CN114353085A - 预混组件、燃烧组件和制热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种预混组件、燃烧组件和制热设备，预混组件包括进气管、进气通道和燃气喷嘴。进气通道设置于进气管上。至少部分燃气喷嘴设置于进气通道内，燃气喷嘴包括喷嘴本体和多个喷气孔，多个喷气孔设置于喷嘴本体上，位于进气通道内。由于多个喷气孔设置于燃气喷嘴上，并且与至少部分燃气喷嘴一同设置于进气通道内，由多个喷气孔喷出的燃气会直接进入到进气通道，与进气通道内的空气混合，并一同流动至火孔片。并且由于燃气喷嘴设置有多个喷气孔，使得燃气在火孔片处燃烧时产生无色的火焰或淡蓝色的火焰，降低火焰的温度。

Description

预混组件、燃烧组件和制热设备

技术领域

本发明涉及燃气制热设备技术领域，具体而言，涉及一种预混组件、燃烧组件和制热设备。

背景技术

目前，在相关技术中，燃气热水器是一种通过燃烧燃气对冷水进行加热的设备。大部分燃气热水器采用的主要燃烧方式为有焰燃烧，燃烧过程中容易产生大量的氮氧化物，大量的氮氧化物排放至空气中，会造成环境污染。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种预混组件。

本发明的第二方面提出一种燃烧组件。

本发明的第三方面提出一种制热设备。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种预混组件，包括进气管、进气通道和燃气喷嘴。进气通道设置于进气管上。至少部分燃气喷嘴设置于进气通道内，燃气喷嘴包括喷嘴本体和多个喷气孔，多个喷气孔设置于喷嘴本体上，位于进气通道内。

本发明所提供的预混组件，由于多个喷气孔设置于燃气喷嘴上，并且与至少部分燃气喷嘴一同设置于进气通道内，由多个喷气孔喷出的燃气会直接进入到进气通道，与进气通道内的空气混合，并一同流动至火孔片。并且由于燃气喷嘴设置有多个喷气孔，多个喷气孔可同时向进气通道内喷射燃气，使得燃气由多个方向进入到进气通道内，进而使得燃气分布的更加均匀，提升燃气与空气在进气通道内的混合效果，进而使得燃气在火孔片处燃烧时产生无色的火焰或淡蓝色的火焰，降低火焰的温度。

由于降低了燃烧组件的火焰温度，所以减少了燃烧组件燃烧产生的氮氧化物，进而减少了燃气加热组件的氮氧化物的排放量，以减少氮氧化物对环境的污染。

另外，本发明提供的上述技术方案中的预混组件还可以具有如下附加技术特征：

在本发明的一个技术方案中，燃气喷嘴还包括燃气通道，多个喷气孔中任一个喷气孔的一端与燃气通道相连通，另一端朝向进气通道；多个喷气孔中任一个喷气孔由一端至另一端的方向为喷气孔的延伸方向，喷气孔的延伸方向沿进气通道的径向设置。

在该技术方案中，由于多个喷气孔的延伸方向为进气通道的径向，使得由多个喷气孔喷射出的燃气的初始流动方向与进气通道内的空气的流动方向不一致，甚至相垂直，进而使得燃气可冲击至空气内，而不是与空气并行，燃气与空气充分混合，进一步提升燃气与空气的混合效果。

在本发明的一个技术方案中，多个喷气孔设置于喷嘴本体的侧壁上。

在该技术方案中，喷嘴本体的侧壁上设置有多个喷气孔，确保喷气孔的延伸方向与进气通道的径向一致，使得燃气进入到进气通道后的初始运动风方向是与燃气通道内原有的空气的流动方向相垂直，进而使得两股气流在进气通道内充分混合。

在本发明的一个技术方案中，燃气喷嘴还包括变压部件，变压部件设置于进气通道内，与喷嘴本体相连接；变压部件的截面积沿进气通道的轴向，由变压部件的一端向另一端先增大再减小。

在该技术方案中，变压部件的截面由变压部件的一端向变压部件的另一端先增大后减小，使得变压部件的两端均呈锥形。

在本发明的一个技术方案中，进气管上设置有多个进气孔，多个进气孔与进气通道相连通，以向进气通道内补入空气。

在该技术方案中，进气管上设置有多个与进气通道相连通的进气孔，可向进气通道内补入空气，实现进气通道的二次进气。

在本发明的一个技术方案中，进气通道包括第一混气段、进气段和第二混气段。至少部分燃气喷嘴设置于第一混气段内；进气段的一端与第一混气段相连通，多个进气孔位于进气段；第二混气段与进气段的另一端相连通。

在该技术方案中，燃气喷嘴插入第一混气段内，使得由燃气喷嘴喷出的空气在第一混气段内混合，然后流动至进气段。进气段设置有进气孔，二次空气由进气孔进入到进气段内，并与流动至进气段内的混合气体进行再次混合，进而提升混合气体内空气的含量，降低燃气的含量，使得燃气在燃烧时形成近似透明的蓝色火焰，进而降低火焰的温度，减少氮氧化物的生成。

在本发明的一个技术方案中，多个进气孔为矩形孔，相对进气通道的轴向倾斜设置。

在该技术方案中，进气孔的形状设置为矩形，并且相对进气通道的轴向倾斜设置，使得由进气孔的进入的二次空气沿进气通道内的混合气体的切向运动，进而使得二次空气可更加充分地混入混合气体内，进一步提升混合气体的混合程度。

在本发明的一个技术方案中，预混组件还包括旋流组件，旋流组件设置于进气通道内，与进气管相连接。

在该技术方案中，旋流组件设置于进气通风道内，对进气通道内的混合气体进行导流，使得混合气体在向前运动的同时，产生一定的转动，进一步提升了燃气与空气的混合程度。

在本发明的一个技术方案中，旋流组件还包括旋流板，旋流板与进气管相连接，沿多个进气孔中一个进气孔延伸。

在该技术方案中，旋流板设置于进气口处，可同时使得流经旋流板的混合气体和由进气口进入到进气通道的二次空气均产生一定的转动，进而使得混合气体和二次空气在转动的过程中混合更加充分。

在本发明的一个技术方案中，旋流板与进气管为一体式结构。

本发明第二方面提供了一种燃烧组件，包括如上述任一技术方案的预混组件，因此该燃烧组件具备上述任一技术方案的预混组件的全部有益效果。

本发明第三方面提供了一种制热设备，包括如上述任一技术方案的燃烧组件，因此该制热设备具备上述任一技术方案的燃烧组件的全部有益效果。

制热设备为燃气热水器、燃气壁挂炉、采暖炉或燃气热水中心。

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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的燃烧组件的结构示意图；

图2为图1所示的根据本发明的一个实施例的燃烧组件沿A-A的剖视图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的燃烧组件的喷气孔处的局部示意图；

图4为图1所示的根据本发明的一个实施例的燃烧组件在B处的局部示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的燃烧组件的俯视图；

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100燃烧器本体，102进气孔，104火孔片，106火孔，108第一壳体，110进气管，200进气通道，202第一混气段，204进气段，206第二混气段，300燃气喷嘴，302喷嘴本体，304喷气孔，306变压部件，308燃气通道，400旋流板。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例的预混组件、燃烧组件和制热设备。

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种预混组件，包括进气管110、进气通道200和燃气喷嘴300。进气通道200设置于进气管110上。至少部分燃气喷嘴300设置于进气通道200内，燃气喷嘴300包括喷嘴本体302和多个喷气孔304，多个喷气孔304设置于喷嘴本体302上，位于进气通道200内。

在该实施例中，进气管110上设置有进气通道200，燃气喷嘴300可向进气通道200内喷射燃气，燃气在进气通道200内与空气混合后，流动至进气管110内。

进气管110上设置有火孔片104，火孔片104上设置有火孔106，由进气通道200进入到进气管110内的燃气可由火孔106流出并燃烧，进而产生热量。

由于多个喷气孔304设置于燃气喷嘴300上，并且与至少部分燃气喷嘴300一同设置于进气通道200内，由多个喷气孔304喷出的燃气会直接进入到进气通道200，与进气通道200内的空气混合，并一同流动至进气管110内。并且由于燃气喷嘴300设置有多个喷气孔304，多个喷气孔304可同时向进气通道200内喷射燃气，使得燃气由多个方向进入到进气通道200内，进而使得燃气分布的更加均匀，提升燃气与空气在进气通道200内的混合效果，进而使得燃气在火孔片104处燃烧时产生无色的火焰或淡蓝色的火焰，降低火焰的温度。

由于降低了燃烧组件的火焰温度，所以减少了燃烧组件燃烧产生的氮氧化物，即NO_X，进而减少了燃气加热组件的氮氧化物的排放量，以减少氮氧化物对环境的污染。

由于减少了燃烧组件燃烧产生的氮氧化物，进而减少了氮氧化物对人体产生的危害，使得用户在使用燃气加热组件时更加安全可靠，提升了燃气加热组件使用的安全性。

由于燃烧组件通过将喷气孔304设置于进气通道200内，实现了减少混合气体燃烧所产生的氮氧化物，与其余低氮燃烧组件相比，结构更加简单，加工更加方便；进而降低燃烧组件的陈本，提升燃烧组件的市场竞争力。

具体地，燃烧组件所产生的氮氧化物中，90％以上的氮氧化物为热力型氮氧化物，即在高温下生成的氮氧化物，燃气与空气的混合充分程度是影响火焰温度的主要因素，进而影响热力型氮氧化物的生成量，燃气与空气的混合充分程度和火焰温度可近似为负线性关系，即燃气与空气的混合程度越高，混合效果越好，则火焰的温度越低，产生的热力型氮氧化物越少。

因此，在燃气喷嘴300上设置多个喷气孔304，多个喷气孔304可同时向进气通道200内喷射燃气，进而使得燃气从多个方向进入到进气通道200中，燃气分布的更加均匀，提升燃气与空气在进气通道200内的混合效果，降低火焰的温度，减少了热力型氮氧化物的生成。

通过多个喷气孔304同时向进气通道200内喷射燃气，控制火焰温度在1350摄氏度至1500摄氏度之间，经实验验证，在火焰温度小于1350摄氏度时，燃烧组件燃烧所产生一氧化碳的量急剧上升，在火焰温度大于1500摄氏度时，燃烧组件燃烧所产生氮氧化物的量或急剧上升，所以控制燃烧组件的火焰温度在1350摄氏度至1500摄氏度之间，即可避免燃烧组件产生大量的氮氧化物，也可避免燃烧组件产生大量的一氧化碳。

实施例二：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图3所示，燃气喷嘴300还包括燃气通道308，多个喷气孔304中任一个喷气孔304的一端与燃气通道308相连通，另一端朝向进气通道200；多个喷气孔304中任一个喷气孔304由一端至另一端的方向为喷气孔304的延伸方向，喷气孔304的延伸方向沿进气通道200的径向设置。

在该实施例中，由于多个喷气孔304的延伸方向为进气通道200的径向，即喷气孔304的喷气方向为进气通道200的径向，使得由多个喷气孔304喷射出的燃气的初始流动方向与进气通道200内的空气的流动方向不一致，甚至相垂直，进而使得燃气可冲击至空气内，而不是与空气并行，燃气与空气充分混合，进一步提升燃气与空气的混合效果。

由于喷气孔304所喷出的燃气与进气通道200内的空气的流动方向不一致，即喷气孔304所喷出的燃气与进气通道200内的空气的流动方向不平行，使得由于喷气孔304所喷出的燃气具备一个向进气通道200内的空气流动的速度，使得燃气的运动方向与空气的运动方向相交叉，进而使得由于喷气孔304所喷出的燃气可更加充分地混入到进气通道200内的空气中，进而进一步提升燃气与空气的混合效果，使得燃气在火孔片104处燃烧时产生无色的火焰或淡蓝色的火焰，降低火焰的温度，以减少了燃烧组件燃烧产生的氮氧化物，进而减少了燃气加热组件的氮氧化物的排放量，以减少氮氧化物对环境的污染。

由于喷气孔304所喷出的燃气与进气通道200内的空气的流动方向相垂直，使得由于喷气孔304所喷出的燃气混入到进气通道200内的空气中，燃气与空气再一同向前流动。

实施例三：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图3所示，多个喷气孔304设置于喷嘴本体302的侧壁上。

在该实施例中，喷嘴本体302的侧壁上设置有多个喷气孔304，确保喷气孔304的延伸方向与进气通道200的径向一致，使得燃气进入到进气通道200后的初始运动方向是与燃气通道内原有的空气的流动方向相垂直，进而使得两股气流在进气通道200内充分混合。

多个喷气孔304在喷嘴本体302的侧壁上均匀分布。

多个喷气孔304呈多排分布于喷嘴本体302的侧壁上，多排喷气孔304并列设置，相邻排的喷气孔304交错设置。

实施例四：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图1所示，燃气喷嘴300还包括变压部件306，变压部件306设置于进气通道200内，与喷嘴本体302相连接；变压部件306的截面积沿进气通道200的轴向，由变压部件306的一端向另一端先增大再减小。

在该实施例中，变压部件306的截面由变压部件306的一端向变压部件306的另一端先增大后减小，使得变压部件306的两端均呈锥形。

变压部件306设置于进气通道200内，与进气通道200的侧壁相配合，在进气通道200内形成文丘里效应，在混合气体进入到变压部件306与进气通道200的内壁之间时，空间逐步缩小，进而加速混合气体的流动速度；在变压部件306的截面积最大处，形成喉口，混合气体经过喉口后，逐渐降压扩散，并向火孔片104流动。

实施例五：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图1所示，进气管110上设置有多个进气孔102，多个进气孔102与进气通道200相连通，以向进气通道200内补入空气。

在该实施例中，进气管110上设置有多个与进气通道200相连通的进气孔102，可向进气通道200内补入空气，实现进气通道200的二次进气。

实施例六：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图1所示，进气通道200包括第一混气段202、进气段204和第二混气段206。至少部分燃气喷嘴300设置于第一混气段202内；进气段204的一端与第一混气段202相连通，多个进气孔102位于进气段204；第二混气段206与进气段204的另一端相连通。

在该实施例中，燃气喷嘴300插入第一混气段202内，使得由燃气喷嘴300喷出的空气在第一混气段202内混合，然后流动至进气段204。进气段204设置有进气孔102，二次空气由进气孔102进入到进气段204内，并与流动至进气段204内的混合气体进行再次混合，进而提升混合气体内空气的含量，降低燃气的含量，使得燃气在燃烧时形成近似透明的蓝色火焰，进而降低火焰的温度，减少氮氧化物的生成。

混合气体在进气段204中与二次空气相接触，并一同进入到第二混气段206，混合气体与二次空气在第二混气段206进一步充分混合，进一步提升混合气体的混合效果，降低火焰的温度。

实施例七：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图1所示，多个进气孔102为矩形孔，相对进气通道200的轴向倾斜设置。

在该实施例中，进气孔102的形状设置为矩形，并且相对进气通道200的轴向倾斜设置，使得由进气孔102的进入的二次空气沿进气通道200内的混合气体的切向运动，进而使得二次空气可更加充分地混入混合气体内，进一步提升混合气体的混合程度。

实施例八：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

预混组件还包括旋流组件，旋流组件设置于进气通道200内，与进气管110相连接。

在该实施例中，旋流组件设置于进气通风道内，对进气通道200内的混合气体进行导流，使得混合气体在向前运动的同时，产生一定的转动，进一步提升了燃气与空气的混合程度。

实施例九：

本实施例提供了一种预混组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图1和图2所示，旋流组件还包括旋流板400，旋流板400与进气管110相连接，沿多个进气孔102中一个进气孔102延伸。

在该实施例中，旋流板400设置于进气口处，可同时使得流经旋流板400的混合气体和由进气口进入到进气通道200的二次空气均产生一定的转动，进而使得混合气体和二次空气在转动的过程中混合更加充分。

具体地，在混合气体流动至旋流板400处，旋流板400将混合气体冲切并分割，形成多股混合气体，多股混合气体经过旋流板400后再次结合，多股混合气体之间产生一定的冲击力，进而使得多股混合气体再次混合，进而提升混合气体的混合效果。

在混合气体经过旋流板400时，由于进气孔102相对进气通道200的轴线倾斜设置，并且旋流板400沿进气孔102设置，旋流板400还会对混合气体产生一定的阻力，进而使得旋流板400可对混合气体进行搅动，进而使得混合气体产生一定的涡旋，提升混合气体的混合效果。

旋流板400设置在进气管110的内壁上，旋流板400与进气管110为一体式结构，在加工进气管110时，在板材上加工出进气孔102，进气孔102处的板材向进气管110内弯折，并形成旋流板400，然后再对板材进行卷管，以得到进气管110，该加工工艺在节省原材料的同时，简化了进气管110的加工工艺，提升了进气管110的加工效率。

实施例十：

本实施例提供了一种燃烧组件，包括如上述任一实施例的预混组件，因此该燃烧组件具备上述任一实施例的预混组件的全部有益效果。

实施例十一：

本实施例提供了一种燃烧组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图4和图5所示，燃烧组件还包括燃烧器本体100包括火孔片104、第一壳体108和进气管110。第一壳体108内部设置有上方开口的均压腔，火孔片104盖设于开口处，与第一壳体108相连接。火孔片104上设置有火孔106，进气管110插接于第一壳体108上，与均压腔相连通，进气管110的内部空间为进气通道200，进气通道200与均压腔相连通。

燃气由燃气喷嘴300喷出后，进入到进气管110内，在进气管110内充分混合后，再进入到均压腔内，并可在火孔106处燃烧。

实施例十二：

本实施例提供了一种制热设备，包括如上述任一实施例的燃烧组件，因此该制热设备具备上述任一实施例的燃烧组件的全部有益效果。

制热设备为燃气热水器、燃气壁挂炉、采暖炉或燃气热水中心。

热水器还包括第二壳体、换热组件、烟罩、排气管和进气管110。燃烧组件设置于第二壳体内，换热组件设置于燃烧组件的上方，燃烧组件的火焰和燃烧产生的高温烟气可加热流经换热组件的水。烟罩设置于换热器的上方，用于收集烟气，排气管与烟罩相连接，以使燃烧组件所产生的烟气经过排气管排出室外。

换热器的两端分别设置有进水口和出水口，水由进水口进入到换热器内，并在换热器内与燃烧腔内的高温烟气进行热交换，再由出水口流出，以为用户提供热水。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种预混组件，其特征在于，包括：

进气管；

进气通道，设置于所述进气管上；

燃气喷嘴，至少部分所述燃气喷嘴设置于所述进气通道内，所述燃气喷嘴包括喷嘴本体和多个喷气孔，所述多个喷气孔设置于所述喷嘴本体上，位于所述进气通道内。

2.根据权利要求1所述的预混组件，其特征在于，

所述燃气喷嘴还包括燃气通道，所述多个喷气孔中任一个喷气孔的一端与所述燃气通道相连通，另一端朝向所述进气通道；

所述多个喷气孔中任一个喷气孔由一端至另一端的方向为喷气孔的延伸方向，所述喷气孔的延伸方向沿所述进气通道的径向设置。

3.根据权利要求1所述的预混组件，其特征在于，

所述多个喷气孔设置于所述喷嘴本体的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的预混组件，其特征在于，所述燃气喷嘴还包括：

变压部件，设置于所述进气通道内，与所述喷嘴本体相连接；

所述变压部件的截面积沿所述进气通道的轴向，由所述变压部件的一端向另一端先增大再减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的预混组件，其特征在于，

所述进气管上设置有多个进气孔，所述多个进气孔与所述进气通道相连通，以向所述进气通道内补入空气。

6.根据权利要求5所述的预混组件，其特征在于，所述进气通道包括：

第一混气段，至少部分所述燃气喷嘴设置于所述第一混气段内；

进气段，所述进气段的一端与所述第一混气段相连通，所述多个进气孔位于所述进气段；

第二混气段，与所述进气段的另一端相连通。

7.根据权利要求5所述的预混组件，其特征在于，

所述多个进气孔为矩形孔，相对所述进气通道的轴向倾斜设置。

8.根据权利要求7所述的预混组件，其特征在于，还包括：

旋流组件，设置于所述进气通道内，与所述进气管相连接。

9.根据权利要求8所述的预混组件，其特征在于，所述旋流组件还包括：

旋流板，与所述进气管相连接，沿所述多个进气孔中一个进气孔延伸。

10.根据权利要求9所述的预混组件，其特征在于，

所述旋流板与所述进气管为一体式结构。

11.一种燃烧组件，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的预混组件。

12.一种制热设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的燃烧组件。

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