CN219160345U - 火排组件及燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种火排组件及燃烧器。火排组件包括燃烧头和火排本体，火排组件包括火排本体和燃烧头，其中火排本体内设置有相连通的引射通道和主气流通道，火排本体的侧壁间隔设置有多个与主气流通道连通的第一燃烧火孔；燃烧头设于火排本体的顶部，燃烧头具有两个相互连接的火孔板，两个火孔板的外侧壁均朝向外侧倾斜，两个火孔板的外侧壁均分布有至少一列沿外侧壁长度方向排列的第二燃烧火孔，第二燃烧火孔与主气流通道连通。本实用新型提供的火排组件以简单可靠的结构即可实现浓淡分级燃烧，既能降低成本又能有效抑制氮氧化物的生成。

Description

火排组件及燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，尤其涉及一种火排组件及燃烧器。

背景技术

燃气热水器是指以燃气作为燃料，通过燃烧器将混合的空气和燃气在燃烧室内燃烧产生高温烟气，高温烟气流热交换器而与热交换器中的冷水换热，以达到制备热水目的的一种燃气用具，因其使用方便、制取热水快速等优点而被广泛应用。

现有燃烧器的火排，其顶面为平面。并在顶面开设火焰孔，尽管在火排的两侧能够通入空气参与顶面火焰孔的燃烧，但是在燃烧过程中燃烧孔流出的燃气空气混合物在顶部存在不能与空气充分混合的情况，这样则造成氮氧化物排放量高。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是要提供一种火排组件及燃烧器，其能够有效降低燃烧器产生的氮氧化物排放。

上述技术问题通过以下技术方案进行解决：

火排组件包括：

火排本体，所述火排本体内设置有相连通的引射通道和主气流通道，所述火排本体的侧壁间隔设置有多个与所述主气流通道连通的第一燃烧火孔；

燃烧头，所述燃烧头设于所述火排本体的顶部，所述燃烧头具有两个相互连接的火孔板，两个所述火孔板的外侧壁均朝向外侧倾斜，两个所述火孔板的外侧壁均分布有至少一列沿其长度方向排列的第二燃烧火孔，所述第二燃烧火孔与所述主气流通道连通，沿所述火排本体的宽度方向，所述第一燃烧火孔至少部分与所述第二燃烧火孔相对设置。

本实用新型所述的火排组件，与背景技术相比，具有的有益效果为：

由于第一燃烧火孔设置在火排本体的两侧侧壁，第二燃烧火孔设置在燃烧头顶部的火孔板，所以第一燃烧火孔和第二燃烧火孔在水平和竖直方向均有错位，并且，由于两个火孔板均朝外倾斜，这使得第一燃烧火孔喷射的火焰会朝向火排本体两侧倾斜。在实际燃烧过程中，一部分燃气先从火排本体两侧的第一燃烧火孔参与一次燃烧，另一部分燃气从火孔板的第二燃烧火孔喷射燃烧，一次燃烧生成的烟气向上与第二燃烧火孔的向外倾斜的火焰相结合，形成二次燃烧，由于第一燃烧火孔分布在火排组件的两侧，所以二次空气量充足，大于燃烧所需空气量，燃料与空气的充分混合，进行燃料稀薄的淡燃烧，火焰温度低，抑制了氮氧化物的生成，燃烧生成的烟气混入顶部火孔板的第二燃烧火孔的火焰，形成燃气占比较高、空气占比较低的浓燃烧，使燃烧反应变慢，也使火焰温度降低，从而生成的氮氧化物减少。以上过程，以简单可靠的结构即可实现浓淡分级燃烧，既能降低成本又能有效抑制氮氧化物的生成。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧火孔为开口朝上的包边孔。

在其中一个实施例中，所述火排本体的侧壁设置有两排第一燃烧火孔，位于上方的所述第一燃烧火孔和位于下方的所述第一燃烧火孔沿所述火排本体高度方向的投影至少部分不重叠。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧火孔与所述第二燃烧火孔之间的垂直距离为L，所述垂直距离L取值范围为：6mm≤L≤10mm。

在其中一个实施例中，所述第一燃烧火孔的面积与所述第二燃烧火孔的面积之比为1.5-6。

在其中一个实施例中，所述燃烧头至少部分设置于所述主气流通道内，所述燃烧头设置有多个过气孔，所述过气孔设置于所述主气流通道内，且所述过气孔与所述第一燃烧火孔一一对应设置连通。

本实用新型还提供了一种燃烧器，包括壳体以及多个如上述任一方案所述的火排组件，多个所述火排组件间隔设置于所述壳体内，每一所述火排组件的两侧均设有用于分流空气的导流板，所述导流板与对应的火排组件的侧壁之间形成导流腔室，所述第一燃烧火孔位于所述导流腔室内，所述导流板的下部设置有与所述导流腔室连通的过气口。

本实用新型所述的燃烧器，与背景技术相比，具有的有益效果为：

导流板将空气分隔，防止空气四处扩散造成部分火排局部的空气被相邻火排使用，能有效抑制氮氧化物的生成。

在其中一个实施例中，所述火排还包括导流结构，所述导流结构包括设置于所述火排两侧的导流板，空气通过所述导流板和所述火排本体形成的通道进入所述导流板与所述火排本体形成的空间内。

在其中一个实施例中，所述导流板至少部分倾斜设置，且所述导流板与所述火排本体之间的距离由下到上逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述导流板包括竖直板段和倾斜板段，所述竖直板段两侧分别与所述火排本体和所述倾斜板段连接，相邻所述火排本体之间设置的所述竖直板段相互贴合，所述竖直板段与所述倾斜板段之间的夹角为α，其中，165°＜α＜180°。

在其中一个实施例中，所述导流板还包括多个与所述火排本体连接的连接板，多个所述连接板间隔设置于所述竖直板段的底部，相邻两个所述连接板之间形成所述过气口。

在其中一个实施例中，相邻两个所述导流板的外侧壁抵接或焊接。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的燃烧器的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的火排组件的分解示意图；

图4是本实用新型实施例提供的火排组件的正视图；

图5是本实用新型实施例提供的单个火排组件的局部放大示意图；

图6是本实用新型实施例提供的火排组件的剖视图；

图7是本实用新型实施例提供的燃烧头的正视图；

图8是本实用新型实施例提供的燃烧头的剖视图；

图9是本实用新型实施例提供的火排本体的剖视图。

标号说明：

1、燃烧头；11、过气孔；12、火孔板；121、第二燃烧火孔；

2、火排本体；21、引射通道；211、扩口段；212、收口段；213、混合段；22、主气流通道；221、第一通道；222、第二通道；23、第一燃烧火孔；

3、导流板；31、竖直板段；32、倾斜板段；34、连接板；35、过气口；

4、壳体；

5、导流腔室。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有燃烧器的火排，其顶面为平面。并在顶面开设火焰孔，尽管在火排的两侧能够通入空气参与顶面火焰孔的燃烧，但是在燃烧过程中燃烧孔流出的燃气空气混合物在顶部存在不能与空气充分混合的情况，这样则造成氮氧化物排放量高。

为此，本实用新型提供了一种火排组件及燃烧器以解决上述技术问题，降低氮氧化物的排放量。燃烧器包括多个本实施例提供的火排组件，多个火排组件间隔设置。

如图1至图3所示，火排组件包括火排本体2和燃烧头1，其中火排本体2内设置有相连通的引射通道21和主气流通道22，火排本体2的侧壁间隔设置有多个与主气流通道22连通的第一燃烧火孔23；燃烧头1设于火排本体2的顶部，燃烧头1具有两个相互连接的火孔板12，两个火孔板12的外侧壁均朝向外侧倾斜，两个火孔板12的外侧壁均分布有至少一列沿外侧壁长度方向排列的第二燃烧火孔121，第二燃烧火孔121与主气流通道22连通，沿火排本体2的宽度方向，第一燃烧火孔23至少部分与第二燃烧火孔121相对设置。

由于第一燃烧火孔23设置在火排本体2的两侧侧壁，第二燃烧火孔121设置在燃烧头1顶部的火孔板12，所以第一燃烧火孔23和第二燃烧火孔121在水平和竖直方向均有错位，并且，由于两个火孔板12均朝外倾斜，这使得第一燃烧火孔23喷射的火焰会朝向火排本体2两侧倾斜。在实际燃烧过程中，一部分燃气先从火排本体2两侧的第一燃烧火孔23参与一次燃烧，另一部分燃气从火孔板12的第二燃烧火孔121喷射燃烧，一次燃烧生成的烟气向上与第二燃烧火孔121的向外倾斜的火焰相结合，形成二次燃烧，由于第一燃烧火孔23分布在火排组件的两侧，所以二次空气量充足，大于燃烧所需空气量，燃料与空气的充分混合，进行燃料稀薄燃烧，火焰温度低，抑制了氮氧化物的生成，燃烧生成的烟气混入顶部火孔板12的第二燃烧火孔121的火焰，使燃烧反应变慢，也使火焰温度降低，从而生成的氮氧化物减少。以上过程，以简单可靠的结构即可实现浓淡分级燃烧，既能降低成本又能有效抑制氮氧化物的生成。

为了能够使在主气流通道22的混合气体在燃烧过程中能够得到充分燃烧，在本实施例中，参考图3至图5，沿火排本体2的长度方向(图3中A向)，火排本体2设置有两排第一燃烧火孔23，参考图7和图8所示，位于上方的第一燃烧火孔23和位于下方的第一燃烧火孔23沿火排本体2高度方向的投影至少部分不重叠。理想状态下，在保证总火孔面积的前提下，位于上方的第一燃烧火孔23和位于下方的第一燃烧火孔23沿火排本体2高的方向的投影是不重叠的，可完全错开，这样能够提高燃烧效果，但是为了提高火排组件整体的紧凑性，在本实施例中位于上方的第一燃烧火孔23和位于下方的第一燃烧火孔23的投影是部分重叠的，这样设置能够使混合气体在上下设置的第一燃烧火孔23处充分燃烧的同时保证第一燃烧火孔23的紧凑性，降低燃烧器产生的氮氧化物排放量。

需要说明的是，燃烧头1的长度方向和火排本体2的长度方向同向。

在燃烧过程中，第一燃烧火孔23与第二燃烧火孔121之间的距离较大时会造成第一燃烧火孔23未能充分燃烧的混合气体在第二燃烧火孔121处依旧不能充分燃烧的情况出现，为此，在本实用新型的一些实施例中，第一燃烧火孔23与第二燃烧火孔121之间的垂直距离为L，垂直距离L取值范围为：6mm≤L≤10mm。这样，第一燃烧火孔23未能够充分燃烧的混合气体能够在第二燃烧火孔121处实现二次燃烧，降低燃烧器产生的氮氧化物排放量。

在燃烧过程中，参与第一燃烧火孔23燃烧的混合气体量通常比第二燃烧火孔121燃烧的混合气体量大，为此，在本实用新型的一些实施例中，第一燃烧火孔23的面积与第二燃烧火孔121的面积之比为1.5-6。也即，第一燃烧火孔23的面积大于第二燃烧火孔121的面积。这样能够利于燃烧，避免在第一燃烧火孔23处的混合气体产生的氮氧化物量提高。

当燃烧头1至少部分设置于主气流通道22内时，燃烧头1可能会将第一燃烧火孔23封堵，为了能够利于混合气体的燃烧，防止燃烧头1将混合气体的流出路径封堵，参考图8和图9，在本实用新型的一些实施例中，燃烧头1上设置有多个过气孔11，过气孔11与第一燃烧火孔23连通，且过气孔11与第一燃烧火孔23一一对应设置。也即过气孔11的数量与第一燃烧火孔23的数量相同，这样混合气体从第一燃烧火孔23内流出后会立即进入到第一燃烧火孔23中参与燃烧，防止混合气体被第一侧板封堵。

当然，在另一些实施例中，还可以是燃烧头1设置于火排本体2相对的面积大的第一侧壁外侧面上，这样则燃烧头1不可将第一燃烧火孔23进行遮挡，避免燃烧失败的情况出现。

可以理解的是，火孔板12既可以是直板也可以是沿其宽度方向弯曲的弧形板。在本实施例中，火孔板12为直板，第二燃烧火孔121设置在每个火孔板12上，能够在自身混合气体燃烧的同时还能够分别参与同侧第一燃烧火孔23未充分燃烧的混合气体的燃烧工作。另外倒直板的设置还能够方便加工，有利于减少第二燃烧孔121的尺寸误差，提高燃烧的均匀性。

第一燃烧火孔23和第二燃烧火孔121可以是圆形孔、椭圆形孔、腰孔等，可选地，第二燃烧火孔121为矩形孔，第一燃烧火孔23为梯形孔。在本实施例中，第一燃烧火孔23位开口朝上的包边孔，包边孔能够促使火焰竖直向上，减小燃气流动阻力，燃气流出更顺畅。

二次空气从两个火排组件之间流入，并与第一燃烧火孔23处未能充分燃烧的混合气体进行混合形成二次混合气体，二次混合气体由第一燃烧火孔23处或第二燃烧火孔121处提供的火焰实现再次燃烧，由于每个火排组件均设置有第一燃烧火孔23，这样，二次空气流入两个火排组件之间时存在相邻火排组件之间的第一燃烧火孔23抢气的情况，为此，在本实用新型的一些实施例中，参考图2、图3、图5和图6所示，燃烧器包括壳体4以及多个火排组件，多个火排组件间隔设置于壳体4内，每一火排组件的两侧均设置有用于分流空气的导流板3，导流板3与对应的火排组件的侧壁之间形成导流腔室5，第一燃烧火孔23位于导流腔室5内，第一所述导流板3的下部设置有与导流腔室5连通的过气口35。两个导流板3将空气分隔，空气分别从不同火排组件与导流板3形成的过气口35处进入到不同导流腔室5内，不同导流腔室5能够防止空气四处扩散造成部分火排组件局部的空气被相邻火排组件使用，而部分火排组件的混合气体因缺乏空气不能够充分燃烧造成氮氧化物浓度升高的情况出现。

导流板3与火排组件相互配合，能够使第一燃烧火孔23处未能够充分燃烧的混合气体与空气充分混合，且混合时不会出现相邻火排组件的未能够充分燃烧的混合气体参与抢气的情况发生。另外导流板3的设置能够对空气进行导流，将空气想第一燃烧火孔23和第二燃烧火孔121方向导流。

为了使空气能够与混合气体以及未充分燃烧的混合气体混合均匀，在一些实施例中，继续参考图5，导流板3倾斜设置，且导流板3与火排本体2之间的距离由下到上逐渐减小。这样可以使空气进入到导流板3与火排本体2之间后在导流板3的作用下空气上升过程中逐渐向火排本体2方向聚拢，使未燃烧充分的混合气体与空气二次混合后继续燃烧，这样混合能够提高燃烧效率，降低氮氧化物的排放量。

具体地，导流板3包括竖直板段31和倾斜板段32，竖直板段31两侧分别与火排本体2和倾斜板段32连接，相邻火排本体2之间设置的竖直板段31相互贴合，竖直板段31与倾斜板段32之间的夹角为α，夹角A的取值范围为165°＜α＜180°。竖直板段31能够让相邻两个导流板3贴合更加紧密。

导流板3还包括连接板34，连接板34分别与火排本体2和竖直板段31连接，连接板34间隔设置于导流板3的底部。连接板4间隔设置于竖直板段31的底部，相邻两个连接板34之间形成过气口35，过气口35能够使空气进入到火排组件与导流板3形成的空间内，从而参与第一燃烧火孔23与第二燃烧火孔121的燃烧。

为了防止二次空气进入到相邻的两个导流板3之间后直接被排出，造成二次空气浪费，为此，在一些实施例中，相邻两个导流板3的外侧壁抵接或焊接。具体的，可以通过相邻的两个竖直板段31抵接或焊接实现。

本实施例中提供的火排组件结构较为简单，易于批量生产。

本实施例中，如图4所示，火排本体2形成相连通的引射通道21的形状大致呈U型，且朝向左侧开口，这样可以延长燃气的空气的流动路径，使得燃气与空气能够充分混合。引射通道21可以包括依次连通的扩口段211、收口段212以及混合段213，其中，扩口段211的横截面面积大于收口段212的横截面面积，较大横截面面积的扩口段211不仅方便与气管的连接，而且可以使得空气大量的进入；较小横截面面积的收口段212使得混合气体的流速增加，使得混合气体能够快速的进入混合段213。

混合段213的横截面逐渐增大，使得混合气体的流速降低，使得混合气体可以充分混合。混合段213在右侧的弯曲部改变方便，朝向左上流动；并且上半段的混合段213的顶端沿A方向开口，均与主气流通道22连通，以便同时为所有的燃烧孔提供混合气体。沿A方向从左向右，上半段的混合段213的横截面面积逐渐减小，目的是为了使得进入主气流通道22的混合气体沿A方向能够比较均匀，进而提高多个燃烧孔火焰的一致性。

如图5所示，主气流通道22包括依次连通的第一通道221和第二通道222，其中第一通道221的一端与引射通道21连接，第一通道221的横截面的面积小于第二通道222的横截面的面积，这样通过改变通道的横截面面积，改变混合气体的流速，从而不断提高混合气体的均匀性。第一通道221内的混合气体分别进入到第一燃烧火孔23和第二燃烧火孔121内。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述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。

上述具体实施方式的具体内容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本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 (11)

1.火排组件，其特征在于，包括：

火排本体(2)，所述火排本体(2)内设置有相连通的引射通道(21)和主气流通道(22)，所述火排本体(2)的侧壁间隔设置有多个与所述主气流通道(22)连通的第一燃烧火孔(23)；

燃烧头(1)，所述燃烧头(1)设于所述火排本体(2)的顶部，所述燃烧头(1)具有两个相互连接的火孔板(12)，两个所述火孔板(12)的外侧壁均朝向外侧倾斜，两个所述火孔板(12)的外侧壁均分布有至少一列沿其长度方向排列的第二燃烧火孔(121)，所述第二燃烧火孔(121)与所述主气流通道(22)连通，沿所述火排本体(2)的宽度方向，所述第一燃烧火孔(23)至少部分与所述第二燃烧火孔(121)相对设置。

2.根据权利要求1所述的火排组件，其特征在于，所述第一燃烧火孔(23)为开口朝上的包边孔。

3.根据权利要求1所述的火排组件，其特征在于，所述火排本体(2)的侧壁设置有两排第一燃烧火孔(23)，位于上方的所述第一燃烧火孔(23)和位于下方的所述第一燃烧火孔(23)沿所述火排本体(2)高度方向的投影至少部分不重叠。

4.根据权利要求1所述的火排组件，其特征在于，所述第一燃烧火孔(23)与所述第二燃烧火孔(121)之间的垂直距离为L，所述垂直距离L取值范围为：6mm≤L≤10mm。

5.根据权利要求1所述的火排组件，其特征在于，所述第一燃烧火孔(23)的面积与所述第二燃烧火孔(121)的面积之比为1.5-6。

6.根据权利要求1所述的火排组件，其特征在于，所述燃烧头(1)至少部分设置于所述主气流通道(22)内，所述燃烧头(1)设置有多个过气孔(11)，所述过气孔(11)设置于所述主气流通道(22)内，且所述过气孔(11)与所述第一燃烧火孔(23)一一对应设置连通。

7.一种燃烧器，其特征在于，包括壳体(4)以及多个如权利要求1-6任一项所述的火排组件，多个所述火排组件间隔设置于所述壳体(4)内，每一所述火排组件的两侧均设有用于分流空气的导流板(3)，所述导流板(3)与对应的火排组件的侧壁之间形成导流腔室(5)，所述第一燃烧火孔(23)位于所述导流腔室(5)内，所述导流板(3)的下部设置有与所述导流腔室(5)连通的过气口(35)。

8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述导流板(3)至少部分倾斜设置，且所述导流板(3)与所述火排本体(2)之间的距离由下到上逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，所述导流板(3)包括竖直板段(31)和倾斜板段(32)，所述竖直板段(31)两侧分别与所述火排本体(2)和所述倾斜板段(32)连接，相邻所述火排本体(2)之间设置的所述竖直板段(31)相互贴合，所述竖直板段(31)与所述倾斜板段(32)之间的夹角为α，其中，165°＜α＜180°。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述导流板(3)还包括多个与所述火排本体(2)连接的连接板(34)，多个所述连接板(34)间隔设置于所述竖直板段(31)的底部，相邻两个所述连接板(34)之间形成所述过气口(35)。

11.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，相邻两个所述导流板(3)的外侧壁抵接或焊接。

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