一体式不锈钢燃烧换热系统及燃气热水器

技术领域

本发明涉及燃气加热技术领域，特别涉及一种采用不锈钢的加热系统及热水器。

背景技术

燃气热水器是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经换热器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气燃烧需要氧气助燃，因而热水器工作时需要不断地将外界空气或其他助燃气体输送到燃烧器内。

现有技术的燃气热水器中，如图1所示，从上到下的部件布局依次为风机1、燃烧器2和换热器3，风机1提供动力源，将外部空气直接从燃烧器2底部的进风口51往上吸入，经燃烧器2燃烧后产生热量加热进入换热器3的冷水，燃烧产生的废气再从外壳8顶部的排风口9排出。这种直上式的进风方式在外界风压过大时，燃烧器2和换热器3的内部形成了负压场，导致燃烧器2内的废气无法再通过排风口9排出，燃烧器2所产生的火焰会借助燃烧器2内的气压和进风口51附近稀薄的外界气体(氧气)向进风口51的旁侧溢出，烧毁进风口51旁侧的电线、壳体内侧板等元器件，存在安全隐患，热水器的使用寿命也无法得到保障。

发明内容

基于现有技术的上述缺陷，本发明的主要目的之一是提出一种采用不锈钢的加热系统及热水器。

其技术方案如下：一种一体式不锈钢燃烧换热系统，包括风机、燃烧器、换热器和围框，所述换热器和所述燃烧器呈上下分布设置在所述围框内；所述风机设置在所述围框的上方，为外界空气进入所述围框的内腔以及将围框内燃烧所产生的废气排出外界提供动力；

所述围框设有进风通道，所述进风通道包括进风口和出风口，所述进风口和所述出风口之间构建有从上到下的进风路径，使得外界气体通过所述进风通道进入所述内腔协助所述燃烧器工作。

优选地，所述进风通道的通道主体部分为沿着所述围框高度方向延伸的直线型通道，所述进风口设于所述围框的上部位置，并与外界连通；所述出风口与所述围框的内腔连通，并位于所述围框的内腔下方。

优选地，所述出风口设置在所述燃烧器的下方。

优选地，所述围框的侧壁设有空腔夹层，以形成所述进风通道。

优选地，所述围框的四个侧壁都设有所述进风通道。

优选地，所述燃烧器包括安装框和若干阵列排布设置在所述安装框内的火排，相邻所述火排之间通过传火片进行火焰传递，所述传火片的一端连接于所述火排，另一端向相邻所述火排的一侧水平延伸设置；

将位于阵列首尾两端的火排定义为端部火排，所述端部火排靠所述围框的一侧不设有所述传火片，或者设有另一端垂直或倾斜向上延伸的传火片。

优选地，所述换热器为无盘管式换热器，所述燃烧器、换热器和围框均为不锈钢材质。

优选地，所述换热器在所述围框内设置的高度，不低于所述进风口在所述围框的设置高度，使得所述进风通道经过所述换热器的全部或部分的外壁面。

一种燃气热水器，包括外壳和设置在所述外壳内的进水管、出水管、进气管和如上述的一体式不锈钢燃烧换热系统；

所述进水管和所述出水管分别与所述换热器连通，以将外界的冷水通过所述进水管输送进入所述换热器完成加热后通过所述出水管排出；

所述进气管与所述进气口连通，以将外界气体通过所述进风通道进入所述围框的内腔。

本发明的技术方案中，当外界风压过大，使得风机无法向外排出废气时，一方面出风口与进风口之间具有一定距离，燃烧器上的火焰无法迂回地从下到上再顺着出风口、进风通道从进风口溢出，另一方面，该状态下围框的内腔中的压力会大过进风通道及进风口附近的气压，使得外界助燃气体无法继续进入围框的内腔，阻断了燃烧器上残留火焰外溢的可能性条件，解决了现有技术中所存在的安全隐患，使得热水器能平稳应对不同环境中的使用要求，延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是现有技术中换热系统的结构示意图；

图2是本发明中一体式燃烧换热系统的一实施例的结构示意图；

图3是本发明中一体式燃烧换热系统的一实施例的内部结构示意图；

图4是本发明中一体式燃烧换热系统的原理结构示意图；

图5是本发明中燃烧器的一实施例的结构示意图。

风机1；

燃烧器2，安装框21，火排22，火片23；

换热器3，围框4；

进风通道5，进风口51，出风口52；

进水管6，出水管7，外壳8，排风口9。

本发明目的的实现、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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明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。

另外，若本发明实施例中有涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图2、图3及图4所示，一种一体式燃烧换热系统，包括风机1、燃烧器2、换热器3和围框4，所述换热器3和所述燃烧器2呈上下分布设置在所述围框4内；所述风机1设置在所述围框4的上方，为外界空气进入所述围框4的内腔以及将围框4内燃烧所产生的废气排出外界提供动力；

所述围框4设有进风通道5，所述进风通道5包括进风口51和出风口52，所述进风口51和所述出风口52之间构建有从上到下的进风路径，使得外界气体通过所述进风通道5进入所述内腔协助所述燃烧器2工作。

本技术方案中风机1和围框4相对设置，其中风机1的位置定义为“在上”，围框4的位置定义为“在下”，进风通道5的进风口51设置在上，出风口52设置在下，本发明的技术方案从根本上改变了现有技术中从下往上直接进风的方式，采用迂回的从上往下的进风路径，即进风通道5的进风口51设置在围框4的上方，进风通道5的出风口52设置在围框4的下方，正对燃烧器2或位于燃烧器2下方的位置；正常使用时，风机1工作使得围框4的内腔产生负压，促使外界空气依次经过进风口51→进风通道5→出风口52的路径进入围框4的内腔，空气中的氧气为燃烧器2工作的助燃气体，燃烧器2工作产生的火焰作用在换热器3，使得经过换热器3的冷水吸收热能转变成热水向外输出；

当外界风压过大，使得风机1无法向外通过排风口9向外排出废气时，一方面出风口52与进风口51之间具有一定距离，燃烧器2上的火焰无法迂回地从下到上再顺着出风口52、进风通道5从进风口51溢出，另一方面，该状态下围框4的内腔中的压力会大过进风通道5及进风口51附近的气压，使得外界助燃气体无法继续进入围框4的内腔，阻断了燃烧器2上残留火焰外溢的可能性条件，解决了现有技术中所存在的安全隐患，使得热水器能平稳应对不同环境中的使用要求，延长其使用寿命。

优选地，如图3及图4所示，所述进风通道5的通道主体部分为沿着所述围框4的高度方向延伸的直线型通道，所述进风口51设于所述围框4的上部位置，并与外界连通；所述出风口52与所述围框4的内腔连通，并位于所述围框4的内腔下方；直线型通道加工方便，进风顺畅。

优选地，所述出风口52设置在所述燃烧器2的下方，风机1作用时助燃气体向上被燃烧器2充分利用，强化了能源利用率，同时也是避免燃烧不充分产生一氧化碳等不安全气体。

优选地，如图4所示，所述围框4的侧壁设有空腔夹层，以形成所述进风通道5，本实施例中直接依着围框4的侧壁尺寸作空腔夹层，以形成进风通道5，充分利用围框4的空间，保证了燃烧器2工作所需的进风量；更重要的是，外界温度较低的空气经过空腔夹层进入围框4的内腔时，也顺便带走了围框4侧壁的部分高温，使得围框4的温度能维持在不影响其长期使用的状态下；再者，吸收了部分高温的进入空气，也能尽快适应围框4内的燃烧环境(相当于先预热)，以获得燃烧更充分的效果。优选地，所述围框4的四个侧壁都设有所述进风通道5。

优选地，如图3及图5所示，所述燃烧器2包括安装框21和若干阵列排布设置在所述安装框21内的火排22，相邻所述火排22之间通过传火片23进行火焰传递，所述传火片23的一端连接于所述火排22，另一端向相邻所述火排22的一侧水平延伸设置；

将位于阵列首尾两端的火排22定义为端部火排，所述端部火排靠所述围框4的一侧不设有所述传火片23，或者设有另一端垂直或倾斜向上延伸的传火片23。

本实施例中为降低燃烧器2的壁面温度，降低该壁面附近的火排22对其所带来的灼烧风险，在靠近燃烧器2的前后侧壁处采用将火排22的传火片23(即端部火排)去除或采用直接将该处的传火片23直立设置的方式，隔断了火焰向燃烧器2壁面延伸的路径，则可消除边沿处火焰对侧壁的影响，其中，采用直接将该处的传火片23直立设置的方式，一方面改变了火焰的方向，另一方面也相当于设置了阻隔片，消除边沿处火焰对侧壁影响的效果更佳。

优选地，所述换热器3为无盘管式换热器，所述燃烧器2、换热器3和围框4均为不锈钢材质。

现有技术中燃气热水器采用的换热器3大多为铜材料，换热器3采用“U”型管件两两相连，且均采用有盘管焊接铜腔体结构，在加工过程中每个端头处及旁管与腔体固定连接处均采用焊接工艺，一致性较差且在生产过程中常出现“沙眼”而存在一定漏水现象。铜换热器材料本身也会受到正常使用过程中燃气燃烧的微量氮氧化物、硫化物水溶液的腐蚀，出现漏水、烟气排放超标、换热效率降低等问题，从而降低了换热器3的寿命，同时给用户带来人身安全及财产损失，为解决上述问题，因而本实施例中的换热器3所采用的是无盘管式换热器。

因采用不锈钢材质的无盘管式换热器，相对于铜水箱取消了盘管，因此可彻底解决盘管焊接过程的焊接质量，同时仅在不锈钢水箱两端连接管处焊接密封，这样制成的不锈钢换热器加工简单，焊接质量高。但在采用无盘管式不锈钢水箱的同时，因不锈钢材料相对于铜的导热性差，则会带来壁面温度高的问题。因此优选地，所述换热器3在所述围框4内设置的高度，不低于所述进风口51在所述围框4的设置高度，使得所述进风通道5经过所述换热器3的全部或部分的外壁面，基于本发明迂回式进风路径的设计，从内部正反面对围框4和换热器3的壁面温度进行降温。

如图2及图3所示，一种燃气热水器，包括外壳8和设置在所述外壳8内的进水管6、出水管7、进气管和上述的一体式燃烧换热系统；

所述进水管6和所述出水管7分别与所述换热器3连通，以将外界的冷水通过所述进水管6输送进入所述换热器3完成加热后通过所述出水管7排出，该燃气热水器安全性能高，使用寿命长。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。