CN217235584U - 一种全预混燃烧器及其主热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全预混燃烧器及其主热交换器，该燃烧器包括安装座、分配筒及燃烧筒；安装座上设有与分配筒连通的进气孔，分配筒上设有多个分气孔；燃烧筒安装在分配筒的外侧，燃烧筒与分配筒之间具有通风间隙，燃烧筒上设有多个燃烧孔，燃烧孔通过通风间隙与分气孔连通。上述全预混燃烧器通过设置分配筒和燃烧筒，将预混合后的燃烧气体在分配筒内先进行分配，再通过通风间隙形成均匀分配，然后经过燃烧筒进行燃烧，通过合理的分气孔和燃烧孔布设，提高火焰燃烧的稳定性和燃烧效率，使燃烧器的使用寿命更长，成本更低。

Description

一种全预混燃烧器及其主热交换器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种全预混燃烧器及其主热交换器。

背景技术

全预混冷凝炉的运行原理为：燃气通过燃气控制比例阀进入预混腔，空气通过平衡式烟囱外轴进入炉子内部的预混腔，燃气与空气在预混腔内混合后进入风机内部，风机通过转动将燃气与空气的混合气体送至主换热器的燃烧室内燃烧，燃烧后产生高温烟气，在主换热器内完成热量交换，采暖通道把热量送到室内，烟气通过平衡式烟囱的内轴排至室外。

全预混燃烧器安装在主换热器内，在混合气体进行燃烧之前，实现燃气和空气按比例全部预混。全预混燃烧器燃烧速度不受混合时间和混合空间限制，具有燃烧速度快，混合气体离开燃烧器火孔后瞬间燃烧，燃烧充分，氮氧化合物排放少，噪音低等优点，得到了越来越多的运用，尤其是在冷凝式热水器和冷凝采暖炉上。但全预混冷凝炉在我国使用起步较晚，目前采暖炉市场使用的主流还是非全预混常规燃气采暖炉，全预混燃烧器技术上还不够成熟。

现有的燃烧器存在以下几个缺点：1、现有燃烧器结构不合理，在燃气不足或燃烧器孔部分受到堵塞情况时，容易导致火焰燃烧不稳定，存在回火和脱火现象，导致燃烧不完全，影响燃烧器稳定工作，同时还会引发爆燃和噪音，甚至损坏燃烧器；2、现有技术主热交换器在燃烧过程中存在燃烧不充分，产生大量的碳固体颗粒，长时间使用，导致燃烧器火孔堵塞，热效率降低，进一步导致燃烧器损坏，降低燃烧器使用寿命；3、现有市场部分的全预混燃烧器采用的金属纤维材质，其工艺复杂，成本较高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型目的之一在于提供一种全预混燃烧器，解决上述传统的问题，其将预混合后的燃烧气体在燃烧器内部先进行均匀分配，再进行燃烧，通过合理的燃烧孔布设，提高火焰燃烧的稳定性和燃烧效率，使燃烧器的使用寿命更长，成本更低。

本实用新型目的之二在于提供一种采用该全预混燃烧器的主热交换器。

本实用新型目的之一采用如下技术方案实现：

一种全预混燃烧器，包括安装座、安装在所述安装座上的分配筒及燃烧筒；所述安装座上设有与所述分配筒连通的进气孔，所述分配筒上设有多个分气孔；所述燃烧筒安装在所述分配筒的外侧，所述燃烧筒与所述分配筒之间具有通风间隙，所述燃烧筒上设有多个燃烧孔，所述燃烧孔通过所述通风间隙与所述分气孔连通。

进一步地，所述分气孔包括第一分气孔及第二分气孔，各所述第一分气孔均匀分布形成第一分配孔组，各所述第二分气孔均匀分布形成第二分配孔组，所述第一分配孔组与第二分配孔组为交替布设。

进一步地，所述第一分气孔、第二分气孔均为通过冲压成型而成的圆孔。

进一步地，所述第一分气孔的直径小于所述第二分气孔的直径。

进一步地，所述第一分气孔与所述第二分气孔在横向方向的间距等于所述第一分气孔与所述第二分气孔在纵向方向的间距。

进一步地，所述燃烧孔包括多个的主火孔、稳火孔及防回火孔；各所述主火孔均匀排列形成多列的纵向主火孔组，各所述纵向主火孔组以四组为单位形成多组的横向主火组；各所述稳火孔均匀排列形成多列的横向稳火孔组，所述横向稳火孔组设置在两组的所述横向主火组之间，各所述稳火孔以两两结合形成多个纵向均匀分布的纵向稳火孔组；所述防回火孔设置在两组的所述纵向稳火孔组之间。

进一步地，所述主火孔为圆孔；所述稳火孔、防回火孔均呈长条状设置。

进一步地，所述安装座包括座本体、自所述座本体延伸的第一安装部及第二安装部，所述第一安装部的外径大于所述第二安装部的外径，所述第一安装部、第二安装部在所述座本体上依次弯折形成阶梯结构。

进一步地，该全预混燃烧器还包括用于密封所述分配筒、燃烧筒的顶部的密封盘，所述密封盘包括盘本体、自所述盘本体延伸的第一密封凸缘及第二密封凸缘，所述第一密封凸缘的外径小于所述第二密封凸缘的外径，所述第一密封凸缘、第二密封凸缘在所述盘本体上依次弯折形成阶梯结构，所述盘本体嵌于分配筒内，所述第一密封凸缘的外壁与分配筒的内壁相抵接，所述第二密封凸缘的外壁与所述燃烧筒的内壁相抵接。

本实用新型目的之二采用如下技术方案实现：

一种主热交换器，包括上述所述的全预混燃烧器。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的全预混燃烧器通过设置分配筒和燃烧筒，将预混合后的燃烧气体在分配筒内先进行分配，再通过通风间隙形成均匀分配，然后经过燃烧筒进行燃烧，通过合理的分气孔和燃烧孔布设，提高火焰燃烧的稳定性和燃烧效率，使燃烧器的使用寿命更长，成本更低。

本实用新型的全预混燃烧器通过稳火孔、防回火孔与主火孔的配合，使全预混燃烧器在各个状态下能够维持火焰稳定运行，使燃烧更加充分，燃烧效率更高，能够解决目前全预混燃烧器燃烧不稳定，存在的回火和脱火问题。

附图说明

图1为本实用新型的主热交换器的结构示意图；

图2为图1所示的主热交换器的内部结构示意图；

图3为图2所示的全预混燃烧器在主热交换器上的安装结构示意图；

图4为图3所示的全预混燃烧器的立体结构示意图；

图5为图4所示的全预混燃烧器的分解图；

图6为图4所示的全预混燃烧器的侧视图；

图7为图6所示的A-A方向的剖视图；

图8为图5所示的分配筒的展开状态图；

图9为图8所示的B处的放大图；

图10为图5所示的燃烧筒的展开状态图；

图11为图10所示的C处的放大图。

图中：100、全预混燃烧器；90、预混腔；80、风机；70、混合气体输送道；60、不锈钢盘管；50、集烟腔；40、密封盘；41、盘本体；42、第一密封凸缘；43、第二密封凸缘；30、燃烧筒；31、主火孔；32、稳火孔；33、防回火孔；34、第一导风区域；35、第二导风区域；20、分配筒；21、第一分气孔；22、第二分气孔；10、安装座；11、座本体；110、进气孔；111、固定孔；12、第一安装部；13、第二安装部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

请参阅图1至图3，为本实用新型的一较佳实施例的主热交换器，用于安装在一全预混冷凝炉或者热水炉中，将空气和燃气进行预混合，然后燃烧，燃烧所产生的热量加热系统水，使其升温，最后通过排烟口排出。

具体的，该主热交换器包括沿气流流动方向依次设置的预混腔90、风机80、混合气体输送道70、全预混燃烧器100、不锈钢盘管60及集烟腔50，预混腔90具有空气入口和燃气入口，将空气和燃气分别吸入预混腔90内混合，主热交换器上安装有位于全预混燃烧器100一侧的点火针和火焰检测针，点火针用于点燃混合气体，火焰检测针用于检测火焰是否点燃或者熄灭，不锈钢盘管60与全预混燃烧器100之间具有烟气排放通道，用于高温烟气与不锈钢盘管60换热后，再集中排放至集烟腔50内。该主热交换器的工作原理为：将空气及燃气在预混腔90内进行初步混合，风机80将混合后的混合气体输送至全预混燃烧器100中，进行均匀分配，然后在点火针的作用下点燃，将热量传递给不锈钢盘管60内的冷水，换热后的烟气再在集烟腔50内集合后排出。

在其中一实施例中，请再参阅图3至图11，该全预混燃烧器100包括安装座10、安装在安装座10上的分配筒20及燃烧筒30。

请再参阅图3-图5，安装座10包括座本体11、自该座本体11朝向分配筒20方向延伸的第一安装部12及第二安装部13；座本体11大致呈圆盘状，座本体11上设有进气孔110及围绕该进气孔110布设的固定孔111；进气孔110纵向贯穿第一安装部12的中部和第二安装部13的中部，用于供混合气体流入全预混燃烧器100内；固定孔111的数量为四个，各固定孔111呈均匀分布设置，使安装座10能够通过螺丝或者螺钉固定在主热交换器的混合气体进气口上。

第一安装部12的一端与座本体11相连，第二安装部13的另一端与第二安装部13相连，第一安装部12用于安装燃烧筒30，第二安装部13用于安装分配筒20，在其中一实施例中，如图7所示，第一安装部12的外径大于第二安装部13的外径，第一安装部12、第二安装部13在座本体11上依次弯折形成阶梯结构，使分配筒20与燃烧筒30之间具有通风间隙。在另一实施例中，第一安装部12、第二安装部13均为圆形设置，第一安装部12与第一安装部12为同心圆，从图3所示，通过螺钉或者螺丝将安装座10固定安装在主热交换器的混合气体进气口上后，螺钉或者螺丝的顶部与燃烧筒30相抵接，使燃烧筒30固定的更好，可选地，分配筒20、燃烧筒30在安装座10上固定安装后，可通过焊接的方式如点焊或者满焊使其固定或者密封。

请再参阅图8和图9，分配筒20为圆柱筒状，其与安装座10的第二安装部13的外沿同轴配合，且与进气孔110连通，分配筒20上设有多个分气孔，用于将混合气体均匀分布，具体的，该分气孔包括多个的第一分气孔21及第二分气孔22，各第一分气孔21均匀分布形成第一分配孔组，第一分配孔组可以为第一分气孔21横向排列所形成或者纵向排列所形成，各第二分气孔22均匀分布形成第二分配孔组，第二分配孔组可以为第二分气孔22横向排列所形成或者纵向排列所形成，其中，第一分气孔21与第二分气孔22为相同形状或者不相同形状的分气孔，如圆孔、长条形孔、椭圆孔、方孔等一种或者两种以上组合，在本实施例中，第一分气孔21、第二分气孔22均为通过冲压成型而成的圆孔。可选地，第一分气孔21的直径与第二分气孔22的直径为相同或者不相同的圆孔，在其中一实施例中，第一分气孔21的直径大小为1.2mm-2.8mm,第二分气孔22的直径大小为1.2mm-2.8mm，例如，第一分气孔21、第二分气孔22的直径大小为但不限于1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm。在本实施例中，第一分气孔21的直径小于第二分气孔22的直径。

再如图8所示，分配筒20的展开状态为矩形金属板如不锈钢、纯铜等材料，板厚为0.7mm-1.5mm，第一分配孔组与第二分配孔组在横向和/或纵向为交替布设，如在纵向方向，从上到下依次设置第一分配孔组、第二分配孔组、第一分配孔组、第二分配孔组，在横向方向，从左到右依次设置第二分配孔组、第一分配孔组、第二分配孔组、第一分配孔组，如此循环往复布设；优选地，第一分配孔组与第二分配孔组在横向和纵向均为交替布设，在其中一实施例中，再如图9所示，相邻的第一分气孔21与第二分气孔22在横向方向的间距b1、在纵向方向的间距b2相同或者不相同，在本实施例中，第一分气孔21与第二分气孔22在横向方向的间距b1、在纵向方向的间距b2相同，即b1＝b2，b1(或者b2)的范围为3mm-8mm，例如：3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm中的一种间距，使直径大小不同的第一分气孔21、第二分气孔22在横向、纵向均匀分布，在混合气体进入到燃烧器时，在分配筒20均匀分布的气孔作用下，使气流速度场均匀传播到燃烧筒30，以保证在最低负荷下各点的气流速均大于燃烧速度，使混合气体燃烧更充分，噪音更小，火焰分布均匀且更稳定。优选地，分配筒20为不锈钢材质一体制成。

请再参阅图10和图11，燃烧筒30为圆柱筒状，其与安装座10的第一安装部12的外沿同轴配合，即安装在分配筒20的外侧，燃烧筒30的内径大于分配筒20的外径，燃烧筒30与分配筒20为同心圆筒，该燃烧筒30上设有多个燃烧孔，燃烧筒30通过通风间隙与分气孔连通，用于将分配筒20分配好的混合气体进行燃烧，且能够保证火焰燃烧的稳定性和燃烧效率，具体的，该燃烧孔包括多个的主火孔31、稳火孔32及防回火孔33。在纵向方向，各主火孔31均匀排列形成多列的纵向主火孔组，在横向方向，各纵向主火孔组以四组为单位形成多组的横向主火组，各横向主火组之间具有火组间隙；在其中一实施例中，主火孔31为但不限于圆孔，其还可以为椭圆孔，在本实施例中，主火孔31为圆孔，主火孔31设计为圆孔的目的是防止燃烧器发生回火。产生回火是因为当燃气离开火孔的速度小于燃烧速度时火焰将缩入火孔内部，导致混合气体在燃烧器内部进行燃烧、加热，并形成不完全燃烧，造成燃烧器烧坏。因为预混合燃烧器的燃烧速度快，主火孔31设计的过大很容易会导致回火，因此将主火孔31设置为小圆孔，能够避免燃烧器发生回火现象，使燃烧更加充分，提高燃烧效率；然而当主火孔31过小时又容易导致脱火现象，导致燃烧不稳定容易熄火。在其中一实施例中，该主火孔31的直径为0.5mm-0.9mm，如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm。

稳火孔32用于稳定燃烧防止出现脱火，具体的，在横向方向，各稳火孔32均匀排列形成多列的横向稳火孔组，横向稳火孔组设置在两组(四列所组成一组，共八列)的横向主火组之间。在其中一实施例中，稳火孔32大致呈长条状，在纵向方向，各稳火孔32以两两结合形成多个纵向均匀分布的纵向稳火孔组，可理解的，纵向稳火孔组以两个稳火孔32组成。在其中一实施例中，主火孔31的直径大于稳火孔32的宽度且小于稳火孔32的长度，由于单个的稳火孔32的截面积大于单个的主火孔31的截面积，为了防止燃烧器在满负荷大火状态下局部可能会导致的脱火现象，将稳火孔32设置在两组的横向主火组之间，在大火状态下稳火孔32的气流速度较主火孔31要小，稳火孔32能够稳定燃烧防止出现脱火，在其中一实施例中，稳火孔32的宽为0.35mm-0.6mm，长为4mm-8mm。

防回火孔33为了防止在低负荷运行时，气流速度小，稳火孔32可能会出现回火现象，具体的，该防回火孔33设置在两组的纵向稳火孔组之间，防回火孔33大致呈长条状，防回火孔33的长度小于稳火孔32的长度，防回火孔33的宽度等于稳火孔32的宽度，主火孔31的直径大于防回火孔33的宽度且小于防回火孔33的长度，由于防回火孔33截面积较小，其气流速比稳火孔32的气流速更大，在小火状态下能够维持更加稳定燃烧，且防回火孔33设置在两组的纵向稳火孔组之间，与稳火孔32距离较近，能够防止稳火孔32在低负荷状态下出现回火现象，通过稳火孔32、防回火孔33与主火孔31的配合，使全预混燃烧器100在各个状态下能够维持火焰稳定运行，使燃烧更加充分，燃烧效率更高，能够解决目前全预混燃烧器100燃烧不稳定，存在的回火和脱火问题。在其一实施例中，防回火孔33的长度为稳火孔32的长度的0.3-0.4。可选地，防回火孔33分为尺寸大小相同的第一防回火孔33和第二防回火孔33，第一防回火孔33与第二防回火孔33为并排设置。

再如图11所示，燃烧筒30的张开状态为矩形金属板如不锈钢、纯铜等材料，优选地，燃烧筒30为不锈钢材质一体制成，板厚为0.7mm-1.5mm，燃烧筒30的张开状态的长宽大于分配筒20的张开状态的长宽，在展开状态图上所示，主火孔31在燃烧筒30上所布设的占比面积大于稳火孔32与防回火孔33在燃烧筒30上所布设的总占比面积，在另一实施例中，燃烧筒30上还设有位于相对两端的第一导风区域34及第二导风区域35，第一导风区域34靠近安装座10设置，第二导风区域35靠近密封盘40设置，即第一导风区域34、第二导风区域35位于主火孔31或者稳火孔32或者防回火孔33所在区域的相对两端，用于配合安装座10结构，将分配筒20出来的混合气体从燃烧筒30的两端引导至燃烧筒30的中部。在其中一实施例中，第一导风区域34的宽度c2大于第二导风区域35的宽度c1，使火焰远离安装座10。

上述的全预混燃烧器100通过设置分配筒20和燃烧筒30，将预混合后的燃烧气体在分配筒20内先进行分配，再通过通风间隙形成均匀分配，然后经过燃烧筒30进行燃烧，通过合理的分气孔和燃烧孔布设，提高火焰燃烧的稳定性和燃烧效率，使燃烧器的使用寿命更长，成本更低。

本实用新型的分配筒20和燃烧筒30的顶部可单独焊接密封结构形成顶部密封，或者一体成型密封顶部，或者设置其他密封设备。再参阅图7所示，全预混燃烧器100还包括密封盘40，密封盘40用于分别对分配筒20、燃烧筒30的顶部进行密封，使混合气体不能通过分配筒20的顶部流出燃烧筒30，或者从燃烧筒30倒流入分配筒20，或者直接从燃烧筒30的顶部流出。具体的，该密封盘40包括盘本体41、自盘本体41背向分配筒20方向延伸的第一密封凸缘42及第二密封凸缘43，盘本体41大致呈圆盘状，第一密封凸缘42的外径小于第二密封凸缘43的外径，第一密封凸缘42、第二密封凸缘43在盘本体41上依次弯折形成阶梯结构，盘本体41嵌于分配筒20内，第一密封凸缘42的外壁与分配筒20的内壁相抵接，第二密封凸缘43的外壁与燃烧筒30的内壁相抵接，以形成阶梯式的密封结构，可选地，分配筒20、燃烧筒30在密封盘40上固定安装后，可通过焊接的方式如点焊或者满焊使其固定或者密封。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种全预混燃烧器，其特征在于，包括安装座、安装在所述安装座上的分配筒及燃烧筒；所述安装座上设有与所述分配筒连通的进气孔，所述分配筒上设有多个分气孔；所述燃烧筒安装在所述分配筒的外侧，所述燃烧筒与所述分配筒之间具有通风间隙，所述燃烧筒上设有多个燃烧孔，所述燃烧孔通过所述通风间隙与所述分气孔连通。

2.根据权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述分气孔包括第一分气孔及第二分气孔，各所述第一分气孔均匀分布形成第一分配孔组，各所述第二分气孔均匀分布形成第二分配孔组，所述第一分配孔组与第二分配孔组为交替布设。

3.根据权利要求2所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述第一分气孔、第二分气孔均为通过冲压成型而成的圆孔。

4.根据权利要求2所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述第一分气孔的直径小于所述第二分气孔的直径。

5.根据权利要求2所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述第一分气孔与所述第二分气孔在横向方向的间距等于所述第一分气孔与所述第二分气孔在纵向方向的间距。

6.根据权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述燃烧孔包括多个的主火孔、稳火孔及防回火孔；各所述主火孔均匀排列形成多列的纵向主火孔组，各所述纵向主火孔组以四组为单位形成多组的横向主火组；各所述稳火孔均匀排列形成多列的横向稳火孔组，所述横向稳火孔组设置在两组的所述横向主火组之间，各所述稳火孔以两两结合形成多个纵向均匀分布的纵向稳火孔组；所述防回火孔设置在两组的所述纵向稳火孔组之间。

7.根据权利要求6所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述主火孔为圆孔；所述稳火孔、防回火孔均呈长条状设置。

8.根据权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，所述安装座包括座本体、自所述座本体延伸的第一安装部及第二安装部，所述第一安装部的外径大于所述第二安装部的外径，所述第一安装部、第二安装部在所述座本体上依次弯折形成阶梯结构。

9.根据权利要求1所述的全预混燃烧器，其特征在于，还包括用于密封所述分配筒、燃烧筒的顶部的密封盘，所述密封盘包括盘本体、自所述盘本体延伸的第一密封凸缘及第二密封凸缘，所述第一密封凸缘的外径小于所述第二密封凸缘的外径，所述第一密封凸缘、第二密封凸缘在所述盘本体上依次弯折形成阶梯结构，所述盘本体嵌于所述分配筒内，所述第一密封凸缘的外壁与所述分配筒的内壁相抵接，所述第二密封凸缘的外壁与所述燃烧筒的内壁相抵接。

10.一种主热交换器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的全预混燃烧器。

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