CN112577045A - 用于燃烧换热设备的预混装置及具有其的燃烧换热设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃烧换热设备的预混装置及具有其的燃烧换热设备。该用于燃烧换热设备的预混装置包括：腔体，腔体具有空气进口、燃气进口和混气出风口，分配板上设有多个混气分配孔，混气板上设有预混管，空气进气管至少部分地套设在预混管内，空气进气管与预混管之间具有间隙，以形成燃气进气通道。根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置，燃气从燃气进气通道排出时，空气进气管中的空气对燃气产生冲力，并且分配板可以将燃气混合气均匀散开，从而使燃气混合气均匀充斥在混气出风口处，使燃气混合气均匀充斥在混气出风口处，进而可以保证燃气混合气在燃烧时燃气的燃烧效率高。并且，空气进气管、混气板以及分配板的配合结构简单。

Description

用于燃烧换热设备的预混装置及具有其的燃烧换热设备

技术领域

本发明涉及热水器领域，具体而言，涉及一种用于燃烧换热设备的预混装置及具有其的燃烧换热设备。

背景技术

燃烧换热设备(以燃气热水器为例)是一种通过燃烧燃气对冷水进行加热的设备。燃气热水器在进行工作时，会产生有害物质(例如：NOx(氮氧化物污染物)、CO(一氧化碳)等)，其中，燃烧区的温度、温度场是否均匀、温度的峰值、燃气混合气在高温区停留的时间以及空气系数均会对燃气热水器所排放的NOx排量具有影响，而对于燃烧后烟气中的CO 含量，在一定的火焰温度下，如果有充分的氧气和停留时间，CO的浓度就会在反应之后降至很低的程度。

全预混装置可以在着火前燃气与空气预先进行均匀混合，并且在瞬间完成燃烧，其火焰很短甚至看不见，火孔热强度很高，几乎不存在化学不完全燃烧现象，因此燃烧温度较高，从而可以有效降低一氧化碳和碳氢化合物的排放。

但是，目前的全预混装置的结构较为复杂，并且燃气与空气的混合效果无法保障，且燃烧器与燃气混合气的接触不均匀，容易导致燃气混合气的燃烧不均匀，从而导致有害气体的排放。

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，本发明提出一种用于燃烧换热设备的预混装置，该预混装置的结构简单，并且可以充分对空气与燃气进行混合，保证燃烧换热设置所排放的有害物质较少。

本发明还提出了一种具有上述用于燃烧换热设备的预混装置的车辆。

根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置包括：腔体，所述腔体具有空气进口、燃气进口和混气出风口，所述腔体内设有空气进气管、混气板与分配板，所述分配板位于所述空气进气管与所述混气板的靠近所述混气出风口的一侧，且所述分配板上设有多个混气分配孔，所述空气进气管的入口端构成所述空气进口，所述燃气进口与所述空气进口位于所述混气板的同一侧，所述混气板上设有预混管，所述空气进气管至少部分地套设在所述预混管内，所述空气进气管与预混管之间具有间隙，以形成燃气进气通道，所述燃气进气通道连通所述燃气进口与所述预混管的出口端。

根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置，该预混装置设有预混管，空气进气管部分地套设在预混管内，且空气进气管与预混管之间的间隙形成燃气进气通道，因此，燃气从燃气进气通道排出时，空气进气管中的空气可以对燃气产生冲力，从而使燃气混合在空气中，并且分配板可以将燃气混合气均匀散开，从而使燃气混合气均匀充斥在混气出风口处，进而可以保证燃气混合气在燃烧时燃气的燃烧效率高，有利于降低燃烧换热设备在工作时排出的有害气体。并且，空气进气管、混气板以及分配板的配合结构简单，不仅可以保证空气与燃气的预混效果较好，还可以保证预混装置的成本较低。

根据本发明的一些实施例，所述混气板与所述分配板之间形成第一预混区，所述分配板与所述混气出风口之间形成第二预混区，所述混气分配孔连通所述第一预混区与所述第二预混区。

进一步地，所述混气分配孔与所述预混管的出风口错开。

根据本发明的一些实施例，所述预混管内设置有旋流叶片，所述空气进气管的出口端与所述旋流叶片之间形成第三预混区。

进一步地，所述空气进气管为多个，所述旋流叶片、所述预混管与所述空气进气管一一对应。

根据本发明的一些实施例，所述预混装置包括：混气固定座与进气底座，所述混气固定座位于所述进气底座的上方，所述混气固定座与所述进气底座围成所述腔体，所述空气进气管位于所述进气底座上，所述燃气进口形成在所述进气底座上，所述空气进气管与所述燃气进口错开，所述混气出风口位于所述混气固定座的顶部。

进一步地，所述混气板位于所述混气固定座中，且所述混气板位于所述进气底座的上方。

具体地，相邻两个所述预混管的混气板连接壁与相邻两个所述空气进气管的底座连接壁上下对齐，以在所述混气板连接壁与所述底座连接壁之间形成中空部，所述燃气进口与所述中空部通过所述燃气进气通道相连通。

根据本发明的一些实施例，所述空气进气管为文丘里管。

根据本发明另一方面实施例的燃烧换热设备，包括上述的用于燃烧换热设备的预混装置、燃烧器、风机以及换热器，所述燃烧器位于所述预混装置的混气出风口处，所述风机的进风口与所述预混装置的混气出风口相连，所述换热器位于所述燃烧器的上方，且所述换热器连接有进水管与出水管。

所述燃烧换热设备与上述的用于燃烧换热设备的预混装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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是用于燃烧换热设备的预混装置的拆解示意图；

图2是预混装置的截面示意图。

附图标记：

进气底座1、空气进气管11、空气进口111、燃气进口12、混气板2、预混管21、燃气进气通道3、分配板4、混气分配孔41、第一预混区51、第二预混区52、第三预混区53、旋流叶片6、混气固定座7、混气出风口71、中空部8、燃烧器9。

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“上”、“下”、“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。

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2详细描述根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置。

参照图1-图2所示，根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置包括：腔体，腔体具有空气进口111、燃气进口12和混气出风口71，空气从空气进口111进入到腔体，燃气从燃气进口12进入到腔体，空气与燃气在腔体中混合均匀后再从混气出风口71排出，保证燃烧换热设备可以完全燃烧燃气，从而提高燃气的利用效率，降低有害气体的排放量。

进一步地，如图2所示，腔体内设有空气进气管11、混气板2与分配板4，分配板4 位于空气进气管11与混气板2的靠近混气出风口71的一侧，具体地，混气出风口71位于所述分配板4的一侧，空气进口111、燃气进口12位于分配板4的另一侧，且分配板4上设有多个混气分配孔41，当燃气混合气经过分配板4时，燃气混合气可以从多个混气分配孔41穿过分配板4，当燃气混合气经过分配板4时，分配板4可以将燃气混合气均匀散开，从而使燃气混合气均匀充斥在混气出风口71处，进而为燃烧器9可以完全燃烧燃气混合气提供了有利条件，保证燃烧换热装置的换热效率高，从而有效降低燃烧换热装置排放有害气体的含量。

进一步地，如图2所示，空气进气管11的入口端构成空气进口111，燃气进口12与空气进口111位于混气板2的同一侧，混气板2上设有预混管21，空气进气管11至少部分地套设在预混管21内，空气进气管11与预混管21之间具有间隙，以形成燃气进气通道3，燃气进气通道3连通燃气进口12与预混管21的出口端。

具体地，空气通过空气进口111后进入到空气进气管11中，燃气从燃气进口12进入到腔体中后，从预混管21与空气进气管11之间的燃气进气通道3进入到总预混区，从而实现燃气与空气进行接触、混合。

在具体实施例中，如图1-图2所示，空气进气管11的出气口套设在预混管21内，且燃气进气通道3的出气口方向与空气进气管11的出气口方向相同，因此，当燃气从燃气进气通道3排出时，在空气高速流动的惯性下，可以对燃气具有一定地冲击力，从而将燃气变成紊流状态，进而可以使燃气融入到空气中，随后进入到总预混区中，空气与燃气流速降低，空气与燃气进行自由扩散，从而可以使空气与燃气进一步地混合，从而保证燃气与空气混合均匀，进而可以保证燃气混合气在燃烧时燃气的燃烧效率高，有利于降低燃烧换热设备在工作时，排出的有害气体较少。

空气进气管11、混气板2以及分配板4的配合结构简单，不仅可以保证空气与燃气的预混效果较好，还可以保证预混装置的成本较低。

根据本发明实施例的用于燃烧换热设备的预混装置，该预混装置设有预混管21，空气进气管11部分地套设在预混管21内，且空气进气管11与预混管21之间的间隙形成燃气进气通道3，因此，燃气从燃气进气通道3排出时，空气进气管11中的空气可以对燃气产生冲力，从而使燃气混合在空气中，并且分配板4可以将燃气混合气均匀散开，从而使燃气混合气均匀充斥在混气出风口71处，进而可以保证燃气混合气在燃烧时燃气的燃烧效率高，有利于降低燃烧换热设备在工作时排出的有害气体。并且，空气进气管11、混气板2 以及分配板4的配合结构简单，不仅可以保证空气与燃气的预混效果较好，还可以保证预混装置的成本较低。

进一步地，如图2所示，混气板2与分配板4之间形成第一预混区51，分配板4与混气出风口71之间形成第二预混区52，混气分配孔41连通第一预混区51与第二预混区52。

需要说明的是，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。

在具体实施例中，当空气与燃气进入第一预混区51时，由于空间突然扩大，空气与燃气的流速迅速降低，可以使空气与燃气进行再次混合，有利于提高空气与燃气的混合程度，随后燃气混合气从混气分配孔41进入到第二预混区52，分配板4将燃气混合气均匀散开，并且再进入到第二预混区52时，空气与燃气可以进行再一次的混合，从而保证空气与燃气的混合均匀，并且，混合完毕后的燃气混合气可以均匀地充斥在混气出风口71处。

进一步地，混气分配孔41与预混管21的出风口错开，这样可以增长混合气体在第一预混区51的路径，从而防止在出风口的风压作用下，燃气混合气直接穿过混气分配孔41，导致空气与燃气的混合效果较差。

进一步地，如图1-图2所示，预混管21内设置有旋流叶片6，空气进气管11的出口端与旋流叶片6之间形成第三预混区53。

旋流叶片6在风里作用下可以进行转动，因此，在预混管21内设置旋流叶片6，为进一步地提高燃气与空气混合的效果提供了可能。并且，在空气进气管11的出口端与旋流叶片6之间具有间隙，以形成第三预混区53，为燃气可与空气进行初次混合提供了空间。

进一步地，空气进气管11为多个，旋流叶片6、预混管21与空气进气管11一一对应。因此，当空气进入到腔体中时，空气被均匀地从各个空气进气管11流入，以及燃气从各个对应的燃气进气通道3流出与空气混合，从而不仅可以降低进气空气的流量系数，保证空气的阻力较小，还可以提高空气与燃气的混合效果。

优选地，多个空气进气管11均匀布置，从而有利于保证各个空气进气管11的进气量均匀，进而有利于提高燃气与空气的混合效果。

在具体实施例中，如图2所示，燃气与空气会在第三预混区53进行初次接触、混合，并且，在空气与燃气的流动惯性作用下，会带动旋流叶片6进行转动，因此，当空气与燃气在穿过旋流叶片6时，在旋流叶片6会对燃气与空气进行搅拌，从而使燃气可以混合到空气的内部，可以进一步地提高燃气与空气的混合效果，并且，燃气与空气随后进入到第一预混区51与第二预混区52中，燃气与空气会在第一预混区51与第二预混区52进行再一次地接触、混合，进而保证燃气与空气混合均匀。

进一步地，如图1-图2所示，预混装置可以包括：混气固定座7与进气底座1，混气固定座7位于进气底座1的上方，混气固定座7与进气底座1围成腔体，空气进气管11位于进气底座1上，燃气进口12形成在进气底座1上，空气进气管11与燃气进口12错开，混气出风口71位于混气固定座7的顶部，也就是说，混气固定座7为上下两侧具有口的中空腔体，且混气固定座7的底面与进气底座1进行配合，以围成腔体，进气管位于进气底座1上，燃气进口12形成在进气底座1上，混气固定座7的顶面形成混气出风口71。

进一步地，混气板2位于混气固定座7中，且混气板2位于进气底座1的上方，从而保证燃气可以在第三预混区53与空气进行混合。

具体地，相邻两个预混管21的混气板连接壁与相邻两个空气进气管11的底座连接壁上下对齐，以在混气板连接壁与底座连接壁之间形成中空部8，燃气进口12与中空部8通过燃气进气通道3相连通。

因此，当开始供给燃气时，燃气可以暂时储存在中空部8中，当中空部8中的燃气充满后，随后持续流进中空部8的燃气可以将已储存在中空部8中的燃气挤到各个燃气进气通道3中，从而使各个燃气进气通道3均有燃气流出，进而保证空气与燃气混合的效果较好。

进一步地，空气进气管11为文丘里管，且空气进气管11的入口段朝向外界，形成天然器的空气进口111，空气进气管11的扩散段朝向混气固定座7的顶面，因此，空气进气管11为文丘里管，当空气经过空气进气管11时，可以提高空气的流速，从而可以增大空气对燃气的冲击力，进而进一步地提高空气与燃气的混合效果。

根据本发明另一方面实施例的燃烧换热设备，包括上述的用于燃烧换热设备的预混装置、燃烧器9、风机以及换热器，燃烧器9位于预混装置的混气出风口71处，风机的进风口与预混装置的混气出风口71相连，换热器位于燃烧器9的上方，且换热器连接有进水管与出水管。

需要说明的是，风机为非必要部件，当燃烧换热设备具有风机时，通过风机将燃烧后的废气进行排出燃烧换热设备外；当燃烧换热设备不具有风机时，通过自然风力将燃烧后的废气进行排出燃烧换热设备外。

在具体实施例中，燃烧换热设备可以为燃气热水器、燃气壁挂炉等，下面以燃气热水器为例，具体说明燃烧换热设备的工作过程，其中，假设燃气热水器中具有风机。

换热器内具有换热部，用于将换热器中的热量传递给冷水，从而将水进行加热，具体地，进水管与冷水管连接，出水管与水龙头或其他出水口连接，进水管中的冷水经过换热器后从出水管流出，从而实现燃气热水器可以持续地对冷水进行加热，满足用户对热水的使用需求。

进一步地，换热器至少部分地位于燃烧器9的上方，燃烧器9可以对燃气进行燃烧，进而释放热量，因此，换热器至少部分地位于催化燃烧器9的上方可以对燃烧器9释放的热量进行充分吸收。

具体地，使用催化燃烧器9进行冷水加热的燃气热水器中，燃烧器9可以包括预热燃烧器9与催化燃烧器9，预热燃烧器9与催化燃烧器9相对设置，预热燃烧器9用于预热催化燃烧器9，催化燃烧器9以及预热燃烧器9均可以对燃气进行燃烧反应，其中，预热燃烧器9为明火燃烧，预热燃烧器9为无焰燃烧，在具体实施例中，预热燃烧器9燃烧所产生的热量一部分用于加热换热器，另一部分用于加热催化燃烧器9，因此，预热燃烧器9 与催化燃烧器9相对设置，可以使催化燃烧器9能够尽快进入到工作状态，当催化燃烧器 9到一定的温度后，预热燃烧器9上的明火熄灭，燃气在催化燃烧器9上实现自持式的无焰燃烧，催化燃烧器9燃烧所释放的热量一方面可以维持催化燃烧器9自身所需的起燃温度，另一方面对换热器进行加热，无焰燃烧时较为柔和平稳，且噪音低，从而保证燃气热水器在工作时对外界环境较为友好，进而保证燃气热水器的使用更加环保、安全舒适。

在具体实施例中，当燃气热水器开始工作后，空气从多个空气进口111进入到空气进气管11中，同时燃气开始供给，燃气流入到各个燃气进气通道3中，空气与燃气在第三预混区53进行初次混合，并且在旋流叶片6的转动下对燃气与空气进行搅拌，随后所有燃气与空气均汇聚在第二预混区52中进行再一次的混合，经过分配板4对燃气混合进行分散后，在第一预混区51进行最终的混合，最后混合完毕的燃气混合气均匀地从混气出风口71排出，预热燃烧器9遇到燃气混合气后点火燃烧，同时对换热器与催化燃烧器9进行加热，当催化燃烧器9达到工作温度后，预热燃烧器9停止工作，催化燃烧器9对换热器进行持续加热，从而对换热器中的冷水进行加热，保证燃气热水器有持续地热水流出，完成燃气热水器的加热过程。

需要说明的是，预混装置不仅可以用于燃气热水器中，对燃气与空气进行混合，还可以用于其他燃烧换热设备中，例如用氮汽车中，预混装置可以对氮气与空气进行混合。

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)

1.一种用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，包括：

腔体，所述腔体具有空气进口、燃气进口和混气出风口，所述腔体内设有空气进气管、混气板与分配板，所述分配板位于所述空气进气管与所述混气板的靠近所述混气出风口的一侧，且所述分配板上设有多个混气分配孔，所述空气进气管的入口端构成所述空气进口，所述燃气进口与所述空气进口位于所述混气板的同一侧，所述混气板上设有预混管，所述空气进气管至少部分地套设在所述预混管内，所述空气进气管与预混管之间具有间隙，以形成燃气进气通道，所述燃气进气通道连通所述燃气进口与所述预混管的出口端。

2.根据权利要求1所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述混气板与所述分配板之间形成第一预混区，所述分配板与所述混气出风口之间形成第二预混区，所述混气分配孔连通所述第一预混区与所述第二预混区。

3.根据权利要求2所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述混气分配孔与所述预混管的出风口错开。

4.根据权利要求1所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述预混管内设置有旋流叶片，所述空气进气管的出口端与所述旋流叶片之间形成第三预混区。

5.根据权利要求4所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述空气进气管为多个，所述旋流叶片、所述预混管与所述空气进气管一一对应。

6.根据权利要求1所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述预混装置包括：混气固定座与进气底座，所述混气固定座位于所述进气底座的上方，所述混气固定座与所述进气底座围成所述腔体，所述空气进气管位于所述进气底座上，所述燃气进口形成在所述进气底座上，所述空气进气管与所述燃气进口错开，所述混气出风口位于所述混气固定座的顶部。

7.根据权利要求6所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述混气板位于所述混气固定座中，且所述混气板位于所述进气底座的上方。

8.根据权利要求6所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，相邻两个所述预混管的混气板连接壁与相邻两个所述空气进气管的底座连接壁上下对齐，以在所述混气板连接壁与所述底座连接壁之间形成中空部，所述燃气进口与所述中空部通过所述燃气进气通道相连通。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于燃烧换热设备的预混装置，其特征在于，所述空气进气管为文丘里管。

10.一种燃烧换热设备，其特征在于，包括：

权利要求1-9中任一项所述的预混装置；

燃烧器，所述燃烧器位于所述预混装置的混气出风口处；

风机，所述风机的进风口与所述预混装置的混气出风口相连；

换热器，所述换热器位于所述燃烧器的上方，且所述换热器连接有进水管与出水管。

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