CN110397919A - 一种新型浓淡燃烧器内壳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型浓淡燃烧器内壳，包括相对设置的两组内壳侧板，两组内壳侧板形成相互连通的预混通道以及淡火焰预混腔体，预混通道设有燃料入口，淡火焰预混腔体设有燃料出口；内壳侧板上设置有与预混通道相连通的浓火焰预混气入口，内壳侧板上设置有外界空气进入至淡火焰预混腔体中的二次空气进气口。本发明中，内壳侧板可与安装在内壳侧板外的外壳形成浓火焰腔体，浓火焰腔体与浓火焰预混气入口相连通，浓火焰腔体与淡火焰预混腔体实现了浓火焰气流与淡火焰预混气在空间与时间上的错位分布，巧妙地实现了浓淡分流；本发明解决了现有行内结构简单的燃烧器内壳，不能区分浓火焰气流通道与淡火焰气流通道的问题。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，更具体地，涉及一种新型浓淡燃烧器内壳。
背景技术
在世界各国减排、环保的大背景下，低NOx燃烧技术已经成为燃气热水器 未来的一种发展趋势，然而在燃气热水器行业，特别是国内市场，低NOx燃烧 器壳体结构复杂，为了使气流通道形成浓火焰气流通道与淡火焰气流通道，燃 烧器壳体通常设置双引射通道，采用双引射通道的设计，生产工艺复杂，成本 高，尺寸稳定性不好，批量生产时燃烧性能不稳定。而行业内现有简单的燃烧 器内壳，不能区分浓火焰气流通道与淡火焰气流通道。因此燃气热水器行业急 需研究并发明一种全新的结构简单的燃烧器壳体。
发明内容
本发明为克服行业内现有结构简单的燃烧器内壳，不能区分浓火焰气流通 道与淡火焰气流通道的问题，提供一种新型浓淡燃烧器内壳。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种新型浓淡燃烧器内 壳，包括相对设置的两组内壳侧板，两组所述内壳侧板形成相互连通的预混通 道以及淡火焰预混腔体，所述预混通道设有燃料入口,所述淡火焰预混腔体设有 燃料出口；所述内壳侧板上设置有与预混通道相连通的浓火焰预混气入口，所 述内壳侧板上设置有外界空气进入至淡火焰预混腔体中的二次空气进气口。
在本技术方案中，两组相对设置的内壳侧板形成相互连通预混通道以及淡 火焰预混腔体；内壳在使用时需与外壳相配合，内壳侧板与外壳之间形成浓火 焰腔体；浓火焰腔体通过浓火焰预混气入口与预混通道相连通；燃料与空气混 合后形成预混气从预混通道的燃料入口进入，经预混通道后，一部分预混气进 入至淡火焰预混腔体后与二次空气进气口进入的空气混合后形成淡火焰气流， 有利于与通过二次空气入口的二次空气进行二次混合形成淡火焰气流；另一部 分预混气通过设于内壳侧板上的浓火焰预混气入口进入至浓火焰腔体中形成浓 火焰气流。淡火焰腔体、连通预混通道的浓火焰预混气入口可与浓火焰腔体相 连通，实现了浓火焰气流与淡火焰预混气在空间与时间上的错位分布，巧妙地实现了浓淡分流；本发明解决了现有行内结构简单的燃烧器内壳，不能区分浓 火焰气流通道与淡火焰气流通道的问题。
优选地，所述预混通道与所述淡火焰预混腔体的连接处设置有向预混通道 外侧凸设的压型结构。在本技术方案中，压型结构可以改变预混通道的通道大 小,预混通道的大小改变可以用于调节预混气在上升过程中，沿内壳侧板两端方 向的预混气竖直向上的流速一致性。
优选地，所述压型结构凸设于预混通道的高度值沿预混通道中预混气流动 方向逐渐变大。在本技术方案中，预混气沿预混通道中流动方向的流速慢慢变 缓(即预混通道左侧中预混气流动的速度大于预混通道右侧中预混气的流动速 度)，为了保证预混气流速的一致性，压型结构的高度值沿预混通道中流动方向 逐渐变大，因此在预混通道左侧的压型结构形成的通道较预混通道右侧的压型 结构形成的通道窄，压型结构有利于使得左侧的预混通道中的预混气流速度降 低，使右侧预混通道中的预混气流速升高，因此能平衡预混通道中预混气的流 速，最终保证了沿预混通道中流动的预混气上升的速度一致性。
优选地，所述内壳侧板包括一体成型的预混通道侧板以及淡火焰预混腔体 侧板，所述预混通道由两组所述预混通道侧板所形成，所述淡火焰预混腔体由 两组所述淡火焰预混腔体侧板所形成。在本技术方案中，两组预混通道侧板形 成预混通道，预混通道可用于进入至预混通道的燃料入口的燃料与空气首次进 行混合。两组淡火焰预混腔体侧板形成淡火焰预混腔体，淡火焰预混腔体可以 用于从预混通道中流入的燃料与从二次空气进气口进入的空气进行二次混合。
优选地，所述淡火焰预混腔体侧板上均匀设置有多个凹槽结构，两个相邻 凹槽结构之间形成凸型结构；所述浓火焰预混气入口设于所述凸型结构上，所 述二次空气进气口沿竖直方向设置在所述凹槽结构的侧壁上。由于凹槽结构的 均匀性设置，实现了淡火焰预混气与二次空气均匀混合，并确保其在淡火焰预 混腔体处流速的均匀。此外，凸型结构的均匀设置，使得从浓火焰预混气入口 出来的浓火焰气流流速的均匀性。
在本技术方案中，外壳安装在内壳后，外壳与内壳侧板之间形成浓火焰腔 体，通过设置在凸型结构上的浓火焰预混气入口，预混通道中的预混气可以从 浓火焰预混气入口中进入至浓火焰腔体中。需要说明的是，在外壳安装在内壳 侧板上时，凹槽结构可以形成通道，二次空气进气口沿竖直方向设置在凹槽结 构的侧壁上，有利于外界的空气沿着凹槽结构所形成的通道从二次空气进气口 中进入淡火焰预混腔体中。
优选地，所述二次空气进气口位于所述浓火焰预混气入口的上方。需要说 明的是，预混气从预混通道中流动的过程中，预混气分为两部分，一部分预混 气流入至淡火焰预混腔体中，这一部分的预混气与从二次空气进气口进入的空 气混合形成淡火焰预混气；另一部分的预混气经浓火焰预混气入口进入至浓火 焰腔体中形成浓火焰气流；为了避免进入至浓火焰腔体中的预混气与淡火焰气 流混合，浓火焰预混气入口要低于二次空气进气口的高度，这样可以避免淡火 焰预混气混入至浓火焰气流中，从而影响浓火焰的燃烧效果。
优选地，所述浓火焰预混气入口为折边导流孔，所述折边导流孔包括设于 凸型结构上的折板以及贯穿所述凸型结构的导流孔。在本技术方案中，折板具 有分流的作用，可以将预混通道中的一部分预混气导人至导流孔中，通过导流 孔流入至浓火焰腔体中。
优选地，所述导流孔斜设于所述凸型结构上，位于凸型结构内侧的导流孔 远离所述燃料出口，位于凸型结构外侧的导流孔靠近所述燃料出口。在本技术 方案中，导流孔采用倾斜的结构设置，有利于预混通道中的预混气快速从凸型 结构内侧面上的导流孔入口端中进入，并沿着倾斜向上的导流孔从凸型结构外 侧面上的导流孔出口端进入到浓火焰腔体中。需要说明的是，导流孔可以是圆 孔、方孔还可以是其它形状的孔。
优选地，所述预混通道与所述淡火焰预混腔体形成Z型结构或T型结构。 所述预混通道包括依次连通燃料入口的引射段以及混合段。两组所述内壳侧板 连接的边缘处设置有用于固定燃烧器内壳的固定板。
在本技术方案中，预混通道可以水平左右设置，并与燃料出口左右方向形 成Z字型，预混通道也可以竖直向上且与燃料出口左右方向成T字型，或者预 混通道可以与燃料出口左右方向成任意角度。燃料与空气混合后从预混通道的 燃料入口进入，经引射段、混合段分别流入至淡火焰预混腔体以及浓火焰腔体 中。需要说明的是，两组内壳侧板可以一体成型也可以通过固定板焊接而成。
与现有技术相比，有益效果是：
通过单引射通道使预混气分为两股浓火焰预混气流与中间一股淡火焰预混 气；预混气与从二次空气进气口进入的二次空气在淡火焰预混腔体中形成淡火 预混气；淡火焰气流与浓火焰气流在空间与时间上的错位分布，巧妙的实现了 浓淡分流；单引射通道燃烧器内壳，结构简单，便于成型，批量生产时燃烧器 壳体尺寸与燃烧性能一致性好；浓火焰预混气入口均匀设置，实现了从浓火焰 气流从浓火焰预混气入口流出时流速的均匀性；二次空气进气口的均匀性设置， 使得淡火焰预混腔体中预混气与二次空气混合的更加均匀。
附图说明
图1是本发明的结构示意图I；
图2是本发明发的结构示意图II；
图3是本发明的立体图；
图4是本发明中图1沿B-B面的剖视图；
图5是本发明中图1沿A-A面的剖视图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实 施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于 本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。 附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发 明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短” 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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性 说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体 描述：
实施例
如图1至图5所示，一种新型浓淡燃烧器内壳，包括相对设置的两组内壳 侧板1，两组内壳侧板1形成相互连通的预混通道2以及淡火焰预混腔体3，预 混通道2设有燃料入口21，淡火焰预混腔体3设有燃料出口31；内壳侧板1上 设置有连通预混通道2与浓火焰腔体的浓火焰预混气入口4，内壳侧板1上设 置有外界空气进入至淡火焰预混腔体3中的二次空气进气口5。
在本实施例中，两组相对设置的内壳侧板1形成相互连通预混通道2以及 淡火焰预混腔体3，内壳在使用时需要与外壳相配合，内壳侧板1与内壳外侧 的外壳之间可形成浓火焰腔体，浓火焰腔体通过浓火焰预混气入口4与预混通 道2相连通；燃料与空气混合后形成预混气从预混通道2的燃料入口21进入， 经预混通道2后，一部分预混气进入至淡火焰预混腔体3后与二次空气进气口 5进入的空气混合后形成淡火焰气流，有利于与通过二次空气入口5的二次空 气进行二次混合形成淡火焰气流；另一部分预混气通过设于内壳侧板1上的浓 火焰预混气入口4进入至浓火焰腔体中形成浓火焰气流。浓火焰腔体与淡火焰 预混腔体3的设置，实现了浓火焰气流与淡火焰预混气在空间与时间上的错位 分布，巧妙地实现了浓淡分流。
需要说明的是，外壳与两组内壳侧板1之间可形成两组浓火焰腔体，并且 两组浓火焰腔体对称设于淡火焰预混腔体3两侧。两组浓火焰腔体设置在淡火 焰预混腔体的两侧，实现了燃烧器气流通道分成2条浓火焰气流通道与1条淡 火焰气流通道，有利于提高燃烧器的燃烧效率。此外，预混通道2可以水平左 右设置，并与燃料出口31左右方向形成Z字型，预混通道2也可以竖直向上且 与燃料出口左右方向成T字型，或者预混通道2可以与燃料出口左右方向成任 意角度。燃料与空气混合后从预混通道2的燃料入口21进入，经引射段22、 混合段23分别流入至淡火焰预混腔体3以及浓火焰腔体中。需要说明的是，两 组内壳侧板1可以一体成型也可以通过固定板8焊接而成，固定板8设置在两 组内壳侧板1相连接的边缘处。
其中，预混通道2与淡火焰预混腔体3的连接处设置有向预混通道2外侧 凸设的压型结构6。压型结构6凸设于预混通道2的高度值沿预混通道2中预 混气流动方向逐渐变大。预混气沿预混通道2中流动方向的流速慢慢变缓(即 预混通道2左侧中预混气流动的速度大于预混通道2右侧中预混气的流动速 度)，为了保证预混气流速的一致性，压型结构6的高度值沿预混通道2中流动 方向逐渐变大，因此在预混通道2左侧的压型结构6形成的通道较预混通道右 侧的压型结构6形成的通道窄，压型结构6有利于使得左侧的预混通道2中的预混气流速度降低，使右侧预混通道2中的预混气流速升高，因此能平衡预混 通道2中预混气的流速，最终保证了沿预混通道2中流动的预混气上升的速度 一致性。
其中，内壳侧板1包括一体成型的预混通道侧板11以及淡火焰预混腔体侧 板12，预混通道2由两组预混通道侧板11所形成，淡火焰预混腔体3由两组 淡火焰预混腔体侧板12所形成。两组预混通道侧板11形成预混通道2，预混 通道2可用于进入至预混通道2的燃料入口21的燃料与空气首次进行混合。两 组淡火焰预混腔体侧板12形成淡火焰预混腔体3，淡火焰预混腔体3可以用于 从预混通道2中流入的燃料与从二次空气进气口5进入的空气进行二次混合。
另外，淡火焰预混腔体侧板12上均匀设置有多个凹槽结构7，两个相邻凹 槽结构7之间形成凸型结构9；浓火焰预混气入口4设于凸型结构9上，二次 空气进气口5沿竖直方向设置在凹槽结构7的侧壁上。由于凹槽结构7的均匀 性设置，实现了淡火焰预混气与二次空气均匀混合，并确保其在淡火焰预混腔 体处流速的均匀。此外，凸型结构9的均匀设置，使得从浓火焰预混气入口4 出来的浓火焰气流流速的均匀性。外壳安装在内壳后，外壳与内壳侧板1之间 形成浓火焰腔体，通过设置在凸型结构9上的浓火焰预混气入口5，预混通道2中的预混气可以从浓火焰预混气入口5中进入至浓火焰腔体中。需要说明的是， 在外壳安装在内壳侧板1上时，凹槽结构7可以形成通道，二次空气进气口沿 竖直方向设置在凹槽结构7的侧壁上，有利于外界的空气沿着凹槽结构7所形 成的通道从二次空气进气口5中进入淡火焰预混腔体3中。
其中，二次空气进气口5位于浓火焰预混气入口4的上方。需要说明的是， 预混气从预混通道2中流动的过程中，预混气分为两部分，一部分预混气流入 至淡火焰预混腔体3中，这一部分的预混气与从二次空气进气口5进入的空气 混合形成淡火焰预混气；另一部分的预混气经浓火焰预混气入口4进入至浓火 焰腔体中形成浓火焰气流；为了避免进入至浓火焰腔体中的预混气与淡火焰气 流混合，浓火焰预混气入口4要低于二次空气进气口5的高度，具体地，浓火 焰预混气入口4与燃料出口31的距离要大于二次空气进气口5与燃料出口31 的距离，这样可以避免淡火焰预混气混入至浓火焰气流中，从而影响浓火焰的 燃烧效果。
另外，浓火焰预混气入口4为折边导流孔，折边导流孔包括设于凸型结构9上的折板41以及贯穿凸型结构9的导流孔42。折板41具有分流的作用，可 以将预混通道2中的一部分预混气导人至导流孔42中，通过导流孔42流入至 浓火焰腔体中。
其中，导流孔42斜设于凸型结构9上，位于凸型结构9内侧的导流孔42 的入口端远离燃料出口31，位于凸型结构9外侧的导流孔42的出口端靠近燃 料出口31。导流孔42采用倾斜的结构设置，有利于预混通道2中的预混气快 速从凸型结构9内侧面上的导流孔42入口端中进入，并沿着倾斜向上的导流孔 42从凸型结构9外侧面上的导流孔42出口端进入到浓火焰腔体中。需要说明 的是，导流孔42可以是圆孔、方孔还可以是其它形状的孔。
工作原理：
工作原理为：燃气以一定的压力通过燃料入口21射入预混通道2的引射段 22，将燃烧器外部的空气卷入预混通道2并在混合段23内充分混合后成为燃气 与空气的预混气体，如图5所示，预混气体分为三条气路，其中左右2条气路 通过浓火焰预混气入口4进入浓火焰腔体中后形成浓火焰气流，其中浓火焰预 混气入口4可以如图5所示的折边导流孔，也可直接在内壳侧板1开圆孔或其 他形状的孔，浓火焰预混气入口4设于二次空气入口5的下侧，从而保证预混 气在形成浓火焰预混气流前不参与二次空气的混合；另外一条气路直接进入淡 火焰预混腔体3，淡火焰预混腔体3上游压力大于下游压力，外界的空气通过 图4的二次空气入口5进入淡火焰预混腔体3，并与预混气进行二次混合后燃 料出口31形成淡火焰气流，由于淡火焰预混腔体3中的预混气体与空气进行了 二次混合，燃料的浓度相对于左右浓火焰通道中燃料的浓度要低，因此在燃料 出口形成淡火焰。
为了降低NOx排放，实验验证，浓火焰一次空气系数＝0.5～0.6时，浓火焰 产生的NOx量较低，主要原因是一次空气不足，燃烧处于不完全状态，燃烧温 度低，不利于NOx生成，同时没有完全燃烧的燃料可以通过二次空气进行二次 燃烧，有效控制CO的生成；淡火焰一次空气系数＝1.6时，因燃料一次燃烧过 程中氧气富足，燃料燃烧释放的热量被多余的空气带走并排出室外，因此淡火 焰的燃烧温度也较低，而且浓火焰燃烧稳定，可以有效防止淡火焰离焰，确保 燃烧器稳定燃烧。
为了确保浓火焰预混气在燃烧器内壳左右方向流速均匀，可以在内壳左右 方向等距离均匀分布若干浓火焰预混气入口4，同时预混通道2中的预混气进 入淡火焰预混通道后，为了确保其在淡火焰预混腔体3左右方向与二次空气充 分混合均匀，可以在内壳侧板1左右方向等距离均匀分布若干二次空气入口5。 二次空气入口5与燃料出口31的距离可以通过实验确定，在确保淡火孔气流速 度、淡火焰高度以及内壳体积等参数的前提下，其距离越大，淡火焰预混气与 二次空气的混合越趋于均匀，且能更好的保证淡火焰的一次空气系数＝1.6.从而 有效控制NOx的生成。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述 说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有 的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替 换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：包括相对设置的两组内壳侧板(1)，两组所述内壳侧板(1)形成相互连通的预混通道(2)以及淡火焰预混腔体(3)，所述预混通道(2)设有燃料入口(21),所述淡火焰预混腔体(3)设有燃料出口(31)；所述内壳侧板(1)上设置有与预混通道(2)相连通的浓火焰预混气入口(4)，所述内壳侧板(1)上设置有外界空气进入至淡火焰预混腔体(3)中的二次空气进气口(5)。
2.根据权利要求1所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述预混通道(2)与所述淡火焰预混腔体(3)的连接处设置有向预混通道(2)外侧凸设的压型结构(6)。
3.根据权利要求2所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述压型结构(6)凸设于预混通道(2)的高度值沿预混通道(2)中预混气流动方向逐渐变大。
4.根据权利要求1或3所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述内壳侧板(1)包括一体成型的预混通道侧板(11)以及淡火焰预混腔体侧板(12)，所述预混通道(2)由两组所述预混通道侧板(11)所形成，所述淡火焰预混腔体(3)由两组所述淡火焰预混腔体侧板(12)所形成。
5.根据权利要求4所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述淡火焰预混腔体侧板(12)上均匀设置有多个凹槽结构(7)，两个相邻凹槽结构(7)之间形成凸型结构(9)；所述浓火焰预混气入口(4)设于所述凸型结构(9)上，所述二次空气进气口(5)沿竖直方向设置在所述凹槽结构(7)的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述二次空气进气口(5)位于所述浓火焰预混气入口(4)的上方。
7.根据权利要求6所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于:所述浓火焰预混气入口(4)为折边导流孔，所述折边导流孔包括设于凸型结构(9)上的折板(41)以及贯穿所述凸型结构(9)的导流孔(42)。
8.根据权利要求7所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于:所述导流孔(42)斜设于所述凸型结构(9)上，位于凸型结构(9)内侧的导流孔(42)的入口端远离所述燃料出口(31)，位于凸型结构(9)外侧的导流孔(42)出口端靠近所述燃料出口(31)。
9.根据权利要求1所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述预混通道(2)与所述淡火焰预混腔体(3)形成Z型结构或T型结构。
10.根据权利要求1所述的一种新型浓淡燃烧器内壳，其特征在于：所述预混通道(2)包括依次连通燃料入口(21)的引射段(22)以及混合段(23)；两组所述内壳侧板(1)连接的边缘处设置有用于固定燃烧器内壳的固定板(8)。
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