火排的制作方法-k8凯发

文档序号:36578269发布日期:2023-12-30 13:37阅读:32来源:国知局
火排的制作方法
火排、燃烧器和燃气设备
技术领域
1.本实用新型涉及燃气设备技术领域,特别涉及一种火排、燃烧器和燃气设备。


背景技术:

2.燃气设备(例如燃气热水器、壁挂炉等)是通过燃气燃烧释放热量,以对介质(例如水)进行加热的设备。
其中,燃烧器作为燃料燃烧的载体,具有混合气体(混合燃气和空气),使混合气均匀分布,使燃料充分、稳定燃烧等功能。
燃烧器一般由若干火排单片组成。
3.相关技术中,燃烧器的火排具有引入混合气体的引射通道,引射通道一般从进气口朝向通道内收缩后再渐变扩张,整个通道变化平缓,燃气空气混合均匀性较差,不利于燃气的充分燃烧,热效率较低。


技术实现要素:

4.本实用新型的主要目的是提出一种火排,旨在提高燃气空气的混合均匀性,实现充分燃烧,提高热效率。
5.为实现上述目的,本实用新型提出的火排,所述火排设有进气口、燃烧火口,以及将所述进气口与所述燃烧火口连通的引射通道,所述引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段,所述混合段沿所述进气方向突变扩张。
6.在其中一个实施例中,所述混合段包括喉管段和突变段,所述收缩段、所述喉管段、所述突变段和所述扩压段沿所述进气方向相互连通,所述喉管段为所述引射通道的最窄部位,所述突变段自所述喉管段朝向所述扩压段扩张。
7.在其中一个实施例中,所述突变段和所述扩压段均沿所述进气方向呈渐扩设置,所述突变段的扩张角度大于所述扩压段的扩张角度。
8.在其中一个实施例中,在垂直于所述进气方向的截面上,所述进气口的最大径向尺寸为a,所述喉管段的最大径向尺寸为b,其中,b/a的值不小于
0.4,不大于
0.6。
9.在其中一个实施例中,b/a的值为
0.5。
10.在其中一个实施例中,所述突变段的周壁相对所述喉管段的周壁向远离所述引射通道的中心线的一侧倾斜,所述突变段的周壁与所述喉管段的周壁之间形成有夹角
α,其中,
α
不小于
120
°,不大于
170
°。
11.在其中一个实施例中,所述进气口到所述混合段的出口之间的距离为
l1,所述进气口到所述扩压段的出口之间的距离为
l2,其中,
l1/l2的值不小于
0.2,不大于
0.5。
12.在其中一个实施例中,所述火排包括具有镂空区域的面板,以及与所述面板层叠设置的金属网,所述金属网覆盖所述镂空区域的部位形成所述燃烧火口,所述火排的相对两侧分别设有限位部,位于两侧的所述限位部分别抵接于所述金属网背离所述面板的一面的两侧边沿部位。
13.本实用新型还提出一种燃烧器,包括如上所述的火排。
14.本实用新型还提出一种燃气设备,包括如上所述的燃烧器。
15.本实用新型技术方案的火排设有进气口、燃烧火口,以及将进气口与燃烧火口连通的引射通道,引射通道包括沿进气方向相互连通的收缩段、混合段和扩压段,混合段沿进气方向突变扩张。
如此,燃气和空气的混合气体自进气口进入到收缩段,在收缩段内快速收缩汇聚,使得进入混合段的混合气体具有较高的流速,高速混合气体在混合段内流动至靠近扩压段的部位时会产生突变扩张,然后再进入扩压段内进一步混合。
如此,使得引射通道在进气方向上能够产生多处变化,使得混合气体能够快速收缩扩张,增加扰流效果,提高燃气和空气的混合均匀性,从而实现充分燃烧,提高高燃料的利用率,提高热效率。
附图说明
16.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。
17.图1为本实用新型火排一实施例的结构示意图;
18.图2为图1中火排的主视图;
19.图3为图1中火排的在突变段处剖开的剖面示意图;
20.图4为图1中火排的局部剖面示意图;
21.图5为图4中火排的局部剖面的放大示意图;
22.图6为图1中火排另一视角的结构示意图。
23.附图标号说明:
24.标号名称标号名称
100
火排
122突变段
101进气口
13扩压段
102燃烧火口
20
弯曲通道
10引射通道
30
分流通道
11收缩段
40
面板
12混合段
50
金属网
121喉管段
ꢀꢀ
25.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
26.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。
27.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。
28.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,若全文中出现的“和/或”或者“及/或”,其含义包括三个并列的方案,以“a和/或b”为例,包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。
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。
29.本实用新型提出一种火排
100。
30.请参照图1至图3,在本实用新型一实施例中,所述火排
100
设有进气口
101、燃烧火口
102,以及将所述进气口
101与所述燃烧火口
102连通的引射通道
10,所述引射通道
10包括沿进气方向相互连通的收缩段
11、混合段
12和扩压段
13,所述混合段
12沿所述进气方向突变扩张。
31.具体地,火排
100
包括进气口
101、燃烧火口
102和引射通道
10,其中,燃气和空气的混合气体从进气口
101进入到引射通道
10内,在引射通道
10内充分混合后再输送至燃烧火口
102处,混合气体在燃烧火口
102处被点燃从而实现燃烧。
引射通道
10包括沿进气方向相互连通的收缩段
11、混合段
12和扩压段
13。
其中,收缩段
11沿进气方向逐渐收缩,扩压段
13呈沿进气方向逐渐扩张,混合段
12将收缩段
11的窄口端与扩压段
13的窄口端连通。
混合段
12沿进气方向突变扩张,也即混合段
12靠近渐缩段的一端的横截面尺寸较小,而混合段
12靠近扩压段
13的一端的横截面尺寸较大,并且混合段
12的横截面尺寸在进气方向上的变化并非连续的线性变化,而是具有明显的梯度变化。
如此,燃气和空气的混合气体自进气口
101进入到收缩段
11,在收缩段
11内快速收缩汇聚,使得进入混合段
12的混合气体具有较高的流速,高速混合气体在混合段
12内流动至靠近扩压段
13的部位时会产生突变扩张,然后再进入扩压段
13内进一步混合,如此,使得引射通道
10在进气方向上能够产生多处变化,使得混合气体能够快速收缩扩张,增加扰流效果,提高混合均匀性。
32.具体到本实施例中,如图1和图2所示,火排
100
包括火排本体和设于火排本体顶部的燃烧头部,火排本体设有进气口
101和引射通道
10,燃烧头部设有若干燃烧火口
102,进气口
101经由引射通道
10与燃烧火口
102连通。
进气口
101设于火排本体的第一侧,引射通道
10自火排本体的第一侧延伸至第二侧,例如图2所示,进气口
101设于火排本体左侧,引射通道自左向右延伸,此时混合气体从火排本体的第一侧沿水平方向进入引射通道
10内并朝向第二侧输送。
可选地,如图1所示,火排本体还设有弯曲通道
20
和分流通道
30,弯曲通道
20
的一端与引射通道
10的出口端连通,弯曲通道
20
的另一端位于引射通道
10的上方并与分流通道
30
的入口端连通,分流通道
30
自火排本体的第二侧朝向火排本体的第一侧延伸设置,分流通道
30
与若干燃烧火口
102连通。
可选地,火排本体包括相互拼合的两个半壳,两个半壳围合形成进气口
101、引射通道
10、弯曲通道
20
和分流通道
30。
其中,半壳可采用钣金件冲压出对应的腔体通道,然后将两个半壳相互焊接固定即可。
33.本实用新型技术方案的火排
100
设有进气口
101、燃烧火口
102,以及将进气口
101与燃烧火口
102连通的引射通道
10,引射通道
10包括沿进气方向相互连通的收缩段
11、混合段
12和扩压段
13,混合段
12沿进气方向突变扩张。
如此,燃气和空气的混合气体自进气口
101进入到收缩段
11,在收缩段
11内快速收缩汇聚,使得进入混合段
12的混合气体具有较高
的流速,高速混合气体在混合段
12内流动至靠近扩压段
13的部位时会产生突变扩张,然后再进入扩压段
13内进一步混合。
如此,使得引射通道
10在进气方向上能够产生多处变化,使得混合气体能够快速收缩扩张,增加扰流效果,提高燃气和空气的混合均匀性,从而实现充分燃烧,提高高燃料的利用率,提高热效率。
34.如图4和图5所示,在其中一个实施例中,所述混合段
12包括喉管段
121和突变段
122,所述收缩段
11、所述喉管段
121、所述突变段
122和所述扩压段
13沿所述进气方向相互连通,所述喉管段
121为所述引射通道
10的最窄部位,所述突变段
122自所述喉管段
121朝向所述扩压段
13扩张。
35.在本实施例中,混合段
12包括喉管段
121和突变段
122,喉管段
121大体呈沿进气方向平直延伸的圆柱状,突变段
122大体呈沿进气方向渐扩的圆台状,从而使得喉管段
121的截面尺寸较小,而突变段
122的截面尺寸较大,也即混合段
12靠近扩压段
13的部位形成有明显的突变台阶(也即突变段
122)使得混合段
12形成朝向渐扩段突变扩张的效果。
喉管段
121为引射通道
10的最窄部位,混合气体经由收缩段
11快速收缩后进入喉管段
121,在喉管段
121内混合气体流速达到最大,喉管段
121内的高速混合气体进入到突变段
122内,在突变段
122内快速扩张后进入扩压段
13,增加扰流效果。
36.为了能够进一步提升燃气与空气的混合均匀性,如图5所示,在其中一个实施例中,所述突变段
122和所述扩压段
13均沿所述进气方向呈渐扩设置,所述突变段
122的扩张角度大于所述扩压段
13的扩张角度。
37.在本实施例中,突变段
122和扩压段
13均呈沿进气方向渐扩,且突变段
122的扩张角度大于扩压段
13的扩张角度,也即在引射通道
10的轴向截面中,突变段
122的两侧边缘之间的夹角要大于扩压段
13两侧边缘的夹角。
如此,混合气体经过收缩段
11快速收缩进入喉管段
121后,在突变段
122快速扩张进入扩压段
13。
在这一过程中,位于喉管段
121外围的混合气体进入到突变段
122内产生一个较大的扩张角度,而进入到扩压段
13时,由于扩压段
13的扩张角度相对较小,使得外围的混合气体扩张碰撞到扩压段
13的流道壁面,再反弹回流道中间,与内围的混合气体再次碰撞,大大增加了扰流效果,使得气体混合的更加均匀,更有利于充分燃烧,充分释放燃烧热量,提高热效率。
38.传统技术中,火排
100
的引射通道
10的最窄段与进气口
101的比例较大,当燃气设备的风机风速发生波动时,风量发生波动,进入流道的空气量变化也比较明显,造成燃气空气量不匹配,进而导致燃烧不稳定。
39.为了进一步提升燃烧稳定性,如图4所示,在其中一个实施例中,在垂直于所述进气方向的截面上,所述进气口
101的最大径向尺寸为a,所述喉管段
121的最大径向尺寸为b,其中,b/a的值不小于
0.4,不大于
0.6。
40.在本实施例中,进气口
101大体呈沿上下方向延伸的长圆孔设置,喉管段
121的横截面大体呈沿上下方向延伸的椭圆形设置,进气口
101沿上下方向的尺寸为进气口
101的最大径向尺寸a,喉管段
121的横截面沿上下方向的尺寸为喉管段
121的最大径向尺寸b。
当然,进气口
101和喉管段
121的横截面还可以设计为其他形状,在此不做具体限定。
其中,b/a的值不大于
0.6,使得引射通道
10的最窄段(也即喉管段
121)与进气口
101的尺寸比值控制在一个较小的比例,从而能够适当增加流道阻力,当燃气设备的风机风速产生波动时,进入流道内的风量减小,而燃气与空气的比例不易受影响,燃烧更加稳定。
将b/a的值限定为不小

0.4,可以避免阻力增加过大,以保证混合气体能够沿引射通道
10顺畅流动。
具体地,
0.4≤b/a≤0.6。
例如,b/a的值可以为
0.4、0.45、0.5、0.55、0.6等。
41.可选地,b/a的值为
0.5,使得流道的阻力适中,使得燃气与空气的比例不易受风速波动影响,进一步提升燃烧稳定性。
42.如图2所示,在其中一个实施例中,所述突变段
122的周壁相对所述喉管段
121的周壁向远离所述引射通道
10的中心线的一侧倾斜,所述突变段
122的周壁与所述喉管段
121的周壁之间形成有夹角
α,其中,
α
不小于
120
°,不大于
170
°。
43.在本实施例中,夹角
α
介于
120
°

170
°
之间,使得突变段
122的周壁相较于喉管段
121的周壁的倾斜角度适中,有利于引导喉管段
121外围的气流向外突变扩张,与流道侧壁碰撞后反弹,再与内围的混合气碰撞,从而增加扰流效果。
具体地,
120
°

α
≤170
°。
例如,夹角
α
可以为
120
°、130
°、140
°、150
°、160
°、170
°
等等。
44.如图2所示,在其中一个实施例中,所述进气口
101到所述混合段
12的出口之间的距离为
l1,所述进气口
101到所述扩压段
13的出口之间的距离为
l2,其中,
l1/l2的值不小于
0.2,不大于
0.5。
如此,能够确保有足够的扩压段
13距离使燃气与空气充分混合。
具体地,
0.2≤l1/l2≤0.5。
例如,
l1/l2的值可以为
0.2、0.3、0.4、0.5等等。
45.在其中一个实施例中,所述收缩段
11的内周面为光滑曲面。
如此,能够减小收缩段
11的阻力,有利于将混合气体在收缩段
11内快速流动收缩。
46.在上述实施例的基础上,如图6所示,在一实施例中,所述火排
100
包括具有镂空区域的面板
40,以及与所述面板
40
层叠设置的金属网
50,所述金属网
50
覆盖所述镂空区域的部位形成所述燃烧火口
102,所述火排
100
的相对两侧分别设有限位部,位于两侧的所述限位部分别抵接于所述金属网
50
背离所述面板
40
的一面的两侧边沿部位。
47.在本实施例中,金属网
50
可以层叠于面板
40
的背面或者正面,可选地,金属网
50
层叠于面板
40
的背面。
通过火排
100
两侧的限位部分别对金属网
50
的两侧边沿进行限位,以使金属网
50
的侧边沿夹置于面板
40
和限位部之间,使得金属网
50
的两侧边沿不容易起翘,保证金属网
50
的平整性;相较于传统的金属网与面板焊接的方式来说,本方案不会出现焊点位置金属网
50
阻力偏大,起翘位置阻力偏小等问题,使得火排
100
的燃烧面阻力均匀,有利于提升燃烧均匀稳定性,不易出现回火、离焰脱火现象,可避免由于火焰震荡产生的燃烧噪音、共振等。
结合上述实施例中引射通道
10的结构设计,使得空气与燃气的混合气体自进气口
101进入引射通道
10后能够充分混合均匀,再流动至燃烧火口
102处燃烧,并且配合金属网
50
的自身的网状结构以及金属网
50
的安装平整性,使得在金属网
50
处的燃烧更为均匀稳定,有利于实现更好的低氮燃烧效果。
48.本实用新型还提出一种燃烧器,该燃烧器包括火排
100,该火排
100
的具体结构参照上述实施例,由于本燃烧器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
49.本实用新型还提出一种燃气设备,该燃气设备包括燃烧器,该燃烧器的具体结构参照上述实施例,由于本燃气设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
50.以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的发明构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变
换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
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