CN109838786A - 燃气混合装置及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气混合装置及燃气热水器，燃气混合装置包括本体、文丘里管和燃气进管，所述本体开设有贯穿所述本体的通道，所述燃气进管连接在所述本体的侧面，所述文丘里管位于通道内且连接所述通道的内壁，文丘里管位于所述通道的进气口和出气口之间，所述文丘里管与所述通道的内壁共同形成连通所述燃气进管的燃气分配腔，所述燃气分配腔包括环形喷孔，所述环形喷孔的开口朝向所述出气口且位于所述文丘里管的出口处。空气涡流可卷吸由环形喷孔喷出的燃气，从而使得燃气与空气在通道内进行充分混合，这样充分混合的燃气与空气的混合气体在燃气热水器内能够实现充分燃烧，从而可提高燃烧效率，并能够降低氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质的产生。

Description

燃气混合装置及燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种燃气混合装置及燃气热水器。

背景技术

相关技术中的燃气热水器通过在燃气热水器的燃烧室内燃烧燃气的方式对冷水进行加热，然而由于燃气在进入燃烧室之前与空气混合不充分，这样导致燃气在燃烧室内不容易充分燃烧，降低了燃烧效率，并容易产生氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质。

发明内容

本发明提供一种燃气混合装置及燃气热水器。

本发明实施方式的燃气混合装置包括本体、文丘里管和燃气进管，所述本体开设有贯穿所述本体的通道，所述燃气进管连接在所述本体的侧面，所述文丘里管位于所述通道内且连接所述通道的内壁，所述文丘里管位于所述通道的进气口和出气口之间，所述文丘里管与所述通道的内壁共同形成连通所述燃气进管的燃气分配腔，所述燃气分配腔包括环形喷孔，所述环形喷孔的开口朝向所述出气口且位于所述文丘里管的出口处。

上述燃气混合装置应用于燃气热水器时，空气可由通道的进气口进入文丘里管，并在文丘里管的出口处形成空气涡流。空气涡流可卷吸由环形喷孔喷出的燃气，从而使得燃气与空气在通道内进行充分混合，这样充分混合的燃气与空气的混合气体在燃气热水器内能够实现充分燃烧，从而可提高燃烧效率，并能够降低氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质的产生。

在某些实施方式中，所述文丘里管的一端沿所述进气口至所述出气口的方向形成有收缩结构。

在某些实施方式中，所述收缩结构的收缩角的取值范围为10-40度。

在某些实施方式中，所述通道包括呈圆柱体状的进气通道，所述进气通道位于所述文丘里管的下方且连通所述文丘里管，所述进气通道的横截面积大于所述文丘里管的横截面积。

在某些实施方式中，所述本体包括底座和端盖，所述端盖设置在所述底座上，所述通道贯穿所述底座和所述端盖，所述文丘里管连接位于所述底座内的所述通道的内壁，所述燃气进管连接在所述底座的侧面，所述端盖包括凸设于所述底座的混合管，所述通道贯穿所述混合管，所述文丘里管的出口端与位于所述混合管内的所述通道的内壁共同形成所述环形喷孔，位于所述混合管内的所述通道作为空气与燃气的混合通道。

在某些实施方式中，所述底座的上端面形成有安装槽，所述端盖包括环形的连接板，所述混合管自所述连接板的内侧向上延伸，所述连接板安装于所述安装槽内，所述连接板与所述底座的上端面平齐。

在某些实施方式中，所述燃气混合装置包括安装于所述底座侧面的第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘间隔，所述燃气进管位于所述第一法兰盘和所述第二法兰盘之间。

在某些实施方式中，所述第一法兰盘、所述底座、所述燃气进管、所述文丘里管和所述第二法兰盘为一体结构。

在某些实施方式中，所述环形喷孔的间隙宽度的取值范围为0.5-3mm。

在某些实施方式中，所述文丘里管的出口的直径的取值范围为20-60mm；所述文丘里管的入口的直径的取值范围为40-80mm。

本发明实施方式的燃气热水器包括预热燃烧器、催化燃烧器、换热器和上述任一实施方式所述的燃气混合装置，所述燃气混合装置连接所述预热燃烧器及所述催化燃烧器并用于向所述预热燃烧器及所述催化燃烧器提供空气与燃气的混合气体，所述预热燃烧器用于加热所述催化燃烧器，所述催化燃烧器用于加热所述换热器。

上述燃气热水器中，空气可由通道的进气口进入文丘里管，并在文丘里管的出口处形成空气涡流。空气涡流可卷吸由环形喷孔喷出的燃气，从而使得燃气与空气在通道内进行充分混合，这样充分混合的燃气与空气的混合气体在燃气热水器内能够实现充分燃烧，从而可提高燃烧效率，并能够降低氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质的产生。

在某些实施方式中，所述燃气热水器包括整流器，所述整流器连接所述燃气混合装置及所述催化燃烧器，所述整流器用于将所述燃气混合装置提供的所述混合气体整流后输出至所述催化燃烧器。

本发明实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的燃气混合装置的立体示意图。

图2是本发明实施方式的燃气混合装置的剖面示意图。

图3是本发明实施方式的燃气混合装置的另一剖面示意图。

图4是本发明实施方式的燃气混合装置的又一剖面示意图。

图5是本发明实施方式的燃气热水器的部分结构示意图。

图6是本发明实施方式的燃气热水器的模块示意图。

图7是本发明实施方式的燃气热水器的另一模块示意图。

主要元件符号说明：

燃气热水器100；

燃气混合装置10、本体11、通道111、内壁112、进气口113、出气口114、进气通道115、文丘里管12、出口121、收缩结构122、连通管道123、入口124、燃气进管13、燃气分配腔14、环形喷孔141、底座15、上端面151、安装槽152、下端面153、端盖16、混合管161、连接板162、第一法兰盘17、第二法兰盘18；

预热燃烧器20、点火器21、催化燃烧器30、整流器31、换热器40、燃气阀体50、进气管51、控制装置60、风机70。

具体实施例

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”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所述特征。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。

在本发明的描述中，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下方和斜下方，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例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例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1-图4，本发明实施方式的燃气混合装置10包括本体11、文丘里管12和燃气进管13。

本体11开设有贯穿本体11的通道111。燃气进管13连接在本体11的侧面。文丘里管12位于通道111内且连接通道111的内壁112，文丘里管12位于通道111的进气口113和出气口114之间。文丘里管12与通道111的内壁112共同形成连通燃气进管13的燃气分配腔14。燃气分配腔14包括环形喷孔141。环形喷孔141的开口朝向出气口114且位于文丘里管12的出口121处。

上述燃气混合装置10应用于燃气热水器100时，空气可由通道111的进气口进入文丘里管12，并在文丘里管12的出口121处形成空气涡流。空气涡流可卷吸由环形喷孔141喷出的燃气，从而使得燃气与空气在通道111内进行充分混合，这样充分混合的燃气与空气的混合气体在燃气热水器100内能够实现充分燃烧，从而可提高燃烧效率，并能够降低氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质的产生。

需要说明的是，空气由通道111的进气口进入文丘里管12后，在文丘里管12的作用下，由文丘里管12的出口121喷出的空气能够在文丘里管12的出口121处形成空气涡流。

另外，上述燃气例如可以为煤气、天然气或液化石油气等。

在本实施方式中，文丘里管12与通道111同轴。燃气分配腔14基本呈环形。燃气由燃气进管13进入燃气分配腔14后，能够在燃气分配腔14内均匀分布，从而均匀地由环形喷孔141喷出。

在某些实施方式中，文丘里管12的一端沿进气口113至出气口114的方向形成有收缩结构122。

如此，收缩结构122的形成使得进入燃气分配腔14内的燃气在收缩结构122的外壁的导流作用下能够充分且均匀地导向至环形喷孔141。另外，收缩结构122的形成能够加速文丘里管12内的空气流速，并能够使空气在文丘里管12的出口121处形成较强的空气涡流。

在某些实施方式中，收缩结构122的收缩角a的取值范围为10-40度。

如此，收缩结构122的收缩程度适中，这样既能够保证空气在文丘里管12内得到有效加速，继而能够在文丘里管12的出口121处形成较强的空气涡流，也能够避免因收缩结构122的收缩过大而导致由环形喷孔141喷出的燃气量过多，即能够保证空气涡流卷吸由环形喷孔141喷出的燃气时，空气与燃气的比例在能够使燃气充分燃烧的合理比例范围内。

需要说明的是，收缩角a可根据具体情况进行设置。例如，在一些例子中，收缩角a为10度、12度、15度、20度、25度、28度、30度、35度或40度。需要说明的是，收缩角a的取值并不限于上述所列举的值。

在本实施方式中，收缩结构122沿进气口113至出气口114的方向减缩变化并延伸至文丘里管12的出口端。收缩结构122基本呈圆锥体状，收缩结构122的左侧内壁与收缩结构122的右侧内壁之间的夹角为收缩角a。收缩结构122的左侧内壁与收缩结构122的右侧内壁相对。

在某些实施方式中，通道111包括呈圆柱体状的进气通道115。进气通道115位于文丘里管12的下方且连通文丘里管12。进气通道115的横截面积大于文丘里管12的横截面积。

如此，进气通道115的尺寸较大，这样能够保证空气充分进入通道111内。另外，由进气通道115进入文丘里管12的空气能够得到充分的加速。

在本实施方式中，文丘里管12包括连通进气通道115和收缩结构122内的管道的连通管道123。连通管道123沿进气口113至出气口114的方向减缩变化。连通管道123的内壁呈弧形喇叭状。如此，连通管道123能够有效减小空气在文丘里管12流动的阻力，能量损失小。

在某些实施方式中，本体11包括底座15和端盖16。端盖16设置在底座15上。通道111贯穿底座15和端盖16。文丘里管12连接位于底座15内的通道111的内壁。燃气进管13连接在底座15的侧面。端盖16包括凸设于底座15的混合管161。通道111贯穿混合管161。文丘里管12的出口端与位于混合管161内的通道111的内壁共同形成环形喷孔141。位于混合管161内的通道111作为空气与燃气的混合通道。

如此，空气涡流可迅速卷吸由环形喷孔141喷出的燃气，从而使得燃气与空气在混合管161内进行进一步充分混合，这样可进一步提高燃气与空气混合的均匀程度。另外，本体11的结构较为简单。

在本实施方式中，文丘里管12的入口端连接位于底座15内的通道111的内壁。文丘里管12的出口端伸入混合管161并与混合管161内的通道111的内壁共同形成环形喷孔141。混合管161基本呈圆柱体状。

在某些实施方式中，底座15的上端面151形成有安装槽152。端盖16包括环形的连接板162。混合管161自连接板162的内侧向上延伸。连接板162安装于安装槽152内。连接板162与底座15的上端面151平齐。

如此，端盖16设置于底座15上的结构稳定性更佳。另外，由于连接板162与底座15的上端面151平齐，这样能够保证连接板162与安装槽152之间具有较佳的密封效果。

在本实施方式中，安装槽152呈环形。连接板162的形状与安装槽152的形状相匹配。

在某些实施方式中，燃气混合装置10包括安装于底座15侧面的第一法兰盘17和第二法兰盘18。第一法兰盘17和第二法兰盘18间隔。燃气进管13位于第一法兰盘17和第二法兰盘18之间。

如此，燃气混合装置10可通过第一法兰盘17和第二法兰盘18实现位置的固定。

在本发明实施方式中，第一法兰盘17基本呈环形。第一法兰盘17位于底座15的上端并基本与底座15的上端面151平齐。第一法兰盘17围绕连接板162。第二法兰盘18基本呈矩形体状。第二法兰盘18位于底座15的下端并基本与底座15的下端面153平齐。第二法兰盘16围绕通道111的进气口113。

在某些实施方式中，第一法兰盘17、底座15、燃气进管13、文丘里管12和第二法兰盘18为一体结构。

如此，燃气混合装置10整体结构的稳定性更佳，并且能够保证空气和燃气在燃气混合装置10内流动的过程中不会泄漏至燃气混合装置10外，即燃气混合装置10内整体具有较佳的密封效果。另外，一体结构便于制造，并且成本较低。

在某些实施方式中，环形喷孔141的间隙宽度d的取值范围为0.5-3mm。如此，环形喷孔141的间隙宽度d的值适中，这样既能够保证燃气分配腔14内的燃气能够充分且均匀地由环形喷孔141喷出，也能够保证空气涡流卷吸由环形喷孔141喷出的燃气时，空气与燃气的比例在能够使燃气充分燃烧的合理比例范围内。

需要说明的是，环形喷孔141的间隙宽度d可根据具体情况进行选择。例如，在一些例子中，环形喷孔141的间隙宽度d为0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.5mm或3mm。需要说明的是，环形喷孔141的间隙宽度d的值并不限于上述所列举的值。

在本发明实施方式中，环形喷孔141的各处的间隙宽度d相等。

在某些实施方式中，文丘里管12的出口121的直径b1的取值范围为20-60mm。文丘里管12的入口124的直径d2的取值范围为40-80mm。

如此，文丘里管12的出口121的直径b1和文丘里管12的入口124的直径d2均适中，这样既可保证燃气分配腔14具有充足的分配空间，又能够保证由文丘里管12的出口121喷出的空气能够形成较强的空气涡流。

需要说明的是，文丘里管12的出口121的直径b1及文丘里管12的入口124的直径d2均可根据具体情况进行设置。例如，在一些例子中，文丘里管12的出口121的直径b1为20mm、22mm、25mm、28mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm或60mm。文丘里管12的入口124的直径d2为40mm、42mm、45mm、50mm、55mm、58mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm。

请参阅图5-图7，本发明实施方式的燃气热水器100包括预热燃烧器20、催化燃烧器30、换热器40和上述任一实施方式所述的燃气混合装置10。燃气混合装置10连接预热燃烧器20及催化燃烧器30并用于向预热燃烧器20及催化燃烧器30提供空气与燃气的混合气体。预热燃烧器20用于加热催化燃烧器30。催化燃烧器30用于加热换热器40。

上述燃气热水器100中，空气可由通道111的进气口进入文丘里管12，并在文丘里管12的出口121处形成空气涡流。空气涡流可卷吸由环形喷孔141喷出的燃气，从而使得燃气与空气在通道111内进行充分混合，这样充分混合的燃气与空气的混合气体在燃气热水器100内能够实现充分燃烧，从而可提高燃烧效率，并能够降低氮氧化物(NOx)和一氧化碳等有害物质的产生。

需要说明的是，换热器40可根据情况进行设置。例如，在一些例子中，换热器40包括翅片式换热器和热立方结构换热器。其中，热立方式结构换热器的腔体周围无盘管，并且可在腔体内部贴隔热棉和/或涂覆绝热涂层。如此，换热器40可通过翅片式结构实现主要的换热，并通过热立方式结构实现绝热。在其他例子中，换热器40包括翅片式换热器和夹套式换热器。其中，夹套式换热器的夹套内充满水。

在本发明实施方式中，燃气热水器100包括点火器21。催化燃烧器30包括甲烷催化燃烧催化剂(图未示出)。由燃气混合装置10出来的燃气和空气的混合气体进入预热燃烧器20后，点火器21对进入预热燃烧器20内的上述混合气体进行点火以使混合气体进行燃烧，从而使预热燃烧器20预热催化燃烧器30。在催化燃烧器30的温度达到600度以上时，可加大燃气和空气的混合气体的量，以达到一定的脱火线速度，从而在催化燃烧器30上实现无焰催化燃烧。

较佳地，预热燃烧器20包括蜂窝陶瓷预热燃烧器。催化燃烧器30包括倒扣式催化燃烧器。

在某些实施方式中，燃气热水器100包括整流器31。整流器31连接燃气混合装置10及催化燃烧器30。整流器31用于将燃气混合装置10提供的混合气体整流后输出至催化燃烧器30。

如此，可通过整流器31调整进入催化燃烧器30内的混合气体的流量，从而保证燃气能够在催化燃烧器30内进行充分催化燃烧。

在某些实施方式中，燃气热水器100包括燃气阀体50、进气管51和控制装置60。燃气阀体50设置于进气管51。进气管51的出口连通燃气进管13。控制装置60与燃气阀体50电性连接。控制装置60用于控制燃气阀体50的开度以控制进气管51的燃气流量。

如此，可通过控制装置60控制燃气阀体50的开度以达到智能调节进气管51的燃气流量的目的，从而可进一步优化燃气混合装置10内燃气与空气混合的比例。

在本发明实施方式中，燃气热水器100包括风机70。风机70连接燃气混合装置10。风机70被配置成用于向通道111的进气口113提供空气。即在需要向燃气混合装置10提供空气时，控制装置60用于控制风机70启动并开始工作以形成空气流，从而向通道111的进气口113提供空气。另外，控制装置60用于控制整流器31将燃气混合装置10提供的混合气体整流后输出至催化燃烧器30，并用于控制点火器21对进入预热燃烧器20内的混合气体进行点火以使混合气体进行燃烧。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“某些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种燃气混合装置，其特征在于，包括本体、文丘里管和燃气进管，所述本体开设有贯穿所述本体的通道，所述燃气进管连接在所述本体的侧面，所述文丘里管位于所述通道内且连接所述通道的内壁，所述文丘里管位于所述通道的进气口和出气口之间，所述文丘里管与所述通道的内壁共同形成连通所述燃气进管的燃气分配腔，所述燃气分配腔包括环形喷孔，所述环形喷孔的开口朝向所述出气口且位于所述文丘里管的出口处。

2.如权利要求1所述的燃气混合装置，其特征在于，所述文丘里管的一端沿所述进气口至所述出气口的方向形成有收缩结构。

3.如权利要求2所述的燃气混合装置，其特征在于，所述收缩结构的收缩角的取值范围为10-40度。

4.如权利要求1所述的燃气混合装置，其特征在于，所述通道包括呈圆柱体状的进气通道，所述进气通道位于所述文丘里管的下方且连通所述文丘里管，所述进气通道的横截面积大于所述文丘里管的横截面积。

5.如权利要求1所述的燃气混合装置，其特征在于，所述本体包括底座和端盖，所述端盖设置在所述底座上，所述通道贯穿所述底座和所述端盖，所述文丘里管连接位于所述底座内的所述通道的内壁，所述燃气进管连接在所述底座的侧面，所述端盖包括凸设于所述底座的混合管，所述通道贯穿所述混合管，所述文丘里管的出口端与位于所述混合管内的所述通道的内壁共同形成所述环形喷孔，位于所述混合管内的所述通道作为空气与燃气的混合通道。

6.如权利要求5所述的燃气混合装置，其特征在于，所述底座的上端面形成有安装槽，所述端盖包括环形的连接板，所述混合管自所述连接板的内侧向上延伸，所述连接板安装于所述安装槽内，所述连接板与所述底座的上端面平齐。

7.如权利要求5所述的燃气混合装置，其特征在于，所述燃气混合装置包括安装于所述底座侧面的第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘间隔，所述燃气进管位于所述第一法兰盘和所述第二法兰盘之间。

8.如权利要求7所述的燃气混合装置，其特征在于，所述第一法兰盘、所述底座、所述燃气进管、所述文丘里管和所述第二法兰盘为一体结构。

9.如权利要求1所述的燃气混合装置，其特征在于，所述环形喷孔的间隙宽度的取值范围为0.5-3mm。

10.如权利要求1所述的燃气混合装置，其特征在于，所述文丘里管的出口的直径的取值范围为20-60mm；所述文丘里管的入口的直径的取值范围为40-80mm。

11.一种燃气热水器，其特征在于，包括预热燃烧器、催化燃烧器、换热器和权利要求1-10任一项所述的燃气混合装置，所述燃气混合装置连接所述预热燃烧器及所述催化燃烧器并用于向所述预热燃烧器及所述催化燃烧器提供空气与燃气的混合气体，所述预热燃烧器用于加热所述催化燃烧器，所述催化燃烧器用于加热所述换热器。

12.如权利要求11所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器包括整流器，所述整流器连接所述燃气混合装置及所述催化燃烧器，所述整流器用于将所述燃气混合装置提供的所述混合气体整流后输出至所述催化燃烧器。