燃燒器及應(yīng)用其的熱水器榮譽表彰

2020年7月17日，《燃燒器及應(yīng)用其的熱水器》獲得安徽省第七屆專利獎金獎。 2100433B

如圖2所示為該實施例的燃燒器10的俯視圖，該實施例的燃燒器10包括多個分火器100以及貫穿多個分火器100的冷水管200，多個分火器100沿分火器100的寬度方向并排分布，冷水管200為U型管，包括進水管210和出水管220，以在燃燒器10的同一側(cè)進排水，優(yōu)選地，冷水管200為一體成型。

如圖3所示為其中一個分火器100的主視圖，該實施例的分火器100包括3個引射管110以及2個通孔（進水管通孔131和出水管通孔132），其中，冷水管200的兩端分別從對應(yīng)的通孔穿過，即進水管通孔131用于供進水管210穿過，并與進水管210緊密接觸，出水管通孔132用于供出水管220穿過，并與出水管220緊密接觸。

如圖4所示，為相鄰兩個分火器103和104的左視圖，請結(jié)合參閱圖2和圖3，該實施例中，分火器100可以由第一殼體100A扣合第二殼體100B形成，即引射管100的氣體通道由第一殼體100A和第二殼體100B圍成，進水管通孔131和出水管通孔132貫穿第一殼體100A和第二殼體100B。分火器100還包括頂板120，蓋合于3個引射管110的上方，并開設(shè)有多個火孔121。

參閱圖3和圖4，每個引射管110按照氣體流向依次設(shè)置引射段110A和出氣段110B，其中，引射段110A具有入口端113、喉部114和出口端115，引射管110從入口端113垂直向上引射氣體，經(jīng)由喉部114和出氣段110B，然后從火孔121排出后由點火器160點燃形成火焰。為了避免氣流的噴力過大而導(dǎo)致的火焰太高，引射管110的出氣段110B的端面向兩側(cè)傾斜以形成導(dǎo)流斜面（包括向左側(cè)傾斜的第一導(dǎo)流斜面111A和向右側(cè)傾斜的第二導(dǎo)流斜面111B）。

喉部114設(shè)置于引射段110A的最小截面處，即氣體在喉部114處具有最小的通過面積。喉部114允許氣體通過的最大寬度為D1，例如，當喉部114的截面形狀為圓形時，最大寬度D1即為喉部114的直徑；當喉部114的截面形狀為矩形時，最大寬度D1即為喉部114的最長對角線。

降低喉部114的最大寬度D1可以減小分火器100的尺寸，增加引射段110A的長度H1以及喉部114的最大寬度D1可以降低能量損失系數(shù)，進而提高引射系數(shù)，并使燃氣和空氣的混合更均勻。實驗表明，當H1＝6D1時，燃燒器引射的能量損失系數(shù)約為2.2；當H1＝8D1時，燃燒器引射的能量損失系數(shù)約為1.8；當8.5D1≤H1≤9.5D1時，燃燒器引射的能量損失系數(shù)約為1.5。降低能量損失系數(shù)有利于提高引射系數(shù)，當引射系數(shù)提高，實際燃燒產(chǎn)物的體積就會增大，從而導(dǎo)致燃燒溫度急劇下降，進而可以減少熱力型氧化反應(yīng)，以降低氮氧化物的排放（熱力型氧化反應(yīng)是指空氣中的氮氣與氧氣在高溫下發(fā)生氧化發(fā)應(yīng)而生成氮氧化物，實驗證明，隨著反應(yīng)溫度升高，氧化反應(yīng)速率按指數(shù)規(guī)律增加）。

優(yōu)選地，引射段110A包括預(yù)混段110A1和擴壓段110A2，引射管110在預(yù)混段110A1具有相同的截面形狀，預(yù)混段110A1的長度為H11，其中，2D1≤H11≤3D1；擴壓段110A2沿氣體流動方向逐漸偏離引射管110的中心軸，擴壓段110A2的長度為H12，其中，3.5D1≤H12≤4.5D1。

進一步地，出氣段110B的長度H2≤30％H1，以減小分火器100的尺寸。

優(yōu)選地，11毫米≤D1≤14毫米，進而每個分火器100在喉部114所形成的氣體通道的截面積為33毫米2～42毫米2，因此，增加引射管的數(shù)量有利于減小喉部114的最大寬度，以減小分火器100的尺寸。需要說明的是，該實施例中，引射管110可以是3個，也可以是大于3個，引射管110的數(shù)量增多可以提高引射系數(shù)，進而可以增加引射氣體的量。

進一步地，入口端113的最大寬度D2大于等于出口端115的最大寬度D3，優(yōu)選地，D2＝D3，并且入口端113的中心向出口端115內(nèi)凹以形成弧形截面113A，如圖3所示，這種大圓角設(shè)計的入口端113可以使氣體流動更順暢，并增加通過燃氣引射空氣的量，優(yōu)選地，D2≥18毫米。

如圖3和圖4所示，引射管110還具有分流器112，包括第一殼體100A向引射管110的腔體凹陷而形成的第一凹部112A以及第二殼體100B向引射管110的腔體凹陷形成的第二凹部112B。分流器112用于分流氣體，即使一部分氣體受分流器112的阻力影響，向引射管110的兩側(cè)分流，從與引射管110的兩側(cè)相對應(yīng)的火孔121噴出，然后燃燒形成火焰；而另一部分氣體由第一凹部112A和第二凹部112B之間的氣體通道垂直向上，從與引射管110的中心相對應(yīng)的火孔121噴出，然后燃燒形成火焰。

分流器112的頂角部112C的角度α優(yōu)選為45°至85°，即頂角部112C用于使氣體向其兩側(cè)分流的分流角度優(yōu)選為45°至85°，以降低氣體流動的阻力。

圖5和圖6分別示出了燃燒器10的主視圖和爆炸圖，即多個分火器100組合在一起時的視圖，該實施例中，燃燒器10還包括分氣裝置300，設(shè)置于各引射管110的下方，分氣裝置300內(nèi)限定有燃氣通道，通過多個噴嘴310與引射管110連通。在燃燒器10工作時，與閥門連接件320連接的燃氣閥門打開，燃氣通過噴嘴310進入引射管110，噴嘴310的直徑D0小于喉部114的最大寬度D1，優(yōu)選地，D1＝2D0，以引射更多的氣體進入引射管110，提高引射系數(shù)，減少氮氧化物的產(chǎn)生。

優(yōu)選地，該實施例中，進水管通孔131和出水管通孔132分別位于相鄰兩個引射管110之間，進水管通孔131和出水管通孔132的頂部優(yōu)選設(shè)置在同一水平面，進水管通孔131的頂部E1應(yīng)高于分流器112的底部E2，以使冷水管200的位置接近頂板120，進而提升冷卻效率，減少氮氧化物的產(chǎn)生。

該實施例中，燃燒器10是直立式結(jié)構(gòu)，燃氣從噴嘴310噴出后，氣流方向也是垂直的，燃氣和空氣在引射管110中混合后再在火孔121被點燃，大圓角的入口端113可以引射更多的氣體量，而減小喉部114的直徑，增長引射段110A的長度可以在減小分火器100的尺寸的前提下使氣體混合更加均勻。而至少3個引射管的設(shè)計，不僅可以增加引射氣體的量，還可以使對應(yīng)的噴嘴310的數(shù)量增多，進一步提高引射系數(shù)，減少氮氧化物的產(chǎn)生。實驗表明，采用該實施例的這種流道設(shè)計可以將氮氧化物的排放量從80ppm（每立方厘米的粒子數(shù)）降低到20ppm。

進一步地，分火器100還包括設(shè)置于引射管110外部的間距定位機構(gòu)150，每一個間距定位機構(gòu)150包括對稱設(shè)置的第一凸部151和第二凸部152，其中，第一凸部151是由第一殼體100A向引射管110的外部凸起而形成，第二凸部152是由第二殼體100B向引射管110的外部凸起而形成。

如圖4所示，第一凸部151和第二凸部152之間的距離是D5，引射管110的入口端113的外直徑是D4，其中D4等于D5，從而使相鄰兩個分火器103和104的入口端113的側(cè)壁可以相抵，并使相鄰兩個分火器103和104的間距定位機構(gòu)150可以相抵，即分火器103的第一凸部151和分火器104的第二凸部152相抵。

需要說明的是，該實施例并不限定間距定位機構(gòu)150的數(shù)量，例如可以在其中一個引射管110外部設(shè)置一個間距定位機構(gòu)150，也可以在每個引射管110外部各設(shè)置一個間距定位機構(gòu)150。只要能夠使相鄰兩個分火器100的入口端的側(cè)壁相抵，以及相鄰兩個分火器的間距定位機構(gòu)150相抵即可。

該實施例中，間距定位機構(gòu)150可以使多個分火器100之間的固定更加牢靠，減少晃動或震動，從而降低燃燒器10在工作時所產(chǎn)生的噪音。

進一步地，如圖5和圖6所示，多個分火器100中包括排列在燃燒器10端部的第一分火器101和第二分火器102，燃燒器10還包括第一壓板171、第二壓板172、連接件180、第一緊固件191和第二緊固件192。其中，第一壓板171位于第一分火器101的外側(cè)，第二壓板172位于第二分火器102的外側(cè)；連接件180依次穿過第一壓板171、各分火器100和第二壓板172；以及，連接件180通過第一緊固件191與第一壓板171緊固連接，連接件180通過第二緊固件192與第二壓板172緊固連接，從而使第一壓板171和第二壓板172從燃燒器10的兩端壓緊各分火器100。優(yōu)選地，該實施例中，連接件180可以是雙頭螺桿，第一緊固件191和第二緊固件192可以是螺栓。

1.一種燃燒器，其特征在于，包括多個分火器，以及貫穿所述多個分火器的冷水管，所述多個分火器沿所述分火器的寬度方向并排分布，所述分火器包括至少三個引射管，所述冷水管包括進水管和出水管，以在燃燒器的同一側(cè)進排水；所述分火器包括供所述進水管穿過的進水管通孔和供所述出水管穿過的出水管通孔，所述進水管通孔和所述出水管通孔分別設(shè)置于相鄰兩個所述引射管之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述分火器包括對稱設(shè)置的第一殼體和第二殼體，所述引射管的氣體通道由所述第一殼體和所述第二殼體圍成，所述分火器還包括連接于所述第一殼體和第二殼體上方的頂板。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述進水管通孔和出水管通孔的頂部設(shè)置在同一水平面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述引射管按氣體流向依次設(shè)置引射段和出氣段，所述出氣段上設(shè)置分流器，所述分流器具有用于使氣體向兩側(cè)分流的頂角部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒器，其特征在于，所述進水管通孔的頂部高于分流器的底部。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器還包括設(shè)置于所述分火器外部殼體上的間距定位機構(gòu)，所述間距定位機構(gòu)至少包括相鄰兩分火器的第一殼體或第二殼體上設(shè)置的第一凸部或第二凸部。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器還包括設(shè)置在所述多個分火器兩端部的第一壓板及第二壓板；所述第一壓板和所述第二壓板分別位于所述多個分火器兩端部的外側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器還包括穿設(shè)于所述第一壓板、所述多個分火器和所述第二壓板的連接件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃燒器，其特征在于，所述燃燒器還包括至少一個緊固件，所述至少一個緊固件用于使所述第一壓板、所述第二壓板及所述連接件緊固連接。

10.一種熱水器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項所述的燃燒器。

《燃燒器及應(yīng)用其的熱水器》涉及燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃燒器及應(yīng)用其的熱水器。

圖1為2018年5月之前的技術(shù)中的燃燒器的分火器的主視圖。

圖2為該發(fā)明實施例的燃燒器的俯視圖。

圖3為該發(fā)明實施例的燃燒器的分火器的主視圖。

圖4為該發(fā)明實施例的燃燒器的兩個分火器的左視圖。

圖5為該發(fā)明實施例的燃燒器的主視圖。

圖6為該發(fā)明實施例的燃燒器的爆炸圖。

附圖標記說明：

2018年5月之前的技術(shù)：1：引射管；2：分流器；3：火孔；4：進水管通孔；5：出水管通孔。

該發(fā)明實施例：

10：燃燒器； 100：分火器；100A：第一殼體； 100B：第二殼體； 110：引射管； 111A：第一導(dǎo)流斜面； 111B：第二導(dǎo)流斜面；112：分流器； 112A：第一凹部； 112B：第二凹部； 112C：頂角部； 110A：引射段； 110B：出氣段； 113：入口端；113A：弧形截面； 114：喉部； 115：引射段的出口端； 120：頂板； 121：火孔； 131：進水管通孔； 132：出水管通孔； 200：冷水管；210：進水管； 220：出水管；300：分氣裝置； 310：噴嘴； 320：閥門連接件。

燃燒器及應(yīng)用其的熱水器專利目的

《燃燒器及應(yīng)用其的熱水器》實施例提供一種燃燒器及應(yīng)用其的熱水器，以解決或緩解2018年5月之前的技術(shù)中的一項或更多項技術(shù)問題。

燃燒器及應(yīng)用其的熱水器技術(shù)方案

《燃燒器及應(yīng)用其的熱水器》實施例提供一種燃燒器，包括多個分火器，以及貫穿多個分火器的冷水管，多個分火器沿分火器的寬度方向并排分布，分火器包括至少三個引射管，冷水管包括進水管和出水管，以在燃燒器的同一側(cè)進排水；分火器包括供進水管穿過的進水管通孔和供出水管穿過的出水管通孔，進水管通孔和出水管通孔分別設(shè)置于相鄰兩個引射管之間。

在一種實施方式中，分火器包括對稱設(shè)置的第一殼體和第二殼體，引射管的氣體通道由第一殼體和第二殼體圍成，分火器還包括連接于第一殼體和第二殼體上方的頂板。在一種實施方式中，進水管通孔和出水管通孔的頂部設(shè)置在同一水平面。

在一種實施方式中，引射管按氣體流向依次設(shè)置引射段和出氣段，出氣段上設(shè)置分流器，分流器具有用于使氣體向兩側(cè)分流的頂角部。

在一種實施方式中，進水管通孔的頂部高于分流器的底部。

在一種實施方式中，燃燒器還包括設(shè)置于分火器外部殼體上的間距定位機構(gòu)，間距定位機構(gòu)至少包括相鄰兩分火器的第一殼體或第二殼體上設(shè)置的第一凸部或第二凸部。在一種實施方式中，燃燒器還包括設(shè)置在多個分火器兩端部的第一壓板及第二壓板；第一壓板和第二壓板分別位于多個分火器兩端部的外側(cè)。

在一種實施方式中，燃燒器還包括穿設(shè)于第一壓板、多個分火器和第二壓板的連接件。

在一種實施方式中，燃燒器還包括至少一個緊固件，至少一個緊固件用于使第一壓板、第二壓板及連接件緊固連接。

作為該發(fā)明實施例的另一個方面，該發(fā)明實施例還提供一種熱水器，包括如上所述的燃燒器。

燃燒器及應(yīng)用其的熱水器改善效果

《燃燒器及應(yīng)用其的熱水器》實施例采用上述技術(shù)方案，可以提高冷卻效率，減少氮氧化物的產(chǎn)生。

熱水器或壁掛爐是以燃氣為主要能源，提供生活熱水或居家供暖的家用設(shè)備。燃燒器是燃氣熱水器和壁掛爐的重要部件，是使燃料和空氣以一定方式噴出，然后混合燃燒的裝置的統(tǒng)稱。燃燒器按類型和應(yīng)用領(lǐng)域分工業(yè)燃燒器、燃燒機、民用燃燒器、特種燃燒器幾種。

2018年5月之前的技術(shù)中常用的燃燒器有兩種，一種是濃淡式燃燒器，另一種是水冷式燃燒器，如圖1所示為2018年5月之前的技術(shù)中的水冷式燃燒器所用的分火器，多個分火器并排分布構(gòu)成了燃燒器的主要部分，該分火器具有兩條引射管1，以從下方引射氣體，從上方的火孔3排出，并被點燃形成火焰。在兩條引射管1的外側(cè)有進水管通孔4和出水管通孔5，分別用于使冷水管的進水管和出水管通過，以冷卻燃燒器。由于進水管通孔4和出水管通孔5設(shè)在兩側(cè)，使兩條引射管需要居中設(shè)計，造成流道的異形結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致引射氣體的阻力增大，燃燒效率降低，燃燒后產(chǎn)生的氮氧化物較多。

大氣式燃燒器優(yōu)點

1、比自然引風擴散式燃燒器火焰短、火力強、燃燒溫度高。

2、可以燃燒不同性質(zhì)的燃氣，燃燒比較完全、燃燒效率比較高、煙氣中CO含量比較少。

3、可以應(yīng)用低壓燃氣、由于空氣依靠燃氣吸入，所以不需要送風設(shè)備。

4、適應(yīng)性強，可以滿足較多工藝的需要。

大氣式燃燒器缺點

1、由于只預(yù)混了部分空氣，而不是全部燃燒所需的空氣，故火孔熱強度、燃燒溫度雖比自然引風擴散式燃燒器高，但仍受限制，仍不能滿足某些工藝需求。

2、當熱負荷較大時，多火孔燃燒器的結(jié)構(gòu)比較笨重。

大氣式燃燒器應(yīng)用范圍

多火孔大氣式燃燒器應(yīng)用非常廣泛，在家庭及公共事業(yè)中的燃氣用具如家用灶、熱水器、沸水器及食堂灶上用的最為廣泛，在小型鍋爐及工業(yè)爐上也有應(yīng)用。單火孔大氣式燃燒器在中小型鍋爐及某些工業(yè)爐上廣泛應(yīng)用。