器更加提高热效、使用寿命长、环保节能、以及使用安全的功效。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种提高热效的热水器结构，其特征在于，包括：

一鼓送燃气的鼓风机；

一套接于鼓风机出气口的燃烧器；

一筒口朝下倒置的热交换筒，其基底中央上穿伸入燃烧器，使热交换筒内腔成为燃烧室，且热交换筒内腔周围顶角垂设数支辐射排列的焰管，并于热交换筒基底周围，隔设连通焰管引导燃烧焰气上弯排出的排烟通道、以及一筒口朝下倒置的供水筒，其筒径大于热交换筒，并相隔出容纳加热水流的夹层空间，将热交换筒及热交换筒周围垂设的焰管包套住，于供水筒侧底预设位置开设冷水入口，且供水筒顶中央竖伸出热水出口；

当使用时，燃烧器的周围首先会对供水筒的内侧面加热，进行第一次热交换，然后燃烧器直升火焰对供水筒弧顶加热，进行第二次热交换，最后燃烧器所产生的焰气经由供水筒弧顶导引反折向下通过辐射排列的焰管，进行第三次热交换，借此可大幅高热交换的效率。

2.根据权利要求1的提高热效的热水器结构，其特征在于：所述数支焰管截面均形成宽扁管形。

3.根据权利要求1的提高热效的热水器结构，其特征在于：所述数支焰管内部均具有弯曲构造的通道。

4.根据权利要求1的提高热效的热水器结构，其特征在于：所述热交换筒及供水筒，皆为筒顶向外呈拱弧凸出的圆筒体。

5.根据权利要求1的提高热效的热水器结构，其特征在于：所述排烟通道对应于热交换筒基底壁旁预设位置，开设有排水引管。

6.根据权利要求1的提高热效的热水器结构，其特征在于：所述供水筒侧底开设冷水入口的接管，临近排烟通道上弯排出位置。

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