CN211782004U - 火排单体、燃烧器和燃气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火排单体、燃烧器和燃气设备，火排单体包括：基壳，基壳构设出具有进气口和出气口的气流通道；火焰片，火焰片连接于基壳上且与基壳共同构设出稳流腔，火焰片与出气口相对设置，火焰片限定出多个火孔，稳流腔分别与气流通道和火孔连通；整流结构，整流结构设于气流通道的出气口处且与火焰片相对设置，整流结构限定出具有第一方向的入口和第二方向的出口整流腔，整流腔的入口与气流通道连通，整流腔的出口与稳流腔连通。根据本实用新型实施例的火排单体，在气流通道内设置整流结构，通过整流结构对空燃气体进行整流和转向，使得火焰片各个火孔形成的火焰射流长度和角度均大致相同，从而在火焰片上方形成燃烧形态相同的火焰。

Description

火排单体、燃烧器和燃气设备

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，更具体地，涉及一种火排单体、燃烧器和燃气设备。

背景技术

传统火排通常形成“山”字形火焰结构，具体参照图1中火排上方的火焰峰值示意图，火排的两端和中部形成三个火焰高峰。而这种火焰结构是由传统火排“U”型的空燃气体混合腔形成的“U”形流场决定的，其中，“空燃气体”指的是空气和燃气的混合气体。

由于传统火排存在特定的“U”形流场以及与之对应的“V”字形主流，进入火孔的上升气流通常受主流的主导呈现出不同的速度矢量，使得火孔形成的火焰射流不是垂直于火孔，而是呈长短不一、不同角度的倾斜状态，必然在同一火排上产生高度、速度和方向不同燃烧火焰，上述燃烧形态的火焰分布已经成为传统火排无法解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种火排单体，该火排单体形成稳定均匀的火焰射流，从而在火焰片上方形成均一的燃烧火焰。

本实用新型还提出一种具有上述火排单体的燃烧器，该燃烧器的燃烧火焰均一且稳定。

本实用新型还提出一种具有上述燃烧器的燃气设备，该燃气设备的燃烧稳定、燃烧效率高。

根据实用新型实施例的火排单体包括：基壳，所述基壳构设出具有进气口和出气口的气流通道；

火焰片，所述火焰片连接于所述基壳上且与所述基壳共同构设出稳流腔，所述火焰片与所述出气口相对设置，所述火焰片限定出多个火孔，所述稳流腔分别与所述气流通道和所述火孔连通；整流结构，所述整流结构设于所述气流通道的出气口处且与所述火焰片相对设置，所述整流结构限定出具有第一方向的入口和第二方向的出口整流腔，所述整流腔的入口与所述气流通道连通，所述整流腔的出口与所述稳流腔连通。

根据本实用新型实施例的火排单体，在气流通道内设置整流结构，通过整流结构对空燃气体进行整流和转向，从而调整空燃气体流向火焰片的流速和方向，使得火焰片各个火孔形成的火焰射流长度和角度均大致相同，从而在火焰片上方形成燃烧形态相同的火焰。

另外，根据本实用新型实施例的火排单体，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，在气流流动方向上，所述稳流腔与所述整流腔之间还设有过窄流道，所述过窄流道的流通截面小于所述稳流腔和所述整流腔的流通截面。

可选实施例中，所述整流结构和所述基壳分体形成，所述整流结构内置于所述气流流道内，所述基壳包括缩径部，所述缩径部的内壁面与所述整流结构的外壁面构设出过窄流道。

可选实施例中，所述整流结构与所述基壳一体形成，所述火焰片的一端连接于所述整流结构的部分外壁面上，所述整流结构的外壁面与所述火焰片的内壁面构设出过窄流道。

可选实施例中，所述整流腔的气流流动方向上包括多级混合腔，每一级所述混合腔的容积不同。

进一步可选示例中，所述整流腔包括相互连通的初级混合腔和次级混合腔，所述次级混合腔的容积小于所述初级混合腔的容积。

可选实施例中，所述出口的中心轴线与所述整流腔的中心轴线垂直设置。

可选实施例中，所述出口的中心轴线与所述整流腔的中心轴线呈锐角或钝角。

在本实用新型的一些实施例中，所述火焰片的方向均匀分布多组所述火孔，对应的，所述整流结构的分布多组出口，多组所述火孔与多组所述出口在相对设置。

可选实施例中，所述整流结构中部的出口的孔径大于所述整流结构的两侧出口的孔径。

根据本实用新型第二方面实施例的燃烧器包括上述实施例的火排单体，由于根据本实用新型实施例的火排单体可以形成稳定均匀的火焰射流，从而在火焰上方形成稳定均匀的火焰射流。因此，根据本实用新型实施例的燃烧器的燃烧火焰均一且稳定。根据本实用新型第三方面实施例的燃气设备包括上述的燃烧器，该燃气设备的燃烧稳定、燃烧效率高。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术的火排单体的结构示意图，图中火焰片上方示意出了火焰燃烧形态；

图2为本实用新型一些实施例的火排单体的结构示意图，图中火焰片上方示意出了火焰燃烧形态；

图3为图2沿A-A线的剖视图；

图4-1-图4-4分别为不同形式的火焰片、整流结构和基壳组合图；

图5-1-图5-5为不同形式的整流结构的结构示意图。

附图标记：

火排100；

基壳10；气流通道11；缩径部12；

火焰片20；火孔21；

整流结构30；整流腔31；入口311；出口312；初级混合腔313；次级混合腔314；

过窄流道40；

稳流腔50。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图2-图3、图4-1到图4-3、图5-1到图5-5，描述根据本实用新型实施例的火排单体100，该火排单体100包括：基壳10、火焰片20和整流结构30。

具体地，如图2所示，基壳10构设出沿纵向方向延伸的气流通道11。其中，火焰片20连接于基壳10上，火焰片20与基壳10上且基壳构设出稳流腔 50，火焰片20与出气口相对设置(如图2中的上下方向相对设置)，火焰片 20限定出多个火孔21，稳流腔50分别与火孔21和气流通道11连通。即空气和燃气的混合气体(以下简称空燃气体)预先进入气流通道11内混合，接着通过稳流腔50输送至火焰片20的火孔21，从而在火焰片20的上方形成燃烧火焰。换言之，在没有其他部件干涉的情况，从气流通道11内流出的不同方向和不同流速的空燃气体将直接穿过稳流腔50而流向火焰片20燃烧。

为解决传统火排100的火孔21火焰射流长短不一、喷射角度不同，而导致火焰片20不同区域的火焰峰值高度不同的问题。本实用新型实施例的火排单体100具有整流结构30，整流结构30设于气流通道11的出口处，该整流结构30限定出具有第一方向入口311和第二方向的出口312的整流腔31，整流腔31的入口311与气流通道11连通，整流腔31的出口312与稳流腔50 连通，如此，空燃气体穿过入口311进入整流腔31，并通过出口312流出整流腔31，也就是，在空燃气体进入稳流腔之前，其流速及流向均预先被整流结构30进行干涉，在此过程中，空燃气体的流速被整流腔31整流而趋于一致，空燃气体的流向也由第一方向方向变成第二方向。

需要说明的是，“第一方向”、“第二方向”仅是为了说明整流结构的入口气流方向和出口气流方向不一致，并不是限定气流流动方向的形式只有两种，而是说明整流腔31可以起到将空燃气体整体换向的作用，空燃气体在流出整流腔31之后的流动方向也可以有多种，只要最终流向火焰片20的流向大体一致即可。整流腔31的入口与气流通道11的出气口连通，起到将气流通道11 内所有方向的空燃气体汇聚至整流腔31的作用。

也就是说，空燃气流在流向火焰片20过程中会预先经过整流腔31内进行整流，并通过整流腔31内实现转向，避免空燃气体以不同方向不同流速直接流向火焰片20。可以理解的是，空燃气体流出整流腔31之后，又统一朝向向火焰片20方向，即所有空燃气体将以整流腔31为速度起始点，按照大体相同的流速流向火焰片20。

由于空燃气体在进入火焰片20的火孔21之前，预先进入整流腔31内转向折流，不仅在长度方向上延长了气流的流动路径，特别的，所有的空燃气体汇聚至整流腔31内之后，再从整流腔31转向流出时，不仅可以在整流腔31 内进一步混合，提高空燃混合率，而且即使空燃气体在进入整流腔31之前具有不同的流速和方向，一旦进入整流腔31，空燃气体的流速将趋于一致，且空燃气体的方向也可以根据需要重新设定。

由此，根据本实用新型实施例的火排单体100，在气流通道11内设置整流结构30，通过整流结构30对空燃气体进行整流和转向，从而调整空燃气体流向火焰片20的流速和方向，使得火焰片20各个火孔21形成的火焰射流长度和角度均大致相同，从而在火焰片20上方形成燃烧形态相同的火焰。

在本实用新型的一些实施例中，如图3、图4-1-图4-4所示，稳流腔50 与整流腔31之间还设有过窄流道40，过窄流道40的流通截面小于稳流腔50 和整流腔31的流通截面。即在整流腔31流出的空燃气体，通过横向出口312 流到过窄流道40内，并至少一部分拍打在过窄流道40的壁面上，经过过窄流道40的挤压，向上流动并减速分散至稳流腔50内，最终流入到火孔21内。换言之，空燃气体在整流腔31内进一步混合，然后通过过窄流道40进行升压，接着进入稳流腔50内进行降压。如此，空燃气体形成均匀，方向接近垂直火孔21的火焰喷射流，有效消除了稳流腔50内的空燃气体流速及方向不同，导致火焰分布不均的问题。

可选实施例中，整流结构30和基壳10分体形成，整流结构30内置于气流通道11内，基壳10包括缩径部12，缩径部的内壁面与整流结构30的外壁面构设出过窄流道40。如图3所示，缩径部的流通截面小于稳流腔50和气流通道11的流通截面，整流结构30的一部分伸入缩径部12内，从而构设出过窄流道40，空燃气体进入过窄流道40可以迅速提升流速，挤压上升至稳流腔 50内。

可选实施例中，如图4-1-图4-4所示，整流结构30和基壳10一体形成，火焰片20的一端连接于整流结构30的部分外壁面上，整流结构30的外壁面与火焰片20的内壁面构设出过窄流道40。即在基壳10的气流通道11的流动方向上形成一整流结构30，该整流结构30用于整流空燃气体，整流结构30 形成出口312，从而将空燃气体从第一方向转向第二方向流动。其中，如图4-1 和图4-2所示，整流结构30构设的整流腔31可以为多段相互连通的腔室；整流腔31也可以包括至少一段变径腔；图4-3和图4-4所示，整流腔31的入口 311形成一渐扩腔。参照图5-1到图5-5，整流腔31的出口312的截面形式可以为矩形、弧形、锥形和梯形。

此外，火焰片20的形式也可以多种，例如，如图4-1和图4-3所示，火焰片20为一朝向稳流腔50敞开的腔体结构，腔体结构由一块板体折弯形成，在腔体结构的封闭端形成火孔21。又例如，如图4-2和图4-4，火焰片20由两个相对设置的板体对接形成而形成一个朝向稳流腔50方向敞开的腔体结构。

在本实用新型的另一些实施例中，整流腔31的气流流动方向上包括多级混合腔，每一级的混合腔的容积不同。也就是说，整流腔31包括两级或两级以上的混合腔，空燃气体在不同容积大小的混合腔内穿过，可以使得空燃气体被多次混合和调速，从而在流出整流腔31时可以获得流速较为均匀空燃气体。

在一个具体实施例中，如图3、如图4-1-图4-4所示，整流腔31包括相互连通的初级混合腔313和次级混合腔314，次级混合腔314的容积小于初级混合腔313的容积。即整流腔31与气流流道的上游侧连通的初级混合腔313 的容积较大，整流腔31与气流流道的下游侧连通的次级混合腔314的容积较小。这样，容积较大的初级混合腔313可以降低空燃气体的流速，使得空燃气体的流速趋于一致。

可选实施例中，如图3、图4-1和图4-2所示，出口312的中心轴线与整流腔31的中心轴线垂直设置。在该种情况下，整流腔31的多级混合腔的截面均为矩形，这样，从整流腔31流出的空燃气体将会撞击在基壳10或火焰片 20的内壁面，从而提升空燃气体的流速，使得空燃气体可以快速进入稳流腔内。

可选实施例中，出口312的中心轴线与整流腔31的中心轴线呈锐角或钝角。在该实施中，从整流腔31流出的空燃气体将会倾斜撞击在基壳10或火焰片20的内壁面，从而提升空燃气体的流速，使得空燃气体可以快速进入稳流腔内。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2结合图3所示，火焰片20分布多组火孔21，对应的，整流结构30的方向分布多组出口312。多个火孔21 与多个出口312相对设置。其中，出口312可以分布于整流结构30的的一侧或两侧，由此，整流结构30可以对火焰片20的各组火孔21输送方向大致一致的火焰射流，从而在火焰片20上方形成均匀的火焰分布。其中，火孔21 的形状并不受特别限制，火孔21可以为圆形、方形、菱形、多边形或其他异形孔。

进一步可选实施例中，整流结构30中部的出口312的孔径大于整流结构 30的两侧(如图2中的整流结构30的左右两侧)出口312的孔径。对于传统的“U”型气流流道而言，在气流流道的横向截面上，两侧的空燃气体流速大于中心区域的空燃气体流速。因此，将整流结构30的两侧出口312的孔径设置小些，从而可以减少火焰片20两侧的过气量，从而可以在火焰片20上形成燃烧形态相同的火焰。

根据本实用新型实施例的燃烧器包括上述实施例的火排单体100，由于根据本实用新型实施例的火排单体100可以形成稳定均匀的火焰射流，从而在火焰上方形成稳定均匀的火焰射流。因此，根据本实用新型实施例的燃烧器的燃烧火焰均一且稳定。根据本实用新型实施例的燃气设备包括上述的燃烧器，该燃气设备的燃烧稳定、燃烧效率高。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“底”、“顶”、“内”、“外”、“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种火排单体，其特征在于，包括：

基壳，所述基壳构设出具有进气口和出气口的气流通道；

火焰片，所述火焰片连接于所述基壳上且与所述基壳共同构设出稳流腔，所述火焰片与所述出气口相对设置，所述火焰片限定出多个火孔，所述稳流腔分别与所述气流通道和所述火孔连通；

整流结构，所述整流结构设于所述气流通道的出气口处且与所述火焰片相对设置，所述整流结构限定出具有第一方向的入口和第二方向的出口整流腔，所述整流腔的入口与所述气流通道连通，所述整流腔的出口与所述稳流腔连通。

2.根据权利要求1所述的火排单体，其特征在于，在气流流动方向上，所述稳流腔与所述整流腔之间还设有过窄流道，所述过窄流道的流通截面小于所述稳流腔和所述整流腔的流通截面。

3.根据权利要求2所述的火排单体，其特征在于，所述整流结构和所述基壳分体形成，所述整流结构内置于所述气流流道内，所述基壳包括缩径部，所述缩径部的内壁面与所述整流结构的外壁面构设出过窄流道。

4.根据权利要求2所述的火排单体，其特征在于，所述整流结构与所述基壳一体形成，所述火焰片的一端连接于所述整流结构的部分外壁面上，所述整流结构的外壁面与所述火焰片的内壁面构设出过窄流道。

5.根据权利要求2所述的火排单体，其特征在于，所述整流腔的气流流动方向上包括多级混合腔，每一级所述混合腔的容积不同。

6.根据权利要求5所述的火排单体，其特征在于，所述整流腔包括相互连通的初级混合腔和次级混合腔，所述次级混合腔的容积小于所述初级混合腔的容积。

7.根据权利要求3或4所述火排单体，其特征在于，所述出口的中心轴线与所述整流腔的中心轴线垂直设置。

8.根据权利要求3或4所述火排单体，其特征在于，所述出口的中心轴线与所述整流腔的中心轴线呈锐角或钝角。

9.根据权利要求1所述火排单体，其特征在于，所述火焰片均匀分布多组所述火孔，对应的，所述整流结构多组所述出口。

10.根据权利要求9所述的火排单体，其特征在于，所述整流结构中部的出口的孔径大于所述整流结构的两侧出口的孔径，多组所述火孔与多组所述出口在相对设置。

11.一种燃烧器，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的火排单体。

12.一种燃气设备，其特征在于，包括权利要求11所述的燃烧器。

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