平衡式燃气热水装置.pdf

本发明公开了一种平衡式燃气热水装置，包括密封腔室，设置于密封腔室上的进气通道和排烟通道；设置于密封腔室内部的变速风机、换热装置、燃烧装置；变速风机具有风机蜗壳；进气通道依次与燃烧装置和换热装置连通，换热装置与风机蜗壳入口连通，风机蜗壳出口与排烟通道连通；变速风机还包括：设置于风机蜗壳外部的引流装置和变速电机，变速电机包括绕组，引流装置能将进入进气通道的空气至少部分引入变速电机并穿过绕组，风机控制装置设置于密封腔室的外部。本发明采用上述结构，可使得进入密封腔室内的空气流入电机内部并穿过电机绕组，风机控制装置置于内密封室外，提高了风机控制装置上电子元器件的寿命，进而提高了变速风机及整机的可靠性及使用寿命。

权利要求书
1.  一种平衡式燃气热水装置，包括：
密封腔室；
设置于所述密封腔室上的进气通道和排烟通道；
设置于所述密封腔室内部的变速风机、换热装置、燃烧装置；
所述变速风机具有风机蜗壳；
所述进气通道依次与所述燃烧装置和所述换热装置连通，所述换热装置与所述风机蜗壳入口连通，所述风机蜗壳出口与排烟通道连通；
其特征在于，所述变速风机还包括：设置于所述风机蜗壳外部的引流装置和变速电机，所述变速电机包括绕组，所述引流装置能将进入所述进气通道的空气至少部分引入所述变速电机并穿过所述绕组。

2.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述变速电机包括具有第一端盖和第二端盖的电机外壳，所述第一端盖与所述第二端盖开有通孔，所述绕组置于所述电机外壳内，所述引流装置引入的气流能穿过所述第一端盖和所述第二端盖上的通孔。

3.  如权利要求2所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述第一端盖和所述第二端盖相对设置。

4.  如权利要求2或3所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述电机外壳的第一端盖背对所述风机蜗壳，所述电机外壳的第二端盖面向所述风机蜗壳。

5.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述引流装置为轴流风扇，所述轴流风扇设置于所述电机外壳与所述风机蜗壳之间。

6.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述引流装置为轴流风扇，所述轴流风扇设置于所述变速电机背对所述风机蜗壳的一侧。

7.  如权利要求1或6所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，还包括设置于所述变速电机与所述风机蜗壳之间的散热风扇，所述散热风扇能使得流过所述绕组的气流从所述变速电机与所述风机蜗壳之间的空间散出。

8.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述变速电机设于所述进气通道出口处。

9.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，还包括风机控制装置，所述风机控制装置设置于所述密封腔室的外部。

10.  如权利要求9所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述变速风机包括与所述风机控制装置电性连接的霍尔元件，所述霍尔元件设置于所述电机外壳的内部。

11.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述进气通道包围所述排烟通道设置。

12.  如权利要求11所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述进气通道和所述排烟通道同轴设置且位于所述密封腔室的顶部。

13.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述进气通道与所述排烟通道分别单独设置于所述密封腔室的顶部。

14.  如权利要求1所述的平衡式燃气热水装置，其特征在于，所述变速风机包括叶轮，所述叶轮通过电机轴与所述变速电机相连，所述电机轴与所述进气通道的轴线相垂直。

说明书平衡式燃气热水装置
技术领域
本发明涉及一种燃气热水装置，尤其涉及一种平衡式燃气热水装置。
背景技术
燃气热水装置主要可以分为烟道式、强排式和平衡式，烟道式和强排式燃气热水装置燃烧所需的空气均来自于室内，在燃烧过程中会消耗室内大量的氧气，而平衡式燃气热水装置燃烧所需的空气来自于室外，同时废气也排放至室外，因此，平衡式燃气热水装置相对烟道式和强排式的燃气热水装置具备较高的安全性。目前，这种由室外进气并将燃烧后产生的废气排至室外的平衡式系统在壁挂炉领域内应用非常广泛，燃气热水器中也渐渐开始推广。
平衡式燃气热水装置一般具有密封腔室，密封腔室内安装燃烧系统和热交换系统。在平衡式燃气热水装置运行过程中，其燃烧产生的废气在置于密封腔室内的风机的驱动下经排烟管排放至室外，此时，密封腔室内形成了一个负压环境，室外的新鲜空气会通过进气管被吸入密封腔体内，这部分来自于室外的新鲜空气可以保证平衡式燃气热水装置保持正常的燃烧。
风机作为燃气热水装置的一个重要部件，对于整个系统的运行起着十分关键的作用。目前，定速风机由于结构简单，制造方便，在燃气热水行业内应用非常广泛，但是其在使用过程中存在中小负荷段热效率低、噪声大等问题，这主要是因为机器在中小负荷段燃烧时，大量的燃烧热量被较高转速的定速风机排出机器，热交换系统没有较好地利用这部分热量，导致热效率降低，浪费了能源，为了解决这一问题，行业内普遍采用变速风机来替代定速风机，变速风机由于转速可以调节，在不同的燃烧状态下会有不同的风机转速与之匹配，因此，可以在较大程度上降低能源消耗，而且能起到降低噪声的效果。
目前，在平衡式燃气热水装置中应用变速风机的产品还比较少，尤其在壁挂炉行业中更为突出，其主要原因是因为平衡式燃气热水装置具有内密封腔室，其内部包含燃烧系统和换热系统，燃烧系统和换热系统在运行过程中会辐射出大量热量，这使得密封腔室内的温度较高，一般情况下可以达到80℃左右，恶劣工况甚至会到100℃左右，在平衡式燃气热水装置中，风机大部分位于密闭腔室的内部，这种将风机置于密封腔室内部的结构使得变速风机长期保持在较高的温度，在采用变速风机后，变速风机的电机控制装置的电子元器件在运行过 程中也会产生热量，这部分热量会和密封腔室内的热量叠加导致电机控制板的温度大幅增加，此外，风机的电机在自身的运行过程中电机的绕组也会产生较多热量，这也增大了风机失效的风险，在上述因素的共同作用下，变速风机在运行过程中容易累积超出变速风机极限的热量，从而导致其失效。因此，上述问题对于变速风机在平衡式燃气热水装置中的应用对变速风机本身以及整机的可靠性和寿命都存在很大的风险。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种平衡式燃气热水装置，以保证整机运行的可靠性。
本发明的技术方案具体如下：
一种平衡式燃气热水装置，包括：
密封腔室；
设置于所述密封腔室上的进气通道和排烟通道；
设置于所述密封腔室内部的变速风机、换热装置、燃烧装置；
所述变速风机具有风机蜗壳；
所述进气通道依次与所述燃烧装置和所述换热装置连通，所述换热装置与所述风机蜗壳入口连通，所述风机蜗壳出口与排烟通道连通；
所述变速风机还包括：设置于所述风机蜗壳外部的引流装置和变速电机，所述变速电机包括绕组，所述引流装置能将进入所述进气通道的空气至少部分引入所述变速电机并穿过所述绕组。
优选地，所述变速电机包括具有第一端盖和第二端盖的电机外壳，所述第一端盖与所述第二端盖开有通孔，所述绕组置于所述电机外壳内，所述引流装置引入的气流能穿过所述第一端盖和所述第二端盖上的通孔。
优选地，所述第一端盖和所述第二端盖相对设置。
优选地，所述电机外壳的第一端盖背对所述风机蜗壳，所述电机外壳的第二端盖面向所述风机蜗壳。
优选地，所述引流装置为轴流风扇，所述轴流风扇设置于所述电机外壳与所述风机蜗壳之间。
优选地，所述引流装置为轴流风扇，所述轴流风扇设置于所述变速电机背对所述风机蜗壳的一侧。
优选地，还包括设置于所述变速电机与所述风机蜗壳之间的散热风扇，所述散热风扇能 使得流过所述绕组的气流从所述变速电机与所述风机蜗壳之间的空间散出。
优选地，所述变速电机设于所述进气通道出口处。
优选地，还包括风机控制装置，所述风机控制装置设置于所述密封腔室的外部。
优选地，所述变速风机包括与所述风机控制装置电性连接的霍尔元件，所述霍尔元件设置于所述电机外壳的内部。
优选地，所述进气通道包围所述排烟通道设置。
优选地，所述进气通道和所述排烟通道同轴设置且位于所述密封腔室的顶部。
优选地，所述进气通道与所述排烟通道分别单独设置于所述密封腔室的顶部。
优选地，所述变速风机包括叶轮，所述叶轮通过电机轴与所述变速电机相连，所述变速电机轴与所述进气通道的轴线相垂直。
本发明采用以上结构，具有以下优点：
1、通过在所述变速风机上设置引流装置，并在变速电机外壳上开孔，能够使得进入所述密封腔室内的空气进入变速电机内部，对变速电机内部的部件进行降温，进一步的通过将风机控制装置外置，避免了风机控制装置对进入所述变速电机内部的气流的阻挡，使得空气在引流装置的作用下能够流畅的进入变速电机并穿过绕组进而流出电机，由此形成了一个降温的“风系统”,同时风机控制装置设置于密封腔室的外部避免了密封腔室中的高温环境对于风机控制装置上电子元器件的影响，提升了变速风机运行的可靠性和寿命；
2、散热风扇将流出电机的高温空气从变速电机与风机蜗壳之间快速排至密封腔室中，一方面可以进一步提高冷空气在变速电机外壳内的流速，从而提高降温速率；另一方面，可以避免积聚在此处的高温空气对电机的温升作用。
3、将所述变速电机设于所述进气通道出口处，可以使得自所述进气通道出口排出的冷空气直接吹向电机，对电机起到降温作用。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本申请中平衡式燃气热水装置的一个具体实施方式的结构示意图。
图2为图1中变速风机的一个立体示意图。
图3为图1中变速风机的另一个立体示意图。
图4为图1中变速风机的电机的第一端盖的结构示意图。
图5为图1中变速风机的电机的第二端盖的结构示意图。
图6为本申请中平衡式燃气热水装置的另一个具体实施方式的结构示意图。
以上附图的附图标记为：1、壳体；11、密封腔室；2、进气通道；3、排烟通道；4、变速风机；41、风机蜗壳；411、进气端；412、排气端；42、变速电机；421、第一端盖；4211、第一端盖的通孔；422、第二端盖；4221、第二端盖的通孔；43、轴流风扇；44、散热风扇；45、保护罩；451、贯通孔；46、风机控制装置；5、换热装置；6、燃烧装置；7、集烟罩。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
本发明公开了一种平衡式燃气热水装置，包括密封腔室11，设置于所述密封腔室11上的进气通道2和排烟通道3，设置于所述密封腔室11内部的变速风机4、换热装置5、燃烧装置6，所述变速风机4具有风机蜗壳41；所述进气通道2依次与所述燃烧装置6和换热装置5连通，所述换热装置5与所述风机蜗壳41入口连通，所述风机蜗壳41出口与排烟通道3连通；所述变速风机4还包括：设置于所述风机蜗壳41外部的引流装置和变速电机42，所述变速电机42包括绕组，所述引流装置能将进入所述进气通道2的空气至少部分引入所述变速电机42并穿过所述绕组。在本实施方式中，变速电机42为直流电机。在其他实施方式中，变速电机42还可以为交流变速电机。
本申请中的平衡式燃气热水装置可以将进入所述密封腔室11内的空气通过所述引流装置引入所述变速电机42中，从而使得进入所述密封腔室11内的温度较低的空气与所述变速电机42的绕组进行热交换，以降低所述变速电机42的绕组的温度。经过发明人多次反复试验后证明，采用本申请中的平衡式燃气热水装置，其变速风机4的故障率大幅降低。
图1示出了本申请中平衡式燃气热水装置的一个具体的结构示意图。参照图1所示，平衡式燃气热水装置包括壳体1，壳体1内形成密封腔室11，进气通道2和排烟通道3设置在壳体1上，变速风机4、换热装置5、燃烧装置6、集烟罩7位于密封腔室11内。在机器运行过程中，空气自进气通道2进入密封腔室11内，在变速风机4的驱动下流入燃烧装置6中参与燃烧，燃烧后产生的高温烟气经换热装置5、集烟罩7后进入变速风机4，最终在变速风机4的驱动下从排烟通道3排至室外。
在本实施方式中，参照图1所示，所述进气通道2与所述排烟通道3可以分别设置于密封腔室11的顶部。所述进气通道2同轴套设在所述排烟通道3外，并包围所述排烟通道3。当然的，在其他实施方式中，进气通道2和/或排烟通道3也可以不设置在密封腔室11的顶部，只要进气通道2能将室外的空气引入密封腔室11，排烟通道3能将燃烧产生的烟气排出密封腔室11即可。
在本实施方式中，平衡式燃气热水装置还包括变速风机4。参照图2和图3所示，该变速风机4包括变速电机42、叶轮、罩设在所述叶轮外的风机蜗壳41，所述风机蜗壳41的进气端411与所述换热装置5连通，所述风机蜗壳41的排气端412穿出所述密封腔室11并与排烟通道3连通。当所述变速风机4的叶轮在转动过程中，燃烧产生的烟气通过风机蜗壳41流入排烟管道3中。在一个优选的实施方式中，该平衡式燃气热水装置还包括集烟罩7，所述集烟罩7设置与变速风机4与换热装置5之间，其一端与换热装置5连通，另一端与变速风机4的进气端411连通，所述集烟罩7能收集经过换热后的烟气并将该烟气通过所述变速风机4向外排出。所述变速风机4还包括引流装置。该引流装置设置在密封腔室11内部，并与所述变速电机42相适配，能够将通过进气通道进入所述密封腔室11内的冷空气至少部分引入所述变速电机42中。在本实施方式中，参照图4和图5所示，所述变速电机42包括具有第一端盖421和第二端盖422的电机外壳，所述第一端盖421与所述第二端盖422开有通孔，所述绕组置于所述电机外壳内，所述引流装置引入的气流能穿过所述第一端盖421上的通孔4211和所述第二端盖422上的通孔4221。所述变速电机42的第一端盖421背对风机蜗壳41，所述变速电机42的第二端盖422面向所述风机蜗壳41。所述引流装置包括轴流风扇43，所述轴流风扇43设置于所述变速电机42背对风机蜗壳41的一侧，即所述轴流风扇43吸入的空气自所述电机外壳的第一端盖421上的通孔4211进入所述电机外壳内部，并在穿过所述变速电机42的绕组后从所述电机外壳的第二端盖422上的通孔4221排出。在本实施方式中，进入所述电机外壳内的冷空气与变速电机42的绕组进行热交换，将所述变速电机42的绕组上的热量带离该电机外壳中。
在一个优选的实施方式中，所述第一端盖421的通孔4211和所述第二端盖422相对设置，经所述引流装置引入的气流从所述第一端盖421上的通孔4211流入所述电机外壳内，并从所述第二端盖422上的通孔4221流出所述电机外壳。在一个更优选的实施方式中，所述电机外壳的第一端盖421背对所述风机蜗壳41，所述电机外壳的第二端盖422面向所述风机蜗壳41，进入所述电机外壳内的冷空气可以大体沿线性通过所述变速电机42的绕组，提高空气在所述电机外壳内的流速，增强降温效果。
在本实施方式中，变速风机4还包括一保护罩45，该保护罩45罩设在电机外壳的外部， 其作用主要是为了防止自进气通道2进入的空气所带入的灰尘降落在电机及引流装置的表面，影响其使用性能。保护罩45上开设有多个贯通孔451，这些孔的作用主要是为了使空气流向变速电机42。
在一个优选的实施方式中，平衡式燃气热水装置还可以包括设置于所述变速电机42与所述风机蜗壳41之间的散热风扇44，所述散热风扇44能使得流过所述绕组的高温气流从所述变速电机42与所述风机蜗壳41之间的空间散出。散热风扇的设置一方面可以进一步提高冷空气在电机外壳内的流速，从而提高降温速率；另一方面，可以避免积聚在此处的高温空气对电机的温升作用。
在一个优选的实施方式中，所述变速电机42的电机轴与所述进气通道2的轴线相垂直，这样可以使得自所述进气通道2的出口流出的冷空气吹向电机与风机蜗壳之间的空间，将自所述变速电机42中流出并积聚在此处的高温空气吹离此空间，降低高温空气对电机的温升作用。
在一个优选的实施方式中，平衡式燃气热水装置还包括位于所述密封腔室11外的风机控制装置46，将风机控制装置46从变速电机42内部移出并将其置于密封腔室11的外部不仅能够解决风机控制装置上的电子元器件长期在高温的密封腔体内运行存在的失效问题，而且能够避免风机控制装置46对进入所述变速电机42内部的气流的阻挡，使得空气在引流装置的作用下流畅的进入变速电机42并穿过绕组进而流出变速电机42，由此形成了一个降温的“风系统”。
在另一个实施方式中，所述平衡式燃气热水装置还包括位于所述变速电机42内部的用于监测变速电机42的霍尔元件，其中所述霍尔元件与所述风机控制装置通过导线电性连接。将所述霍尔元件保留在变速电机42的内部主要是为了保证变速风机转速监测的可靠性。
在另一个实施方式中，所述轴流风扇43设置于所述电机外壳与所述风机蜗壳41之间。与上一实施方式类似，所述轴流风扇43引入的空气自所述电机外壳的第一端盖421上的通孔4211进入所述电机外壳内部，并在流过所述变速电机42的绕组后从所述电机外壳的第二端盖422上的通孔4221流出。
在本实施方式中，所述第一端盖421上的通孔4211和所述第二端盖422上的通孔4221可以为2个、3个、4个甚至更多个，以进一步增加进入该电机外壳内的空气的流量，提高降温效果。
在另一个实施方式中，参照图6所示，进气通道2可以与变速电机42相对设置，这样可以使得自所述进气通道2的出口排出的冷空气直接吹向变速电机42，不仅便于引流装置进行引流，而且能对电机起到降温作用。
在另一个实施方式中，参照图6所示，进气通道2和排烟通道3在密封腔室11的顶部并且相互错开设置。在本实施方式中，变速电机42与进气通道2的出气口相对设置。此处的相对设置是指所述进气管道的出口大体上与所述电机外壳上的通孔相对设置，变速电机42的转轴平行于排烟通道3，这种结构可以提高冷空气流过电机的速率，增强降温效果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。