CN220229167U - 火排、燃烧器和燃气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种火排、燃烧器和燃气设备，其中，所述火排设有进气口、燃烧火口，以及将所述进气口与所述燃烧火口连通的引射通道，所述引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段，所述混合段沿所述进气方向突变扩张。本实用新型的技术方案能够提高燃气空气的混合均匀性，实现充分燃烧，提高热效率。

Description

火排、燃烧器和燃气设备

技术领域

本实用新型涉及燃气设备技术领域，特别涉及一种火排、燃烧器和燃气设备。

背景技术

燃气设备(例如燃气热水器、壁挂炉等)是通过燃气燃烧释放热量，以对介质(例如水)进行加热的设备。其中，燃烧器作为燃料燃烧的载体，具有混合气体(混合燃气和空气)，使混合气均匀分布，使燃料充分、稳定燃烧等功能。燃烧器一般由若干火排单片组成。

相关技术中，燃烧器的火排具有引入混合气体的引射通道，引射通道一般从进气口朝向通道内收缩后再渐变扩张，整个通道变化平缓，燃气空气混合均匀性较差，不利于燃气的充分燃烧，热效率较低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种火排，旨在提高燃气空气的混合均匀性，实现充分燃烧，提高热效率。

为实现上述目的，本实用新型提出的火排，所述火排设有进气口、燃烧火口，以及将所述进气口与所述燃烧火口连通的引射通道，所述引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段，所述混合段沿所述进气方向突变扩张。

在其中一个实施例中，所述混合段包括喉管段和突变段，所述收缩段、所述喉管段、所述突变段和所述扩压段沿所述进气方向相互连通，所述喉管段为所述引射通道的最窄部位，所述突变段自所述喉管段朝向所述扩压段扩张。

在其中一个实施例中，所述突变段和所述扩压段均沿所述进气方向呈渐扩设置，所述突变段的扩张角度大于所述扩压段的扩张角度。

在其中一个实施例中，在垂直于所述进气方向的截面上，所述进气口的最大径向尺寸为a，所述喉管段的最大径向尺寸为b，其中，b/a的值不小于0.4，不大于0.6。

在其中一个实施例中，b/a的值为0.5。

在其中一个实施例中，所述突变段的周壁相对所述喉管段的周壁向远离所述引射通道的中心线的一侧倾斜，所述突变段的周壁与所述喉管段的周壁之间形成有夹角α，其中，α不小于120°，不大于170°。

在其中一个实施例中，所述进气口到所述混合段的出口之间的距离为L1，所述进气口到所述扩压段的出口之间的距离为L2，其中，L1/L2的值不小于0.2，不大于0.5。

在其中一个实施例中，所述火排包括具有镂空区域的面板，以及与所述面板层叠设置的金属网，所述金属网覆盖所述镂空区域的部位形成所述燃烧火口，所述火排的相对两侧分别设有限位部，位于两侧的所述限位部分别抵接于所述金属网背离所述面板的一面的两侧边沿部位。

本实用新型还提出一种燃烧器，包括如上所述的火排。

本实用新型还提出一种燃气设备，包括如上所述的燃烧器。

本实用新型技术方案的火排设有进气口、燃烧火口，以及将进气口与燃烧火口连通的引射通道，引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段，混合段沿进气方向突变扩张。如此，燃气和空气的混合气体自进气口进入到收缩段，在收缩段内快速收缩汇聚，使得进入混合段的混合气体具有较高的流速，高速混合气体在混合段内流动至靠近扩压段的部位时会产生突变扩张，然后再进入扩压段内进一步混合。如此，使得引射通道在进气方向上能够产生多处变化，使得混合气体能够快速收缩扩张，增加扰流效果，提高燃气和空气的混合均匀性，从而实现充分燃烧，提高高燃料的利用率，提高热效率。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型火排一实施例的结构示意图；

图2为图1中火排的主视图；

图3为图1中火排的在突变段处剖开的剖面示意图；

图4为图1中火排的局部剖面示意图；

图5为图4中火排的局部剖面的放大示意图；

图6为图1中火排另一视角的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	火排	122	突变段
101	进气口	13	扩压段
				102	燃烧火口	20	弯曲通道
10	引射通道	30	分流通道
				11	收缩段	40	面板
12	混合段	50	金属网
				121	喉管段

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种火排100。

请参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述火排100设有进气口101、燃烧火口102，以及将所述进气口101与所述燃烧火口102连通的引射通道10，所述引射通道10包括沿进气方向相互连通的收缩段11、混合段12和扩压段13，所述混合段12沿所述进气方向突变扩张。

具体地，火排100包括进气口101、燃烧火口102和引射通道10，其中，燃气和空气的混合气体从进气口101进入到引射通道10内，在引射通道10内充分混合后再输送至燃烧火口102处，混合气体在燃烧火口102处被点燃从而实现燃烧。引射通道10包括沿进气方向相互连通的收缩段11、混合段12和扩压段13。其中，收缩段11沿进气方向逐渐收缩，扩压段13呈沿进气方向逐渐扩张，混合段12将收缩段11的窄口端与扩压段13的窄口端连通。混合段12沿进气方向突变扩张，也即混合段12靠近渐缩段的一端的横截面尺寸较小，而混合段12靠近扩压段13的一端的横截面尺寸较大，并且混合段12的横截面尺寸在进气方向上的变化并非连续的线性变化，而是具有明显的梯度变化。如此，燃气和空气的混合气体自进气口101进入到收缩段11，在收缩段11内快速收缩汇聚，使得进入混合段12的混合气体具有较高的流速，高速混合气体在混合段12内流动至靠近扩压段13的部位时会产生突变扩张，然后再进入扩压段13内进一步混合，如此，使得引射通道10在进气方向上能够产生多处变化，使得混合气体能够快速收缩扩张，增加扰流效果，提高混合均匀性。

具体到本实施例中，如图1和图2所示，火排100包括火排本体和设于火排本体顶部的燃烧头部，火排本体设有进气口101和引射通道10，燃烧头部设有若干燃烧火口102，进气口101经由引射通道10与燃烧火口102连通。进气口101设于火排本体的第一侧，引射通道10自火排本体的第一侧延伸至第二侧，例如图2所示，进气口101设于火排本体左侧，引射通道自左向右延伸，此时混合气体从火排本体的第一侧沿水平方向进入引射通道10内并朝向第二侧输送。可选地，如图1所示，火排本体还设有弯曲通道20和分流通道30，弯曲通道20的一端与引射通道10的出口端连通，弯曲通道20的另一端位于引射通道10的上方并与分流通道30的入口端连通，分流通道30自火排本体的第二侧朝向火排本体的第一侧延伸设置，分流通道30与若干燃烧火口102连通。可选地，火排本体包括相互拼合的两个半壳，两个半壳围合形成进气口101、引射通道10、弯曲通道20和分流通道30。其中，半壳可采用钣金件冲压出对应的腔体通道，然后将两个半壳相互焊接固定即可。

本实用新型技术方案的火排100设有进气口101、燃烧火口102，以及将进气口101与燃烧火口102连通的引射通道10，引射通道10包括沿进气方向相互连通的收缩段11、混合段12和扩压段13，混合段12沿进气方向突变扩张。如此，燃气和空气的混合气体自进气口101进入到收缩段11，在收缩段11内快速收缩汇聚，使得进入混合段12的混合气体具有较高的流速，高速混合气体在混合段12内流动至靠近扩压段13的部位时会产生突变扩张，然后再进入扩压段13内进一步混合。如此，使得引射通道10在进气方向上能够产生多处变化，使得混合气体能够快速收缩扩张，增加扰流效果，提高燃气和空气的混合均匀性，从而实现充分燃烧，提高高燃料的利用率，提高热效率。

如图4和图5所示，在其中一个实施例中，所述混合段12包括喉管段121和突变段122，所述收缩段11、所述喉管段121、所述突变段122和所述扩压段13沿所述进气方向相互连通，所述喉管段121为所述引射通道10的最窄部位，所述突变段122自所述喉管段121朝向所述扩压段13扩张。

在本实施例中，混合段12包括喉管段121和突变段122，喉管段121大体呈沿进气方向平直延伸的圆柱状，突变段122大体呈沿进气方向渐扩的圆台状，从而使得喉管段121的截面尺寸较小，而突变段122的截面尺寸较大，也即混合段12靠近扩压段13的部位形成有明显的突变台阶(也即突变段122)使得混合段12形成朝向渐扩段突变扩张的效果。喉管段121为引射通道10的最窄部位，混合气体经由收缩段11快速收缩后进入喉管段121，在喉管段121内混合气体流速达到最大，喉管段121内的高速混合气体进入到突变段122内，在突变段122内快速扩张后进入扩压段13，增加扰流效果。

为了能够进一步提升燃气与空气的混合均匀性，如图5所示，在其中一个实施例中，所述突变段122和所述扩压段13均沿所述进气方向呈渐扩设置，所述突变段122的扩张角度大于所述扩压段13的扩张角度。

在本实施例中，突变段122和扩压段13均呈沿进气方向渐扩，且突变段122的扩张角度大于扩压段13的扩张角度，也即在引射通道10的轴向截面中，突变段122的两侧边缘之间的夹角要大于扩压段13两侧边缘的夹角。如此，混合气体经过收缩段11快速收缩进入喉管段121后，在突变段122快速扩张进入扩压段13。在这一过程中，位于喉管段121外围的混合气体进入到突变段122内产生一个较大的扩张角度，而进入到扩压段13时，由于扩压段13的扩张角度相对较小，使得外围的混合气体扩张碰撞到扩压段13的流道壁面，再反弹回流道中间，与内围的混合气体再次碰撞，大大增加了扰流效果，使得气体混合的更加均匀，更有利于充分燃烧，充分释放燃烧热量，提高热效率。

传统技术中，火排100的引射通道10的最窄段与进气口101的比例较大，当燃气设备的风机风速发生波动时，风量发生波动，进入流道的空气量变化也比较明显，造成燃气空气量不匹配，进而导致燃烧不稳定。

为了进一步提升燃烧稳定性，如图4所示，在其中一个实施例中，在垂直于所述进气方向的截面上，所述进气口101的最大径向尺寸为a，所述喉管段121的最大径向尺寸为b，其中，b/a的值不小于0.4，不大于0.6。

在本实施例中，进气口101大体呈沿上下方向延伸的长圆孔设置，喉管段121的横截面大体呈沿上下方向延伸的椭圆形设置，进气口101沿上下方向的尺寸为进气口101的最大径向尺寸a，喉管段121的横截面沿上下方向的尺寸为喉管段121的最大径向尺寸b。当然，进气口101和喉管段121的横截面还可以设计为其他形状，在此不做具体限定。其中，b/a的值不大于0.6，使得引射通道10的最窄段(也即喉管段121)与进气口101的尺寸比值控制在一个较小的比例，从而能够适当增加流道阻力，当燃气设备的风机风速产生波动时，进入流道内的风量减小，而燃气与空气的比例不易受影响，燃烧更加稳定。将b/a的值限定为不小于0.4，可以避免阻力增加过大，以保证混合气体能够沿引射通道10顺畅流动。具体地，0.4≤b/a≤0.6。例如，b/a的值可以为0.4、0.45、0.5、0.55、0.6等。

可选地，b/a的值为0.5，使得流道的阻力适中，使得燃气与空气的比例不易受风速波动影响，进一步提升燃烧稳定性。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述突变段122的周壁相对所述喉管段121的周壁向远离所述引射通道10的中心线的一侧倾斜，所述突变段122的周壁与所述喉管段121的周壁之间形成有夹角α，其中，α不小于120°，不大于170°。

在本实施例中，夹角α介于120°到170°之间，使得突变段122的周壁相较于喉管段121的周壁的倾斜角度适中，有利于引导喉管段121外围的气流向外突变扩张，与流道侧壁碰撞后反弹，再与内围的混合气碰撞，从而增加扰流效果。具体地，120°≤α≤170°。例如，夹角α可以为120°、130°、140°、150°、160°、170°等等。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述进气口101到所述混合段12的出口之间的距离为L1，所述进气口101到所述扩压段13的出口之间的距离为L2，其中，L1/L2的值不小于0.2，不大于0.5。如此，能够确保有足够的扩压段13距离使燃气与空气充分混合。具体地，0.2≤L1/L2≤0.5。例如，L1/L2的值可以为0.2、0.3、0.4、0.5等等。

在其中一个实施例中，所述收缩段11的内周面为光滑曲面。如此，能够减小收缩段11的阻力，有利于将混合气体在收缩段11内快速流动收缩。

在上述实施例的基础上，如图6所示，在一实施例中，所述火排100包括具有镂空区域的面板40，以及与所述面板40层叠设置的金属网50，所述金属网50覆盖所述镂空区域的部位形成所述燃烧火口102，所述火排100的相对两侧分别设有限位部，位于两侧的所述限位部分别抵接于所述金属网50背离所述面板40的一面的两侧边沿部位。

在本实施例中，金属网50可以层叠于面板40的背面或者正面，可选地，金属网50层叠于面板40的背面。通过火排100两侧的限位部分别对金属网50的两侧边沿进行限位，以使金属网50的侧边沿夹置于面板40和限位部之间，使得金属网50的两侧边沿不容易起翘，保证金属网50的平整性；相较于传统的金属网与面板焊接的方式来说，本方案不会出现焊点位置金属网50阻力偏大，起翘位置阻力偏小等问题，使得火排100的燃烧面阻力均匀，有利于提升燃烧均匀稳定性，不易出现回火、离焰脱火现象，可避免由于火焰震荡产生的燃烧噪音、共振等。结合上述实施例中引射通道10的结构设计，使得空气与燃气的混合气体自进气口101进入引射通道10后能够充分混合均匀，再流动至燃烧火口102处燃烧，并且配合金属网50的自身的网状结构以及金属网50的安装平整性，使得在金属网50处的燃烧更为均匀稳定，有利于实现更好的低氮燃烧效果。

本实用新型还提出一种燃烧器，该燃烧器包括火排100，该火排100的具体结构参照上述实施例，由于本燃烧器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型还提出一种燃气设备，该燃气设备包括燃烧器，该燃烧器的具体结构参照上述实施例，由于本燃气设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种火排，其特征在于，所述火排设有进气口、燃烧火口，以及将所述进气口与所述燃烧火口连通的引射通道，所述引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段，所述混合段沿所述进气方向突变扩张。

2.如权利要求1所述的火排，其特征在于，所述混合段包括喉管段和突变段，所述收缩段、所述喉管段、所述突变段和所述扩压段沿所述进气方向相互连通，所述喉管段为所述引射通道的最窄部位，所述突变段自所述喉管段朝向所述扩压段扩张。

3.如权利要求2所述的火排，其特征在于，所述突变段和所述扩压段均沿所述进气方向呈渐扩设置，所述突变段的扩张角度大于所述扩压段的扩张角度。

4.如权利要求2所述的火排，其特征在于，在垂直于所述进气方向的截面上，所述进气口的最大径向尺寸为a，所述喉管段的最大径向尺寸为b，其中，b/a的值不小于0.4，不大于0.6。

5.如权利要求4所述的火排，其特征在于，b/a的值为0.5。

6.如权利要求2所述的火排，其特征在于，所述突变段的周壁相对所述喉管段的周壁向远离所述引射通道的中心线的一侧倾斜，所述突变段的周壁与所述喉管段的周壁之间形成有夹角α，其中，α不小于120°，不大于170°。

7.如权利要求1所述的火排，其特征在于，所述进气口到所述混合段的出口之间的距离为L1，所述进气口到所述扩压段的出口之间的距离为L2，其中，L1/L2的值不小于0.2，不大于0.5。

8.如权利要求1至7任意一项所述的火排，其特征在于，所述火排包括具有镂空区域的面板，以及与所述面板层叠设置的金属网，所述金属网覆盖所述镂空区域的部位形成所述燃烧火口，所述火排的相对两侧分别设有限位部，位于两侧的所述限位部分别抵接于所述金属网背离所述面板的一面的两侧边沿部位。

9.一种燃烧器，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的火排。

10.一种燃气设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的燃烧器。