CN113864773A - 燃烧器和燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃烧器和燃气热水器，其中，燃烧器包括燃烧主体、气体喷射组件及吸热部；燃烧主体内形成有燃烧室；气体喷射组件与燃烧室连通，且用于向燃烧室内喷射燃气和/或空气，以使燃烧室内发生高温空气燃烧；吸热部设置于燃烧主体，以用于吸收燃烧室向外辐射的热量。本发明燃烧器能够顺利实现高温空气燃烧，且可吸收燃烧室向外辐射的热量，从而防止燃烧主体的表面过热，避免燃烧室向外辐射的热量过高而损伤燃气热水器的其他元部件，提升整个燃烧器的使用寿命，同时吸热部能够进一步降低和控制燃烧室的温度，防止燃烧室温度过高而产生污染物NOx，从而减少污染物NOx的产生。

Description

燃烧器和燃气热水器

技术领域

本发明涉及高温空气燃烧技术领域，特别涉及一种燃烧器和燃气热水器。

背景技术

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的环境中，反应物温度高于其自然温度，并且燃烧过程中最大温升低于其自然温度，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。

虽然高温空气燃烧具有上述诸多优点，但是，目前，并没有专业的燃烧器来实现上述高温空气燃烧。

上述内容仅用于辅助理解发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种具有高温空气燃烧功能的燃烧器。

为实现上述目的，本发明提出的燃烧器包括燃烧主体、气体喷射组件及吸热部；

所述燃烧主体内形成有燃烧室；

气体喷射组件与所述燃烧室连通，且用于向所述燃烧室内喷射燃气和/或空气，以使所述燃烧室内发生高温空气燃烧；

所述吸热部设置于所述燃烧主体，以用于吸收所述燃烧室向外辐射的热量。

在一实施例中，所述吸热部为走水通道，所述走水通道沿所述燃烧主体的周壁延伸，所述走水通道的一端与进水接头连通，另一端与出水接头连通。

在一实施例中，所述燃烧主体包括相对设置的第一端盖、第二端盖以及连接所述第一端盖和第二端盖的周侧板，所述第一端盖内形成第一水腔，所述第二端盖内形成第二水腔，所述第一水腔和所述第二水腔通过至少一吸热管相互串联，以形成串联水路，所述串联水路为所述走水通道；所述吸热管靠近或者贴设所述燃烧主体的周侧板设置。

在一实施例中，所述吸热管位于所述燃烧室内，且沿所述燃烧主体的周侧板的壁面自所述第一端盖延伸至第二端盖。

在一实施例中，所述第一水腔包括相互隔离的第一进水区和第一出水区，所述第二水腔包括相互连通的第二进水区和第二出水区，所述第一进水区与所述进水接头连通，所述第一出水区与所述出水接头连通，所述第一进水区通过至少一所述吸热管与所述第二进水区连通，所述第一出水区通过至少一所述吸热管与所述第二出水区连通。

在一实施例中，所述第二进水区和第二出水区均沿水平方向延伸，且沿竖直方向间隔排布，所述第二水腔还包括连通所述第二进水区及所述第二出水区中部的中间通道。

在一实施例中，所述燃烧主体的横截面呈矩形设置，所述气体喷射组件包括多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述燃烧主体的长度方向间隔设置，且多个所述喷嘴的喷射口与所述燃烧室连通，以用于向所述燃烧室内喷射燃气和/或空气。

在一实施例中，所述气体喷射组件还包括安装于所述燃烧主体外壁面的气体分配件，所述气体分配件内形成第一气体分配室，多个所述喷嘴的进气口与所述第一气体分配室连通，所述第一气体分配室具有气体进口。

在一实施例中，所述燃烧器还包括套设于多个所述喷嘴外围的隔热板，所述隔热板贴设于所述燃烧主体的内壁面，且对应所述气体分配件设置。

在一实施例中，所述燃烧器还包括密封套设于多个所述喷嘴外围的密封垫，所述密封垫夹设于所述气体分配件与所述燃烧主体的外壁面之间。

在一实施例中，所述燃烧主体宽度方向上的两侧均设有一所述气体喷射组件，两所述气体喷射组件的多个喷嘴在所述燃烧主体的长度方向上交错排布。

在一实施例中，所述燃烧室包括沿竖直方向依次排布且连通的高温空气燃烧区、预热燃烧区和混合燃烧区，所述气体喷射组件与所述混合燃烧区连通，以用于向所述混合燃烧区及高温空气燃烧区喷射空气和/或燃气。

本发明还提出一种燃气热水器，包括主体、热交换器、燃烧器及预热燃烧器；

所述主体内设置有换热室及与所述换热室连通的排烟口；

热交换器设于所述换热室内；

燃烧器安装于所述主体；其中，

燃烧器包括燃烧主体、气体喷射组件及吸热部；

所述燃烧主体内形成有燃烧室；

气体喷射组件与所述燃烧室连通，且用于向所述燃烧室内喷射燃气和/或空气，以使所述燃烧室内发生高温空气燃烧；

所述吸热部设置于所述燃烧主体，以用于吸收所述燃烧室向外辐射的热量；

所述燃烧器的烟气出口与所述换热室连通；

预热燃烧器安装于所述主体，所述预热燃烧器用于将混合气体点燃后输送至所述燃烧器的燃烧室，并将所述燃烧室预热至目标温度。

在一实施例中，所述主体还限定出第二气体分配室，所述第二气体分配室与所述燃烧器的燃烧室连通，所述预热燃烧器安装于所述第二气体分配室，所述第二气体分配室具有接入空气和燃气的混合气体进口。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括气体通道及控制阀，所述气体通道连通所述第二气体分配室及所述气体喷射组件的气体进口，所述控制阀用以阻隔或导通所述气体通道。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括预混装置及风机，所述预混装置用于预混合接入其内的燃气和空气，所述风机的出风端与所述混合气体进口连通，所述风机的进风端与所述预混装置连通，以用于将所述预混装置内的混合气体输送至第二气体分配室内。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括连接管，所述热交换器具有进水口及出水口，所述连接管连通所述出水口与所述燃烧器的进水接头。

本发明燃烧器通过在燃烧主体内限定出燃烧室，在燃烧主体上设置吸热部，以吸收燃烧室向外辐射的热量。通过使得气体喷射组件与燃烧室连通，以用于向燃烧室内喷射燃气和/或空气，以使得燃烧室内发生高温空气燃烧。使得燃烧室高温预热至目标温度后，通过气体喷射组件向燃烧室内喷射燃气和/空气产生卷吸效应，同时使得高温烟气回流，一方面实现保温使得温度高于燃料的自燃点，使得燃烧室内的燃气能够自燃，另一方面通过射流卷吸稀释空气，使氧气浓度低于一定值，实现均匀燃烧，如此，便使得高温空气燃烧区内发生高温空气燃烧。也就是说，本实施例的技术方案有利于同时达到了这两个条件，顺利实现高温空气燃烧。同时，通过在燃烧主体上设置吸热部，以吸收燃烧室向外辐射的热量，从而防止燃烧主体的表面过热，避免燃烧室向外辐射的热量过高而损伤燃气热水器的其他元部件，提升整个燃烧器的使用寿命，同时吸热部能够进一步降低和控制燃烧室的温度，防止燃烧室温度过高而产生污染物NOx，从而减少污染物NOx的产生。

附图说明

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。

图1为本发明燃烧器一实施例的结构示意图；

图2为图1中燃烧器的部分分解结构示意图；

图3为图2中燃烧器的部分结构示意图；

图4为本发明燃烧器的第一端盖一实施例的结构示意图；

图5为本发明燃烧器的第二端盖一实施例的结构示意图；

图6为图1中燃烧器的正视结构示意图；

图7为图6中燃烧器的俯视结构示意图；

图8为图6中燃烧器的左视结构示意图；

图9为图6中燃烧器的右视结构示意图；

图10为图6中燃烧器一角度的剖视结构示意图；

图11为图6中燃烧器另一角度的剖视结构示意图；

图12为图6中燃烧器又一角度的剖视结构示意图；

图13为本发明燃气热水器一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						100	燃烧器	40	第二出水区	200	主体
110	燃烧主体	50	中间通道	210	换热室
						111	燃烧室	114	周侧板	220	排烟口
111a	高温空气燃烧区	115	吸热管	230	第二气体分配室
						111b	预热燃烧区	120	气体喷射组件	300	热交换器
111c	混合燃烧区	121	喷嘴	310	进水口
						111d	烟气出口	122	气体分配件	320	出水口
112	第一端盖	122a	第一气体分配室	400	预热燃烧器
						112a	第一水腔	122b	气体进口	500	气体通道
10	第一进水区	130	吸热部	600	控制阀
						20	第一出水区	140	进水接头	700	预混装置
113	第二端盖	150	出水接头	800	风机
						113a	第二水腔	160	隔热板	900	连接管
30	第二进水区	170	密封垫

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

需要说明，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，全文中出现的“和/或”的含义为，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。

本发明的目的是利用高温空气燃烧的特性，设计新型的燃烧器，以及应用于燃气热水器，使燃气热水器能够有效减少CO和NOx的排放并降低燃气热水器的噪音。

本发明提出一种燃烧器，适用于燃气热水器以及包括燃气壁挂炉等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，以应用于燃气热水器为例。

在本发明实施例中，如图1至图9所示，该燃烧器100包括燃烧主体110、气体喷射组件120及吸热部130。燃烧主体110内形成有燃烧室111。气体喷射组件120与燃烧室111连通，且用于向燃烧室111内喷射燃气和/或空气，以使燃烧室111内发生高温空气燃烧。吸热部130设置于燃烧主体110，以用于吸收燃烧室111向外辐射的热量。

高温空气燃烧的主要特点是：化学反应主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，从而使得在整个炉膛的温度非常均匀，燃烧峰值温度低且噪音极小，且污染物NOx和CO排放大幅度降低。但是，达成高温空气燃烧需要一定的条件：需要保证炉内任意位置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。

在本实施例中，燃烧主体110的形状可以呈方形、圆筒形等，可根据实际需求进行选择和设计，在此不做具体限定。燃烧室111内可以划分出高温空气燃烧区111a，当燃气在高温空气燃烧区111a内发生高温燃烧后，燃烧后的热量通过烟气出口111d排出，则可以与燃气热水器的换热器进行换热，以实现制得热水。由于烟气往上流的特性，还可以使得高温空气燃烧区111a位于整个燃烧器100的上半部分，则更加利于烟气的排出。且为了进一步提高烟气排出速率，使得燃烧主体110的上端敞口设置，以形成烟气出口111d。当然，也可以在整个燃烧室111内进行高温空气燃烧。气体喷射组件120具体可以包括喷嘴121或喷管等结构。气体喷射组件120与燃烧室111连通，也即气体喷射组件120的喷射口与燃烧室111相连通，以向燃烧室111内喷射气体。

可以理解的是，可通过另外设置预热燃烧器400及点火装置，点火装置对预热燃烧器400进行点火燃烧，以实现对燃烧室111的预热燃烧。则控制加热的温度，可以将燃烧室111内的温度加热至目标温度，如此，便实现了对高温空气燃烧区111a的高温预热。在燃烧室111的高温空气燃烧区111a预热至目标温度时，气体喷射组件120喷射燃气和/或空气，则可实现完全且持续的高温空气燃烧，减少污染物的产生。具体地，燃烧器100还包括测温装置，测温装置设于高温空气燃烧区111a内、烟气出口111d处，或与烟气出口111d连通的其他腔室内。测温装置用于检测高温空气燃烧区111a内的气体温度是否达到目标温度，若没有达到，则需要调高高温空气燃烧区111a内的温度，可以对进入预热燃烧器400内燃烧的空气和燃气的流量大小或燃气和空气比例实现温度调节。通过检测温度，预热燃烧器400能够根据高温空气燃烧区111a所需的温度自动调节热负荷以达到快速预热高温空气燃烧区111a的效果，同时保证整个燃烧过程低CO和NOX排放。测温装置可以为温度传感器。

燃气和空气按一定比例在预混器内进行混合，并将混合气体输送至预热燃烧器400进行燃烧，点火装置点火，预热燃烧器400进行预热燃烧，以对高温空气燃烧区111a进行高温预热，测温装置测量高温空气燃烧区111a是否达到设定温度，当到达设定温度后，气体喷射装置向燃烧室111内喷射燃气与空气的混合气体，或者单独喷射燃气或空气，使得大部分燃气喷射到高温空气燃烧区111a，与高温空气燃烧区111a内的高温烟气结合，高温烟气点燃燃气，实现在高温空气燃烧区111a内形成高温空气燃烧，由于通过气体喷射装置喷射燃气，会在高温空气燃烧区111a形成卷吸效应，使得在高温空气燃烧区111a内形成喷射燃烧区以及烟气回流区，使部分烟气在高温空气燃烧区111a内强烈循环，继而将喷射的燃气与空气充分稀释，形成较低的氧气浓度，降低燃烧反应速度，并维持高温空气燃烧区111a内较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃。如此，本实施例满足了高温空气燃烧(MILD燃烧)的条件：高温预热空气并配合高速射流实现卷吸高温烟气并稀释点燃空气射流，使氧气浓度低于一定值，且温度高于燃料的自燃点。

吸热部130设置于燃烧主体110，以用于吸收燃烧室111向外辐射的热量。则吸热部130具体可以为设置在燃烧主体110内壁面和/或外壁面的石棉层、矿棉板、走水通道等结构。可以理解的是，吸热部130设置在燃烧主体110上，则吸热部130能够吸收燃烧主体110表面的热量和燃烧室111内的热量，防止燃烧室111向外辐射的热量过高而损伤燃气热水器的其他元部件。且通吸热部130使得燃烧主体110的表面温度降低，则可提升整个燃烧器100的使用寿命，同时吸热部130能够进一步降低和控制燃烧室111的温度，防止燃烧室111温度过高而产生污染物NOx，从而减少污染物NOx的产生。

本发明燃烧器100通过在燃烧主体110内限定出燃烧室111，在燃烧主体110上设置吸热部130，以吸收燃烧室111向外辐射的热量。通过使得气体喷射组件120与燃烧室111连通，以用于向燃烧室111内喷射燃气和/或空气，以使得燃烧室111内发生高温空气燃烧。使得燃烧室111高温预热至目标温度后，通过气体喷射组件120向燃烧室111内喷射燃气和/空气产生卷吸效应，同时使得高温烟气回流，一方面实现保温使得温度高于燃料的自燃点，使得燃烧室111内的燃气能够自燃，另一方面通过射流卷吸稀释空气，使氧气浓度低于一定值，实现均匀燃烧，如此，便使得高温空气燃烧区111a内发生高温空气燃烧。也就是说，本实施例的技术方案有利于同时达到了这两个条件，顺利实现高温空气燃烧。同时，通过在燃烧主体110上设置吸热部130，以吸收燃烧室111向外辐射的热量，从而防止燃烧主体110的表面过热，避免燃烧室111向外辐射的热量过高而损伤燃气热水器的其他元部件，提升整个燃烧器100的使用寿命，同时吸热部130能够进一步降低和控制燃烧室111的温度，防止燃烧室111温度过高而产生污染物NOx，从而减少污染物NOx的产生。

在一实施例中，请参照图2、图4、图5、图8、图9及图11，吸热部130为走水通道，走水通道沿燃烧主体110的周壁延伸，走水通道的一端与进水接头140连通，另一端与出水接头150连通。

在本实施例中，可以通过设置吸热管115以形成走水通道，也可以在燃烧主体110的内部设计走水通道。则走水通道可以全部由吸热管115内的通道形成，也可以全部由燃烧主体110内的通道形成。还可以使得走水通道部分由吸热管115内的通道形成，部分由燃烧主体110内的通道形成。走水通道的流路可以仅沿燃烧主体110的部分壁面延伸，也可以环绕燃烧主体110的周壁面设置，还可以呈盘旋状、多层环绕燃烧主体110的壁面设置。在此对走水通道的流路不做具体限定，可根据实际需求进行选择和设计。通过使得吸热部130为走水通道，则充分利用水的大比热容，走水通道中流动的水能够带走燃烧主体110的热量和吸收燃烧室111的热量，则使得整个吸热部130吸收燃烧主体110和燃烧室111热量的效果更好。同时还使得从出水接头150流出的热水可用作生活热水，以节约和充分利用热能。

在一实施例中，如图2、图4、图5、图8及图9所示，燃烧主体110包括相对设置的第一端盖112、第二端盖113以及连接第一端盖112和第二端盖113的周侧板114，第一端盖112内形成第一水腔112a，第二端盖113内形成第二水腔113a，第一水腔112a和第二水腔113a通过至少一吸热管115相互串联，以形成串联水路，串联水路为走水通道；吸热管115靠近或者贴设燃烧主体110的周侧板114设置。

在本实施例中，吸热管115具体可以呈直管设置，沿燃烧主体110的长度方向延伸。吸热管115安装在燃烧主体110上，则吸热管115可以设置在周侧板114的内侧，也可以设置在周侧板114的外侧，吸热管115的管壁可以全部紧贴周侧板114的壁面，也可以仅使得吸热管115的部分与周侧板114的壁面贴合，还可以仅使得吸热管115靠近周侧板114设置。吸热管115的数量可以为一根、两根、三根、四根、六根、八根等。使得第一水腔112a和第二水腔113a通过至少一根吸热管115相互串联，则吸热管115沿周侧板114的长度方向延伸，使得吸热管115与燃烧主体110的接触面积更大，从而吸热管115对燃烧主体110表面的降温效果更好，且更加易于控制燃烧室111内的温度。可以理解的是，第一水腔112a与第二水腔113a通过至少一根吸热管115相互串联，指的是，多根吸热管115相互并联设置，使得每根吸热管115的一端与第一水腔112a连通，另一端与第二水腔113a连通，从而使得整个走水通道的吸热效率更高，冷却降温效果更佳。多根吸热管115可以设置在一个周侧板114上，也可以分布在两个周侧板114上，以提高换热效率。

通过使得第一端盖112内形成第一水腔112a，第二端盖113内形成第二水腔113a，则在不影响端盖的使用效果的同时，充分利用端盖内的空间，使得水路流经第一端盖112及第二端盖113内部，则使得整体的冷却面积更大，吸热部130对燃烧主体110和燃烧室111内的冷却效果更佳。吸热管115自第一端盖112向第二端盖113延伸，则吸热管115的一端与第一端盖112密封连接，且与第一水腔112a相连通，吸热管115的另一端与第二端盖113密封连接，且与第二水腔113a相连通。进水接头140与出水接头150和串联水路连通，则进水接头140和出水接头150可以连接在第一端盖112及第二端盖113上，也可以连接在吸水管上，为了便于进水接头140和出水接头150的连接，且使得整体的结构更加简单紧凑，选择将进水接头140和出水接头150连接在第一端盖112和/或第二端盖113上。使得冷水从进水接头140流经第一水腔112a、吸热管115、第二水腔113a后从出水接头150流出，以实现对燃烧主体110和燃烧室111的降温。可以理解的是，第一水腔112a的水可以通过吸热管115单向流向第二水腔113a，第一水腔112a的水也可以通过吸热管115与第二水腔113a实现双向循环，进而增长水路的流通路径，提高整体的吸热降温效果。

通常使得第一端盖112和第二端盖113位于燃烧主体110长度方向上的两侧。第一端盖112内的第一水腔112a及第二端盖113内的第二水腔113a的流路可根据实际需求进行选择和设计，在此不做具体限定。第一端盖112可以为一体的结构，仅在其内部形成第一水腔112a，第一端盖112也可以由两块或多块板围合形成，使得第一水腔112a可打开，以便于清洗第一水腔112a的内壁。同样的，第二端盖113可以为一体的结构，仅在其内部形成第二水腔113a，第二端盖113也可以由两块或多块板围合形成，使得第二水腔113a可打开，以便于清洗第二水腔113a的内壁。为了便于观察燃烧室111内的燃烧情况，还可以在第一端盖112和/或第二端盖113避开第一水腔112a及第二水腔113a的位置开设观察孔，使得观察孔通过耐热玻璃，如石英玻璃密封关闭。从而用户可透过玻璃直接观测燃烧室111内的燃烧状况。在其他实施例中，也可以仅使得第一端盖112内设置第一水腔112a或仅使得第二端盖113内设置第二水腔113a，其余的走水通道由吸热管115内的通道形成。

进一步地，请一并参照图11，吸热管115位于燃烧室111内，且沿燃烧主体110的周侧板114的壁面自第一端盖112延伸至第二端盖113。使得吸热管115位于燃烧室111内，能够提高吸热管115与燃烧室111内气流的换热率，则可以充分降低燃烧室111内的温度，防止热量辐射至燃烧器100外部，减少污染物的产生。吸热管115的材质应采用耐高温、导热性能好的材质。具体地，吸热管115贴设于周侧板114的内壁面。则使得吸热管115对周侧板114的吸热冷却效果更佳，从而能够进一步防止燃烧室111的温度辐射至燃烧器100外部。

在设置有第一水腔112a和第二水腔113a的上述实施的基础上，进一步地，如图4、图5、图8及图9所示，第一水腔112a包括相互隔离的第一进水区10和第一出水区20，第二水腔113a包括相互连通的第二进水区30和第二出水区40，第一进水区10与进水接头140连通，第一出水区20与出水接头150连通，第一进水区10通过至少一吸热管115与第二进水区30连通，第一出水区20通过至少一吸热管115与第二出水区40连通。

在本实施例中，可以理解的是，进水接头140与第一进水区10连通，出水接头150与第二进水区30连通，则进水接头140和出水接头150均连接在第一端盖112上。通过使得进水接头140和出水接头150均连接在第一端盖112上，则使得燃烧器100能够从同一侧实现进水和出水，进而便于管路的连接，且节约燃烧主体110上的其他空间，便于其他结构的安装。且通过使得第一水腔112a内限定出相互隔离的第一进水区10和第一出水区20，第二水腔113a内限定出相互连通的第二进水区30和第二出水区40，则冷水从进水接头140进入第一进水区10后，通过若干吸热管115流入第二进水区30内，随后流经第二出水区40，通过若干吸热管115流回至第一出水区20，最后从出水接头150流出。如此，使得一次水循环能够环绕流经燃烧主体110的整个周壁，进而增长了单次水循环的流通路径，提高水冷吸热降温效果。可以理解的是，第一进水区10与第二进水区30之间可以通过两根、三根……吸热管115并行连接，则提高单次循环的水冷量和水冷面积，以提高整个换热组件的水冷效果。同样的，第一出水区20与第二出水区40之间也可以通过两根、三根……吸热管115并行连接。第一进水区10、第一出水区20、第二进水区30、第二出水区40的形状可以为直线形，圆形、也可以为弯折形，可根据实际需求进行选择和设计，在此不做具体限定。

在一实施例中，请参照图5及图9，第二进水区30和第二出水区40均沿水平方向延伸，且沿竖直方向间隔排布，第二水腔113a还包括连通第二进水区30及第二出水区40中部的中间通道50。则使得第二水腔113a整体呈H型分布，且排布在整个第二端盖113上。如此，相比于使得第二进水区30和第二出水区40连成一整块区域而言，能够提高水路流通速率，同时在使得第二水腔113a的水量较少的情况下对第二端盖113的整体均能够实现吸热，且使得吸热更加均匀。另外，使得第二进水区30和第二出水区40均沿水平方向延伸，还能够保证连接第二进水区30的多根吸热管115和连接第二出水区40的多根吸热管115的走水量更加均衡，避免出现水量不足造成部分吸热管115未走水的情况，进而保证整个第二端盖113上的走水通道吸热效果达到最佳。在其他实施例中，也可以使得第二水腔113a整体呈U型设置。也即使得第二进水区30和第二出水区40均沿水平方向延伸，且沿竖直方向间隔排布，第二水区和第二出水区40的一端通过通道相连通。

在一实施例中，如图1至图3、图10所示，燃烧主体110的横截面呈矩形设置，气体喷射组件120包括多个喷嘴121，多个喷嘴121沿燃烧主体110的长度方向间隔设置，且多个喷嘴121的喷射口与燃烧室111连通，以用于向燃烧室111内喷射燃气和/或空气。

在本实施例中，多个喷嘴121安装在燃烧主体110沿长度方向延伸的侧壁面上，也即安装在周侧板114上。则多个喷嘴121可以设置在同一个侧壁面上，也可以设置在燃烧主体110的两相对侧壁上。多个喷嘴121喷出的气体可以相同，也可以不同，例如可以使得多个喷嘴121同时喷射燃气和空气的混合气体，也可以使得若干喷嘴121喷射燃气，若干喷嘴121喷射空气，或者若干喷嘴121喷射燃气和空气的混合气体，若干喷嘴121喷射燃气或空气。只需向燃烧室111内喷射所需气体，使得高温空气燃烧区111a内发生高温空气燃烧即可。相邻两喷嘴121之间的间隔可以相同，也可以不同。通过设置多个喷嘴121喷射燃气和/或空气，一方面能够在高温空气燃烧区111a内发生卷吸效应，另一方面使得燃气和空气的混合气体能够均匀地分布在燃烧室111内，有利于高温空气燃烧区111a内进行充分均匀的进行燃烧。

在一实施例中，请参照图1至图3、图7及图10，气体喷射组件120还包括安装于燃烧主体110外壁面的气体分配件122，气体分配件122内形成第一气体分配室122a，多个喷嘴121的进气口与第一气体分配室122a连通，第一气体分配室122a具有气体进口122b。

在本实施例中，气体分配件122与燃烧主体110可以一体成型设置，也可以分体成型设置。则气体分配件122与燃烧主体110可以通过螺钉、焊接等方式固定连接。通过在气体分配件122内形成第一气体分配室122a，则使得燃气和空气的混合气体，或者燃气或空气能够先进入第一气体分配室122a，然后分配至多个喷嘴121，进而喷射至燃烧室111内。如此，使得多个喷嘴121的喷射流量更加均匀，且能够保证每个喷嘴121喷射的气体流速，进而实现整个燃烧室111的燃烧更加稳定。可以理解的是，喷嘴121与气体分配件122及燃烧主体110均密封连接，进而保证整个燃烧器100的运行稳定性和安全性。还可以在第一气体分配室122a的气体进口122b处设置测压口，以便于随时检测气压，保证燃烧稳定性和安全性。气体分配件122具有可以为气体分配管，使得气体分配管沿燃烧主体110的长度方向延伸。气体分配管具体可以为方管，则能够便于气体分配管与燃烧主体110之间的安装。具体地，气体分配件122包括背离燃烧主体110的一侧呈开口设置的管体及盖设于该管体的开口处的盖板。盖板与管体可以为可拆卸连接。如此，则可以在气体分配件122与燃烧主体110装配好之后，通过打开盖板，实现从外侧装配喷嘴121，进而简化整个燃烧器100的安装。

在上述实施例的基础上，进一步地，如图2、图3及图10所示，燃烧器100还包括套设于多个喷嘴121外围的隔热板160，隔热板160贴设于燃烧主体110的内壁面，且对应气体分配件122设置。通过隔热板160隔绝燃烧室111的热量传递至喷嘴121以及燃烧主体110外侧的气体分配件122，且防止燃烧室111内的热量流失，进而保证系统的运行稳定性。在燃烧主体110的内壁面设置有吸热管115的上述实施例的基础上，使得隔热板160的上下两侧分布有所述吸热管115。如此，隔热板160设置在燃烧主体110的中部，吸热管115分布在隔热板160的上下两侧，在不影响吸热管115的吸热效果的同时有效隔绝热量传递至喷嘴及气体分配件122。

进一步地，燃烧器100还包括密封套设于多个喷嘴121外围的密封垫170，密封垫170夹设于气体分配件122与燃烧主体110的外壁面之间。通过密封垫170套设在多个喷嘴121外围，使得密封垫170夹设在气体分配件122与燃烧主体110的外壁面之间，则能够避免第一气体分配室122a内的气体从气体分配件122与喷嘴121之间的间隙流出，同时还能够防止燃烧室111内的气体从燃烧主体110与喷嘴121之间的间隙流出，进而保证整个燃烧器100的密封性，提高整个装置的运行稳定性和安全性。

在一实施例中，请再次参照图2、图3、图6至图11，燃烧主体110宽度方向上的两侧均设有一气体喷射组件120，两气体喷射组件120的多个喷嘴121在燃烧主体110的长度方向上交错排布。通过在燃烧主体110宽度方向上的两侧均设置气体喷射组件120，且使得两气体喷射组件120的多个喷嘴121在燃烧主体110的长度方向上交错排布，则能够从燃烧主体110的相对两侧喷射燃气和/或空气至燃烧室111内，一方面提高气体喷射量，另一方面使得有利于燃气与空气的混合气体均匀分布在燃烧室111内，充分地与高温空气结合进行燃烧。

在一实施例中，如图12及图13所示，燃烧室111包括沿竖直方向依次排布且连通的高温空气燃烧区111a、预热燃烧区111b和混合燃烧区111c，气体喷射组件120与混合燃烧区111c连通，以用于向混合燃烧区111c及高温空气燃烧区111a喷射空气和/或燃气。

在本实施例中，气体喷射组件120可以直接向高温空气燃烧区111a喷射燃气和/或空气，也可以向燃烧室111的混合燃烧区111c喷射燃气和/或空气，使得气流随后流向高温空气燃烧区111a内。高温空气燃烧区111a、混合燃烧区111c、预热燃烧区111b具体可以由上至下依次排列。预热燃烧区111b内可以对应设置预热燃烧器400。通过将燃烧室111内划分出预热燃烧器400、混合燃烧区111c和高温空气燃烧区111a，则预热燃烧器400产生的高温烟气进入到高温空气燃烧区111a，使得高温空气燃烧区111a达到高温空气燃烧所需温度。气体喷射组件120向混合燃烧区111c内喷射燃气和/或空气，则混合燃烧区111c属于过渡燃烧区，使得预热燃烧区111b未燃尽的燃气与小部分喷射的燃气开始在混合燃烧区111c燃烧，进一步加热燃烧室111，使得高温空气燃烧区111a内达到高温空气燃烧所需温度。气体喷射组件120喷射的大部分燃气和空气的混合气体充满整个高温空气燃烧区111a，由于高温空气燃烧区111a的温度高于燃料的自燃点，形成高温空气燃烧，燃料温和燃烧，其火焰锋面消失，整个高温燃烧区的温度非常均匀，燃烧过程反应速率低、局部释热少、热流分布均匀、燃烧峰值温度低且噪音极小。

本发明还提出一种燃气热水器，请参照图13，该燃气热水器包括主体200、热交换器300、预热燃烧器400及燃烧器100(以下为了与预热燃烧器400区分开来，统称为高温空气燃烧器100)，该燃烧器100的具体结构参照上述实施例，主体200内设置有换热室210及与换热室210连通的排烟口220；热交换器300设于换热室210内；燃烧器100安装于主体200；燃烧器100的烟气出口111d与换热室210连通；预热燃烧器400安装于主体200，预热燃烧器400用于将混合气体点燃后输送至燃烧器100的燃烧室111，并将燃烧室111预热至目标温度。由于本燃气热水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。可以理解的是，由于在燃气热水器中采用了燃烧器100，使燃气热水器能够有效减少CO和NOx的排放并降低燃气热水器的噪音。

可以理解的是，由于在本发明燃气热水器中使用了上述燃烧器100，因此，本发明燃气热水器的实施例包括上述燃烧器100全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。其中，预热燃烧器400能根据高温空气燃烧所需的空气量自动调节热负荷以达到快速预热空气的效果，同时保证整个燃烧过程低CO和NOx排放。

在一实施例中，主体200还限定出第二气体分配室230，第二气体分配室230与燃烧器100的燃烧室111连通，预热燃烧器400安装于第二气体分配室230，第二气体分配室230具有接入空气和燃气的混合气体进口。

在本实施例中，第二气体分配室230与燃烧室111的气体进口122b连通。可以通过使得燃烧主体110的上下两端敞口设置，以使其上端开口形成烟气出口111d，下端开口形成气体进口122b。预热燃烧器400安装在第二气体分配室230，也可以安装在第二气体分配室230与燃烧室111的气体流通口处。空气和燃气的混合气体经过预混器混合均匀后从混合气体进口进入到第二气体分配室230，第二气体分配室230内充满燃气和空气的混合气体，则当第二气体分配室230的混合气体达到预热燃烧器400时，被点火装置点燃，从而使得高温烟气进行燃烧室111，对高温空气燃烧区111a进行高温预热。

在一实施例中，燃气热水器还包括气体通道500及控制阀600，气体通道500连通第二气体分配室230及气体喷射组件120的气体进口122b，控制阀600用以阻隔或导通气体通道500。气体通道500具体可以由管道形成。控制阀600具体可以为电磁阀。通过气体通道500连通第二气体分配室230及气体喷射组件120的气体进口122b，则使得第二气体分配室230内的燃气和空气的混合气体也能够通过气体通道500流入到气体喷射组件120内，进而喷射至燃烧器100的燃烧室111内。则不必另外设置一个燃气和空气的混合腔室向气体喷射组件120进行提供燃气和空气的混合气体。进通过控制控制阀600的开关便能够实现气体通道500的打开和关闭，进而使得第二气体分配室230内的混合气体可以按比例分配给预混燃烧器100和高温空气燃烧器100，则简化了整体结构，设计更为巧妙灵活。

在一实施例中，燃气热水器还包括预混装置700及风机800，预混装置700用于预混合接入其内的燃气和空气，风机800的出风端与混合气体进口连通，风机800的进风端与预混装置700连通，以用于将预混装置700内的混合气体输送至第二气体分配室230内。

在本实施例中，预混装置700包括机壳及燃气开关阀，机壳形成有进风风道、燃气流道和混合通道，混合通道与进风风道、燃气流道分别连通，燃气开关阀设于燃气流道，混合通道与风机800的进风端连通。则当需要混合气体时，按照预先设定的进风和燃气比例控制燃气开关阀打开，以在机壳内混合得到一定燃气/空气比例的混合气体，随后通过风机800的驱动将混合气体输送至第二气体分配室230内。如此，使得燃烧室111内的燃烧更加充分。

结合上述燃烧器100的实施例，阐述本发明燃烧器100应用于燃气热水器的工作原理：

热水器启动，控制器控制燃气开关阀打开，风机800启动，则预混合器的燃气开关阀以及风机800将按一定比例混合的空气与燃气提供至预混室，经充分混合后，通过风机800将缓和气体输送至第二气体分配室230，提供至预热燃烧器400，点火装置点火，在燃烧室111的预热燃烧区111b开始燃烧，测温装置测量高温空气燃烧区111a是否达到目标温度，当到达目标温度后，高温空气燃烧器100的气体通道500上的控制阀600打开，第二气体分配室230的混合气体将按比例分配给预热燃烧器400与高温空气燃烧器100，预热燃烧器400保持燃烧，持续产生高温烟气，混合气体通过气体通道500输送至气体喷射组件120，喷射至燃烧室111内，小部分喷射的燃气与预热燃烧区111b未燃尽的燃气开始在混合燃烧区111c燃烧，大部分燃烧喷射到高温空气燃烧区111a，与高温烟气结合，形成高温空气燃烧。由于通过气体喷射组件120喷射燃气，会在燃烧室111内形成卷吸效应，使得在高温空气燃烧区111a内形成喷射燃烧区以及烟气回流区，使部分烟气在高温空气燃烧区111a内强烈循环，继而将喷射的燃气与空气充分稀释，形成较低的氧气浓度，降低燃烧反应速度，并维持高温空气燃烧区111a内较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃。如此，本实施例满足了高温空气燃烧(MILD燃烧)的条件：高温预热空气并配合高速射流实现卷吸高温烟气并稀释点燃空气射流，使氧气浓度低于一定值，且温度高于燃料的自燃点。燃烧产生的高温烟气通过烟气出口111d进入到换热室210，经热交换器300换热后从排烟口220排至室外，以实现制得热水。

在一实施例中，燃气热水器还包括连接管900，热交换器300具有进水口310及出水口320，连接管900连通出水口320与燃烧器100的进水接头140。热交换器300的进水口310可以连接市政自来水，以实现流入冷水。通过连接管900连接出水口320与燃烧器100的进水接头140，则不用另外设置自来水进口连接燃烧器100的进水接头140。燃烧器100的出水接头150可连接生活热水端，如花洒、水龙头等。通过连接管900将热交换器300的水路与吸热部130的水路串联起来，能够简化流路和结构。同时，充分利用吸热部130吸收的热量，以为用户制得热水。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：

燃烧主体，所述燃烧主体内形成有燃烧室；

气体喷射组件，与所述燃烧室连通，且用于向所述燃烧室内喷射燃气和/或空气，以使所述燃烧室内发生高温空气燃烧；以及

吸热部，所述吸热部设置于所述燃烧主体，以用于吸收所述燃烧室向外辐射的热量。

2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述吸热部为走水通道，所述走水通道沿所述燃烧主体的周壁延伸，所述走水通道的一端与进水接头连通，另一端与出水接头连通。

3.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧主体包括相对设置的第一端盖、第二端盖以及连接所述第一端盖和第二端盖的周侧板，所述第一端盖内形成第一水腔，所述第二端盖内形成第二水腔，所述第一水腔和所述第二水腔通过至少一吸热管相互串联，以形成串联水路，所述串联水路为所述走水通道；所述吸热管靠近或者贴设所述燃烧主体的周侧板设置。

4.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述吸热管位于所述燃烧室内，且沿所述燃烧主体的周侧板的壁面自所述第一端盖延伸至第二端盖。

5.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述第一水腔包括相互隔离的第一进水区和第一出水区，所述第二水腔包括相互连通的第二进水区和第二出水区，所述第一进水区与所述进水接头连通，所述第一出水区与所述出水接头连通，所述第一进水区通过至少一所述吸热管与所述第二进水区连通，所述第一出水区通过至少一所述吸热管与所述第二出水区连通。

6.如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述第二进水区和第二出水区均沿水平方向延伸，且沿竖直方向间隔排布，所述第二水腔还包括连通所述第二进水区及所述第二出水区中部的中间通道。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧主体的横截面呈矩形设置，所述气体喷射组件包括多个喷嘴，多个所述喷嘴沿所述燃烧主体的长度方向间隔设置，且多个所述喷嘴的喷射口与所述燃烧室连通，以用于向所述燃烧室内喷射燃气和/或空气。

8.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述气体喷射组件还包括安装于所述燃烧主体外壁面的气体分配件，所述气体分配件内形成第一气体分配室，多个所述喷嘴的进气口与所述第一气体分配室连通，所述第一气体分配室具有气体进口。

9.如权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括套设于多个所述喷嘴外围的隔热板，所述隔热板贴设于所述燃烧主体的内壁面，且对应所述气体分配件设置。

10.如权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括密封套设于多个所述喷嘴外围的密封垫，所述密封垫夹设于所述气体分配件与所述燃烧主体的外壁面之间。

11.如权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧主体宽度方向上的两侧均设有一所述气体喷射组件，两所述气体喷射组件的多个喷嘴在所述燃烧主体的长度方向上交错排布。

12.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧室包括沿竖直方向依次排布且连通的高温空气燃烧区、预热燃烧区和混合燃烧区，所述气体喷射组件与所述混合燃烧区连通，以用于向所述混合燃烧区及高温空气燃烧区喷射空气和/或燃气。

13.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

主体，所述主体内设置有换热室及与所述换热室连通的排烟口；

热交换器，设于所述换热室内；

如权利要求1至12中任意一项所述的燃烧器，安装于所述主体，所述燃烧器的烟气出口与所述换热室连通；以及

预热燃烧器，安装于所述主体，所述预热燃烧器用于将混合气体点燃后输送至所述燃烧器的燃烧室，并将所述燃烧室预热至目标温度。

14.如权利要求13所述的燃气热水器，其特征在于，所述主体还限定出第二气体分配室，所述第二气体分配室与所述燃烧器的燃烧室连通，所述预热燃烧器安装于所述第二气体分配室，所述第二气体分配室具有接入空气和燃气的混合气体进口。

15.如权利要求14所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括气体通道及控制阀，所述气体通道连通所述第二气体分配室及所述燃烧器的气体喷射组件，所述控制阀用以阻隔或导通所述气体通道。

16.如权利要求14所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括预混装置及风机，所述预混装置用于预混合接入其内的燃气和空气，所述风机的出风端与所述混合气体进口连通，所述风机的进风端与所述预混装置连通，以用于将所述预混装置内的混合气体输送至第二气体分配室内。

17.如权利要求13所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括连接管，所述热交换器具有进水口及出水口，所述连接管连通所述出水口与所述燃烧器的进水接头。

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