CN210801171U - 一种燃烧器及其燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，更具体地，涉及一种燃烧器及其燃气热水器。包括外壳，所述外壳形成进气口、火排以及用于连通进气口与火排的混气通道，其中，所述的混气通道包括吸入室、一级压缩室、一级扩压室、二级压缩室、二级扩压室以及分配室；所述的吸入室、一级压缩室、一级扩压室、二级压缩室、二级扩压室以及分配室自进气口一端向火排的一端依次连接；在所述的二级扩压室的侧壁上设有侧孔。本实用新型提供的燃烧器，将燃烧所需要的空气全部预混入燃气，解决燃烧器热强度小、热效率低、燃烧设备体积大以及燃烧产物中有害物质排放量高的问题。

Description

一种燃烧器及其燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，更具体地，涉及一种燃烧器及其燃气热水器。

背景技术

燃气热水器的燃烧器例如大气式燃烧器，由燃气引射空气，燃气与引射的空气混合，在燃烧室内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过换热器与冷水进行热交换，产生满足用户需要的热水。目前，大气式燃烧器普遍存在热强度小、热效率低、烟气中有害物质含量高的问题。大气式燃烧器的关键缺点在于没有把燃烧所需要的空气全部预先混入燃气；传统的大气式燃烧器由于一次空气系数较小，燃料不完全燃烧，为CO产生创造了条件，使得燃烧产物中CO的排放增加；虽然可以通过增加一次空气系数来降低CO，但传统的大气式燃烧器，一次空气系数较小，一般小于1，在一次空气系数小于1时，随着一次空气系数的增加，NOx的排放增加；另外，传统的大气式燃烧器一般需要二次空气，设计燃烧设备时必须考虑二次空气的进口，这样就需要较大的燃烧室。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中燃烧器燃料不能充分燃烧的缺陷，提供一种燃烧器及其燃气热水器，使得燃料与空气预先混合充分，提高预混空气系数，保证了燃料的充分燃烧。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种燃烧器，包括外壳，所述外壳形成进气口、火排以及用于连通进气口与火排的混气通道，其中，所述的混气通道包括吸入室、一级压缩室、一级扩压室、二级压缩室、二级扩压室以及分配室；所述的吸入室、一级压缩室、一级扩压室、二级压缩室、二级扩压室以及分配室自进气口一端向火排的一端依次连通；在所述的二级扩压室的侧壁上设有侧孔。该燃烧器工作时，通过燃气喷嘴喷射出的高速燃气进入吸入室，通过高速流体的射流卷吸作用将进气口附近的空气引入吸入室内，吸入的空气和燃气在吸入室内初步混合后进入一级压缩室，混合气体在一级压缩室内流速增大、静压减小，在一级压缩室末端形成低压区，卷吸吸入室内的空气，混合气体以较高的速度进入一级扩压室，管道扩张，混合气体流速减小、静压增大；通过一级扩压室的增压作用使混合气体能够克服二级压缩室的阻力，当混合气体进入二级压缩室，混合气体在二级压缩室内由于管道收缩，流速增大，从二级压缩室喷出时具有较大流速，根据伯努利原理，流速越大，静压越小，因此在二级压缩室出口附近形成一段低压环境，在射流紊动扩散的作用下通过侧孔抽吸周围空气，经侧孔进入的空气与经二级压缩室进入的混合气体在二级扩压室中进行物质和能量交换，通过分配室充分混合后从预混气体出口排出。本实用新型提供的燃烧器，可以增大预混空气系数，增大单个燃烧器的热强度，从而提高燃烧器的效率，提高燃烧的稳定性，减少有害物质的排放。

进一步的，燃烧器上正对着所述的进气口的位置处设有燃气喷嘴，所述的燃气喷嘴与进气口之间的距离值d为4.5mm～5.5mm。喷嘴与所述燃烧器本体之间的距离为d，d的取值对一次空气有一定的影响，d取值在4.5～5.5mm之间，当d＜4.5mm时，由于距离较短，沿程摩擦损失较小，较小的间距虽然减少了摩擦损失，但是也缺少足够的距离来夹带低压气体，因此引射空气量不高，当d＞5.5mm时，沿程摩擦损失起主导作用，工作流体的动能很大部分用于克服沿程阻力，造成引射空气量下降。

进一步的，所述的一级压缩室的内径值自吸入室的一端至一级扩压室的一端逐渐减小；所述的一级扩压室的内径值自一级压缩室的一端至二级压缩室的一端逐渐增大；所述的二级压缩室的内径值自一级扩压室的一端至二级扩压室的一端逐渐减小；所述的二级扩压室的内径值自二级压缩室的一端至分配室的一端逐渐增大。通过改变各个阶段混气通道的体积从而实现改变混合气体的流速以及静压。

作为优选的，所述的一级压缩室呈圆台状，其锥角α为45°～50°；所述的一级扩压室呈圆台状，其锥角β为6°～8°；所述的二级压缩室呈圆台状，其锥角γ为50°～70°；所述的二级扩压室呈圆台状，其锥角δ为6°～8°。

作为优选的，所述的一级压缩室、一级扩压室、二级压缩室、二级扩压室均为棱台状或喇叭状。

作为优选的，所述的一级扩压室侧壁的延长线与二级扩压室的侧壁重合；所述的二级压缩室通过固定装置固定于一级扩压室与二级扩压室之间。一级扩压室与二级扩压室可以为由同一根管道构成的，二级压缩室通过固定装置嵌入该管道内，将管道分隔成一级扩压室和二级扩压室；固定装置的外壁与管道的内壁密封重合，固定装置的内壁与二级压缩室的外壁密封重合，混合气体只能从二级压缩室进入二级扩压室内。

进一步的，所述的火排包括多个火孔，所述的火孔呈平键形结构，多个火孔沿着火排长度方向间隔设置。火孔的形状优选为平键形结构，也可以是其他形状的，例如椭圆形、长方形、类似平键结构的多边形等等。

作为优选的，所述的侧孔设于二级扩压室靠近二级压缩室的一端。侧孔至少设有一个，且设置在靠近二级压缩室的一端，这样当混合气体进入二级压缩室，混合气体在二级压缩室内管道收缩，流速增大，从二级压缩室喷出时具有较大流速，根据伯努利原理，流速越大，静压越小，因此在二级压缩室出口附近形成一段低压环境，空气便能从侧孔吸入至混气通道中与燃气混合。

在本实用新型中，空气一次吸入是在燃气喷嘴往进气口中喷射燃气时，空气被引入吸入室内与燃气混合，空气二次吸入是在混合气体流经二次压缩室时，空气从侧孔吸入；当一次吸入的空气与二次吸入的空气足够大，而在现有的燃烧器中，还专门设有一个二次空气入口，由此可以将现有的燃烧器上的二次空气入口取消，这样便能够减小燃烧室的体积。

本实用新型还提供一种燃气热水器，包括以上所述的燃烧器；多个燃烧器相互平行设置。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本实用新型提供的一种燃烧器及其燃气热水器，将燃烧器的混气通道划分为多段，通过改变混气通道的体积，从而改混合气体的流速以及静压，有效提高了空气吸入到混气通道的量，增大了预混空气系数，增大了单个燃烧器的热强度，提高了燃烧器的效率，提高了燃烧的稳定性，减少了有害物质的排放。

2.采用本实用新型提供的燃烧器，还可以取消现有的燃烧器的二次空气入口，从而减小燃烧器的体积。

附图说明

图1是本实用新型提供的燃烧器整体结构示意图，箭头方向代表气体的流向。

图2是本实用新型提供的燃烧器混气通道结构示意图。

图3是本实用新型火排的火孔第一结构示意图。

图4是本实用新型火排的火孔第二结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1至4所示，一种燃烧器，包括外壳1，所述外壳1形成进气口2、火排3以及用于连通进气口2与火排3的混气通道4，其中，混气通道4包括吸入室41、一级压缩室42、一级扩压室43、二级压缩室44、二级扩压室45以及分配室46；吸入室41、一级压缩室42、一级扩压室43、二级压缩室44、二级扩压室45以及分配室46自进气口2一端向火排3的一端依次连通；在二级扩压室45的侧壁上设有侧孔47。侧孔47设于二级扩压室45靠近二级压缩室44的一端。侧孔47至少设有一个，且设置在靠近二级压缩室44的一端，这样当混合气体进入二级压缩室44，混合气体在二级压缩室44内管道收缩，流速增大，从二级压缩室44喷出时具有较大流速，根据伯努利原理，流速越大，静压越小，因此在二级压缩室44出口附近形成一段低压环境，空气便能从侧孔47吸入至混气通道4中与燃气混合。

如图1和图2所示，燃烧器上正对着进气口2的位置处设有燃气喷嘴5，燃气喷嘴5与进气口2之间的距离值d为4.5mm～5.5mm。喷嘴5与所述燃烧器本体之间的距离为d，d的取值对一次空气有一定的影响，d取值在4.5～5.5mm之间，当d＜4.5mm时，由于距离较短，沿程摩擦损失较小，较小的间距虽然减少了摩擦损失，但是也缺少足够的距离来夹带低压气体，因此引射空气量不高，当d＞5.5mm时，沿程摩擦损失起主导作用，工作流体的动能很大部分用于克服沿程阻力，造成引射空气量下降。

如图1和2所示，一级压缩室42的内径值自吸入室41的一端至一级扩压室43的一端逐渐减小；一级扩压室43的内径值自一级压缩室42的一端至二级压缩室44的一端逐渐增大；二级压缩室44的内径值自一级扩压室43的一端至二级扩压室45的一端逐渐减小；二级扩压室45的内径值自二级压缩室44的一端至分配室46的一端逐渐增大。通过改变各个阶段混气通道4的体积从而实现改变混合气体的流速以及静压。

在本实施例中，一级压缩室42呈圆台状，其锥角α为45°～50°；一级扩压室43呈圆台状，其锥角β为6°～8°；二级压缩室44呈圆台状，其锥角γ为50°～70°；二级扩压室45呈圆台状，其锥角δ为6°～8°。

在一些实施例中，一级压缩室42、一级扩压室43、二级压缩室44、二级扩压室45为棱台状或喇叭状。

在一些实施例中，一级扩压室43侧壁的延长线与二级扩压室45的侧壁重合；二级压缩室44通过固定装置48固定于一级扩压室43与二级扩压室45之间。一级扩压室43与二级扩压室45可以为由同一根管道构成的，二级压缩室44通过固定装置48嵌入该管道内，将管道分隔成一级扩压室43和二级扩压室45；固定装置48的外壁与管道的内壁密封重合，固定装置48的内壁与二级压缩室44的外壁密封重合，混合气体只能从二级压缩室44进入二级扩压室45内。

如图3和图4所示，火排3包括多个火孔31，火孔31呈平键形结构，多个火孔31沿着火排3长度方向间隔设置。图3和图4分别示出两种不同的火孔31的排列形式。

在本实施例中，空气一次吸入是在燃气喷嘴5往进气口2中喷射燃气时，空气被引入吸入室41内与燃气混合，空气二次吸入是在混合气体流经二次压缩室44时，空气从侧孔47吸入；当一次吸入的空气与二次吸入的空气足够大，而在现有的燃烧器中，还专门设有一个二次空气入口，由此可以将现有的燃烧器上的二次空气入口取消，这样便能够减小燃烧室的体积。

工作原理：

该燃烧器工作时，通过燃气喷嘴5喷射出的高速燃气进入吸入室41，通过高速流体的射流卷吸作用将进气口2附近的空气引入吸入室41内，吸入的空气和燃气在吸入室41内初步混合后进入一级压缩室42，混合气体在一级压缩室42内流速增大、静压减小，在一级压缩室42末端形成低压区，卷吸吸入室41内的空气，混合气体以较高的速度进入一级扩压室43，管道扩张，混合气体流速减小、静压增大；通过一级扩压室43的增压作用使混合气体能够克服二级压缩室44的阻力，当混合气体进入二级压缩室44，混合气体在二级压缩室44内由于管道收缩，流速增大，从二级压缩室44喷出时具有较大流速，根据伯努利原理，流速越大，静压越小，因此在二级压缩室44出口附近形成一段低压环境，在射流紊动扩散的作用下通过侧孔47抽吸周围空气，经侧孔47进入的空气与经二级压缩室44进入的混合气体在二级扩压室45中进行物质和能量交换，通过分配室46充分混合后从预混气体出口排出。本实用新型提供的燃烧器，可以增大预混空气系数，增大单个燃烧器的热强度，从而提高燃烧器的效率，提高燃烧的稳定性，减少有害物质的排放。

实施例2

本实施例提供一种燃气热水器，包括实施例1燃烧器；多个燃烧器相互平行设置。本实施例提供的燃气热水器，将燃烧所需要的空气全部预混入燃气，解决燃烧器热强度小、热效率低、燃烧设备体积大以及燃烧产物中有害物质排放量高的问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧器，包括外壳(1)，所述外壳(1)形成进气口(2)、火排(3)以及用于连通进气口(2)与火排(3)的混气通道(4)，其特征在于，所述的混气通道(4)包括吸入室(41)、一级压缩室(42)、一级扩压室(43)、二级压缩室(44)、二级扩压室(45)以及分配室(46)；所述的吸入室(41)、一级压缩室(42)、一级扩压室(43)、二级压缩室(44)、二级扩压室(45)以及分配室(46)自进气口(2)一端向火排(3)的一端依次连通；在所述的二级扩压室(45)的侧壁上设有侧孔(47)。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，燃烧器上正对着所述的进气口(2)的位置处设有燃气喷嘴(5)，所述的燃气喷嘴(5)与进气口(2)之间的距离值d为4.5mm～5.5mm。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述的一级压缩室(42)的内径值自吸入室(41)的一端至一级扩压室(43)的一端逐渐减小；所述的一级扩压室(43)的内径值自一级压缩室(42)的一端至二级压缩室(44)的一端逐渐增大；所述的二级压缩室(44)的内径值自一级扩压室(43)的一端至二级扩压室(45)的一端逐渐减小；所述的二级扩压室(45)的内径值自二级压缩室(44)的一端至分配室(46)的一端逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述的一级压缩室(42)呈圆台状，其锥角α为45°～50°；所述的一级扩压室(43)呈圆台状，其锥角β为6°～8°；所述的二级压缩室(44)呈圆台状，其锥角γ为50°～70°；所述的二级扩压室(45)呈圆台状，其锥角δ为6°～8°。

5.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述的一级压缩室(42)、一级扩压室(43)、二级压缩室(44)、二级扩压室(45)均为棱台状或喇叭状。

6.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述的一级扩压室(43)侧壁的延长线与二级扩压室(45)的侧壁重合；所述的二级压缩室(44)通过固定装置(48)固定于一级扩压室(43)与二级扩压室(45)之间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述的火排(3)包括多个火孔(31)，所述的火孔(31)呈平键形结构，多个火孔(31)沿着火排(3)长度方向间隔设置。

8.根据权利要求1至6任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述的侧孔(47)设于二级扩压室(45)靠近二级压缩室(44)的一端。

9.一种燃气热水器，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的燃烧器。

10.根据权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，多个燃烧器相互平行设置。

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