CN114688531B - 燃烧器及燃气热水器 - Google Patents
燃烧器及燃气热水器Info
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Abstract
本发明公开一种燃烧器及燃气热水器,该燃烧器包括:燃烧主体;空气储气装置,与所述燃烧主体连通,用于存储气体;以及,空气送气组件,用于将气体压缩后输送至所述空气储气装置存储,并能够控制所述空气储气装置存储的气体提供给所述燃烧主体。本发明利用高温空气燃烧的特性,设计新型的燃烧器,以及应用于燃气热水器,使燃气热水器能够有效减少污染物(CO和NOx)的排放并降低燃气热水器的噪音。
Description
技术领域
本发明涉及高温空气燃烧技术领域,特别涉及一种燃烧器及燃气热水器。
背景技术
燃气热水器的噪音主要来源于两方面,燃烧噪音和风机噪音。燃烧噪音是燃烧时受热的强热烟气在密闭的燃烧室内,产生剧烈的振荡从而发出较响的声音。此外,高温烟气在换热器区域也会产生噪音。风机噪音是由于燃气热水器在燃气燃烧期间,需要不断补充空气,风机持续旋转,导致外壳共振,从而产生机械噪音,这给用户使用燃气热水器带来了极大的干扰。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种燃烧器及燃气热水器,旨在减少污染物(CO和NOx)的排放并降低燃气热水器的噪音。
为实现上述目的,本发明提出一种燃烧器,所述燃烧器包括:
燃烧主体;
空气储气装置,与所述燃烧主体连通,用于存储气体;以及,
空气送气组件,用于将气体压缩后输送至所述空气储气装置存储,并能够控制所述空气储气装置存储的气体提供给所述燃烧主体。
可选地,所述空气送气组件包括:
增压装置,所述增压装置的入口用于接入空气,所述增压装置与所述空气储气装置的入口连通,所述增压装置用于将接入的空气进行压缩,并输出至所述空气储气装置。
可选地,所述增压装置为空压机。
可选地,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;
所述空气储气装置具有第一出风口及第二出风口,所述第一出风口与所述第一燃烧室连通,所述第二出风口与所述第二燃烧室连通;所述空气送气组件还包括
第一调压装置,所述增压装置与所述第一调压装置依次设置于所述空气储气装置的第二出口与第二燃烧室之间。
可选地,所述空气送气组件还包括:
第二调压装置,所述第二调压装置串联设置于所述第一出风口与所述空气储气装置之间;或者,所述第二调压装置串联设置于所述第二出风口与所述第二燃烧室之间;
所述第二调压装置,用于调节输送至所述第一燃烧室和所述第二燃烧室的空气流量。
可选地,所述燃烧器还包括:
燃气送气组件,用于向所述燃烧主体输送燃气,并能够控制输送给所述燃烧主体的气体的流速大小。
可选地,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;
所述燃气送气组件包括:
第一燃气阀,具有第一燃气出口和第二燃气出口,所述第一燃气出口连通所述第一燃烧室,用于向所述第一燃烧室输送燃气;
所述第二燃气出口连通所述第二燃烧室,用于向所述第二燃烧室输送燃气。
可选地,所述燃烧器还包括:
电控组件,所述电控组件与所述空气送气组件及所述空气储气装置电连接,用以控制所述空气储气装置分别向所述第一燃烧室和第二燃烧室输送气体,并控制输送至所述第二燃烧室的气体流速大小,以使气体在所述第一燃烧室内加热至预设目标温度后输送至所述第二燃烧室发生高温空气燃烧。
可选地,所述燃气送气组件还包括:
第二燃气阀,所述第二燃气阀串联设置于所述第一燃气出口与所述第一燃烧室之间;或者,所述第二燃气阀串联设置于所述第二燃气出口与所述第二燃烧室之间;
所述第二燃气阀,用于调节输送至所述第一燃烧室和所述第二燃烧室的燃气流量。
可选地,所述燃气送气组件包括:
燃气压力调节装置,所述气体压力调节装置的入口与所述第一燃气阀的第二燃气出口连通,所述气体压力调节装置的出口与所述第二燃烧室连通,所述气体压力调节装置用于控制输送至所述第二燃烧室的气体流速。
可选地,所述燃烧器还包括:
燃气管;以及,
混合器,用于将自所述空气储气装置接入的空气以及自所述燃气管接入的燃气进行预混合,并向所述燃气本体提供混合气体。
可选地,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;其中,
所述第一燃烧室为预热燃烧室,所述第二燃烧室为高温空气燃烧室。
可选地,所述燃烧器还包括:
换热器,换热器的一端连通冷水进水管,另一端连通热水出水管,所述换热器用于吸收所述第一燃烧室燃烧和所述第二燃烧室燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。
本发明还提出一种燃气热水器,包括如上所述的燃烧器;所述燃烧器包括:燃烧主体;空气储气装置,与所述燃烧主体连通,用于存储气体;以及,空气送气组件,用于将气体压缩后输送至所述空气储气装置存储,并能够控制所述空气储气装置存储的气体提供给所述燃烧主体。
本发明提出的燃烧器通过设置燃烧主体,以及与燃烧主体连通,并给燃烧主体输送气体的空气储气装置,本发明还设置有空气送气组件,以将气体压缩后输送至所述空气储气装置存储,并能够控制所述空气储气装置存储的气体提供给所述燃烧主体,从而在燃烧器本体工作的过程中,燃烧主体燃烧所需要的空气即可从空气储气装置中提供,也即无需开启空气送气组件也能实现燃烧,使得用户在使用热水器的过程不会受到噪音的干扰。
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为本发明燃烧器一实施例的结构示意图;
图2为本发明燃烧器设置有两个燃烧室和换热器一实施例的结构示意图;
图3为本发明燃烧器还设置有电控组件一实施例的结构示意图;
图4为本发明燃烧器还设置有燃气送气组件一实施例的结构示意图;
图5为本发明燃烧器空气送气组件和燃气送气组件一实施例的具体结构示意图;
图6为本发明燃烧器空气送气组件和燃气送气组件另一实施例的具体结构示意图;
图7为本发明燃烧器还设置有预混合器一实施例的具体结构示意图
图8为本发明燃烧器还设置有预混合器另一实施例的具体结构示意图。
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。
附图标号说明:
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 燃烧主体 | 51 | 第一燃气阀 |
| 11 | 第一燃烧室 | 52 | 第二燃气阀 |
| 12 | 第一燃烧室 | 53 | 燃气压力调节装置 |
| 20 | 空气储气装置 | 51 | 第一预混合器 |
| 30 | 空气送气组件 | 52 | 第二预混合器 |
| 31 | 增压装置 | 53 | 全预混器 |
| 32 | 第一调压装置 | 70 | 电控组件 |
| 33 | 第二调压装置 | 70 | 换热器 |
| 40 | 燃气送气组件 |
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是利用高温空气燃烧的特性,设计新型的燃烧器,以及应用于燃气热水器,使燃气热水器能够有效减少污染物(CO和NOx)的排放并降低燃气热水器的噪音。
本发明提出一种燃烧器,适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,以下为方便理解,以应用于燃气热水器为例。
参照图1至图8,在本发明一实施例中,本发明提出的燃烧器包括:
燃烧主体10;
空气储气装置20,与所述燃烧主体10连通,用于存储气体;以及,
空气送气组件30,用于将气体压缩后输送至所述空气储气装置20存储,并能够控制所述空气储气装置20存储的气体提供给所述燃烧主体10。
在一些实施例中,燃烧器还包括电控组件50,与所述空气送气组件30电及空气储气装置20连接,所述电控组件50用于在触发预备储气指令时,控制所述空气送气组件30对所述空气储气装置20进行储气。所述电控组件50与所述空气送气组件30及所述电连接,用以控制所述空气送气组件分别向所述第一燃烧室11和第二燃烧室12输送气体,并控制输送至所述第二燃烧室12的气体流速大小,以使气体在所述第一燃烧室11内加热至预设目标温度后输送至所述第二燃烧室12发生高温空气燃烧。
本实施例中,燃烧主体10包括壳体,壳体依次形成有第一燃烧室11及第二燃烧室12,壳体上还开设有排烟口;预热燃烧器,安装在第一燃烧室11内;换热器70,位于排烟口与第二燃烧室12之间;燃烧主体10中,还包括用于向燃气热水器中引入进水的进水管、用于向外部提供热水的热水出水管以及与排烟口相接的排烟管、接入燃气的燃气进气管路及进气阀均可以采用现有的,在此不再详述。其中,预热燃烧器用于对MILD燃烧室的气体进行加热。预热燃烧器可以采用能有效防止在燃烧过程中发生回火的蜂窝状结构,举例而言,燃气热水器还包括点火器,点火器用以将从预热燃烧器中引射的燃气点燃。电控组件50用以在燃气热水器启动时,控制预热燃烧器燃烧工作,进入至第一燃烧室11的燃气与空气由预热燃烧器进行点火起燃,使混合有燃气和空气的混合气体燃烧而对第一燃烧室11内的空气进行加热,形成高温烟气。可以理解的是,控制加热的温度,可以将第一燃烧室11内的空气加热至目标温度,也即上述所说的预设温度,如此,便实现了对空气的高温预热。进行高温预热后的高温气体送入第二燃烧室12后,向第二燃烧室12喷射燃气,燃气与高温气体结合,高温气体点燃燃气,实现在第二燃烧室12内形成MILD燃烧。其中,所述第一燃烧室11为预热燃烧室,所述第二燃烧室12为高温空气燃烧室。
电控组件50可以控制所述空气储气装置20分别向所述第一燃烧室11和第二燃烧室12输送气体时,可以控制输送至所述第二燃烧室12的气体流速大小,以使气体在所述第一燃烧室11内加热至预设目标温度后输送至所述第二燃烧室12发生高温空气燃烧。其中,本实施例中,电控组件50包括主控制器及对燃气阀、空压机等实现驱动的驱动组件,例如电机、驱动电路等,电控组件50中还可以设置有检测进水温度的进水温度传感器、检测出水温度的出水温度传感器、检测火焰温度的火焰温度传感器、检测进水流量的流量计等,通过上述传感器,以检测燃气热水器工作时各项参数,并输出至主控制器,以使主控制器根据上述参数以及预设温度等控制燃烧器及预热燃烧器等部件工作,实现加热。
燃烧器本体内还形成有进风风道、燃气流道,在一些实施例中还可设置有混合通道,所述混合通道与所述进风风道、燃气流道分别连通。其中,所述空气送气组件30设于所述进风风道内,在储气的过程中,空气送气组件30将燃烧器外的空气抽入至进风风道内,并将空气进行压缩,以存储至空气储气装置20中,在这个过程中,空气送气组件30可以尽可能的将空气进行压缩,以满足用户的使用需求,储气的过程可以是在用户使用热水器之前进行,例如用户外出,远离热水器,或者根据用户的使用情况进行大数据分析,计算出用户使用习惯,与用户使用热水器的时间错峰进行储气。当然,在其他实施例中,也可以基于用户主动触发的指令进行,此处不做限制。
空气储气装置20具有第一出风口、第二出风口,其中,第一出风口用于将空气输送至第一燃烧室11,第二出风口则将空气输送至第二燃烧室12。在用户使用热水器,也即燃烧器本体工作的过程中,电控组件50可以控制空气送气组件30停止工作,也即此时空气送气组件30停止从燃烧器外吸入和压缩空气,此时燃烧器本体燃烧过程中所需要的空气即可从空气储气装置20中提供。当然,在燃烧器本体工作的过程中,电控组件50也可以控制空气送气组件30同时工作,以使空气送气组件30将燃烧器外的空气抽入至进风风道内,并将空气进行压缩,以存储至空气储气装置20中。也即,空气储气装置20与空气送气组件30之间,具有三种工作模式,空气送气组件30单独用于储气工作的工作模式,空气储气装置20单独用于给燃烧器本体提供压缩后的空气的工作模式,或者空气储气装置20与空气送气组件30同时工作的工作模式。此外,空气储气装置20的容量可以根据用户的实际需求进行设置,例如用户使用热水较为频繁时,空气储气装置20的容量可以设置得较大,反之,则可以设置得较小。或者,根据用户使用的频率进行设置,例如空气储气装置20可以仅用于提前存储用户使用一次的气体量,也可以存储两次或者两次以上的气体量。其中,预备储气指令设置指令可以是定时开/关送气指令、环境光开/关送气指令、按键触发开/关送气指令,以及远程开/关送气指令中的任意一种或者多种组合。例如,在定时开/关送气指令功能设置时,用户可以通过移动终端(遥控器、手机、智能手环、智能手表、平板电脑)设置空气储气装置20、空气送气组件30的开启时间、关闭时间,以及设定时长等,然后再通过移动终端向燃烧器发送对应的控制指令,用户通过设置在燃烧器壳体上的操作按钮选择定时时间,设置空气储气装置20、空气送气组件30的开启时间、关闭时间,以及设定时长等。在通过环境光开/关送气指令来控制时,可以确定当前属于白天、夜间、用户休息时间等,根据环境光信号确定开启/关闭。在远程开/关送气指令,用户则可以通过移动终端、APP等控制空气储气装置20、空气送气组件30的开启/关闭。在满足自动开/关设置条件,主控制器及燃烧器中其他电路模块、部件等根据预备储气指令配置相应的参数,例如空气送气组件30、空气储气装置20开始工作的时间,结束工作的时间,以及各个阶段不同的输送气体压力大小,及其持续时间等,以响应用户设置的预备储气功能,实现对燃烧器的智能控制。
本发明提出的燃烧器通过设置燃烧主体10,以及与燃烧主体10连通,并给燃烧主体10输送气体的空气储气装置20,本发明还设置有空气送气组件30,以将气体压缩后输送至所述空气储气装置20存储,并能够控制所述空气储气装置20存储的气体提供给所述燃烧主体10,从而在燃烧器本体工作的过程中,燃烧主体10燃烧所需要的空气即可从空气储气装置20中提供,也即无需开启空气送气组件30也能实现燃烧,使得用户在使用热水器的过程不会受到噪音的干扰。
需要说明的是,在实现MILD燃烧时,达成高温空气燃烧需要一定的条件:需要保证炉内大部分区域的氧气浓度低低于一定值,一般是低于5%~10%,保证燃气被充分燃解以及燃烧均匀,并且温度要高于燃料的自燃点,维持自燃。此外,还要达成以下条件,高温预热空气并配合高速射流是实现高温空气燃烧的主要方式;卷吸高温烟气并稀释燃空气射流是维持高温空气燃烧的技术关键。为了在热水器的燃烧室内形成MILD燃烧,对MILD进气进行预热和提高MILD进气的速度是关键。现有的全预混式燃气热水器,采用风机吸入空气,与燃气混合后,再喷入燃烧室;现有的大气式燃气热水器,强抽式通过燃气引射空气,再喷入燃烧室,强鼓式通过风机吸入,再分别喷入燃烧室。现有的几种燃气热水器采用的配风方式,喷入燃烧室的气流的速度往往都不超过2m/s,这无法达到MILD燃烧所需要的高速射流状态。
参照图5或图6,为此,所述空气送气组件30包括:
增压装置31,所述增压装置31的入口用于接入空气,所述增压装置31与所述空气储气装置20的入口连通,所述增压装置31用于将接入的空气进行压缩,并输出至所述空气储气装置20。
为此,其中,所述增压装置31为空压机。通过控制增压装置31工作,可以控制吸入至第一燃烧室11和第二燃烧室12的总空气量。
本实施例中,空压机可以将增压装置31输出的空气进行加压,从而可以提高输出至第二燃烧室12的空气射流速度。
在燃烧器工作的过程中,增压装置31分别向第一燃烧室11和第二燃烧室12输送气体,并且在向第二燃烧室12输送气体时,可以调节输送至第二燃烧室12的气体的压力,从而提高输送至第二燃烧室12的气体压力,进而确保输送至控制燃气射流速度能够满足MILD燃烧条件,从而在向第二燃烧室12喷射气体时,燃气与高温气体结合,高温气体点燃燃气,实现在第二燃烧室12内形成MILD燃烧,由于通过增压装置31向第二燃烧室12输送加压后的气体,使得输送自第二燃烧室12的气体呈高速射流状态,达到MILD燃烧要求。并在第二燃烧室12内形成卷吸效应,使得在第二燃烧室12内形成喷射燃烧区以及烟气回流区,使部分高温烟气(富含N2和CO2的废气)在第二燃烧室12内强烈内部循环稀释反应物,继而将喷射的燃气与空气充分稀释,形成较低的氧气浓度,降低燃烧反应速度,并维持第二燃烧室12较高的温度,保证温度高于燃料的自燃点,实现自燃,从而实现了高温空气燃烧。在进行MILD燃烧时,电控组件50还可以在MILD燃烧器的温度达到MILD燃烧起燃温度以上时控制预热燃烧器停止工作。
本实施例通过高温预热空气并配合增压装置31对气体进行加压,以将气体呈高速射流状态,实现卷吸高温烟气并稀释,使第二燃烧室12燃气和空气混合均匀,这样第二燃烧室12的氧气浓度也会均衡,并低于一定值,燃烧的时候不仅燃气能够得到充分燃烧,这样就降低了污染物的排放,并且,第二燃烧室12内也会燃烧均匀,不会出现局部燃烧过旺而产生噪音的问题。另外,通过高速射流卷吸还实现了高温烟气的回流,就能够保持第二燃烧室12温度高于燃料的自燃点,只要持续通入燃气就可以维持燃烧。燃烧后的热量可以与燃气热水器的换热器70进行换热,以实现制得热水。本实施例通过增压装置31接入的空气进行增压,以提高输出至第二燃烧室12的气体流速,提高MILD进气的射流速度,达到MILD燃烧要求,降低CO和NOx排放量。
需要说明的是,高温预热空气的目标温度不能太低,尽量不能低于700摄氏度,一般控制在700至1200摄氏度可以保证高温气体与第二燃烧室12内的燃气接触时,实现较好的自动燃烧,不再需要点火起燃。其中,要达到目标温度可以通过控制加热时间、控制燃气与空气比例、进行保温、增加高温气体在第一燃烧室11的停留时间等方式实现。增压装置31向第二燃烧室12输送的气体的喷射速度可以根据需求进行调节,具体可以根据预设温度、环境温度、进水流量、出水温度、环境压强等进行调整,调整的比例与过程可以通过试验预先确定和设定。因此,第二燃烧室12的射流速度则可以通过控制输送至第二燃烧室12的气体压强进行调整,通过调节射流速度可以卷吸高温烟气并稀释燃/空气射流,可以维持高温空气燃烧。
可以理解的是,本实施例中,增压装置31可以向第二燃烧室12输送加压后的空气。也可以向第二燃烧室12输送加压后的燃气和空气的混合气体,也即先将燃气和空气进行混合后,再对混合气体进行加压后输送至第二燃烧室12。或者,将空气和燃气分别加压后,再通过空气管道和燃气管道分别输送至第二燃烧室12。在先对燃气和空气进行混合时,可以采用预混合器来实现,预混合器设置在燃烧室内,例如可以设置在第一燃烧室11或者第二燃烧室12内,由于通过预混合器提供了包含燃气和空气的混合气体,预热燃烧器对混合气体进行点火燃烧,实现了高温预热空气,再通过对混合气体进行加压,形成具有一定射流速度的喷射气体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,便使得燃烧室内发生高温空气燃烧,可以达到MILD燃烧要求,降低CO和NOx排放量。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。本实施例通过增压装置31对空气进行加压,满足MILD燃烧要求,无需设置风机,使得在空气储气装置20与空气送气组件30同时进行工作,也不会使用户受到噪音的干扰。
参照图5或图6,在一实施例中,所述燃烧主体10具有相互连通的第一燃烧室11及第二燃烧室12;
所述空气储气装置20具有第一出风口及第二出风口,所述第一出风口与所述第一燃烧室11连通,所述第二出风口与所述第二燃烧室12连通;所述空气送气组件30还包括
第一调压装置32,所述增压装置31与所述第一调压装置32依次设置于所述空气储气装置20的第二出口与第二燃烧室12之间。
本实施例中,第二调压装置33可以是调压阀,空压机将空气进行加压之后,调压阀可以根据实际应用的需求进一步地的增大或者适当的减小输出至第二燃烧室12的空气的压力,进而控制进行MILD燃烧时,进入至第二燃烧室12的进气达到MILD燃烧所需的速度。
参照图5或图6,在一实施例中,所述空气送气组件30还包括:
第二调压装置33,所述第二调压装置33串联设置于所述第一出风口与所述空气储气装置20之间;或者,所述第二调压装置33串联设置于所述第二出风口与所述第二燃烧室12之间;
所述第二调压装置33,用于调节输送至所述第一燃烧室11和所述第二燃烧室12的空气流量。
本实施例中,第二调压装置33可以是减压阀,可以用于调节第一出风口和第二出风口的空气流量,通过调整减压阀的开度,可以调整输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的空气流量比例,例如在减压阀设置在第一出风口与第一燃烧室11之间时,减压阀的开度增大,则输出至第一燃烧室11的空气比例增加,输出至第二燃烧室12的空气比例则减小。如此,可以保证输出至第一燃烧室11和第二燃烧室12的流量能够满足在第一燃烧室11进行预热燃烧,在第二燃烧室12进行高温空气燃烧的需求。例如在进行预热燃烧时,可以将增压装置31输出的空气均输出至第一燃烧室11,在进行MIILD燃烧,并控制预热燃烧器停止工作时,可将增压装置31输出的空气均输出至第二燃烧室12。此外,通过设置减压阀,可以降低输出至第一燃烧室11的空气流速,从而使输送至第一燃烧的空气满足预热燃烧的需求。
参照图4至图6,在一实施例中,所述燃烧器还包括:
燃气送气组件50,用于向所述燃烧主体10输送燃气,并能够控制输送给所述燃烧主体10的气体的流速大小。
本实施例中,通过控制燃气送气组件50工作,同时也可以提高输送至第二燃烧室12的燃气射流速度,可以达到MILD燃烧要求,降低CO和NOx排放量。
参照图5或图6,在一实施例中,所述燃烧主体10具有相互连通的第一燃烧室11及第二燃烧室12;
所述燃气送气组件50包括:
第一燃气阀51,具有第一燃气出口和第二燃气出口,所述第一燃气出口连通所述第一燃烧室11,用于向所述第一燃烧室11输送燃气;
所述第二燃气出口连通所述第二燃烧室12,用于向所述第二燃烧室12输送燃气。
本实施例中,第一燃气阀51用于控制输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的燃气流量,第一燃气阀51的开度可以根据实际应用进行调节,例如预设温度、进水温度等,保证燃气热水器在工作的过程中,能够提供对应流量的燃气,实现预热燃烧、MILD燃烧等。例如,在燃气热水器开始工作时,通过控制第一燃气阀51的开度使其达到点火开度,然后通过火焰检测检测是否有火焰,如果有火焰则点火成功,再调整第一燃气阀51的开度使燃气进入第一燃烧室11的流量满足预热燃烧,并开始对冷水进行加热。同时,还可以根据燃气热水器的进水温度、进水流量以及预设温度计算燃气热水器将进水从进水温度加热至设置温度所需的热负荷,并根据热负荷调节燃气热水器的第一燃气阀51的开度,保证输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的流量可以使燃气热水器的出水温度与设置温度保持一致。
参照图5或图6,在一实施例中,所述燃气送气组件50还包括:
第二燃气阀52,所述第二燃气阀52串联设置于所述第一燃气出口与所述第一燃烧室11之间;或者,所述第二燃气阀52串联设置于所述第二燃气出口与所述第二燃烧室12之间;
所述第二燃气阀52,用于调节输送至所述第一燃烧室11和所述第二燃烧室12的燃气流量。
本实施例中,第二燃气阀52可以设置在第一燃气出口与第一燃烧室11之间;也可以串联设置于第二燃气出口与第二燃烧室12之间。通过调整第二燃气阀52的开度,可以调整输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的燃气流量比例。例如在减压阀设置在第一燃气出口与第一燃烧室11之间时,第二燃气阀52的开度增大,则输出至第一燃烧室11的空气比例增加,输出至第二燃烧室12的空气比例则减小。反之,第二燃气阀52的开度减小,则输出至第一燃烧室11的空气比例减小,输出至第二燃烧室12的空气比例则增大。同理,在减压阀设置在第二燃气出口与第二燃烧室12之间时,也能调节第一燃烧室11和第二燃烧室12的比例。如此,可以调节第一出风口和第二出风口的流量,也即分配输出至第一燃烧室11和第二燃烧室12的流量,满足预热燃烧或者高温空气燃烧的需求。例如在进行预热燃烧时,可以将增压装置31输出的空气均输出至第一燃烧室11,在进行MIILD燃烧,并控制预热燃烧器停止工作时,可将增压装置31输出的空气均输出至第二燃烧室12。
参照图6,在一实施例中,所述燃气送气组件50包括:
燃气压力调节装置53,所述气体压力调节装置的入口与所述风机的第二出风口连通,所述气体压力调节装置的出口与所述第二燃烧室12连通,所述气体压力调节装置用于控制输送至所述第二燃烧室12的气体流速。
为了在热水器的燃烧室内形成MILD燃烧,本实施例通过燃气调压阀将第二燃气出口输出的燃气进行增压,以提高输出至第二燃烧室12的气体流速,提高MILD进气的射流速度,达到MILD燃烧要求,降低CO和NOx排放量。可以理解的是,第一气体压力调节装置和燃气调压阀分别调节输出至第二燃烧室12的空气和燃气的压力,提高MILD进气的射流速度,在实际应用时,可以在燃烧器中同时设置第一气体压力调节装置和燃气调压阀,也可以设置第一气体压力调节装置和燃气调压阀中的任意一个,通过控制第一气体压力调节装置和燃气调压阀来调节进气的压力,可以控制MILD进气达到的速度,以实现在第二燃烧室12内形成MILD燃烧。
在一些实施例中,壳体上可以形成有一个燃烧室,对应的空气储气装置20具有一个出风口,该出风口与燃烧室连通,燃气送气组件50具有一个燃气出口,该燃气出口连通该燃烧室,空气送气组件30将气体压缩后输送至所述空气储气装置20存储,并能够控制所述空气储气装置20将存储的气体通过出风口提供给燃烧室,燃气送气组件50也通过燃气出口向燃烧室提供燃气,从而在燃气热水器工作的过程中,燃烧主体10燃烧所需要的空气即可从空气储气装置20中提供,也即无需开启空气送气组件30也能实现燃烧,使得用户在使用热水器的过程不会受到噪音的干扰。本发明实施例的燃气送气组件50、空气送气组件30及空气储气装置20适用于非MILD燃烧的燃烧器中,例如催化燃烧器,或者普通燃烧器(仅设置一个燃烧室)等,在应用于上述燃烧器中时,燃气送气组件50、空气送气组件30及空气储气装置20的功能也可以适应性的进行调整,例如空气储气装置20、燃气送气组件50可以根据需求设置一个或者一个以上的出口,燃气送气组件50、空气送气组件30也可以根据实际应用的需求,调整输出的燃气/空气的压力和流量等,以满足对应燃烧器的燃烧条件。
参照图7,在一实施例中,所述燃烧器还包括:
燃气管;以及,
预混合器(图未标示),用于将自所述空气储气装置20接入的空气以及自所述燃气管接入的燃气进行预混合,并向所述燃气本体提供混合气体。
本实施例中,预混合器的数量可以为两个,也即第一预混合器61和第二预混器,其中,第一预混合器61用于将自所述第一出风口接入的空气以及自所述燃气管接入的燃气进行预混合,并向第一燃烧室11提供混合气体。第一预混合器61设置在可以设置在第一燃烧室11内,由于通过第一预混合器61提供了包含燃气和空气的混合气体,混合气体输出至第一燃烧室11,以使预热燃烧器对混合气体进行点火燃烧,实现了高温预热空气。
第二预混合器62,用于将自所述第二出风口接入的空气以及自所述燃气管接入的燃气进行预混合,并向第一燃烧室11提供混合气体。第二预混合器62设置在可以设置在第二燃烧室12内,由于通过第二预混合器62提供了包含燃气和空气的混合气体,混合气体输出至第二燃烧室12,并且通过燃烧器对输送至第二燃烧室12的混合气体进行加压,形成具有一定射流速度的喷射气体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,便使得燃烧室内发生高温空气燃烧,可以达到MILD燃烧要求,降低CO和NOx排放量。
可以理解的是,上述实施例中,可以分别对输出至第一燃烧室11和第二燃烧室12的气体进行预混合,也可以对总的空气和燃气进行混合后,也即设置一个全预混合器,通过上述燃烧器分别向第一燃烧室11和第二燃烧室12输送混合气体,也即实现全预混,具体可以根据实际应用的需求,以及能够保证MILD燃烧的前提下进行适配设置,此处不做限制。在进行全预混时,为了方便气体的混合,可在预热燃烧器内设置或者形成混合气体分配室,混合气体分配室的进气口与全预混合器连通,混合气体分配室的出气口与第一燃烧室11和第二燃烧室12连通,以分配输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的气体的混合气体点燃。
参照图8,可以理解的是,上述实施例中,可以分别对输出至第一燃烧室11和第二燃烧室12的气体进行预混合,也可以对总的空气和燃气进行混合后,也即设置一个全预混合器63,通过上述送气组件20分别向第一燃烧室11和第二燃烧室12输送混合气体,也即实现全预混,具体可以根据实际应用的需求,以及能够保证MILD燃烧的前提下进行适配设置,此处不做限制。
在进行全预混时,为了方便气体的混合,可在预热燃烧器内设置或者形成混合气体分配室,混合气体分配室的进气口与全预混合器63连通,混合气体分配室的出气口与第一燃烧室11和第二燃烧室12连通,以分配输送至第一燃烧室11和第二燃烧室12的气体的混合气体点燃。全预混合器63将接入的空气和燃气进行混合之后,分别输出至第一燃烧室11和第二燃烧室12。并且,在进行全预混时,如图5所示,全预混合器63与送气组件20的两个出口连接,全预混合器63的两个出口则与第一燃烧室11及第二燃烧室12分别连通。全预混合器63接入的空气和/或燃气为增压后的气体,也即送气组件20先对空气和/或燃气进行增压之后输出至全预混合器63,全预混合器63对增压后的气体进行混合。当然,在其他实施例中,也可以通过全预混合器63将空气和燃气进行混合之后将混合气体输出至送气组件20,送气组件20再对混合气体进行增压。
在一实施例中,所述燃烧器还包括:
换热器70,换热器70的一端连通冷水进水管,另一端连通热水出水管,所述换热器70用于吸收所述第一燃烧室11燃烧和所述第二燃烧室12燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器70内部的水进行热量交换。
本实施例中,冷水进水管用于从外部向燃气热水器引入冷水,并将冷水送入换热器70,换热器70吸收预热燃烧器燃烧和MILD燃烧产生的热量后将冷水加热成热水,热水通过热水出水管引出燃气热水器。
本发明还提供一种燃气热水器,在一实施例中,燃气热水器包括换热器及燃烧器,所述换热器通过所述燃烧器产生的热量制得热水。
该燃烧器的详细结构可参照上述实施例,此处不再赘述;可以理解的是,由于在本发明燃气热水器中使用了上述燃烧器,因此,本发明燃气热水器的实施例包括上述燃烧器全部实施例的全部技术方案,且所达到的技术效果也完全相同,在此不再赘述。
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 (14)
1.一种燃烧器,其特征在于,所述燃烧器包括:
燃烧主体;
空气储气装置,与所述燃烧主体连通,用于存储气体;以及,
空气送气组件,用于将气体压缩后输送至所述空气储气装置存储,并能够控制所述空气储气装置存储的气体提供给所述燃烧主体;
所述燃烧器本体燃烧过程中所需要的空气从空气储气装置中提供;所述空气储气装置与空气送气组件之间,具有三种工作模式:所述空气送气组件单独用于储气工作的工作模式、所述空气储气装置单独用于给燃烧器本体提供压缩后的空气的工作模式、所述空气储气装置与所述空气送气组件同时工作的工作模式。
2.如权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述空气送气组件包括:
增压装置,所述增压装置的入口用于接入空气,所述增压装置与所述空气储气装置的入口连通,所述增压装置用于将接入的空气进行压缩,并输出至所述空气储气装置。
3.如权利要求2所述的燃烧器,其特征在于,所述增压装置为空压机。
4.如权利要求2所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;
所述空气储气装置具有第一出风口及第二出风口,所述第一出风口与所述第一燃烧室连通,所述第二出风口与所述第二燃烧室连通;所述空气送气组件还包括:
第一调压装置,所述第一调压装置设置在所述空气储气装置的第二出口与第二燃烧室之间。
5.如权利要求4所述的燃烧器,其特征在于,所述空气送气组件还包括:
第二调压装置,所述第二调压装置串联设置于所述第一出风口与所述空气储气装置之间;或者,所述第二调压装置串联设置于所述第二出风口与所述第二燃烧室之间;
所述第二调压装置,用于调节输送至所述第一燃烧室和所述第二燃烧室的空气流量。
6.如权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:
燃气送气组件,用于向所述燃烧主体输送燃气,并能够控制输送给所述燃烧主体的气体的流速大小。
7.如权利要求6所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;
所述燃气送气组件包括:
第一燃气阀,具有第一燃气出口和第二燃气出口,所述第一燃气出口连通所述第一燃烧室,用于向所述第一燃烧室输送燃气;
所述第二燃气出口连通所述第二燃烧室,用于向所述第二燃烧室输送燃气。
8.如权利要求7所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:
电控组件,所述电控组件与所述空气送气组件及所述空气储气装置电连接,用以控制所述空气储气装置分别向所述第一燃烧室和第二燃烧室输送气体,并控制输送至所述第二燃烧室的气体流速大小,以使气体在所述第一燃烧室内加热至预设目标温度后输送至所述第二燃烧室发生高温空气燃烧。
9.如权利要求7所述的燃烧器,其特征在于,所述燃气送气组件还包括:
第二燃气阀,所述第二燃气阀串联设置于所述第一燃气出口与所述第一燃烧室之间;或者,所述第二燃气阀串联设置于所述第二燃气出口与所述第二燃烧室之间;
所述第二燃气阀,用于调节输送至所述第一燃烧室和所述第二燃烧室的燃气流量。
10.如权利要求7所述的燃烧器,其特征在于,所述燃气送气组件包括:
燃气压力调节装置,所述燃气压力调节装置的入口与所述第一燃气阀的第二燃气出口连通,所述燃气压力调节装置的出口与所述第二燃烧室连通,所述燃气压力调节装置用于控制输送至所述第二燃烧室的气体流速。
11.如权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:
燃气管;以及,
混合器,用于将自所述空气储气装置接入的空气以及自所述燃气管接入的燃气进行预混合,并向所述燃烧主体提供混合气体。
12.如权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧主体具有相互连通的第一燃烧室及第二燃烧室;其中,
所述第一燃烧室为预热燃烧室,所述第二燃烧室为高温空气燃烧室。
13.如权利要求1-12任一项所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:
换热器,换热器的一端连通冷水进水管,另一端连通热水出水管,所述换热器用于吸收所述燃烧主体的第一燃烧室和第二燃烧室燃烧产生的热量并将吸收的热量与换热器内部的水进行热量交换。
14.一种燃气热水器,其特征在于,包括如权利要求1-13任一项所述的燃烧器。
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