CN116951411A - 一种燃烧器及燃气热水器 - Google Patents

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CN116951411A CN202211035720.2A CN202211035720A CN116951411A CN 116951411 A CN116951411 A CN 116951411A CN 202211035720 A CN202211035720 A CN 202211035720A CN 116951411 A CN116951411 A CN 116951411A
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卢宇聪
李新学
李炳坚
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Guangdong Vanward New Electric Co Ltd
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Abstract

本发明属于燃气热水器技术领域，具体公开了一种燃烧器及燃气热水器。燃烧器包括外壳体和内壳体，外壳体的顶部设有上敞口的容置腔；外壳体还具有进气通道；内壳体置于容置腔内；内壳体具有下敞口的第一腔室，第一腔室的顶部贯通开设有火孔，第一腔室与进气通道连通；容置腔的腔壁与内壳体的外侧壁之间形成有第二腔室，第一腔室的腔壁上开设第一开口，第一腔室通过第一开口与第二腔室连通；容置腔的腔壁上开设第二开口，第二开口连通外界与第二腔室。燃气热水器包括上述的燃烧器。本发明能够有效解决现有燃烧器的燃烧噪声大及污染物超标的问题。

Description

一种燃烧器及燃气热水器
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种燃烧器及燃气热水器。
背景技术
随着人们环保意识的增强，对于燃气热水器的有害气体的排放要求越来越高。且随着人们对生活品质要求的提高，燃气热水器的使用噪声也是越小越好。
现有的家用燃气热水器的燃烧器在负荷较大时，预混气体逸出火孔的流速会很高，导致预混气的出气速度大于燃气的燃烧速度，会有一部分预混气无法燃烧，发生燃烧不充分、离焰等不稳定燃烧现象，进而引发较大的燃烧噪声及污染排放物(CO与NOX)超标等一系列问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题之一是要提供一种燃烧器，其能够有效解决现有燃烧器的燃烧噪声大及污染物超标的问题。
本发明所解决的技术问题之二是要提供一种燃气热水器，其能够有效解决现有燃气热水器的燃烧噪声大及污染物超标的问题。
上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：
一种燃烧器，包括：
外壳体，所述外壳体的顶部设有容置腔，所述外壳体的顶部设有上敞口的容置腔，所述外壳体还具有进气通道；
内壳体，所述内壳体置于所述容置腔内；所述内壳体具有下敞口的第一腔室，所述第一腔室的顶部贯通开设有火孔，所述第一腔室与所述进气通道连通；
所述容置腔的腔壁与所述内壳体的外侧壁之间形成有第二腔室，所述第一腔室的腔壁上开设第一开口，所述第一腔室通过所述第一开口与所述第二腔室连通；所述容置腔的腔壁上开设第二开口，所述第二开口连通外界与所述第二腔室。
本发明所述的燃烧器，与背景技术相比，具有的有益效果为：
首先，燃烧气体与空气同时进入外壳体的进气通道，并在进气通道中混合形成预混气，预混气随之进入内壳体的第一腔室内，并从火孔逸出进行燃烧，形成主火焰；然后，第一开口的设置使得进入到第一腔室中的预混气会从第一开口逸出至第二腔室内，待第二腔室中的预混气从容置腔上方逸出后会燃烧形成第一稳火焰，第一稳火焰比主火焰短的多，主要存在于主火焰根部附近，可以对主火焰起到稳焰作用，使主火焰燃烧时的抖动情况大大减少，继而使得燃烧的噪音情况也得到了改善；再者，第二开口的设置使得燃烧器外部的空气可以由第二开口进入第二腔室，与其中的预混气进行再度混合，增大燃烧时的一次空气系数，使第一稳火焰与主火焰形成浓淡燃烧现象，浓淡燃烧可以使得整个燃烧器的氮氧化物的排放量都在较低水平，有效防止了污染物的超标。另外，常规的浓淡燃烧器火排均具有两个引射通道，结构复杂且生产成本高，而本发明只需要单个引射通道即可形成浓淡燃烧的效果，结构更加简单，运作更加可靠，生产成本也更低。
在其中一个实施例中，所述第一开口的朝向竖直向上。
在其中一个实施例中，所述内壳体为沿第一水平方向延伸的长条形结构；所述内壳体包括两个沿第二水平方向相对设置的第一侧板和设于两个所述第一侧板之间的顶板，所述第一水平方向与所述第二水平方向相垂直；两个所述第一侧板和所述顶板围设形成所述第一腔室；
所述火孔开设于所述顶板上；所述第一开口开设于所述第一侧板上；每个所述第一侧板与所述外壳体之间均形成有一个所述第二腔室。
在其中一个实施例中，所述第一侧板向外凸设有第一压型，所述第一压型与所述第一侧板的连接处设置所述第一开口。
在其中一个实施例中，所述顶板上凸设有第二压型，所述第二压型与所述顶板的连接处设置第三开口，所述第三开口连通外界与所述第一腔室；所述第三开口的朝向与所述第一水平方向相平行。
在其中一个实施例中，所述顶板呈V型结构，包括两个呈夹角设置的第一分板和第二分板；所述火孔包括：
第一火孔，所述第一火孔由所述第一分板延伸至所述第二分板上；和/或
第二火孔，所述第一分板和所述第二分板上均设置所述第二火孔，且二者的所述第二火孔相互独立。
在其中一个实施例中，所述火孔沿所述第一水平方向间隔设置多组，所述第二压型的数量与所述火孔的组数一一对应；每组所述火孔均包括两个所述第二火孔和两个所述第一火孔，两个所述第一火孔和两个所述第二火孔均相对于相应的所述第二压型呈对称分布；所述第二火孔位于所述第一火孔和所述第二压型之间。
在其中一个实施例中，所述第二压型的顶部开设通孔，所述通孔与所述第三开口沿所述第二压型的凸设方向相连通。
在其中一个实施例中，所述外壳体的顶部设置有两个相对设置的第二侧板，所述内壳体设于两个所述第二侧板之间；所述第二侧板向外凸设有第三压型，所述内壳体的外侧壁与所述第三压型之间形成所述第二腔室；所述第二开口开设于所述第三压型上。
上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：
一种燃气热水器，包括上述任一所述的燃烧器。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种燃烧器的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种燃烧器的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种燃烧器的分解示意图；
图4为本发明实施例提供的一种燃烧器燃烧状态下的侧剖图；
图5为图4中A处的局部放大示意图；
图6为本发明实施例提供的一种内壳体的结构示意图；
图7为图6中B处的局部放大示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种内壳体的结构示意图；
图9为图8中C处的局部放大示意图。
标号说明：
10、内壳体；20、外壳体；
100、第一腔室；200、第二腔室；
11、第一侧板；12、顶板；21、第二侧板；22、基板；23、容置腔；24、进气通道；
111、第一开口；112、第一压型；121、火孔；122、第一分板；123、第二分板；124、第二压型；125、第三开口；211、第二开口；212、第三压型；213、翻边；221、第一通道；
1211、第一火孔；1212、第二火孔；1241、通孔。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。
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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本实施例提供了一种燃烧器，能够应用于燃气热水器中，进行燃气的燃烧。具体地，参考图1-3，燃烧器包括外壳体20和内壳体10，外壳体20的顶部设有上敞口的容置腔23，参考图4，外壳体20还具有进气通道24；参考图4和图5，内壳体10置于容置腔23内，内壳体10具有下敞口的第一腔室100，第一腔室100的顶部贯通开设有火孔121，第一腔室100与进气通道24连通。具体使用时，燃烧气体与空气同时进入外壳体20的进气通道24，并在进气通道24中混合形成预混气，预混气随之进入内壳体10的第一腔室100内，并从火孔121逸出进行燃烧，形成主火焰。
进一步地，仍然参考图4和图5，容置腔23的腔壁与内壳体10的外侧壁之间形成有第二腔室200，第一腔室100的腔壁上开设第一开口111，第一腔室100通过第一开口111与第二腔室200连通。第一开口111的设置使得进入到第一腔室100中的预混气会从第一开口111逸出至第二腔室200内，待第二腔室200中的预混气从容置腔23上方逸出后会燃烧形成第一稳火焰，由于进入第二腔室200的预混气流量很小、流速也较慢，因此，第一稳火焰比主火焰短的多，主要存在于主火焰根部附近，可以对主火焰起到稳焰作用。当进气速度过快时，主火焰的离焰风险会变大，而当主火焰将要发生离焰时，预混气不发生燃烧便会从火孔121的边缘流出，但此时由于主火焰根部有第一稳火焰的存在，第一稳火焰会将这些未来得及反应的预混气点着，进而避免了离焰的发生，稳定了主火焰，整个燃烧器的燃烧会更稳定更充分，污染物的排放量更少；同时，由于第一稳火焰的稳焰作用，主火焰燃烧时的抖动情况大大减少，继而使得燃烧的噪音情况也得到了改善。
示例地，参考图5，第一开口111的朝向为竖直向上。由于第一腔室100内预混气的流向是竖直朝上的，因此将第一开口111的朝向也设置为竖直朝向，可以使预混气更快更多地顺势由第一开口111流入第二腔室200内，并尽可能地靠近主火焰形成第一稳火焰，提升稳焰效果。
进一步地，容置腔23的腔壁上开设第二开口211，第二开口211连通外界与第二腔室200。第二开口211的设置使得燃烧器外部的空气可以由第二开口211进入第二腔室200，与其中的预混气进行再度混合，增大其中的空气含量，进而使第一稳火焰与主火焰形成浓淡燃烧现象。具体地，燃烧器内的预混气一部分由上敞口进入到第一腔室100，并经由火孔121在燃烧器的上方形成浓火焰，另一部分预混气由第一开口111进入到第二腔室200，与从第二开口211进入的空气再混合后，一次空气系数会增加到1.3～1.8左右，并在浓火焰的旁侧形成稳定的淡火焰，在一次空气大于1的情况下，一次空气系数越大，燃烧温度越低。理论计算表明，当淡火焰的一次空气系数足够大时，燃烧的最高温度小于1500K，破坏了热力型氮氧化物NOx生成的条件，从而抑制了氮氧化物NOx生成。由于淡火焰燃烧产物中还含有其他成分，如CO2和H20等，这些气体同过剩的空气一起扩散到浓火焰中，使得浓火焰反应区的氧气浓度相对降低以及浓火焰燃烧温度的降低，最终抑制了浓火焰氮氧化物的生成；这样，淡火焰与浓火焰中的氮氧化物的生成均受到了抑制，最终使得整个燃烧器的氮氧化物的排放量较低。另外，常规的浓淡燃烧器火排均具有两个引射通道，结构复杂且生产成本高，而本实施例只需要单个引射通道即可形成浓淡燃烧的效果，结构更加简单，运作更加可靠，生产成本也更低。
示例地，第一开口111设于第二开口211的上方；即外部空气进入第二腔室200的位置较预混气进入第二腔室200的位置低，倘若第二开口211设置在第一开口111上方，那么外部空气进入后可能压制预混气的进入，导致预混气无法充分到达容置腔23上方形成第一稳火焰，影响稳焰效果。
在一实施例中，参考图6和图7，内壳体10为沿第一水平方向(即附图中X向)延伸的长条形结构；内壳体10包括两个沿第二水平方向(即附图中Y向)相对设置的第一侧板11和设于两个第一侧板11之间的顶板12，第一水平方向与第二水平方向相垂直；两个第一侧板11和顶板12围设形成底部设置下敞口的第一腔室100。火孔121开设于顶板12上；第一开口111设于第一侧板11上；参考图5，每个第一侧板11与外壳体20之间均形成有一个第二腔室200。更进一步地，由于每个第一侧板11与外壳体20之间均形成有一个第二腔室200，因此，内壳体10置于容置腔23后，与外壳体20一共形成了两个第二腔室200；可选地，两个第二腔室200相对于内壳体10呈对称分布，进而在主火焰的两侧均对应形成有第一稳火焰，进一步提高了主火焰的稳定性，燃烧器具有更小的噪声和更低的有害气体排放。
示例地，参考图5和图7，第一侧板11向外凸设有第一压型112，第一压型112与第一侧板11的连接处设置上述第一开口111。具体实施时，内壳体10通过钣金压型的方式一体成型；设置第一压型112可以方便实现第一开口111的开口朝向竖直朝上的布置。
进一步地，第一顶板12呈V型结构，包括两个呈夹角设置的第一分板122和第二分板123。具体地，火孔121包括第一火孔1211，第一火孔1211由第一分板122延伸至第二分板123上，即第一火孔1211同时布设于第一分板122和第二分板123上。可选地，火孔121还包括第二火孔1212，第一分板122和第二分板123上均设置第二火孔1212，且二者的第二火孔1212相互独立。第一火孔1211延伸的过程中，使得第一分板122和第二分板123的连接处也有预混气逸出，此时第一火孔1211的长度较两个第二火孔1212加起来的长，相较于第二火孔1212在第一分板122和第二分板123上的独立设置，可以显著增加预混气的输出。由于第一火孔1211和第二火孔1212均是为了形成主火焰，因此，具体实施时，顶板12上可以只设置第一火孔1211，也可以只设置第二火孔1212，还可以第一火孔1211和第二火孔1212均设置，根据需要合理安排第一火孔1211及第二火孔1212的数量及分布方式，以达到最佳的燃烧效果。具体实施时，可以将火孔121沿第一水平方向间隔设置多组，每组火孔121均包括两个第一火孔1211和至少一个第二火孔1212，第二火孔1212设于两个第一火孔1211之间。由于第一火孔1211所能输出的预混气较第二火孔1212多，因此第一火孔1211所形成的主火焰长度较第二火孔1212的长，因此将第二火孔1212设于两个第一火孔1211之间，可以将第二火孔1212处形成的主火焰包围在第一火孔1211处形成的主火焰内，提高整个主火焰的稳定性。
进一步地，参考图7，顶板12上凸设有第二压型124，第二压型124与顶板12的连接处设置第三开口125，第三开口125连通外界与第一腔室100；第三开口125的开口朝向与第一水平方向相平行。上述设置使得第一腔室100内的预混气还可以由第三开口125逸出，并燃烧形成第二稳火焰，由于第三开口125的尺寸一般都较小，类似开了一条缝，因此此处所形成的第二稳火焰也是小火焰，较主火焰短得多，其可以依附在主火焰的根部，与第一稳火焰相配合，从不同方向上对主火焰进行稳焰操作，进一步提高主火焰的稳定性，减少燃烧噪音和污染物的排放。具体地，第二压型124可以在第一分板122和第二分板123上均设置；第二压型124也可以由第一分板122延伸至第二分板123上。
一实施例中，参考图7，第一压型112的数量与火孔121的组数一一对应；每组火孔121均包括两个第二火孔1212和两个第一火孔1211，两个第一火孔1211和两个第二火孔1212均相对于相应的第二压型124呈对称分布；第二火孔1212位于第一火孔1211和第二压型124之间。
参考图8和图9，第二压型124的顶部开设通孔1241，通孔1241与第三开口125沿第二压型124的凸设方向相连通。设置通孔1121可以使从第二压型124出来的预混气部分朝上逸出，增大第二稳火焰的形成面积，也就确保了第二稳火焰对主火焰的稳焰效果。具体可选地，通孔1241为半圆形孔或方形孔。
具体地，参考图2、3和图5，外壳体20的顶部设置有两个沿第二水平方向相对设置的第二侧板21，两个第二侧板21之间的空间即为容置腔23；内壳体10设于两个第二侧板21之间；第二侧板21向外凸设有第三压型212，内壳体10的外侧壁与第三压型212之间形成第二腔室200。进一步可选地，第二开口211开设于第三压型212上。更进一步地，第二开口211开设于第三压型212的底部，即第二开口211位于容置腔23的底部，使得空气进入容置腔23后不会过度压制由第一开口111进入的预混气。
进一步地，参考图2-4，外壳体20还包括两个相对设置的基板22，每个基板22顶部均设置一个第二侧板21；基板22上开设有第一通道221，两个基板22扣合后，两个第二侧板21的端部也对应相连形成容置腔23，两个第一通道221对应连通形成进气通道24；进气通道24的进气口设于基板22的侧部，进气通道24的出气口设于基板22的顶部。具体实施时，基板22与第二侧板21为一体式结构，并可以通过钣金压型的方式一体成型；两个基板22之间以及两个第二侧板21之间可以为铆接，也可以点焊连接。参考图2，为了方便两个第二侧板21之间的连接，可以在第二侧板21的端部设置翻边213，翻折角度和次数不做限制，直至两个第二侧板21的翻边213能够相贴合，方便实施点焊或者铆接操作。
可选地，参考图2和图3，内壳体10具有沿第一水平方向的第一端和第二端，其第一端和第二端均与外壳体20相连。内壳体10的第一端和第二端分别与外壳体20的内壁接触。可选地，在接触处采用点焊的方式进行连接，确保内壳体10在外壳体20内的稳固放置。这里，可以将内壳体10的第一端和第二端的形状设置为与外壳体20相匹配的形状，增大内壳体10与外壳体20的接触面积，保证连接效果；同时还可以避免预混气由接触处逸出，造成浪费。比如，内壳体10的端部形状为锥形，两个外壳体20对接后，端部的翻边213也形成了锥形槽，内壳体10放入后，其端部能够与外壳体20的锥形槽的槽壁接触。
进一步地，待内壳体10与外壳体20装配完成后，进气通道24的出气口通过内壳体10底部的下敞口与内壳体10的第一腔室100连通，以便顺利完成出气。由于第二侧板21与基板22为一体成型，因此进气通道24的出气口与容置腔23也相连通，以使预混气顺利进入内壳体10中。具体实施时，内壳体10放置在容置腔23后，可以使出气口直接连通第一腔室100，预混气不经由容置腔23，也可以保留部分容置腔23，使得预混气先进入容置腔23，再进入第一腔室100。
参考图5，由于第二侧板21上设置第三压型212，第二腔室200由第三压型212与内壳体10形成，因此，可以将第二侧板21的底部未设置第三压型212的部分与第一侧板11进行接触并连接，连接方式可选地为点焊或者铆接；这样便可以在第一水平方向上均建立内壳体10与外壳体20之间的连接关系，提高了内壳体10放置的稳定性，同时还避免预混气从内壳体10与外壳体20底部之间的间隙逸出至第二腔室200，影响正常从第一开口111逸出的操作。
本实施例还提供了一种燃气热水器，其通过燃烧燃气的方式对水进行加热实现热水供给。燃气热水器包括了上述的燃烧器。
在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述具体实施方式的具体内容仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：
外壳体(20)，所述外壳体(20)的顶部设有上敞口的容置腔(23)，所述外壳体(20)还具有进气通道(24)；
内壳体(10)，所述内壳体(10)置于所述容置腔(23)内；所述内壳体(10)具有下敞口的第一腔室(100)，所述第一腔室(100)的顶部贯通开设有火孔(121)，所述第一腔室(100)与所述进气通道(24)连通；
所述容置腔(23)的腔壁与所述内壳体(10)的外侧壁之间形成有第二腔室(200)，所述第一腔室(100)的腔壁上开设第一开口(111)，所述第一腔室(100)通过所述第一开口(111)与所述第二腔室(200)连通；所述容置腔(23)的腔壁上开设第二开口(211)，所述第二开口(211)连通外界与所述第二腔室(200)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一开口(111)的朝向竖直向上。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述内壳体(10)为沿第一水平方向延伸的长条形结构；所述内壳体(10)包括两个沿第二水平方向相对设置的第一侧板(11)和设于两个所述第一侧板(11)之间的顶板(12)，所述第一水平方向与所述第二水平方向相垂直；两个所述第一侧板(11)和所述顶板(12)围设形成所述第一腔室(100)；
所述火孔(121)开设于所述顶板(12)上；所述第一开口(111)开设于所述第一侧板(11)上；每个所述第一侧板(11)与所述外壳体(20)之间均形成有一个所述第二腔室(200)。
4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述第一侧板(11)向外凸设有第一压型(112)，所述第一压型(112)与所述第一侧板(11)的连接处设置所述第一开口(111)。
5.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述顶板(12)上凸设有第二压型(124)，所述第二压型(124)与所述顶板(12)的连接处设置第三开口(125)，所述第三开口(125)连通外界与所述第一腔室(100)；所述第三开口(125)的开口朝向与所述第一水平方向相平行。
6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述顶板(12)呈V型结构，包括两个呈夹角设置的第一分板(122)和第二分板(123)；所述火孔(121)包括：
第一火孔(1211)，所述第一火孔(1211)由所述第一分板(122)延伸至所述第二分板(123)上；和/或
第二火孔(1212)，所述第一分板(122)和所述第二分板(123)上均设置所述第二火孔(1212)，且二者的所述第二火孔(1212)相互独立。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述火孔(121)沿所述第一水平方向间隔设置多组，所述第二压型(124)的数量与所述火孔(121)的组数一一对应；每组所述火孔(121)均包括两个所述第二火孔(1212)和两个所述第一火孔(1211)，两个所述第一火孔(1211)和两个所述第二火孔(1212)均相对于相应的所述第二压型(124)呈对称分布；所述第二火孔(1212)位于所述第一火孔(1211)和所述第二压型(124)之间。
8.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述第二压型(124)的顶部开设通孔(1241)，所述通孔(1241)与所述第三开口(125)沿所述第二压型(124)的凸设方向相连通。
9.根据权利要求1-8任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述外壳体(20)的顶部设置有两个相对设置的第二侧板(21)，所述内壳体(10)设于两个所述第二侧板(21)之间；所述第二侧板(21)向外凸设有第三压型(212)，所述内壳体(10)的外侧壁与所述第三压型(212)之间形成所述第二腔室(200)；所述第二开口(211)开设于所述第三压型(212)上。
10.一种燃气热水器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的燃烧器。
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