CN108443880A - 分火器及应用其的燃烧器和热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分火器及应用其的燃烧器和热水器，该分火器包括：至少三个引射管，各所述引射管均具有：导流斜面，由所述引射管的出气段的端面向两侧倾斜形成；以及分流器，设置于所述出气段，用于使气体向两侧分流；所述分火器还包括：顶板，盖合于所述引射管的上方，并开设有多个火孔；以及第一通孔，位于相邻两个所述引射管之间，用于供冷水管穿过，并与所述冷水管紧密接触，所述第一通孔的顶部高于所述分流器的底部。本发明的燃烧器可以减少氮氧化物的排放。

Description

分火器及应用其的燃烧器和热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种分火器及应用其的燃烧器和热水器。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧机、民用燃烧器、特种燃烧器几种。目前现有技术，燃气热水器和燃气采暖壁挂炉都需要使用燃烧器。

现有技术中常用的燃烧器有两种，一种是浓淡式燃烧器，例如：中国专利2015102173086公开了一种壁挂炉低氮氧化合物燃烧器，主要技术方案是在负压的条件下燃烧，设置有浓燃气引射口与淡燃气引射口，避免了两种预混燃气的比例由于空气流速度或气压等因素，影响浓燃气与淡燃气的比例，从而造成二次燃烧温度上升和破坏稳定性，这一技术方案能有效的提高热效率，节约能源，减少燃烧中氮氧化合物的产生，但是，燃烧器的结构还是显得复杂，燃烧器依赖自然环境降温，效果不是很显著，在长时间高温状态下工作，无法有效大幅度降低氮氧化合物排放。

另一种是水冷式燃烧器，如图1所示为现有技术中的水冷式燃烧器所用的分火器，多个分火器并排分布构成了燃烧器的主要部分，该分火器具有两条引射管1，以从下方引射燃气，从上方的火孔3排出，并被点燃形成火焰。在两条引射管1的外侧有进水管通孔4和出水管通孔5，分别用于使冷水管的进水管和出水管通过，以冷却燃烧器。由于进水管通孔4和出水管通孔5设在两侧，难以实现对中间区域的降温，因此，氮氧化物的排放浓度很高，长时间使用还会造成火孔3所在的顶板发红，影响燃烧器的使用寿命，还有可能产生回火现象，造成安全隐患。另一方面，两条引射管的设计使燃烧热强度不足，燃烧效率也较低。

发明内容

本发明实施例提供一种分火器及应用其的燃烧器和热水器，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

作为本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供一种分火器，包括：

至少三个引射管，各所述引射管均具有：

导流斜面，由所述引射管的出气段的端面向两侧倾斜形成；以及

分流器，设置于所述出气段，用于使气体向两侧分流；

所述分火器还包括：

顶板，盖合于所述引射管的上方，并开设有多个火孔；以及

第一通孔，位于相邻两个所述引射管之间，用于供冷水管穿过，并与所述冷水管紧密接触，所述第一通孔的顶部高于所述分流器的底部。

进一步地，所述第一通孔的顶部与所述顶板之间的垂直间距小于等于20mm。

进一步地，所述垂直间距占所述引射管的垂直高度的比例小于等于20％。

优选地，所述第一通孔的直径大于等于11mm。

优选地，所述第一通孔的中心点高于所述出气段的底部。

优选地，所述分流器上设有顶角部，所述顶角部用于使气体向其两侧分流，所述顶角部的角度为45度至85度。

优选地，所述分火器包括第二通孔，所述第二通孔位于两侧的所述引射管的外侧，用于供冷水管穿过，并与所述冷水管紧密接触。

优选地，所述第二通孔的顶部低于所述分流器的底部。

作为本发明实施例的另一个方面，本发明实施例还提供一种燃烧器，包括多个如上所述的分火器以及冷水管，多个分火器并排分布；所述冷水管从所述第一通孔穿过，并贯穿多个所述分火器。

在一个实施例中，所述冷水管为U型管，所述分火器包括两个所述第一通孔，所述冷水管的两端分别从对应的所述第一通孔穿过，并贯穿多个所述分火器。

进一步地，两个所述第一通孔的中心点之间的水平距离形成第一宽度，外侧的两个所述引射管的中心线之间的水平距离形成第二宽度，所述第一宽度为所述第二宽度的二分之一。

优选地，所述第一通孔的顶部与所述顶板之间的垂直间距小于等于所述第一宽度的50％。

在一个实施例中，所述引射管至少为四个，每相邻两个所述引射管之间设有一个所述第一通孔，所述冷水管为蛇形管，所述冷水管迂回穿过各所述第一通孔，并贯穿多个所述分火器。

作为本发明实施例的另一个方面，本发明实施例还提供一种燃烧器，包括多个如上所述的分火器以及冷水管，多个分火器并排分布；所述冷水管穿过所述第一通孔和所述第二通孔，并贯穿多个所述分火器。

作为本发明实施例的另一个方面，本发明实施例还提供一种热水器，包括如上所述的燃烧器。

本发明实施例采用上述技术方案，可以减少氮氧化物的排放。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为现有技术中的分火器的结构示意图。

图2为实施例一的燃烧器的俯视图。

图3为实施例一的燃烧器的分火器的主视图。

图4为实施例一的燃烧器的两个分火器的左视图。

图5为实施例二的燃烧器的分火器的主视图。

图6为实施例三的燃烧器的俯视图。

图7为实施例三的燃烧器的分火器的主视图。

附图标记说明：

现有技术：

1：引射管；2：分流器；3：火孔；4：进水管通孔；5：出水管通孔。

本发明实施例：

10：燃烧器； 100：分火器；

100A：第一壳体； 100B：第二壳体； 110：引射管；

111A：第一导流斜面； 111B：第二导流斜面； 112：分流器；

112A：第一凹部； 112B：第二凹部； 112C：顶角部；

110A：负压段； 110B：预混段；

110C：扩压段； 110D：出气段；

120：顶板； 121：火孔； 131：进水管第一通孔；

132：出水管第一通孔； 140：翻边； 200：冷水管；

210：进水管； 220：出水管；

300：分火器； 333：中间管第一通孔；

40：燃烧器； 400：分火器；

231：进水管第二通孔； 232：出水管第二通孔。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

本发明实施例旨在提供一种燃烧器及应用其的烟道式燃气热水器，通过改善冷水管的位置设计，以减少氮氧化物的排放。

实施例一

如图2所示为本实施例的燃烧器10的俯视图，本实施例的燃烧器10包括多个分火器100以及贯穿多个分火器100的冷水管200，多个分火器100沿分火器100的宽度方向并排分布，冷水管200为U型管，包括进水管210和出水管220，以在燃烧器10的同一侧进排水，优选地，冷水管200为一体成型。

如图3所示为其中一个分火器100的主视图，本实施例的分火器100包括3个引射管110以及2个第一通孔(进水管第一通孔131和出水管第一通孔132)，其中，冷水管200的两端分别从对应的第一通孔穿过，即进水管第一通孔131用于供进水管210穿过，并与进水管210紧密接触，出水管第一通孔132用于供出水管220穿过，并与出水管220紧密接触。分火器100还包括顶板120，盖合于3个引射管110的上方，并开设有多个火孔121，可结合图2。

引射管110的垂直高度H0优选为大于等于95mm，其按照气体流向(图3视图向中即为自下而上)可分为引射段和出气段110D，其中，引射段按照气体流向依次为负压段110A、预混段110B和扩压段110C。其中，在出气段110D中，3个引射管110所引射的气体进行再次混合后，从火孔121排出并燃烧形成火焰。

为了避免气流的喷力过大而导致的火焰太高，首先，引射管110的出气段110D的端面向两侧倾斜以形成导流斜面(包括向左侧倾斜的第一导流斜面111A和向右侧倾斜的第二导流斜面111B)；其次，引射管110在扩压段110C的孔径随着气体流向逐渐增大，以降低压力。

请参阅图3和图4，分火器100可以由第一壳体100A扣合第二壳体100B形成，即3个引射管100的腔体由第一壳体100A和第二壳体100B围成，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132由第一壳体100A和第二壳体100B在对称的位置开孔而形成。

引射管110还具有分流器112，设置于出气段110D，即设置于第一导流斜面111A与第二导流斜面111B之间，包括第一壳体100A向引射管110的腔体凹陷而形成的第一凹部112A以及第二壳体100B向引射管110的腔体凹陷而形成的第二凹部112B，第一凹部112A和第二凹部112B之间限定有气体通道，以供气体流通。

分流器112用于分流气体，即使一部分气体受分流器112的阻力影响，向引射管110的两侧分流，从与引射管110的两侧相对应的火孔121喷出，然后燃烧形成火焰；而另一部分气体由第一凹部112A和第二凹部112B之间的气体通道垂直向上，从与引射管110的中心相对应的火孔121喷出，然后燃烧形成火焰。

分流器112的顶角部112C的角度α优选为45°至85°，即顶角部112C用于使气体向其两侧分流的分流角度优选为45°至85°，以降低分流阻力，并可以减小分流器112的横向尺寸，进而为进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的位置上移提供条件。

本实施例中，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132分别位于相邻两个引射管110之间，并具有相同的直径，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的直径应适配冷水管200，优选为大于等于11mm，进一步优选为大于等于13mm，较大的直径可以增加与冷水管200的接触面积，提升冷却效率。

如图3所示，本实施例中，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的中心点之间的水平距离形成第一宽度W1，外侧的两个引射管110的中心线之间的水平距离形成第二宽度W2，第一宽度W1优选为第二宽度W2的二分之一，以保证可以辐射顶板120的全部区域，以提升冷却效率。

进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的顶部优选设置在同一水平面，进水管第一通孔131的顶部E1应高于分流器112的底部E2，进一步地，进水管第一通孔131的中心点E3应高于出气段110D的底部E4，以使冷水管200的位置接近顶板120，进而提升冷却效率。

优选地，进水管第一通孔131与顶板120之间的垂直间距H1小于等于20mm；垂直间距H1占引射管110的垂直高度H0的比例小于等于20％；垂直间距H1小于等于50％W1，从而使冷水管200的位置尽量接近顶板120。

燃烧器产生的氮氧化物中一氧化氮占90％，二氧化氮占5％～10％，其中热力型氧化反应而产生的氮氧化物占大部分(热力型氧化反应是指空气中的氮气与氧气在高温下发生氧化发应而生成氮氧化物)。实验证明，随着反应温度升高，氧化反应速率按指数规律增加。

因此，随着燃气不断燃烧，火孔121即顶板120的温度会不断升高，产生大量氮氧化物的风险也随着增加。本实施例中，冷水管200可以冷却燃烧器，尤其是降低顶板120的温度，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的位置设计，可使冷水管200的位置尽量接近顶板120，并且可以辐射顶板120的全部区域，因此，本实施例的燃烧器可以提升对顶板120的冷却效率，进而使顶板120保持在一个较低的温度值，以减少热力型氧化反应，进而降低氮氧化物的排放。

另外，本实施例的燃烧器10可以冷却顶板120和火孔121，延长燃烧器的使用寿命，还可以降低燃烧速度，从而有效控制回火现象的发生，提高安全系数。

优选地，进水管第一通孔131和出水管第一通孔132的外圆周具有翻边140，如图2所示，以使冷却水管200与进水管第一通孔131和出水管第一通孔132紧密接触。

作为本发明实施例的另一个方面，本实施例还提供一种燃气热水器，包括根据上述实施例所述的燃烧器。本实施例的燃气热水器的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。

作为本发明实施例的另一个方面，本实施例还提出一种壁挂炉，包括根据上述实施例所述的燃烧器。本实施例的壁挂炉的其他构成可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。

实施例二

本实施例提供一种燃烧器，及应用其的热水器和壁挂炉，与实施例一的区别在于，如图5所示，本实施例的分火器300具有4个引射管110，每相邻两个引射管110之间设置有一个第一通孔，即分火器300包括3个第一通孔(进水管第一通孔131、出水管第一通孔132和中间管第一通孔333)。

本实施例中，冷水管为蛇形管，并迂回穿过各第一通孔，即进水管从进水管第一通孔131穿过，出水管从出水管第一通孔132穿过，连接进水管和出水管之间的管道从中间管第一通孔333穿过，进而在燃烧器的两侧分别进水和排水。

本实施例中，中间管第一通孔333的尺寸和位置设计与进水管第一通孔131相同，因此，可使冷水管的位置尽量接近顶板120，并且可以辐射顶板120的全部区域，因此，本实施例的燃烧器可以提升对顶板120的冷却效率，进而使顶板120保持在一个较低的温度值，以降低氮氧化物的排放。

以上实施例提供了多种燃烧器，以及基于上述燃烧器的燃气热水器和壁挂炉，通过在相邻的引射管之间设置供冷水管穿过的第一通孔，并使第一通孔的位置接近顶板，进而使冷水管接近顶板和火孔，以提升对顶板的冷却效率，降低氮氧化物的排放。另外，多条引射管的设计可以增加引射系数和引射空气量，进而提高燃烧效率。

需要说明的是，本发明实施例并不限定引射管的数量和第一通孔的数量，例如当引射管的数量为奇数个时，可在每相邻两个引射管之间设置一个第一通孔，即设置偶数个第一通孔，同时冷水管在燃烧器的同一侧进排水；或者，当引射管的数量为偶数个时，可在每相邻两个引射管之间设置一个第一通孔，即设置奇数个第一通孔，同时冷水管在燃烧器的两侧分别进排水。

实施例三

本实施例提供一种燃烧器40，及应用其的热水器和壁挂炉，与实施例一的区别在于，分火器400上还包括2个第二通孔(进水管第一通孔231和出水管第一通孔232)，冷水管200的两端分别从对应的第二通孔穿过，即进水管第二通孔231用于供进水管210穿过，并与进水管210紧密接触，出水管第二通孔232用于供出水管220穿过，并与出水管220紧密接触，可结合图6和图7。

进水管第二通孔231和出水管第二通孔232的顶部优选设置在同一水平面，进水管第二通孔231和出水管第二通孔232的顶部E11可以低于分流器112的底部E2。从而，可以与第一通孔(131/132)相配合，使冷水管200的位置可以接近顶板120，也可以稍低于分流器112，进而提升冷却效率。当然，进水管第二通孔231和出水管第二通孔232还可以与进水管第一通孔131和出水管第一通孔132处于同一高度平面。

当然，本实施例中的冷水管可以为一个蛇形管，从一侧的第二通孔穿入，并贯穿多个分火器，再穿过第一通孔，以迂回方式，最后由另一侧的第二通孔穿出。冷水管还可以为多个U型管，分别由第一通孔穿入，并贯穿多个分火器，再由第二通孔穿出；或者分别由第一通孔穿入和穿出，由第二通孔穿入和穿出。另外，冷水管的穿入端和穿出端可以位于燃烧器的一侧，也可以位于燃烧器的两侧，在这里不做具体限制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种分火器，其特征在于，包括：

至少三个引射管，各所述引射管均具有：

导流斜面，由所述引射管的出气段的端面向两侧倾斜形成；以及

分流器，设置于所述出气段，用于使气体向两侧分流；

所述分火器还包括：

顶板，盖合于所述引射管的上方，并开设有多个火孔；以及

第一通孔，位于相邻两个所述引射管之间，用于供冷水管穿过，并与所述冷水管紧密接触，所述第一通孔的顶部高于所述分流器的底部。

2.根据权利要求1所述的分火器，其特征在于，所述第一通孔的顶部与所述顶板之间的垂直间距小于等于20mm。

3.根据权利要求2所述的分火器，其特征在于，所述垂直间距占所述引射管的垂直高度的比例小于等于20％。

4.根据权利要求1所述的分火器，其特征在于，所述第一通孔的直径大于等于11mm。

5.根据权利要求1所述的分火器，其特征在于，所述第一通孔的中心点高于所述出气段的底部。

6.根据权利要求1所述的分火器，其特征在于，所述分流器上设有顶角部，所述顶角部用于使气体向其两侧分流，所述顶角部的角度为45度至85度。

7.根据权利要求1-6任一项权利要求所述的分火器，其特征在于，包括第二通孔，所述第二通孔位于两侧的所述引射管的外侧，用于供冷水管穿过，并与所述冷水管紧密接触。

8.根据权利要求7所述的分火器，其特征在于，所述第二通孔的顶部低于所述分流器的底部。

9.一种燃烧器，其特征在于，包括多个如权利要求1至6任一项所述的分火器以及冷水管，多个分火器并排分布；所述冷水管从所述第一通孔穿过，并贯穿多个所述分火器。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述冷水管为U型管，所述分火器包括两个所述第一通孔，所述冷水管的两端分别从对应的所述第一通孔穿过，并贯穿多个所述分火器。

11.根据权利要求10所述的燃烧器，其特征在于，两个所述第一通孔的中心点之间的水平距离形成第一宽度，外侧的两个所述引射管的中心线之间的水平距离形成第二宽度，所述第一宽度为所述第二宽度的二分之一。

12.根据权利要求11所述的燃烧器，其特征在于，所述第一通孔的顶部与所述顶板之间的垂直间距小于等于所述第一宽度的50％。

13.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述引射管至少为四个，每相邻两个所述引射管之间设有一个所述第一通孔，所述冷水管为蛇形管，所述冷水管迂回穿过各所述第一通孔，并贯穿多个所述分火器。

14.一种燃烧器，其特征在于，包括多个如权利要求7或8所述的分火器以及冷水管，多个分火器并排分布；所述冷水管穿过所述第一通孔和所述第二通孔，并贯穿多个所述分火器。

15.一种热水器，其特征在于，包括如权利要求9至14任一项所述的燃烧器。