燃烧器及热水器的制作方法

1.本实用新型涉及热水器领域，特别涉及一种燃烧器及热水器。


背景技术：

2.燃气热水器运行时，喷射气体至燃烧室内进行燃烧，使得燃烧室内持续保持高温状态。由于燃烧室内的高温状态持续作用于燃烧室的外部结构上，使得喷射气体的组件容易受到高温影响而温度逐渐增高。随着喷射气体的组件的温度升高，使得喷射的气体的初始温度提高，燃烧时容易产生回火。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种燃烧器及热水器，旨在改善现有的燃烧器容易产生回火的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的燃烧器，包括：
5.燃烧器主体，所述燃烧器主体形成有燃烧室；
6.气体分配装置，设于所述燃烧器主体，并具有位于所述燃烧室外的散热安装位，所述气体分配装置形成有气体分配室以及分别连通所述气体分配室的进气口和出气口，所述出气口连通所述燃烧室，用于向所述燃烧室喷射气体进行燃烧；以及
7.散热器，安装于所述气体分配装置的散热安装位。
8.可选地，所述气体分配装置包括：
9.第一侧壁，设于所述燃烧器主体；以及
10.第二侧壁，设于所述燃烧器主体，并与所述第一侧壁相对设置，所述第一侧壁与所述第二侧壁之间形成所述气体分配室，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁背向所述气体分配室的一侧设有所述散热安装位。
11.可选地，所述第一侧壁靠近所述燃烧室设置，所述第二侧壁远离所述燃烧室设置，所述第二侧壁背向所述气体分配室的一侧设有所述散热安装位。
12.可选地，所述出气口的气流流向与所述进气口的气流流向呈夹角设置。
13.可选地，所述散热器包括多个翅片，多个所述翅片间隔分布，相邻所述翅片之间形成气流通道。
14.可选地，所述燃烧器还包括：
15.多个喷嘴，间隔设于所述气体分配装置的出气口。
16.本实用新型还提出一种热水器，包括：
17.机体；
18.如上述所述的燃烧器，设于所述机体；以及
19.换热器，设于所述机体，所述燃烧器的燃烧室与所述换热器相连通，用于向所述换热器输送高温烟气。
20.可选地，所述散热器包括：
21.第一换热部，设于所述散热安装位，所述第一换热部远离所述换热器设置；以及
22.第二换热部，设于所述散热安装位，并与所述第一换热部相连接，所述第二换热部远离所述第一换热部的一端向所述换热器方向延伸设置。
23.可选地，所述热水器还包括：
24.机壳，所述机壳与所述燃烧器之间具有供气流流向所述散热器的间隙。
25.可选地，所述燃烧器的燃烧室包括：
26.第一燃烧室，设于所述燃烧器主体，所述燃烧器主体设有预热燃烧装置，所述预热燃烧装置用于接入燃气和空气，并形成混合气体输送至所述第一燃烧室内进行预热燃烧；以及
27.第二燃烧室，设于所述燃烧器主体，并分别与所述第一燃烧室和所述换热器相连通，所述第一燃烧室内预热燃烧产物输送至所述第二燃烧室；
28.所述气体分配装置的出气口连通所述第二燃烧室，用于向所述第二燃烧室内喷射气体，以使所述第二燃烧室内进行高温空气燃烧反应产生高温烟气输送至所述换热器。
29.可选地，所述热水器还包括：
30.温度传感器，用于检测所述第二燃烧室内的温度；以及
31.控制器，与所述温度传感器电连接，用于获取所述第二燃烧室内的温度以及所述热水器所需热负荷；以及还用于当所述第二燃烧室内的温度达到预设温度时，控制所述燃烧器的气体分配装置向所述第二燃烧室内喷射燃气，以使所述第二燃烧室进行高温空气燃烧，以达到所述热水器所需热负荷范围。
32.本实用新型技术方案通过采用气体分配装置向燃烧器的燃烧室输入气体进行燃烧，以形成所需高温烟气；利用设置在气体分配装置上的散热安装位安装散热器，以对气体分配装置进行降温，进而降低气体分配装置的表面温度，进一步使气体分配装置输出的气体温度降低，防止出现回火。
附图说明
33.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。
34.图1为本实用新型燃烧器一实施例的结构示意图；
35.图2为图1的右视图；
36.图3为本实用新型气体分配装置一实施例的结构示意图；
37.图4为图3的主视图；
38.图5为图3的俯视图；
39.图6为本实用新型气体分配装置内部结构一实施例的结构示意图。
40.附图标号说明：
[0041][0042][0043]
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
[0044]
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。
[0045]
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(如附图所示)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。
[0046]
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，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。
[0047]
本实用新型提出一种燃烧器，所述燃烧器具有燃气入口14和空气入口13，用于接入燃气和空气，以形成混合气体进行燃烧，产生高温燃烧产物。所述燃烧器可以用于热水器、壁挂炉等通过与高温燃烧产物进行换热以形成热水的电器设备。图1至6为本实用新型的实施例所对应的附图。
[0048]
请参阅图1和图2，在一实施例中，所述燃烧器包括：
[0049]
燃烧器主体20，所述燃烧器主体20形成有燃烧室(图中未示出)；所述燃烧室为形成于所述燃烧器主体20内部的腔室，用于提供气体燃烧所需空间。
[0050]
气体分配装置21，设于所述燃烧器主体20，并具有位于所述燃烧室外的散热安装位，所述气体分配装置21形成有气体分配室24以及分别连通所述气体分配室24的进气口和
出气口，所述出气口连通所述燃烧室，用于向所述燃烧室喷射气体进行燃烧；所述气体分配装置21的进气口用于接入气体，气体经由所述气体分配室24和所述出气口进入所述燃烧室内，所述燃烧室内设置有点火装置，用于将所述气体分配装置21输出的气体点燃形成燃烧产物。所述燃烧产物可以为高温烟气，也可以为高温烟气与过剩氧气的混合气体。所述气体分配装置21至少部分位于所述燃烧器主体20的外部。所述散热安装位可以为所述气体分配装置21的其中部分外表面。可选地，所述燃烧器还包括：多个喷嘴25，间隔设于所述气体分配装置21的出气口，多个所述喷嘴25在所述气体分配装置21上形成多个气体输出端口，以方便分散地向所述燃烧室内输送气体。
[0051]
散热器30，安装于所述气体分配装置21的散热安装位。所述散热器30用于与冷却介质进行热交换，所述冷却介质可以为冷气流或其他能够降低所述散热器30表面温度的介质，以下以所述冷却介质为空气为例进行描述。所述散热器30设于所述散热安装位上，以与所述散热安装位进行热交换，通过所述散热安装位与所述气体分配装置21进行热交换，实现对所述气体分配室24内的气流进行降温的效果。
[0052]
所述散热器30可以为管状结构，也可以为片状结构，可以根据所述散热安装位的表面形态选取所述散热器30。可选地，所述散热器30包括多个翅片，多个所述翅片间隔分布，相邻所述翅片之间形成气流通道，以使相邻的所述翅片之间可以气流流通。在制作所述燃烧器时，可以在所述燃烧器外部设置风机，以将燃烧器外部的冷风抽入所述气流通道，以加快所述翅片的散热。
[0053]
当空气流经所述散热器30时，空气与散热器30表面进行换热，使得散热器30温度降低，散热器30与所述气体分配装置21的散热安装位进行换热，使得所述气体分配装置21的温度降低，所述气体分配室24内的气流与所述气体分配装置21进行热交换，实现对气流进行降温，进而降低所述气体分配装置21的输出气流的初始温度，防止所述燃烧室内气流初始温度过高而导致的回火。
[0054]
请参阅图3、图4和图5，在一实施例中，所述气体分配装置21设置在所述燃烧器主体20外部，仅通过所述出气口连通所述燃烧器的燃烧室，所述气体分配装置21的外表面均可以作为所述散热安装位。所述散热安装位上可以设置多个所述散热器30，以对所述气体分配装置21的不同位置进行降温。
[0055]
可选地，所述气体分配装置21包括：第一侧壁22，设于所述燃烧器主体20；以及第二侧壁23，设于所述燃烧器主体20，并与所述第一侧壁22相对设置，所述第一侧壁22与所述第二侧壁23之间形成所述气体分配室24，所述第一侧壁22和/或所述第二侧壁23背向所述气体分配室24的一侧设有所述散热安装位。所述第一侧壁22和所述第二侧壁23围合形成所述气体分配室24，所述第一侧壁22和所述第二侧壁23背向所述气体分配室24的一侧表面可以同时设置所述散热安装位，也可以仅在第一侧壁22或第二侧壁23背向所述气体分配室24的一侧表面设置所述散热安装位。所述散热器30设置在所述气体分配装置21背向所述燃烧室的一侧，实现对气体分配装置21进行降温的效果的同时，可以方便形成所述散热安装位。所述散热器30可以自所述进气口部位延伸至所述出气口位置，以延长所述散热器30与所述气体分配装置21的接触面积，进而延长所述散热器30对所述气体分配装置21的降温面积。
[0056]
在另一实施例中，所述气体分配装置21的其中一个表面朝向所述燃烧室，可以将该表面作为所述燃烧室的一个内壁面，将另一个表面背向所述燃烧室，并设置所述散热安
装位。
[0057]
可选地，所述第一侧壁22靠近所述燃烧室设置，所述第二侧壁23远离所述燃烧室设置，所述第二侧壁23背向所述气体分配室24的一侧设有所述散热安装位。由于所述第二侧壁23远离所述燃烧室，当气流在所述气体分配室24内流动时，气流可以将所述第二侧壁23上的热量带入所述燃烧室，进而使所述第二侧壁23表面温度低于所述第一侧壁22表面温度。在气流流动过程中，气流能够起到隔离第一侧壁22的热量的效果，减慢第一侧壁22的热量向第二侧壁23传递的速度，进而起到隔热的作用。在所述散热器30的作用下，所述第二侧壁23上的温度相对降低，使得所述气体分配室24内的气流温度降低，自所述出气口输出的气流初始温度降低，进而避免出现回火。
[0058]
本实施例中可选地，所述出气口的气流流向与所述进气口的气流流向呈夹角设置。气流经由所述进气口进入所述气体分配室24，在流向所述出气口时，会产生转向，使得气体中的燃气和空气能够充分混合。当气流进行转向时，气流与所述气体分配室24的内表面的接触时长增加，进而使得气流与气体分配装置21的散热安装位的换热时间延长，提升换热效率。
[0059]
以如图6所示结构为例，当气流自所述进气口进入所述气体分配室24之后，由于气流在出气口位置的流向发生变化，气体分配装置21在燃烧器主体20外部所占用的空间可以相对减小，使燃烧器的整体体积减小。
[0060]
当所述第一侧壁22靠近所述燃烧室设置，所述第二侧壁23远离所述燃烧室设置时，所述散热安装位设置在所述第二侧壁23背离所述气体分配室24的一侧，所述第二侧壁23背离所述气体分配室24的一侧整个表面可以作为所述散热安装位，由于所述出气口产生转向，使得所述第二侧壁23背离所述气体分配室24的一侧的表面积增大，所述散热安装位的表面积增大，进而可以安装更多的散热器30，以增大换热面积，进而可以提升换热效率。
[0061]
本实用新型还提出一种热水器的实施例。
[0062]
所述热水器包括：机体10；如上述任一实施例所述的燃烧器，设于所述机体10；以及换热器11，设于所述机体10，所述燃烧器的燃烧室与所述换热器11相连通，用于向所述换热器11输送高温烟气。
[0063]
所述燃烧器的燃烧器主体20设置在所述机体10上，所述燃烧器的燃烧室内进行燃烧形成的燃烧产物进入所述换热器11，与所述换热器11内的换热管17进行换热，以形成热水。
[0064]
所述换热器11还可以包括集烟罩18以及连通集烟罩18的排烟管19，所述换热器11换热之后的低温烟气经由所述集烟罩18流向所述排烟管19。所述热水器还可以包括预混器12，用于对燃气和空气进行混合形成混合气体，混合气体输送至所述燃烧器的气体分配装置21。所述预混器12可以包括燃气入口14和空气入口13，其中燃气入口14用于接入燃气阀，空气入口13用于吸入空气，通过风机将空气和燃气抽送至预设位置以供应至所述气体分配装置21或所述燃烧器的其他位置。
[0065]
由于热水器外部通常会设置一层机壳(图中未示出)，作为热水器的外表面，本实施例中可选地，所述机壳与所述燃烧器之间具有供气流流向所述散热器30的间隙。所述机壳与所述燃烧器之间的间隙可以用于向所述散热器30输送冷却气流或冷却管，以方便对所述散热器30输送冷却介质。当所述散热器30为多个翅片构成时，可以在所述机壳内设置风
机，用于强制带动所述间隙内的气流流动，以加快所述散热器的换热速度。
[0066]
请参阅图6，在一实施例中，所述散热器30包括：第一换热部31，设于所述散热安装位，所述第一换热部31远离所述换热器11设置；以及第二换热部32，设于所述散热安装位，并与所述第一换热部31相连接，所述第二换热部32远离所述第一换热部31的一端向所述换热器11方向延伸设置。所述第二换热部32与所述第一换热部31相连接，以使所述第二换热部32和所述第一换热部31之间可以进行热传递。由于热水器的换热器11和燃烧器通常设置在机体10的两端，燃烧器远离换热器11的一侧空间较小，因此所述第二换热部32向换热器11一侧延伸，能够充分利用热水器的换热器11一侧的空间，在实现散热的同时，方便所述散热器30的布置。
[0067]
当所述气体分配装置21包括靠近所述燃烧室的第一侧壁22以及远离所述第一燃烧室的第二侧壁23时，所述第二侧壁23背向所述气体分配室24的一侧外壁面形成所述散热安装位，所述第一换热部31靠近所述气体分配装置21的进气口安装，所述第二换热部32的一端与所述第一换热部31相连接，另一端向所述出气口一侧延伸，以增大换热面积。
[0068]
在一实施例中，所述燃烧器的燃烧室包括：
[0069]
第一燃烧室，设于所述燃烧器主体20，所述燃烧器主体20设有预热燃烧装置16，所述预热燃烧装置16用于接入燃气和空气，并形成混合气体输送至所述第一燃烧室内进行预热燃烧；所述预热燃烧装置16用于在所述第一燃烧室内进行预热燃烧，以使所述第一燃烧室内形成燃烧产物，其中，第一燃烧室内形成的燃烧产物能够使第一燃烧室内形成高温状态。
[0070]
第二燃烧室，设于所述燃烧器主体20，并分别与所述第一燃烧室和所述换热器11相连通，所述第一燃烧室内预热燃烧产物输送至所述第二燃烧室；所述第二燃烧室可以为与所述第一燃烧室相连通的独立腔室，可以将同一腔室的两个不同部位作为所述第二燃烧室和所述第一燃烧室。所述第一燃烧室内预热燃烧产生的燃烧产物进入所述第二燃烧室内，以对所述第二燃烧室内进行预热，以使所述第二燃烧室内达到预设温度。
[0071]
所述气体分配装置21的出气口连通所述第二燃烧室，用于向所述第二燃烧室内喷射气体，以使所述第二燃烧室内进行高温空气燃烧反应产生高温烟气输送至所述换热器11。所述第一燃烧室、第二燃烧室以及所述换热器11依次连通，以使所述第二燃烧室产生的高温烟气能够用于输送至所述换热器11。
[0072]
由于所述气体装置设置有散热器30，能够降低所述气体分配装置21输出气流的初始温度，使得所述气体分配装置21不容易产生回火或离焰的问题，进而可以提升所述气体分配装置21输出气流中燃气的燃烧效率，使燃气燃烧更加充分，不容易产生有害气体。
[0073]
所述燃烧器的预混器可以连通预分配器15，通过预分配器连通预热燃烧装置和气体分配装置，以按照需要向预热燃烧装置和气体分配装置输送混合气体。
[0074]
所述第二燃烧室内进行高温空气燃烧反应。所述高温空气燃烧反应时，化学反应需要发生在高温低氧的环境中，反应物温度高于其自燃温度，并且燃烧过程中最大温升低于其自燃温度，氧气体积分数被燃烧产物稀释到极低的浓度。相比于常规燃烧，在这种燃烧状态下，燃料的热解受到抑制，火焰厚度变厚，火焰前锋面消失，从而使得在整个第二燃烧室的温度非常均匀，燃烧峰值温度低且噪音极小，且污染物氮氧化物和一氧化碳排放大幅度降低。但是，达成高温空气燃烧需要一定的条件：需要保证炉内大部分区域的氧气浓度低
于一定值，一般是低于5％～10％，保证燃气被充分燃解以及燃烧均匀，并且温度要高于燃料的自燃点，维持自燃。所述混合烟气的预设温度达到所述气体分配装置21喷射的燃气的自燃温度，以使所述气体分配装置21喷射的燃气能够在所述第二燃烧室内维持自燃。
[0075]
由于所述第一燃烧室内的空气能够用于补充所述预热燃烧装置16喷射气体燃烧所需氧气，所述混合烟中的氧气浓度相对较低，适合在所述第二燃烧室内进行高温空气燃烧反应。当所述气体分配装置21喷射的燃气进行高温空气燃烧时，燃烧所需要的能耗降低。可以在所述燃烧器外部设置风机，以向所述第一燃烧室内补入空气，也可以在所述燃烧器外部设置其他结构，以向所述第一燃烧室内输入空气。
[0076]
通过第一燃烧室的预热燃烧装置16对第一燃烧室空气进行快速预热，使第一燃烧室内的热负荷占比调节在上述20％-50％的范围内，使得第一燃烧室所形成的混合烟气中的氮氧化物和一氧化碳的排放控制在10ppm左右。由于高温空气燃烧是一种容积燃烧或弥散燃烧,其反应速率低、局部释热少、热流分布均匀、燃烧峰值温度低且噪音极小。
[0077]
在所述散热器30的作用下，所述气体分配装置21喷射至所述第二燃烧室内的气体初始温度降低，气体能够充分地进入第二燃烧室内参与高温空气燃烧反应，使得气体中的燃气利用率提升。由于可以避免燃烧过程中出现，能够使所述第二燃烧室内保持稳定的燃烧状态，减少有害气体的产生，进一步提高燃气的燃烧效率。
[0078]
搭载本实施例所述燃烧器的16l燃气热水器高温空气燃烧与传统小区域局部高温燃烧相比，反应在大区域、甚至整个第二燃烧室内进行，第二燃烧室内火焰锋面消失；氮氧化物和一氧化碳等污染物的生成显著减少；第二燃烧室整体温度提高、辐射传热增强。所述第二燃烧室内燃烧形成高温烟气，所述第二燃烧室燃烧的热负荷占比为50％-80％。通过第二燃烧室的热负荷占比控制在上述范围，使第二燃烧室内达到柔和燃烧，实现低噪音燃烧的目的，从而能够降低燃气热水器的燃烧噪音，由于高温空气燃烧产生的高温烟气中富含氮气和二氧化碳，造成的环境污染也相对降低。
[0079]
进一步可选地，所述热水器还包括：温度传感器，用于检测所述第二燃烧室内的温度；以及控制器，与所述温度传感器电连接，用于获取所述第二燃烧室内的温度以及所述热水器所需热负荷；以及还用于当所述第二燃烧室内的温度达到预设温度时，控制所述燃烧器的气体分配装置21向所述第二燃烧室内喷射燃气，以使所述第二燃烧室进行高温空气燃烧，以达到所述热水器所需热负荷范围。
[0080]
所述热水器的热负荷可以根据现有的算法获得，所述控制器控制所述预热燃烧装置16进行预热燃烧，并通过所述控制器控制所述第二燃烧室内进行高温空气燃烧，利用所述气体分配装置21向所述第二燃烧室内喷射燃气含量更高的混合气体，使得所述第二燃烧室内形成高温低氧状态，进而具有更好的燃烧效率，有助于提升热水器的能效，节约燃气资源。