CN108361699B - 一种浓淡型燃气燃烧器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓淡型燃气燃烧器，涉及燃烧器技术领域，包括内壳、外壳，内壳上设有淡侧气体入口、浓侧气体入口、气体混合通道和浓侧气体出口，外壳套设于内壳外且两者之间形成连通的浓侧混合空间，浓侧气体入口、浓侧气体出口与浓侧混合空间连通，内壳上部设有火孔板安装段，火孔板安装段内设有火孔板组件，火孔板安装段内表面上设有隔断结构，隔断结构使得位于其上方的空隙成为无流动区域；火孔板组件包括内火孔板和外火孔板，内火孔板嵌套于外火孔板内，气体混合通道、位于隔断结构下方的空隙以及火孔板组件形成连通的淡侧混合空间。本发明通过优化设计，达到更好的燃气/空气分配效果，并提高燃烧器的适应性。

Description

一种浓淡型燃气燃烧器及其安装方法

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，特别是涉及一种浓淡型燃气燃烧器及其安装方法。

背景技术

浓淡燃烧是一种可以有效降低氮氧化物（NO_X）排放的燃气燃烧方式，在家用燃气热水器和家用热水/采暖两用炉领域有广泛应用。

研究燃气燃烧过程时，空气和燃气之间的质量或流量配比是首要的问题。浓淡燃烧的基本原理是：将燃烧之前的燃气/空气混合物分为燃气浓度不同的两部分，其一部分的燃气浓度较高，另外一部分的燃气浓度则相应较低。通过这种方式，可以有效降低NO_X的排放，该理论已在实践中得到了验证和大量应用。如公开号为特开平7-42917的日本专利，较早地介绍了一种浓淡型燃气燃烧器，并得到了广泛应用；又如申请号为CN201080070477的用于热水器的低NOx燃烧器，同样提供了类似的浓淡型燃气燃烧器，获得了很好的NOx排放效果。

如图1和图2所示的常规浓淡燃烧器，主要由三个部分组成：内壳1a、外壳2a、火孔板3a，其中内壳1a和外壳2a之间形成浓侧混合空间，该空间内燃气浓度相对较高；火孔板3a置于内壳1a之内，并形成淡侧混合空间，该空间内燃气浓度相对较低，大部分燃气/空气混合物都流经该空间。

在内壳1a内，燃气和空气经入口流入后，进行一定程度的混合，并沿内壳1a腔体运动至火孔板3a，最终流出并形成火焰。在设计中，必须确保混合气体在流入火孔板3a前均匀分布，以保持最终火焰的一致和均匀，为达成该目标，在设计过程中需要不断优化流道结构，进行多次的模具修改，需要很高的成本费用。此外，当燃烧器整体宽度较大时，流体具有较大的扩散空间，容易达成较好的均匀性分布，一旦燃烧器整体宽度变小，则进行好的均匀性设计非常困难。

对于上述家用燃气燃烧器而言，其模具开发费用相对较大，开发周期相对较长，一旦设计定型后很难进行后续改进和提升；且要适应的产品型号众多，也很难调整到一致较好的排放水平。因此，拓展这种设计的设计更改空间，增强其适应性，是需要解决的问题。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种浓淡型燃气燃烧器，通过优化设计，达到更好的燃气/空气分配效果，并提高燃烧器的适应性。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种浓淡型燃气燃烧器，包括内壳、外壳，内壳上设有淡侧气体入口、浓侧气体入口、气体混合通道和浓侧气体出口，淡侧气体入口位于气体混合通道的前端，外壳套设于内壳外且两者之间形成连通的浓侧混合空间，浓侧气体入口、浓侧气体出口与浓侧混合空间连通，内壳上部设有火孔板安装段，火孔板安装段内设有火孔板组件，火孔板安装段与火孔板组件之间存在空隙，火孔板安装段内表面上设有隔断结构，隔断结构使得位于其上方的空隙成为无流动区域；

火孔板组件包括内火孔板和外火孔板，内火孔板嵌套于外火孔板内，气体混合通道、位于隔断结构下方的空隙以及火孔板组件形成连通的淡侧混合空间。

技术效果：与传统技术强调优化混合段以达到混合气在宽度方向分配均匀，而导致尺寸越小的燃烧器设计难度越大的特点不同，本发明对于不同尺寸的燃烧器均可进行方便的调节设计。本发明通过相应的火孔板设计，弱化了火孔板前混合流道的设计要求，无论经过混合段后的混合气分布如何，可以有针对性地调节混合气分布，达到左右火焰均匀的目的。因此，本发明可以在减小燃烧器宽度的同时，提高混合气流场均匀性，适应性强、成本低。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，内火孔板呈n型，包括内竖直火孔壁一、内竖直火孔壁二和内水平火孔壁，内竖直火孔壁一和内竖直火孔壁二竖直相对设置且两者之间形成内流道，内水平火孔壁连接内竖直火孔壁一和内竖直火孔壁二的顶部；内水平火孔壁上设有若干均匀分布的内火孔。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，内竖直火孔壁一和内竖直火孔壁二上对称设有若干均匀分布的内定位槽，内定位槽与相邻内火孔之间的隔断对齐。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，外火孔板呈U型，包括外竖直火孔壁一、外竖直火孔壁二和外水平均流壁，外竖直火孔壁一和外竖直火孔壁二竖直相对设置，外竖直火孔壁一和内竖直火孔壁一之间、外竖直火孔壁二和内竖直火孔壁二之间分别形成外流道，外水平均流壁连接外竖直火孔壁一和外竖直火孔壁二的底部；外水平均流壁上设有若干均匀分布的均流孔。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，相邻均流孔之间的间距按需决定相同或者不同，均流孔沿外竖直火孔壁一和外竖直火孔壁二向上延伸且其形状、延伸方向按需决定。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，外竖直火孔壁一和外竖直火孔壁二上对称设有若干均匀分布的外定位槽，外定位槽与相邻内火孔之间的隔断对齐且向内火孔板凹陷，具有竖直内表面，竖直内表面分别与内竖直火孔壁一和内竖直火孔壁二贴合。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，隔断结构为：火孔板安装段设有条状且向外火孔板凹陷的隔断槽和限位槽，隔断槽位于限位槽上方，隔断槽和限位槽具有与外火孔板贴合的部位。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，外壳顶部设有若干连接两侧壁的桥架。

前所述的一种浓淡型燃气燃烧器，外壳和内壳上分别设有处于重合部位的若干外定位孔和内定位孔，内定位孔上设有铆接用翻边。

本发明的另一目的在于提供一种如上述方案所述的浓淡型燃气燃烧器的安装方法，包括以下步骤：

将内火孔板置于外火孔板之内，形成火孔板组件；

将火孔板组件置于内壳的火孔板安装段内；

将外壳套设于内壳外，将外定位孔与内定位孔对齐并进行铆接，形成浓淡型燃气燃烧器成品。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中隔断槽确保所有位于气体混合通道内的混合气体全部流入火孔板组件内，使得内部淡火孔和外部浓火孔之间有一个没有气体流经的隔离区，该隔离区内会形成一定的气流漩涡，加强浓淡火焰之间的粘性，避免脱火和燃烧振动的产生；

（2）本发明中限位槽具有与外火孔板贴合的部位，对外火孔板的下缘起到支撑定位作用，确保火孔板组件整体安装于正确的位置；

（3）本发明中均流孔能够在混合气体进入火孔板组件之前对气体流场进行调整，使进入外火孔板的混合气体分布更加均匀且平稳，此外，均流孔的分布可以很容易的进行调整，比如按照气流分布调整各孔的尺寸以及间距；

（4）本发明中外火孔板上的外定位槽对内火孔板起到固定作用；

（5）本发明中外壳顶部的桥架结构一方面起到对外壳两侧定位的作用，避免解热膨胀后两侧壁向外扩张；另一方面与内壳的限位槽配合，起到对火孔板组件上下方向的定位作用；

（6）本发明中外定位孔和内定位孔不仅起到定位作用，同时还具有铆接作用，确保内外壳的密封性。

附图说明

图1为背景技术中浓淡燃烧器的立体示意图；

图2为背景技术中浓淡燃烧器的内壳示意图；

图3为实施例1中浓淡燃烧器整体爆炸示意图；

图4为实施例1中火孔板组件示意图；

图5为实施例1中内火孔板示意图；

图6为实施例1中外火孔板示意图；

图7为实施例1中内壳示意图；

其中：1、内壳；11、火孔板安装段；111、隔断槽；112、限位槽；12、内定位孔；2、外壳；21、外定位孔；22、桥架；31、内火孔板；311、内竖直火孔壁一；312、内竖直火孔壁二；313、内水平火孔壁；；314、内火孔；315、内定位槽；32、外火孔板；321、外竖直火孔壁一；322、外竖直火孔壁二；323、外水平均流壁；324、均流孔；325、外定位槽；4、淡侧气体入口；5、浓侧气体入口；6、气体混合通道；7、浓侧气体出口。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种浓淡型燃气燃烧器，结构如图3-7所示，包括内壳1、外壳2。外壳2顶部设有若干连接两侧壁的桥架22。外壳2和内壳1上分别设有处于重合部位的若干外定位孔21和内定位孔12，内定位孔12上设有铆接用翻边。

内壳1上设有淡侧气体入口4、浓侧气体入口5、气体混合通道6和浓侧气体出口7，淡侧气体入口4位于气体混合通道6的前端。外壳2套设于内壳1外且两者之间形成连通的浓侧混合空间，浓侧气体入口5、浓侧气体出口7与浓侧混合空间连通。

内壳1上部设有火孔板安装段11，火孔板安装段11与火孔板组件之间存在空隙，火孔板安装段11内表面上设有隔断结构，隔断结构使得位于其上方的空隙成为无流动区域。隔断结构具体为：火孔板安装段11设有条状且向外火孔板32凹陷的隔断槽111和限位槽112，隔断槽111位于限位槽112上方，隔断槽111和限位槽112可以是水平条状，也可以具有弧度，限位槽112可以连续或者不连续,根据实际需要决定。隔断槽111和限位槽112具有与外火孔板32贴合的部位。

火孔板安装段11内设有火孔板组件，内壳1与火孔板组件之间形成淡侧混合空间，气体混合通道6分别与淡侧气体入口4、淡侧混合空间连通，浓侧气体出口7分别与浓侧气体入口5、浓侧混合空间连通。

火孔板组件包括内火孔板31和外火孔板32，内火孔板31嵌套于外火孔板32内，气体混合通道6、位于隔断结构下方的空隙以及火孔板组件形成连通的淡侧混合空间。

内火孔板31呈n型，包括内竖直火孔壁一311、内竖直火孔壁二312和内水平火孔壁313，内竖直火孔壁一311和内竖直火孔壁二312竖直相对设置且两者之间形成内流道，内流道的宽度约0.7-1.5mm。内水平火孔壁313连接内竖直火孔壁一311和内竖直火孔壁二312的顶部，内水平火孔壁313上设有4个均匀分布的内火孔314，内火孔314的尺寸为14×0.6mm，该长度和宽度可根据实际需求进行修正，且各个内火孔314的尺寸也可根据内火孔314前混合气流场的分布状况进行变更。内竖直火孔壁一311和内竖直火孔壁二312上对称设有若干均匀分布的内定位槽315，内定位槽315与相邻内火孔314之间的隔断对齐。

外火孔板32呈U型，包括外竖直火孔壁一321、外竖直火孔壁二322和外水平均流壁323，外竖直火孔壁一321和外竖直火孔壁二322竖直相对设置，外竖直火孔壁一321和内竖直火孔壁一311之间、外竖直火孔壁二322和内竖直火孔壁二312之间分别形成外流道，外水平均流壁323连接外竖直火孔壁一321和外竖直火孔壁二322的底部。外水平均流壁323上设有若干均匀分布的均流孔324，均流孔324的宽度、间距和数量根据外火孔板32之前的气体流场进行调整，均流孔324未必均匀分布，可能是不均匀的，相邻均流孔324之间的间距按需决定相同或者不同，同时，均流孔324的形状也根据实际情况调整。均流孔324沿外竖直火孔壁一321和外竖直火孔壁二322向上延伸且其形状、延伸方向按需决定，以进一步调整流场。

外竖直火孔壁一321和外竖直火孔壁二322上对称设有若干均匀分布的外定位槽325，外定位槽325与相邻内火孔314之间的隔断对齐且向内火孔板31凹陷，具有竖直内表面，竖直内表面分别与内竖直火孔壁一311和内竖直火孔壁二312贴合。

工作时，较大部分的燃气和空气混合物从淡侧气体入口4进入，并在气体混合通道6内进行混合，随后进入火孔板安装段11内安装的外火孔板32和内火孔板31构成的外流道和内流道内，最终流出燃烧器并燃烧，形成燃气浓度相对较低的淡侧火焰；较少部分的燃气和空气混合物则从浓侧气体入口5进入，随后从浓侧气体出口7喷出，并进入外壳2和内壳1构成的夹层流体通道中进行混合，最终流出燃烧器并燃烧，形成燃气浓度相对较高的浓侧火焰。整体上，浓侧火焰处于燃烧区域的外部，流量少，火焰较低；淡侧火焰处于燃烧区域的内部，流量大，火焰较高。这种燃烧方式一方面对降低氮氧化物排放有积极效果，另一方面也保证了火焰的稳定性和传火过程的可靠性。

实施例2

应用于实施例1的一种浓淡型燃气燃烧器的安装方法，包括以下步骤：

将内火孔板31置于外火孔板32之内，形成火孔板组件；

将火孔板组件置于内壳1的火孔板安装段11内；

将外壳2套设于内壳1外，将外定位孔21与内定位孔12对齐并进行铆接，形成浓淡型燃气燃烧器成品。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种浓淡型燃气燃烧器，包括内壳（1）、外壳（2），所述内壳（1）上设有淡侧气体入口（4）、浓侧气体入口（5）、气体混合通道（6）和浓侧气体出口（7），所述淡侧气体入口（4）位于所述气体混合通道（6）的前端，所述外壳（2）套设于所述内壳（1）外且两者之间形成连通的浓侧混合空间，所述浓侧气体入口（5）、所述浓侧气体出口（7）与所述浓侧混合空间连通，其特征在于：所述内壳（1）上部设有火孔板安装段（11），所述火孔板安装段（11）内设有火孔板组件，所述火孔板安装段（11）与所述火孔板组件之间存在空隙，所述火孔板安装段（11）内表面上设有隔断结构，所述隔断结构使得位于其上方的所述空隙成为无流动区域；

所述火孔板组件包括内火孔板（31）和外火孔板（32），所述内火孔板（31）嵌套于所述外火孔板（32）内，所述气体混合通道（6）、位于所述隔断结构下方的所述空隙以及所述火孔板组件形成连通的淡侧混合空间；

所述内火孔板（31）呈n型，包括内竖直火孔壁一（311）、内竖直火孔壁二（312）和内水平火孔壁（313），所述内竖直火孔壁一（311）和所述内竖直火孔壁二（312）竖直相对设置且两者之间形成内流道，所述内水平火孔壁（313）连接所述内竖直火孔壁一（311）和所述内竖直火孔壁二（312）的顶部；所述内水平火孔壁（313）上设有若干均匀分布的内火孔（314）。

2.根据权利要求1所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述内竖直火孔壁一（311）和所述内竖直火孔壁二（312）上对称设有若干均匀分布的内定位槽（315），所述内定位槽（315）与相邻所述内火孔（314）之间的隔断对齐。

3.根据权利要求1所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述外火孔板（32）呈U型，包括外竖直火孔壁一（321）、外竖直火孔壁二（322）和外水平均流壁（323），所述外竖直火孔壁一（321）和所述外竖直火孔壁二（322）竖直相对设置，所述外竖直火孔壁一（321）和所述内竖直火孔壁一（311）之间、所述外竖直火孔壁二（322）和所述内竖直火孔壁二（312）之间分别形成外流道，所述外水平均流壁（323）连接所述外竖直火孔壁一（321）和所述外竖直火孔壁二（322）的底部；所述外水平均流壁（323）上设有若干均流孔（324）。

4.根据权利要求3所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：相邻所述均流孔（324）之间的间距按需决定相同或者不同，所述均流孔（324）沿所述外竖直火孔壁一（321）和所述外竖直火孔壁二（322）向上延伸且其形状、延伸方向按需决定。

5.根据权利要求3所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述外竖直火孔壁一（321）和所述外竖直火孔壁二（322）上对称设有若干均匀分布的外定位槽（325），所述外定位槽（325）与相邻所述内火孔（314）之间的隔断对齐且向所述内火孔板（31）凹陷，具有竖直内表面，所述竖直内表面分别与所述内竖直火孔壁一（311）和所述内竖直火孔壁二（312）贴合。

6.根据权利要求1所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述隔断结构为：所述火孔板安装段（11）设有条状且向所述外火孔板（32）凹陷的隔断槽（111）和限位槽（112），所述隔断槽（111）位于所述限位槽（112）上方，所述隔断槽（111）和所述限位槽（112）具有与所述外火孔板（32）贴合的部位。

7.根据权利要求1所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述外壳（2）顶部设有若干连接两侧壁的桥架（22）。

8.根据权利要求1所述的一种浓淡型燃气燃烧器，其特征在于：所述外壳（2）和内壳（1）上分别设有处于重合部位的若干外定位孔（21）和内定位孔（12），所述内定位孔（12）上设有铆接用翻边。

9.一种如权利要求8所述的浓淡型燃气燃烧器的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述内火孔板（31）置于所述外火孔板（32）之内，形成火孔板组件；

将所述火孔板组件置于所述内壳（1）的所述火孔板安装段（11）内；

将所述外壳（2）套设于所述内壳（1）外，将所述外定位孔（21）与所述内定位孔（12）对齐并进行铆接，形成浓淡型燃气燃烧器成品。