CN114322301B - 一种环保型水冷式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃烧器技术领域，公开了一种环保型水冷式燃烧器，其技术方案要点是包括箱体，箱体从上至下依次设置有进气机构、换热机构和出气机构，箱体内设置有换热腔，换热组件包括圆管部和扁管部，烟气经由圆管部流向扁管部，烟气位于圆管部处时所处的温度较高，通过设置圆管，圆管结构强度较好，可以承受高温烟气并且不变形，并且圆管结构内部的流通面积大，可以降低圆管内流道堵塞的风险，烟气位于扁管处时所处的温度较低，通过设置扁管，增加与烟气的接触面积，实现更好的热交换，并且通过设置壳身部，对侧板处的热量进行热交换，提高了热量的利用率，提高了热传导的效率，并且防止侧板温度过高，对操作人员造成伤害。

Description

一种环保型水冷式燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，更具体的说是涉及一种环保型水冷式燃烧器。

背景技术

燃烧器是一种将物质通过燃烧这一化学反应方式转化热能的一种设备，即将空气与燃料通过预混装置按适当比例混兑以使其充分燃烧；

燃烧器在对燃料进行燃烧后产生热能，一般在燃烧器上设置换热系统，换热系统包括若干组换热管，在换热管内流动液体，将燃烧器燃烧燃料产生的热能，传导至换热管内的液体，使得液体升温，完成热传导；

因换热管在进行热传导的过程中，燃料燃烧产生的烟气位于燃烧器的位置不同，烟气所携带的热量也不同，导致温度较低的烟气无法很好的与换热管进行热传导，降低热传导的效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保型水冷式燃烧器，用于提高燃烧器热传导的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保型水冷式燃烧器，包括箱体，所述箱体从上至下依次设置有进气机构、换热机构和出气机构，所述箱体内设置有换热腔，所述换热机构位于所述换热腔内，所述进气机构包括燃气部和空气部，所述燃气部与所述空气部均与所述换热腔连通，所述燃气部用于往所述换热腔内通入燃气，所述空气部用于往所述换热腔内通入空气，所述箱体上设置有点火机构，所述点火机构用于对空气和燃气的混合气体进行点火，所述出气机构用于排放空气和燃气的混合气体燃烧后的烟气，所述换热机构包括燃烧组件和换热组件，所述燃烧组件位于所述换热组件上方，所述点火机构位于所述燃烧组件与所述换热组件之间，空气和燃气的混合气体燃烧于所述燃烧组件内，所述换热组件用于进行水与烟气之间的换热，所述换热组件包括圆管部、扁管部和壳身部，所述圆管部包括若干根相互平行的圆管，所述扁管部包括若干根相互平行的扁管，所述圆管部位于所述扁管部上方，所述箱体包括两个相对设置的侧板，所述壳身部用于对所述侧板与水之间进行热交换。

作为本发明的进一步改进，所述箱体包括第一连通区域和第二连通区域，所述第一连通区域和所述第二连通区域分别位于所述箱体相对的两侧，所述第一连通区域包括第一分隔板和第二分隔板，所述第一分隔板位于所述第二分隔板上方，所述第一分隔板和所述第二分隔板将所述第一连通区域分隔为第一左腔室、第二左腔室和第三左腔室，所述第一左腔室、第二左腔室和所述第三左腔室从上至下依次设置，所述第二连通区域包括第三分隔板和第四分隔板，所述第三分隔板位于所述第四分隔板上方，所述第三分隔板和所述第四分隔板将所述第二连通区域分隔为第一右腔室、第二右腔室和第三右腔室，所述第一右腔室、第二右腔室和所述第三右腔室从上至下依次设置，所述壳身部包括导通组件和两个导热区域，所述导热区域与所述侧板一一对应，所述导热区域包括上导热腔与下导热腔，所述导通组件包括第一导通部、第二导通部、第三导通部和第四导通部，所述第一导通部用于连通所述第一右腔室与所述上导热腔，所述第二导通部用于连通所述第二左腔室与所述上导热腔，所述第三导通部用于连通所述第二右腔室与所述下导热腔，所述第四导通部用于连通所述第三左腔室与所述下导热腔。

作为本发明的进一步改进，所述第一导通部包括两个第一腰型孔，所述第一腰型孔与所述上导热腔一一对应，所述第二导通部包括两个第二腰型孔，所述第二腰型孔与所述上导热腔一一对应，所述第三导通部包括两个第三腰型孔，所述第三腰型孔与所述下导热腔一一对应，所述第四导通部包括两个第四腰型孔，所述第四腰型孔与所述下导热腔一一对应。

作为本发明的进一步改进，所述第一腰型孔与所述第三腰型孔的长度和宽度均相同，所述第二腰型孔与所述第四腰型孔的长度和宽度均相同。

作为本发明的进一步改进，所述第二腰型孔的长度小于所述第一腰型孔的长度，并且所述第二腰型孔的宽度大于所述第一腰型孔的宽度。

作为本发明的进一步改进，所述第一连通区域下方设置有第一扁管区，所述第一扁管区包括若干个第一挡板，所述第一挡板以使所述第一扁管区分隔成若干个从上至下设置的左循环腔，所述第二连通区域下方设置有第二扁管区，所述第二扁管区包括若干个第二挡板，所述第二挡板以使所述第二扁管区分隔成若干个从上至下设置的右循环腔，所述左循环腔与所述右循环腔通过所述扁管连通以使水从上至下流动，所述第三左腔室与位于上方的所述右循环腔之间通过所述圆管连通。

作为本发明的进一步改进，位于同一高度的相邻两个所述圆管之间存在第一换热间隙，所述第一换热间隙的范围为2～3mm。

作为本发明的进一步改进，上下相邻的两根所述圆管之间的垂直距离范围为20～40mm。

作为本发明的进一步改进，位于同一高度的相邻两个所述扁管之间存在第二换热间隙，所述第二换热间隙的范围为1.6～2mm。

作为本发明的进一步改进，上下相邻的若干根所述圆管之间间隔设置，上下相邻的若干根所述扁管之间间隔设置。

本发明的有益效果：本发明中通过燃气部和空气部分别往换热腔输送燃气和空气，通过换热组件对烟气和水进行热交换，实现对热量的利用，换热组件包括圆管部和扁管部，烟气经由圆管部流向扁管部，烟气位于圆管部处时所处的温度较高，通过设置圆管，圆管结构强度较好，可以承受高温烟气并且不变形，并且圆管结构内部的流通面积大，可以降低圆管内流道堵塞的风险，烟气位于扁管处时所处的温度较低，通过设置扁管，增加与烟气的接触面积，实现更好的热交换，并且通过设置壳身部，对侧板处的热量进行热交换，提高了热量的利用率，提高了热传导的效率，并且防止侧板温度过高，对操作人员造成伤害。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的右视内部结构示意图；

图3是本发明的左视内部结构示意图；

图4是本发明的内部结构示意图。

附图标记：1、箱体；11、换热腔；12、点火机构；13、第一连通区域；131、第一分隔板；132、第二分隔板；14、第二连通区域；141、第三分隔板；142、第四分隔板；15、第一扁管区；151、第一挡板；152、左循环腔；16、第二扁管区；161、第二挡板；162、右循环腔；17、侧板；2、进气机构；21、燃气部；22、空气部；3、换热机构；31、燃烧组件；32、换热组件；33、圆管部；331、圆管；34、扁管部；341、扁管；4、出气机构；5、壳身部；51；导通组件；511、第一导通部；512、第二导通部；513、第三导通部；514、第四导通部；52、导热区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至图4所示，本实施例的一种环保型水冷式燃烧器，包括箱体1，箱体1上设置有进水管和出水管，水通过进水管进入圆管331部33，扁管341部34内的水通过出水管流出，箱体1从上至下依次设置有进气机构2、换热机构3和出气机构4，箱体1内设置有换热腔11，换热机构3位于换热腔11内，进气机构2包括燃气部21和空气部22，空气部22可以设置为鼓风机，将鼓风机设置在箱体1顶部，通过鼓风机往换热腔11内输送空气，燃气部21包括阀门和燃气管，燃气管通过阀门与鼓风机连通，燃气部21与空气部22均与换热腔11连通，燃气部21用于往换热腔11内通入燃气，空气部22用于往换热腔11内通入空气，箱体1上设置有点火机构12，点火机构12包括点火电极，通过点火电极进行点火，点火机构12用于对空气和燃气的混合气体进行点火，出气机构4用于排放空气和燃气的混合气体燃烧后的烟气，换热机构3包括燃烧组件31和换热组件32，燃烧组件31位于换热组件32上方，燃烧组件31包括若干组异形翅片管组，每组异形翅片管组包括若干个异形翅片管，在换热腔11内平行设置若干个导流板，相邻两个导流板之间贴合，每个导流板上设置一组异形翅片管，空气与燃气的混合气体在异形翅片管顶部燃烧，异形翅片管与换热腔11顶壁之间留有空间，以供燃烧，火焰的热量通过热辐射的方式传递给异形翅片管，异形翅片管将热量传导至异形翅片管中的水流，实现换热，异形翅片管也可以作为热交换的管道，点火机构12位于燃烧组件31与换热组件32之间，空气和燃气的混合气体燃烧于燃烧组件31内，换热组件32用于进行水与烟气之间的换热，换热组件32包括圆管331部33、扁管341部34和壳身部5，圆管331部33包括若干根相互平行的圆管331，当进行烟气和水的热交换时，圆管331处的温度较高，圆管331的设置，圆管331结构强度较好，可以承受高温烟气并且不变形，并且圆管331结构内部的流通面积大，可以降低圆管331内流道堵塞的风险，如果流道堵塞，会使得相同单位时间内，流道内的水流量减小，无法很好的与水进行热交换，会存在烧穿风险，位于同一高度的相邻两个圆管331之间存在第一换热间隙，第一换热间隙的范围为2～3mm，该第一换热间隙可以保证高效换热，在不浪费换热面积的同时，大大降低啸叫概率。上下相邻的两根圆管331之间的垂直距离范围为20～40mm，确保高效换热，防止因垂直距离过小导致圆管331烧穿的现象发生，扁管341部34包括若干根相互平行的扁管341，扁管341相对于圆管331，增加了与烟气的接触面积，当烟气经过圆管331进入扁管341处时，烟气的温度已经较低，其蕴含的热量较小，因此需要比较密集的换热面积才能更好的吸收热量，位于同一高度的相邻两个扁管341之间存在第二换热间隙，第二换热间隙的范围为1.6～2mm，扁管341之间的第二换热间隙过大，会浪费扁管341的换热面积，并且第二换热间隙过小，会提高啸叫概率，圆管331部33位于扁管341部34上方，箱体1包括两个相对设置的侧板17，壳身部5用于对侧板17与水之间进行热交换，火焰在传递热量的过程中，会有部分热量传递到侧板17上，使得侧板17的温度升高，侧板17上的热量无法进行热交换，造成了热量的浪费，使得热传导的总体效率减小，壳身部5利用侧板17上的热量，对侧板17上的热量进行热传导，提高热量的利用率，也提高热传导效率。

参照图2和图3所示，箱体1包括第一连通区域13和第二连通区域14，第一连通区域13和第二连通区域14分别位于箱体1相对的两侧，圆管331部33包括五组圆管331组，分别为第一换热组、第二换热组、第三换热组、第四换热组和第五换热组，水依次经过第一左腔室、第一换热组、第一右腔室、第二换热组、第二左腔室、第三换热组、第二右腔室、第四换热组、第三左腔室、第五换热组和第三右腔室，完成热传导，第一连通区域13包括第一分隔板131和第二分隔板132，第一分隔板131位于第二分隔板132上方，第一分隔板131和第二分隔板132将第一连通区域13分隔为第一左腔室、第二左腔室和第三左腔室，第一左腔室、第二左腔室和第三左腔室从上至下依次设置，第二连通区域14包括第三分隔板141和第四分隔板142，第三分隔板141位于第四分隔板142上方，第三分隔板141和第四分隔板142将第二连通区域14分隔为第一右腔室、第二右腔室和第三右腔室，第一右腔室、第二右腔室和第三右腔室从上至下依次设置，壳身部5包括导通组件51和两个导热区域52，在侧板17处固定连接若干个罩体，罩体的材料与侧板17的材料相同，通过罩体与侧板17，形成两个导热区域52，两个导热区域52位于第一连通区域13与第二连通区域14之间，导热区域52与侧板17一一对应，导热区域52包括上导热腔与下导热腔，导通组件51包括第一导通部511、第二导通部512、第三导通部513和第四导通部514，第一导通部511用于连通第一右腔室与上导热腔，在水从第一右腔室流向第二左腔室过程中，水通过第一导通部511进入上导热腔，第二导通部512用于连通第二左腔室与上导热腔，所水通过第二导通部512从上导热腔进入第二左腔室，述第三导通部513用于连通第二右腔室与下导热腔，在水从第二右腔室流向第三左腔室的过程中，水通过第三导通部513进入下导热腔，第四导通部514用于连通第三左腔室与下导热腔，水通过第四导通部514从下导热腔进入第三左腔室，第一导通部511包括两个第一腰型孔，第一腰型孔与上导热腔一一对应，第二导通部512包括两个第二腰型孔，第二腰型孔与上导热腔一一对应，第三导通部513包括两个第三腰型孔，第三腰型孔与下导热腔一一对应，第四导通部514包括两个第四腰型孔，第四腰型孔与下导热腔一一对应，第一腰型孔、第二腰型孔、第三腰型孔和第四腰型孔的设置，减少了流入上导热腔和下导热腔内的水量，防止上导热腔和下导热腔内的水溢出，发生安全事故，也为换热系统的设置，节省了空间，可以更多的放置换热管，第一连通区域13下方设置有第一扁管341区15，扁管341部34包括五组扁管341组，通过第五换热组将水送至位于最上方的右循环腔162，水进入扁管341组内，并在左循环腔152和右循环腔162之间，呈S型循环流动，第一扁管341区15包括若干个第一挡板151，第一挡板151以使第一扁管341区15分隔成若干个从上至下设置的左循环腔152，第二连通区域14下方设置有第二扁管341区16，第二扁管341区16包括若干个第二挡板161，第二挡板161以使第二扁管341区16分隔成若干个从上至下设置的右循环腔162，左循环腔152与右循环腔162通过扁管341连通以使水从上至下流动，第三左腔室与位于上方的右循环腔162之间通过圆管331连通，烟气位于圆管331处时，温度较高，位于扁管341处时，温度较低，通过圆管331和扁管341的设置，扁管341增加换热面积，提高烟气低温时的换热效率。

参照图2和图3所示，第一腰型孔与第三腰型孔的长度和宽度均相同，第二腰型孔与第四腰型孔的长度和宽度均相同。第二腰型孔的长度小于第一腰型孔的长度，并且第二腰型孔的宽度大于第一腰型孔的宽度，可以使得上导热腔和下导热腔内的进出水的量一致，防止上导热腔和下导热腔内的水溢出。

参照图2、图3和图4所示，上下相邻的若干根圆管331之间间隔设置，上下相邻的若干根扁管341之间间隔设置，使得烟气在流动的过程中，烟气的流动方向弯曲，与圆管331和扁管341的接触时间增加，并且更容易与圆管331和扁管341外表面接触，提高热传导效率。

工作原理：进气机构2将空气和燃气输送入换热腔11内，通过点火机构12进行点火，使得空气与燃气充分燃烧，空气与燃气燃烧过程中产生烟气，烟气向下流动，第一左腔室连通进水管，水通过进水管进入第一左腔室，水依次经过第一左腔室、第一换热组、第一右腔室、第二换热组、第二左腔室、第三换热组、第二右腔室、第四换热组、第三左腔室、第五换热组和第三右腔室，在水从第一右腔室流向第二左腔室过程中，水通过第一腰型孔进入上导热腔，然后经过第二腰型孔进入第二左腔室，并且在水从第二右腔室流向第三左腔室的过程中，水通过第三腰型孔进入下导热腔，然后经过第四腰型孔流出下导热腔，进入第三左腔室，在水位于上导热腔和下导热腔内时，将箱体1外侧面的热量吸收，水通过第五换热组流入位于最上方的右循环腔162，然后通过扁管341的设置，水在左循环腔152与右循环腔162内呈S型流动，最终完成热交换，从出水管流出，烟气从出气机构4流出，出气机构4包括排气管，排气管与换热腔11连通。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种环保型水冷式燃烧器，包括箱体(1)，所述箱体(1)从上至下依次设置有进气机构(2)、换热机构(3)和出气机构(4)，所述箱体(1)内设置有换热腔(11)，所述换热机构(3)位于所述换热腔(11)内，所述进气机构(2)包括燃气部(21)和空气部(22)，所述燃气部(21)与所述空气部(22)均与所述换热腔(11)连通，所述燃气部(21)用于往所述换热腔(11)内通入燃气，所述空气部(22)用于往所述换热腔(11)内通入空气，所述箱体(1)上设置有点火机构(12)，所述点火机构(12)用于对空气和燃气的混合气体进行点火，所述出气机构(4)用于排放空气和燃气的混合气体燃烧后的烟气，其特征在于：所述换热机构(3)包括燃烧组件(31)和换热组件(32)，所述燃烧组件(31)位于所述换热组件(32)上方，所述点火机构(12)位于所述燃烧组件(31)与所述换热组件(32)之间，空气和燃气的混合气体燃烧于所述燃烧组件(31)内，所述换热组件(32)用于进行水与烟气之间的换热，所述换热组件(32)包括圆管部(33)、扁管部(34)和壳身部(5)，所述圆管部(33)包括若干根相互平行的圆管(331)，所述扁管部(34)包括若干根相互平行的扁管(341)，所述圆管部(33)位于所述扁管部(34)上方，所述箱体(1)包括两个相对设置的侧板(17)，所述壳身部(5)用于对所述侧板(17)与水之间进行热交换；

所述箱体(1)包括第一连通区域(13)和第二连通区域(14)，所述第一连通区域(13)和所述第二连通区域(14)分别位于所述箱体(1)相对的两侧，所述第一连通区域(13)包括第一分隔板(131)和第二分隔板(132)，所述第一分隔板(131)位于所述第二分隔板(132)上方，所述第一分隔板(131)和所述第二分隔板(132)将所述第一连通区域(13)分隔为第一左腔室、第二左腔室和第三左腔室，所述第一左腔室、第二左腔室和所述第三左腔室从上至下依次设置，所述第二连通区域(14)包括第三分隔板(141)和第四分隔板(142)，所述第三分隔板(141)位于所述第四分隔板(142)上方，所述第三分隔板(141)和所述第四分隔板(142)将所述第二连通区域(14)分隔为第一右腔室、第二右腔室和第三右腔室，所述第一右腔室、第二右腔室和所述第三右腔室从上至下依次设置，所述壳身部(5)包括导通组件(51)和两个导热区域(52)，所述导热区域(52)与所述侧板(17)一一对应，所述导热区域(52)包括上导热腔与下导热腔，所述导通组件(51)包括第一导通部(511)、第二导通部(512)、第三导通部(513)和第四导通部(514)，所述第一导通部(511)用于连通所述第一右腔室与所述上导热腔，所述第二导通部(512)用于连通所述第二左腔室与所述上导热腔，所述第三导通部(513)用于连通所述第二右腔室与所述下导热腔，所述第四导通部(514)用于连通所述第三左腔室与所述下导热腔。

2.根据权利要求1所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：所述第一导通部(511)包括两个第一腰型孔，所述第一腰型孔与所述上导热腔一一对应，所述第二导通部(512)包括两个第二腰型孔，所述第二腰型孔与所述上导热腔一一对应，所述第三导通部(513)包括两个第三腰型孔，所述第三腰型孔与所述下导热腔一一对应，所述第四导通部(514)包括两个第四腰型孔，所述第四腰型孔与所述下导热腔一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：所述第一腰型孔与所述第三腰型孔的长度和宽度均相同，所述第二腰型孔与所述第四腰型孔的长度和宽度均相同。

4.根据权利要求3所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：所述第二腰型孔的长度小于所述第一腰型孔的长度，并且所述第二腰型孔的宽度大于所述第一腰型孔的宽度。

5.根据权利要求4所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：所述第一连通区域(13)下方设置有第一扁管区(15)，所述第一扁管区(15)包括若干个第一挡板(151)，所述第一挡板(151)以使所述第一扁管区(15)分隔成若干个从上至下设置的左循环腔(152)，所述第二连通区域(14)下方设置有第二扁管区(16)，所述第二扁管区(16)包括若干个第二挡板(161)，所述第二挡板(161)以使所述第二扁管区(16)分隔成若干个从上至下设置的右循环腔(162)，所述左循环腔(152)与所述右循环腔(162)通过所述扁管(341)连通以使水从上至下流动，所述第三左腔室与位于上方的所述右循环腔(162)之间通过所述圆管(331)连通。

6.根据权利要求5所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：位于同一高度的相邻两个所述圆管(331)之间存在第一换热间隙，所述第一换热间隙的范围为2～3mm。

7.根据权利要求6所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：上下相邻的两根所述圆管(331)之间的垂直距离范围为20～40mm。

8.根据权利要求7所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：位于同一高度的相邻两个所述扁管(341)之间存在第二换热间隙，所述第二换热间隙的范围为1.6～2mm。

9.根据权利要求8所述的一种环保型水冷式燃烧器，其特征在于：上下相邻的若干根所述圆管(331)之间间隔设置，上下相邻的若干根所述扁管(341)之间间隔设置。

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