[发明专利]一种安全、节能的燃气热水器

说明书

本发明是一种用燃气加温水的一种安全、节能的燃气热水器。

已知的燃气热水器，仍存一些不足：1、因现在燃气热水器都采用大气式燃烧方式来加热与水管及相连接的水箱、集热片，而大气式燃烧方式产生的火焰温度最高约在650度左右，无法提高燃烧温度。同时，随着用水量大小变化，从燃烧器上的火焰孔伸出的火焰也发生长短、大小变化，这种长种变化，导致火焰上温度最高的区域——外焰不能始终与固定的集热片或水箱直接接触，而存在外焰远离它或火焰上低温——内焰与它接触，必然使温度不高的火焰，在热能的交换过程中效率降低，大部分热能通过辐射，经烟道排出。如果能采用如燃气灶等上使用的红外线加热技术，采用特殊材料制成的耐火材料的红外线辐射板，产生热值高、一定波长的红外线，这就使燃气产生的最高温度可达到860度以上，而大于大气式的650度，又因红外线是一种无焰燃烧方式，既不会薰黑受热体，反而会加快受热体的受热过程，减少热能损失，大幅度提高热效率，实践证明它比一般大气或燃烧节约20％～30％的燃气费用，由于红外线燃烧器的燃气得到充分燃烧，有效的抑制一氧化碳及氮氧化物的生成和排放，消除了威胁人体健康的隐患，而不需现有的费用高、效率低、操作不便的强排式燃气热水器就能减少室内的污染；又因为红外线燃烧器比大气式燃烧器更具有不易被风吹熄的极好的耐风性能，而使该燃气热水器更安全，更可靠，并可减少现有燃气热水器的繁多的、成本昂贵的安全装置。因此，将现有燃气热水器上的大气式燃烧器改为红外线燃烧器，就可实现一种既安全又节能的燃气热水器。2、现有燃气热水器为了减少室内污染，采用了烟道式、平衡式、强排式的燃气热水器，而强排热水器上因装有需电机带动的扇叶，它虽然对废气的排放起了较大作用，但它存在操作不方便、需用电、生产成本高、用户长期使用费用高、不安全、燃气浪费大的缺点，这是因为：现有的扇叶都装在废气排放通道中，使燃烧气产生的热能与集热片等热交换时间缩短，大量的热能未完全交换就与燃气产生的废气一起被抽走排出，仅此装置就可降低热效率20％左右；现有的扇叶的转动是靠电机带动，而电机需用电，元器件质量及工作条件变化，很容易漏电而造成人为触电事故，那怕将20V电压变为36V的低压变压器供电，也易出现变压器烧毁或漏电的触电事故；用电机带动扇叶，因电机等装在有较高温度区域来抽排废气，当燃气热水器上的绝缘降低，或燃气热水器连续工作时间较长，该区域的温度必然高，也易出现绝缘损坏的触电事故。而提高绝缘等级，来提高安全系数，会大幅度增加生产成本，提高造价，消费者必然不会接受；带风扇的强排式燃气热水器，只有一个废气排放通道，它不适宜停电使用，限制了使用范围，因停电，扇叶不转动，而停在废气排放通道上的扇叶不但不吸排废气，反而阻挡废气的排放，使燃气无法工作；因风扇的转动速度是恒定的，如燃烧器处于小火状态时，燃烧器产生的废气在较小的情况下，热能却被大量排除，而燃烧器处于大火时，燃烧器产生的大量废气排出的速度减慢而污染室内，即空气进入燃烧器的速度和数量不能满足大火的燃烧而进一步降低燃烧温度的恶性循环，使热效率降低。因此，在保证安全的前提下，既可降低燃气热水器的生产成本，减少用户的燃气使用费用，保证废气排放量或空气进入量与燃烧器产生的废气量或燃气所需的空气量同步，并方便用户使用的叶轮来代替电机去驱动扇叶转动，该叶轮装在通水的管道中与水接触，只要开水洗澡，水必然流动，就会推动叶轮旋转，使扇叶旋转而排放废气或提供燃烧的空气，该扇叶的转速快慢正好与用水量大小变化，或燃烧器上火焰大小所产生的废气量多少同步，实现将废气全部排出或空气与燃气充分混合，并使热能与集热片等接触的时间最长，热效率高、室内污染少；水推动叶轮具有成本低、不怕高温、不需电源、操作方便的特点。3、现有燃气热水器都未装上隔热保温的材料，尤其是在寒冷地区使用的热水器；一方面集热片、水箱等被燃烧器加热，在加热过程中，另一方面该集热片、水箱等又与寒冷的空气接触、空气对流将热能损失到大气中而降低热效率；因此，如果能在燃器外壳内，将被加热的集热片、水箱等用隔热、保温的材料包住，就可大大减少热能损失；如果能将燃气热水器做成圆形柱的形状改变扁长条形状，可进一步提高热效率和提高产品的外观。

本发明的目的，就是落实以人为本的科学设计，实现既安全、又节能的燃气热水器，来满足人们的安全需要、产品价格低廉需要、日常使用燃气费用少的需要、操作简单方便的需要；并增强生产厂家产品竞争力，促进燃气热水器的发展。