全预混换热燃烧系统以及燃热设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及燃热技术领域，尤其涉及一种全预混换热燃烧系统以及燃热设备。


背景技术：

[0002]
燃烧器普遍运用于全预混换热燃气设备中，燃烧之前燃气与空气实现混合以进行燃烧，其燃烧温度较高。传统技术的全预混换热燃气设备中，燃烧器的燃烧效率不高，容易发生回火，并在低温空气与燃气混合进入燃烧时会出现燃烧不稳定等问题。因此，在传统技术中大部分的全预混换热燃气设备的结构，以及利用燃烧器输出的高温烟气实现冷凝换热的效率有较大的提高和完善的空间。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种全预混换热燃烧系统以及燃热设备。
[0004]
本实用新型提供了一种全预混换热燃烧系统，包括外壳体，设置在外壳体内的燃烧器，以及沿燃烧器外侧周向设置的换热器；
[0005]
燃烧器包括中空壳体，中空壳体表面设置有若干燃烧孔，中空壳体内壁设置有导热元件，导热元件向中空壳体内部延伸；
[0006]
换热器包括烟道外挡板组件、烟道中间挡板以及换热管；烟道外挡板组件和烟道中间挡板共同围合形成u型换热通道；换热3设置在u型换热通道中。
[0007]
在其中一个实施例中，导热元件包括设置在中空壳体内壁上的环体、以及设置在环体上的若干翅片；
[0008]
翅片向中空壳体内部延伸。
[0009]
在其中一个实施例中，翅片为螺旋结构。
[0010]
在其中一个实施例中，相邻的导热元件之间按照预定的间隔距离设置，且相邻的导热元件上的翅片交错分布。
[0011]
在其中一个实施例中，换热管包括第一换热管和第二换热管；
[0012]
u型换热通道包括入口段、出口段，以及分别连接入口段的一端和出口段的一端的变向段；入口段靠近燃烧器设置；出口段靠近外壳体设置；第一换热管设置在入口段；第二换热管设置在出口段。
[0013]
在其中一个实施例中，第一换热管为翅片管；第二换热管为波纹管。
[0014]
在其中一个实施例中，第一换热管的一端设置有出水口，另一端设置有中转进水口；第二换热管的一端设置有进水口，另一端设置有中转出水口；中转进水口与中转出水口之间通过中转接头连通。
[0015]
在其中一个实施例中，烟道外挡板组件为u型结构，包括变向板、靠近外壳体的第一挡板、以及靠近燃烧器的第二挡板；烟道中间挡板32包括侧面以及连接侧面的底面；
[0016]
变向板分别连接第一挡板和第二挡板的一端；第一挡板、第二挡板和烟道中间挡板的侧面沿中空壳体的边长方向设置；烟道中间挡板的侧面设置在第一挡板和第二挡板之间；烟道中间挡板的底面位于第一挡板的另一端和第二挡板的另一端的预定距离。
[0017]
在一个实施例中，包括全预混换热燃烧系统。
[0018]
在其中一个实施例中，燃热设备为燃气热水器、壁挂炉或锅炉。
[0019]
本实用新型的实施例具有如下优点：
[0020]
本实用新型实施例提供的全预混换热燃烧系统以及燃热设备，包括设置在壳体内的燃烧器以及换热器。燃烧器包括设置在中空壳体内壁的且向中空壳体内部延伸的导热元件。从而燃烧器表面燃烧时的热量可通过燃烧孔沿导热元件对进入中空壳体中的混合燃气进行预热，进而能够减小燃烧器的表面热应力集中程度。同时，换热器包括烟道外挡板组件、烟道中间挡板以及换热管；烟道外挡板组件和烟道中间挡板共同围合形成u型换热通道；换热管设置在u型换热通道中。进而，燃烧器输出的高温烟气可沿u型换热通道流动与换热管进行冷凝换热，对高温烟气起到集中导流的作用，有助于烟气与换热管充分接触，大大优化了换热性能。本实用新型各实施例的全预混换热燃烧系统以及燃热设备，可有效延长系统的寿命，达到较为充分的燃烧以降低no
x
排放，以及可充分利用燃烧器的高温烟气，强化水溶液与烟气的换热效果。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0022]
图1示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统的截面结构示意图；
[0023]
图2示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统的烟道挡板结构示意图；
[0024]
图3示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统的燃烧器的内部结构示意图；
[0025]
图4示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统的燃烧器的另一内部结构示意图；
[0026]
图5示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统的另一截面结构示意图；
[0027]
图6示出了本实用新型一个实施例中全预混换热燃烧系统中换热管的结构示意图；
[0028]
图7示出了本实用新型一个实施例全预混换热燃烧系统的另一截面结构示意图。
具体实施方式
[0029]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的
限制。
[0030]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0031]
在本实用新型中，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。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实用新型中的具体含义。
[0032]
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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0033]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]
参见图1，在一个实施例中，本实用新型实施例提供了一种全预混换热燃烧系统，包括外壳体11，设置在外壳体11内的燃烧器2，以及沿燃烧器2外侧周向设置的换热器3。
[0035]
燃烧器2包括中空壳体21，中空壳体21表面设置有若干燃烧孔22，中空壳体21内壁设置有导热元件23，导热元件23向中空壳体21内部延伸。
[0036]
换热器3包括烟道外挡板组件31、烟道中间挡板32以及换热管33；烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32共同围合形成u型换热通道；换热管33设置在u型换热通道中。
[0037]
外壳体11的材料可采用铝材，也可为其他耐高温耐腐蚀的工程塑料材料。烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32的材料为适用的耐高温耐腐蚀不锈钢材料，或其他性能类似的材料。导热元件23的材料可采用铜材，也可以为其他耐高温及导热性较能好的材料。
[0038]
燃烧器2在工作时，混合燃气进入中空壳体21内部并通过燃烧孔22流出，使得火焰在燃烧器2表面燃烧。此时，可通过燃烧孔22以及中空壳体21将燃烧器2表面燃烧时的热量传递给导热元件23。由于导热元件23向中空壳体21内部延伸，因而可通过导热元件23将热量传输至中空壳体21内的混合燃气，对进入的混合燃气进行预热。
[0039]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，燃烧器2中向中空壳体21内部延伸的导热元件23可使得燃气与空气充分搅散混合，且能够把燃烧器2表面的部分热量吸收，把吸收的热量在中空壳体21中散热，提升了混合燃气的温度，从而增强燃烧效率。进一步地，由于燃烧器2表面的部分热量可用于通过导热元件23对混合燃气进行预热，进而可使得燃烧器2表面的温度有所降低。尤其可有效防止低温的混合燃气燃烧时产生的燃烧效率低以不稳定的问题。
[0040]
进一步地，换热器3包括烟道外挡板组件31、烟道中间挡板32以及换热管33；烟道
外挡板组件31和烟道中间挡板32共同围合形成u型换热通道；换热管33设置在u型换热通道中。如图2所示，例如烟道外挡板组件31包括第一圆筒31a、设置在第一圆筒31a外周的第二圆筒31b，以及连接第一圆筒31a和第二圆筒31b一端的中空底面31c，而燃烧器2可穿过中空底面31c设置在第一圆筒31a中；又例如烟道中间挡板32为中空圆台。而该烟道中间挡板32位于远离烟道外挡板组件31的中空底面31c的一侧，且该烟道中间挡板32的侧面32a设置在第一圆筒31a和第二圆筒31b的侧面之间，该烟道中间挡板32的底面32b与第一圆筒31a和第二圆筒31b的另一端有预定距离，从而该烟道外挡板组件31可与该烟道中间挡板32围合形成u型换热通道(如图1中箭头所示的烟气流向通道)。换热管33可分别设置在u型换热通道的支路通道中，如第一圆筒31a的侧面和中间挡板的侧面32a之间，第二圆筒31b的侧面与中间挡板的侧面32a之间。
[0041]
在进行换热时，高温烟气从燃烧器2的中空壳体21的一端输出进入到烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32所形成的一通道的一端(如图1中箭头20所示的通道)，然后沿该通道流动以与该通道中换热管33里的换热工质如水溶液进行换热。此时高温烟气的大部分热量与换热管33换热后，烟气再从该通道的另一端输出进入烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32形成的另一通道的一端(如图1中箭头10所示的通道)，然后沿着该通道流动以与该通道中换热管33里的换热工质进行换热，随后烟气从该通道的另一端输出至外壳体11的排烟口。本实用新型实施例结构较为完善，能够有效利用燃烧器2输出的烟气实现高能效的冷凝换热。可保证整个换热过程换热管33中的溶液与烟气充分交叉逆对流换热，并有助于维持较为稳定的换热梯度，以及使得换热管33内外工质在较大的温差对流环境下进行换热。
[0042]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，包括设置在壳体内的燃烧器2以及换热器3。燃烧器2包括设置在中空壳体21内壁的且向中空壳体21内部延伸的导热元件23。从而燃烧器2表面燃烧时的热量可通过燃烧孔22沿导热元件23对进入中空壳体21中的混合燃气进行预热，进而能够减小燃烧器2的表面热应力集中程度。同时，换热器3包括烟道外挡板组件31、烟道中间挡板32以及换热管33；烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32共同围合形成u型换热通道；换热管33设置在u型换热通道中。进而，燃烧器2输出的高温烟气可沿u型换热通道流动与换热管33进行冷凝换热，对高温烟气起到集中导流的作用，有助于烟气与换热管33充分接触，大大优化了换热性能。本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，可有效延长系统的寿命，达到较为充分的燃烧以降低no
x
排放，以及可充分利用燃烧器2的高温烟气，强化水溶液与烟气的换热效果。
[0043]
参见图3，在一个具体的实施例中，导热元件23包括设置在中空壳体21内壁上的环体231、以及设置在环体231上的若干翅片232。
[0044]
翅片232向中空壳体21内部延伸。
[0045]
翅片232沿环体231环形分布，每一导热元件23可嵌接在中空壳体21的内壁上。例如，每一导热元件23可设置在中空壳体21的头部内部表面。
[0046]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，便于燃烧器2燃烧时表面热量能传导到导热元件23上，并在翅片232上散热，把热量传给中空腔体中的混合燃气，进而在通过导热元件23的翅片232使得燃气和空气充分混合的同时，可对混合燃气起到预热的效果。可提升混合燃气本身的温度，从而增强燃烧强度，提升燃烧效率，减小燃烧器2表面的温度，可有效缓解热应力集中的问题，延长使用寿命。
[0047]
在一个具体的实施例中，翅片232为螺旋结构。
[0048]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，翅片232可为螺旋结构，可增加翅片232的表面积加快热量散发。同时有助于提升燃气与空气的混合效果，利于混合燃气在中空腔体中流通，以及与翅片232的接触，进一步地强化导热效果。
[0049]
参见图4，在一个具体的实施例中，相邻的导热元件23之间按照预定的间隔距离设置，且相邻的导热元件23上的翅片232交错分布。
[0050]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，更有利于把热量传递给混合燃气，使得混合燃气充分与导热元件23的翅片232接触，进一步地提高气体混合和预热效果。
[0051]
参见图5、图6和图7，在一个具体的实施例中，换热管33包括第一换热管331和第二换热管332。
[0052]
u型换热通道包括入口段41、出口段42，以及分别连接入口段41的一端和出口段42的一端的变向段43；入口段41靠近燃烧器2设置；出口段42靠近外壳体11设置；第一换热管331设置在入口段41；第二换热管332设置在出口段42。
[0053]
例如，第二换热管332可设置在第一换热管331的外周，第一换热管331设置在燃烧器2的外周。燃烧器2输出的烟气从入口段41进入经过变向43段到达出口段42，即燃烧器2产生的高温烟气通过u型换热通道将热量传给换热管33从而与换热管33中的水溶液进行热交换。例如，高温烟气经过第一换热管331所在的入口段41经变向段43再进入第二换热管332所在的出口段42，烟气与第一换热管331中的水溶液进行热交换后，再次与第二换热管332中的水溶液进行二次换热，使得烟气的余热被进入第二换热管332中的水吸收，达到余热充分被利用的作用。
[0054]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，结构较为完善，可使得的燃烧器2输出的烟气与换热器3中的各换热管33充分接触，热能利用率和热转化率较高。
[0055]
在一个具体的实施例中，第一换热管331为翅片管；第二换热管332为波纹管。
[0056]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，第一换热管331为翅片管可增大受热面积有助于提高换热效率。而第二换热管332为波纹管，波纹管表面不易结垢堵塞，且冷凝强化换热效果较好，能有效提升冷凝换热效率。本实用新型实施例结构较为完善，能够有效利用燃烧器2输出烟气实现高能效的冷凝换热，同时可提高系统的使用寿命。
[0057]
参见图6，在一个具体的实施例中，第一换热管331的一端设置有出水口334，另一端设置有中转进水口；第二换热管332的一端设置有进水口335，另一端设置有中转出水口；中转进水口与中转出水口之间通过中转接头333连通。
[0058]
换热工质如水溶液可从第二换热管332的进水口335进入与烟气进行换热，然后通过中转出水口流入中转进水口进入第一换热管331与烟气再次进行换热，随后从第一换热管331的出水口334流出。
[0059]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，结构较为完善，能够有效利用燃烧器2输出的烟气实现高能效的冷凝换热。可保证整个换热过程换热管33中的水溶液与烟气充分交叉逆对流换热，并有助于维持较为稳定的换热梯度，以及使得换热管33内外工质在大温差对流环境下进行换热。
[0060]
参见图7，在一个具体的实施例中，烟道外挡板组件31为u型结构，包括变向板313、靠近外壳体11的第一挡板311、以及靠近燃烧器2的第二挡板312；烟道中间挡板32包括侧面
322以及连接侧面322的底面321。
[0061]
变向板313分别连接第一挡板311和第二挡板312的一端；第一挡板311、第二挡板312和烟道中间挡板32的侧面322沿中空壳体21的边长方向设置；烟道中间挡板32的侧面322设置在第一挡板311和第二挡板312之间；烟道中间挡板32的底面321位于第一挡板311的另一端和第二挡板312的另一端的预定距离。
[0062]
在本实用新型实施例中，变向板313分别连接第一挡板311和第二挡板312的一端从而形成u型结构。例如，第一挡板311和第二挡板312分别为中空圆筒，第一挡板311沿第二挡板312的外周设置，变向板313连接第一挡板311和第二挡板312的一端，从而可形成一u型结构的烟道外挡板组件31。进一步地，烟道中间挡板32的侧面322设置在第一挡板311和第二挡板312之间，烟道中间挡板32的底面321位于第一挡板311的另一端和第二挡板312的另一端的预定距离，进而烟道外挡板组件31和烟道中间挡板32可围合形成u型的换热通道。其中，变向板313可以为180
°
的变向板或指定弧度的变向板。
[0063]
在进行换热时，高温烟气从燃烧器2的中空壳体21的一端输出进入到第二挡板312和烟道中间挡板32的侧面322所形成的通道的一端，然后沿该通道流动以与换热管331中的换热工质如水溶液进行换热。高温烟气的大部分热量与该换热管331换热后，烟气再从该通道的另一端输出经变向板313进入第一挡板311和烟道中间挡板32的侧面322形成的通道的一端，然后沿着该通道以与换热管332中的换热工质进行换热，随后烟气从该通道的另一端输出至外壳体11的排烟口。
[0064]
本实用新型实施例的全预混换热燃烧系统，可通过烟道中间挡板32将燃烧器2输出的烟气集中导流进入u型换热通道，即可预先较为集中地将烟气导流入第二挡板312与烟道中间挡板32的侧面322形成的通道，使得烟气沿着该通道进入第一挡板311与中间挡板32的侧面322形成的另一通道。本实用新型实施例结构较为完善，进一步地提高了对高温烟气集中导流的作用，有助于烟气与换热管33充分接触，大大优化了换热性能。
[0065]
在一个实施例中，本实用新型还提供了一种燃热设备，包括全预混换热燃烧系统。
[0066]
本实用新型实施例的燃热设备，可以但不局限于为燃气热水器、壁挂炉、锅炉等。
[0067]
需要说明的是，本实用新型实施例中的全预混换热燃烧系统的限定说明，可参照上文对全预混换热燃烧系统的限定说明，在此不再赘述。
[0068]
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0069]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0070]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除