甲醇催化燃烧热水器的制作方法

1.本发明涉及一种甲醇催化燃烧热水器。适用于小型热力和供暖应用的工农业及民用热水器领域。

背景技术：

2.小型热力和供暖应用的工农业及民用热水器领域，除家庭使用外，以电力为加热能源普遍属于高成本的应用。特别是手工业热力应用、农业热力应用等领域，能源的使用成本和环保清洁排放一直是一对矛盾体。如何既能经济性的清洁使用能源，又能确保环保排放高度清洁化，是世界性难题。

技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种清洁环保且成本较低的甲醇催化燃烧热水器。
4.本发明所采用的技术方案是：一种甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：具有热水器主体，热水器主体内形成有水加热腔室，水加热腔室连通热水器主体上的冷水进口和热水出口，该水加热腔室内装有放热装置；
5.所述放热装置具有若干催化燃烧列管，催化燃烧列管的内壁上附有甲醇燃烧催化剂层，该若干催化燃烧列管的一端共同连通空燃混合室，空燃混合室连接压缩空气进口和甲醇雾化设备；所述若干催化燃烧列管的另一端共同连通尾气汇集室，尾气汇集室经尾气冷却列管连通热水器主体上的尾气排气口。
6.所述水加热腔室内经分隔板分隔成一次加热腔室和二次加热腔室，一、二次加热腔室之间经位于分隔成上部的折流口连通，其中一次加热腔室下部连通所述冷水进口，二次加热腔室下部连通所述热水出口；
7.所述放热装置的若干催化燃烧列管置于所述二次加热腔室内，所述尾气冷却列管置于所述一次加热腔室内。
8.所述甲醇雾化设备包括喷嘴压管，喷嘴压管一端设有甲醇进口，另一端设有甲醇稳压回流出口，该喷嘴压管上装有若干电喷嘴，电喷嘴的进料口连通喷嘴压管内，电喷嘴出料口连通所述空燃混合室内。
9.所述甲醇雾化设备还包括作为所述空燃混合室顶板的喷嘴底座，喷嘴底座与所述喷嘴压管配合实现所述电喷嘴的安装；
10.其中喷嘴压管上设有上制有若干与电喷嘴一一对应并与喷嘴压管内连通的喷嘴上密封孔，喷嘴底座上表面设有上制有若干与电喷嘴一一对应的喷嘴下密封孔，喷嘴下密封孔经喷嘴底座上的甲醇导流孔连通下方所述空燃混合室。
11.所述热水器主体包括主体框架和安装于主体框架两侧的侧封板，两侧的侧封板之间配合主体框架形成所述水加热腔室。
12.两侧的侧封板之间经若干加强柱相连。
13.所述尾气冷却列管具有两根，其中一两根尾气冷却列管下端经冷却通道连通所述尾气汇集室，该尾气冷却列管上端经尾气导流室连通另一尾气冷却列管上端，该另一尾气冷却列管下端连通所述尾气排气口。
14.所述尾气导流室位于所述热水器主体的主体框架上。
15.所述热水器主体上对应所述尾气汇集室装有温度计。
16.所述催化燃烧列管和尾气冷却列管上制有若干用于增大换热面积的散热圆柱。
17.本发明的有益效果是：本发明通过催化燃烧列管实现甲醇催化燃烧，温度控制在300-500℃，彻底实现氮氧化物的零排放。并且因甲醇以液体进入燃烧器，经过催化燃烧层就和空气中的氧气充分混合，最后转化为co2和h2o。
18.本发明通过将催化燃烧列管和尾气尾气冷却列管形成一线排列，利用壁面加铸散热圆柱加大换热面积，使甲醇吹化燃烧产生的热量能够快速及时的传递给水，产生热水。既控制催化燃烧温度不超温，又能高热效率的得到热水。
19.本发明中催化燃烧热水器的主体框架可采用铝压铸件，可以实现低成本的批量生产，结合摩擦焊工艺，整体外形的接管简单，节约安装空间和外围辅助零部件，大大提高了产品的性价比，符合当今高度集成和降低成本的工业产品的发展趋势。
附图说明
20.图1为实施例1的立体图。
21.图2为实施例1的剖视图。
22.图3为实施例1的水路示意图。
23.图4为实施例1中喷嘴底座的结构示意图。
24.图5为实施例1中喷嘴压管的结构示意图。
25.图6为实施例1中电喷嘴的结构示意图。
26.图7为实施例2的结构示意图。
27.1、主体框架；2、顶封盖；3、喷嘴压管；3-1、电喷嘴接线槽口；3-2、喷嘴上密封孔；4、电喷嘴；4-1、上密封o型圈；4-2、下密封o型圈；4-3、接线插座；5、固定螺钉；6、喷嘴底座；6-1、喷嘴下密封孔；6-2、甲醇导流孔；7、小管接头；8、温度计封板；9、温度计；10、侧封板；11、大管接头；12、螺栓；14、压缩空气进口；15、热水出口；16、尾气排气口；17、冷水进口；18、排气孔；20、空燃混合室；21、催化燃烧列管；22、甲醇燃烧催化剂层；23、尾气汇集室；24、冷却通道；26、尾气冷却列管；27、尾气导流室；28、甲醇进口；29、甲醇稳压回流出口；30、进水连通口；31、排气连通口；32、折流口；33、分隔板；34、加强柱；35、散热圆柱；36、出水连通口；
具体实施方式
28.实施例1：本实施例为一种甲醇催化燃烧热水器，具有热水器主体和安装于热水器主体内的放热装置。
29.本例中热水器主体包括主体框架和通过螺栓安装固定于主体框架两侧的侧封板，两侧的侧封板之间配合主体框架形成水加热腔室。在两侧的侧封板之间设有多根加强柱，用于和两侧封板连接，防止通水受热后连侧板中间鼓起，设置加强柱的数量根据热水器的大小合理设置。
30.水加热腔室内经竖向布置的分隔板分隔成左侧的一次加热腔室和右侧的二次加热腔室，一、二次加热腔室之间经位于分隔成上部的折流口连通。主体框架的左侧下部设有经进水连通口与一次加热腔室连通的冷水进口，主体框架的右侧下部设有经出水连通口与二次加热腔室连通的热水出口。
31.本实施例中在冷水进口的上方设有排气孔，外接微型阀门，排气孔经位于水加热腔室顶部的排气连通口连通水加热腔室。甲醇催化燃烧热水器在首次使用通入水的时候，内部空气通过排气连通口汇集，经排气孔排出热水器外，排完空气后由外管所接的排气阀切断即可。
32.本实施例中放热装置设置于水加热腔室内，包括四根置于二次加热腔室内的催化燃烧列管和两根竖直布置于一次加热腔室内的尾气冷却列管，其中催化燃烧列管的内壁上附有甲醇燃烧催化剂层，四根催化燃烧列管均竖直布置，上端共同连通空燃混合室，空燃混合室连接压缩空气进口(配有小管接头)和甲醇雾化设备；四根催化燃烧列管下端共同连通尾气汇集室。
33.本例中一次加热腔室内的两根尾气冷却列管中一根的下端经冷却通道连通尾气汇集室，该尾气冷却列管上端经尾气导流室连通另一尾气冷却列管上端，该另一尾气冷却列管下端连通尾气排气口(配有大管接头)。
34.本实施例中空燃混合室、尾气汇集室和尾气导流室均设置于主体框架上，其中空燃混合室的顶部为甲醇雾化设备，尾气汇集室的右侧由温度计封板封堵并安装有温度计，尾气导流室的为固定于主体框架上的顶封盖。
35.本实施例中甲醇雾化设备具有喷嘴压管、喷嘴底座和4个与催化燃烧列管一一对应的电喷嘴，其中喷嘴压管内具有甲醇分配通道，该甲醇分配通道的一端设有甲醇进口，另一端设有甲醇稳压回流出口，喷嘴压管下表面上设有4个与甲醇分配通道连通的喷嘴上密封孔，该喷嘴压管还设有与电喷嘴一一对应的电喷嘴接线槽口；喷嘴底座上表面设有上制有4个喷嘴下密封孔，喷嘴下密封孔经喷嘴底座上的甲醇导流孔连通喷嘴底座下表面。
36.本例中喷嘴底座置于主体框架上，作为空燃混合室的顶板，4个电喷嘴分别置于喷嘴底座上的4个喷嘴下密封孔内，电喷嘴上装有与喷嘴下密封孔适配的下密封o型圈；喷嘴压管压于喷嘴底座上并经固定螺钉固定于主体框架，喷嘴压管上的喷嘴上密封孔套于电喷嘴，电喷嘴上装有与喷嘴上密封孔适配的上密封o型圈。本例中电喷嘴的进料口连通喷嘴压管内甲醇分配通道，电喷嘴出料口连通空燃混合室内。
37.本实施例中甲醇液体从压管甲醇进口进入，压管甲醇稳压回流出口用于甲醇稳压回流，保证甲醇进电喷嘴前的甲醇液体压力稳定，确保通过控制电喷嘴的频率就可以准确实现甲醇输送。
38.本例中电喷嘴可直接采用汽车发动机上喷油电喷嘴，直接在电喷嘴的接线插座上接外接插头即可通过控制电喷嘴的开启脉宽实现甲醇供应量的调控。电喷嘴和催化燃烧列管是一一对应的，以确保甲醇液体能够均匀的进入每根催化燃烧列管，使甲醇和空气的混合比例在每根催化燃烧列管是一致的。
39.本实施例中在催化燃烧列管和尾气冷却列管外壁设有密集规则排列的散热圆柱，以增加换热面积，提高热水器的升温速度。
40.甲醇属于清洁能源，其燃烧热效率在理论上比天然气燃烧热效率要高，因为同等
热值应用，甲醇燃烧所需要的氧气比天然气少，所以消耗的空气量要少，因尾气带走的热损失也会对应的少一些。但是，无论是天然气还是甲醇，采用明火燃烧或多或少都会产生氮氧化物。本实施例采用甲醇催化燃烧的方法，实现低温燃烧，温度控制在300-500℃，彻底实现氮氧化物的零排放。并且，因甲醇以液体进入燃烧器，经过催化燃烧层就和空气中的氧气充分混合，最后转化为co2和h2o。只要装填足够的催化剂，就可以使甲醇彻底燃尽，排放尾气co检不出。
41.实施例2：本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处仅在于本实施例具有两台实施例1中的甲醇催化燃烧热水器，两台甲醇催化燃烧热水器并联布置。

技术特征：

1.一种甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：具有热水器主体，热水器主体内形成有水加热腔室，水加热腔室连通热水器主体上的冷水进口和热水出口，该水加热腔室内装有放热装置；所述放热装置具有若干催化燃烧列管，催化燃烧列管的内壁上附有甲醇燃烧催化剂层，该若干催化燃烧列管的一端共同连通空燃混合室，空燃混合室连接压缩空气进口和甲醇雾化设备；所述若干催化燃烧列管的另一端共同连通尾气汇集室，尾气汇集室经尾气冷却列管连通热水器主体上的尾气排气口。2.根据权利要求1所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述水加热腔室内经分隔板分隔成一次加热腔室和二次加热腔室，一、二次加热腔室之间经位于分隔成上部的折流口连通，其中一次加热腔室下部连通所述冷水进口，二次加热腔室下部连通所述热水出口；所述放热装置的若干催化燃烧列管置于所述二次加热腔室内，所述尾气冷却列管置于所述一次加热腔室内。3.根据权利要求1或2所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述甲醇雾化设备包括喷嘴压管，喷嘴压管一端设有甲醇进口，另一端设有甲醇稳压回流出口，该喷嘴压管上装有若干电喷嘴，电喷嘴的进料口连通喷嘴压管内，电喷嘴出料口连通所述空燃混合室内。4.根据权利要求3所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述甲醇雾化设备还包括作为所述空燃混合室顶板的喷嘴底座，喷嘴底座与所述喷嘴压管配合实现所述电喷嘴的安装；其中喷嘴压管上设有上制有若干与电喷嘴一一对应并与喷嘴压管内连通的喷嘴上密封孔，喷嘴底座上表面设有上制有若干与电喷嘴一一对应的喷嘴下密封孔，喷嘴下密封孔经喷嘴底座上的甲醇导流孔连通下方所述空燃混合室。5.根据权利要求1所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述热水器主体包括主体框架和安装于主体框架两侧的侧封板，两侧的侧封板之间配合主体框架形成所述水加热腔室。6.根据权利要求5所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：两侧的侧封板之间经若干加强柱相连。7.根据权利要求1或2所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述尾气冷却列管具有两根，其中一两根尾气冷却列管下端经冷却通道连通所述尾气汇集室，该尾气冷却列管上端经尾气导流室连通另一尾气冷却列管上端，该另一尾气冷却列管下端连通所述尾气排气口。8.根据权利要求7所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述尾气导流室位于所述热水器主体的主体框架上。9.根据权利要求1所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述热水器主体上对应所述尾气汇集室装有温度计。10.根据权利要求1所述的甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：所述催化燃烧列管和尾气冷却列管上制有若干用于增大换热面积的散热圆柱。

技术总结

本发明涉及一种甲醇催化燃烧热水器。适用于小型热力和供暖应用的工农业及民用热水器领域。本发明所采用的技术方案是：一种甲醇催化燃烧热水器，其特征在于：具有热水器主体，热水器主体内形成有水加热腔室，水加热腔室连通热水器主体上的冷水进口和热水出口，该水加热腔室内装有放热装置；所述放热装置具有若干催化燃烧列管，催化燃烧列管的内壁上附有甲醇燃烧催化剂层，该若干催化燃烧列管的一端共同连通空燃混合室，空燃混合室连接压缩空气进口和甲醇雾化设备；所述若干催化燃烧列管的另一端共同连通尾气汇集室，尾气汇集室经尾气冷却列管连通热水器主体上的尾气排气口。管连通热水器主体上的尾气排气口。管连通热水器主体上的尾气排气口。