CN219390102U - 旋流式燃烧头、燃烧器和燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于热水器技术领域，具体提供了一种旋流式燃烧头、燃烧器和燃气热水器。本实用新型旨在解决现有燃气热水器的燃烧头使燃气与空气的掺混效果较差的问题。为此，本实用新型的燃烧头包括燃烧头主体、燃气喷头和径向旋流器。其中，燃烧头主体限定有喷射通道。燃气喷头顶部位于喷射通道内，燃气喷头用于接收燃气。径向旋流器包括多个径向进口和至少一个轴向出口，径向旋流器通过轴向出口与喷射通道连通，径向旋流器通过径向进口接收空气并使其接收的空气形成旋流流向喷射通道。本实用新型使得喷射通道内的旋流空气在与从燃气喷头喷出的燃气掺混的同时，还能够对燃气进行搅拌，提升了燃气与空气的掺混效果。

Description

旋流式燃烧头、燃烧器和燃气热水器

技术领域

本实用新型属于热水器技术领域，具体提供了一种旋流式燃烧头、燃烧器和燃气热水器。

背景技术

燃气热水器一般包括燃烧器和换热器，燃烧器用于加热换热器。冷水流经换热器时，被燃烧器加热成热水。现有的燃烧器一般都被设置为火排的形式。即，燃烧器具有多个燃烧头，该多个燃烧头沿直线分布，从而被布置为一排。燃烧头喷出的火焰一般竖直向上，从而对其上方的换热器进行加热。

现有燃烧器上述火排式的结构，不仅使燃气与空气的掺混效果较差，而且还由于火焰长度较长，使得燃气热水器整体上的尺寸较大。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，解决现有燃气热水器的燃烧头使燃气与空气的掺混效果较差的问题。

本实用新型进一步的一个目的在于，如何减小燃气热水器整体上的尺寸。

为实现上述目的，本实用新型在第一方面提供了一种旋流式燃烧头，所述燃烧头适用于燃气热水器，所述燃烧头包括：

燃烧头主体，其限定有喷射通道；

燃气喷头，其顶部位于所述喷射通道内，所述燃气喷头用于接收燃气；

径向旋流器，其包括多个径向进口和至少一个轴向出口，所述径向旋流器通过所述轴向出口与所述喷射通道连通，所述径向旋流器通过所述径向进口接收空气并使其接收的空气形成旋流流向所述喷射通道。

可选地，所述径向旋流器还包括多个径向通道和一个轴向通道，每一个所述径向通道分别对应有一个所述径向进口并且分别与所述轴向通道连通，每一个所述径向通道均被设置为螺旋通道；所述轴向通道与所述至少一个轴向出口连通。

可选地，所述径向旋流器还包括横截面为环形的外锥体、横截面为环形的内锥体和设置在所述内锥体与所述外锥体之间的多个叶片，所述外锥体、所述内锥体和所述叶片共同限定出所述径向通道，所述外锥体和所述内锥体共同限定出所述轴向通道。

可选地，所述外锥体包括沿径向延伸的外径向部和沿轴向延伸的外轴向部，所述内锥体包括沿径向延伸的内径向部和沿轴向延伸的内轴向部，所述多个叶片设置在所述外径向部与所述内径向部之间，所述径向通道被所述外径向部、所述内径向部和所述叶片限定而出；所述轴向通道被所述外轴向部和所述内轴向部限定而出。

可选地，所述外轴向部插入所述喷射通道中并因此使所述径向旋流器与所述燃烧头主体插接到一起；所述燃气喷头穿过所述内锥体并与所述内轴向部卡接到一起。

可选地，所述燃气喷头的顶部设置有多个斜孔，所述燃气喷头内的燃气通过所述斜孔喷出。

可选地，所述多个斜孔绕所述燃气喷头的轴线等间距分布；并且/或者，所述斜孔的数目的取值范围为3至28；并且/或者，所述斜孔的孔径的取值范围为0.05mm-4mm；并且/或者，所述燃气喷头的顶端至所述径向旋流器的顶端的距离与所述喷射通道的顶端至所述径向旋流器的顶端的距离的比值范围为0.1至0.9。

本实用新型在第二方面提供了一种燃烧器，包括燃烧器主体和第一方面中任一项所述的燃烧头，所述燃烧器主体与所述燃烧头固定连接或一体制成，所述燃烧器主体限定有与所述径向旋流器连通的空气进口。

可选地，所述燃烧器包括两个所述燃烧头，所述燃烧器主体限定有进气腔，所述进气腔与所述空气进口和每一个所述径向旋流器分别连通。

本实用新型在第三方面提供了一种燃气热水器，包括：

第二方面中任一项所述的燃烧器，

换热器，其被所述燃烧器加热，从而使所述换热器内的水被加热；

集烟罩，其设置有排烟口，所述排烟口用于排出所述燃气热水器内的烟气。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型前述的技术方案中，通过将燃气喷头的顶部置于喷射通道内，使径向旋流器通过轴向出口与喷射通道连通，通过径向进口接收空气并使其接收的空气形成旋流流向喷射通道；使得喷射通道内的旋流空气在与从燃气喷头喷出的燃气掺混的同时，还能够对燃气进行搅拌，从而提升了燃气与空气的掺混效果。本领域技术人员还能够理解的是，在燃烧头使空气和燃气的掺混效果被提升的同时，还使得燃气更容易被充分燃烧，提升了燃气的燃烧效率，从而提升了火焰的热度。

进一步，通过在燃气喷头的顶部设置多个斜孔，使得燃气喷头内的燃气能够通过斜孔被倾斜地喷出到燃气喷头径向上的外侧，从而能够更好地与旋流空气进行掺混。同时，从斜孔喷出的燃气在旋流空气的作用下，还能够形成径向尺寸较大的矮胖火焰，从而提升了燃烧头产生火焰的加热面积。因此，本实用新型的燃烧头相对于现有的燃烧头而言，能够有效地降低火焰的高度，进而能够降低燃气热水器在竖直方向上的尺寸。

再进一步，由于径向旋流器通过其径向通道引入空气，并迫使空气螺旋地向轴心方向移动，使得空气在形成旋流的过程还能够被径向通道压缩，提升了流速，进而经由轴向通道以较大的流速进入喷射通道，使得空气的旋流效果更佳；进而使得掺混之后的气流在流出喷射通道时具有较大径向速度，使火焰在水平方向上的覆盖面积更大，提升了火焰的有效加热面积。

本实用新型的其他有益效果将会在后文中结合附图进行详细描述，以便本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的改进目的、特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，后文将参照附图来描述本实用新型的部分实施例。本领域技术人员应当理解的是，同一附图标记在不同附图中所标示的部件或部分相同或类似；本实用新型的附图彼此之间并非一定是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型一些实施例中燃气热水器的原理示意图；

图2是本实用新型一些实施例中燃烧头的效果示意图；

图3是图2中燃烧头顶部的结构示意图；

图4是本实用新型一些实施例中径向旋流器的结构示意图；

图5是本实用新型一些实施例中径向旋流器的纵向剖面效果示意图；

图6是本实用新型一些实施例中径向旋流器的横向剖面效果示意图；

图7是本实用新型另一些实施例中径向旋流器的结构示意图。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。基于本实用新型提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

进一步，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照附图并结合燃气热水器，来对本实用新型的旋流式燃烧头和燃烧器进行详细说明。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，燃气热水器包括燃烧器100、换热器200、集烟罩300和点火器400。其中，燃烧器100用于接收燃气和空气，并将燃气和空气进行混合。点火器400用于点燃燃烧器100，以使燃烧器100加热换热器200，并因此加热流经换热器200的水。集烟罩300通过其排烟口301将燃气热水器产生的烟气排出。

继续参阅图1，在本实用新型的一些实施例中，燃烧器100包括燃烧器主体110和燃烧头120。优选地，燃烧器100包括安装在燃烧器主体110上的两个燃烧头120。或者，本领域技术人员也可以根据需要，将燃烧头120设置为其他任意可行的数量，例如一个、三个、四个等。

继续参阅图1，在本实用新型的一些实施例中，燃烧器主体110限定有进气腔111和与进气腔111连通的空气进口112。燃烧器主体110通过空气进口112将空气引入进气腔111中，进而使进气腔111中的空气进入到燃烧头120。

此外，在本实用新型的其他实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，省去进气腔111的设置，并在燃烧器主体110上设置与燃烧头120数量相当的空气进口112，并使每一个空气进口112分别对应一个燃烧头120。

进一步，在本实用新型的一些实施例中，燃烧器主体110所接收到的空气是由风机提供的。换句话说，燃烧器100还可以包括风机，以通过该风机给燃烧器主体110提供空气。

如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，燃烧头120包括燃烧头主体121、燃气喷头122和径向旋流器123。其中，燃烧头主体121与燃烧器主体110固定连接或一体制成。燃气喷头122和径向旋流器123分别与燃烧头主体121固定连接，燃气喷头122用于接收燃气，径向旋流器123用于接收空气并使流经其的空气形成旋流。

如图2所示，燃烧头主体121限定有喷射通道1211。燃气喷头122的顶部位于喷射通道1211内，燃气喷头122用于接收燃气。优选地，燃气喷头122的进气端延伸至燃烧器主体110的外侧。或者，本领域技术人员也可以根据需要，在燃烧器主体110上设置与燃气喷头122连通的进气通道，以通过该进气通道将燃气引导至燃气喷头122。

如图2和图3所示，燃气喷头122的顶部设置有锥形部1221，锥形部1221上设置有多个斜孔1222，该多个斜孔1222绕燃气喷头122的轴线等间距分布。

在本实用新型的一些实施例中，斜孔1222的直径d的取值范围为0.1mm至3mm，例如0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm等。进一步优选地，斜孔1222的直径d的取值范围为0.5mm至1.5mm。

如图3所示，将斜孔1222的喷射方向与水平方向(即燃气喷头122的径向)之间的夹角记作α，α为锐角。

此外，在本实用新型的其他实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，在确保α为锐角的前提下，省去锥形部1221的设置，或者，将锥形部1221设置为其他任意可行的结构，例如弧形结构。

可选地，斜孔1222的数目的取值范围为3至28，例如斜孔1222的数目为3、5、7、12、18、25、28等。

进一步可选地，斜孔1222的孔径的取值范围为0.05mm-4mm，例如0.05mm、1mm、1.5mm、2.3mm、3mm、4mm等。

本领域技术人员能够理解的是，斜孔1222的孔径可以与斜孔1222的数目成反比，即，斜孔1222的数目越大，斜孔1222的孔径越小；斜孔1222的数目越小，斜孔1222的孔径越大；以确保燃气喷头122喷出燃气的量。

进一步，在本实用新型的一些实施例中，多个斜孔1222在燃气喷头122的轴向上可以分布一层，也可以分布为多层，例如两层、三层等。

如图4所示，在本实用新型的一些实施例中，径向旋流器123包括多个径向进口12301和至少一个轴向出口12302，径向旋流器123通过轴向出口12302与喷射通道1211连通，径向旋流器123通过径向进口12301接收空气并使其接收的空气形成旋流流向喷射通道1211。

继续参阅图4，径向旋流器123还包括多个径向通道12303和一个轴向通道12304。其中，每一个径向通道12303分别对应有一个径向进口12301并且分别与轴向通道12304连通。每一个径向通道12303均被设置为螺旋通道，以使流动的空气形成旋流。轴向通道12304与轴向出口12302连通。

继续参阅图4，径向旋流器123包括外锥体1231、内锥体1232和多个叶片1233，其中，多个叶片1233设置在外锥体1231与内锥体1232之间，并且多个叶片1233绕径向旋流器123的轴线等间距分布。

需要说明的是，图4中所示的外锥体1231的缺口仅仅是为了方便本领域技术人员理解径向旋流器123的结构，并不表示外锥体1231为开口环。

继续参阅图4，外锥体1231包括沿径向延伸的外径向部12311和沿轴向延伸的外轴向部12312。内锥体1232包括沿径向延伸的内径向部12321和沿轴向延伸的内轴向部12322。多个叶片1233设置在外径向部12311与内径向部12321之间，径向通道12303被外径向部12311、内径向部12321和叶片1233限定而出。轴向通道12304被外轴向部12312和内轴向部12322限定而出。

如图1、图2和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，外轴向部12312插入喷射通道1211中并因此使径向旋流器123与燃烧头主体121插接到一起。燃气喷头122穿过内锥体1232并与内轴向部12322卡接到一起。

如图4至图6所示，在本实用新型的一些实施例中，内锥体1232(具体是内轴向部12322)的外径与外锥体1231(具体是外轴向部12312)的内径之间的比值的取值范围为0.05至0.8。具体地，将外锥体1231的内半径记作Dei(Rei)，将内锥体1232的外半径记作Deo(Reo)，则Dei(Rei)与Deo(Reo)的比值的取值范围为0.05至0.8，例如，0.05、0.1、0.25、0.3、0.4、0.6、0.8等。

优选地，Dei(Rei)与Deo(Reo)的比值的取值范围为0.5至0.8。

如图4和图6所示，在本实用新型的一些实施例中，叶片1233被设置为螺旋叶片，叶片1233的螺旋角β的取值范围为10°至75°，例如10°、30°、45°、50°、60°、70°等。优选地，β的取值范围为45°至75°。

可选地，斜孔1222的数目与叶片1233的数目的比值的取值范围为0.2至3，优选地为0.2至1，以确保径向旋流器123能够形成足够多的旋流空气，来与从斜孔1222喷出的燃气进行掺混和搅拌。

返回去继续参阅图1，燃气喷头122的顶端至径向旋流器123的顶端的距离h与喷射通道1211的顶端至径向旋流器123的顶端的距离H的比值范围为0.1至0.9，以使燃气和空气具有足够长的路径来保证其进行掺混；并且使燃烧头120产生的旋流火焰在全部位于喷射通道1211外侧的同时，高度尽可能地低，从而降低整个燃气热水器的高度。

下面参照图1来对本实用新型一些实施例中燃气热水器的工作原理进行简单说明。

燃气热水器工作时，燃气从燃气喷头122的进口进入燃气喷头122，并通过斜孔1222喷出。空气从空气进口112进入进气腔111。进气腔111内的空气稳定之后在气压的作用自动地流向两个径向旋流器123。空气在径向旋流器123的作用下形成空气旋流。空气旋流与从斜孔1222喷出的燃气掺混之后喷出喷射通道1211。点火器400点燃从图1中右侧一个喷射通道1211喷出的气流。图1中右侧一个喷射通道1211所对应的火焰会点燃从另一个喷射通道1211喷出的气流。此时，火焰开始加热换热器200，气流燃烧之后的烟气从集烟罩300的排烟口301排出。换热器200内的水在火焰的作用下被加热，供用户使用。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的一些实施例中，通过将燃气喷头122的顶部置于喷射通道1211内，使径向旋流器123通过轴向出口12302与喷射通道1211连通，通过径向进口12301接收空气并使其接收的空气形成旋流流向喷射通道1211；使得喷射通道1211内的旋流空气在与从燃气喷头122喷出的燃气掺混的同时，还能够对燃气进行搅拌，从而提升了燃气与空气的掺混效果。本领域技术人员还能够理解的是，在燃烧头120使空气和燃气的掺混效果被提升的同时，还使得燃气更容易被充分燃烧，提升了燃气的燃烧效率，从而提升了火焰的热度。

进一步，通过在燃气喷头122的顶部设置多个斜孔1222，使得燃气喷头122内的燃气能够通过斜孔1222被倾斜地喷出到燃气喷头122径向上的外侧，从而能够更好地与旋流空气进行掺混。同时，从斜孔1222喷出的燃气在旋流空气的作用下，还能够形成径向尺寸较大的矮胖火焰，从而提升了燃烧头产生火焰的加热面积。因此，本实用新型的燃烧头120相对于现有的燃烧头而言，能够有效地降低火焰的高度，进而能够降低燃气热水器在竖直方向上的尺寸。

再进一步，由于径向旋流器123通过其径向通道引入空气，并迫使空气螺旋地向轴心方向移动，使得空气在形成旋流的过程还能够被径向通道12303压缩，提升了流速，进而经由轴向通道12304以较大的流速进入喷射通道1211，使得空气的旋流效果更佳；进而使得掺混之后的气流在流出喷射通道1211时具有较大径向速度，使火焰在水平方向上的覆盖面积更大，提升了火焰的有效加热面积。

此外，在本实用新型的其他实施例中，本领域技术人员也可以根据需要，将径向旋流器123设置为其他任意可行的形式。

如图7所示，在本实用新型的另一些实施例中，径向通道12303为形成在径向旋流器123上的通道。换句话说，径向通道12303被外锥体1231单独限定而出。进一步，径向通道12303可以通过钻孔加工的手段形成在外锥体1231上。

或者，本领域技术人员也可以根据需要，通过铸造的方式将外锥体1231和内锥体1232设置为一个整体，并通过铸造的方式使径向通道12303和轴向通道12304形成在径向旋流器123上。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本实用新型技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本实用新型的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋流式燃烧头，其特征在于，所述燃烧头适用于燃气热水器，所述燃烧头包括：

燃烧头主体，其限定有喷射通道；

燃气喷头，其顶部位于所述喷射通道内，所述燃气喷头用于接收燃气；

径向旋流器，其包括多个径向进口和至少一个轴向出口，所述径向旋流器通过所述轴向出口与所述喷射通道连通，所述径向旋流器通过所述径向进口接收空气并使其接收的空气形成旋流流向所述喷射通道。

2.根据权利要求1所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述径向旋流器还包括多个径向通道和一个轴向通道，

每一个所述径向通道分别对应有一个所述径向进口并且分别与所述轴向通道连通，每一个所述径向通道均被设置为螺旋通道；

所述轴向通道与所述至少一个轴向出口连通。

3.根据权利要求2所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述径向旋流器还包括横截面为环形的外锥体、横截面为环形的内锥体和设置在所述内锥体与所述外锥体之间的多个叶片，

所述外锥体、所述内锥体和所述叶片共同限定出所述径向通道，

所述外锥体和所述内锥体共同限定出所述轴向通道。

4.根据权利要求3所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述外锥体包括沿径向延伸的外径向部和沿轴向延伸的外轴向部，

所述内锥体包括沿径向延伸的内径向部和沿轴向延伸的内轴向部，

所述多个叶片设置在所述外径向部与所述内径向部之间，所述径向通道被所述外径向部、所述内径向部和所述叶片限定而出；

所述轴向通道被所述外轴向部和所述内轴向部限定而出。

5.根据权利要求4所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述外轴向部插入所述喷射通道中并因此使所述径向旋流器与所述燃烧头主体插接到一起；

所述燃气喷头穿过所述内锥体并与所述内轴向部卡接到一起。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述燃气喷头的顶部设置有多个斜孔，所述燃气喷头内的燃气通过所述斜孔喷出。

7.根据权利要求6所述的旋流式燃烧头，其特征在于，

所述多个斜孔绕所述燃气喷头的轴线等间距分布；并且/或者，

所述斜孔的数目的取值范围为3至28；并且/或者，

所述斜孔的孔径的取值范围为0.05mm-4mm；并且/或者，

所述燃气喷头的顶端至所述径向旋流器的顶端的距离与所述喷射通道的顶端至所述径向旋流器的顶端的距离的比值范围为0.1至0.9。

8.一种燃烧器，其特征在于，包括燃烧器主体和权利要求1至7中任一项所述的燃烧头，

所述燃烧器主体与所述燃烧头固定连接或一体制成，

所述燃烧器主体限定有与所述径向旋流器连通的空气进口。

9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，

所述燃烧器包括两个所述燃烧头，

所述燃烧器主体限定有进气腔，所述进气腔与所述空气进口和每一个所述径向旋流器分别连通。

10.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

权利要求8或9所述的燃烧器，

换热器，其被所述燃烧器加热，从而使所述换热器内的水被加热；

集烟罩，其设置有排烟口，所述排烟口用于排出所述燃气热水器内的烟气。