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燃气热 水器

阅读：1035发布：2020-07-17

专利汇可以提供燃气热水器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种燃气热水器，设置有冷水进水管和热水出水管，该燃气热水器包括：壳体，内部形成燃烧室；催化燃烧器，安装在所述燃烧室内；预热燃烧器，安装在所述燃烧室内并用于加热所述催化燃烧器；风机和预混装置，所述预混装置设置有燃气进气口、助燃气体进气口和混合气体出气口，所述风机的进风口连通所述预混装置的混合气体出气口，所述风机的出风口连通所述燃烧室；换热器，换热器的一端连通所述冷水进水管，另一端连通所述热水出水管，所述换热器用于吸收所述预热燃烧器燃烧和所述催化燃烧器燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。本实用新型燃气热水器的结构紧凑，并能充分提高能源利用率和减少有害物质的排放。，下面是燃气热水器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃气热水器，设置有冷水进水管和热水出水管，其特征在于，所述燃气热水器包括：
壳体，内部形成燃烧室；
催化燃烧器，安装在所述燃烧室内；
预热燃烧器，安装在所述燃烧室内并用于加热所述催化燃烧器；
风机和预混装置，所述预混装置设置有燃气进气口、助燃气体进气口和混合气体出气口，所述风机的进风口连通所述预混装置的混合气体出气口，所述风机的出风口连通所述燃烧室；
换热器，换热器的一端连通所述冷水进水管，另一端连通所述热水出水管，所述换热器用于吸收所述预热燃烧器燃烧和所述催化燃烧器燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。
2.如权利要求1所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括集热罩，所述集热罩呈一端敞口设置并安装在所述燃烧室内，所述集热罩位于所述预热燃烧器燃烧产生的热气流的流径上且所述敞口面向所述预热燃烧器，所述催化燃烧器容设于所述集热罩内。
3.如权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体包括本体及集热筒，所述本体的横截面积大于所述集热筒的横截面积，所述集热罩位于所述本体内，所述预热燃烧器位于所述集热筒内；所述集热筒与所述本体连通。
4.如权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，所述本体的底壁上设有开口，所述壳体还包括自所述开口边缘向所述本体内延伸形成的加固壁，所述集热筒的一端穿过所述开口并延伸至所述集热罩内，且所述集热筒侧壁与所述加固壁密封连接。
5.如权利要求3所述的燃气热水器，其特征在于，所述壳体还包括设置于所述本体内壁的隔热层。
6.如权利要求2所述的燃气热水器，其特征在于，所述集热罩的顶壁具有面向所述催化燃烧器的导流面。
7.如权利要求1-6中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括温度传感器和与所述温度传感器电连接的控制器，所述温度传感器用于检测所述催化燃烧器的温度，所述控制器用于在所述燃气热水器启动时，控制所述预热燃烧器燃烧以加热所述催化燃烧器，并在所述催化燃烧器的温度达到催化起燃温度以上时控制所述预热燃烧器熄灭。
8.如权利要求1-6中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述预混装置为文丘里混气装置。
9.如权利要求1-6中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述换热器的数量为两个，分别为第一换热器和与所述第一换热器连通的第二换热器，所述第一换热器为翅片式换热器，所述第二换热器为盘管式换热器并环嵌于所述壳体的侧壁上，所述冷水进水管连通所述第二换热器，所述热水出水管连通所述第一换热器。
10.如权利要求1-6中任一项所述的燃气热水器，其特征在于，所述风机为防爆风机。

说明书全文

燃气热 水器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及燃烧换热技术领域，特别涉及一种燃气热水器。

背景技术

[0002] 目前，传统的燃气热水器主要采用的燃烧方式为有焰燃烧，即燃料与氧气或空气进行的快速放热和发光、并以火焰的形式出现的氧化反应。这种燃烧方式不仅燃烧不完全、换热效率低、能源利用率不高，而且燃烧过程中生成的污染物较多，是造成雾霾天气频发的主要原因之一。实用新型内容

[0003] 本实用新型的主要目的是提出一种燃气热水器，旨在解决现有技术中燃气热水器能源利用率低且易生成有害物质的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型提出的一种燃气热水器，设置有冷水进水管和热水出水管，所述燃气热水器包括：

[0005] 壳体，内部形成燃烧室；

[0006] 催化燃烧器，安装在所述燃烧室内；

[0007] 预热燃烧器，安装在所述燃烧室内并用于加热所述催化燃烧器；

[0008] 风机和预混装置，所述预混装置设置有燃气进气口、助燃气体进气口和混合气体出气口，所述风机的进风口连通所述预混装置的混合气体出气口，所述风机的出风口连通所述燃烧室；

[0009] 换热器，换热器的一端连通所述冷水进水管，另一端连通所述热水出水管，所述换热器用于吸收所述预热燃烧器燃烧和所述催化燃烧器燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。

[0010] 优选地，所述燃气热水器还包括集热罩，所述集热罩呈一端敞口设置并安装在所述燃烧室内，所述集热罩位于所述预热燃烧器燃烧产生的热气流的流径上且所述敞口面向所述预热燃烧器，所述催化燃烧器容设于所述集热罩内。

[0011] 优选地，所述壳体包括本体及集热筒，所述本体的横截面积大于所述集热筒的横截面积，所述集热罩位于所述本体内，所述预热燃烧器位于所述集热筒内；所述集热筒与所述本体连通。

[0012] 优选地，所述本体的底壁上设有开口，所述壳体还包括自所述开口边缘向所述本体内延伸形成的加固壁，所述集热筒的一端穿过所述开口并延伸至所述集热罩内，且所述集热筒侧壁与所述加固壁密封连接。

[0013] 优选地，所述壳体还包括设置于所述本体内壁的隔热层。

[0014] 优选地，所述集热罩的顶壁具有面向所述催化燃烧器的导流面。

[0015] 优选地，所述燃气热水器还包括温度传感器和与所述温度传感器电连接的控制器，所述温度传感器用于检测所述催化燃烧器的温度，所述控制器用于在所述燃气热水器启动时，控制所述预热燃烧器燃烧以加热所述催化燃烧器，并在所述催化燃烧器的温度达到催化起燃温度以上时控制所述预热燃烧器熄灭。

[0016] 优选地，所述预混装置为文丘里混气装置。

[0017] 优选地，所述换热器的数量为两个，分别为第一换热器和与所述第一换热器连通的第二换热器，所述第一换热器为翅片式换热器，所述第二换热器为盘管式换热器并环嵌于所述壳体的侧壁上，所述冷水进水管连通所述第二换热器，所述热水出水管连通所述第一换热器。

[0018] 优选地，所述风机为防爆风机。

[0019] 本实用新型燃气热水器通过在燃烧室内设置催化燃烧器，先利用预热燃烧器上进行的有焰燃烧，当催化燃烧器的温度达到预设的催化起燃温度以上时，空气和燃气的混合气体可以在催化燃烧器上发生自持催化燃烧，因为催化剂的催化作用，燃气在较低温度下即可在催化燃烧器上进行燃烧，并且燃气接近完全燃烧，几乎没有CO排放。由于催化燃烧后的烟气温度比有焰燃烧的温度低且燃烧比较安全，可实现氮氧化物的低排放。因此，与有焰燃烧相比，催化燃烧是一种相对高效、清洁的燃烧方式，用相对高效、清洁的催化燃烧代替传统的有焰燃烧，能有效提高能源利用率和减少有害物质的排放。同时，本实用新型燃气热水器中所用的空气和燃气先通过预混装置混合后再通过风机的叶片搅拌，使空气和燃气混合更为均匀，加快了燃气的燃烧速度，进一步减少了有害物质的排放，提高了能源利用率，并且风机和预混装置占用的体积较小，使得燃气热水器的结构紧凑。附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

[0021] 图1为本实用新型燃气热水器一实施例的立体示意图；

[0022] 图2为图1的内部结构示意图；

[0023] 图3为图1的主视示意图；

[0024] 图4为图1的局部主剖视示意图；

[0025] 图5为图1的局部侧剖视示意图。

[0026] 附图标号说明：

[0027]标号名称标号名称标号名称
1 冷水进水管 2 热水出水管 3 壳体
30 燃烧室 31 本体 32 集热筒
33 加固壁 34 排烟管 4 催化燃烧器
5 预热燃烧器 51 点火器 6 风机
7 预混装置 8 第一换热器 9 第二换热器
10 集热罩 11 观火窗 111 压板
12 燃气进气管路 121 燃气进气阀 13 助燃气体进气管路
100 温度传感器 200 控制器

[0028] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0030] 需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0031] 另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

[0032] 本实用新型提出一种燃气热水器。

[0033] 在本实用新型实施例中，如图1至图4所示，该燃气热水器设置有冷水进水管1和热水出水管2，燃气热水器包括：

[0034] 壳体3，内部形成燃烧室30；

[0035] 催化燃烧器4，安装在燃烧室30内；

[0036] 预热燃烧器5，安装在燃烧室30内并用于加热催化燃烧器4；

[0037] 风机6和预混装置7，预混装置7设置有燃气进气口、助燃气体进气口和混合气体出气口，风机6的进风口连通预混装置7的混合气体出气口，风机6的出风口连通燃烧室30；

[0038] 换热器，换热器的一端连通冷水进水管1，另一端连通热水出水管2，换热器用于吸收预热燃烧器5燃烧和催化燃烧器4燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。

[0039] 在本实施例中，壳体3上开设有排烟口，并且该燃气热水器设置有与排烟口相接的排烟管34。

[0040] 催化燃烧器4一般包括催化剂载体以及设置在催化剂载体上的催化剂，催化剂通常具有固定的催化起燃温度，即当催化燃烧器4本身的温度达到催化起燃温度后，流经其的燃气将会在催化剂作用下与空气中的氧气进行无焰燃烧以释放热量。为了增大催化剂的附着面积，进而增大催化作用空间，催化剂载体一般采用耐热的蜂窝状结构。

[0041] 预热燃烧器5用于对催化燃烧器4进行加热。预热燃烧器5可以采用能有效防止在燃烧过程中发生回火的蜂窝状结构，举例而言，燃气热水器还包括点火器51，点火器51用于将从预热燃烧器5中引射的燃气点燃。

[0042] 本实施例燃气热水器采用的助燃气体为空气。如图1至图3、图5所示，燃气通过燃气进气口进入预混装置7，空气通过助燃气体进气口进入预混装置7，空气和燃气在预混装置7内混合后形成混合气体并从混合气体出气口流出，再通过风机6的进风口的进入到风机6内部，混合气体在风机6内经过叶片搅拌均匀后通过风机6的出风口进入燃烧室30。本实施例的风机6可采用现有技术，在此不再详述。本实施例的风机6和预混装置7占用的体积较小，使得燃气热水器的结构紧凑。

[0043] 本实施例的冷水进水管1用于从外部向燃气热水器引入冷水，并将冷水送入换热器，换热器吸收预热燃烧器5燃烧和催化燃烧器4燃烧产生的热量后将冷水加热成热水，热水通过热水出水管2引出燃气热水器。

[0044] 本实用新型燃气热水器通过在燃烧室30内设置催化燃烧器4，先利用预热燃烧器5上进行的有焰燃烧，当催化燃烧器4的温度达到预设的催化起燃温度以上时，空气和燃气的混合气体可以在催化燃烧器4上发生自持催化燃烧，因为催化剂的催化作用，燃气在较低温度下即可在催化燃烧器4上进行燃烧，并且燃气接近完全燃烧，几乎没有CO排放。由于催化燃烧后的烟气温度比有焰燃烧的温度低且燃烧比较安全，可实现氮氧化物的低排放。因此，与有焰燃烧相比，催化燃烧是一种相对高效、清洁的燃烧方式，用相对高效、清洁的催化燃烧代替传统的有焰燃烧，能有效提高能源利用率和减少有害物质的排放。同时，本实用新型燃气热水器中所用的空气和燃气先通过预混装置7混合后再通过风机6的叶片搅拌，使空气和燃气混合更为均匀，加快了燃气的燃烧速度，进一步减少了有害物质的排放，提高了能源利用率，并且风机6和预混装置7占用的体积较小，使得燃气热水器的结构紧凑。

[0045] 进一步地，本实施例的燃气热水器还包括集热罩10，集热罩10呈一端敞口设置并安装在燃烧室30内，集热罩10位于预热燃烧器5燃烧产生的热气流的流径上，并且集热罩10的敞口面向预热燃烧器5，催化燃烧器4容设于集热罩10内。在预热燃烧器5进行燃烧时，燃烧释放的热气流在集热罩10的围阻下集中并对催化燃烧器4进行加热，在催化燃烧器4未达到催化温度之前，在集热罩10内壁的反射作用下，热辐射可以更好地集中作用于催化燃烧器4，进而加快加热速度；由此，增加了对催化燃烧器4的加热面积，提高了对催化燃烧器4的加热效率。

[0046] 为了能够更直观地了解催化燃烧器4的燃烧状况，图1示出的燃气热水器还包括开设于集热罩10和壳体3上的观火窗11，以方便用户观察催化燃烧器4的燃烧过程；可以理解的是，观火窗11的位置与催化燃烧器4的位置对应。在实际应用中，观火窗11的窗口还设置有透明的压板111。

[0047] 如图1至图4所示，本实施例中，壳体3包括本体31及集热筒32，本体31的横截面积大于集热筒32的横截面积，集热罩10位于本体31内，预热燃烧器5位于集热筒32内；集热筒32一端与本体31连通，另一端与风机6的出风口连通。

[0048] 在本实施例中，集热筒32用于将预热燃烧器5燃烧产生的热气流集中朝同一方向引导，使得热气流尽量进入集热罩10内，提高对催化燃烧器4的加热效率；需要说明的是，集热筒32的横截面积小于本体31的横截面积，可以使位于集热筒32内的预热燃烧器5加大与混合气体的接触面积，在燃烧时能使混合气体进行燃烧产生的热量更为集中。

[0049] 进一步地，本体31呈盒状，本体31的底壁上设有开口(图未示)，壳体3还包括自开口边缘向本体31内延伸形成的加固壁33，集热筒32的一端穿过开口并延伸至集热罩10内，且集热筒32侧壁与加固壁33密封连接。加固壁33用于固定并支撑集热筒32，加固壁33的设置使集热筒32在本体31的开口处的安装更加稳固，同时还增强了本体31在开口处的结构强度。

[0050] 集热筒32的另一端可外露于本体31，使预热燃烧器5与催化燃烧器4之间有预设间距，从而防止催化燃烧器4直接接触预热燃烧器5上的火焰。延伸至集热罩10内的集热筒32一方面能将预热燃烧器5燃烧产生的热气流全部导向催化燃烧器4，提高对催化燃烧器4的加热效率；另一方面，在催化燃烧器4进行无焰燃烧时，混合气体也是经由集热筒32导向并流经催化燃烧器4，由此，在集热筒32的集中导向与集热罩10的围阻作用下，增加了燃气与催化燃烧器4的接触面积，从而使燃气在催化燃烧器4上的燃烧更加充分。此外，集热罩10使得催化燃烧产生的热量集中返回流经催化燃烧器4周围，对于催化燃烧器4上维持催化燃烧有积极的作用。

[0051] 进一步地，壳体3还包括设置于本体31内壁的隔热层(图未示)。在本实施例中，可通过在本体31的内壁贴覆隔热棉或涂覆绝热涂层来实现隔热层的设置，隔热层能降低壳体3表面的温度并有效减少热量的损失。

[0052] 本实施例中，集热罩10的顶壁具有面向催化燃烧器4的导流面。顶壁的导流面向下，催化燃烧器4燃烧产生的热气流向上流动，导流面的设置可以对流向顶壁的热气流进行较为缓和的换向导向，使得热气流可以沿着集热罩10的顶壁和侧壁更顺畅地流出集热罩10。在实际应用中，集热罩10的顶壁可设为导流面向下的圆弧状，圆弧状的顶壁有助于使热气流形成对流，从而达到更好的导向换向效果。

[0053] 本实施例中，燃气热水器还包括温度传感器100和控制器200，控制器200与温度传感器100电连接。温度传感器100用于检测所述催化燃烧器4的温度，控制器200用于在燃气热水器启动时，控制预热燃烧器5燃烧以加热催化燃烧器4，并在催化燃烧器4的温度达到催化起燃温度以上时控制预热燃烧器5熄灭。具体地，在催化燃烧器4的温度达到催化起燃温度以上时，控制器200控制风机6加大单位时间内空气和燃气混合后形成的混合气体的进气量以使预热燃烧器5熄灭，即控制器200通过控制混合气体的进气速度达到预热燃烧器5的脱火线速度，可以使预热燃烧器5上的火焰快速熄灭，进而切换至由催化燃烧器4处的催化燃烧。

[0054] 本实施例中，预混装置7为文丘里混气装置，燃气热水器具有燃气进气管路12和助燃气体进气管路13，文丘里混气装置的燃气进气口与燃气进气管路12的出气口连通，文丘里混气装置的助燃气体进气口与助燃气体进气管路13的出气口连通。本实施例的燃气热水器还包括用于控制燃气进气管路12向文丘里混气装置送入燃气的燃气进气阀121，燃气进气阀121可采用现有技术，在此不再详述。

[0055] 文丘里混气装置可以采用现有技术，文丘里混气装置为先收缩而后逐渐扩大的管道，在管道出口处开设有吸附腔；通过文丘里混气装置的气流被压缩后由粗变细，流速变大，产生文丘里效应，即在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用，致使周围气体通过吸附腔被吸入管道。燃气通过燃气进气管路12从燃气进气口进入到文丘里混气装置的混合腔内，空气通过助燃气体进气管路13从助燃气体进气口进入到文丘里混气装置的混合腔内。通过文丘里混气装置的文丘里效应，可将空气作为被压缩的气体，将燃气作为被吸附的气体，使空气与燃气实现充分的混合，从而使燃烧更充分。

[0056] 本实施例中，换热器的数量为两个，分别为第一换热器8和与第一换热器8连通的第二换热器9，第一换热器8为翅片式换热器，第二换热器9为盘管式换热器并设置在第一换热器8的外围，冷水进水管1连通第二换热器9，热水出水管2连通第一换热器8。即本实施例的第二换热器9的进水端与冷水进水管1连通，第二换热器9的出水端与第一换热器8的进水端连通，第一换热器8的出水端与热水出水管2连通。冷水通过冷水进水管1进入第二换热器9进行第一次换热，再从第二换热器9进入第一换热器8进行第二次换热，最后从热水出水管
2流出。通过设置第一换热器8和第二换热器9，对水进行了两次加热，提高了热量的利用率和对水的加热效率。

[0057] 进一步地，本实施例的第二换热器9环嵌于壳体3的侧壁上，优选地，第二换热器9环嵌于本体31的侧壁上。在本实施例中，第二换热器9与本体31的侧壁可一体设置，将第二换热器9环嵌于本体31的侧壁上，一方面利用本体31的内壁将更多的热量传递至第二换热器9，另一方面有效节省了第二换热器9的安装空间，同时，使本体31的强度更高且降低了生产加工成本。

[0058] 本实施例的风机6可以采用现有技术中的防爆风机，防爆风机的结构设计更为合理，具有性能好和噪声低的优点。

[0059] 以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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