[发明专利]烟道和热水加热器

说明书

发明领域

本发明涉及用于诸如燃气和燃油式空间、水加热器之类装置或其它利用废气来提供加热的器具的烟道，并涉及水加热器。

发明背景

在水加热器的场合，烟道通常为金属筒，它们可以被上釉，并且里面可以设有热交换元件，诸如在1960年8月30日公开并颁发的美国专利2950740或1967年10月31日颁发和公开的美国专利3349754。

诸如水加热器之类的流体加热器具有设置在一待加热流体的容器内并从容器下端延伸到上端的烟道。该烟道具有一通道，供热废气从位于容器下方的燃烧室移动到位于容器上方的排气装置。

对烟道来说重要的是，提供一相对于烟道通路横截面积为较大的热传递表面。这将确保具有加大的传导表面积，从而能够将更多热量传递给待加热的流体。

现有技术的烟道的一个问题在于，在烟道长度上的不同点处往往容易产生热点。这可以是由翅片中的温度以及受到与翅片将热量传递至烟道壁并进而传递至待加热流体的能力相比为太多的热量所造成的。

热点的产生会使烟道流体侧的瓷釉破裂或碎裂，进而烟道受腐蚀，从而降低加热器的使用寿命。

上述类型的加热器是众所周知的，并在工业和家用场合广泛地用来加热水。由于效率的原因，较为重要的是，将燃烧所释放的热量的高比例热值传递给待加热的水。为此，过去也曾使用了不同类型的烟道设计和水容器设计，它们中有些相对来说效率也较高。

过去有一种证明为较为成功的结构是采用一内部烟道，也就是向上通过水容器中央的烟道。但是人们发现，采用这种类型的设计，从烟道顶部排出的气体仍然相对较热。当这样的气体被排入大气时，所损失的热量也可想而知。

发明概要

按照本发明的一个方面，提供了一种适于将废气从一加热器的一端通到另一端的烟道，该烟道包括：

一中央内芯；

一围绕该中央内芯的、由导热材料制成的、基本呈圆筒形的细长外管，该外管的横截面成波纹结构而形成多个波纹，该外管具有一内表面和一外表面；

该内表面在外管的至少部分长度上与内芯相接触，该外表面与待由加热器加热的流体相接触；以及

波纹与内芯之间形成一或多个空气通道，在使用中供废气流过。

最好，内芯是实心或封闭的管状结构，使得在使用中废气受约束而向上通过空气通道。

最好，由所述波纹形成的所述通道所提供的传热表面积与烟道通路容积的比大于翅片式的烟道。

最好，所述波纹在烟道的至少部分长度上与烟道轴线轴向对齐。可供选择的方案是，波纹以一围绕内芯外侧的螺旋路线沿所述烟道的至少一部分长度延伸。

外管的内表面可以在外管与内芯之间的接触点处连接于内芯。

内芯可以是管状结构，它具有一由其中的一或多个挡板阻断的内部通道。内芯可以相应于外管上的波纹而变形，波纹嵌套入内芯的变形中。

可供选择的方案是，波纹是通过一种在内芯位于外管内适当位置的情况下进行的冷加工工序而形成于外管中的，该波纹的径向内部做成与内芯的外表面相接触。内芯本身可以在所述工序中变形而接纳波纹的所述径向内部。

最好，所述波纹在相邻波纹之间具有一与所述内芯接触的接触表面，所述接触表面提供成以下一或多种形式：一凹面、一凸面、一焊接面、一半径与所述内芯外表面相匹配的表面、一与所述内芯的外表面基本同心的表面。

最好，所述烟道具有一呈直立圆柱体形的顶端和底端。

最好，该烟道适于安装在一水加热器中。本发明还延伸到装有这里所限定的波纹式烟道的水加热器。

最好，所述波纹基本均匀地围绕内芯的圆周而分布。

最好，该波纹具有大于外管壁厚的振幅。

该波纹的横截面可呈正弦曲线状。

该波纹可具有一平行于烟道轴线的第一部分和一螺旋形结构的第二部分，该第二部分位于第一部分的下游。

最好，该波纹的径向内部通过一可防止波纹与内芯脱离接触的连接装置沿着内芯的一个与内芯在使用中通常处于起氧化皮温度下的长度相对应的长度而连接于内芯。

最好，所述连接装置是以下的一或多种：压花、焊接、点焊、真空焊接。

按照本发明的第二个方面，提供了一种水加热器，它包括：

一具有一内部烟道的水容器，该内部烟道从容器底部基本竖直地延伸通过该容器而到达容器部处的一烟道出口；

与容器底部相邻的用于施加热量的加热装置，该加热装置具有一燃烧器和一将废气从燃烧器引导通过烟道的风扇；