CN115560319A - 燃烧组件及具有该燃烧组件的热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃烧组件和具有该燃烧组件的热水器。该燃烧组件包括主体和分火件。主体形成有燃烧气体流道,气体流道包括沿主体的纵向方向延伸的分配腔,分配腔设置有在主体的宽度方向上与主体的周围环境连通的开口。分火件至少部分设置于分配腔内,并至少延伸至开口,以在主体的厚度方向上将分配腔分隔为间隔设置的两个主火槽。本发明的燃烧组件通过在主体的分配腔设置分火件,在厚度方向上将分配腔分隔为间隔设置的两个主火槽,可提高单位火孔面积的热强度,进而在燃烧组件体积缩小的情况下,保证燃烧组件的燃烧性能,进而缩小了热水器的整体尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及一种供热装置,特别是涉及一种燃烧组件及具有该燃烧组件的热水器。
背景技术
目前,家用燃气热水器正在向大容积的趋势发展,以满足不同家庭的使用需求。燃气热水器通常安装在狭小的厨房,而容积增大将直接导致热水器的体积增大,不仅不便于热水器的安装,而且会过多地占用用户的活动空间。
现有技术中缩小热水器体积的方法主要是在不改变燃烧组件的前提下,尽可能地缩小燃烧室壁面与燃烧组件之间的距离,使燃烧组件与燃烧室壁面尽可能地接近,从而缩小尺寸。然而,燃烧组件与燃烧室的壁面不可能无限地接近,当燃烧室壁面与燃烧组件距离过近时,会导致火焰接触燃烧室壁面,烟气排放变差,而且会导致燃烧室壁面温度升高甚至烧损,并进一步导致热水器整个外壳内的温度过高,对控制板等电器元件造成损伤。
综合考虑,在设计上需要一种燃烧组件体积较小且燃烧性能不变的燃烧组件及具有该燃烧组件的热水器,以减小热水器的整体尺寸。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要克服现有技术中的至少一个技术缺陷,提供一种燃烧组件。
本发明第一方面的一个进一步的目的是要保证燃烧组件的燃烧性能。
本发明第一方面的另一个进一步的目的是要形成稳定不抖动的火焰。
本发明第二方面的一个目的是要提供一种具有燃烧组件的热水器。
根据本发明的第一方面,提供了一种燃烧组件,包括:
主体,形成有燃烧气体流道,所述气体流道包括沿所述主体的纵向方向延伸的分配腔,所述分配腔设置有在所述主体的宽度方向上与所述主体的周围环境连通的开口;和
分火件,至少部分设置于所述分配腔内,并至少延伸至所述开口,以在所述主体的厚度方向上将所述分配腔分隔为间隔设置的两个主火槽。
可选地,所述燃烧组件还包括:
稳焰件,包括沿所述开口的纵向方向均匀分布的多个压片,以在纵向方向上将所述两个主火槽的出口分隔为多个孔组,每个所述孔组包括两个主火孔。
可选地,所述稳焰件还包括:
两个挡板,分别设置于所述分配腔在厚度方向上的两侧,并与所述主体围成两个副火槽;其中
所述多个压片设置为将每个所述副火槽分隔为多个副火孔;且
所述主体对应所述多个副火孔的位置处开设有多个通孔,以使气体由所述分配腔流入所述副火槽。
可选地,所述分火件包括:
导向部,设置为沿厚度方向延伸;和
两个分隔部,分别设置为自所述导向部的在厚度方向上的两个端部向靠近所述开口的方向延伸;其中
所述导向部设置为将部分燃烧气体导向所述通孔。
可选地,所述两个挡板分别设置有沿纵向方向间隔分布并沿横向方向延伸的多个定位凸起;且
所述主体对应地设置有多个定位凹槽,所述两个挡板的多个所述定位凸起设置为分别与所述多个定位凹槽配合;其中
所述多个压片设置为在所述两个挡板的最小间距处与所述两个挡板连接;
相邻两个所述压片之间的间距小于所述开口在厚度方向上的尺寸。
可选地,所述分火件的纵向两端分别设置有一个支撑凸起;且
所述主体对应地设置有与所述分配腔连通的两个支撑凹槽,每个所述支撑凸起设置于一个所述支撑凹槽内。
可选地,所述气体流道还包括:
混合腔,用于接收燃烧气体并使燃烧气体混合均匀,所述分配腔设置为接收由所述混合腔流出的气体;其中,所述混合腔包括:
进气段,设置于所述分配腔远离所述开口的一侧并直线延伸,用于接收燃烧气体;
收缩段,设置为自所述进气段渐缩延伸;
混合段,设置为自所述收缩段直线延伸;
扩压段,设置为自所述混合段渐扩延伸,所述进气段、所述收缩段、所述混合段和所述扩压段设置为沿纵向方向延伸;以及
连接段,设置为接收所述扩压段流出的气体并导向所述分配腔。
可选地,所述气体流道还包括匀速腔,所述匀速腔设置为连接所述连接段与所述分配腔,其在厚度方向上的尺寸设置为沿所述进气段至所述扩压段的方向逐渐减小;和/或
所述连接段设置为至少部分自所述扩压段向靠近所述进气段的方向渐缩延伸。
可选地,所述进气段、所述收缩段、所述混合段、所述扩压段、和所述连接段设置为平滑连接;和/或
所述进气段在纵向方向上的尺寸为所述开口在纵向方向上的尺寸的1/7~1/5;和/或
所述收缩段的渐缩角度为30~35°;和/或
所述混合段在纵向方向上的尺寸为所述开口在纵向方向上的尺寸的1/32~1/29;和/或
所述扩压段的渐扩角度为7~10°,所述扩压段靠近所述分配腔的侧壁相对于纵向方向的夹角小于远离所述分配腔的侧壁相对于所述纵向方向的夹角。
根据本发明的第二方面,提供了一种热水器,包括多个根据以上任一所述的燃烧组件;其中,多个所述燃烧组件设置为在所述主体的厚度方向上并列设置。
本发明的燃烧组件通过在主体的分配腔设置分火件,在厚度方向上将分配腔分隔为间隔设置的两个主火槽,可提高单位火孔面积的热强度,进而在燃烧组件体积缩小的情况下,保证燃烧组件的燃烧性能,进而缩小了热水器的整体尺寸。
进一步地,本发明通过稳焰件在分配腔的厚度方向上的两侧形成两个副火槽,并通过多个压片将主火槽和副火槽分隔为沿纵向方向间隔设置的多个主火孔和多个副火孔,不仅可形成稳定不抖动的火焰,而且可与分火件配合提高多个主火孔和多个副火孔的流速的均匀性,形成气流笔直、完全燃烧的纯蓝色火焰,进一步地提高了单位火孔面积的热强度。
进一步地,燃烧组件体积缩小时燃烧气体增速、混合的流道尺寸也会相应地减小,导致燃烧气体的流速降低,燃气和引射的环境空气没有充分的时间进行混合,无法达到与大体积燃烧组件相同的燃烧性能,是本领域技术人员一直想要解决而未能解决的技术难题。而本发明特定结构和尺寸的混合腔,可减小气体流道的阻力,在保证燃烧气体的流速的同时,多次使燃气和引射的环境空气充分混合,使得混合气体流速、成分均匀,提高了燃烧组件的燃烧性能。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的燃烧组件的示意性轴测图;
图2是图1所示的燃烧组件的示意性爆炸视图;
图3是图2中一个半壳的示意性正视图;
图4是图1中主体的示意性俯视图;
图5是图1所示的燃烧组件的示意性剖视图;
图6是图5中区域A的示意性放大视图;
图7是根据本发明一个实施例的燃烧组件的气体流场图;
图8是根据本发明一个实施例的燃烧组件和现有技术中的燃烧组件的示意性结构图,其中,图左侧为本发明一个实施例的燃烧组件,图右侧为现有技术;
图9是图8中本发明一个实施例的燃烧组件的工作状态的拍摄图;
图10是图8中现有技术的燃烧组件的工作状态的拍摄图;
图11是根据本发明一个实施例的热水器的示意性结构图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的燃烧组件100的示意性轴测图;图2是图1所示的燃烧组件100的示意性爆炸视图;图3是图2中一个半壳110b的示意性正视图。参见图1至图3,燃烧组件100可包括主体110和分火件120。
主体110可形成有燃烧气体流道,用于接收燃烧气体并使燃烧气体混合后排出。其中,燃烧气体可包括由燃气喷嘴喷射出的燃气和被高速燃气引射的环境空气。
主体110可相对于一个假想中央平面镜像对称。在一些实施例中,主体110可由半壳110a和半壳110b沿该假想中央平面拼合形成。
在一些实施例中,气体流道可包括分配腔112、和混合腔111。在图1中,“V”表示主体110的纵向方向;“H”表示主体110的横向方向;“T”表示主体110的厚度方向。
分配腔112可设置为沿主体110的纵向方向延伸,并设置有在主体110的宽度方向上与主体110的周围环境连通的开口1121,以排出气体。
混合腔111可设置为接收燃烧气体并使燃烧气体混合均匀。分配腔112可设置为接收由混合腔111流出的气体。
在一些实施例中,混合腔111可包括进气段1111、收缩段1112、混合段1113、扩压段1114、以及连接段1115。
进气段1111可设置于分配腔112远离开口1121的一侧并直线延伸,用于接收燃烧气体。
在一些进一步地实施例中,进气段1111在主体110的纵向方向上的尺寸可为开口1121在纵向方向上的尺寸的1/7~1/5,例如1/7、1/6、或1/5。本发明的进气段1111具有较长的长度,可使燃烧气体在进气段1111得到充分的缓冲,进而使燃烧气体混合的更加均匀,而不是仅仅用于接收燃烧气体。
收缩段1112可设置为自进气段1111渐缩延伸,以提高燃烧气体的动力,在整体上提高形成火焰的强度。
在一些进一步地实施例中,收缩段1112的渐缩角度可为30~35°,例如,30°、32°、或35°。本发明的收缩段1112具有较小的渐缩角度,可在提高燃烧气体的动力的同时,减小气体流道的阻力,使燃烧气体的流动更加顺畅。
混合段1113可设置为自收缩段1112直线延伸,以使燃烧气体在混合段1113二次混合,进一步地提高燃烧气体的成分和流速的均匀性。
在一些进一步地实施例中,混合段1113在主体110的纵向方向上的尺寸可为开口1121在纵向方向上的尺寸的1/32~1/29,例如1/32、1/30、或1/29。本发明在保证燃烧气体的混合效果的同时极大地缩小了混合段1113的尺寸,进而缩小了燃烧组件100的尺寸。
扩压段1114可设置为自混合段1113渐扩延伸,以使燃烧气体的动压向静压转化,提高燃烧气体的压力,并使燃烧气体进一步地混合。进气段1111、收缩段1112、混合段1113和扩压段1114可设置为沿纵向方向延伸。
在一些进一步地实施例中,扩压段1114的渐扩角度可为7~10°,例如7°、8°、或10°,以保证由开口1121流出的气体流速。
扩压段1114靠近分配腔112的侧壁相对于主体110的纵向方向的夹角可小于远离分配腔112的侧壁相对于纵向方向的夹角,以燃烧气体混合的更加均匀。例如,扩压段1114的渐扩角度为8°,扩压段1114靠近分配腔112的侧壁相对于纵向方向的夹角可为3.5°,扩压段1114远离分配腔112的侧壁相对于纵向方向的夹角可为4.5°。
连接段1115可设置为接收扩压段1114流出的气体并导向分配腔112。连接段1115可设置为自扩压段1114弯折向靠近进气段1111的方向延伸,并至少部分自扩压段1114向靠近进气段1111的方向渐缩延伸,以提高分配腔112内燃烧气体在纵向方向上的流量的均匀性。
进气段1111、收缩段1112、混合段1113、扩压段1114、和连接段1115可设置为平滑连接,以减小气体流道的阻力。
图4是图1中主体110的示意性俯视图。参见图3和图4,气体流道还可包括匀速腔113,用于连接分配腔112与连接段1115。
匀速腔113在主体110的厚度方向上的尺寸可设置为沿进气段1111至扩压段1114的方向逐渐减小,以提高分配腔112内燃烧气体在纵向方向上的流速的均匀性。
图5是图1所示的燃烧组件100的示意性剖视图;图6是图5中区域A的示意性放大视图。参见图1、图2、图5和图6,特别地,燃烧组件100还可包括分火件120。
分火件120可至少部分设置于分配腔112内,并至少延伸至开口1121,以在主体110的厚度方向上将分配腔112分隔为间隔设置的两个主火槽140,以提高单位火孔面积的热强度,进而在燃烧组件100体积缩小的情况下,保证燃烧组件100的燃烧性能。
在本发明之前,本领域技术人员均认为火孔之间的间隔越小越好,以使火力更加聚集。而本申请的发明人创造性地发现,合理地增大两个主火槽140之间的间距不仅不会分散火焰、使火焰变小,反而会在压强的作用下形成更大的火焰,极大地提高了单位火孔面积的热强度。
分火件120在主体110的厚度方向上的尺寸可为开口1121在厚度方向上的尺寸的1/2~2/3,例如,1/2、3/5、或2/3。
在一些实施例中,分火件120的纵向两端可分别设置有一个支撑凸起123。
主体110可对应地设置有与分配腔112连通的两个支撑凹槽114。每个支撑凸起123可设置于一个支撑凹槽114内,以固定分火件120。
在一些实施例中,燃烧组件100还可包括稳焰件130,用于提高火焰的稳定性。
稳焰件130可包括沿开口1121的纵向方向均匀分布的多个压片131,以在主体110的纵向方向上将两个主火槽140的出口分隔为多个孔组。每个孔组可包括两个主火孔141,以形成稳定的多个主火焰。
相邻两个压片131之间的间距可小于开口1121在主体110的厚度方向上的尺寸,以进一步提高每个孔组的火焰强度。
在一些进一步地实施例中,稳焰件130还可包括两个挡板132。两个挡板132可分别设置于分配腔112在主体110的厚度方向上的两侧,并与主体110围成两个副火槽150。
多个压片131可进一步设置为将每个副火槽150分隔为多个副火孔151,以形成多个副火焰,提高主火焰的稳定性,防止主火焰抖动。
主体110对应多个副火孔151的位置处可开设有多个通孔115,以使气体由分配腔112流入副火槽150。
在一些进一步地实施例中,两个挡板132可分别设置有沿纵向方向间隔分布并沿横向方向延伸的多个定位凸起133。
主体110可对应地设置有多个定位凹槽116。两个挡板132的多个定位凸起133可设置为分别与多个定位凹槽116配合,以限定稳焰件130在主体110的纵向方向上的运动。
多个压片131可设置为在两个挡板132的最小间距处与两个挡板132连接,以提高燃烧组件100的紧凑性。
在一些进一步地实施例中,分火件120可包括导向部121和两个分隔部122。
导向部121可设置为沿主体110的厚度方向延伸。两个分隔部122可分别设置为自导向部121的在主体110的厚度方向上的两个端部向靠近开口1121的方向延伸。
导向部121可设置为将部分燃烧气体导向通孔115,以保证副火孔151内的燃烧气体流量。
导向部121可进一步设置为位于通孔115的靠近开口1121的一侧,以在导向部121和分配腔112的内壁的作用下,保证副火孔151内的燃烧气体流量,并保证主火孔141与副火孔151内的气体流量的比例。
图7是根据本发明一个实施例的燃烧组件100的气体流场图。参见图7,本发明的燃烧组件100的分配腔112在主体110的纵向方向上的燃烧气体的流速较为均匀;火孔处气体的流动方向笔直、界限清晰,具有较高的燃烧性能。
图8是根据本发明一个实施例的燃烧组件100和现有技术中的燃烧组件的示意性结构图,其中,图左侧为本发明一个实施例的燃烧组件100,图右侧为现有技术;图9是图8中本发明一个实施例的燃烧组件100的工作状态的拍摄图;图10是图8中现有技术的燃烧组件的工作状态的拍摄图。参见图8至图10,本发明的燃烧组件100可获得与现有技术基本相同的燃烧性能,并具有较小的尺寸。也即是,当本发明采用与现有技术基本相同的尺寸时,可获得更好的燃烧效果。而且从图9和图10可以看出,本发明的燃烧组件100生成的火焰界限更加清晰,稳定性更高。
图11是根据本发明一个实施例的热水器200的示意性结构图。参见图11,本发明还提供了一种热水器200。热水器200可包括形成有燃烧室211的外壳210、以及多个前述任一实施例的燃烧组件100。多个燃烧组件100可设置为在主体110的厚度方向上并列设置。燃烧组件100可在燃烧室211内以开口1121方向竖直向上的姿态设置。本发明的热水器200可在保证加热性能的同时,具有更小的尺寸。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种燃烧组件,包括:
主体,形成有燃烧气体流道,所述气体流道包括沿所述主体的纵向方向延伸的分配腔,所述分配腔设置有在所述主体的宽度方向上与所述主体的周围环境连通的开口;和
分火件,至少部分设置于所述分配腔内,并至少延伸至所述开口,以在所述主体的厚度方向上将所述分配腔分隔为间隔设置的两个主火槽。
2.根据权利要求1所述的燃烧组件,还包括:
稳焰件,包括沿所述开口的纵向方向均匀分布的多个压片,以在纵向方向上将所述两个主火槽的出口分隔为多个孔组,每个所述孔组包括两个主火孔。
3.根据权利要求2所述的燃烧组件,其中,所述稳焰件还包括:
两个挡板,分别设置于所述分配腔在厚度方向上的两侧,并与所述主体围成两个副火槽;其中
所述多个压片设置为将每个所述副火槽分隔为多个副火孔;且
所述主体对应所述多个副火孔的位置处开设有多个通孔,以使气体由所述分配腔流入所述副火槽。
4.根据权利要求3所述的燃烧组件,其中,所述分火件包括:
导向部,设置为沿厚度方向延伸;和
两个分隔部,分别设置为自所述导向部的在厚度方向上的两个端部向靠近所述开口的方向延伸;其中
所述导向部设置为将部分燃烧气体导向所述通孔。
5.根据权利要求3所述的燃烧组件,其中,
所述两个挡板分别设置有沿纵向方向间隔分布并沿横向方向延伸的多个定位凸起;且
所述主体对应地设置有多个定位凹槽,所述两个挡板的多个所述定位凸起设置为分别与所述多个定位凹槽配合;其中
所述多个压片设置为在所述两个挡板的最小间距处与所述两个挡板连接;
相邻两个所述压片之间的间距小于所述开口在厚度方向上的尺寸。
6.根据权利要求1所述的燃烧组件,其中,
所述分火件的纵向两端分别设置有一个支撑凸起;且
所述主体对应地设置有与所述分配腔连通的两个支撑凹槽,每个所述支撑凸起设置于一个所述支撑凹槽内。
7.根据权利要求1所述的燃烧组件,其中,所述气体流道还包括:
混合腔,用于接收燃烧气体并使燃烧气体混合均匀,所述分配腔设置为接收由所述混合腔流出的气体;其中,所述混合腔包括:
进气段,设置于所述分配腔远离所述开口的一侧并直线延伸,用于接收燃烧气体;
收缩段,设置为自所述进气段渐缩延伸;
混合段,设置为自所述收缩段直线延伸;
扩压段,设置为自所述混合段渐扩延伸,所述进气段、所述收缩段、所述混合段和所述扩压段设置为沿纵向方向延伸;以及
连接段,设置为接收所述扩压段流出的气体并导向所述分配腔。
8.根据权利要求7所述的燃烧组件,其中,
所述气体流道还包括匀速腔,所述匀速腔设置为连接所述连接段与所述分配腔,其在厚度方向上的尺寸设置为沿所述进气段至所述扩压段的方向逐渐减小;和/或
所述连接段设置为至少部分自所述扩压段向靠近所述进气段的方向渐缩延伸。
9.根据权利要求7所述的燃烧组件,其中,
所述进气段、所述收缩段、所述混合段、所述扩压段、和所述连接段设置为平滑连接;和/或
所述进气段在纵向方向上的尺寸为所述开口在纵向方向上的尺寸的1/7~1/5;和/或
所述收缩段的渐缩角度为30~35°;和/或
所述混合段在纵向方向上的尺寸为所述开口在纵向方向上的尺寸的1/32~1/29;和/或
所述扩压段的渐扩角度为7~10°,所述扩压段靠近所述分配腔的侧壁相对于纵向方向的夹角小于远离所述分配腔的侧壁相对于所述纵向方向的夹角。
10.一种热水器,包括多个根据权利要求1-9中任一项所述的燃烧组件;其中,多个所述燃烧组件设置为在所述主体的厚度方向上并列设置。
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