燃烧换热组件及具有其的燃气燃烧设备的制作方法

本发明涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种燃烧换热组件及具有其的燃气燃烧设备。

背景技术：

为降低燃气热水器燃烧尾气中co及nox的排放，现有热水器厂家一般是在烟气通道即热交换器中安置催化模块(即燃烧器)得以实现，但现有热交换器四周封闭，不便于在热交换器腔体内安装催化模块，因此一些厂家将催化模块放置在上下分离的一次换热器与二次换热器之间，催化模块与一次换热器、二次换热器之间再通过连接紧固件固定，这会导致燃气热水器的重量增加、整体结构复杂，且催化模块难以工作在最适宜的工作温度区间内，导致燃烧尾气中仍存在大量co及nox等有害气体。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种燃烧换热组件，燃烧器集成在换热器内部。

本发明还提出了一种具有上述燃烧换热组件的燃气燃烧设备。

根据本发明实施例的燃烧换热组件包括：换热器；燃烧器保持结构，所述燃烧器保持结构设置在所述换热器的内部；燃烧器，所述燃烧器位于所述换热器内部且由所述燃烧器保持结构保持。

根据本发明实施例的燃烧换热组件，通过设置燃烧器保持结构，可实现燃烧器在换热器内的正确定位，防止燃烧器在换热器内部晃动而导致燃烧器自身损坏或撞坏换热器。此外，燃烧器嵌入换热器内部，取消了燃烧器与换热器之间的连接紧固件，使燃烧换热组件的结构更加紧凑，并且有利于减轻燃烧换热组件的重量。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构分别布置在所述燃烧器的两侧。

进一步地，每一侧的所述燃烧器保持结构夹持所述燃烧器。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构包括：夹持槽，所述燃烧器的一部分配合在所述夹持槽内。

进一步地，所述夹持槽与所述燃烧器在至少两个侧面形成夹持配合。

具体地，所述燃烧器保持结构包括：上壁、下壁和连接在所述上壁以及所述下壁的外侧之间的连接壁，所述上壁、所述连接壁和所述下壁合围成开口朝向所述燃烧器的夹持槽，所述夹持槽与所述燃烧器在三个侧面形成夹持配合。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构为一对间隔开且开口彼此正对的“u”形结构。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构与所述燃烧器之间设置有缓冲结构。

根据本发明的一些实施例，所述换热器包括：四周围板和设置在所述四周围板内的换热部，所述燃烧器保持结构固定在所述四周围板的两个相对的内壁面上。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构为一对“l”形结构且包括第一肢和第二肢，两个所述第一肢彼此相对，所述第二肢连接在所述第一肢的底部且两个所述第二肢支撑所述燃烧器。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构为至少两组换热部，每组所述换热部包括上下夹持所述燃烧器的两个换热管。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器保持结构内具有通道，所述通道连通所述换热器内的换热介质通道。

根据本发明的一些实施例，所述换热器在所述燃烧器上方设置至少一排换热管道，所述换热管道正对所述燃烧器设置，所述换热管道设置换热翅片。

根据本发明的一些实施例，所述换热器在所述燃烧器下方的侧壁围板上至少有一排换热管道。

可选地，所述换热器为不锈钢材料。

可选地，所述燃烧器为催化燃烧器，在所述换热器内部与所述催化燃烧器相对设置有预热燃烧器。

进一步地，所述换热器侧壁上相对所述预热燃烧器的侧板位置设置至少一排换热管道。

根据本发明另一方面实施例的燃气燃烧设备，包括上述的燃烧换热组件，所述燃气燃烧设备为燃气热水器或壁挂炉。

附图说明

图1是燃烧换热组件的立体装配示意图；

图2是燃烧换热组件的立体剖切示意图；

图3是燃烧换热组件的剖视图；

图4是燃烧换热组件的分解示意图；

图5是燃烧器保持结构为换热管的实施例示意图。

附图标记：

燃烧换热组件10、换热器1、换热器翻边1110、换热翅片112、前板1130、后板1140、左板1150、右板1160、右板过孔1161、左内板1170、右内板1180、右内板过孔1181、观察窗口122、换热孔13、换热凸包14、燃烧器2、换热部3、支撑换热部31、顶部限位换热部321、侧部限位换热部322、上部换热部331、下部换热部332、进水口36、出水口37、四周围板38、燃烧器保持结构5、上壁51、连接壁52、下壁53、夹持槽54、预混腔6、空气进口6111、燃气进口6112、外翻边614、布风板6230、预热燃烧器7、安装支架8、安装孔81。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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。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发明中的具体含义。

下面结合图1-图4详细描述根据本发明实施例的燃烧换热组件10。

参照图1所示，根据本发明实施例的燃烧换热组件10包括：换热器1、燃烧器保持结构5、燃烧器2以及预热燃烧器7，换热器1内具有换热部3，燃烧器2设置在换热器1内部，并且至少一部分换热部3(即下面提到的上部换热部331)位于燃烧器2的上方。

预热燃烧器7可以设置在换热器1内部，预热燃烧器7与燃烧器2相对设置，例如在图3的示例中，预热燃烧器7位于燃烧器2的下方，预热燃烧器7至少用于加热燃烧器2。在一些未示出的实施例中，预热燃烧器7可以位于燃烧器2的上方或侧方，只有保证在气流的流动方向上，燃烧器2位于预热燃烧器7的下游侧即可。当然，预热燃烧器7也可以设置在换热器1外部。

为了描述方便，以预热燃烧器7位于燃烧器2的下方为例进行说明，但不应视为是对预热燃烧器7与燃烧器2相对位置关系的限制。当燃烧换热组件10工作时，预热燃烧器7辐射的热量向上到达燃烧器2，对燃烧器2进行加热，以使燃烧器2的温度上升至适宜的工作温度区间内，在此工作温度区间内，燃烧器2可发挥最好效果的催化燃烧作用，空气燃气混合气在燃烧器2内燃烧时，燃烧充分，大大降低了由于燃烧不充分产生的co、nox等有害气体量。

换热器1可采用不锈钢材质制成，也可采用铜材质制成，换热效果较好且耐腐蚀性强。

预热燃烧器7为明火燃烧器，可选地，预热燃烧器7为蜂窝陶瓷燃烧器，燃烧器2为催化燃烧器，可选的，燃烧器2为涂覆有催化剂的泡沫陶瓷燃烧器。

可选的，为了避免预热燃烧器7产生回火现象，在预热燃烧器7和燃烧器2之间设定间距，该设定间距用于明火燃烧的火焰防止回火。

燃烧器保持结构5设置在换热器1的内部，且燃烧器保持结构5用于保持燃烧器2，使燃烧器2在换热器1的内部正确地定位，防止燃烧器2在换热器1内部晃动而导致燃烧器2自身损坏或撞坏换热器1。

根据本发明实施例的燃烧换热组件，通过设置燃烧器保持结构5，可实现燃烧器2在换热器1内的正确定位，防止燃烧器2在换热器1内部晃动而导致燃烧器2自身损坏或撞坏换热器1。此外，燃烧器2嵌入换热器1内部，取消了燃烧器2与换热器1之间的连接紧固件，使燃烧换热组件10的结构更加紧凑，并且有利于减轻燃烧换热组件10的重量。

进一步地，燃烧器保持结构5分别布置在燃烧器2的两侧，在装配完成后，燃烧器保持结构5在换热器1内的位置便固定下来，由此，燃烧器保持结构5对燃烧器2的定位更加可靠。

具体地，燃烧器保持结构5包括：夹持槽54，燃烧器2的一部分配合在夹持槽54内，夹持槽54可对燃烧器2施加夹紧力，防止燃烧器2晃动。

进一步地，夹持槽54与燃烧器2在至少两个侧面形成夹持配合，保证夹持效果较好。

具体地，在如图3所示的实施例中，燃烧器保持结构5可以包括：上壁51、下壁53和连接在上壁51以及下壁53的外侧之间的连接壁52，上壁51、连接壁52和下壁53合围成开口朝向燃烧器2的夹持槽54，夹持槽54与燃烧器2在三个侧面形成夹持配合。上壁51、连接壁52和下壁53组成“u”形结构。

可选地，燃烧器保持结构5为一对间隔开且开口彼此正对的“u”形结构，燃烧器2被夹持在左右两个燃烧器保持结构5的夹持槽54之间，固定更加牢固。

在一些可选的实施例中，燃烧器保持结构5与燃烧器2之间设置有缓冲结构(图中未示出)，缓冲结构可以是海绵，起到缓冲保护作用，以防止燃烧器保持结构5的夹持力过大而对燃烧器2造成损伤。

在一些未示出的实施例中，燃烧器保持结构5为一对“l”形结构且包括第一肢和第二肢，两个第一肢彼此相对，第二肢连接在第一肢的底部且两个第二肢支撑燃烧器2。第一肢相当于图3中的连接壁52，第二肢相当于图3中的下壁51。

燃烧器保持结构5为至少两组换热部3，每组换热部3包括上下夹持燃烧器2的两个换热管。在图5示出的实施例中，换热部3包括：位于燃烧器2下部的支撑换热部31以及位于换热器2顶部的顶部限位换热部321，还包括位于换热器2侧部的侧部限位换热部322，支撑换热部31、顶部限位换热部321、侧部限位换热部322可对燃烧器2进行固定，而不必使用额外的连接零部件，有利于减少零件数量，减轻燃烧换热组件10的总重量。

燃烧器保持结构5内具有通道，该通道连通换热部3内的换热介质通道。燃烧器保持结构5的内部通道中充满水，可以用来冷却燃烧器2。水流可在通道以及换热介质通道内流通，经燃烧器2加热后，水流再从燃烧换热组件10的出水口37排出以供用户使用。

进一步地，参照图1所示，换热器1具有进水口36和出水口37，燃烧器保持结构5内的通道相比出水口37更靠近进水口36。换言之，出水口37位于进水口36的上方，燃烧器保持结构5内的通道与进水口36之间的距离小于燃烧器保持结构5内的通道与出水口37之间的距离。由于温度较低的冷水从进水口36进入换热器1内，经加热之后成为温度较高的热水从出水口37流出，因此，燃烧器保持结构5内的通道靠近进水口36，可以使燃烧器保持结构5通道内的水保持较低温度，由此，燃烧器保持结构5可以对燃烧器2起到降温作用。

燃烧器保持结构5布置在燃烧器2的侧面，而燃烧器2辐射的能量绝大部分向上经过换热器1，仅有一小部分辐射至侧面的燃烧器保持结构5，因此燃烧器保持结构5通道内的水温明显低于换热部3内的水温。

具体而言，在燃烧器2燃烧阶段，燃烧器2的温度会越来越高，使燃烧器2的温度超过适宜的工作温度区间，此时，由于燃烧器保持结构5通道内的水温低于燃烧器2的温度，在热传递的作用下，燃烧器保持结构5可对燃烧器2降温，使燃烧器2重新恢复到最适宜的工作温度区间内，减少有害气体的产生。

在用户不需要用热水时，燃烧器2暂时停止工作，燃烧器保持结构5继续对燃烧器2进行降温，有效降低燃烧器2的内部温度，使得停水蓄热降低，可有效控制停水温升，也就是说，可避免在停水阶段，燃烧器2的高温余热持续对换热部3内的水进行加热，而导致出水口37的水温持续升高，同时也可以避免燃烧器2持续过热而影响燃烧器2的使用寿命。

换热器1包括：四周围板38和设置在四周围板38内的换热部3，燃烧器保持结构5固定在四周围板38的两个相对的内壁面上。

具体地，参照图1-图2、图4所示，换热部3包括：上部换热部331和下部换热部332，上部换热部331位于四周围板38的内顶部，下部换热部332位于四周围板38的内底部，燃烧器2位于四周围板38的中部区域，预热燃烧器7位于四周围板38的底部。上部换热部331设置在燃烧器保持结构5的上部，下部换热部332设置在燃烧器保持结构5的下部，下部换热部332连接进水口36，上部换热部331连接出水口37。水源的水从进水口36进入下部换热部332内，流经下部换热部332之后进入上部换热部331内，最终从出水口37流出。燃烧器保持结构5内的通道连通下部换热部332和上部换热部331。

进一步地，至少一部分上部换热部331位于燃烧器保持结构5以及燃烧器2的正上方，下部换热部332分为间隔开的两组，且两组下部换热部332分别位于两个燃烧器保持结构5的正下方。

由进水口36进入到换热器1内的水依次流经下部换热部332、燃烧器保持结构5和上部换热部331，最终从出水口37流出，且水在流经下部换热部332的折返次数少于水在流经上部换热部331的折返次数，由此可以增加水在上部换热部331内的停留时间，从而使燃烧器2对上部换热部331内水进行充分加热，保证水温快速达到用户所需水温。

可选地，下部换热部332相比上部换热部331稀疏。换言之，上部换热部331的数量多于下部换热部332的数量，由此有利于进一步提升水温的加热效率，以缩短使水温达到目标值时所用的加热时间，提升用户满意度。

燃烧器保持结构5的横截面的截面积比任意一个换热部3的横截面的截面积大，由此可增加燃烧器保持结构5与燃烧器2的接触面积，从而提高燃烧器保持结构5对燃烧器2的夹持可靠性，同时可保证燃烧器保持结构5内的水流量较大，从而当水流通过燃烧器保持结构5时，可以更多地带走燃烧器2的多余燃烧热量，提升燃烧器保持结构5对燃烧器2的降温效果。

参照图2、图4所示，换热器1的四周围板38包括前板1130、后板1140、左板1150、右板1160，左内板1170、右内板1180设置在左板1150、右板1160之间，且换热部33设置在左内板1170、右内板1180之间。左内板1170、右内板1180上设置有换热孔13，左板1150朝向左内板1170的表面上、右板1160朝向右内板1180的表面上均设置有与换热孔13对应的换热凸包14，从进水口36进入换热器1的水，先进入换热凸包14内，再从换热凸包14进入换热孔13内，进而进入与换热孔13对应的换热部33内。换热翅片112设置在上部换热部331上，由此可以增加上部换热部331的换热面积，从而提升换热效率。

前板1130、后板1140、左板1150、右板1160可通过螺栓紧固件实现固定连接，当需要拆卸燃烧器22时，只需将前板1130或后板1140拆开，便可从侧面拆卸燃烧器22，操作方便。

前板1130和后板1140的下部设置有换热器翻边1110，换热器翻边1110与预混腔6的外翻边614通过紧固件固定，以完成换热器1与预混腔6的装配。

预混腔6具有空气进口6111和燃气进口6112，空气经空气进口6111进入腔体61内，燃气经燃气进口6112进入腔体61内，空气进口6111和燃气进口6112分离，可保证空气和燃气的进气量可以单独调节，有利于调整空气和燃气的比例，使其满足燃烧需求。空气进口6111位于预混腔6的底面，燃气进口6112位于预混腔6的侧面外壁上，并且空气进口6111和燃气进口6112垂直。由此，从空气进口6111进入腔体61内的空气以及从燃气进口6112进入腔体61内的燃气在进口部611处的冲击力较大，空气和燃气碰撞，从而加速空气和燃气混合。

预混腔6可以实现对空气和燃气的预混合，并且预混腔6设有布风板6230，布风板6230可以对空气和燃气进行再次混合，从而提高空气和燃气混合的均匀度，进而提升空气燃气混合气的可燃烧性能，使空气燃气混合气在燃烧阶段能够充分燃烧。

空气进口6111和燃气进口6112设置在布风板6230的下方，预混腔6的出气侧设置在布风板6230的上方，混合均匀的空气燃气混合气从出气侧流出，随后依次经过预热燃烧器7和燃烧器2。

前板1130上还设置有观察窗口122，方便观察换热器1内部燃烧器2的燃烧情况。

前板1130、后板1140的相对彼此的表面上设置有容纳槽，燃烧器保持结构5设置在前板1130、后板1140的容纳槽内，以此实现燃烧器保持结构5在换热器1内的定位。

结合图1、图4所示，进水口36和出水口37均设置在右板1160上，水源的水经进水口36进入右板1160上的对应换热凸包14内，在从与该换热凸包14相对的换热孔13流进其中一个下部换热部332的换热介质通道内，接着继续向左流入左板1150上的对应换热凸包14内，再从该换热凸包14流入另一个下部换热部332的换热介质通道内，在流经所有下部换热部332之后，随后进入上部换热部331对应的换热凸包14内，流经所有上部换热部331之后，最终从右板1160上的出水口37流出。

当然，进水口36与出水口37可分别设置在四周围板38的任意不同的板上，例如在一些未示出的实施例中，出水口37也可以设置在左板1150上。

进一步地，参照图1、图4所示，燃烧换热组件10还包括：安装支架8，安装支架8设置在四周围板38上且与燃烧器2的端部位置对应，安装支架8上开设有安装孔81。

进一步地，安装孔81用于安装热电偶或者光敏电阻。右板1160上开设有右板过孔1161，右内板1180上开设有右内板过孔1181，右板过孔1161、右内板过孔1181和安装孔81对齐，由此，在将热电偶或者光敏电阻安装在安装孔81内时，热电偶或者光敏电阻可以经右板过孔1161、右内板过孔1181插入靠近燃烧器2位置处，以便更准确地监测燃烧器2的温度。

换热器1在燃烧器2上方设置至少一排换热管道3(例如图2中的上部换热部331)，换热管道3正对燃烧器2设置，燃烧器2的辐射热量直接到达这部分换热管道3。换热管道3设置换热翅片112，有利于增加换热面积、提升换热效率。

换热器1在燃烧器2下方的侧壁围板上至少有一排换热管道3(例如图2中的下部换热部332)。

可选地，燃烧器为催化燃烧器，在换热器内部与催化燃烧器相对设置有预热燃烧器。

进一步地，换热器1侧壁上相对预热燃烧器7的侧板位置设置至少一排换热管道，预热燃烧器7可为进入这部分换热管道的冷水进行初级的换热。

也就是说，换热器1的换热管道是从预热燃烧器7上方，一直延伸到催化燃烧器2的上方。在催化燃烧器2下方的换热管道用于将预热燃烧产生的热量进行换热到水路内。

由于催化燃烧是向外辐射热量，也就是说在催化燃烧器2的底部也是会有热量产生的，所以本发明中的换热器1实际上是包围了催化燃烧器2的。

根据本发明另一方面实施例的燃气燃烧设备，包括上述实施例的燃烧换热组件10，可选地，燃气燃烧设备为燃气热水器或壁挂炉。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。