燃烧器、燃气热水器及其燃烧控制方法

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种燃烧器、燃气热水器和燃气热水器的燃烧控制方法。

背景技术

相关现有技术中，全预混燃燃气热水器普遍热负荷调节比约为1：5，最小负荷较大。

目前，燃烧器为一体式结构，燃烧器的火孔全区域燃烧，如果功率过低，则分配至燃烧器的火孔的单位面积的热功率过小，燃烧工况不稳定。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃烧器的火孔全区域燃烧时，容易使得燃烧器的火孔的单位面积的热功率过小，导致燃烧工况不稳定的缺陷，从而提供一种可提升燃烧器的火孔单位面积的热功率的燃烧器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种燃烧器，包括：燃烧室；隔板组件，设于所述燃烧室内，以将所述燃烧室分隔出下混气腔和上混气腔，并将所述上混气腔按容积的预设比例分隔出多个混气区域，每个所述混气区域设有进气口；控制阀；其中，至少一个所述进气口处设置所述控制阀，以打开对应的所述进气口使得对应的所述混气区域与所述下混气腔相连通，或关闭对应的所述进气口使得对应的所述混气区域与所述下混气腔不连通。

可选地，至少一个所述混气区域的所述进气口为常开通道，所述常开通道与所述下混气腔相连通。

可选地，所述常开通道设于最小容积的所述混气区域的底部。

可选地，所述多个混气区域包括按预设比例为1：1：2设置的第一混气区域、第二混气区域和第三混气区域。

可选地，所述第二混气区域的所述进气口和所述第三混气区域的所述进气口分别设有一个所述控制阀；或第一混气区域的所述进气口和所述第三混气区域的进气口分别设有一个所述控制阀。

可选地，所述的燃烧器还包括围框，以围合出所述燃烧室，所述隔板组件包括：横隔板，设于所述燃烧室内，所述横隔板与所述围框连接，以将所述燃烧室分隔出所述上混气腔和所述下混气腔；多个纵隔板，均与所述横隔板连接，多个所述纵隔板与所述横隔板将所述上混气腔分隔出多个所述混气区域。

可选地，所述的燃烧器还包括：控制器；其中，所述控制阀为电磁阀，所述控制阀与所述进气口连接，所述控制阀与所述控制器通讯连接。

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃烧器的火孔全区域燃烧时，容易使得燃烧器的火孔的单位面积的热功率过小，导致燃烧工况不稳定的缺陷，从而提供一种可提升燃烧器的火孔单位面积的热功率的燃气热水器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种燃气热水器，包括：热交换器；任一项所述的燃烧器，所述燃烧器的燃烧室在燃烧后产生的烟气适于对所述热交换器加热。

所述的燃气热水器还包括：流量传感器，设于所述热交换器的进水口，以检测所述进水口的水流量并发送水流量信号；温度传感器，设于所述热交换器的出水口，以检测所述出水口的水温并发送水温信号；其中，所述流量传感器与所述温度传感器分别与控制器连接，使得所述控制器根据所述水流量信号和所述水温信号控制所述燃烧器的至少一个控制阀打开或关闭。

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃烧器的火孔全区域燃烧时，容易使得燃烧器的火孔的单位面积的热功率过小，导致燃烧工况不稳定的缺陷，从而提供一种可提升燃烧器的火孔单位面积的热功率的燃气热水器的燃烧控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种燃气热水器的燃烧控制方法，包括：通过控制阀打开对应的所述进气口，使得对应的混气区域与下混气腔相连通；通过控制阀关闭对应的所述进气口，使得对应的所述混气区域与所述下混气腔不连通。

可选地，所述的燃气热水器的燃烧控制方法还包括获取热交换器的进水口的水流量信号和所述热交换器的出水口的水温信号；根据所述水流量信号和所述水温信号获取燃气热水器需要输出的功率；当所述燃气热水器需要输出的功率对应一个或多个混气区域的热负荷，则打开所述混气区域对应设置的所述控制阀。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的燃烧器，通过将燃烧器分区域控制其空燃混合气的通断，使得燃烧器可分区域燃烧，从而可以提升燃烧器的火孔单位面积的热功率，改善了燃烧器燃烧工况，提高了燃烧火焰稳定性。

2.本发明提供的燃烧器，通过对多个混气区域按容积的预设比例进行划分，可使得燃烧器可以以更小的热负荷工作。

3.本发明提供的燃气热水器，通过采用上述的燃烧器，使得燃气热水器具备了燃烧器的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的一种实施方式提供的燃烧器的局剖剖视主视结构示意图；

图2为本发明基于图1所示的一种实施方式提供的燃烧器的爆炸图；

图3为本发明基于图1所示的一种施方式提供的燃烧器的俯视结构示意图；

图4为本发明的一种实施方式提供的燃气热水器的主视结构示意图；

图5为本发明的一种实施方式提供的燃烧器的燃烧控制方法的流程图；

图6为本发明基于图5的一种实施方式提供的燃烧器的燃烧控制方法的流程图。

附图标记说明：

1-流量传感器； 2-燃气比例阀； 3-燃气管组； 4-温度传感器

5-集烟罩； 6-热交换器； 7-燃烧器； 8-混合器；

9-风机组件；

71-隔板组件； 72-控制阀； 73-围框； 74-控制器；

75-底板； 76-点火针组件； 77-感应针组件；

701-下混气腔； 702-火孔； 703-进气口；

705-第一混气区域； 706-第二混气区域； 707-第三混气区域；

711-横隔板； 712-纵隔板； 713-火孔盖；

7131-火孔板； 7132-边板；

791-前隔热板； 792-后隔热板； 793-左隔热板； 794-右隔热板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的一种燃烧器，包括：燃烧室、隔板组件71和控制阀72，隔板组件71设于燃烧室内，以将燃烧室分隔出下混气腔701和上混气腔，并将上混气腔按容积的预设比例分隔出多个混气区域，每个混气区域设有进气口703；其中，至少一个所进气口703处设置控制阀72，以打开对应的进气口703使得对应的混气区域与下混气腔701相连通，或关闭对应的进气口703使得对应的混气区域与下混气腔701不连通。

上述的燃烧器，空气与燃气形成的混合气体可从燃烧室的底部进入下混气腔701，通过隔板组件71在下混气腔701的上方分隔出多个混气区域，多个混气区域按容积的预设比例进行设置，混气区域的顶部设有多个火孔702。多个混气区域的上方设置点火针组件76，根据全预混燃烧器稳定工作的热负荷调节比为1:5，可以得出，若整个燃烧器组件的最大热负荷为P，则可计算出按预设比例设置的多个混气区域中每个混气区域的热功率的最大值和最小值，因此，将燃烧器分区域控制其空燃混合气的通断，使得燃烧器可分区域燃烧，从而可以提升燃烧器的火孔单位面积的热功率，改善了燃烧器燃烧工况，提高了燃烧火焰稳定性。

上述的调节比(Turndown Ratio，简称TDR)为燃气热水器在持续稳定燃烧状态下，最大功率与最小功率之比，调节比越大，燃气热水器火焰的负荷比例调节能力就越大，反之则越小。在特定的燃气压力范围内，大的调节比能够提供持续恒定的出水温度，不受使用模式和出水流量的影响。

进一步地，至少一个混气区域的进气口703为常开通道，常开通道与下混气腔701相连通。

具体地，设置常开通道的混气区域始终与下混气腔701相连通，例如，一个混气区域的底部设有可与下混气腔701连通的常开通道，其余混气区域的底部设有进气口703，进气口703处设置的控制阀72，在需要进气时，则通过控制阀72打开对应的进气口703，则对应的混气区域与下混气腔701相连通，或者，在不需要进气时，则通过控制阀72关闭对应的进气口703，则对应的混气区域与下混气腔701不连通。

其中，常开通道设于最小容积的混气区域的底部，使得在关闭其余的混气区域的控制阀72，则只有设置常开通道的混气区域内的混合气体燃烧，使得燃烧器可以以更小的热负荷工作。

具体地，继续结合图1所示，多个混气区域包括按预设比例为1：1：2设置的第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707。

上述当第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707按照预设比例1：1：2进行设置，若整个燃烧器7的最大热负荷为P，那么第一混气区域705工作的最大负荷P1max＝P/4，同样，第二混气区域706工作的最大负荷P2max＝P1max＝P/4，同理，第三混气区域707工作的最大负荷P3max＝P/2。再根据全预混燃烧器稳定工作的热负荷调节比为1:5，可以得出，第一混气区域705工作的最小负荷P1mim＝P/20，同理第二混气区域706工作的最小负荷P2min＝P1mim＝P/20，第三混气区域707工作的最小负荷P3min＝P/10。则燃烧器7在关闭第二混气区域706和第三混气区域707的控制阀72，仅第一混气区域705工作，混合气体从底板75的过孔751进入到下混气腔701，再经常开通道进入第一混气区域705内进行燃烧，此情况下，燃烧器7的最小负荷为P1min＝P/20，最大负荷为P1max＝P/4。第二种状态，关闭第三混气区域707的控制阀72、开启第二混气区域706的控制阀72，第一混气区域705、第二混气区域706工作，混合气体从底板75的过孔751进入到下混气腔701，再经常开通道进入第一混气区域705、经第二混气区域706设置的控制阀72进入第二混气区域706，此情况下，燃烧器的最小负荷为P1min+P2min＝P/10，最大负荷为P2max+P1max＝P/2。第三种状态为，开启第三混气区域707的控制阀72、第二混气区域706的控制阀72，第一混气区域705、第二混气区域706、第三混气区域707工作，混合气体从底板75的过孔751进入到下混气腔701，再经常开通道进入第一混气区域705、经第二混气区域706设置的控制阀72进入第二混气区域706、经第三混气区域707的控制阀72进入第三混气区域707，此情况下，燃烧器7的最小负荷为P1min+P2min+P3min＝P/5，最大负荷为P1max+P2max+P3max＝P。另外，当开启第三混气区域707的控制阀72、关闭第二混气区域706的控制阀72，第一混气区域705、第三混气区域707工作，混合气体从底板75的过孔751进入到下混气腔701，再经常开通道进入第一混气区域705、经第三混气区域707设置的控制阀72进入第三混气区域707，此情况下，燃烧器的最小负荷为P1min+P3min＝3P/20，最大负荷为P1max+P3max＝3P/4。

因此，经过燃烧器7的分区域工作，可以将最小负荷由原来P/5降至P/20。如原30Kw的热水器，其最小负荷由6kW降至1.5kW，若夏天进水温度为30℃，按热效率96％计算，水量按4L/min，设置温度为35℃，出水温度达到50.6℃，这样没法使用，同样条件，而最小负荷为1.5kW，则出水温度正好为35℃。所以降低最小热负荷，可以节省水、气资源，同时提升全预混燃气热水器产品的用户体验。

第二混气区域706的进气口703和第三混气区域的进气口703分别设有一个控制阀72；或第一混气区域705的进气口703和第三混气区域707的进气口703分别设有一个控制阀72。

进一步地，如图2所示，燃烧器还包括围框73，以围合出燃烧室，隔板组件71包括：横隔板711、多个纵隔板712和火孔盖713，横隔板711设于燃烧室内，以对燃烧室分隔出上混气腔和下混气腔701，多个纵隔板712均与横隔板711连接，多个纵隔板712与横隔板711对上混气腔分隔出多个混气区域，其中，纵隔板712包括侧板和隔板，四个侧板与横隔板711围合出盒体结构，两个隔板将盒体结构的腔体分隔出第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707。火孔盖713呈盖状结构，火孔盖713与多个纵隔板712扣合连接，火孔盖713的顶部设有多个火孔702。

上述的火孔盖713通过左右各两螺钉与围框73连接，多个纵隔板712与横隔板711焊一起，再通过左右两边各两个螺钉与围框73连接，且在火孔盖713的下部，组成第三混气区域707、第二混气区域706、第一混气区域705，感应针组件77、点火针组件76均固定在火孔盖713的上方，且横隔板711的上表面到火孔盖713上的火孔702的上表面之间的距离约为7mm至9mm。

燃烧室内还设有前隔热板791、后隔热板792、左隔热板793和右隔热板794，前隔热板791、后隔热板792、左隔热板793和右隔热板794分别在火孔盖713的上方与围框73四周的交汇面进行设置，前隔热板791、后隔热板792、左隔热板793和右隔热板794与围框73通过圆凸台用镙钉连接。圆凸台的高度约2mm至3mm，直径为

如图3所示，具体地，火孔盖713包括火孔板7131和边板7132，边板7132围绕火孔板7131设置，火孔板7131安装在边板7132的内侧，边板7132的周边a约为10mm至15mm，可以保证火孔702的数量覆盖第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707，其中，第一混气区域705的宽度b，第二混气区域706的宽度c，第三混气区域707的宽度d，它们相互之间的关系为b＝c＝d/2。其中，由于第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707的高度和长度均相等，因此，第一混气区域705、第二混气区域706和第三混气区域707的宽度的比值即为容积比。

如图4所示，燃烧器7还包括：控制器74。其中，控制阀72为电磁阀，控制阀72与控制器74通讯连接，使得可以通过控制器74控制控制阀72的打开或关闭，提高了智能化。

实施例2

如4所示的一种燃气热水器，包括：热交换器6和任一项的燃烧器7，燃烧器7的燃烧室在燃烧后产生的烟气适于对热交换器6加热。

上述的燃气热水器还包括混合器8，混合器8对进入的燃气和空气进行混合，混合后的混合气体通过底板75上的过孔751进入到燃烧器7的下混气腔701。

燃气热水器由于采用上述的燃烧器7，从而可以提升燃气热水器的火孔单位面积的热功率，改善了燃气热水器的燃烧工况，提高了燃烧火焰稳定性。

继续结合图4所示，燃气热水器还包括：流量传感器1和温度传感器4，流量传感器1设于热交换器6的进水口，以检测进水口的水流量并发送水流量信号，温度传感器4，设于热交换器6的出水口，以检测出水口的水温并发送水温信号；其中，流量传感器1与温度传感器4分别与控制器74连接，使得控制器74根据水流量信号和水温信号控制燃烧器的至少一个控制阀72打开或关闭。

上述的控制器74根据水流量传感器1检测到水流量大小和温度传感器4的水温，可以动态调节风机组件9的转速和燃气比例阀2的开度，同时，控制器74控制燃烧器7内的第三混气区域707的控制阀72、第二混气区域706的控制阀72的开启或关闭，以及还可以控制点火针组件76的点火动作，采集感应针组件77上的火焰信号，来控制燃烧器7的燃烧工况，燃烧后的高温烟管在热交换器6的翅片上换热，以加热其管中的冷水，换热后的烟气经集烟罩5排出。

实施例3

如图5所示的一种燃气热水器的燃烧控制方法，包括：

步骤S101：通过控制阀72打开对应的进气口，使得对应的混气区域与下混气腔701相连通；或

步骤S103：通过控制阀72关闭打对应的进气口，使得对应的混气区域与下混气腔701不连通。

进一步地，如图6所示，燃气热水器的燃烧控制方法还包括：

步骤S201：获取热交换器6的进水口是水流量信号和热交换器6的出水口的水温信号；

步骤S203：根据水流量信号和水温信号获取燃气热水器需要输出的功率；

步骤S205：当燃气热水器需要输出的功率对应一个或多个混气区域的热负荷，则打开混气区域对应设置的控制阀72。

上述的控制器74可计算出燃气热水器需要输出的功率满足：Q＝(Ts-T1)×C×F，其中，Ts表示燃气热水器的目标水温，T1表示温度传感器4检测的热交换器的出水水温，C表示水比热容，F表示热交换器的进水口的水流量，Q表示燃气热水器需要输出的功率。

实施例3

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现任一项的燃烧器。

可读存储介质为计算机可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的燃烧器。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序指令相关的硬件完成的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。