[发明专利]流水式无焰燃气热水器

说明书

本发明属于利用气体燃料（天然气、城市煤气、液化气、沼气）直接在多孔燃气远红外辐射陶瓷材质和金属丝网罩上无焰燃烧，产生以远红外辐射为主要热能形式，将连续流过换热器的水不断加热到所需温度的热水器。

目前国内外拥有的流水式燃气热水器的共同特点是：采用多火口有焰燃烧器和板管-翅片联固式换热器，利用燃焰垂直向上直接加热换热器翅片和板管。这种结构的缺点是：1、燃焰直接同温度低的翅片和板管接触，致使部分燃气不能燃烧或燃烧不全，造成热能损失和一氧化碳生成增多;2、燃焰温度一般在300～900℃之间，这时对流和辐射传热同时起作用，部分对流形式的热量从翅片间的排气道流失，部分辐射形式的热量向四周散失;3、由于结构和材料等原因造成换热器、燃烧器、壳体等自身散失热量较多;4、换热器板管受热不均，内壁易生水垢，除垢非常困难，造成热交换减弱，热效率下降，使用寿命缩短;5、结构复杂，零部件多，成本较高;6、噪音较大，抗风性能差，一氧化碳生成较多。

目前国内外采用燃气远红外加热技术的燃烧器中，以多孔陶瓷板加金属丝网罩的平板形无焰燃烧器最多，具有热效率高，结构简单，取材方便，成本低，适用范围广，噪音小，抗风性能好，一氧化碳生成极微等优点。随着国内外在低温催化燃烧技术方面的进展和高辐射强度陶瓷材料的开发，该类燃烧性能将更加优良。由于该类燃烧器均采用平板形结构的多孔陶瓷芯体，其制造上又采用半烧结烧成，加之板上有大量蜂窝样穿通性小孔，故机械强度差，需要严格控制单块板尺寸，因此该类燃烧器尚有多孔陶瓷板易破损，单体燃烧器燃烧辐射面面积有限，体积大，辐射加热方向单一，辐射加热范围窄，部分辐射热能从壳体散失等不足，虽然国外已将平板形无焰燃烧器用于流水式燃气热水器，但由于上述不足和换热器结构不相适应等原因，限制了其功能的发挥。

本发明的目的是通过创新燃烧器和换热器整体结构和功能，利用并充分发挥多孔燃气远红外射陶瓷无焰燃烧技术的优点，克服其缺点，从而消除或改善现有流水式燃气热水器的不足。

本发明流水式无焰燃气热水器由管形无焰燃烧器、环套形换热器、水流和燃气调控系统三部分组成，说明如下：

（一）管形无焰燃烧器：由金属丝网罩[1]、多孔陶瓷管[2]、混气管[3]、反流罩[4]、固定罩[5]、绝热密封垫[6][7]、固定螺丝[8][9]、喷嘴[10]、风门[11]组成，见附图1、2，其燃烧辐射功能是这样实现的：燃气从喷嘴[10]喷入混气管[3]时，由于负压作用同时将空气从风门[11]的通气孔抽吸进去，在管腔内充分混合后进入多孔陶瓷管[2]管腔内，经过反流罩[4]均匀调整反流到四周最后从管壁上的小孔[2-1]流出并在管壁外侧表面上无焰燃烧，直接加热管壁，到达一定温度时辐射出远红外线，未完全燃烧的燃气在金属丝网罩[1]和多孔陶瓷管[2]管壁之间进行二次燃烧使燃烧完全，同时提高了管壁表面温度并使表面温度均匀一致，而且增加了辐射表面积。由于多孔陶瓷管[2]为管形结构，使多孔陶瓷机械强度、抗热震性均较平板结构明显提高，在缩小体积的同时扩大了燃烧辐射面积，增加了辐射范围，减少了辐射热能的散失。

（二）环套形换热器：由内套[12]、外套[13]、进水管[14]、出水管[15]、耐热密封环[16][17]、密封盖[18][19]、隔热套[20]组成，见附图1、2，其换热功能是这样实现的：为了适应管形无焰燃烧器结构和功能，内套[12]呈环套形套在由多孔陶瓷管[2]外侧面和金属丝网罩[1]组成的燃烧辐射面外面，这种极似绝对黑体的结构能充分吸收和交换辐射热能，同时也能吸收对流形式的热能，而且内套[12]内侧面上采用了纵行肋片[12-2]等增加热交换面积和增大热阻而有助于加强对流换热和辐射换热作用的结构，由内套[12]吸收的热能很快传导给从进水管[14]流入由内套[12]外侧面和外套[13]内侧面围成的环形空间的水，将水不断加热到所需温度并从出水管[15]流出。外套[13]同时也是热水器外壳，可以用塑料制成，具有易制造、重量轻、成本低、易于装饰、保温节能等优点，由于内套[12]与外套[13]之间借助密封盖[18][19]、耐热密封环[16][17]组成气密、抗压，耐热和易于开闭的连接形式，故可以很方便的取下外套[13]清除内套[12]外侧面上的水垢。

（三）水流和燃气调控系统：可选用目前国内外采用的相应结构和器件，见图5所示。

下面结合实施例和附图详细说明本发明内容和最佳实施方案：

图1为实施例纵剖面图;

图2为图1A-A面横剖面图;