燃烧器及热水器的制作方法

1.本发明涉及热水器领域，特别涉及一种燃烧器及热水器。


背景技术：

2.燃气热水器中热交换器的结构不仅影响燃气热水器的热效率，而且也影响燃气燃烧是否充分。现有热交换器包括绕设于烟筒外部的预热盘管和设置于烟筒上部的换热管，换热管中的水与烟筒上部的高温烟气进行热交换，成为热水供使用者使用。喷嘴向燃烧室内喷射气体，混合气体燃烧产生高温，长时间运行之后，喷嘴在高温环境下温度逐渐升高，导致喷嘴喷射气体形成火焰燃烧速度高，喷嘴过热时出现回火，影响燃烧器的正常运行。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种燃烧器及热水器，旨在改善燃烧器喷嘴过热的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出的燃烧器，用于热水器，所述燃烧器包括：
5.壳体，所述壳体内部形成有燃烧室；
6.喷嘴，所述喷嘴设于所述壳体上，用于向所述燃烧室内喷射气体；
7.导热管，所述导热管设于所述壳体朝向所述燃烧室的一侧表面；以及
8.导热件，所述导热件设于所述喷嘴和所述导热管之间，用于将所述喷嘴的热量导向所述导热管。
9.可选地，所述导热件包括：
10.导热部，所述导热部贴合在所述喷嘴的外壁上；以及
11.连接部，所述连接部与所述导热部相连接，所述连接部远离所述导热部的一端与所述导热管相连接。
12.可选地，所述导热部呈环状，所述导热部套设于所述喷嘴的外壁上。
13.可选地，所述导热件还包括：
14.换热翅片，所述换热翅片设于所述导热管表面，所述连接部远离所述导热部的一端与所述换热翅片相连接。
15.可选地，所述换热翅片为间隔设置的多个，所述连接部远离所述导热部的一端插接在相邻的所述换热翅片之间。
16.可选地，所述燃烧器还包括固定板，所述连接部卡接于所述固定板和所述壳体的内壁之间。
17.可选地，所述固定板朝向所述连接部的一侧设有凸出部，所述凸出部沿所述固定板的长度方向间隔设置，所述凸出部卡接在所述连接部和所述换热翅片之间。
18.可选地，所述散热翅片包括第一换热段和第二换热段，所述第一换热段呈弧形结构，所述第一换热段贴合在所述导热管表面，所述第二换热段与所述连接部相连接。
19.可选地，所述壳体朝向所述燃烧室的一侧凹设有卡位槽，所述导热管设于所述卡
位槽内。
20.可选地，所述喷嘴的数量为多个，所述导热件的数量为多个，多个所述导热件与多个所述喷嘴一一对应设置。
21.可选地，所述导热管为两个，两个所述导热管分别设于所述喷嘴的两侧，两个所述导热管相互连通。
22.可选地，所述燃烧器还还包括：
23.预加热器，所述预加热器用于将气体预热至目标温度后输送至所述燃烧室；
24.其中，通过所述喷嘴向所述燃烧室喷射燃气和/或空气，使得所述燃烧室内进行高温空气燃烧反应。
25.本发明还提出一种热水器，包括：
26.主体，所述主体内形成有换热腔；
27.换热管，设于所述换热腔内；以及
28.如上述所述的燃烧器，所述燃烧器设于所述主体上，所述燃烧器的燃烧室与所述换热腔相连通。
29.可选地，所述燃烧器的导热管具有进水口和出水口，所述换热管具有冷水进口和热水出口，所述导热管的出水口与所述换热管的冷水进口相连通。
30.可选地，所述换热管呈蛇形盘绕在所述换热腔内。
31.本发明技术方案通过在壳体上设置导热管，通过导热件将喷嘴上的热量导向导热管，利用导热管内的冷水流动，将热量带出燃烧器外部，实现对喷嘴的持续降温，以防止由于喷嘴温度过高而导致的气流流速过大的问题，进而避免喷嘴出现回火现象。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
33.图1为本发明燃烧器喷嘴方向一实施例的结构示意图；
34.图2为图1的爆炸图；
35.图3为本发明热水器一实施例的结构示意图；
36.图4为本发明热水器内部结构一实施例的结构示意图。
37.附图标号说明：
[0038][0039][0040]
本发明目的的实现、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
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0042]
需要说明，若本发明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。
[0043]
另外，若本发明实施例中有涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0044]
本发明提出一种燃烧器，用于热水器，尤其适用于采用高温空气燃烧的燃气热水器以及其他使用燃气燃烧产生高温热水进行家庭沐浴及采暖等使用的相关产品和设备，以下为方便理解，以应用于热水器为例。
[0045]
在一实施例中，所述燃烧器包括：壳体20，所述壳体20内部形成有燃烧室22；喷嘴21，所述喷嘴21设于所述壳体20上，用于向所述燃烧室22内喷射气体；导热管30，所述导热管30设于所述壳体20朝向所述燃烧室22的一侧表面；以及导热件40，所述导热件40设于所
述喷嘴21和所述导热管30之间，用于将所述喷嘴21的热量导向所述导热管30。
[0046]
所述喷嘴21用于向所述燃烧室22内喷射气体，以使所述燃烧室22内燃烧形成火焰。所述壳体20形内部形成所述燃烧室22，所述燃烧室22为所述喷嘴21喷射气体提供燃烧的空间。当所述喷嘴21所喷射的气体燃烧时，所述燃烧室22内形成高热状态，所述燃烧室22内所形成的高热烟气可以用于为其他设备进行加热，以实现热交换。所述燃烧器用于热水器，所述燃烧室22内燃烧形成的高温烟气与热水器的换热管进行热交换，以对换热管内的水进行加热，形成热水并输出。
[0047]
所述导热管30和所述喷嘴21处于所述燃烧室22内，并靠近所述壳体20朝向所述燃烧室22的一侧表面设置，所述导热管30为中空的管道，用于输送冷水或其他低温介质。所述导热件40用于将所述喷嘴21上的热量导向所述导热管30，作为所述喷嘴21和所述导热管30之间的导热介质。所述导热件40的作用为导热，其采用导热性能良好的金属或其他材料制成。
[0048]
所述喷嘴21连接外部气路，所述喷嘴21持续向所述燃烧室22内喷射气体，燃烧室22内高温燃烧状态下，喷嘴21的温度也会逐渐增高。所述导热件40与所述喷嘴21相接触，可以直接将所述喷嘴21的热量导向所述导热管30，所述导热管30内冷水流动过程中，逐渐将热量带出所述燃烧室22外部，实现所述喷嘴21的持续降温。
[0049]
由于所述导热件40直接与所述喷嘴21和所述导热管30相接触，而固体的传热效率要明显高于气体，所述导热件40能够加速所述喷嘴21和所述导热管30之间的热交换，进而提升所述喷嘴21的降温效率。当所述喷嘴21的温度降低时，气流中的分子运动速度减慢，对应所述喷嘴21的气流流速也会相对下降，使得所述喷嘴21喷射的气流稳定性更高，喷射形成的火焰相对更加稳定，不容易出现脱火的问题。通过降低所述喷嘴21喷射气流的流速，使得气流喷射到所述燃烧室22内时，气流能够更充分地在燃烧室22内进行燃烧，进而可以提升燃烧室22内气体的燃烧效率，使得燃烧器所形成的烟气中一氧化碳和氮氧化物的含量降低。
[0050]
需要说明的是，当应用于采用高温空气燃烧的燃气热水器时，由于其燃烧室室内温度通常在600摄氏度以上，通过导热件40对喷嘴21降温使得喷嘴的寿命大大提高，同时使得喷嘴21的材质要求大大降低。
[0051]
所述喷嘴21向所述燃烧室内高速喷射气体，可以为所述喷嘴21喷射燃气，或者燃气和空气的混合气体，所述燃烧室内具有空气，以用于燃气的燃烧；也可以为所述燃烧室内具有燃气，所述喷嘴21向所述燃烧室内喷射空气或空气与燃气的混合气体。
[0052]
所述导热件40可以贴合所述喷嘴21设置，以增大所述导热件40与所述喷嘴21之间的接触面积。同时，可以将所述导热件40贴合所述壳体20表面设置，以使所述导热件40上的热量能够分散地导向所述导热管30上。由于所述导热管30内可以用于输送低温介质，所述导热管30能够用于对所述壳体20表面进行降温，所述喷嘴21直接设置在所述壳体20表面，所述壳体20表面也可以作为所述喷嘴21与所述导热管30之间的导热介质。由于燃烧室22内气体高温燃烧，所述喷嘴21靠近所述燃烧室22的一侧的温度会高于其远离所述燃烧室22的一侧的温度，所述壳体20的表面能够用于对所述喷嘴21远离所述燃烧室22的一端进行降温，以使气流通过所述喷嘴21喷射进入所述燃烧室22内时，缓慢升温，气流自所述喷嘴21输出时，能够保持预设的喷射状态，进而使其能够更集中地靠近所述燃烧室22的中部燃烧，以
避免靠近所述喷嘴21处燃烧而导致喷嘴21被快速加热的问题。所述壳体20与所述导热件40相配合，使所述喷嘴21喷射的气体在燃烧室22内燃烧时，燃烧形成的火焰区域距离喷嘴21更远，以防止喷嘴21过热。
[0053]
由于所述喷嘴21用于高速喷射气体，所述喷嘴21会由于气流的冲撞而产生振动，所述导热件40直接连接所述喷嘴21和所述导热管30，能够对所述喷嘴21起到稳定作用，以提升所述喷嘴21的稳定性。当所述导热件40贴合在所述壳体20表面时，所述导热件40能够将所述喷嘴21的振动传递到所述壳体20上，以进一步提高所述喷嘴21的稳定性。
[0054]
本实施例中可选地，所述壳体20朝向所述燃烧室22的一侧凹设有卡位槽23，所述导热管30设于所述卡位槽23内。所述卡位槽23为形成于所述壳体20的表面的凹槽，所述卡位槽23与所述导热管30的形状相一致，以使所述导热管30能够被限定在所述壳体20表面。所述喷嘴21直接安装在所述壳体20上，所述壳体20表面也与喷嘴21之间存在热交换，所述卡位槽23能够增大所述壳体20与所述导热管30之间的接触面积，以提升热交换面积。
[0055]
当所述壳体20表面形成内凹的卡位槽23时，所述导热管30与所述喷嘴21之间的壳体20表面可以更容易与所述导热件40形成接触，进而可以使所述导热件40将热量快速传递到所述壳体20表面，以进一步提升导热效率。
[0056]
请参阅图1和图2，本实施例中可选地，所述喷嘴21的数量为多个，所述导热件40的数量为多个，多个所述导热件40与多个所述喷嘴21一一对应设置。每一个所述喷嘴21均具有用于对其进行导热的导热件40，以使多个所述喷嘴21保持预设的温度状态。通过使多个喷嘴21均能够保持预设的温度状态，多个喷嘴21所喷射的气流流速能保持的预设范围，进而使得多个喷嘴21所喷射形成的火焰相对稳定，有助于提升燃烧器的气体燃烧效率，降低有害气体的排放量。
[0057]
本实施例中可选地，所述导热管30为两个，两个所述导热管30分别设于所述喷嘴21的两侧，两个所述导热管30相互连通。所述导热管30从不同的位置对所述喷嘴21进行降温，以使所述喷嘴21保持相对平衡的温度状态，进而避免所述喷嘴21由于温度不均导致的质量问题。
[0058]
所述燃烧室22能够用于形成供气体燃烧的空间，为了提升喷嘴21所喷射的气体的燃烧效率，在本发明的一个实施例中，所述燃烧器还还包括：预加热器，所述预加热器用于将气体预热至目标温度后输送至所述燃烧室22；其中，通过所述喷嘴21向所述燃烧室22喷射燃气和/或空气，使得所述燃烧室22内进行高温空气燃烧反应。所述预加热器与所述燃烧室22相连通，用于对气体进行预热，使气体能够高于常温状态输送到所述燃烧室22内，当所述喷嘴21向所述燃烧室22内喷射气流时，由于输入至所述燃烧室22内的气体已经被加热，所述喷嘴21所喷射的气流与燃烧室22内的气体进行燃烧时所需要的热量相对降低，能够使所述燃烧室22内的气体的燃烧速率更快，使得热水器的加热速度更快，以减少水的浪费。
[0059]
高温空气燃烧(high temperature air combustion)称为“温和与深度低氧稀释燃烧”，简称柔和燃烧是一种新型的燃烧方式，又称mild燃烧。该燃烧的主要特点是：化学反应主要发生在高温低氧(温度主要在600-1200摄氏度，氧气浓度为3％～10％)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，通常为3％～10％。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，从而使得在这种燃烧时整个炉膛的温度非
常均匀，污染物nox和co排放大幅度降低。
[0060]
所述预加热器或所述喷嘴21向所述燃烧室22内输入可燃气体，以所述预加热器向所述燃烧室22内喷入空气、所述喷嘴21向所述燃烧室22内喷射燃气和空气的混合气体为例，当所述喷嘴21将气流高速喷入所述燃烧室22内时，高速入射的气流与所述燃烧室22内的预设气体进行热交换，实现快速燃烧。在喷嘴21的作用下，所述喷嘴21喷射的气流快速进入所述燃烧室22内时，会与所述预加热器输送至所述燃烧室22内的气流形成卷吸效应，高速喷射进入燃烧室22内的气流能够对燃烧室22内的预热气流产生冲击，使气流被快速扰动，预热气流能够与燃气进行快速混合和燃烧，使燃气的燃烧速度更快，燃烧效率更高。
[0061]
本实施例中，可以在所述壳体20的相向的两个侧壁上分别设置所述喷嘴21，以使所述喷嘴21能够相对喷射气流，当气流快速喷射进入所述燃烧室22内时，气流能够相互作用，以使气流混合更充分，燃烧效率更高。
[0062]
请参阅图2，在本发明的一个实施例中，示出了一种导热件40的可选结构形式，所述导热件40包括：导热部41，所述导热部41贴合在所述喷嘴21的外壁上；以及连接部42，所述连接部42与所述导热部41相连接，所述连接部42远离所述导热部41的一端与所述导热管30相连接。所述导热部41直接与所述喷嘴21相连接，所述喷嘴21上的热量直接导向所述导热部41；所述连接部42用于连接所述导热部41和所述导热管30，以使所述导热部41上的热量导向所述导热管30。
[0063]
所述导热部41可以与所述连接部42呈一体设置，以方便加工和成型。也可以将所述导热部41与所述连接部42分体设置，并在安装时，将两者相互连接形成整体。
[0064]
本实施例中可选地，所述导热部41呈环状，所述导热部41套设于所述喷嘴21的外壁上，以使所述导热部41与所述喷嘴21呈面接触，以提升所述导热部41的导热效率。
[0065]
当所述导热部41套设在所述喷嘴21外部时，所述导热部41能够对所述喷嘴21表面进行均匀导热，以减小所述喷嘴21的不同角度的温差，进而提升所述喷嘴21的安全性。当设置有两个所述导热管30时，所述导热部41上设置有两个所述连接部42，两个所述连接部42分别连接两个所述导热管30，以从两侧同步进行导热。
[0066]
请参阅图1和图2，在本发明的一个实施例中，所述导热件40还包括：换热翅片50，所述换热翅片50设于所述导热管30表面，所述连接部42远离所述导热部41的一端与所述换热翅片50相连接。所述换热翅片50为多个片状结构，所述换热翅片50设置在所述导热管30表面，以用于与所述导热管30进行热交换。所述连接部42与所述换热翅片50相连接，以提升所述导热件40与所述导热管30的换热效率。
[0067]
所述换热翅片50为间隔设置的多个，所述连接部42远离所述导热部41的一端插接在相邻的所述换热翅片50之间。所述换热翅片50沿所述导热管30的轴向间隔分布，以使所述导热件40能够分散地将热量导向所述导热管30，进而避免所述导热管30局部热量集中的问题，以提升换热效率。所述连接部42插接在相邻的所述导热翅片之间，以使相邻的两个换热翅片50能够同时与一个连接部42进行热交换，以使所述连接部42上的热量快速导向所述换热翅片50。
[0068]
本实施例中可选地，所述散热翅片包括第一换热段51和第二换热段52，所述第一换热段51呈弧形结构，所述第一换热段51贴合在所述导热管30表面，所述第二换热段52与所述连接部42相连接。所述第一换热段51用于呈弧形贴合在所述导热管30上，以增大所述
换热翅片50与所述导热管30的接触面积，所述第二换热段52用于与所述连接部42相连接。
[0069]
所述第一换热段51与所述导热管30的弧形接触方式，可以根据所述导热管30和换热翅片50的形状来确定，以使所述换热翅片50上的热量能够快速导向所述导热管30。当设置有多个所述换热翅片50时，所述换热翅片50可以间隔规则分布，以使所述导热管30能够均匀受热。所述第二换热段52可以同时与所述连接部42和所述壳体20表面相连接，以使所述壳体20表面和所述连接部42上的热量均导向所述换热翅片50。
[0070]
请参阅图2，在本发明的一个实施例中，所述燃烧器还包括固定板60，所述连接部42卡接于所述固定板60和所述壳体20的内壁之间。所述固定板60将所述连接部42压紧在所述壳体20的内壁上，以使所述连接部42被相对固定。由于所述导热部41呈环形套设在所述喷嘴21上，当将所述连接部42压紧在所述壳体20内壁上时，所述导热件40整体被固定在所述壳体20上。
[0071]
在制作所述燃烧器时，可以在所述壳体20的内壁上设置支撑凸台24，将所述固定板60的两端与支撑凸台24相互连接固定，以使所述固定板60被固定在预设位置，当所述固定板60将所述连接部42压紧在所述壳体20上时，所述导热件40能够保持在预设状态。
[0072]
当设置有多个所述喷嘴21时，所述固定板60可以采用导热性能比较好的金属制成，所述固定板60可以用于不同的所述导热件40的连接部42之间的热交换，以使不同的导热件40的能够保持在相对均衡的温度高状态，当所述导热件40与所述导热管30进行热交换时，所述导热管30的温度也相对更加均匀，有助于提升热交换效率。
[0073]
通过所述固定板60将不同的导热件40的连接部42相互连接时，不同的导热件40所对应的喷嘴21的温度也可以相对更加均衡，进而可以使不同的喷嘴21的温度保持在预设范围，不同的喷嘴21所喷射形成的气流流速也能够保持在相对均衡的状态，有助于提升燃烧室22内气流燃烧的均匀性，提升燃气的燃烧效率。
[0074]
为了提高所述导热件40的稳定性，本实施例中可选地，所述固定板60朝向所述连接部42的一侧设有凸出部61，所述凸出部61沿所述固定板60的长度方向间隔设置，所述凸出部61卡接在所述连接部42和所述换热翅片50之间。所述凸出部61在所述固定板60朝向所述壳体20的内壁的一侧表面形成梳齿状结构，所述连接部42和所述换热翅片50被卡接在相邻的所述凸出部61之间，以防止所述连接部42或所述换热翅片50出现滑移。当设置有多个所述喷嘴21时，所述固定板60的长度与所述导热管30的长度相适配，以将整个所述导热件40压紧在所述导热管30和所述壳体20上。
[0075]
本发明在上述燃烧器的基础上，还提出一种热水器的实施例。
[0076]
请参阅图3，所述热水器包括：主体10，所述主体10内形成有换热腔11；换热管12，设于所述换热腔11内；以及如上述任一实施例所述的燃烧器，所述燃烧器设于所述主体10上，所述燃烧器的燃烧室22与所述换热腔11相连通。
[0077]
所述燃烧室22内燃烧形成的高温烟气输送至所述换热腔11，所述换热腔11内的换热管12输送有水。高温烟气与所述换热管12进行热交换，以对所述换热管12内的谁进行热交换，以实现加热输出热水。
[0078]
本实施例中，所述热水器具有气体分配室18和连通气体分配室18的混合气体入口19，燃气或燃气和空气的混合气体经由所述混合气体入口19进入所述气体分配室18，经由所述喷嘴21喷射进入所述燃烧室22内进行燃烧形成高温烟气。
[0079]
所述热水器还具有集烟罩15和连通所述集烟罩15内的排烟管16。高温烟气在所述换热腔11内与换热管12进行热交换之后，进入所述集烟罩15，并通过所述排烟管16输出。由于所述燃烧室22内，喷嘴21能够通过所述导热件40和所述导热管30进行降温，使得所述喷嘴21所形成的气流流速降低，燃气的燃烧效率提高，所形成的烟气中的一氧化碳和氮氧化物的含量大大降低，能够有效降低所述热水器排放烟气的有害气体含量。
[0080]
为了充分利用所述燃烧室22所形成的高温烟气的热量，本实施例中可选地，所述换热管12呈蛇形盘绕在所述换热腔11内，以延长所述换热管12内的水的换热时间，提升热量利用率。
[0081]
请参阅图4，本实施例中可选地，所述燃烧器的导热管30具有进水口31和出水口32，所述换热管12具有冷水进口13和热水出口14，所述导热管30的出水口32与所述换热管12的冷水进口13相连通。所述导热管30的进水口31用于输入冷水，所述导热管30的出水口32输出的水为与所述喷嘴21进行热交换之后的水，所述出水口32的水温会高于所述入水口的水温。经过与所述喷嘴21进行热交换的水，可以通过连接管17进入所述换热管12。由于所述出水口32输出的水温相对较高，将其输送至所述换热管12，能够对热量进行再次利用，减小所述换热管12换热的能量消耗，提升所述热水器的热量利用率。