CN220931117U - 喷嘴组件及燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种喷嘴组件及燃烧装置，喷嘴组件内具有贯通的气道，气道包括缩口及连通在缩口一端的收缩通道，缩口的连接于收缩通道一端的过流面积小于缩口另一端的过流面积，收缩通道的内壁上设有螺旋导流槽，螺旋导流槽用于产生螺旋气流。气体经由缩口送入收缩通道，收缩通道内设有螺旋导流槽，气流进入收缩通道后会受导流部引导，气流将顺着导流部旋转方向旋转，旋转的气体会带动外部空气旋转，预混的一次空气含量高；与此同时，气体流经缩口被加速，在气流受导流部阻挡减速后，保证从喷嘴组件喷射出气体的流速。

Description

喷嘴组件及燃烧装置

技术领域

本申请涉及燃烧器领域，特别是涉及一种喷嘴组件及燃烧装置。

背景技术

随着燃烧器的发展，为了满足更大的热负荷，相关的燃烧器技术中会通过增大喷嘴的孔径来增加热负荷。但是，相关的燃烧器技术存在如下问题：

增大喷嘴的口径虽然能够增大燃气的流量，但在燃烧时需要空气与燃气成比例混合，而增大燃气的流量仅仅是增加了燃气量，更容易导致燃烧不充分，使得烟气中CO等有害物质增加，对于燃气资源也是浪费。更有甚者，受提供燃气的气压影响，增大喷嘴还可能会降低燃气的流速，在燃烧器燃气混合过程中需要喷嘴中喷出的高速燃气吸附空气进入混合腔内，由于燃气流速降低会使得空气与燃气的混合效率更低，最终导致增加燃气量却未能提高热负荷。

发明内容

本申请所解决的第一技术问题是要提供一种喷嘴组件，其能够提高燃气流量。

本申请所解决的第二技术问题是要提供一种燃烧装置，其能够将燃气和空气混合更加均匀。

针对第一技术问题通过以下技术方案进行解决：一种喷嘴组件，所述喷嘴组件内具有贯通的气道；所述气道包括缩口及连通在所述缩口一端的收缩通道，所述缩口的连接于所述收缩通道一端的过流面积小于所述缩口另一端的过流面积，所述收缩通道的内壁上设有与所述收缩通道连通的螺旋导流槽，所述螺旋导流槽用于产生螺旋气流。

本申请的喷嘴组件，与背景技术相比所产生的有益效果：气体经由缩口送入收缩通道，收缩通道内设有螺旋导流槽，气流进入收缩通道后会受导流部引导，气流将顺着导流部旋转方向旋转，使得气体在从喷嘴组件旋转射出，旋转的气体会带动外部空气旋转，以便于气体与空气均匀混合；另外，与收缩通道连通的缩口一端的过流面积小于缩口另一端的过流面积，使得气体流经缩口时，气流流速会被加快，在气流受导流部阻挡减速后，仍能保证从喷嘴组件喷射出气体的流速。

在其中一个实施例中，所述气道还包括入口和出口，所述入口连通在所述缩口上过流面积更大的一端，且所述入口的过流面积大于所述收缩通道的过流面积；所述出口连通在所述收缩通道远离所述缩口的一端。

在其中一个实施例中，所述气道沿一直线方向延伸贯通所述喷嘴组件，所述入口、所述缩口、所述收缩通道和所述出口沿所述直线方向依次分布。

在其中一个实施例中，沿所述缩口至所述出口方向，所述收缩通道的过流面积逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述收缩通道的内侧壁与所述收缩通道的中心轴线之间的夹角范围为0～15°。

在其中一个实施例中，所述出口的过流面积由连接于所述收缩通道的一端至远离所述收缩通道的一端逐渐增大。

在其中一个实施例中，在所述收缩通道(133)的轴截面上，所述螺旋导流槽(14)呈尖齿形结构。

在其中一个实施例中，所述螺旋导流槽(14)的尖端部开设有倒圆角。

在其中一个实施例中，所述螺旋导流槽的螺纹升角β角度范围为：45≤β＜90°。

针对第二技术问题通过以下技术方案进行解决：一种燃烧装置，包括：如上述实施例中的喷嘴组件。

本申请的燃烧装置，与背景技术相比所产生的有益效果：本申请提供的燃烧器包括本申请中的喷嘴组件，因此，本申请中燃烧器所能达到的有益效果与上述实施例提供的喷嘴组件所能达到的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的喷嘴组件的立体结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的喷嘴组件的侧视图。

图3为本申请一实施例提供的喷嘴组件的剖视。

图4为本申请一实施例提供的燃烧装置的剖视图。

图5为本申请一实施例提供的燃烧装置局部结构的侧视图。

附图标记：

100、喷嘴组件；

11、安装段；12、输出段；13、气道；14、螺旋导流槽；

111、连接螺纹；

131、入口；132、缩口；133、收缩通道；134、出口；

200、燃烧器；

21、引射孔；22、混合腔。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”、“周向”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。

此外，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。在本申请的描述中，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本申请的一些实施例中，参照图4所示，本申请提供了一种燃烧装置，包括喷嘴组件100和燃烧器200。其中，燃烧器200内部设有混合腔22，在燃烧器200的表面上开设有一引射孔21，引射孔21与混合腔22相连通。喷嘴组件100对应引射孔21设置，具体地，喷嘴组件100喷射出的燃气气流穿过引射孔21进入混合腔22内。

更具体地，喷嘴组件100与燃烧器200之间存在有间隙，当喷嘴组件100喷射出的高速气流进入引射孔21时，高速气流还会带动外部的空气进入到混合腔22内，以便于燃气与氧气的混合，使得混合后的混合气体在燃烧器200的燃烧室能够被点燃。

但是，随着燃气热水器的发展，要求燃气热水器所能产出热水升数越来越大。而作为燃气热水器产出热水重要组成部分的燃烧装置，其发展也越来越受到重视。一般而言，若需要提高热水产出量，最直接的方法为增加燃烧装置内燃烧室的数量，但是该方案会导致燃气热水器的体积增大，同时，为了能够供给更多的燃烧室，燃气流量也需要相应提高。而若单利用例如增大喷嘴的口径方式来增加燃气流量，那么只会增加不完全的燃气，从而导致烟气中CO等有害物质的增加，浪费资源，更重要的是危险性也更高。

为了保证提高燃气量的同时保证与燃气混合的空气量，从而实现燃气的充分燃烧，现有技术中通过增加或更换功率更大的交流强排机的方式实现。然而增加或更换功率更大的交流强排机的方式将增加燃气热水器的制造成本。

为了能够增大一次空气的进入量，使燃气燃烧更加充分，从而大减小烟气中CO等有害物质的排放。参照图1、3所示，本申请还提供了一种喷嘴组件100，该喷嘴组件100内具有贯通的气道13。气道13包括入口131、缩口132、收缩通道133和出口134，缩口132一端的过流面积小于缩口132另一端的过流面积。收缩通道133的内壁上设有与收缩通道133相连通的螺旋导流槽14，螺旋导流槽14用于产生螺旋气流。

在本方案中，入口131、缩口132、收缩通道133和出口134沿气流方向依次连通，燃气从入口131进入经由缩口132、收缩通道133，最终从出口134***出。出口134朝向引射孔21设置，出口134***出的燃气还能够通过引射孔21进入燃烧器200内。由于收缩通道133的内壁上设有螺旋导流槽14，燃气在进入到收缩通道133后，燃气将受到螺旋导流槽14限制，使得燃气在沿气流方向移动的同时还能够顺着螺旋导流槽14旋转方向旋转。这使得燃气在从出口134被旋转射出到空气中，旋转的燃气会带动周围的空气旋转，并旋转的燃气还具有朝向引射孔21冲力，使得旋转的燃气带着旋转的空气一起进入到燃烧器100内。旋转的燃气能够带动更加多的空气进入燃烧器100，并且由于燃气在带动空气旋转的过程中燃气和空气已经在开始混合，使得燃气和空气混合得更加充分。与同样数量和大小的普通喷嘴，本方案中的喷嘴组件100，预混的一次空气含量更高，使得燃烧得更加充分，烟气中的CO等有害物质的含量大大减小。

另外，缩口132的过流面积沿气流方向逐渐缩小，使得燃气在经过缩口132时，燃气的流速被进一步提升。在燃气经螺旋导流槽14引导时，燃气会被螺旋导流槽14阻挡，导致从出口134***出旋转的气流流速会损耗，使得旋转的燃气流速减缓，所能裹挟的空气量也会相应减少，限制了燃烧器200的燃烧效率。

进一步地，沿缩口132至出口134方向，收缩通道133的过流面积逐渐减小，使得从缩口132内送入收缩通道133内的气流进一步加速，保证出口134的气流流速更快，增加混合空气量。

在本方案中，收缩通道133内侧壁与收缩通道133的中心轴线之间的夹角α的范围为0～15°。即收缩通道133内侧壁与收缩通道133的中心轴线之间的夹角α限定为0°<α≤15°。夹角α的不宜过大，若夹角α过大，将影响燃气在收缩通道133传输的顺畅度，虽然燃气能够从喷嘴组件100内排出，但是燃气流量较小，将会影响该燃烧器200的热负荷，限制了燃气热水器产热水的升数。

更具体地，入口131连通在缩口132上过流面积更大的一端，并且入口131的过流面积大于收缩通道133的过流面积，气体在经过收缩通道133时流速加快。出口134连通在收缩通道133远离缩口132的另一端。示例性的，气道13沿一直线方向延伸贯通喷嘴组件100，入口131、缩口132、收缩通道133和出口134沿直线方向依次分布。气流方向与该直线方向相一致。

需要指出的是，入口131、缩口132、收缩通道133和出口134包括但不仅限于沿直线方向连通，还可以沿弧线或不规则方向相连通。只需要满足气流从入口131进入经由缩口132、收缩通道133从出口134排出的方案，都应当视为本申请的具体实施例。

更进一步地，出口134的过流面积由连接于所述收缩通道133的一端至至远离收缩通道133的一端逐渐增大，气体从出口134排出时，增大燃气喷射的扩散角度，使得从出口134喷射出的面积扩大，以便于燃气带动更大面积的空气旋转，燃气能够与更多的空气混合，预混的一次空气含量更高。其中，结合图5所示，出口134的中心轴线与引射孔21的中心轴线在同一直线上，扩散喷射出的燃气能够更加契合地送入至引射孔21，以避免燃气扩散时出现泄露。

在本申请的一些实施例中，螺旋导流槽14的螺纹升角β角度范围为45≤β＜90°。气体顺着螺旋导流槽14运动，使得气体发生旋转。其中，螺旋导流槽14的螺纹升角β角度限定在45°以上，并且小于90°。示例性的，螺旋导流槽14的螺纹升角β角度决定了螺旋导流槽14的螺纹圈数，若螺纹升角β角度较小时，螺旋导流槽14的螺纹圈数多，将使得气流在收缩通道133内流动的阻力增大。而若螺纹升角β角度较大时，将导致气流的转速较低，影响燃气和空气的混合效率。

在一具体实施例中，参照图2所示，螺旋导流槽14为在收缩通道133的内壁上凹陷的导气槽，气体在导气槽内流动时，会使得导气槽内的气体旋转。具体地，螺纹槽的深度范围在1～2mm。

在收缩通道133的轴截面上，螺旋导流槽14呈尖齿形结构，且螺旋导流槽(14)的尖端部开设有倒圆角。气流在朝向螺旋导流槽14流动的过程中，相对的，螺旋导流槽14也在切向气流，呈尖齿形结构的螺旋导流槽14能够减小气流的阻力，使得气流在导向螺旋导流槽14时的损耗更小，进而在螺旋导流槽14流动气体的流速更快，能够保证螺旋导流槽14的导流效果。通过将且螺旋导流槽(14)的尖端部设置倒圆角，使得气流流通更加顺畅。

进一步地，螺纹螺旋导流槽14的数量至少为两条。示例性的，螺旋导流槽14的数量为三条，三条螺旋导流槽14周向均布在收缩通道133的内壁上，以使得更多的燃气受螺旋导流槽14引导产生旋转，以便于带动更加多的空气旋转混合，燃气和空气混合的更加充分。

在本申请的一些实施例中，如图1、3所示，该喷嘴组件100包括一体结合形成的安装段11和输出段12，安装段11和输出段12被气道13贯通，燃气能够顺着气道13依次经过安装段11和输出段12。

其中，安装段11的外表面上设有连接螺纹111，通过连接螺纹111能够将喷嘴组件100固定。具体地，喷嘴组件100固定连接在交流强排机，交流强排机用以供给燃气，燃气在经过喷嘴组件100后，燃气旋转并且冲向引射孔21。

进一步地，输出段12的外壁为六棱柱结构，呈六棱柱结构的输出段12外壁方便与扳手配合装配，从而更方便将连接螺纹111旋入至交流强排机，提高装配效率。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种喷嘴组件，其特征在于，所述喷嘴组件内具有贯通的气道(13)；所述气道(13)包括缩口(132)及连通在所述缩口一端的收缩通道(133)，所述缩口(132)的连接于所述收缩通道一端的过流面积小于所述缩口(132)另一端的过流面积，所述收缩通道(133)的内壁上设有与所述收缩通道(133)连通的螺旋导流槽(14)，所述螺旋导流槽(14)用于产生螺旋气流。

2.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征在于，所述气道(13)还包括入口(131)和出口(134)，所述入口(131)连通在所述缩口(132)上过流面积更大的一端，且所述入口(131)的过流面积大于所述收缩通道(133)的过流面积；所述出口(134)连通在所述收缩通道(133)远离所述缩口(132)的一端。

3.根据权利要求2所述的喷嘴组件，其特征在于，所述气道(13)沿一直线方向延伸贯通所述喷嘴组件，所述入口(131)、所述缩口(132)、所述收缩通道(133)和所述出口(134)沿所述直线方向依次分布。

4.根据权利要求2或3所述的喷嘴组件，其特征在于，沿所述缩口(132)至所述出口(134)方向，所述收缩通道(133)的过流面积逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的喷嘴组件，其特征在于，所述收缩通道(133)的内侧壁与所述收缩通道(133)的中心轴线之间的夹角范围为0～15°。

6.根据权利要求2或3所述的喷嘴组件，其特征在于，所述出口(134)的过流面积由连接于所述收缩通道(133)的一端至远离所述收缩通道(133)的一端逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征在于，在所述收缩通道(133)的轴截面上，所述螺旋导流槽(14)呈尖齿形结构。

8.根据权利要求7所述的喷嘴组件，其特征在于，所述螺旋导流槽(14)的尖端部开设有倒圆角。

9.根据权利要求7或8所述的喷嘴组件，其特征在于，所述螺旋导流槽(14)的螺纹升角β角度范围为45≤β＜90°。

10.一种燃烧装置，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的喷嘴组件。