CN108916872A - 一种燃气热水器及其燃烧器 - Google Patents

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CN108916872A CN201810800675.2A CN201810800675A CN108916872A CN 108916872 A CN108916872 A CN 108916872A CN 201810800675 A CN201810800675 A CN 201810800675A CN 108916872 A CN108916872 A CN 108916872A
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卢楚鹏
张上兵
潘泽林
李罗标
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Abstract

本发明涉及热水器技术领域,公开了一种燃气热水器及其燃烧器,所述燃烧器包括引射器和火孔板,所述引射器内部平行开设有至少两个互不连通的燃气混合通道,所述引射器的一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道一一对应相连通的引射孔,所述引射器的另一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道一一对应相连通的喷射孔,所述火孔板罩设于所述引射器对应于所述喷射孔的端部,所述火孔板上对应于所述喷射孔处开设有若干火孔。本发明的有益效果为:通过在单个燃烧器中设置有两个以上且互不连通的燃气混合通道,能够增加燃气使用效率,实现低NOX、CO的排放,且能够实现单个燃烧器分段燃烧,有效增加负荷调节比。

Description

一种燃气热水器及其燃烧器
技术领域
本发明涉及热水器技术领域,公开一种燃气热水器及其燃烧器。
背景技术
现有技术中,绝大多数热水器生产厂家都是采用大气式普通燃烧器,其中的燃烧器设为单个引射器通道,燃烧产物中NOX排放量一直居高不下,NOX为有毒气体,不仅对身体产生伤害,同时有对大气造成污染,随着欧洲EN26标准即将强制执行,出口产品必须满足低NOX排放要求,普通结构的燃烧器很难解决低NOX的需求,从而一定程度上制约了公司的战略发展需求;同时,普通结构的燃烧器CO排放值相对较高,无法实现零排放或低排放要求,为响应国家节能减排政策,热水器实现低污染排放成为未来发展趋势;再者,目前燃气热水器的最小输入负荷一直偏大,导致产品夏天使用时因最低温升过高而致用户无法实现想要的低温洗浴温度,严重影响了用户体验感。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种燃气热水器及其燃烧器,热水器能够实现低NOX、CO的排放,实现绿色排放,且能够实现单个燃烧器分段燃烧,有效增加负荷调节比。
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种燃烧器,其包括引射器和火孔板,所述引射器内部平行开设有至少两个互不连通的燃气混合通道,所述引射器的一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道一一对应相连通的引射孔,所述引射器的另一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道一一对应相连通的喷射孔,所述火孔板罩设于所述引射器对应于所述喷射孔的端部,所述火孔板上对应于所述喷射孔处开设有若干火孔。
作为优选方案,所述引射器位于所述燃气混合通道的外周设置有供冷却水流通的水流通道,所述水流通道靠近于所述喷射孔设置。
作为优选方案,所述燃气混合通道整体呈“T”形,所述燃气混合通道沿气流方向包括依次连通的吸气收缩段、混合段、扩压段;所述吸气收缩段为沿气流方向逐渐收缩的锥形状,所述吸气收缩段的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的3-6倍,所述混合段沿气流方向的横截面面积逐渐变大,所述混合段的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的2-5倍,所述扩压段沿气流方向整体呈三角形状,所述扩压段的入口的横截面面积小于其出口的横截面面积,且所述扩压段的中间段设置有收缩口。
作为优选方案,所述吸气收缩段的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的4倍,所述混合段的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的3倍。
作为优选方案,所述吸气收缩段、所述混合段、所述扩压段沿气流方向的长度分别设为A、B、C,其中,B>C>A,B为A的3-6倍,B为C的1.5-3.5倍。
作为优选方案,所述火孔板的表面设置有催化剂。
作为优选方案,所述引射器由结构对称的第一壳体沿其中心线对折后相向连接而成,所述第一壳体位于其中心线的一侧设有至少两个第一压槽,所述第一壳体位于其中心线的另一侧设有至少两个与各所述第一压槽一一相对应的第二压槽,所述第一壳体对折后相对的所述第一压槽和所述第二压槽构成所述燃气混合通道。
作为优选方案,所述引射器由结构相同的第二壳体和第三壳体相向拼装而成,所述第二壳体上设有至少两个第三压槽,所述第三壳体上设有至少两个与各所述第三压槽一一相对应的第四压槽,相对的所述第三压槽和所述第四压槽构成所述燃气混合通道。
作为优选方案,所述引射器靠近所述喷射孔的端部设置有向外延伸的翻边,所述火孔板的边缘处设置有卡槽,所述翻边配合插设于所述卡槽内连接所述火孔板和所述引射器。
同样的目标,本发明的第二方面提出了一种燃气热水器,其包括上述任一项所述的燃烧器。
本发明提供一种燃烧器及包含此燃烧器的燃气热水器,燃烧器中开设有至少两个互不连通的燃气混合通道,相对应设置有至少两个相对独立的引射孔,燃气引射空气的能力增加,从而使燃气燃烧更加充分,能够降低燃烧过程中NOX、CO的排放;同时,可实现单个引射器分段燃烧,可有效增大负荷调节比,实现微火苗燃烧,最终满足客户对洗浴温度的各种要求。
附图说明
图1是本发明实施例中一种燃烧器的立体结构示意图;
图2是图1的主视图;
图3是图2的A-A剖视图;
图4是本发明实施例中一种引射器拆开平铺后的结构示意图。
图中,10、引射器;11、燃气混合通道;111、引射孔;112、喷射孔;113、吸气收缩段;114、混合段;115、扩压段;115a、收缩口;12、水流通道;13、第一壳体;131、第一压槽;132、第二压槽;133、第五压槽;134、折边;14、定位凸台;15、安装孔;16、螺纹孔;14、翻边;20、火孔板;21、火孔;22、卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。应当理解的是,本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本发明范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
如图1-图4所示,本发明第一方面的实施例提出了的一种燃烧器,其包括引射器10和火孔板20,所述引射器10内部平行开设有至少两个互不连通的燃气混合通道11,所述引射器10的一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道11一一对应相连通的引射孔111,所述引射器10的另一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道11一一对应相连通的喷射孔112,所述火孔板20罩设于所述引射器10对应于所述喷射孔112的端部,所述火孔板20上对应于所述喷射孔112处开设有若干火孔21。示例性地,本实施例中的引射器10中设置有两个所述燃气混合通道11,两个燃气混合通道11互相独立,且分别开设有引射孔111和喷射孔112。正常工作时,燃气从引射孔111进入燃气混合通道11,且由于文丘里管原理,燃气使空气从引射孔111引入燃气混合通道11,燃气和空气在燃气混合通道11内均匀混合后,从喷射孔112喷出,燃气-空气混合物在火孔21上部稳定均匀燃烧。
本发明中的引射器10设置有至少两组彼此不连通、相互独立的燃气混合通道11,相应地设置有与燃气混合通道11一一相对应的引射孔111和喷射孔112,由于增加了引射孔111的数量,一般情况下,能够引射更多的空气,从而使燃气充分燃烧,提高燃气利用率,从而以减少NOX、CO的排放。另一方面,能够通过控制燃烧器总成中的单个所述燃烧器的分段微火燃烧,提高燃烧器总成的负荷调节比,以满足用户在夏天沐浴时对较低水温的要求;假设每个燃烧器的额定输入负荷为2KW,气源采用市政天然气,普通结构的单个燃烧器负荷调节比为2:1,而本发明的燃烧器由于自身具有可分段燃烧的功能,可使单个燃烧器的负荷调节比做到4:1,因此在相同输入条件下,本发明的燃烧器可以让热水器产水的最低温升减小1倍,有效提升用户洗浴舒适性。
基于上述技术方案,本实施例中提供一种燃烧器,所述引射器10位于所述燃气混合通道11的外周设置有供冷却水流通的水流通道12,所述水流通道12靠近于所述喷射孔112设置;通过在喷射孔112的附件设置有所述水流通道12,能够吸收引射器10中因燃烧而产生的高热量,有效降低火孔21燃烧区的燃烧温度,从而可进一步降低NOX的生成量,同时由于冷水提前吸收了引射器10的表面温度,减少燃料燃烧能量损失,从而有效提高了能量转化效率,有效实现了节能减排。示例性地,通过扩管或者胀管等工艺使水管穿设于水流通道12内,能够合理安装水管使冷却水通过,且能够保证热量传输及吸收。示例性地,在所述燃气混合通道11的两侧均开设有所述水流通道12。
具体地,本实施例中,所述燃气混合通道11整体呈“T”形,能够使燃气-空气均匀混合。
本实施例中,所述燃气混合通道11沿气流方向包括依次连通的吸气收缩段113、混合段114、扩压段115;所述吸气收缩段113为沿气流方向逐渐收缩的锥形状,所述吸气收缩段113的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的3-6倍,采用收缩截面的设计,有效减小空气进入时的阻力损失,同时利用类型文丘里管原理让进入的燃气在吸气收缩段113的出口喉部产生负压,负压能更好地从吸气收缩段113的入口处卷吸空气进入;为了使燃气-空气混合物在进入扩压段115之前,其速度场、浓度场及温度场呈均匀分布,所述混合段114沿气流方向的横截面面积逐渐变大,所述混合段114的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的2-5倍;所述扩压段115沿气流方向整体呈三角形状,即所述扩压段115沿其中心面剖开的纵截面整体呈三角形,所述扩压段115的入口的横截面面积小于其出口的横截面面积,且所述扩压段115的中间段设置有收缩口115a,扩压段115能够使燃气与空气进一步混合均匀,同时使部分动压变为静压,以提高气体的压力以便燃气-空气均匀混合,收缩口115a能够有效将燃气混合通道11内的燃气-空气混合物的流速调配均匀。
优选地,本实施例中,为了能够更好地使燃气-空气混合均匀,所述吸气收缩段113的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的4倍。
同样的目的,本实施例中,优选地,所述混合段114的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的3倍。
进一步地,同样为了使燃气-空气混合物在燃气混合通道11内混合均匀,所述吸气收缩段113、所述混合段114、所述扩压段115沿气流方向的长度分别设为A、B、C,其中,B>C>A,B为A的3-6倍,B为C的1.5-3.5倍。
优选地,所述燃烧器中,所述混合段114的长度为所述吸气收缩段113的4倍,所述混合段114的长度为所述扩压段115的2倍。
本实施例中,为了实现稳定燃烧,所述火孔21均匀设置于所述火孔板20上,且所述火孔21的直径为0.5-1.5㎜尺寸不等,能够将从喷射孔112喷出的燃气-空气混合物均匀地分布到各火孔21内,以进行稳定和完全的燃烧。
具体地,本实施例中,所述火孔板20的表面设置有催化剂,所述催化剂为贵金属或者过渡金属氢化物或者过渡金属氧化物;催化剂可有效降低燃气-空气混合物的活化能,同时又可使混合物的分子富集于火孔板20的表面,从而提高了反应速度,加快了燃烧速率,借助于催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,实现低CO甚至零CO排放,同时放出大量热量,从而达到节能减排的目的。
具体地,本实施例中,具体复参阅图4,其为所述引射器10展开后的结构示意图,所述引射器10由结构对称的第一壳体13沿其中心线对折后相向连接而成,所述第一壳体13位于其中心线的一侧设有至少两个第一压槽131,所述第一壳体13位于其中心线的另一侧设有至少两个与各所述第一压槽131一一相对应的第二压槽132,所述第一壳体13对折后相对的第一压槽131和第二压槽132构成所述燃气混合通道11,采用一体成型的加工方式加工引射器10能够简化加工。示例性地,所述第一壳体13与喷射孔112相邻的两侧边缘处均设置有折边134,用于在第一壳体13对折后进行卡扣连接。
作为替换方案,所述引射器10也可由结构相同的第二壳体和第三壳体相向拼装而成,所述第二壳体上设有至少两个第三压槽,所述第三壳体上设有至少两个与各所述第三压槽一一相对应的第四压槽,第二壳体和第三壳体拼装时,相对应的所述第三压槽和所述第四压槽构成所述燃气混合通道11。同样地,所述第二壳体和所述第三壳体与所述喷射孔112相邻的两侧的边缘也设置有上述所述的折边134。
示例性地,所述引射器10采用铝带和/或铜带和/或不锈钢带或其它合金材料制成。
示例性地,本实施例中,在所述引射器10位于所述扩压段115的外部两侧面均设有第五压槽133,所述第五压槽133的开口朝外,两个相对的所述第五压槽133以在所述燃气混合通道11内构成所述收缩口115a。
本实施例中,为了将火孔板密封安装于引射器10的喷射孔112端,所述引射器10靠近所述喷射孔112的端部设置有向外延伸的翻边14,所述火孔板20的边缘处设置有卡槽22,所述翻边14配合插设于所述卡槽22内连接所述火孔板20和所述引射器10;示例性地,将引射器10卡接在火孔板20内后再通过铆接或点焊或其它工艺实现固定连接。示例性地,所述火孔板20的边缘设有折弯边以构成所述卡槽22。
示例性地,本实施例中,所述引射孔111的中心轴与所述喷射孔112的端面优选呈90°夹角设置。同时,当发明中的燃烧器应用于带风机供风的热水器机型时,所述引射孔111的中心轴与所述喷射孔112的端面之间的夹角为0-90℃。
复参阅图1所示,本实施例中,所述引射器10的两侧面均设置有定位凸台14,燃烧器总成由多个所述燃烧器叠加安装而成,装配过程中,相邻的两个燃烧器通过对应的两个定位凸台14相抵接进行初步定位,能够使各相邻燃烧器之间的间隙保持一致。进一步地,为了便于装配,所述引射器10上位于所述定位凸台14处开设有安装孔15,装配时,用连接件分别穿过相邻两个引射器10上的安装孔15连接各燃烧器,以装配燃烧器总成。
复参阅图4可知,所述引射器10位于所述引射孔111的端面开设有用于安装挡风板的安装部,各所述引射孔111的两侧均设置有挡风板。示例性地,所述安装部为开设于所述引射孔111两侧的螺纹孔16。
本发明第二方面的实施例提出了一种燃气热水器,其包括上述任一项所述的燃烧器,本发明提供的燃气热水器,因包括第一方面实施例所述的燃烧器,因此具有上述燃烧器的全部有益效果,在此不做一一陈述。
综上,本发明实施例提供一种燃气热水器及其燃烧器,通过在引射器10中设置有两个以上独立不连通的燃气混合通道11,能够提高燃气利用率,从而减少NOX、CO的排放;且单个燃烧器可实现分段燃烧功能,可有效增大负荷调节比,实现微火苗燃烧,满足客户夏天的对水温洗浴要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃烧器,其特征在于,包括引射器(10)和火孔板(20),所述引射器(10)内部平行开设有至少两个互不连通的燃气混合通道(11),所述引射器(10)的一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道(11)一一对应相连通的引射孔(111),所述引射器(10)的另一端设有至少两个分别与各所述燃气混合通道(11)一一对应相连通的喷射孔(112),所述火孔板(20)罩设于所述引射器(10)对应于所述喷射孔(112)的端部,所述火孔板(20)上对应于所述喷射孔(112)处开设有若干火孔(21)。
2.如权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述引射器(10)位于所述燃气混合通道(11)的外周设置有供冷却水流通的水流通道(12),所述水流通道(12)靠近于所述喷射孔(112)设置。
3.如权利要求2所述的燃烧器,其特征在于,所述燃气混合通道(11)整体呈“T”形,所述燃气混合通道(11)沿气流方向包括依次连通的吸气收缩段(113)、混合段(114)、扩压段(115),
所述吸气收缩段(113)为沿气流方向逐渐收缩的锥形状,所述吸气收缩段(113)的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的3-6倍,所述混合段(114)沿气流方向的横截面面积逐渐变大,所述混合段(114)的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的2-5倍,所述扩压段(115)沿气流方向整体呈三角形状,所述扩压段的入口的横截面面积小于其出口的横截面面积,且所述扩压段(115)的中间段设置有收缩口(115a)。
4.如权利要求3所述的燃烧器,其特征在于,所述吸气收缩段(113)的入口的横截面面积为其出口的横截面面积的4倍,所述混合段(114)的出口的横截面面积为其入口的横截面面积的3倍。
5.如权利要求3所述的燃烧器,其特征在于,所述吸气收缩段(113)、所述混合段(114)、所述扩压段(115)沿气流方向的长度分别设为A、B、C,其中,B>C>A,B为A的3-6倍,B为C的1.5-3.5倍。
6.如权利要求1-5中任一项所述的燃烧器,其特征在于,所述火孔板(20)的表面设置有催化剂。
7.如权利要求6所述的燃烧器,其特征在于,所述引射器(10)由结构对称的第一壳体(13)沿其中心线对折后相向连接而成,所述第一壳体(13)位于其中心线的一侧设有至少两个第一压槽(131),所述第一壳体(13)位于其中心线的另一侧设有至少两个与各所述第一压槽(131)一一相对应的第二压槽(132),所述第一壳体(13)对折后相对的所述第一压槽(131)和所述第二压槽(132)构成所述燃气混合通道(11)。
8.如权利要求6所述的燃烧器,其特征在于,所述引射器(10)由结构相同的第二壳体和第三壳体相向拼装而成,所述第二壳体上设有至少两个第三压槽,所述第三壳体上设有至少两个与各所述第三压槽一一相对应的第四压槽,相对的所述第三压槽和所述第四压槽构成所述燃气混合通道(11)。
9.如权利要求6所述燃烧器,其特征在于,所述引射器(10)靠近所述喷射孔(112)的端部设置有向外延伸的翻边(14),所述火孔板(20)的边缘处设置有卡槽(22),所述翻边(14)配合插设于所述卡槽(22)内连接所述火孔板(20)和所述引射器(10)。
10.一种燃气热水器,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的燃烧器。
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