CN112303912A - 燃气燃烧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气燃烧设备。该燃气燃烧设备包括：换热器，换热器适于连接进水管和出水管，换热器的内部形成换热流路；燃烧器，燃烧器包括：预热燃烧器和无焰催化燃烧器，预热燃烧器与无焰催化燃烧器相对设置且用于加热无焰催化燃烧器，换热器至少部分地位于无焰催化燃烧器的上方；预热部，进水管和出水管在预热部处换热。根据本发明的燃气燃烧设备，能够有效解决燃气燃烧设备运行过程中产生的冷凝水问题，降低冷凝水腐蚀燃气燃烧设备零部件的风险，提高燃气燃烧设备的使用寿命；同时，燃气燃烧设备的出水水温恒定，且出水水温不会过高，提高了燃气燃烧设备的使用舒适性，也就是说，本发明的燃气燃烧设备可以同时解决冷凝水及停水温升问题。

Description

燃气燃烧设备

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种燃气燃烧设备。

背景技术

燃气热水器在低负荷、低进水温度运行时，容易产生冷凝水，冷凝水附着或滴到零部件上，会腐蚀零部件，降低热水器使用寿命。另外，用户使用燃气热水器的过程中，中途关水时，换热器中的余热会继续对换热管内的热水加热，导致水温高出用户所设定的温度，当用户再次开启出水时，高温的热水容易烫伤用户。

对于冷凝水问题，目前一般是通过高温烟气预热冷水的方案解决，但是这种冷凝型热水器在预热位置也会产生冷凝水，对安装环境及使用过程中有一定的要求，受消费者欢迎度较低。对于停水温升问题，目前是通过设计旁通管或是在出水端增加水罐的方式解决，但这会导致热水器整体结构复杂，且无法同时解决冷凝水问题。

如何更好地解决冷凝水及停水温升问题，成为燃气热水器设计时的难点之一。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种燃气燃烧设备，可以同时解决冷凝水及停水温升问题。

根据本发明实施例的燃气燃烧设备包括：换热器，所述换热器适于连接进水管和出水管，所述换热器的内部形成换热流路；燃烧器，所述燃烧器包括：预热燃烧器和无焰催化燃烧器，所述预热燃烧器与所述无焰催化燃烧器相对设置，且所述预热燃烧器用于加热所述无焰催化燃烧器，所述换热器至少部分地位于所述无焰催化燃烧器的上方；预热部，所述进水管和所述出水管在所述预热部处换热。

根据本发明实施例的燃气燃烧设备，能够有效解决燃气燃烧设备运行过程中产生的冷凝水问题，降低冷凝水腐蚀燃气燃烧设备零部件的风险，提高燃气燃烧设备的使用寿命；同时，燃气燃烧设备的出水水温恒定，且出水水温不会过高，提高了燃气燃烧设备的使用舒适性，也就是说，本发明的燃气燃烧设备可以同时解决冷凝水及停水温升问题。

根据本发明的一个实施例，所述预热部包括：进水储水腔和出水储水腔，所述进水储水腔设置在所述进水管上，所述出水储水腔设置在所述出水管上，所述出水储水腔至少部分地包围所述进水储水腔，且所述出水储水腔与所述进水储水腔接触换热。

进一步地，所述进水储水腔完全被所述出水储水腔包围。

具体地，所述进水管包括：进水接口段和预热管段，所述进水储水腔的进水口与所述进水接口段连接导通，所述进水储水腔的出水口与所述换热器的进水口通过所述预热管段连接导通。

具体地，所述出水管包括：出水接口段和热水管段，所述出水储水腔的出水口与所述出水接口段连接导通，所述出水储水腔的进水口与所述换热器的出水口通过所述热水管段连接导通。

根据本发明的一些实施例，所述进水储水腔构造为预热管，所述预热管位于所述出水储水腔内。

可选地，所述预热管为“U”形预热管或波纹预热管或盘式预热管。

可选地，所述出水接口段上设置有温度传感器。

根据本发明的又一个实施例，所述预热部包括：出水储水腔，所述出水管与所述出水储水腔连通，所述进水管具有伸入到所述出水储水腔内的进水储水段。

可选地，所述无焰燃烧器为多孔式无焰催化燃烧器。

本发明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

图1是燃烧换热组件的立体装配示意图；

图2是燃烧换热组件的立体剖切示意图；

图3是燃烧换热组件的剖视图；

图4是燃烧换热组件的分解示意图；

图5是燃烧器保持结构为换热管的实施例示意图；

图6是燃气燃烧设备的装配示意图；

图7是燃烧换热组件的装配示意图；

图8是燃烧换热组件的分解示意图；

图9是燃烧换热组件的剖视图；

图10是上本体和下本体形成并联结构的示意图；

图11是上本体和下本体形成串联结构的示意图；

图12是上本体的装配示意图；

图13是上本体的分解示意图；

图14是下本体的装配示意图；

图15是下本体的分解示意图；

图16是燃气燃烧设备的一个实施例示意图。

附图标记：

燃气燃烧设备100、燃烧换热组件10、换热器1、上本体11、上本体翻边111、换热器翻边1110、换热翅片112、上前板113、上后板114、上左板115、上右板116、上左内板117、上右内板118、前板1130、后板1140、左板1150、右板1160、右板过孔1161、左内板1170、右内板1180、右内板过孔1181、下本体12、下本体翻边121、观察窗口122、下前板123、下后板124、下左板125、下右板126、下左内板127、下右内板128、换热孔13、换热凸包14、催化燃烧器2、换热部3、支撑换热部31、中间组支撑换热部311、第一侧组支撑换热部312、第二侧组支撑换热部313、限位换热部32、顶部限位换热部321、第一侧组顶部限位换热部3211、第二侧组顶部限位换热部3212、侧部限位换热部322、上部换热部331、下部换热部332、下部空间34、上部空间35、进水口36、出水口37、四周围板38、中间连接管39、安装空间4、燃烧器保持结构5、上壁51、连接壁52、下壁53、夹持槽54、预混腔6、预热燃烧器7、安装支架8、安装孔81、进水管91、进水阀911、出水管92、风机93、燃气连接管94、燃气阀941、旁通管路95、旁通阀951、冷水三通管961、热水三通管962、排烟罩97、控制器98、总水管99；

燃烧器210、预热部220、进水储水腔221、出水储水腔222、进水储水腔的进水口223、进水储水腔的出水口224、出水储水腔的进水口225、出水储水腔的出水口226、进水接口段231、预热管段232、出水接口段241、热水管段242。

具体实施方式

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，旨在用于解释本发明，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“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。

下面结合图1-图15详细描述根据本发明实施例的燃烧换热组件10。

参照图1所示，根据本发明实施例的燃烧换热组件10可以包括：换热器1、催化燃烧器2、预热燃烧器7以及预混腔6，换热器1内具有换热部3，换热部3内具有换热介质通道，换热器1连接有进水管91和出水管92。冷水经进水管91进入换热器1内，水流在换热介质通道内流通，经催化燃烧器2加热后，成为热水，再从燃烧换热组件10的出水管92排出以供用户使用。

催化燃烧器2设置在换热器1内部，并且至少一部分换热部3(即下面提到的上部换热部331)位于催化燃烧器2的上方，预热燃烧器7可以设置在换热器1内部，也可以设置在换热器1外部，预热燃烧器7与催化燃烧器2相对设置，例如在图3的示例中，预热燃烧器7位于催化燃烧器2的下方，预热燃烧器7用于加热催化燃烧器2。在一些未示出的实施例中，预热燃烧器7可以位于催化燃烧器2的上方或侧方，只有保证在气流的流动方向上，催化燃烧器2位于预热燃烧器7的下游侧即可。

为了描述方便，以预热燃烧器7位于催化燃烧器2的下方为例进行说明，但不应视为是对预热燃烧器7与催化燃烧器2相对位置关系的限制。当燃烧换热组件10工作时，预热燃烧器7辐射的热量向上到达催化燃烧器2，对催化燃烧器2进行加热，以使催化燃烧器2的温度上升至适宜的工作温度区间内，在此工作温度区间内，催化燃烧器2可发挥最好效果的催化燃烧作用，空气燃气混合气在催化燃烧器2内燃烧时，燃烧充分，大大降低了由于燃烧不充分产生的CO、NOx等有害气体量。

换热器1可采用不锈钢材质制成，也可采用铜材质制成，换热效果较好且耐腐蚀性强。

预混腔6安装于换热器1，同样地，预混腔6可以设置在换热器1内部，也可以设置在换热器1外部。预混腔6用于混合空气和燃气，实现空气和燃气的预混合。参照图2、图6、图9所示，预热燃烧器7设置在预混腔6的出气侧，从而使得从出气侧排出的空气燃气混合气在预热燃烧器7处燃烧。预混腔6可以提高空气和燃气混合的均匀度，进而提升空气燃气混合气的可燃烧性能，使空气燃气混合气在燃烧阶段能够充分燃烧。

根据本发明实施例的燃烧换热组件10，催化燃烧器2设置在换热器1内部，使得燃烧换热组件10的结构紧凑、可靠，并且预热燃烧器7可对催化燃烧器2进行加热，以使催化燃烧器2的温度上升至适宜的工作温度区间内，防止气体燃烧不充分而产生过多的有害气体。预混腔6将混合均匀的空气燃气混合气排至预热燃烧器7处，保证燃烧效果较好。

参照图2所示，预混腔6可以包括：腔体以及至少一级布风板6230，腔体具有进气侧和出气侧，布风板6230被配置在腔体内，且布风板6230将进气侧和出气侧分隔开，从而使得从进气侧进入到腔体内的空气和燃气经过布风板6230后从出气侧排至换热器1内，布风板6230上开设有布风孔，用于混合燃气和空气。

结合图2、图6所示，风机93与空气进口6111相连，风机93将空气从空气进口6111鼓入腔体内部，燃气连接管94与燃气进口6112相连，以将燃气从燃气进口6112鼓入腔体内部，燃气连接管94上设置有燃气阀941，通过调节燃气阀941的阀门大小，可以调节燃气量。

参照图1-图5、图9所示，换热器1的内部设置有燃烧器保持结构5，催化燃烧器2由燃烧器保持结构5保持，使催化燃烧器2在换热器1的内部正确地定位，防止催化燃烧器2在换热器1内部晃动而导致催化燃烧器2自身损坏或撞坏换热器1。

参照图1-图5所示的实施例，燃烧器保持结构5分别布置在催化燃烧器2的两侧，在装配完成后，燃烧器保持结构5在换热器1内的位置便固定下来，由此，燃烧器保持结构5对催化燃烧器2的定位更加可靠。

具体地，如图2-图3所示，燃烧器保持结构5包括：夹持槽54，催化燃烧器2的一部分配合在夹持槽54内，夹持槽54可对催化燃烧器2施加夹紧力，防止催化燃烧器2晃动。

进一步地，夹持槽54与催化燃烧器2在至少两个侧面形成夹持配合，保证夹持效果较好。

具体地，在如图3所示的实施例中，燃烧器保持结构5可以包括：上壁51、下壁53和连接在上壁51以及下壁53的外侧之间的连接壁52，上壁51、连接壁52和下壁53合围成开口朝向催化燃烧器2的夹持槽54，夹持槽54与催化燃烧器2在三个侧面形成夹持配合。上壁51、连接壁52和下壁53组成“U”形结构。

可选地，燃烧器保持结构5为一对间隔开且开口彼此正对的“U”形结构，催化燃烧器2被夹持在左右两个燃烧器保持结构5的夹持槽54之间，固定更加牢固。

在一些可选的实施例中，燃烧器保持结构5与催化燃烧器2之间设置有缓冲结构(图中未示出)，缓冲结构可以是海绵，起到缓冲保护作用，以防止燃烧器保持结构5的夹持力过大而对催化燃烧器2造成损伤。

在一些未示出的实施例中，燃烧器保持结构5为一对“L”形结构且包括第一肢和第二肢，两个第一肢彼此相对，第二肢连接在第一肢的底部且两个第二肢支撑催化燃烧器2。第一肢相当于图3中的连接壁52，第二肢相当于图3中的下壁51。

结合图1、图3所示，换热器1包括：四周围板38和设置在四周围板38内的换热部3，燃烧器保持结构5设置在四周围板38的两个相对的内壁面上。可选地，燃烧器保持结构5固定在对应的内壁面上。

具体参照图2、图4所示，换热器1的四周围板38包括前板1130、后板1140、左板1150、右板1160，左内板1170、右内板1180设置在左板1150、右板1160之间，且燃烧器保持结构5固定在前板1130、后板1140相对的内壁面上。结合图3所示，前板1130、后板1140的相对彼此的表面上设置有容纳槽，燃烧器保持结构5设置在前板1130、后板1140的容纳槽内，以此实现燃烧器保持结构5在换热器1内的定位。

换热部33设置在左内板1170、右内板1180之间。左内板1170、右内板1180上设置有换热孔13，左板1150朝向左内板1170的表面上、右板1160朝向右内板1180的表面上均设置有与换热孔13对应的换热凸包14，从进水口36进入换热器1的水，先进入换热凸包14内，再从换热凸包14进入换热孔13内，进而进入与换热孔13对应的换热部33内。

前板1130、后板1140、左板1150、右板1160可通过螺栓紧固件实现固定连接，当需要拆卸催化燃烧器22时，只需将前板1130或后板1140拆开，便可从侧面拆卸催化燃烧器22，操作方便。

前板1130和后板1140的下部设置有换热器翻边111，换热器翻边111与预混腔6的外翻边614通过紧固件固定，以完成换热器1与预混腔6的装配。

前板1130上还设置有观察窗口122，方便观察换热器1内部催化燃烧器2的燃烧情况。

燃烧器保持结构5内具有通道，该通道连通换热部3内的换热介质通道。燃烧器保持结构5的内部通道中充满水，可以用来冷却催化燃烧器2。水流可在通道以及换热介质通道内流通，经催化燃烧器2加热后，水流再从燃烧换热组件10的出水口37、出水管92排出以供用户使用。

进一步地，参照图1所示，换热器1具有进水口36和出水口37，进水口36与进水管91相连通，出水口37与出水管92相连通，燃烧器保持结构5内的通道相比出水口37更靠近进水口36。换言之，出水口37位于进水口36的上方，燃烧器保持结构5内的通道与进水口36之间的距离小于燃烧器保持结构5内的通道与出水口37之间的距离。由于温度较低的冷水从进水口36进入换热器1内，经加热之后成为温度较高的热水从出水口37流出，因此，燃烧器保持结构5内的通道靠近进水口36，可以使燃烧器保持结构5通道内的水保持较低温度，由此，燃烧器保持结构5可以对催化燃烧器2起到降温作用。

燃烧器保持结构5布置在催化燃烧器2的侧面，而催化燃烧器2辐射的能量绝大部分向上经过换热器1，仅有一小部分辐射至侧面的燃烧器保持结构5，因此燃烧器保持结构5通道内的水温明显低于换热部3内的水温。

具体而言，在催化燃烧器2燃烧阶段，催化燃烧器2的温度会越来越高，使催化燃烧器2的温度超过适宜的工作温度区间，此时，由于燃烧器保持结构5通道内的水温低于催化燃烧器2的温度，在热传递的作用下，燃烧器保持结构5可对催化燃烧器2降温，使催化燃烧器2重新恢复到最适宜的工作温度区间内，减少有害气体的产生。

在用户不需要用热水时，催化燃烧器2暂时停止工作，燃烧器保持结构5继续对催化燃烧器2进行降温，有效降低催化燃烧器2的内部温度，使得停水蓄热降低，可有效控制停水温升，也就是说，可避免在停水阶段，催化燃烧器2的高温余热持续对换热部3内的水进行加热，而导致出水口37的水温持续升高，同时也可以避免催化燃烧器2持续过热而影响催化燃烧器2的使用寿命。

具体地，参照图1-图3所示，燃烧器保持结构5的上部设置有上部换热部331，燃烧器保持结构5的下部设置有下部换热部332，下部换热部332连接进水口36，上部换热部331连接出水口37。水源的水从进水口36进入下部换热部332内，流经下部换热部332之后进入上部换热部331内，最终从出水口37流出。燃烧器保持结构5内的通道连通下部换热部332和上部换热部331。

进一步地，至少一部分上部换热部331位于燃烧器保持结构5以及催化燃烧器2的正上方，下部换热部332分为间隔开的两组，且两组下部换热部332分别位于两个燃烧器保持结构5的正下方。

由进水口36进入到换热器1内的水依次流经下部换热部332、燃烧器保持结构5和上部换热部331，最终从出水口37流出，且水在流经下部换热部332的折返次数少于水在流经上部换热部331的折返次数，由此可以增加水在上部换热部331内的停留时间，从而使催化燃烧器2对上部换热部331内水进行充分加热，保证水温快速达到用户所需水温。

可选地，下部换热部332相比上部换热部331稀疏。换言之，上部换热部331的数量多于下部换热部332的数量，由此有利于进一步提升水温的加热效率，以缩短使水温达到目标值时所用的加热时间，提升用户满意度。

换热翅片112设置在上部换热部331上，由此可以增加上部换热部331的换热面积，从而提升换热效率。

燃烧器保持结构5的横截面的截面积比任意一个换热部3的横截面的截面积大，由此可增加燃烧器保持结构5与催化燃烧器2的接触面积，从而提高燃烧器保持结构5对催化燃烧器2的夹持可靠性，同时可保证燃烧器保持结构5内的水流量较大，从而当水流通过燃烧器保持结构5时，可以更多地带走催化燃烧器2的多余燃烧热量，提升燃烧器保持结构5对催化燃烧器2的降温效果。

进一步地，参照图1、图4所示，燃烧换热组件10还包括：安装支架8，安装支架8设置在四周围板38上且与催化燃烧器2的端部位置对应，安装支架8上开设有安装孔81。

进一步地，安装孔81用于安装热电偶或者光敏电阻。右板1160上开设有右板过孔1161，右内板1180上开设有右内板过孔1181，右板过孔1161、右内板过孔1181和安装孔81对齐，由此，在将热电偶或者光敏电阻安装在安装孔81内时，热电偶或者光敏电阻可以经右板过孔1161、右内板过孔1181插入靠近催化燃烧器2位置处，以便更准确地监测催化燃烧器2的温度。

在图7-图15所示的实施例中，换热器1内形成有安装空间4，如图9所示，催化燃烧器2至少部分地配置在安装空间4内，并且催化燃烧器2由换热部3定位，也就是说，一部分换热部3充当燃烧器保持结构5，将催化燃烧器2保持在安装空间4内。催化燃烧器2燃烧时，燃烧产生的热量可通过换热器1传递给换热部3的换热介质通道内的冷水，从而实现对冷水的加热，使换热部3的换热介质通道内的水流温度升高，以满足用户对热水的使用需求。同时，为催化燃烧器2定位的换热部3内的水流还可以带走催化燃烧器2燃烧产生的热量。

换热部3上可以设置换热翅片112，由此可以增加换热部3的换热面积，从而提升换热效率。

通过使用换热部3对催化燃烧器2进行定位，实现了催化燃烧器2在换热器1内部的定位与安装，同时，为催化燃烧器2定位的换热部3内的水流还可以带走催化燃烧器2燃烧产生的热量，防止催化燃烧器2持续对换热器1加热而使燃烧换热组件10的出水温度高于用户使用需求。此外，催化燃烧器2嵌入换热器1内部，取消了催化燃烧器2与换热器1之间的连接紧固件，使燃烧换热组件10的结构更加紧凑，并且有利于减轻燃烧换热组件10的重量。

参照图9所示，充当燃烧器保持结构5的换热部3包括：支撑换热部31和限位换热部32，支撑换热部31用于支撑催化燃烧器2，限位换热部32用于将催化燃烧器2限位在安装空间4内。特别指出的是，支撑换热部31和限位换热部32既是支撑、限位结构，换热部3内的水流又能带走催化燃烧器2燃烧时产生的热量，从而解决了普通安装支架受高温易变形、无法安装固定催化燃烧器2的问题。

进一步地，支撑换热部31位于安装空间4的底部，限位换热部32位于安装空间4的两侧和/或顶部。在图9的示例中，限位换热部32位于安装空间4的两侧和顶部。在一些未示出的实施例中，限位换热部32可以仅位于安装空间4的两侧，或者仅位于安装空间4的顶部。

具体地，支撑换热部31和限位换热部32围绕安装空间4布置。如图9所示，支撑换热部31布置在安装空间4的底部，限位换热部32布置在安装空间4的两侧和顶部。

参照图7-图9所示，换热器1为分体式结构，且换热器1包括：上本体11和下本体12，上本体11设置在下本体12的上方，且上本体11和下本体12相连，催化燃烧器2设置在分体的上本体11和下本体12的连接处，即催化燃烧器2设置在换热器1的内部。

可选地，上本体11和下本体12均可采用不锈钢材质制成，上本体11和下本体12也可采用铜材质制成，换热效果较好且耐腐蚀性强。

上本体11和下本体12采用分体式结构，方便生产装配及售后更换催化燃烧器2。上本体11、催化燃烧器2、下本体12自上而下布置，通过支撑换热部31支撑催化燃烧器2，通过限位换热部32定位、夹紧催化燃烧器2，而无需其它的紧固结构，由此有利于减少连接零部件数量，甚至完全不必使用连接零部件，从而减轻了燃烧换热组件10的总重量。更换催化燃烧器2时，拆开上本体11和下本体12即可取出催化燃烧器2进行更换，操作方便、快捷。

催化燃烧器2隐藏在上本体11和下本体12的内部，使换热器1与催化燃烧器2成为一个整体，有利于提升燃烧换热组件10的美观性，且减少催化燃烧器2的热量散失，使大部分热量均通过上本体11，提升对换热器1内部水流的加热效率。同时，只需拆开上本体11，便可从下本体12中安装或拆卸催化燃烧器2，操作方便、快捷。

此外，由于上本体11和下本体12是分体式结构，其通用性强，下本体12可与具有不同换热翅片112数量的本体搭配使用，满足不同容量燃气燃烧设备的换热需求，提高了下本体12的通用性。

进一步地，参照图9所示，支撑换热部31位于下本体12的内顶部，催化燃烧器2的底面支撑在支撑换热部31上，且催化燃烧器2的顶面适于由处在催化燃烧器2上方的限位换热部32限位，催化燃烧器2的侧面适于由处在催化燃烧器2侧方的限位换热部32限位，防止催化燃烧器2在换热器1内部晃动而导致催化燃烧器2自身损坏或撞坏换热器1。

具体地，参照图9所示，限位换热部32可以包括：顶部限位换热部321和侧部限位换热部322，顶部限位换热部321位于催化燃烧器2的顶部且对催化燃烧器2进行顶部限位，侧部限位换热部322位于催化燃烧器2的侧面且对催化燃烧器2进行侧向限位，由此实现催化燃烧器2在安装空间4内的准确定位，避免催化燃烧器2晃动。

参照图8-图9所示，安装催化燃烧器2时，先将催化燃烧器2放置于下本体12的安装空间4内，通过支撑换热部31的支撑和侧部限位换热部322的限位初步固定催化燃烧器2，再将上本体11与下本体12装配固定，通过顶部限位换热部321夹紧催化燃烧器2，从而将催化燃烧器2固定于安装空间4内。采用本发明的燃烧换热组件10，既能提供一种催化燃烧器2的安装结构，又不影响燃烧换热组件10的换热功能。

进一步地，上本体11构造为上换热器，且下本体12构造为下换热器，顶部限位换热部321为上本体11的一部分，侧部限位换热部322和支撑换热部31为下本体12的一部分。上本体11与下本体12分离时，可实现催化燃烧器2的安装或拆卸。

具体地，参照图9所示，支撑换热部31分为中间组支撑换热部311、第一侧组支撑换热部312以及第二侧组支撑换热部313，中间组支撑换热部311支撑在催化燃烧器2的底面的中部区域，第一侧组支撑换热部312支撑在催化燃烧器2的底面与第一侧面的交界处，第二侧组支撑换热部313支撑在催化燃烧器2的底面与第二侧面的交界处。中间组支撑换热部311、第一侧组支撑换热部312以及第二侧组支撑换热部313间隔开分布，有利于提高支撑换热部31对催化燃烧器2支撑的平稳性。

进一步地，左侧的侧部限位换热部322限位在催化燃烧器2的第一侧面(即图9中的左侧面)，右侧的侧部限位换热部322限位在催化燃烧器2的第二侧面(即图9中的右侧面)，且左右两侧的侧部限位换热部322分别沿催化燃烧器2的长度方向延伸，从而在催化燃烧器2的长度方向上对催化燃烧器2进行全面限位。

可选地，侧部限位换热部322相比支撑换热部31具有更大的横截面尺寸，由此可保证侧部限位换热部322内的水流量较大，从而当水流通过侧部限位换热部322时，可以更多地带走催化燃烧器2的多余燃烧热量。在另一些未示出的实施例中，侧部限位换热部322也可以与支撑换热部31具有相同的横截面尺寸，或者侧部限位换热部322相比支撑换热部31具有更小的横截面尺寸。

如图9所示，侧部限位换热部322的横截面为椭圆且长轴平行于催化燃烧器2的侧面，长轴的尺寸与催化燃烧器2的厚度相当或略小于催化燃烧器2的厚度，由此可增加侧部限位换热部322与催化燃烧器2的接触面积，从而提高侧部限位换热部322对催化燃烧器2的定位可靠性，同时有利于提升侧部限位换热部322对催化燃烧器2的降温效果。

侧部限位换热部322布置在催化燃烧器2的侧面，而催化燃烧器2辐射的能量绝大部分向上经过上本体11，而仅有一小部分辐射至侧面的侧部限位换热部322，因此侧部限位换热部322通道内的水温明显低于换热部内的水温。

具体而言，在催化燃烧器2燃烧阶段，催化燃烧器2的温度会越来越高，使催化燃烧器2的温度超过适宜的工作温度区间，此时，由于侧部限位换热部322通道内的水温低于催化燃烧器2的温度，在热传递的作用下，侧部限位换热部322可对催化燃烧器2降温，使催化燃烧器2重新恢复到最适宜的工作温度区间内，减少有害气体的产生。

在用户不需要用热水时，催化燃烧器2暂时停止工作，侧部限位换热部322继续对催化燃烧器2进行降温，有效降低催化燃烧器2的内部温度，使得停水蓄热降低，可有效控制停水温升，也就是说，可避免在停水阶段，催化燃烧器2的高温余热持续对换热部内的水进行加热，而导致出水口的水温持续升高，同时也可以避免催化燃烧器2持续过热而影响催化燃烧器2的使用寿命。

在一些可选的实施例中，支撑换热部31的横截面为椭圆且长轴平行于催化燃烧器2的底面，由此有利于增加支撑面积，提升支撑强度；或者在图9的实施例中，支撑换热部31的横截面为椭圆且短轴平行于催化燃烧器2的底面。支撑换热部31为多个，且多个支撑换热部31间隔开支撑在催化燃烧器2的底面，有利于提高支撑换热部31对催化燃烧器2支撑的平稳性。

第一侧组支撑换热部312的正下方以及第二侧组支撑换热部313的正下方还设置有普通的下部换热部332，普通的下部换热部332与第一侧组支撑换热部312、第二侧组支撑换热部313和中间组支撑换热部311合围成开口向下的下部空间34，下部空间34适于构造为下部燃烧空间，下部燃烧空间内可以设置预热燃烧器，以便对催化燃烧器2进行初步加热，从而使催化燃烧器2达到适宜的工作温度，空气燃气混合气在催化燃烧器2内燃烧时，燃烧充分，大大降低了由于燃烧不充分产生的CO、NOx等有害气体量。

顶部限位换热部321分为第一侧组顶部限位换热部3211和第二侧组顶部限位换热部3212，第一侧组顶部限位换热部3211限位在催化燃烧器2的顶面与第一侧面的交界处，第二侧组顶部限位换热部3212限位在催化燃烧器2的顶面与第二侧面的交界处。第一侧组顶部限位换热部3211和第二侧组顶部限位换热部3212间隔开设置，有利于提升顶部限位换热部321对催化燃烧器2的定位效果。

进一步地，如图9所示，催化燃烧器2的顶部伸入到上本体11内，顶部限位换热部321位于上本体11的内底部。

顶部限位换热部321的上方设置有普通的上部换热部331，间隔开的第一侧组顶部限位换热部3211和第二侧组顶部限位换热部3212与上方的普通上部换热部331围成向下敞开且正对催化燃烧器2的上部空间35。催化燃烧器2的热量在上部空间35缓冲之后再到达换热器1，避免换热器1与催化燃烧器2直接接触而影响催化燃烧器2的燃烧效果。

在一些未示出的实施例中，换热部3的横截面可以均为圆形，且圆形截面的截面积可以相等或不等。

可选地，参照图10所示的实施例，上本体11和下本体12均有独立的进水口36和出水口37，从而形成并联结构，配合水量伺服器，可实现上本体11和下本体12内水流量的单独控制，满足不同的换热量需求。

或者参照图11所示的实施例，上本体11和下本体12中的一个设置进水口36而另一个设置出水口37，并且上本体11和下本体12通过中间连接管39连通，从而形成串联结构。换言之，当上本体11和下本体12串联时，水流从下本体12的进水口36流入，再经中间连接管39进入上本体11内，最终从上本体11的出水口37流出。本发明的燃烧换热组件10提供了并联、串联两种水路连接的可能，可根据产品需要选择合适的水路连接方式，优于现有热交换器单一的串联水路方式。

上本体11和下本体12中的每一个均具有四周围板38，四周围板38内部设置换热部3，换热部3为换热管。四周围板38可对换热部3和催化燃烧器2起到保护作用。

具体而言，参照图12-图13所示，上本体11的四周围板38包括上前板113、上后板114、上左板115、上右板116，上左内板117、上右内板118设置在上左板115、上右板116之间，且上本体11的换热部3设置在上左内板117、上右内板118之间。上左内板117、上右内板118上设置有换热孔13，上左板115朝向上左内板117的表面上、上右板116朝向上右内板118的表面上均设置有与换热孔13对应的换热凸包14，从进水口36进入上本体11的水，先进入换热凸包14内，再从换热凸包14进入换热孔13内，进而进入与换热孔13对应的换热部3内。换热翅片112设置在上本体11的换热部3上。

参照图14-图15所示，上本体11的四周围板38包括下前板123、下后板124、下左板125、下右板126，下左内板127、下右内板128设置在下左板125、下右板126之间，且上本体11的换热部3设置在下左内板127、下右内板128之间。下左内板127、下右内板128上设置有换热孔13，下左板125朝向下左内板127的表面上、下右板126朝向下右内板128的表面上均设置有与换热孔13对应的换热凸包14，从进水口36进入上本体11的水，先进入换热凸包14内，再从换热凸包14进入换热孔13内，进而进入与换热孔13对应的换热部3内。

可选地，上左内板117与上左板115焊接固定，上右内板118与上右板116焊接固定，下左内板127与下左板125焊接固定，下右内板128与下右板126焊接固定，换热凸包14与对应的换热孔13之间形成水路通道，并和换热部3连通。

下前板123、下后板124上设置有下本体翻边121，上前板113、上后板114上设置有上本体翻边111，参照图7、图9所示，当上本体11与下本体12扣合时，上本体11底部的上本体翻边111适于与下本体12顶部的下本体翻边121贴合，使用螺栓紧固件可实现上本体翻边111与下本体翻边121的固定，也就实现了上本体11和下本体12的固定。

下前板123上还设置有观察窗口122，方便观察下部燃烧空间内的燃烧情况。

可选地，预热燃烧器7为蜂窝陶瓷燃烧器，催化燃烧器2为泡沫陶瓷燃烧器，且在所述泡沫陶瓷燃烧器上涂覆催化剂。当预热燃烧器7对催化燃烧器2辐射加热时，可以激活催化剂，从而使催化燃烧器2处的燃气燃烧充分，减少由于燃烧不充分产生的有害气体。

预热燃烧器7可以是明火燃烧器，且在预热燃烧器7和催化燃烧器2之间设定间距，该间距可以避免预热燃烧器7产生回火现象，即该间距用于明火燃烧的火焰防止回火。

可选地，该设定间距范围在为5mm～80mm之间，例如，该设定间距可以为20mm、30mm或50mm。

参照图6所示，进水管91上设置有进水阀911，进水管91与出水管92之间连接有旁通管路95，旁通管路95上设置有旁通阀951，旁通管路95的另一端与进水管91通过冷水三通管961相连，旁通管路95的另一端与出水管92通过热水三通管962相连，旁通管路95可将一部分冷水引至出水管92，防止出水管92流出的水温过高。

进水阀911、旁通阀951均与总水管99相连，由此，进水管91内的冷水量可通过进水阀911实现单独调节，旁通管路95内的冷水量可通过旁通阀951实现单独调节，即进水管91与旁通管路95内的冷水量相互不影响，有利于精确控制水温。

燃烧换热组件10的顶部为排烟罩97，催化燃烧器2、预热燃烧器7的尾气经排烟罩97排到燃气燃烧设备100外部，燃烧换热组件10与控制器98相连，以便保证从出水管92流出的水温满足用户需求。

下面结合图16详细描述根据本发明一个实施例的燃气燃烧设备100。

参照图16所示，根据本发明实施例的燃气燃烧设备100可以包括：换热器1、燃烧器210和预热部220，换热器1适于连接进水管和出水管，换热器1的内部形成换热流路，燃烧器210适于加热换热器1，以使换热流路内的水温升高，满足用户使用热水的需求。

具体而言，温度较低的水经进水管进入换热器1内的换热流路中，经燃烧器210加热后，换热流路内的水温升高，温度较高的水再从出水管流出，以供用户使用热水。

燃烧器210包括：预热燃烧器和无焰催化燃烧器，预热燃烧器与无焰催化燃烧器相对设置，且预热燃烧器用于加热无焰催化燃烧器，换热器1至少部分地位于无焰催化燃烧器的上方，无焰催化燃烧器催化燃烧产生的热量用于加热换热器1，以使流经换热器1的水升温。

可选地，无焰燃烧器为多孔式无焰催化燃烧器，多孔式结构可以增加预热燃烧器进入无焰催化燃烧器内的热量，并且这部分热量与无焰催化燃烧器内的催化剂充分接触，以使无焰催化燃烧器燃烧充分，且无焰催化燃烧产生的热量经多孔式结构到达换热器1，以对换热器1进行加热。

进水管和出水管在预热部220处换热。进水管与水源相连接，水源的冷水进入进水管之后，在预热部220处换热，换热的热量来源为出水管内的水所携带的热量。换言之，在预热部220处，出水管内的温度较高的水(简称热水)将一部分热量传递给进水管内温度较低的水(简称冷水)，使进水管内的水温度升高，从而保证从进水管进入换热器1的水温较高，避免进入换热器1内的水温度过低而在换热器1表面产生冷凝水。

具体而言，当进水管内的进水温度较低时，如果进水管内的水直接进入换热器1，与换热器1进行换热，燃烧器210燃烧产生的高温烟气与换热器1冷壁面存在极大温差，高温烟气遇到冷壁面，容易析出冷凝水。在图16所示的实施例中，由于进水管和出水管可在预热部220处换热，并且由于进水管内的冷水和出水管内的热水存在温差，因此冷热水进行热交换，使得进水管内的冷水被预热，提高了换热器1的进水温度，缩小了高温烟气与换热器1冷壁面之间存在的极大温差，有利于保持烟温高于其露点温度，从而有效解决换热器1表面产生冷凝水的问题。

相比于现有冷凝机型通过高温烟气预热冷水过程中产生冷凝水的缺点，本发明所述的对冷水预热的方案优势在于：出水管内的热水与进水管冷水的温差不大，只能将冷水提高到一定量的温升，换热效率有限，因此无冷凝水产生，并且本发明中是通过冷水与热水热交换的方式，来使进水管的水温度升高，与现有技术中的高温烟气与冷水热交换的方案明显不同，因此，预热部220处不会产生冷凝水，或者说，即使产生冷凝水，这些冷凝水也会与进水管或出水管内的水流融合在一起，而不会造成泄露。

同时，进入换热器1的水温较高，可以减少燃气燃烧设备100的功耗，从而节约能源。

为了不影响用户所需的热水温度，位于换热器1的出水口102与预热部220之间的这部分出水管内的水温可大于用户设定的温度，这样，当出水管的水在预热部220处与进水管的水换热后，出水管出水端的热水温度才是用户所设定的温度。

另外，当用户中途停水后再次启动时，由于停水期间换热器1和无焰催化燃烧器中的余热会继续对换热管内的热水加热，中途停水后再次启动时会有一段高于用户所设定水温的热水在预热部220处被进水管的冷水吸收一部分热量，以降低出水管出水端的水温，避免停水温度过高而烫伤用户，使得燃气燃烧设备100的出水温度更加恒定。

根据本发明实施例的燃气燃烧设备100，能够有效解决燃气燃烧设备100运行过程中产生的冷凝水问题，降低冷凝水腐蚀燃气燃烧设备100零部件的风险，提高燃气燃烧设备100的使用寿命；同时，燃气燃烧设备100的出水水温恒定，且出水水温不会过高，提高了燃气燃烧设备100的使用舒适性，也就是说，本发明的燃气燃烧设备100可以同时解决冷凝水及停水温升问题。

在本发明的一些实施例中，预热部220为换热水罐，且预热部220包括：进水储水腔221和出水储水腔222，进水储水腔221设置在进水管上，出水储水腔222设置在出水管上，且出水储水腔222与进水储水腔221接触换热。具体而言，进水管的水首先进入进水储水腔221，从换热器1流出的水经出水管首先进入出水储水腔222，进水储水腔221内的冷水与出水储水腔222内的热水进行热交换之后，进水储水腔221的水温升高，这部分水再进入换热器1中。出水储水腔222的水温降低，这部分水再经出水管的出水端流出去。

出水储水腔222至少部分地包围进水储水腔221，由此可使出水储水腔222内的热水热量快速传递给进水储水腔221内的冷水，从而提升换热效率。

进一步地，进水储水腔221完全被出水储水腔222包围，由此，出水储水腔222内的热水热量能够最大限度地传递给进水储水腔221内的冷水，从而进一步提升换热效率。同时，进水储水腔221得到的热量不易散失，有利于提高对热量的利用率。

上面提到停水期间换热器1中的余热会继续对换热管内的热水加热，导致中途停水后再次启动时会有一段热水的水温高于用户所设定水温，这段热水在出水储水腔222中被原先存在的水量中和，即换热水罐同时具有缓冲、中和水温的作用，能够有效减小燃气燃烧设备100在使用过程中因水压、气压波动所引起的出水温度波动，使燃气燃烧设备100出水温度更加恒定。

具体地，如图16所示，进水管可以包括：进水接口段231和预热管段232，进水储水腔221的进水口223与进水接口段231连接导通，进水储水腔221的出水口224与换热器1的进水口101通过预热管段232连接导通。这样，进水接口段231的水从进水储水腔221的进水口223进入进水储水腔221内，再从进水储水腔221的出水口224进入预热管段232，进而经换热器1的进水口101进入换热器1内部。

具体地，出水管可以包括：出水接口段241和热水管段242，出水储水腔222的出水口226与出水接口段241连接导通，出水储水腔222的进水口225与换热器1的出水口102通过热水管段242连接导通。这样，换热器1内的水从换热器1的出水口102经热水管段242，从出水储水腔222的进水口225进入出水储水腔222，再从出水储水腔222的出水口226进入出水接口段241，最终流出去，以供用户使用。

也就是说，燃气燃烧设备100工作时，冷水从进水接口段231首先流入进水储水腔221，在进水储水腔221内换热后，再经预热管段232进入换热器1，经过换热器1吸收热量升温为热水后流经热水管段242进入预热部220的出水储水腔222，当出水储水腔222内储存有一定量的热水后从出水储水腔222的出水口226流经出水接口段241，燃气燃烧设备100输出热水。

热水管段242的水温大于用户设定的温度，经过换热水罐换热后，出水接口段241的热水才是用户所设定的温度，由此不影响用户所需的热水温度，换热水罐解决了停水温升问题，又可以为进水管的水预热，防止预热时产生冷凝水。

进水储水腔221设置在预热部220的靠近进水管的一端，出水储水腔222设置在预热部220的靠近出水管的一端，由此有利于简化水路结构。并且，进水储水腔221的进水口223和进水储水腔221的出水口224设置在预热部220的靠近进水管的一端，出水储水腔222的进水口225和出水储水腔222的出水口226设置在预热部220的靠近出水管的一端，可以进一步简化水路结构。

可选地，进水储水腔221构造为预热管，预热管位于出水储水腔222内，预热管为管状结构，可保证预热管更好地被出水储水腔222内的热水包围，从而提升换热效率。

可选地，预热管为“U”形预热管或波纹预热管或盘式预热管，由此有利于增加预热管在出水储水腔222内的弯折长度，从而增加预热管与出水储水腔222内热水的接触面积，从而提升换热效率。如在图16所示的实施例中，预热管为“U”形预热管。

在一些可选的实施例中，预热管还可以是带有换热片的管件，以提高换热面积。

可选地，出水接口段241上设置有温度传感器，以便对出水接口段241处的热水温度进行监测，当水温低于用户所设定的温度时，增大燃烧器210的燃烧力度，以使水温升高至用户所设定的温度；当水温高于用户所设定的温度时，减小燃烧器210的燃烧力度，以使水温降低至用户所设定的温度。

可选地，进水接口段231上设置有进水控制阀，以控制进水管内的进水量。

在本发明的又一个实施例中，预热部220可以包括：出水储水腔222，出水管与出水储水腔222连通，进水管具有伸入到出水储水腔222内的进水储水段。也就是说，预热部220是只具有出水储水腔222一个腔体的换热水罐，进水管的一部分(即进水储水段)伸入换热水罐中，这部分进水管直接与换热水罐中的热水进行热交换，从而使进水管内的水温升高，避免进入换热器1内的水温度过低而在换热器1表面产生冷凝水。

可选地，燃烧器210为有焰燃烧器或无焰催化燃烧器。

在另一些可选的实施例中，燃烧器210包括有焰燃烧器和无焰催化燃烧器，有焰燃烧器燃烧时可对无焰催化燃烧器进行加热，使无焰催化燃烧器发生催化燃烧，无焰催化燃烧器产生的热量通过热辐射的方式传递给换热器1，以使换热器1内的水温升高。

可在图6所示的进水管与出水管之间增加预热部220，以使进水管的水在进入换热器1的换热部之前被出水管预热。

燃气燃烧设备100可以是燃气热水器，也可以是燃气壁挂炉等设备。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种燃气燃烧设备，其特征在于，包括：

换热器，所述换热器适于连接进水管和出水管，所述换热器的内部形成换热流路；

燃烧器，所述燃烧器包括：预热燃烧器和无焰催化燃烧器，所述预热燃烧器与所述无焰催化燃烧器相对设置，且所述预热燃烧器用于加热所述无焰催化燃烧器，所述换热器至少部分地位于所述无焰催化燃烧器的上方；

预热部，所述进水管和所述出水管在所述预热部处换热。

2.根据权利要求1所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述预热部包括：进水储水腔和出水储水腔，所述进水储水腔设置在所述进水管上，所述出水储水腔设置在所述出水管上，所述出水储水腔至少部分地包围所述进水储水腔，且所述出水储水腔与所述进水储水腔接触换热。

3.根据权利要求2所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述进水储水腔完全被所述出水储水腔包围。

4.根据权利要求2所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述进水管包括：进水接口段和预热管段，所述进水储水腔的进水口与所述进水接口段连接导通，所述进水储水腔的出水口与所述换热器的进水口通过所述预热管段连接导通。

5.根据权利要求2所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述出水管包括：出水接口段和热水管段，所述出水储水腔的出水口与所述出水接口段连接导通，所述出水储水腔的进水口与所述换热器的出水口通过所述热水管段连接导通。

6.根据权利要求2所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述进水储水腔构造为预热管，所述预热管位于所述出水储水腔内。

7.根据权利要求6所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述预热管为“U”形预热管或波纹预热管或盘式预热管。

8.根据权利要求5所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述出水接口段上设置有温度传感器。

9.根据权利要求1所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述预热部包括：出水储水腔，所述出水管与所述出水储水腔连通，所述进水管具有伸入到所述出水储水腔内的进水储水段。

10.根据权利要求1所述的燃气燃烧设备，其特征在于，所述无焰燃烧器为多孔式无焰催化燃烧器。

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