CN115325539A - 一种可分段燃烧的完全预混燃烧器及燃气热水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可分段燃烧的完全预混燃烧器及燃气热水设备，所述燃烧器包括：两个或两个以上独立的混合装置以及一个燃烧器头部；所述燃烧器头部设在所述混合装置上且与各所述混合装置连通，各所述混合装置都包括：预混腔，与所述预混腔连通的混合腔，设在所述混合腔内的稳焰板、气流分配板、扰流板和导流板，以及设在所述预混腔内的引射管；所述引射管与所述预混腔的进气口连接，所述引射管连通所述预混腔进气口和所述预混腔，各所述预混腔的进气口都对应的设有一个或一个以上的组合式喷嘴。火力调节范围大，燃气与空气充分混合，燃烧更为充分，避免了燃烧器发生回火现象，保证了燃烧火焰的稳定燃烧和调节。

Description

一种可分段燃烧的完全预混燃烧器及燃气热水设备

技术领域

本发明涉及燃气热水设备技术领域，尤其涉及一种可分段燃烧的完全预混燃烧器及燃气热水设备。

背景技术

完全预混式燃烧作为一种高效低排放的燃烧，已被越来越多的应用于燃气快速热水器领域，最典型的完全预混燃烧结构采用可调速风机按照一定比例的空气与燃气比引射方式进行预混燃烧，燃烧器为固定火孔燃烧负荷形式，燃烧火力的调节通过风机的转速控制调节，存在的不足点是受燃烧器为固定火孔面积限制，当风机转速降低到低于火孔表面火焰燃烧速度时易产生回火现象，因此火力调节受到限制，导致热水器水温最低温度无法降到需要的温度，水温调节范围较窄。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种火力调节范围大、燃烧更为充分的可分段燃烧的完全预混燃烧器。

本发明的另一目的是提供一种具有上述可分段燃烧的完全预混燃烧器的燃气热水设备。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，包括：两个或两个以上的独立混合装置以及一个燃烧器头部；所述燃烧器头部设在所述混合装置上且与各所述混合装置连通，各所述混合装置都包括：预混腔，与所述预混腔连通的混合腔，设在所述混合腔内的稳焰板、气流分配板、扰流板和导流板，以及设在所述预混腔内的引射管；所述引射管与所述预混腔的进气口连接，所述引射管连通所述预混腔进气口和所述预混腔，各所述预混腔的进气口都对应的设有一个或一个以上的组合式喷嘴。

作为上述方案的进一步说明，各所述混合装置对应的燃烧面积不相同。

作为上述方案的进一步说明，在所述燃烧器头部上设有与所述混合装置一一对应的火孔区域，相邻所述火孔区域间隔设置。

作为上述方案的进一步说明，在所述火孔区域上密布火孔，所述火孔包括孔状火孔和条形状火孔。

作为上述方案的进一步说明，所述燃烧器头部为平板结构；所述平板结构为不锈钢平板、金属纤维织平板或金属蜂窝状平板。

作为上述方案的进一步说明，所述组合式喷嘴由两个喷嘴上下分布组成。

作为上述方案的进一步说明，在所述混合腔内沿所述混合腔到所述燃烧器头部方向依次设置有所述导流板、所述扰流板、所述气流分配板和所述稳焰板；所述导流板的中部开设有若干导流孔；在所述扰流板上开设有若干扰流孔，在各所述扰流孔的外周设有用于降低气体流速的扰流板，所述扰流板倾斜设置。

作为上述方案的进一步说明，还包括燃烧器外壳，在所述燃烧器外壳内设有至少一个隔板将所述燃烧外壳间隔为两个或两个以上的独立混合装置。

作为上述方案的进一步说明，在所述燃烧器壳体上设有用于放置所述燃烧器头部的台阶，在所述燃烧器壳体的顶部设有用于固定所述燃烧器头部的铆接翻边。

一种燃气热水设备，其特征在于，包括如上任意一项所述的可分段燃烧的完全预混燃烧器。

本发明的有益效果是：在燃烧器头部下方设有多个独立的燃气与空气混合装置，每个独立混合装置内置有多层级调节结构，可以根据燃烧器负荷大小配置不同数量的组合式喷嘴、设置不同大小的混合装置，燃气与空气按照一定比例混合成预混燃烧气体，通过分别控制多个混合装置实现燃烧器表面火焰多段位燃烧，单个混合装置也可以在一定范围内调节火力大小；在可控的范围内风机产生的燃烧混合气体速度始终大于火孔燃烧速度，避免了燃烧器回火产生，保证了燃烧火焰的稳定燃烧和调节；通过设置的组合式喷嘴和多层级调节结构使燃气与空气得到更好的混合，燃烧头部前压力分布均匀，燃烧更为充分，其燃烧后烟气中CO、NOx等更低。

附图说明

图1所示为本发明提供的可分段燃烧的完全预混燃烧器的剖视图。

图2所示为本发明提供的可分段燃烧的完全预混燃烧器的结构图。

图3所示为本发明提供的可分段燃烧的完全预混燃烧器的横截面图。

图4所示为本发明提供的可分段燃烧的完全预混燃烧器的俯视图。

附图标记说明。

1：燃烧器头部，2：稳焰板，3：气流分配板，4：扰流板，5：导流板，6：混合装置，7：引射管，8：组合式喷嘴。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1。

如图1～图3所示，一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，包括：两个或两个以上独立的混合装置6以及一个燃烧器头部1；所述燃烧器头部1设在所述混合装置6的顶部且与各所述混合装置6连通，各所述混合装置6都包括：预混腔，与所述预混腔连通的混合腔，设在所述混合腔内的稳焰板2、气流分配板3、扰流板4和导流板5，以及设在所述预混腔内的引射管7；所述引射管7与所述预混腔的进气口连接，所述引射管7连通所述预混腔的进气口和所述预混腔，各所述预混腔的进气口都对应的设有一个或一个以上的组合式喷嘴8。

这样，在实际使用时，燃气g通过组合式喷嘴进入引射管喉部，同时空气f通过燃气引射及可调速风机压缩被引入，燃气与空气以1:1.15～1.45的比例混合在预混腔内完成预混后进入混合腔，混合气体在导流板作用下从底部中央位置进入导流层，混合气体再经扰流板后压缩通过气流分配板进行混合气体调节分配，使混合气体压力均匀分布在稳焰板上，为燃烧器头部提供稳定的燃气燃烧。多个独立的混合装置可以进行燃烧火力调节，最低火力能够控制在更小的负荷范围内燃烧，通过设置的燃气与空气预混装置及对混合气的调节，使燃气与空气得到更好的混合，燃烧器头部前压力分布均匀，燃烧更为充分，其燃烧后烟气中CO、NOx等更低。

各所述混合装置对应的燃烧面积不同，可根据燃烧负荷进行分配。在本实施例中，所述可分段燃烧的完全预混燃烧器由三个所述混合装置（6a、6b、6c）组成。位于中央位置的混合装置6a对应的燃烧面积为位于最右旁混合装置6b的燃烧面积的一半，位于最右旁混合装置6b的燃烧面积为位于最左旁混合装置6c燃烧面积的一半。混合装置6a对应的设有引射管7a，混合装置6b对应的设有引射管7b，混合装置6c对应的设有引射管7c。显然，在其它实施方式中，不仅限于三个独立的混合装置组合，本领域技术人员可以根据实际需要设计两个、四个、五个等的组合形式，不限于本实施例。

结合图4所示，在所述燃烧器头部1上设有与所述混合装置一一对应的火孔区域，相邻所述火孔区域间隔设置。在所述火孔区域上密布火孔，所述火孔包括孔状火孔和条形状火孔。在本实施例中，优选所述孔状火孔分布在所述条形状火孔的两端、且所述孔状火孔、所述条形状火孔均匀分布在所述火孔区域上；提高火孔的分布密度，有利于提高燃烧的热负荷。当然，在其它实施方式中，所述孔状火孔和所述条形状火孔为不规则分布，不限于本实施例。在本实施例中，所述条形状火孔的尺寸为0.8mm*（5～10mm）；所述孔状火孔的直径为0.8～1mm。

所述燃烧器头部为平板结构，所述平板结构的厚度1～2mm。所述平板为不锈钢平板、金属纤维织平板或金属蜂窝状平板。采用平板结构的燃烧器头部便于安装燃烧器头部。

更为具体的，还包括燃烧器壳体，在所述燃烧器壳体内设有一个或一个以上的隔板将所述燃烧器壳体间隔为多个独立的所述混合装置。在所述燃烧器壳体上设有用于放置所述燃烧器头部的台阶，在所述燃烧器壳体的顶部设有用于固定所述燃烧器头部的铆接翻边。在燃烧器头部放置在台阶后，弯折铆接翻边固定所述燃烧器头部于台阶上，安装较为方便。

各所述引射管进入所述预混腔的深度相同或不同。所述引射管的直径与其对应的混合装置的燃烧面积成正比。各所述引射管可以是图示的收缩及扩散结构的独立管体，所述引射管不限于独立的结构可以是与预混腔整合为一体结构。

在所述混合腔内沿所述混合腔到所述燃烧器头部方向依次设置有导流板、扰流板、气流分配板和稳焰板。在所述导流板的中部设有多个容混合气体进入到导流层的导流孔。在所述绕流板上设有多个扰流孔，在个所述扰流孔的外周设有用于降低气体流速的扰流板，所述扰流板倾斜设置使得扰流板能够阻挡流经扰流孔的气体从而降低气体流速。在所述气流分配板上密布有气流分配孔，通过调节所述气流分配孔的大小、分布和形状使得混合气体均匀地到达稳焰板。所述稳焰板上布设有多个稳焰孔，使得混合气体进入燃烧器头部。混合气体在导流板作用下从底部中央位置进入导流层，混合气体再经扰流板后降速压缩通过气流分配板进行混合气体调节分配，使混合气体压力均匀分布在稳焰板面，提供稳定的燃气燃烧。

需要说明的是，优选所述组合式喷嘴由两个上下分布的喷嘴组成，两所述喷嘴的间距为10～15mm。设置两个或两个以上的喷嘴使得单个混合装置也可以在一定范围内调节火力大小，喷嘴上下分布设置可以使得喷嘴的分布较为均匀，使得进入引射管的燃气与空气能够更好混合。在本实施例中，组合喷嘴根据燃烧负荷大小要求配置，最小的混合装置设置两组组合式喷嘴8a，最大的混合装置设置4组组合式喷嘴8c，另一混合装置设置三组组合式喷嘴8b。显然，本领域的技术人员可以根据实际使用情况调整组合式喷嘴的喷嘴数量，不限于本实施例。

实施例2。

一种燃气热水设备，其特征在于，包括如实施例1所述的可分段燃烧的完全预混燃烧器。

具体的，所述燃烧热水设备为燃气热水器或燃气壁挂炉。

本实施例提供的燃气热水设备具有实施例1所有有益效果，至于燃气热水设备的具体结构可以采用现有的或将来有的结构，在这里不在赘述。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，包括：两个或两个以上独立的混合装置以及一个燃烧器头部；所述燃烧器头部设在所述混合装置上且与各所述混合装置连通，各所述混合装置都包括：预混腔，与所述预混腔连通的混合腔，设在所述混合腔内的稳焰板、气流分配板、扰流板和导流板，以及设在所述预混腔内的引射管；所述引射管与所述预混腔的进气口连接，所述引射管连通所述预混腔进气口和所述预混腔，各所述预混腔的进气口都对应的设有一个或一个以上的组合式喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，各所述混合装置对应的燃烧面积不相同。

3.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器头部上设有与所述混合装置一一对应的火孔区域，相邻所述火孔区域间隔设置。

4.根据权利要求3所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，在所述火孔区域上密布火孔，所述火孔包括孔状火孔和条形状火孔。

5.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，所述燃烧器头部为平板结构；所述平板结构为不锈钢平板、金属纤维织平板或金属蜂窝状平板。

6.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，所述组合式喷嘴由两个喷嘴上下分布组成。

7.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，在所述混合腔内沿所述混合腔到所述燃烧器头部方向依次设置有所述导流板、所述扰流板、所述气流分配板和所述稳焰板；所述导流板的中部开设有若干导流孔；在所述扰流板上开设有若干扰流孔，在各所述扰流孔的外周设有用于降低气体流速的扰流板，所述扰流板倾斜设置。

8.根据权利要求1所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，还包括燃烧器外壳，在所述燃烧器外壳内设有至少一个隔板将所述燃烧外壳间隔为两个或两个以上的独立混合装置。

9.根据权利要求8所述的一种可分段燃烧的完全预混燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器壳体上设有用于放置所述燃烧器头部的台阶，在所述燃烧器壳体的顶部设有用于固定所述燃烧器头部的铆接翻边。

10.一种燃气热水设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的可分段燃烧的完全预混燃烧器。

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