CN112066370A - 全预混燃烧器及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全预混燃烧器，包括壳体和加强混气装置。壳体的下端开设有进气口，壳体的上端开设有出气口，壳体围合成混气室，进气口与出气口均与混气室连通。加强混气装置设于混气室内。加强混气装置包括导流件和扰流件，导流件朝向壳体的上端开口，导流件设置有多个导气孔。扰流件连接于导流件的上端，扰流件朝向壳体的下端并背向导流件的开口翻折。该加强混气装置能够引导空气与燃气组成的混合气流形成气旋，使其原有的层流状态被打破，形成旋流，从而产生更多的切向运动和扰流，加强空气与燃气之间的混合。本发明还提供一种热水器，包括该全预混燃烧器。本发明能够显著提升空气和燃气的混合均匀度，从而保证燃烧器燃烧反应的充分及高效。

Description

全预混燃烧器及热水器

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种全预混燃烧器及热水器。

背景技术

燃气燃烧器尤其是全预混燃气燃烧器，在空气和燃气的比例合理的情况下，对于空气与燃气的混合均匀度要求较高，只有将空气和燃气混合均匀，才能保证燃烧反应的充分及高效，否则，就会出现局部脱火，CO排放升高，燃烧共振等恶劣的燃烧工况。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种全预混燃烧器，旨在加强空气和燃气的混合均匀度，从而保证燃烧器燃烧反应的充分及高效。

为实现上述目的，本发明提出的全预混燃气燃烧器包括：

壳体，所述壳体的下端设有进气口，所述壳体的上端设有出气口，所述壳体围合成混气室，所述进气口与所述出气口均与所述混气室连通；

加强混气装置，所述加强混气装置设于所述混气室内，所述加强混气装置包括导流件和扰流件，所述导流件朝向所述壳体的上端开口，所述导流件上设置有多个导气孔，所述扰流件连接于所述导流件的上端，所述扰流件朝向所述壳体的下端并背向所述导流件的开口翻折。

在一实施例中，所述扰流件的靠近所述进气口的端部朝向所述导流件弯折且向下倾斜延伸，以形成尾端回流部。

在一实施例中，所述尾端回流部与水平面的夹角不大于45°。

在一实施例中，所述导流件的开口由下至上逐渐增大。

在一实施例中，所述导流件包括两个相互连接的第一导流部，两所述第一导流部相对设置，两所述第一导流部之间形成V型开口，两所述第一导流部均分布有多个所述导气孔。

在一实施例中，所述加强混气装置包括两个所述扰流件，所述扰流件连接于所述第一导流部的上端，所述扰流件与两所述第一导流部一体成型。

在一实施例中，所述导流件包括两个第二导流部和位于两所述第二导流部之间的第一连接部，两所述第二导流部相对设置并分别与所述第一连接部连接，两所述第二导流部与第一连接部共同围成倒梯形开口，两所述第二导流部均分布有多个所述导气孔。

在一实施例中，所述导流件为锥形导流件，所述锥形导流件围合成锥形开口，所述锥形导流件的周侧壁分布有多个所述导气孔。

在一实施例中，所述扰流件设置于所述锥形导流件的开口周缘。

在一实施例中，所述导流件包括两个第三导流部和位于两所述第三导流部之间的第二连接部两所述第三导流部相对设置并分别与所述第二连接部连接，两所述第三导流部与所述第二连接部共同围成U型开口，两所述第三导流部均分布有多个所述导气孔。

在一实施例中，所述导流件包括四个首尾依次连接的第四导流部，四个所述第四导流部共同围成W型开口，四个所述第四导流部上均分布有多个所述导气孔。

在一实施例中，所述导气孔的直径范围为1～5mm。

在一实施例中，所述全预混燃烧器包括燃烧面板和均风板，所述燃烧面板盖合于所述出气口，所述均风板设于所述燃烧面板与所述加强混气装置之间。

在一实施例中，所述全预混燃烧器还包括进气管，所述进气管与所述进气口连通，所述进气管设有空气进气口和燃气进气口。

本发明还提出一种热水器，包括外壳、所述全预混燃烧器和鼓风机，所述全预混燃烧器设于所述外壳内，所述鼓风机与所述全预混燃烧器的进气口连通。

本发明技术方案提出的全预混燃烧器，其壳体内部设置有加强混气装置，加强混气装置包括导流件和扰流件，导流件向上开口设置，并分布有多个导气孔，而扰流件背向导流件的开口朝下翻折。该加强混气装置能够引导空气与燃气组成的混合气流形成气旋，使其原有的层流状态被打破，形成旋流，从而产生更多的切向运动和扰流，加强空气与燃气之间的混合。另外，导气孔能够导引混合气体形成相交射流，既强化了混合，又能通过分流控制旋流强度，以避免当混合气流速度较大时产生较大噪音。因此，本发明能够显著提升空气和燃气的混合均匀度，从而保证燃烧器燃烧反应的充分及高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明全预混燃烧器一实施例的外部结构示意图；

图2为图1所示全预混燃烧器的内部结构示意图；

图3为图1所示全预混燃烧器中加强混气装置的结构示意图；

图4为图3所示加强混气装置的另一结构示意图；

图5为图1所示全预混燃烧器的俯视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	全预混燃烧器	10	壳体
11	混气室	20	加强混气装置
				21	导流件	211	第一导流部
212	导气孔	22	扰流件
				221	尾端回流部	30	燃烧面板
40	均风板	50	进气管
				51	空气进气口	52	燃气进气口

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种全预混燃烧器1，本实施例中，该全预混燃烧器1应用于热水器，当然，于其他实施例中，该全预混燃烧器1还可具体应用在其他场合，本设计不限于此。

请参阅图1至图3所示，在本发明一实施例中，该全预混燃烧器1包括壳体10和加强混气装置20。壳体10的下端开设有进气口，壳体10的上端开设有出气口，壳体10围合成混气室11，所述进气口与所述出气口均与混气室11连通。加强混气装置20设于混气室11内。加强混气装置20包括导流件21和扰流件22，导流件21朝向壳体10的上端开口设置，导流件21设置有多个导气孔212。扰流件22连接于导流件21的上端，扰流件22朝向壳体10的下端并背向导流件21的开口翻折。

应该说明的是，燃料和空气(或氧气)预先混合成均匀的混合气，此可燃混合气称为预混合气，预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为预混燃烧。预混燃烧在燃烧前，燃料与氧气已经在燃烧器内充分混合。它是相对于扩散燃烧的另一种典型的燃烧方式。根据预混氧化剂的含量是否能够使燃料完全燃烧，分为部分预混和完全预混燃烧两类。因此，全预混燃气燃烧器在空气和燃气的比例合理的情况下，对于空气与燃气的混合均匀度要求较高，只有将空气和燃气混合均匀，才能保证燃烧反应的充分及高效，否则，就会出现局部脱火，CO排放升高，燃烧共振等恶劣的燃烧工况。

而本发明技术方案提出一种全预混燃烧器，其壳体内部设置有加强混气装置，加强混气装置包括导流件和扰流件，导流件向上开口设置，并分布有多个导气孔，而扰流件背向导流件的开口朝下翻折。通过该加强混气装置能引导空气与燃气组成的混合气流形成气旋，使其原有的层流状态被打破，形成旋流，从而产生更多的切向运动和扰流，加强空气与燃气之间的混合。另外，导流件上分布的多个导气孔能够导引混合气体形成相交射流，既强化了混合，又能通过分流控制旋流的强度，能避免当混合气流速度较大时产生较大噪音。因此，本发明能够显著提升空气和燃气的混合均匀度，从而保证燃烧器燃烧反应的充分及高效。

在一实施例中，如图2和图3所示，扰流件22的靠近所述进气口的端部朝向导流件21弯折且向下倾斜延伸，以形成尾端回流部221。可以理解，扰流件22能够引导混合气产生更多的切向运动和扰流，加强空气与燃气之间的混合，但扰流件22阻挡了混合气的向上运动。为使混合气向下运动并进一步混合后，能够继续朝向出气口运动，扰流件22的尾端朝向导流件21至少进行一次弯折，以使得混合气朝向导流件21运动并通过导气孔212，并最终运动至所述出气口处。

进一步地，如图4所示，尾端回流部221与水平面的夹角θ不大于45°。可以理解，尾端回流部221的弯折程度决定了混合气回流之后的运动方向，将尾端回流部221与水平面的夹角设置为不大于45°，有利于引导混合气回流至扰流件22的尾端时，能够朝向导气孔212运动而并非朝壳体10的下端运动。

在一实施例中，如图2所示，导流件21的开口由下至上逐渐增大。应说明的是，导流件21用以引导空气与燃气组成的混合气流形成气旋，使其原有的层流状态被打破，形成旋流，并继续沿扰流件22运动。导流件21开口朝上设置，使得混合气向上运动时被分流形成至少两股气流，再分别沿扰流件22进行切向运动，有利于加强空气与燃气的混合均匀度。可以理解，如果导流件21开口朝下，混合气进入导流件21的开口后由于气流过于集中便难以分流，不利于空气与燃气的混合。另外，导流件21上分布的多个导气孔212，由于导流件21的开口由下至上逐渐增大，使得不同的导气孔212所在平面相交，如此，通过导气孔212的多股气流也能够相交，既强化了混合，又能通过分流控制旋流的强度，能避免当混合气流速度较大时产生较大噪音。

在一实施例中，如图3所示，导流件21包括两个相互连接的第一导流部211，两第一导流部211相对设置，两第一导流部211之间形成朝向壳体10的上端的V型开口，两第一导流部211均分布有多个导气孔212。具体的，两第一导流部211均为矩形，两第一导流部211的底侧边相互连接，两者之间形成V型开口，即两第一导流部211所在的平面相交，如此，通过多个导气孔212的多股混合气流也能够相交，并进一步混合。

进一步地，如图3和图4所示，所述加强混气装置20包括两个所述扰流件22，所述扰流件22连接于所述第一导流部211的上端，两扰流件22与两所述第一导流部211一体成型。扰流件22连接于导流件21的上端，以阻挡空气和燃气在未充分混合的情况下直接向出气口运动，而是朝向与竖直方向相交的方向作切向运动，以形成扰流和回流，使得空气和燃气进一步混合。本实施例中，所述扰流件22包括两个扰流件22，两个扰流件22分别设置于不同的两个第一导流部211的上端。

在一实施例中，导流件包括两个第二导流部和位于两第二导流部之间的第一连接部(附图未示)，两第二导流部相对设置并分别与第一连接部连接，两所述第二导流部与第一连接部共同围成由下至上逐渐增大的倒梯形开口，两第二导流部均分布有多个导气孔。其中，第一连接部的底面可以为平面或外凸弧面，但可以理解，相较于底面呈平面设置，底面呈外凸弧面，更利于减少混合气受到的阻力。

在一实施例中，所述导流件为锥形导流件(附图未示)，所述锥形导流件围合形成由下至上逐渐增大的锥形开口，所述锥形导流件的周侧壁分布有多个导气孔。需要说明的是，相较于前述的开口呈V型和倒梯型的导流件，本实施例提供锥形的锥形导流件具有以下两方面的优势：一方面，前述两种导流件上的导气孔仅分别分布在两个平面上，而锥形导流件的周侧壁上分布的多个导气孔分别位于多个相交平面上，如此，通过锥形导流件上的导气孔的多股混合气流就会有更多相交的机会，从而使得空气和燃气混合得更加充分；另一方面，锥形导流件的体积小和占用空间小，有利于缩小全预混燃烧器的体积。但开口呈V型和倒梯型的导流件相对于锥形导流件也具有明显的优势，呈V型和倒梯型的开口有利于混合气扩散，阻力较小，而锥形开口会使混合气集中，而不利于扩散。

进一步地，扰流件设置于锥形导流件的开口周缘，扰流件朝向所述壳体10的下端并向外翻折。可以理解，本实施例中，加强混气装置20整体类似喇叭状，能够引导混合气作更多的切向运动，以产生更多的扰流，加强空气与燃气之间的混合。

在一实施例中，导流件包括两个第三导流部(附图未示)和位于两所述第三导流部之间的第二连接部(附图未示)，两所述第三导流部相对设置并分别与所述第二连接部连接，两所述第三导流部与所述第二连接部共同围成U型开口，两所述第三导流部均分布有多个导气孔。可以理解，本实施例中，呈U型开口设置的导流件同样能够引导混合气流形成气旋，但前述的开口由下至上逐渐增大设置的导流件，阻力较小，有利于将混合气导引至扰流件做切向运动和产生扰流。并且，两第三导流部相对平行设置，不利于通过导气孔的气流相交。

在一实施例中，导流件包括四个首尾依次连接的第四导流部(附图未示)，四个第四导流部共同围成成朝向壳体的上端的W型开口，四个所述第四导流部上均分布有多个导气孔。可以理解，相较于V型开口的导流件，W型开口的导流件上会分布更多的导气孔，通过导气孔的混合气流相交的机会也会更多。但W型开口的导流件体积较大，占用空间也较大，不利于缩小全预混燃烧器1的体积，混合气流向上运动受到的阻力也会更大，不利于混合气流向所述出气口运动。

在一实施例中，导气孔212的直径范围为1～5mm。可以理解，导气孔212不宜过大也不宜过小，导气孔212过大则会使大量混合气直接通过导气孔212朝向所述出气口运动，从而不利于导流件21将混合气引导至扰流件22作切向运动产生扰流；而导气孔212过小则不利于混合气通过，通过导气孔212的气流过小或压力过小而不利于相交，也不利于朝向出气口运动。

进一步地，请参阅图2和图5，全预混燃烧器1包括燃烧面板30和均风板40，燃烧面板30盖合于出气口，均风板40设于燃烧面板30与加强混气装置20之间。

进一步地，全预混燃烧器1还包括进气管50，进气管50与所述进气口连通，进气管50设有空气进气口51和燃气进气口52。

本发明还提出一种热水器(附图未示)。该热水器包括包括外壳、鼓风机和全预混燃烧器1，其中，全预混燃烧器1设于所述外壳内，所述鼓风机与全预混燃烧器1的空气进气口51连通。全预混燃烧器1的具体结构请参照上述实施例。由于该热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种全预混燃烧器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的下端设有进气口，所述壳体的上端设有出气口，所述壳体围合成混气室，所述进气口与所述出气口均与所述混气室连通；

加强混气装置，所述加强混气装置设于所述混气室内，所述加强混气装置包括导流件和扰流件，所述导流件朝向所述壳体的上端开口，所述导流件上设置有多个导气孔，所述扰流件连接于所述导流件的上端，所述扰流件朝向所述壳体的下端并背向所述导流件的开口翻折。

2.如权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述扰流件的靠近所述进气口的端部朝向所述导流件弯折且向下倾斜延伸，以形成尾端回流部。

3.如权利要求2所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述尾端回流部与水平面的夹角不大于45°。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件的开口由下至上逐渐增大。

5.如权利要求4所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件包括两个相互连接的第一导流部，两所述第一导流部相对设置，两所述第一导流部之间形成V型开口，两所述第一导流部均分布有多个所述导气孔。

6.如权利要求5所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述加强混气装置包括两个所述扰流件，所述扰流件连接于所述第一导流部的上端，所述扰流件与两所述第一导流部一体成型。

7.如权利要求4所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件包括两个第二导流部和位于两所述第二导流部之间的第一连接部，两所述第二导流部相对设置并分别与所述第一连接部连接，两所述第二导流部与第一连接部共同围成倒梯形开口，两所述第二导流部均分布有多个所述导气孔。

8.如权利要求4所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件为锥形导流件，所述锥形导流件围合成锥形开口，所述锥形导流件的周侧壁分布有多个所述导气孔。

9.如权利要求8所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述扰流件设置于所述锥形导流件的开口周缘。

10.如权利要求1至3中任意一项所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件包括两个第三导流部和位于两所述第三导流部之间的第二连接部，两所述第三导流部相对设置并分别与所述第二连接部连接，两所述第三导流部与所述第二连接部共同围成U型开口，两所述第三导流部均分布有多个所述导气孔。

11.如权利要求1至3中任意一项所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导流件包括四个首尾依次连接的第四导流部，四个所述第四导流部共同围成W型开口，四个所述第四导流部上均分布有多个所述导气孔。

12.如权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述导气孔的直径范围为1～5mm。

13.如权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述全预混燃烧器包括燃烧面板和均风板，所述燃烧面板盖合于所述出气口，所述均风板设于所述燃烧面板与所述加强混气装置之间。

14.如权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述全预混燃烧器还包括进气管，所述进气管与所述进气口连通，所述进气管设有空气进气口和燃气进气口。

15.一种热水器，其特征在于，包括：

外壳；

如权利要求1至14中任意一项所述的全预混燃烧器，所述全预混燃烧器设于所述外壳内；

鼓风机，所述鼓风机与所述全预混燃烧器的空气进气口连通。

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