《燃燒器及套用其的熱水器》是蕪湖美的廚衛電器製造有限公司、美的集團股份有限公司於2018年5月15日申請的發明專利，該專利申請號為2019110634133，公布號為CN110762526A，專利公布日為2020年2月7日，發明人是陳文風、孟憲超、梁國榮。
《燃燒器及套用其的熱水器》提供一種燃燒器及套用其的熱水器，該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並排分布，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定於相鄰兩個引射管之間。該發明實施例的燃燒器可以提升冷卻效率，減少氮氧化物的產生。
2020年7月17日，《燃燒器及套用其的熱水器》獲得安徽省第七屆專利獎金獎。
（概述圖為《燃燒器及套用其的熱水器》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：燃燒器及套用其的熱水器
- 公布號：CN110762526A
- 公布日：2020年2月7日
- 申請號：2019110634133
- 申請日：2018年5月15日
- 申請人：蕪湖美的廚衛電器製造有限公司; 美的集團股份有限公司
- 地址：安徽省蕪湖市蕪湖經濟技術開發區東區萬春東路
- 發明人：陳文風、孟憲超、梁國榮
- 代理機構：北京市鑄成律師事務所
- 代理人：包莉莉、武晨燕
- Int.Cl.：F23D14/08(2006.01)I；F23D14/46(2006.01)I；F23D14/84(2006.01)I；F23D14/64(2006.01)I；F24H9/18(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
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，然後混合燃燒的裝置的統稱。燃燒器按類型和套用領域分工業燃燒器、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月之前的技術中的水冷式燃燒器所用的分火器，多個分火器並排分布構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，並被點燃形成火焰。在兩條引射管1的外側有進水管通孔4和出水管通孔5，分別用於使冷水管的進水管和出水管通過，以冷卻燃燒器。由於進水管通孔4和出水管通孔5設在兩側，使兩條引射管需要居中設計，造成流道的異形結構，從而導致引射氣體的阻力增大，燃燒效率降低，燃燒後產生的氮氧化物較多。
發明內容
專利目的
《燃燒器及套用其的熱水器》實施例提供一種燃燒器及套用其的熱水器，以解決或緩解2018年5月之前的技術中的一項或更多項技術問題。
技術方案
《燃燒器及套用其的熱水器》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並排分布，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定於相鄰兩個引射管之間。
在一種實施方式中，分火器包括對稱設定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，分火器還包括連線於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定在同一水平面。
在一種實施方式中，引射管按氣體流向依次設定引射段和出氣段，出氣段上設定分流器，分流器具有用於使氣體向兩側分流的頂角部。
在一種實施方式中，進水管通孔的頂部高於分流器的底部。
在一種實施方式中，燃燒器還包括設定於分火器外部殼體上的間距定位機構，間距定位機構至少包括相鄰兩分火器的第一殼體或第二殼體上設定的第一凸部或第二凸部。在一種實施方式中，燃燒器還包括設定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於多個分火器兩端部的外側。
在一種實施方式中，燃燒器還包括穿設於第一壓板、多個分火器和第二壓板的連線件。
在一種實施方式中，燃燒器還包括至少一個緊固件，至少一個緊固件用於使第一壓板、第二壓板及連線件緊固連線。
作為該發明實施例的另一個方面，該發明實施例還提供一種熱水器，包括如上所述的燃燒器。
改善效果
《燃燒器及套用其的熱水器》實施例採用上述技術方案，可以提高冷卻效率，減少氮氧化物的產生。
附圖說明
圖1為2018年5月之前的技術中的燃燒器的分火器的主視圖。
圖2為該發明實施例的燃燒器的俯視圖。
圖3為該發明實施例的燃燒器的分火器的主視圖。
圖4為該發明實施例的燃燒器的兩個分火器的左視圖。
圖5為該發明實施例的燃燒器的主視圖。
圖6為該發明實施例的燃燒器的爆炸圖。
附圖示記說明：
2018年5月之前的技術：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：第一導流斜面； 111B：第二導流斜面；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：閥門連線件。
技術領域
《燃燒器及套用其的熱水器》涉及燃燒器技術領域，尤其涉及一種燃燒器及套用其的熱水器。
權利要求
1.一種燃燒器，其特徵在於，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並排分布，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定於相鄰兩個所述引射管之間。
2.根據權利要求1所述的燃燒器，其特徵在於，所述分火器包括對稱設定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線於所述第一殼體和第二殼體上方的頂板。
3.根據權利要求1所述的燃燒器，其特徵在於，所述進水管通孔和出水管通孔的頂部設定在同一水平面。
4.根據權利要求1所述的燃燒器，其特徵在於，所述引射管按氣體流向依次設定引射段和出氣段，所述出氣段上設定分流器，所述分流器具有用於使氣體向兩側分流的頂角部。
5.根據權利要求4所述的燃燒器，其特徵在於，所述進水管通孔的頂部高於分流器的底部。
6.根據權利要求2所述的燃燒器，其特徵在於，所述燃燒器還包括設定於所述分火器外部殼體上的間距定位機構，所述間距定位機構至少包括相鄰兩分火器的第一殼體或第二殼體上設定的第一凸部或第二凸部。
7.根據權利要求1所述的燃燒器，其特徵在於，所述燃燒器還包括設定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於所述多個分火器兩端部的外側。
8.根據權利要求7所述的燃燒器，其特徵在於，所述燃燒器還包括穿設於所述第一壓板、所述多個分火器和所述第二壓板的連線件。
9.根據權利要求8所述的燃燒器，其特徵在於，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於使所述第一壓板、所述第二壓板及所述連線件緊固連線。
10.一種熱水器，其特徵在於，包括如權利要求1至9任一項所述的燃燒器。
實施方式
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的寬度方向並排分布，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的同一側進排水，優選地，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的兩端分別從對應的通孔穿過，即進水管通孔131用於供進水管210穿過，並與進水管210緊密接觸，出水管通孔132用於供出水管220穿過，並與出水管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，蓋合於3個引射管110的上方，並開設有多個火孔121。
參閱圖3和圖4，每個引射管110按照氣體流向依次設定引射段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，經由喉部114和出氣段110B，然後從火孔121排出後由點火器160點燃形成火焰。為了避免氣流的噴力過大而導致的火焰太高，引射管110的出氣段110B的端面向兩側傾斜以形成導流斜面（包括向左側傾斜的第一導流斜面111A和向右側傾斜的第二導流斜面111B）。
喉部114設定於引射段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可以降低能量損失係數，進而提高引射係數，並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係數約為2.2；當H1＝8D1時，燃燒器引射的能量損失係數約為1.8；當8.5D1≤H1≤9.5D1時，燃燒器引射的能量損失係數約為1.5。降低能量損失係數有利於提高引射係數，當引射係數提高，實際燃燒產物的體積就會增大，從而導致燃燒溫度急劇下降，進而可以減少熱力型氧化反應，以降低氮氧化物的排放（熱力型氧化反應是指空氣中的氮氣與氧氣在高溫下發生氧化發應而生成氮氧化物，實驗證明，隨著反應溫度升高，氧化反應速率按指數規律增加）。
優選地，引射段110A包括預混段110A1和擴壓段110A2，引射管110在預混段110A1具有相同的截面形狀，預混段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，增加引射管的數量有利於減小喉部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，也可以是大於3個，引射管110的數量增多可以提高引射係數，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大於等於出口端115的最大寬度D3，優選地，D2＝D3，並且入口端113的中心向出口端115內凹以形成弧形截面113A，如圖3所示，這種大圓角設計的入口端113可以使氣體流動更順暢，並增加通過燃氣引射空氣的量，優選地，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用於分流氣體，即使一部分氣體受分流器112的阻力影響，向引射管110的兩側分流，從與引射管110的兩側相對應的火孔121噴出，然後燃燒形成火焰；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的中心相對應的火孔121噴出，然後燃燒形成火焰。
分流器112的頂角部112C的角度α優選為45°至85°，即頂角部112C用於使氣體向其兩側分流的分流角度優選為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，設定於各引射管110的下方，分氣裝置300內限定有燃氣通道，通過多個噴嘴310與引射管110連通。在燃燒器10工作時，與閥門連線件320連線的燃氣閥門打開，燃氣通過噴嘴310進入引射管110，噴嘴310的直徑D0小於喉部114的最大寬度D1，優選地，D1＝2D0，以引射更多的氣體進入引射管110，提高引射係數，減少氮氧化物的產生。
優選地，該實施例中，進水管通孔131和出水管通孔132分別位於相鄰兩個引射管110之間，進水管通孔131和出水管通孔132的頂部優選設定在同一水平面，進水管通孔131的頂部E1應高於分流器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，減少氮氧化物的產生。
該實施例中，燃燒器10是直立式結構，燃氣從噴嘴310噴出後，氣流方向也是垂直的，燃氣和空氣在引射管110中混合後再在火孔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個引射管的設計，不僅可以增加引射氣體的量，還可以使對應的噴嘴310的數量增多，進一步提高引射係數，減少氮氧化物的產生。實驗表明，採用該實施例的這種流道設計可以將氮氧化物的排放量從80ppm（每立方厘米的粒子數）降低到20ppm。
進一步地，分火器100還包括設定於引射管110外部的間距定位機構150，每一個間距定位機構150包括對稱設定的第一凸部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等於D5，從而使相鄰兩個分火器103和104的入口端113的側壁可以相抵，並使相鄰兩個分火器103和104的間距定位機構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，該實施例並不限定間距定位機構150的數量，例如可以在其中一個引射管110外部設定一個間距定位機構150，也可以在每個引射管110外部各設定一個間距定位機構150。只要能夠使相鄰兩個分火器100的入口端的側壁相抵，以及相鄰兩個分火器的間距定位機構150相抵即可。
該實施例中，間距定位機構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、連線件180、第一緊固件191和第二緊固件192。其中，第一壓板171位於第一分火器101的外側，第二壓板172位於第二分火器102的外側；連線件180依次穿過第一壓板171、各分火器100和第二壓板172；以及，連線件180通過第一緊固件191與第一壓板171緊固連線，連線件180通過第二緊固件192與第二壓板172緊固連線，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。優選地，該實施例中，連線件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。
榮譽表彰
2020年7月17日，《燃燒器及套用其的熱水器》獲得安徽省第七屆專利獎金獎。
