CN213578067U

CN213578067U - 一种燃气采暖热水炉

Info

Publication number: CN213578067U
Application number: CN202022511831.9U
Authority: CN
Inventors: 李为臻; 刘娣
Original assignee: Red Heat Combustion Technology Dalian Co ltd
Current assignee: Red Heat Combustion Technology Dalian Co ltd
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-06-29
Anticipated expiration: 2030-11-03

Abstract

本实用新型提供一种燃气采暖热水炉。包括设有进气口和出烟口的壳体、风机、燃气阀、烟管、控制器以及设置于壳体内的气体导流机构、燃烧头、点火针、火焰检测器、主/次换热器，燃烧头包括主框体和至少一个稳燃隔离带，稳燃隔离带将主框体内部沿气体通道方向划分为多个通气区域，各通气区域内均设有若干分隔机构，分隔机构将该通气区域划分为若干沿气体通道方向排布的通孔，通孔用于通过预混气并强化二者的混合效果，稳燃隔离带能够将主框体燃烧面的燃烧火焰分隔为相互独立的个焰。本实用新型微孔结构即增强了燃气和空气的混合程度，使燃烧更充分，也能够保持火焰的单向传递，阻燃防回火，分隔后的各通气区域独立燃烧，燃烧稳定，排放的污染物少。

Description

一种燃气采暖热水炉

技术领域

本实用新型涉及一种燃气采暖热水炉。

背景技术

燃气采暖热水炉作为较为常用的家用电器，其安全性能以及燃烧烟气中的化学成分成为衡量燃气采暖热水炉性能的重要指标。

燃气采暖热水炉的功率为20-30kW；燃气与风机鼓入的部分空气进入火排后从小孔喷出，点火后形成富燃预混簇火焰，未燃烧完全的燃料与其余经火排间隙喷出的部分空气继续发生扩散燃烧。传统烟斗式火排，燃气引射一次空气进入烟斗结构并混合，预混气点燃后再通过扩散与二次空气接触完成燃烧过程，其结构简单、技术成熟、成本低，但是CO和NOx排放浓度高；浓淡火排的火排结构类似于烟斗式火排，通过分级燃烧制造还原性气氛，将NOx还原为N₂以达到降氮的目的，但是其结构复杂，成本高，虽然NOx排放浓度低，但CO排放浓度高；水冷火排主要是传统火排与水冷铜管的组合，通过换热降低火焰温度实现降氮，其技术成熟、成本高、NOx排放浓度低，但是结构复杂、CO排放浓度高；全预混金属纤维表面燃烧器的主体为耐温金属纤维网，需要匹配全预混风机和阀组使用，通过缩短火焰长度避免局部高温和减少燃烧时间以实现降氮，虽然NOx和CO排放浓度低，但是其具有成本高、存在燃烧器堵塞和回火风险的缺点。

由于燃气的迅速燃烧会产生氮氧化物以及一氧化碳等有毒气体，不仅会对使用者的健康以及生命安全造成影响，并且含有上述污染物的烟气的排放将导致环境污染。为此，出现了一些低排放燃烧器以控制烟气中的氮氧化物的排放。如何有效地降低燃气采暖热水炉排放的烟气中氮氧化物、一氧化碳等有毒有害气体的含量，也是本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种燃气采暖热水炉。本实用新型采用的技术手段如下：

一种燃气采暖热水炉，包括设有进气口和出烟口的壳体、风机、燃气阀、烟管、控制器以及设置于壳体内的气体导流机构、燃烧头、点火针、火焰检测器、主换热器和次换热器，所述风机用于提供燃气燃烧所需的空气，所述燃气阀用于控制燃气通断及流量大小，所述控制器用于控制风机转速和燃气阀通断及流量，所述进气口与所述燃烧头的输入端构成均压腔，所述风机和所述燃气阀提供的空气和燃气经气体导流机构进行均布，所述点火针设置于所述燃烧头的输出端，用于点燃预混气，所述火焰检测器设置于所述燃烧头的输出端，用于检测是否形成稳定的火焰，所述燃烧头的输出端为燃烧腔，所述主换热器用于吸收燃烧腔内高温烟气的热量并将热量传递给盘管内的水，所述次换热器用于将主换热器出来的一次热水的热量传给二次热交换水，其中，所述燃烧头包括主框体和至少一个稳燃隔离带，所述稳燃隔离带将主框体内部沿气体通道方向划分为至少两个通气区域，各通气区域内均设有若干分隔机构，所述分隔机构将该通气区域划分为若干沿气体通道方向排布的通孔，所述通孔用于通过所述预混气并强化二者的混合效果，所述稳燃隔离带能够将主框体燃烧面的燃烧火焰分隔为相互独立的个焰。

进一步地，所述风机的出风口连接在壳体的进气口，所述燃气阀的燃气出口连接在风机的进风口前或出风口后，所述烟管连接在壳体的出烟口。

或者，所述风机的进风口连接在壳体的出烟口，所述烟管连接在风机的出风口，所述燃气阀的燃气出口连接在壳体的进气口后。

进一步地，所述稳燃隔离带贴附于主框体表面，或是贯穿于主框体厚度方向，或是伸入主框体内预设长度；所述稳燃隔离带固定在主框体上，通气区域镶嵌于主框体内；或是，通气区域固定在主框体上，稳燃隔离带贴附于主框体上；或是，通气区域固定在稳燃隔离带上，二者整体固定在主框体上，或是整体结构一体成型。

进一步地，单个通孔的横截面积S_孔为0.1mm²≤S_孔≤9mm²；所述通气区域具体为连续成片的燃烧孔，区域的横截面积Sn满足30mm²≤Sn≤ 22500mm²。

进一步地，孔壁厚，即分隔机构的厚度为0.03mm≤d_孔≤3mm，主框体的壁厚为0.03mm≤d_外≤50mm；通气区域的厚度/高度h满足4mm≤h≤ 1000mm。

进一步地，所述稳燃隔离带的宽度D₁为3～10个通孔的总长，所述稳燃隔离带为连续的或非连续的，非连续段的宽度D₂为1～2个通孔的总长。

进一步地，所述稳燃隔离带的宽度D满足2mm≤D≤50mm。

本实用新型燃烧部件的功率可随燃烧器面积变化，预混气进入微孔通道后被高度混合均匀，从微孔通道喷出后点燃形成均匀的预混火焰，隔离带的设置使得火焰之间相互独立，分隔之后的火焰形成类金字塔形(火焰面呈空心锥形)，火焰较稳定，有效避免形成飘忽不定的连焰，燃烧稳定，本实用新型的微孔孔密度较大，孔径受到限制，小孔内的受限空间具有整流作用，能够将燃气和空气进行很好的混合，燃烧燃气中CO和NOx排放都非常低，在 10ppm以下，清洁高效，完全满足氮氧化物的排放限制量。同时小孔的设置具有防回火功能。将催化剂载体领域的微孔道结构应用到燃烧领域，不需要对现有器具进行大规格改造，也减少成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1燃气采暖热水炉整体结构的具体结构示意图。

图2为本实用新型实施例2燃气采暖热水炉整体结构的具体结构示意图。

图3为本实用新型实施例3燃气采暖热水炉整体结构的具体结构示意图。

图4为本实用新型实施例4燃气采暖热水炉整体结构的具体结构示意图。

图5为本实用新型实施例5中燃烧头的简易结构示意图。

图6为本实用新型实施例6中燃烧头的简易结构示意图。

图7为本实用新型实施例7中燃烧头的简易结构示意图。

图8为本实用新型实施例8中燃烧头的简易结构示意图。

图9为本实用新型实施例9中燃烧头的简易结构示意图。

图10为稳燃隔离带非连续状态示意图。

图中：1、风机；2、燃气阀；3、壳体；4、混气结构；5、导流机构、6、燃烧头；7、点火针；8、火焰检测器；901、主换热器；902、次换热器；903、循环式水泵；10、烟管；101、进气口、102、均压腔；103、燃烧腔；104、出烟口；11、主框体；12、通孔；13、稳燃隔离带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例公开了一种燃气采暖热水炉，包括设有进气口101和出烟口104 的壳体3、风机1、燃气阀2、烟管10、控制器以及设置于壳体内的气体导流机构5、燃烧头6、点火针7、火焰检测器8和换热器9，所述风机1用于提供燃气燃烧所需的空气，所述燃气阀2用于控制燃气通断及流量大小，所述进气口101与所述燃烧头的输入端构成均压腔102，所述风机和所述燃气阀提供的空气和燃气经气体导流机构5进行均布，所述点火针7设置于所述燃烧头6的输出端，用于点燃预混气，所述火焰检测器8设置于所述燃烧头的输出端，用于检测是否形成稳定的火焰，所述燃烧头的输出端为燃烧腔103，所述主换热器901用于吸收燃烧腔内高温烟气的热量并将热量传递给盘管内的水，主换热器管道内的水通过循环式水泵903驱动进行内循环，所述次换热器902用于将主换热器出来的一次热水的热量传给二次热交换水，所述次交换器设有自来水进水口，以及出水口，如热水出水口、采暖出水口以及采暖回水口，其中，所述燃烧头包括主框体11和至少一个稳燃隔离带13，所述稳燃隔离带将主框体内部沿气体通道方向划分为至少两个通气区域，各通气区域内均设有若干分隔机构，所述分隔机构将该通气区域划分为若干沿气体通道方向排布的通孔12，所述通孔用于通过所述预混气并强化二者的混合效果，所述稳燃隔离带能够将主框体燃烧面的燃烧火焰分隔为相互独立的个焰。

如图1所示，实施例1中的燃气阀2的燃气出口4连接在风机出风口后，所述烟管10连接在壳体3的出烟口104，空气与燃气的混合气经导流机构5 进入均压腔102，然后经燃烧头6整流混合后，经由被稳燃隔离带13隔离的通气区域通孔12喷出，点火后形成独立的个焰。

如图2所示，实施例2的燃气阀2的燃气出口4连接在风机进风口前，所述烟管10连接在壳体3的出烟口104，空气与燃气的混合气经导流机构5 进入均压腔102，然后经燃烧头6整流混合后，经由被稳燃隔离带13隔离的通气区域通孔12喷出，点火后形成独立的个焰。

如图3所示，实施例3中的所述风机1的进风口连接在壳体3的出烟口 104上，所述烟管10连接在风机的出风口上，所述燃气阀2的燃气出口连接在壳体的进气口101前。

如图4所示，实施例4中的所述风机1的进风口连接在壳体3的出烟口 104上，所述烟管10连接在风机的出风口上，所述燃气阀2的燃气出口连接在壳体的进气口101后。

本实施例公开的燃气采暖热水炉，其安装使用方式可以是图1-4所示的竖直向上的，也可以是竖直向下或旋转任意角度的，都可以达到所述的有益效果。

本实用新型的燃烧头具体结构成型方法包括多种，如所述稳燃隔离带固定在主框体上，通气区域镶嵌于主框体内；或是，通气区域固定在主框体上，稳燃隔离带贴附于主框体上；或是，通气区域固定在稳燃隔离带上，二者整体固定在主框体上，或是整体结构一体成型。

空气和燃气的混合气输入到主框体内气体通道的过程中，进气存在许多方向，如果通气区域面积过大，容易发生连焰现象，所以需要保证面积足够小的单个通气区域，单个通孔的横截面积S_孔为0.1mm²≤S孔≤9mm²，根据制造工艺的不同或其他可能影响的因素，存在一定的次品率，孔洞大小不一，或是其中一定数量的孔的规格超出本实用新型记载的范围，均可认定为在本实用新型保护范围内。通气区域的厚度/高度h满足4mm≤h≤1000mm，不同通孔的高度可以是相同的或是不同的，上下面可以是平面的或是非平面的，但是需要能够保证燃气和空气混合气进入到微孔后，受到孔体积的限制，混合气体能够在微孔的孔壁内不断碰撞混合，使得气体通道的输出端，燃气输出方向为直线，在此过程中微孔起到了混合和整流的作用，进一步增强了火焰的燃烧效率。

所述稳燃隔离带的宽度D满足2mm≤D≤50mm。

所述通气区域具体为连续成片的燃烧孔，区域的横截面积Sn满足30mm²≤S(n)≤22500mm²。

孔壁厚，即分隔机构的厚度为0.03mm≤d_孔≤3mm，主框体的壁厚为 0.03mm≤d_外≤50mm。

图5示出了实施例5的燃烧部件的形状，其主框体是矩形，内部的稳燃隔离带为长条形，将矩形内部划分为若干均匀的区域，相邻孔件的火焰变成金字塔型(火焰面呈空心锥形)，如图10所示，在其他可选的实施例中，矩形内部划分的区域可以是不等面积的，稳燃隔离带也可以是不连续的，但是需要保证所述稳燃隔离带的宽度D1为3～10个通孔的总长，非连续段的宽度 D2为1～2个通孔的总长。所述分隔机构可以是图示的直线型或是其他规则形状、不规则形状，但是需要具有分隔机构。

图6示出了实施例6的燃烧部件的形状，其主框体是圆形，其内心处稳燃隔离带为圆形，外圆通过若干条稳燃隔离带与主框体相连，将区域分割为预设形状。

图7示出了实施例7的燃烧部件的形状，其主框体是圆形，内部由若干条稳燃隔离带分割。

图8示出了实施例8的燃烧部件的形状，其主框体是圆形，通气区域为环形，内部由若干条稳燃隔离带分割。

图9示出了实施例9的燃烧部件的形状，其主框体是圆形，通气区域为圆形，内部由若干条稳燃隔离带分割。

上述稳燃隔离带的布置形式包括多种，如贴附于主框体表面，或是贯穿于主框体厚度方向，或是伸入主框体内预设长度，主要目的是将主框体分隔，传统的送风机/抽风机在将燃气输入到主框体内气体通道的过程中，风机的螺旋作用使得输出的风在局部地区流速快，局部地区流速慢，使得火焰飘忽不定，从而导致燃烧不完全，而本实用新型通过设置稳燃隔离带，将主框体分隔为多个区块，虽然相邻的区块燃烧功率仍有不同，但是相邻火焰能够不受影响，能够实现稳定燃烧。

本实用新型燃烧部件的材质包括非金属材质和金属材质，例如，非金属材质可选用蜂窝陶瓷，同时，需要说明的是，现有的蜂窝陶瓷多孔燃烧器应用原理是孔内燃烧，与本实用新型的原理有所不同(蜂窝陶瓷多孔结构，燃烧先以火焰形式进行，陶瓷板被火焰加热后，燃烧返回至孔道内并在孔道完成，燃烧器呈红热状态，产生大量的红外辐射，又称红外燃烧器；该燃烧器经急冷急热容易炸裂，燃烧功率有限，无法用作大功率加热器。)

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种燃气采暖热水炉，其特征在于，包括设有进气口和出烟口的壳体、风机、燃气阀、烟管、控制器以及设置于壳体内的气体导流机构、燃烧头、点火针、火焰检测器、主换热器和次换热器，所述风机用于提供燃气燃烧所需的空气，所述燃气阀用于控制燃气通断及流量大小，所述进气口与所述燃烧头的输入端构成均压腔，所述风机和所述燃气阀提供的空气和燃气经气体导流机构进行均布，所述点火针设置于所述燃烧头的输出端，用于点燃预混气，所述火焰检测器设置于所述燃烧头的输出端，用于检测是否形成稳定的火焰，所述燃烧头的输出端为燃烧腔，所述主换热器用于吸收燃烧腔内高温烟气的热量并将热量传递给盘管内的水，所述次换热器用于将主换热器出来的一次热水的热量传给二次热交换水，其中，所述燃烧头包括主框体和至少一个稳燃隔离带，所述稳燃隔离带将主框体内部沿气体通道方向划分为至少两个通气区域，各通气区域内均设有若干分隔机构，所述分隔机构将该通气区域划分为若干沿气体通道方向排布的通孔，所述通孔用于通过所述预混气并强化二者的混合效果，所述稳燃隔离带能够将主框体燃烧面的燃烧火焰分隔为相互独立的个焰。

2.根据权利要求1所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，所述风机的出风口连接在壳体的进气口，所述燃气阀的燃气出口连接在风机的进风口前或出风口后，所述烟管连接在壳体的出烟口；

或者，

所述风机的进风口连接在壳体的出烟口，所述烟管连接在风机的出风口，所述燃气阀的燃气出口连接在壳体的进气口后。

3.根据权利要求1所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，主换热器管道内的水通过循环式水泵驱动进行内循环。

4.根据权利要求1～3任一项所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，所述稳燃隔离带贴附于主框体表面，或是贯穿于主框体厚度方向，或是伸入主框体内预设长度；所述稳燃隔离带固定在主框体上，通气区域镶嵌于主框体内；或是，通气区域固定在主框体上，稳燃隔离带贴附于主框体上；或是，通气区域固定在稳燃隔离带上，二者整体固定在主框体上，或是整体结构一体成型。

5.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，单个通孔的横截面积S_孔为0.1mm²≤S_孔≤9mm²；所述通气区域具体为连续成片的燃烧孔，区域的横截面积Sn满足30mm²≤Sn≤22500mm²。

6.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，孔壁厚，即分隔机构的厚度为0.03mm≤d_孔≤3mm，主框体的壁厚为0.03mm≤d_外≤50mm；通气区域的厚度/高度h满足4mm≤h≤1000mm。

7.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，所述稳燃隔离带的宽度D₁为3～10个通孔的总长，所述稳燃隔离带为连续的或非连续的，非连续段的宽度D₂为1～2个通孔的总长。

8.根据权利要求4所述的燃气采暖热水炉，其特征在于，所述稳燃隔离带的宽度D满足2mm≤D≤50mm。