CN212511833U - 一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，包括壳体，壳体内从下至上依次设有燃气预混器、燃烧室、换热器和集烟罩，燃气预混器包括燃气输送管，横向间隔交错的多个导流板，相邻两个导流板之间设有气体混合通道，导流板内部设有空气流动腔道，导流板表面设有送气孔；燃烧室底部设有若干引入空气和燃气预混合气体的通孔，燃烧室顶部设有用于对混合气体进行点火燃烧的点火排，换热器包括缠绕在壳体外上部的换热水管，安装在壳体内上部的换热组件，换热组件位于点火排的上方，用于对燃烧的烟气进行集热后传递至换热水管。本实用新型具有燃气燃烧充分、热能利用率高且安全环保的优点。

Description

一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构

技术领域

本实用新型属于热交换器技术领域，具体涉及一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构。

背景技术

目前，热水器的燃烧器已被广泛应用，现有的热水器是一种以燃气为主要能源，提供生活热水的家用设备。但是燃烧器在燃烧时也会容易因为燃气燃烧不充分导致热能损耗大，还会给环境带来了一些含量比较高的一氧化碳、一氧化氮等。

预混燃烧是指将燃气和空气在预混腔中混合，混合后的气体在燃烧器上进行燃烧。燃烧器的结构设计对混合后气体的燃烧情况具有较大影响。现有的燃烧器在对燃气和空气进行预混时只是简单的增加了燃气和空气的混合路径，但是实际上燃气和空气在短时间内并没来得及充分混合就被点燃，导致热能利用率低。此外在点火时火焰热量不集中，并且与热水管换热时换热片的结构设计简单，总有效换热面积小，最终导致换热效率不高。

实用新型内容

针对以上存在的技术问题，本实用新型提供一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构。

本实用新型的技术方案为：一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，包括壳体，壳体内从下至上依次设有燃气预混器、燃烧室、换热器和集烟罩，

燃气预混器包括与壳体底部连通的燃气输送管，燃气输送管与位于外部的燃气风机相连，横向间隔交错设置在壳体下部的多个导流板，相邻两个导流板之间设有气体混合通道，导流板内部设有与外部空气泵相连的空气流动腔道，导流板表面设有若干与空气流动腔道连通的送气孔；

燃烧室安装在壳体内中部且位于最上层导流板的上方，燃烧室底部设有若干引入空气和燃气预混合气体的通孔，燃烧室顶部设有用于对混合气体进行点火燃烧的点火排，

换热器包括缠绕在壳体外上部的换热水管，安装在壳体内上部的换热组件，换热组件位于点火排的上方，用于对燃烧的烟气进行集热后传递至换热水管；

集烟罩安装在壳体顶部，集烟罩顶部设有排烟口，用于将燃烧烟气排出。

进一步地，导流板上还设有多个扰流组件，扰流组件包括轴杆、主动叶轮、从动叶轮，轴杆纵向贯穿导流板的上、下面板，且与导流板的上、下面板通过轴承转动连接，主动叶轮安装在位于空气流动腔道内的轴杆中段，从动叶轮有两个，分别安装在轴杆的上、下两端。主动叶轮利用空气泵的空气流作为驱动力旋转，带动两个主动叶轮在气体混合通道同步旋转，以提高燃气和空气的混合效率。

进一步地，点火排上设有多个呈阵列排布的火孔组，每个火孔组包括一个主火孔，主火孔左右两侧各设有一个的助火孔，两个助火孔的开口均朝向主火孔。助火孔开口朝向主火孔能够是助火孔火焰与主火孔相交，起到增大火焰的作用。

更进一步地，相邻两排或两列的火孔组之间设有护焰板。利用护焰板可控制火焰以及高温的流向，保证烟气热量集中。

进一步地，换热组件包括换热框架，换热框架内设有纵向分布的多个空心六棱柱，空心六棱柱内部交叉设有3个换热片。在空心六棱柱内设置多个换热片可增大与高温烟气的热交换面积，从而提高热交换效率。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的燃气预混器借助交错的导流板形成能够使得燃气曲折流动的气体混合通道，并且导流板内部设有空气流动腔道和送气孔，可以将空气均匀输送到气体混合通道内与燃气混合，导流板内还设有能够借助流动的空气驱动旋转的扰流组件，用于对气体混合通道内的燃气和空气进一步充分混合，可使燃气燃烧更加充分，不仅可以节省热能还能避免产生有毒有害气体。

(2)本实用新型的点火排设有多个由一个主火孔以及设置在主火孔两侧的助火孔组成的火孔组，并且两个助火孔开口朝向主火孔，能够使得火焰更加集中，起到增大火焰的作用，每排或每列的火孔组之间增设的护焰板可控制火焰以及高温的流向，保证烟气热量集中。

(3)与传统的平行设置的换热片相比，本实用新型的的换热组件由多个空心六棱柱组成，空心六棱柱内部交叉设置的多个换热片，能够增大与高温烟气的热交换面积，从而提高热交换效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中导流板的局部结构剖视图；

图3是本实用新型中点火排的纵剖图；

图4是本实用新型中点火排的平面示意图；

图5是本实用新型中换热组件的俯视图；

图6是本实用新型中空心六棱柱的立体结构示意图。

其中，1-壳体、2-燃气预混器、21-燃气输送管、22-燃气风机、23-导流板、24-气体混合通道、25-空气泵、26-空气流动腔道、27-送气孔、28-扰流组件、281-轴杆、282-主动叶轮、283-从动叶轮、284-轴承、3-燃烧室、31-通孔、32-点火排、321-主火孔、322-助火孔、323-护焰板、4-换热器、41-换热水管、42-换热组件、421-换热框架、422-空心六棱柱、423-换热片、5-集烟罩、51-排烟口。

具体实施方式

如图1所示，一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，包括壳体1，壳体1内从下至上依次设有燃气预混器2、燃烧室3、换热器4和集烟罩5，集烟罩5安装在壳体1顶部，集烟罩5顶部设有排烟口51，用于将燃烧烟气排出。

如图1所示，燃气预混器2包括与壳体1底部连通的燃气输送管21，燃气输送管21与位于外部的燃气风机22相连，横向间隔交错设置在壳体1下部的3个导流板23，所有导流板23均与壳体1前后壁是固定连接的，第一和第三个导流板23均与壳体1的右壁留有一定空隙，第二个导流板23均与壳体1的左壁留有一定空隙，相邻两个导流板23之间设有气体混合通道24。

如图2所示，导流板23内部设有与外部空气泵25相连的空气流动腔道26，导流板23表面设有若干与空气流动腔道26连通的送气孔27；导流板23上还设有多个扰流组件28，扰流组件28包括轴杆281、主动叶轮282、从动叶轮283，轴杆281纵向贯穿导流板23的上、下面板，且与导流板23的上、下面板通过轴承284转动连接，主动叶轮282安装在位于空气流动腔道26内的轴杆281中段，从动叶轮283有两个，分别安装在轴杆281的上、下两端。主动叶轮282利用空气泵25的空气流作为驱动力旋转，带动两个主动叶轮282在气体混合通道24同步旋转，以提高燃气和空气的混合效率。

如图1所示，燃烧室3安装在壳体1内中部且位于最上层导流板23的上方，燃烧室3底部设有多个引入空气和燃气预混合气体的通孔31，燃烧室3顶部设有用于对混合气体进行点火燃烧的点火排32，如图3和图4所示，点火排32上设有81个呈阵列排布的火孔组，每个火孔组包括一个主火孔321，主火孔321左右两侧各设有一个的助火孔322，两个助火孔322的开口均朝向主火孔321。助火孔322开口朝向主火孔321能够是助火孔322火焰与主火孔321相交，起到增大火焰的作用。相邻两排或两列的火孔组之间设有护焰板323。利用护焰板323可控制火焰以及高温的流向，保证烟气热量集中。

如图1所示，换热器4包括缠绕在壳体1外上部的换热水管41，安装在壳体1内上部的换热组件42，换热组件42位于点火排32的上方，用于对燃烧的烟气进行集热后传递至换热水管41；如图5和图6所示，换热组件42包括换热框架421，换热框架421内设有纵向分布的多个空心六棱柱422，空心六棱柱422内部交叉设有3个换热片423。在空心六棱柱422内设置多个换热片423可增大与高温烟气的热交换面积，从而提高热交换效率。

本实用新型的工作原理为：燃气风机22将燃气从燃气输送管21输送到壳体1的内底部，燃气沿着由导流板23形成的气体混合通道24曲折流动。同时，空气泵25将空气输送到导流板23的空气流动腔道26内，再经开设在导流板23上、下面板的送气孔27输送到气体混合通道24与燃气混合，空气在流动过程中将驱动位于空气流动腔道26内的主动叶轮282带动轴杆281进行旋转，从而带动安装在轴杆281上下端的从动叶轮283同步转动，对气体混合通道24内的空气和燃气进行扰动混合，使得空气和燃气燃烧更加充分，进而提高换热效率。

燃气和空气充分混合后的混合气体向上经过燃烧室3底部的通孔31，最后到达点火排32，混合气体从主火孔321、助火孔322穿过的同时被点燃，与主火孔321相邻的两个助火孔322开口朝向主火孔321一起组成一个火孔组，能够使得火焰更加集中，起到增大火焰的作用，每排或每列的火孔组之间增设的护焰板323可控制火焰以及高温的流向，保证烟气热量集中。

高热烟气向上通过换热组件42，与空心六棱柱422以及其内部交错设置的换热片423充分接触，将烟气热量传递给换热组件42，再由换热组件42透过壳体1传递给换热水管41内的流水，从而完成换热操作。最终烟气经由集烟罩5收集后从排烟口51排出。

Claims (5)

1.一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内从下至上依次设有燃气预混器(2)、燃烧室(3)、换热器(4)和集烟罩(5)，

所述燃气预混器(2)包括与壳体(1)底部连通的燃气输送管(21)，燃气输送管(21)与位于外部的燃气风机(22)相连，横向间隔交错设置在壳体(1)下部的多个导流板(23)，相邻两个导流板(23)之间设有气体混合通道(24)，所述导流板(23)内部设有与外部空气泵(25)相连的空气流动腔道(26)，导流板(23)表面设有若干与所述空气流动腔道(26)连通的送气孔(27)；

所述燃烧室(3)安装在壳体(1)内中部且位于最上层导流板(23)的上方，燃烧室(3)底部设有若干引入空气和燃气预混合气体的通孔(31)，燃烧室(3)顶部设有用于对混合气体进行点火燃烧的点火排(32)，

所述换热器(4)包括缠绕在壳体(1)外上部的换热水管(41)，安装在壳体(1)内上部的换热组件(42)，所述换热组件(42)位于点火排(32)的上方，用于对燃烧的烟气进行集热后传递至换热水管(41)；

所述集烟罩(5)安装在壳体(1)顶部，集烟罩(5)顶部设有排烟口(51)，用于将燃烧烟气排出。

2.如权利要求1所述的一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，其特征在于，所述导流板(23)上还设有多个扰流组件(28)，所述扰流组件(28)包括轴杆(281)、主动叶轮(282)、从动叶轮(283)，所述轴杆(281)纵向贯穿导流板(23)的上、下面板，且与导流板(23)的上、下面板通过轴承(284)转动连接，所述主动叶轮(282)安装在位于空气流动腔道(26)内的轴杆(281)中段，从动叶轮(283)有两个，分别安装在轴杆(281)的上、下两端。

3.如权利要求1所述的一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，其特征在于，所述点火排(32)上设有多个呈阵列排布的火孔组，每个火孔组包括一个主火孔(321)，主火孔(321)左右两侧各设有一个的助火孔(322)，两个所述助火孔(322)的开口均朝向主火孔(321)。

4.如权利要求3所述的一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，其特征在于，相邻两排或两列的所述火孔组之间设有护焰板(323)。

5.如权利要求1所述的一种具有高效率的热水器燃烧室的热交换器结构，其特征在于，所述换热组件(42)包括换热框架(421)，所述换热框架(421)内设有纵向分布的多个空心六棱柱(422)，所述空心六棱柱(422)内部交叉设有3个换热片(423)。

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