CN114087607B - 预混装置及燃气热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种预混装置和燃气热水器,其中,预混装置包括外壳及扰流组件;外壳具有进气口、出气口及连通进气口及出气口的预混室;扰流组件设于预混室内,扰流组件包括筒体、第一扰流叶片及第二扰流叶片,筒体的两端与预混室连通,第一扰流叶片设于筒体内,第二扰流叶片设于筒体与外壳之间,第一扰流叶片的安装方向与第二扰流叶片的安装方向相反,以使得经过第一扰流叶片的气流的旋向与经过第二扰流叶片的气流的旋向相反。本发明预混装置能够使得燃气和空气的混合更加均匀,且该预混装置结构简单,风阻小。

Description

预混装置及燃气热水器
技术领域
本发明涉及燃气热水器技术领域,特别涉及一种预混装置和燃气热水器。
背景技术
目前,为使得燃气热水器的燃烧效果更好,则在燃烧器上进行燃烧的空气与燃气一般需要先经过预混装置混合,再流动到燃烧器。现有燃气热水器上的预混装置通常为一大的混合腔,使得燃气与空气分别从一个进口流入混合腔,由于气体的流动空间突然增大,则空气与燃气均向四周扩散而混合在一起,混合后的气体从出口流出。该类预混装置中,由于空气与燃气是完全依靠从小空间到大空间的这种扩散来混合,并不能够保证空气与燃气的混合均匀,特别是当空气与燃气的流速较大时,会存在部分空气和燃气未经混合就直接冲出混合腔的现象的发生,因而其混气效果较差。
上述内容仅用于辅助理解发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种预混装置,旨在解决预混装置混气效果差的技术问题。
为实现上述目的,本发明提出的预混装置包括外壳及扰流组件;
所述外壳具有进气口、出气口及连通所述进气口及所述出气口的预混室;
扰流组件设于所述预混室内,所述扰流组件包括筒体、第一扰流叶片及第二扰流叶片,所述筒体的两端与所述预混室连通,所述第一扰流叶片设于所述筒体内,所述第二扰流叶片设于所述筒体与所述外壳之间,所述第一扰流叶片的安装方向与所述第二扰流叶片的安装方向相反,以使得经过所述第一扰流叶片的气流的旋向与经过所述第二扰流叶片的气流的旋向相反。
在一实施例中,所述第一扰流叶片包括多个第一叶片,多个所述第一叶片绕所述筒体的内周间隔设置;所述第二扰流叶片包括多个第二叶片,多个所述第二叶片绕所述筒体的外周间隔设置。
在一实施例中,所述第一扰流叶片的数量为多组,多组所述第一扰流叶片沿所述筒体的进风方向间隔设置;和/或,
所述第二扰流叶片的数量为多组,多组所述第二扰流叶片沿所述进气口的进风方向间隔设置。
在一实施例中,所述外壳的侧壁面设有与所述预混室连通的燃气出口,且所述燃气出口位于所述第二扰流叶片与所述进气口之间,所述进气口为空气入口。
在一实施例中,所述燃气出口为多个,多个所述燃气出口围绕所述外壳的周向间隔设置。
在一实施例中,所述筒体的侧壁面设有贯通的导通孔,所述导通孔位于所述第一扰流叶片的进风侧。
在一实施例中,所述外壳包括第一筒及套设于所述第一筒外围的第二筒,所述第一筒的内部限定出所述预混室,所述第一筒与所述第二筒之间限定出燃气流通室,所述燃气出口设于所述第一筒的侧壁面,且与所述燃气流通室连通,所述第二筒的侧壁面设有与所述燃气流通室连通的燃气进气管,所述燃气进气管用以连接燃气气源。
在一实施例中,所述外壳呈两端开口的筒状设置,且所述外壳的两开口分别形成所述进气口及所述出气口,所述外壳的筒内侧限定出所述预混室,所述筒体设于所述预混室的中部,所述筒体的两端呈开口设置,且分别对应所述进气口及所述出气口。
在一实施例中,所述筒体的延伸长度小于所述外壳的延伸长度,以使得所述筒体远离所述进气口的端部与所述外壳远离所述进气口的端部之间形成预混空间。
在一实施例中,所述外壳的延伸长度与所述筒体的延伸长度的比值大于或等于1.2,且小于或等于2。
在一实施例中,所述预混室的内径与所述筒体的内径的比值大于或等于1.5,且小于或等于3。
在一实施例中,所述第二扰流叶片的内端固定于所述筒体的外壁面,所述第一扰流叶片的外端固定于所述筒体的内壁面。
在一实施例中,所述第二扰流叶片的外端固定于所述外壳的内壁面;或,所述扰流组件可转动地设于所述预混室内。
本发明还提出一种燃气热水器,包括预混装置,其中,预混装置包括外壳及扰流组件;
所述外壳具有进气口、出气口及连通所述进气口及所述出气口的预混室;
扰流组件设于所述预混室内,所述扰流组件包括筒体、第一扰流叶片及第二扰流叶片,所述筒体的两端开口设置,所述第一扰流叶片设于所述筒体内,所述第二扰流叶片设于所述筒体与所述外壳之间,所述第一扰流叶片的安装方向与所述第二扰流叶片的安装方向相反,以使得经过所述第一扰流叶片的气流的旋向与经过所述第二扰流叶片的气流的旋向相反。
在一实施例中,所述燃气热水器还包括燃烧器,所述燃烧器包括壳体及预热燃烧器;
所述壳体形成有依次连通的混合气体分配室、空气预热室及燃烧室,所述空气预热室具有向其内流入空气的空气出口,所述混合气体分配室的气体进口与所述预混装置的出气口连通,所述燃烧室具有烟气出口及燃气流出口,所述燃气流出口用于向所述燃烧室内喷射燃气,以使得所述燃烧室内进行高温空气燃烧反应;
预热燃烧器安装于所述空气预热室,所述预热燃烧器用于将所述混合气体分配室排放至所述空气预热室内的混合气体点燃,并将所述空气预热室内的温度加热至预设温度。
本发明预混装置通过在预混室内设置扰流组件,扰流组件包括筒体、第一扰流叶片和第二扰流叶片,筒体的两端与预混室连通,第一扰流叶片安装在筒体内,第二扰流叶片安装在筒体和外壳之间,第一扰流叶片的安装方向与第二扰流叶片的安装方向相反。则使得经过第一扰流叶片的气流的旋向与经过第二扰流叶片的气流的旋向相反,燃气和空气在经过第一扰流叶片和第二扰流叶片的时候能够被充分搅拌混合。随后两股旋流对冲,则利用气流的对冲使得预混室内的燃气和空气再一次持久充分的搅拌,从而使得燃气和空气混合更加均匀,且该预混装置结构简单,风阻小。
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为本发明预混装置一实施例的结构示意图;
图2为图1中预混装置的俯视结构示意图;
图3为图1中预混装置一角度的剖视结构示意图;
图4为图1中预混装置另一角度的剖视结构示意图;
图5为本发明预混装置另一实施例的结构示意图;
图6为本发明燃烧器一实施例的结构示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称 标号 名称
10 预混装置 170 燃气流通室 310 空气分配室
100 外壳 180 燃气进气管 320 燃气分配室
110 进气口 200 扰流组件 330 混合气体分配室
120 出气口 210 筒体 340 空气预热室
130 预混室 211 导通孔 341 空气出口
131 预混空间 220 第一扰流叶片 350 燃烧室
140 燃气出口 230 第二扰流叶片 351 烟气出口
150 第一筒 20 燃烧器 352 燃气流出口
160 第二筒 300 壳体 400 预热燃烧器
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
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,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。
本发明提出一种预混装置。
在本发明实施例中,如图1至图5所示,该预混装置10包括外壳100及扰流组件200;外壳100具有进气口110、出气口120及连通进气口110及出气口120的预混室130;扰流组件200设于预混室130内。扰流组件200包括筒体210、第一扰流叶片220及第二扰流叶片230,筒体210的两端与预混室130连通,第一扰流叶片220设于筒体210内,第二扰流叶片230设于筒体210与外壳100之间,第一扰流叶片220的安装方向与第二扰流叶片230的安装方向相反,以使得经过第一扰流叶片220的气流的旋向与经过第二扰流叶片230的气流的旋向相反。
在本实施例中,外壳100的横截面形状可以为圆形、椭圆形、矩形、异形等,在此不做具体限定。为了便于预混装置10的安装,可在外壳100上设置安装法兰。预混室130可以设置为各种形状,其横截面形状可以为圆形、椭圆形、矩形等。进气口110及出气口120的数量可以为一个,也可以为多个。进气口110及出气口120的形状可以为圆形、椭圆形、矩形等。当进气口110为一个时,则进气口110可以向预混室130内同时输送燃气和空气。当然,还可以通过使得进气口110单独输入空气或燃气,在外壳100上另外设置一个燃气或空气入口,以使得预混室130内能够同时输入空气和燃气。当进气口110为两个或两个以上时,则可将燃气和空气分别通过不同的进气口110输入至预混室130内。空气可通过风机鼓入,燃气可通过燃气气源的燃气气阀控制输入。筒体210的横截面形状可以为圆形或椭圆形。使得筒体210的两端与预混室130连通,则从进气口110进入预混室130内的气流,可以从筒体210内部穿过,并从出气口120吹出。可使得筒体210的两端开口设置,也可以在筒体210的两端的侧壁面开设通孔,以实现筒体210的两端与预混室130连通。可以理解的是,筒体210设置在预混室130内,则筒体210将预混室130分隔为其内部的通道和其外部的通道,将筒体210内的通道定义为第一气流通道,将筒体210的外壁面与外壳100的内壁面之间的通道定义为第二气流通道。第一扰流叶片220设置在筒体210内,则第一扰流叶片220的外端可以连接在筒体210上,第二扰流叶片230设置在筒体210与外壳100之间,则第二扰流叶片230可以固定在筒体210和/或外壳100上。
第一扰流叶片220及第二扰流叶片230的具体形状可以为平直的片状结构,也可以为弯曲的片状结构。第一扰流叶片220可相对第一气流通道的进气方向倾斜设置,也可以相对第一气流通道的进气方向平行或垂直设置。当第一扰流叶片220相对第一气流通道的进气方向平行或垂直设置时,第一扰流叶片220呈卷曲状,从而更好的旋转气流,具体可使得第一扰流叶片220的一端平行或垂直第一气流通道,另一端呈弯折设置。第二扰流叶片230可相对第二气流通道的进气方向倾斜设置,也可以相对第二气流通道的进气方向平行或垂直设置。当第二扰流叶片230相对第二气流通道的进气方向平行或垂直设置时,第二扰流叶片230呈卷曲状,从而更好的旋转气流,具体可使得第二扰流叶片230的一端平行或垂直第一气流通道,另一端呈弯折设置。
第一扰流叶片220可以包括一个或多个第一叶片,第二扰流叶片230可以包括一个或多个第二叶片。具体而言,如图1至图3所示,第一扰流叶片220包括多个第一叶片,多个第一叶片绕筒体210的内周间隔设置;第二扰流叶片230包括多个第二叶片,多个第二叶片绕筒体210的外周间隔设置。如此,使得经由第一气流通道吹出的气流均能够被第一扰流叶片220扰流,经由第二气流通道吹出的气流均能够被第二扰流叶片230扰流,则使得整个预混室130内的气流的扰流更加充分,从而形成的两股旋流更加稳定,转速更快,进而当两股旋流对冲混合时,能够充分持久地搅拌燃气和空气,使得燃气和空气的混合更加充分和均匀。为了使得第一扰流叶片220及第二扰流叶片230的扰流效果更佳,应使得第一叶片尽可能地铺满第一气流通道,第二叶片尽可能地铺满第二气流通道。
第一扰流叶片220可对第一气流通道内的气体进行扰流,从而当气流经过第一气流通道时,在第一扰流叶片220的作用下形成旋转气流。第二扰流叶片230可对第二气流通道内的气体进行扰流,从而当气流经过第二气流通道时,在第二扰流叶片230的作用下形成旋转气流。第一扰流叶片220的安装方向与第二扰流叶片230的安装方向相反,指的是,在筒体210的周向方向上,第一扰流叶片220和第二扰流叶片230的其中一者的叶片沿顺时针方向安装,另一者沿逆时针方向安装。当气流经过第一扰流叶片220时,如此,使得经由第一气流通道吹出的气流和经由第二气流通道吹出的气流旋向相反。由于旋转气流的速度快,且从经第一扰流叶片220和第二扰流叶片230吹出的旋转气流旋向相反,则两者气流对冲,从而能够更加充分且持久的混合空气和燃气,进而达到将燃气和空气混合均匀的目的。
本发明预混装置10通过在预混室130内设置扰流组件200,扰流组件200包括筒体210、第一扰流叶片220和第二扰流叶片230,筒体210的两端与预混室130连通,第一扰流叶片220安装在筒体210内,第二扰流叶片230安装在筒体210和外壳100之间,第一扰流叶片220的安装方向与第二扰流叶片230的安装方向相反。则使得经过第一扰流叶片220的气流的旋向与经过第二扰流叶片230的气流的旋向相反,燃气和空气在经过第一扰流叶片220和第二扰流叶片230的时候能够被充分搅拌混合。随后两股旋流对冲,则利用气流的对冲使得预混室130内的燃气和空气再一次持久充分的搅拌,从而使得燃气和空气混合更加均匀,且该预混装置10结构简单,风阻小。
在一实施例中,第一扰流叶片220的数量为多组,多组第一扰流叶片220沿筒体210的进风方向间隔设置;和/或,第二扰流叶片230的数量为多组,多组第二扰流叶片230沿进气口110的进风方向间隔设置。具体地,第一扰流叶片220的数量可以为两组、三组等。第二扰流叶片230的数量可以为两组、三组等。
在本实施例中,通过使得第一扰流叶片220的数量为多组,多组第一扰流叶片220沿筒体210的进风方向间隔设置,则使得气流从筒体210内的第一气流通道经过时,经过多次同向的扰流,从而使得形成的扰流气流更加稳定,旋转速度更快,同时,燃气和空气在经过多组第一扰流叶片220的同时也能够被充分的搅拌均匀。通过使得第二扰流叶片230的数量为多组,多组第二扰流叶片230沿进气口110的进风方向间隔设置,则使得气流从筒体210外的第二气流通道经过时,经过多次同向的扰流,从而使得形成的扰流气流更加稳定,旋转速度更快,同时,燃气和空气在经过多组第二扰流叶片230的同时也能够被充分的搅拌均匀。经过多组第一扰流叶片220的旋流与经过多组第二扰流叶片230的旋流旋向相反,两股旋流经过充分、持久的混合后,使得燃气和空气能够达到最佳的混合状态。
在一实施例中,请参照图3至图5,外壳100的侧壁面设有与预混室130连通的燃气出口140,且燃气出口140位于第二扰流叶片230与进气口110之间,进气口110为空气入口。
在本实施例中,通过使得外壳100的侧壁面设置有燃气出口140,使得进气口110设置为空气入口,将进入预混室130的空气和燃气进口分隔开,则更加便于燃气和空气的输送。实际应用中,预混装置10还包括风机,风机对应进气口110设置,以将空气从进气口110吹入预混室130内。燃气出口140与燃气气源连通,通过控制燃气气阀来控制燃气出口140的燃气输出。将燃气出口140设置在第二扰流叶片230与进气口110之间,使得进气口110和燃气出口140均位于第二扰流叶片230的上游,从而使得进入预混室130的燃气和空气均能够被第二扰流叶片230扰流后从出气口120吹出。同时,由于风机将空气从进气口110吹入预混室130内,则使得进气口110的流速快,从而当燃气从燃气出口140输入至预混室130内后,能够被进气口110进入的空气快速混合,且由空气带动燃气一齐流向第二扰流叶片230进行扰流混合。
在上述实施例的基础上,如图3所示,进一步地,燃气出口140为多个,多个燃气出口140围绕外壳100的周向间隔设置。将燃气出口140设置为多个,且围绕外壳100的周向设置,则使得预混室130的周向均能够进入燃气,一方面保证预混室130内的燃气输入量,另一方面使得燃气在预混室130内从各个方向均能够与空气进行混合,进而提升燃气和空气的混合效果。
在结合上述具有燃气出口140的实施例,进一步地,请参照图5,筒体210的侧壁面设有贯通的导通孔211,导通孔211位于第一扰流叶片220的进风侧。可以理解的是,导通孔211贯通筒体210的侧壁面,也即导通孔211连通第一气流通道和第二气流通道。通过设置导通孔211,且使得导通孔211位于第一扰流叶片220的进风侧,则使得第二气流通道内中位于第二扰流叶片230进风侧的燃气和空气的混合气体能够通过导通孔211进入到第一气流通道内,如此,使得燃气和空气也能够在第一气流通道内进行扰流混合,增大气体流通路径,从而扰流组件200实现对预混室130内的燃气和空气进行多方位、多旋向的扰流,能够充分混合燃气和空气,以使得两者达到最佳的混合效果。
在一实施例中,如图3至图5所示,外壳100包括第一筒150及套设于第一筒150外围的第二筒160,第一筒150的内部限定出预混室130,第一筒150与第二筒160之间限定出燃气流通室170,燃气出口140设于第一筒150的侧壁面,且与燃气流通室170连通,第二筒160的侧壁面设有与燃气流通室170连通的燃气进气管180,燃气进气管180用以连接燃气气源。
在本实施例中,第一筒150与第二筒160呈间隔设置,第一筒150的内部限定出预混室130,第一筒150的外壁面与第二筒160的内壁面之间限定出燃气流通室170,如此,充分利用第一筒150内部及外围的空间,使得整个预混装置10的结构更加简单和紧凑。同时,由于燃气出口140设置在第一筒150的侧壁面,使得燃气流通室170环绕预混室130的外周设置,则燃气流通室170能够直接供应燃气至燃气出口140,满足燃气输出量,且使得多个燃气出口140的燃气分配均匀,同时缩短气流流通路径,使得燃气的流出更加顺畅。燃气进气管180用以连接燃气气源,以将燃气接入至燃气流通室170,燃气气阀可以设置在燃气进气管180上,也可以设置在燃气气源上,只需能够控制燃气是否输入至燃气流通室170内即可。
在一实施例中,请参照图1至图5,外壳100呈两端开口的筒状设置,且外壳100的两开口分别形成进气口110及出气口120,外壳100的筒内侧限定出预混室130,筒体210设于预混室130的中部,筒体210的两端呈开口设置,且分别对应进气口110及出气口120。
在本实施例中,外壳100的延伸方向与筒体210的延伸方向一致。使得外壳100呈筒状设置,且两端的开口形成进气口110及出气口120,筒体210的两开口对应外壳100的两开口设置,则使得进气口110和出气口120足够大,筒体210的进口和出口也足够大。且外壳100的进气口110及出气口120包围筒体210的两开口设置,如此,使得预混室130内单次的气流流通量大,也即第一气流通道和第二气流通道的单次气流流通量大,则在能够将燃气和空气充分混合的前提下,使得预混装置10的预混速率快,预混效率高。另外,使得外壳100的两端开口形成进气口110和出气口120,筒体210的两端开口设置,制造工艺更加简单,从而可以节约加工成本。
在一实施例中,如图4及图5所示,筒体210的延伸长度小于外壳100的延伸长度,以使得筒体210远离进气口110的端部与外壳100远离进气口110的端部之间形成预混空间131。可以理解的是,筒体210靠近进气口110的一端可以与外壳100的开设进气口110的端面平齐,也可以凸出或内凹于外壳100的端面。从而,当筒体210的延伸长度小于外壳100的延伸长度时,使得筒体210远离进气口110的端部与外壳100远离进气口110的端部之间形成预混空间131。如此,当混合气流经第一气流通道内的第一扰流叶片220扰流后进入到预混空间131内,以及经第二气流通道内的第二扰流叶片230扰流后进入预混空间131内,两股旋向不同的气流在预混空间131内进行充分且持久的对冲及混流,从而使得燃气和空气的混合更加充分和均匀,混合效果达到最佳。
在上述实施例的基础上,进一步地,外壳100的延伸长度与筒体210的延伸长度的比值大于或等于1.2,且小于或等于2。具体地,外壳100的延伸长度与筒体210的延伸长度的比值可以为1.2、1.3、1.35、1.4、1.5、1.65、1.8、2.0等。
当外壳100的延伸长度与筒体210的延伸长度的比值小于1.2时,使得筒体210的延伸长度过长,从而外壳100内不能够形成足够的预混空间131,进而使得燃气和空气的混合效果不佳。当外壳100的延伸长度与筒体210的延伸长度的比值大于2时,使得筒体210的长度过短,且预混空间131过大,从而使得经筒体210内的第一扰流叶片220扰流后的气流不能够形成稳定有效的旋流,则燃气和空气的流速大时,使得两股旋流在预混空间131内未进行充分混合后便从出气口120冲出,造成燃气和空气的混合效果不佳。通过使得外壳100的延伸长度与筒体210的延伸长度的比值大于或等于1.2,且小于或等于2,一方面使得经筒体210内的第一扰流叶片220扰流后的气流能够形成稳定有效的旋流,且与第二扰流叶片230扰流后的旋流能够在预混空间131内进行充分持久地混合,从而使得燃气和空气的混合效果达到最佳。
在一实施例中,请参照图2至图5,预混室130的内径与筒体210的内径的比值大于或等于1.5,且小于或等于3。具体地,预混室130的内径与筒体210的内径的比值可以为1.5、1.7、1.9、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0等。
当预混室130的内径与筒体210的内径的比值小于1.5时,使得筒体210的内径过大,从而筒体210的外壁面与外壳100的内壁面之间的第二气流通道的过风面积过小,使得经第二气流通道流出的气体流量少,则不能够形成有效稳定的旋流,进而使得燃气和空气的混合效果不佳。当预混室130的内径与筒体210的内径的比值大于3时,一方面使得预混装置10整体的体积大,占用空间大,另一方面使得筒体210的内径过小,则筒体210内的第一气流通道的过风面积过小,使得经第一气流通道流出的气体流量少,则不能够形成有效稳定的旋流,进而使得燃气和空气的混合效果不佳。通过使得预混室130的内径与筒体210的内径的比值大于或等于1.5,且小于或等于3,使得第一气流通道和第二气流通道的过风面积较为适宜,从而仅第一扰流叶片220扰流后的旋流与经第二扰流叶片230扰流后的旋流更加稳定,且流速更快,进而两股旋流在预混空间131内能够持久均匀的混合,以使得燃气和空气达到最佳的混合效果。
在一实施例中,如图3至图5所示,第二扰流叶片230的内端固定于筒体210的外壁面,第一扰流叶片220的外端固定于筒体210的内壁面。第二扰流叶片230与筒体210可以一体设置,也可以通过焊接、粘接等方式连接在筒体210上,第一扰流叶片220与筒体210可以一体设置,也可以通过该焊接、粘接等方式连接在筒体210上。将第一扰流叶片220及第二扰流叶片230均连接在筒体210上,使得扰流组件200集成模块化,便于扰流组件200整体的拆装。为了使得扰流组件200整体更加稳固,可使得第一扰流叶片220、第二扰流叶片230、筒体210一体成型设置。当然,为了提高第一扰流叶片220的连接稳固性,可使得扰流组件200还包括设于筒体210内的轮毂,第一扰流叶片220的内端固定于轮毂上。
在上述实施例的基础上,进一步地,第二扰流叶片230的外端固定于外壳100的内壁面。第二扰流叶片230的外端可以通过焊接、粘接等方式固定在外壳100的内壁面上,第二扰流叶片230也可以与外壳100一体成型设置。通过使得第二扰流叶片230的外端固定在外壳100的内壁面上,则使得整个扰流组件200固定在外壳100上,从而使得扰流组件200的安装更加稳固。且仅通过第二扰流叶片230即能够将扰流组件200安装在外壳100上,不用另外设置安装支架等安装结构,从而简化安装结构,减小预混室130内的风阻,从而使得预混室130内的预混效果更佳。
在另一实施例中,扰流组件200可转动地设于预混室130内。可通过设置驱动装置驱动整个扰流组件200转动。也可以通过设置转轴和轴承,使得扰流组件200能够被气流带动转动。通过使得扰流组件200可转动地设在预混室130内,则能够进一步的搅动预混室130内的气流,使得气流的混合效率高、混合速率快、混合效果佳。
本发明还提出一种燃气热水器,该燃气热水器包括预混装置10,该预混装置10的具体结构参照上述实施例,由于本燃气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。
在一实施例中,请参照图6,燃气热水器还包括燃烧器20,燃烧器20包括壳体300及预热燃烧器400。壳体300形成有依次连通的混合气体分配室330、空气预热室340及燃烧室350。空气预热室340具有向其内流入空气的空气出口341,混合气体分配室330的气体进口与预混装置10的出气口120连通,燃烧室350具有烟气出口351及燃气流出口352,燃气流出口352用于向燃烧室350内喷射燃气,以使得所述燃烧室350内进行高温空气燃烧反应。预热燃烧器400安装于空气预热室340,预热燃烧器400用于将混合气体分配室330排放至空气预热室340内的混合气体点燃,并将所述空气预热室340内的温度加热至预设温度。
在本实施例中,壳体300的横截面形状可以为矩形、圆形、椭圆形、异形等,可根据实际需求进行选择和设计,在此不做具体限定。混合气体分配室330、空气预热室340及燃烧室350可以呈直线排布的方式贯通(则过风通道为直线),也可以呈转折线排布的方式贯通(则过风通道为折线),还可以为层层包围的方式贯通(则气流由内向外吹出或由外向内吹出),当然,也可以使得混合气体分配室330、空气预热室340及燃烧室350为直线与包围结合的方式排布,只需使得混合气体分配室330、空气预热室340及燃烧室350依次连通即可,在此不做具体限定。混合气体分配室330、空气预热室340、燃烧室350的横截面形状可以为圆形、椭圆形、环形、矩形等形状,可根据壳体300的实际形状及三者的排布方式进行选择和设计。
使得混合气体分配室330的气体进口与预混装置10的出气口120连通,则使得混合气体分配室330进入的气体为充分混合后的燃气和空气的混合气体,从而使得混合气体在预热燃烧器400中的燃烧更加均匀。外部的空气先进入到壳体300的空气分配室310,然后从空气出口341进入到空气预热室340,可通过风机等装置将气流鼓入空气分配室310,进而通过空气出口341相对均匀的进入空气预热室340。需要说明的是,空气出口341设置在预热燃烧器400的出气端。也即,当混合气体分配室330的混合气体经预热燃烧器400燃烧后,高温烟气进入到空气预热室340内,同时从空气出口341进入空气到空气预热室340,使得冷空气与空气预热室340内的高温烟气进行混合,进而加热冷空气。加热后的空气及高温烟气进入到燃烧室350内,对燃烧室350进行加热。为了让空气与空气预热室340内燃烧时产生的高温烟气充分且均匀的混合,使得空气出口341为多个,且多个空气出口341呈间隔设置的围绕空气预热室340的周壁面设置。则多个空气出口341能够将空气梳理成多股均匀的气流,则使得空气与空气预热室340内燃烧的高温烟气混合时,更加充分和均匀。为了进一步搅拌空气预热室340的冷空气与高温烟气,可在空气预热室340内设置搅拌装置,用于充分搅拌和混合冷空气与高温烟气,使得空气快速且均匀地加热至预设温度。
可通过外部的燃气气阀控制燃气分配室320内的燃气。可以理解的是,由于燃气气阀打开时具有一定的气压,使得燃气分配室320的燃气能够从燃气流出口352喷射至燃烧室350内。燃气流出口352具体可为开设在壳体300壁面上的开口,也可以为燃气喷嘴或燃气喷管的气流出口,应使得燃气从燃气喷射装置的燃气流出口352喷出时实现高速射流。则高速喷射出的燃气在燃烧室350内形成卷吸效应,使得燃烧室350内形成喷射燃烧器以及烟气回流区,燃烧室350内的高温烟气在燃烧室350内进行快速且强烈的循环,继而将喷射出的燃气与进入的空气充分稀释,形成较低的氧气浓度,降低燃烧反应速度,并维持燃烧室350内较高的温度,保持温度高于燃料的自燃点,实现自燃。如此,本实施例满足了高温空气燃烧(MILD燃烧)的条件:高温预热空气并配合高速射流实现卷吸高温烟气并稀释点燃空气射流,使氧气浓度低于一定值,且温度高于燃料的自燃点。
预热燃烧器400具体可以为全预混燃烧器,预热燃烧器400可以安装在空气预热室340内,也可以安装在混合气体分配室330与空气预热室340的气体流通口处,预热燃烧器400用于将混合气体分配室330排放至空气预热室340的混合气体点燃。具体地,燃烧器20还包括设于壳体300内邻近预热燃烧器400的点火装置,点火装置用于对预热燃烧器400进行点火。为了使得燃烧均匀,预热燃烧器400包括板状本体及贯穿板状本体厚度方向设置的多个过气孔,多个过气孔用于供混合气体通过,并进入空气预热室340。多个过气孔在板状本体上可以均匀或交错设置,以保证燃烧均匀。点火装置具体可以为电子点火器或电加热丝,使得功耗更小。
燃烧器20在工作之前,先由预混装置10混合一定比例的燃气和空气,且使得燃气和空气充分混合均匀后,从预混装置10的出气口120进入混合气体分配室330的进气口110,然后进入到混合气体分配室330内,且送至预热燃烧器400处。随后由点火装置对预热燃烧器400进行点火后,混合气体燃烧后高温烟气进入到空气预热室340内,同时空气从空气分配室310通过空气出口341进入到空气预热室340,高温烟气与冷空气混合,以对冷空气进行加热。可以理解的是,控制加热的温度,可以将空气预热室340内的空气加热至目标温度,也即所述的预设温度,如此,便实现了对空气的高温预热。具体地,燃烧器20还包括测温装置,测温装置设于空气预热室340内。测温装置用于检测空气预热室340内的气体温度是否达到目标温度,若没有达到,则需要调高空气预热室340内的温度,可以对空气进风量的大小进行控制,或控制混合气体分配室330内燃气和空气比例实现温度调节。通过检测温度,预热燃烧器400能够根据MILD的燃烧所需的空气量自动调节热负荷以达到快速预热空气的效果,同时保证整个燃烧过程低CO和NOX排放。测温装置可以为温度传感器。进行高温预热后的空气及高温烟气输送至燃烧室350后,控制燃气流出口352喷射燃气,燃气与高温气体接触,高温气体点燃燃气,实现在燃烧室350内形成MILD燃烧。燃烧后的热量通过烟气出口351排出,则可以与燃气热水器的换热器进行换热,以实现制得热水。
经过预混装置10充分混合后的燃气和空气的混合气体进入到混合气体分配室330,预热燃烧器400对混合气体进行点火燃烧,实现了高温预热空气,再通过燃气流出口352喷射燃气进行配合产生卷吸效应,使得高温烟气回流,一方面实现保温使得温度高于燃料的自燃点,使得燃烧室内燃气能够自燃,另一方面通过射流卷吸稀释空气,使氧气浓度低于一定值,实现均匀燃烧,如此,便使得燃烧室350内发生高温空气燃烧。也就是说,本实施例的技术方案有利于同时达到了这两个条件,顺利实现高温空气燃烧。并且,这种燃烧器框架的结构,能够将实现高温空气燃烧的组件小型化,使得具有更多的应用空间和价值,又加之噪音低,燃烧充分,排放废气污染小,在应用于燃气热水器以及包括燃气壁挂炉等使用燃气燃烧产生高温热水进行家庭沐浴及采暖等使用的相关产品和设备时,不仅满足了要求,而且还带来了现有热水器中燃烧器所不具备的燃烧充分、低污染物排放的效果。且仅在燃烧室350上开设燃气流出口352便可实现喷射燃气,结构简单、易于实现,且使得整个燃烧器20的结构更加紧凑、体积更小。
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)

1.一种预混装置,其特征在于,包括:
外壳,所述外壳具有进气口、出气口及连通所述进气口及所述出气口的预混室;以及
扰流组件,设于所述预混室内,所述扰流组件包括筒体、第一扰流叶片及第二扰流叶片,所述筒体的两端与所述预混室连通,所述第一扰流叶片设于所述筒体内,所述第二扰流叶片设于所述筒体与所述外壳之间,所述第一扰流叶片的安装方向与所述第二扰流叶片的安装方向相反,以使得经过所述第一扰流叶片的气流的旋向与经过所述第二扰流叶片的气流的旋向相反,以使经过所述第一扰流叶片的气流与经过所述第二扰流叶片的气流在预混室内对冲混合。
2.如权利要求1所述的预混装置,其特征在于,所述第一扰流叶片包括多个第一叶片,多个所述第一叶片绕所述筒体的内周间隔设置;所述第二扰流叶片包括多个第二叶片,多个所述第二叶片绕所述筒体的外周间隔设置。
3.如权利要求2所述的预混装置,其特征在于,
所述第一扰流叶片的数量为多组,多组所述第一扰流叶片沿所述筒体的进风方向间隔设置;和/或,
所述第二扰流叶片的数量为多组,多组所述第二扰流叶片沿所述进气口的进风方向间隔设置。
4.如权利要求1所述的预混装置,其特征在于,所述外壳的侧壁面设有与所述预混室连通的燃气出口,且所述燃气出口位于所述第二扰流叶片与所述进气口之间,所述进气口为空气入口。
5.如权利要求4所述的预混装置,其特征在于,所述燃气出口为多个,多个所述燃气出口围绕所述外壳的周向间隔设置。
6.如权利要求4所述的预混装置,其特征在于,所述筒体的侧壁面设有贯通的导通孔,所述导通孔位于所述第一扰流叶片的进风侧。
7.如权利要求4所述的预混装置,其特征在于,所述外壳包括第一筒及套设于所述第一筒外围的第二筒,所述第一筒的内部限定出所述预混室,所述第一筒与所述第二筒之间限定出燃气流通室,所述燃气出口设于所述第一筒的侧壁面,且与所述燃气流通室连通,所述第二筒的侧壁面设有与所述燃气流通室连通的燃气进气管,所述燃气进气管用以连接燃气气源。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的预混装置,其特征在于,所述外壳呈两端开口的筒状设置,且所述外壳的两开口分别形成所述进气口及所述出气口,所述外壳的筒内侧限定出所述预混室,所述筒体设于所述预混室的中部,所述筒体的两端呈开口设置,且分别对应所述进气口及所述出气口。
9.如权利要求8所述的预混装置,其特征在于,所述筒体的延伸长度小于所述外壳的延伸长度,以使得所述筒体远离所述进气口的端部与所述外壳远离所述进气口的端部之间形成预混空间。
10.如权利要求9所述的预混装置,其特征在于,所述外壳的延伸长度与所述筒体的延伸长度的比值大于或等于1.2,且小于或等于2。
11.如权利要求1至7中任意一项所述的预混装置,其特征在于,所述预混室的内径与所述筒体的内径的比值大于或等于1.5,且小于或等于3。
12.如权利要求1所述的预混装置,其特征在于,所述第二扰流叶片的内端固定于所述筒体的外壁面,所述第一扰流叶片的外端固定于所述筒体的内壁面。
13.如权利要求12所述的预混装置,其特征在于,所述第二扰流叶片的外端固定于所述外壳的内壁面;或,所述扰流组件可转动地设于所述预混室内。
14.一种燃气热水器,其特征在于,包括如权利要求1至13中任意一项所述的预混装置。
15.如权利要求14所述的燃气热水器,其特征在于,所述燃气热水器还包括燃烧器,所述燃烧器包括:
壳体,所述壳体形成有依次连通的混合气体分配室、空气预热室及燃烧室,所述空气预热室具有向其内流入空气的空气出口,所述混合气体分配室的气体进口与所述预混装置的出气口连通,所述燃烧室具有烟气出口及燃气流出口,所述燃气流出口用于向所述燃烧室内喷射燃气,以使得所述燃烧室内进行高温空气燃烧反应;以及
预热燃烧器,安装于所述空气预热室,所述预热燃烧器用于将所述混合气体分配室排放至所述空气预热室内的混合气体点燃,并将所述空气预热室内的温度加热至预设温度。
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