多孔介质燃烧器及燃气热水设备

技术领域

本发明涉及热水设备技术领域，特别是涉及多孔介质燃烧器及燃气热水设备。

背景技术

多孔介质燃烧技术作为具有划时代意义的新型燃烧技术，广泛应用在工业领域，而在民用燃烧领域中，其规模应用依然处于探索开发阶段。

在具有多孔介质的燃烧器中，由于多孔介质结构因受热均匀性较差，在燃烧过程中，容易发生破裂，导致燃烧不稳定。为此，现有多孔介质燃烧器中设计内外陶瓷球层，利用内外层的陶瓷球孔间隙代替传统单块介质的多孔结构，以解决多孔介质易破裂的问题。然而，这种结构设计较为复杂，制作成本较高。另外，该多孔介质燃烧器在燃烧过程中，对回火现象的控制较差，导致燃烧不易控制。

发明内容

本发明所解决的第一个技术问题是要提供一种多孔介质燃烧器，其结构设计简便，能有效提升热均匀性，提高燃烧器的使用寿命；同时也能有效防止回火现象的发生。

本发明所解决的第二个技术问题是要提供一种燃气热水设备，其结构设计简便，能有效提升热均匀性，提高燃烧器的使用寿命；同时也能有效防止回火现象的发生。

上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种多孔介质燃烧器，所述多孔介质燃烧器包括：壳体，所述壳体内设有燃烧腔；燃烧内体，所述燃烧内体包括固定壳、多孔介质、引射器和设于所述固定壳内的承接板，所述固定壳装设于所述壳体内，所述固定壳内间隔设有至少两个容纳室，所述容纳室远离所述承接板的一端具有朝向所述燃烧腔的开口，任一所述开口上均密封覆盖有所述多孔介质，所述容纳室内用于填充颗粒珠；所述引射器位于所述承接板背向所述容纳室的一侧，所述引射器设有引射通道，所述承接板上设有通气孔，任一所述容纳室通过所述通气孔与至少一个所述引射通道连通。

本发明所述的多孔介质燃烧器，与背景技术相比所产生的有益效果：在固定壳内设置至少两个容纳室，并在容纳室的开口上均密封覆盖有多孔介质，使得多孔介质结构化整为零，缩小单块多孔介质的覆盖面积，提升多孔介质的热均匀性，避免因热均匀性差而出现结构破裂，提高燃烧器的使用寿命。同时，当预混合气体由引射通道内进入容纳室内时，预混合气体会在颗粒珠与颗粒珠之间间隙流动，并由多孔介质上流出进行燃烧。在燃烧过程中，由于多孔介质与引射器之间填充大量的颗粒珠，因此，颗粒珠之间间隙不仅能强化燃气与空气之间混合，提高混合均匀度；而且还能有效防止回火现象的发生，使得燃烧稳定可控。

在其中一个实施例中，所述燃烧内体还包括分隔件，所述分隔件装设于所述承接板上，以将所述固定壳内分隔成至少两个所述容纳室。

在其中一个实施例中，所述承接板上设有间隔段，所述间隔段沿着所述承接板的宽度方向延伸设置，所述分隔件一端抵接于所述间隔段上，所述通气孔开设于所述承接板上除所述间隔段以外的区域。

在其中一个实施例中，所述多孔介质燃烧器还包括配气组件，所述配气组件位于所述引射器背向所述承接板的一侧，用于对进入所述引射通道的预混合气体进行分配。

在其中一个实施例中，所述配气组件包括分气杆、控制阀及至少两个支管，所述分气杆上设有入气口，至少两个所述支管间隔连通于所述分气杆，所述支管上设有与所述引射通道对应设置的喷嘴，所述控制阀的启闭用于控制至少一个支管内预混合气体的通断。

在其中一个实施例中，所述喷嘴为多个，多个所述喷嘴沿着所述支管的长度方向间隔排布。

在其中一个实施例中，所述多孔介质燃烧器还包括限流板，所述限流板位于所述配气组件与所述引射器之间，所述限流板上设有限流孔，所述限流孔用于调节所述喷嘴向所述引射通道内引射的空气量。

在其中一个实施例中，所述壳体内设有风冷通道，所述风冷通道环绕所述燃烧腔的周向延伸设置，所述壳体上设有与所述风冷通道连通的进风口与出风口。

在其中一个实施例中，所述壳体包括外壳与风冷板，所述风冷板围设于所述外壳的内壁上，并围合形成所述燃烧腔，所述风冷板与所述外壳之间形成所述风冷通道，所述固定壳与所述风冷板或者所述外壳连接，所述出风口开设于所述风冷板上，所述进风口开设于所述外壳上。

上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：

一种燃气热水设备，所述燃气热水设备包括以上任意一项所述的多孔介质燃烧器。

本发明所述的燃气热水设备，与背景技术相比所产生的有益效果：采用以上的多孔介质燃烧器，在固定壳内设置至少两个容纳室，并在容纳室的开口上均密封覆盖有多孔介质，使得多孔介质结构化整为零，缩小单块多孔介质的覆盖面积，提升多孔介质的热均匀性，避免因热均匀性差而出现结构破裂，提高燃烧器的使用寿命。同时，当预混合气体由引射通道内进入容纳室内时，预混合气体会在颗粒珠与颗粒珠之间间隙流动，并由多孔介质上流出进行燃烧。在燃烧过程中，由于多孔介质与引射器之间填充大量的颗粒珠，因此，颗粒珠之间间隙不仅能强化燃气与空气之间混合，提高混合均匀度；而且还能有效防止回火现象的发生，使得燃烧稳定可控。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为一个实施例中所述的多孔介质燃烧器结构示意图；

图2为一个实施例中所述的多孔介质燃烧器结构剖视图；

图3为一个实施例中所述的燃烧内体结构剖视图；

图4为一个实施例中所述的承接板结构示意图；

图5为一个实施例中所述的配气组件结构示意图；

图6为一个实施例中所述的限流板结构示意图；

图7为一个实施例中所述的壳体结构示意图。

附图标记：

100、多孔介质燃烧器；110、壳体；111、外壳；1111、第一翻边；1112、进风口；112、风冷板；1121、第二翻边；1122、出风口；113、燃烧腔；114、风冷通道；120、燃烧内体；121、固定壳；122、多孔介质；123、引射器；1231、引射通道；124、容纳室；1241、开口；125、承接板；1251、通气孔；1252、间隔段；126、分隔件；130、配气组件；131、分气杆；1311、固定座；1312、入气口；132、控制阀；1321、阀座；1322、阀体；133、支管；134、喷嘴；140、限流板；141、限流孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在一个实施例中，请参考图1、图2及图3，一种多孔介质燃烧器100，多孔介质燃烧器100包括：壳体110与燃烧内体120。壳体110内设有燃烧腔113。燃烧内体120包括固定壳121、多孔介质122、引射器123和设于固定壳121内的承接板125。固定壳121装设于壳体110内，固定壳121内间隔设有至少两个容纳室124。容纳室124远离承接板125的一端具有朝向燃烧腔113的开口1241。任一开口1241上均密封覆盖有多孔介质122。容纳室124内用于填充颗粒珠。引射器123位于承接板125背向容纳室124的一侧，引射器123设有引射通道1231。承接板125上设有通气孔1251。任一容纳室124通过通气孔1251与至少一个引射通道1231连通。

上述的多孔介质燃烧器100，在固定壳121内设置至少两个容纳室124，并在容纳室124的开口1241上均密封覆盖有多孔介质122，使得多孔介质122结构化整为零，缩小单块多孔介质122的覆盖面积，提升多孔介质122的热均匀性，避免因热均匀性差而出现结构破裂，提高燃烧器的使用寿命。同时，当预混合气体由引射通道1231内进入容纳室124内时，预混合气体会在颗粒珠与颗粒珠之间间隙流动，并由多孔介质122上流出进行燃烧。在燃烧过程中，由于多孔介质122与引射器123之间填充大量的颗粒珠，因此，颗粒珠之间间隙不仅能强化燃气与空气之间混合，提高混合均匀度；而且还能有效防止回火现象的发生，使得燃烧稳定可控。

需要说明的是，至少两个容纳室124在固定壳121内的分布有多种，只需满足各个容纳室124之间为间隔分布即可，比如：至少两个容纳室124沿着承接板125的长度方向间隔排布；或者，至少两个容纳室124在固定壳121内呈内外圆环结构排布；又或者，至少两个容纳室124之间呈不规则排布等。同时，容纳室124在固定壳121内的形成方式可直接在固定壳121内采用挖槽等机加工方式进行加工；也可采用隔板围设形成。

还需说明的是，颗粒珠的材质应选取耐热且低导热率的材料。比如：颗粒珠的材质可为但不仅限于刚玉莫来石、特性氧化锆或其他超耐温低导热抗氧化材料。同时，颗粒珠与颗粒珠之间的尺寸关系可保持一致，也可为大小不一等。而至于颗粒珠的具体尺寸大小需结合容置腔内实际空间大小和通气孔1251实际大小而定，当然，在设计颗粒珠与通气孔1251之间的尺寸时，颗粒珠与通气孔1251配合后，需保留通气孔1251中具有部分通气面积，不被颗粒珠堵塞。另外，颗粒珠的外形可有多种设计，比如：颗粒珠呈球状、圆柱粒状、方块状等。通气孔1251的外形可设计为三角形、方形、五边形、六边形、椭圆形等。

具体地，颗粒珠为微珠。

可选地，多孔介质122可为但不仅限于蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷等。同时，壳体110的外形可为但不仅限于方形、圆形、椭圆形等。

进一步地，请参考图3，燃烧内体120还包括分隔件126。分隔件126装设于承接板125上，以将固定壳121内分隔成至少两个容纳室124。由此可知，容纳室124与容纳室124之间由分隔件126隔开，这样保证每个多孔介质122单独受热，使得单个多孔介质122热均匀性大幅提高，局部高温区域得到有效抑制，降低了CO及NOx的生成。同时，利用分隔件126将固定壳121内分隔成至少两个容纳室124，这样在燃烧过程中，可控制容纳室124内的供气状况，可实现不同负荷的分段燃烧，能有效满足用户多负荷燃烧需求。

需要说明的是，分隔件126的数量可为一个、两个或者更多数量。当分隔件126的数量为一个时，容纳室124则由分隔件126、承接板125和壳体110的内壁共同形成。当分隔件126数量为两个以上时，容纳室124可由相邻两个分隔件126与承接板125之间共同形成；也可由分隔件126、承接板125和壳体110的内壁共同形成。

具体地，请参考图3，分隔件126为多个。多个分隔件126沿着承接板125的长度方向间隔排布。容纳室124则由相邻两个分隔件126和承接板125之间共同形成。此时，密封覆盖在开口1241处的多孔介质122则密封连接在相邻两个分隔件126之间。其中，为了便于理解承接板125的长度方向，以图4为例，承接板125的长度方向为图4中S

另外，为了提高多孔介质122与分隔件126之间的密封性，可在多孔介质122与分隔件126之间涂有耐温糊状材料。

更进一步地，请参考图3，分隔件126为保温隔热件，以降低相邻两个多孔介质122之间的热传递，使得各个多孔介质122尽可能处于单独工作状态。其中，保温隔热件的材质有多种，只需能实现保温隔热功能即可。

在一个实施例中，请参考图4，承接板125上设有间隔段1252。间隔段1252沿着承接板125的宽度方向延伸设置。分隔件126一端抵接于间隔段1252上。通气孔1251开设于承接板125上除间隔段1252以外的区域，如此，将通气孔1251开设于在间隔段1252以外的区域上，其目的在于，一、保证引射通道1231内的预混合气体稳定流入至容纳室124内；二、避免相邻两个容纳室124内气体串流，以便实现燃烧分段。其中，为了便于理解承接板125的宽度方向，以图4为例，承接板125的宽度方向为图4中S

进一步地，请参考图4，间隔段1252为多个。多个间隔段1252沿着承接板125的长度方向间隔排列。

在一个实施例中，请参考图2，多孔介质燃烧器100还包括配气组件130。配气组件130位于引射器123背向承接板125的一侧，用于对进入引射通道1231的预混合气体进行分配。如此，通过配气组件130对不同的引射通道1231进行配气，使得部分容纳室124内供气，部分容纳室124内不供气，以实现多孔介质燃烧器100不同负荷的多段燃烧。当然，在燃烧过程中，还可通过配气组件130对引射通道1231内的燃气量进行调节。

进一步地，请参考图5，配气组件130包括分气杆131、控制阀132及至少两个支管133。分气杆131上设有入气口1312。至少两个支管133间隔连通于分气杆131，支管133上设有与引射通道1231对应设置的喷嘴134。控制阀132的启闭用于控制至少一个支管133内预混合气体的通断。由此可知，在燃烧过程中，预混合气体从入气口1312中进入分气杆131中；再由分气杆131分流至支管133内；最后由喷嘴134喷射至引射通道1231内。如此，本实施例利用支管133对分气杆131内的预混合气体进行分流，以便配气组件130能将预混合气体供应至不同方位上的引射通道1231中。由于控制阀132的启闭能控制至少一个支管133内预混合气体的通断，因此，在燃烧中，可通过控制阀132控制至少一个支管133内部气流通断，使得一部分容纳室124内无法供气，以便能实现多孔介质燃烧器100不同负荷的分段燃烧。

需要说明的是，控制阀132与支管133之间的配合关系可为：一个控制阀132只控制一个支管133内部气流的通断；或者，一个控制阀132能同时控制多个支管133内部气流的通断等。同时，支管133与容纳室124之间的关系也有多种设计，比如：支管133与容纳室124之间为一一对应关系，即一个支管133负责为一个容纳室124供气；或者，支管133与容纳室124之间为多对一的关系，即多个支管133同时为一个容纳室124进行供气等。

更进一步地，请参考图5，控制阀132包括阀座1321与阀本体。阀座1321装设于分气杆131上。阀本体活动设于阀座1321上。当阀本体通电时，阀本体能控制至少一个支管133内气流的通断。其中，阀本体可为电磁阀。

在一个实施例中，请参考图5，分气杆131上设有固定座1311。固定座1311装设于引射器123上，保证控制阀132在多孔介质燃烧器100上的结构稳定，方便多孔介质燃烧器100稳定燃烧。

可选地，固定座1311在引射器123上的安装方式可为但不仅限于螺栓连接、卡接、焊接、销接、铆接等。

在一个实施例中，请参考图5，喷嘴134为多个。多个喷嘴134沿着支管133的长度方向间隔排布。此处采用较多的喷嘴134，其目的在于：增多喷嘴134的数量，减少喷嘴134直径尺寸，提升配气组件130对空气的引射能力。

需要说明的是，为了便于理解支管133的长度方向，以图5为例，支管133的长度方向为图5中S

在一个实施例中，请参考图2与图6，多孔介质燃烧器100还包括限流板140。限流板140位于配气组件130与引射器123之间，限流板140上设有限流孔141。限流孔141用于调节喷嘴134向引射通道1231内引射的空气量。由于喷嘴134向引射通道1231内喷射预混合气体时，会产生引射力，带动周边空气一起进入引射通道1231内，因此，本实施例在喷嘴134与引射器123之间增加限流板140，利用限流板140上的限流孔141，限制喷嘴134对空气的引射量，从而使得燃烧腔113内具有合适的燃气空气配比，起到优化燃烧的目的。

具体地，请参考图2，喷嘴134的轴线、限流孔141的中心及引射通道1231入口的中心均为同轴设置。

需要说明的是，限流孔141的数量应与喷嘴134的数量保持一致，即为一一对应。同时，限流板140上所有的限流孔141尺寸大小可保持统一，也可为孔径大小不一等。另外，限流孔141的外形可为但不仅限于圆形、方形、三角形、椭圆形等。

在一个实施例中，请参考图2与图7，壳体110内设有风冷通道114。风冷通道114环绕燃烧腔113的周向延伸设置。壳体110上设有与风冷通道114连通的进风口1112与出风口1122。如此，在燃烧过程中，空气从进风口1112中进入风冷通道114中，并环绕燃烧腔113的外围进行流动，吸走壳体110内壁或者外壁上的热量，以降低壳体110上的温度。

需要说明的是，进风口1112与出风口1122的外形可设计成多种形态，比如：风口与出风口1122的外形均可为长条形，也可为圆形等其他形状，对此，本实施例不作具体限定。同时，进风口1112与出风口1122的数量可根据测试结果进行调整，改变风冷通道114内的空气流量，以使得燃烧器外壳111体110的温度低于目标温度。

具体地，请参考图7，进风口1112与出风口1122均为多个。多个进风口1112沿着燃烧腔113的外围间隔排列。多个出风口1122沿着燃烧腔113的外围间隔排列。

进一步地，请参考图7，壳体110包括外壳111与风冷板112。风冷板112围设于外壳111的内壁上，并围合形成燃烧腔113。风冷板112与外壳111之间形成风冷通道114。固定壳121与风冷板112或者外壳111连接。出风口1122开设于风冷板112上，进风口1112开设于外壳111上。由此可知，本实施例将风冷板112与外壳111配合组成风冷通道114，使得空气能更好地贴合风冷板112和外壳111表面进行流动，进一步提升壳体110的降温效果。

需要说明的是，风冷板112在外壳111内的连接方式可为但不仅限于螺栓连接、卡接、铆接、焊接等。另外，为了减少空气在风冷通道114内的流动阻力，可将风冷板112的板面设计成镜面。

更进一步地，请参考图7，外壳111靠近燃烧内体120的一侧边沿着朝向燃烧腔113的方向折弯，以形成第一翻边1111。进风口1112设于第一翻边1111上。风冷板112远离燃烧内体120的一侧边沿着背向燃烧腔113的方向折弯，以形成第二翻边1121。出风口1122设于第二翻边1121。

在一个实施例中，请参考图1，一种燃气热水设备，燃气热水设备包括以上任意一实施例中的多孔介质燃烧器100。

上述的燃气热水设备，采用以上的多孔介质燃烧器100，在固定壳121内设置至少两个容纳室124，并在容纳室124的开口1241上均密封覆盖有多孔介质122，使得多孔介质122结构化整为零，缩小单块多孔介质122的覆盖面积，提升多孔介质122的热均匀性，避免因热均匀性差而出现结构破裂，提高燃烧器的使用寿命。同时，当预混合气体由引射通道1231内进入容纳室124内时，预混合气体会在颗粒珠与颗粒珠之间间隙流动，并由多孔介质122上流出进行燃烧。在燃烧过程中，由于多孔介质122与引射器123之间填充大量的颗粒珠，因此，颗粒珠之间间隙不仅能强化燃气与空气之间混合，提高混合均匀度；而且还能有效防止回火现象的发生，使得燃烧稳定可控。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。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；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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。