[发明专利]高效燃气热水器

说明书

一种热水器具有水箱、燃烧器以及在具有三个管的水箱内部容积内的热交换器。燃烧器将气体排放到第一管中。第二管是非线性的，并且第三管将第一管与第二管连接。第一管的横截面积大于第三管的横截面积。第三管的横截面积大于第二管的横截面积。

背景技术

已知用于通过燃烧燃料和空气的混合物来生成用于贡献给容纳在热水器水箱内的水的热量的各种设备和方法。在这种布置的示例中，气体燃烧器布置在水箱下方，与燃料源、空气源以及点火器连通，使得在启动点火器时，气体/空气混合物在水箱下方的区域、燃烧器盒或燃烧室内的燃烧器表面处燃烧。燃烧加热水箱下方的容积，这允许热量通过水箱底板传递到水箱的内部容积和内部容纳的水。另外，烟道管从燃烧器盒向上延伸并穿过水箱容积，以接收并允许燃烧废气通过箱体。美国公开专利申请2011/0214621(此处为了所有目的以引证的方式将该申请的整个公开并入)公开了挡板的使用，该挡板布置在中心烟道管内，以促进热量从废气向烟道管壁传递并从而传递到包围烟道管的水箱内的水。如果废气通过烟道管上升，则在烟道管的顶部处从管传入布置在水箱外部和上方的歧管中。气体从歧管传入次级管中，该次级管与第一烟道管平行地向下返回延伸穿过水箱壁的顶部并返回到水箱内部容积中。在内部水箱容积的底部附近，管旋转并开始围绕初级烟道管的盘管，从而增加了内部容积内的次级管的表面积，并且对应地增加了热量从流经管的气体到管壁并从那里到管周围水箱中的水的传递。次级管从盘管向外延伸穿过水箱的侧壁到达鼓风机，该鼓风机产生负压，从而从歧管中抽出废气，通过次级管并从水箱离开到达排气系统。在另一个实施方式中，在主管延伸穿过顶壁之前，次级管连接到内部水箱容积内的主管。

美国专利7559293公开了一种燃气热水器，该燃气热水器具有包括鼓风机和顶燃式燃烧器的顶燃式燃烧系统。鼓风机接收燃料和空气的混合物，并且将混合物推到圆柱形燃烧器，该燃烧器竖直向下延伸到竖直管中，该竖直管延伸穿过热水器内部容积的中心。中心管向下延伸穿过水箱内部容积和水箱底壁，到达收集器。当启动点火器时，燃料/空气混合物在燃烧器表面处点火并燃烧。鼓风机将废气竖直向下推动穿过中心管，这允许热量从废气穿过中心管壁传递到水箱中的水。废气收集在底部收集器中，然后穿过从下收集器向上延伸的多根管，穿过底部水箱壁，穿过顶部水箱壁并上升到第二上收集器。废气从上收集器向下返回穿过延伸穿过上水箱壁的第二多根管，穿过水箱内部容积，穿过底部水箱壁并到达第三下收集器，废气从第三收集器排出系统。

发明内容

根据本发明的实施方式的一种热水器具有水箱，该水箱限定用于容纳水的内部容积。燃烧器与燃料源和空气源连通。具有第一横截面积的第一烟道管大体竖直地延伸到内部容积中，并且被布置为与燃烧器连通，使得第一烟道管的内部从来自燃料源的燃料在燃烧器处的燃烧接收排放流体。第二烟道管布置在内部容积内并且具有第二横截面积和长度。第二烟道管在内部容积内的沿着其长度至少一部分是非线性的。第三烟道管具有第三横截面积，并且与内部容积内的第一烟道管流体连通地附接。第三烟道管与内部容积内的第二烟道管流体连通地附接，并且在第一烟道管与第二烟道管之间延伸，使得来自第一烟道管的排放流体经由第三烟道管流到第二烟道管。第三烟道管的内表面在第三烟道管的从其到第二烟道管的附接延伸的至少一部分上朝向第二烟道管倾斜。出口从内部容积穿过水箱延伸到水箱外部的区域。第二烟道管连接到出口，使得排放流体从第二烟道管流过出口。第二烟道管在其在第三烟道管与出口之间的长度上朝向出口倾斜。第一横截面积大于第三横截面积。第三横截面积大于第二横截面积。