阅读说明：本技术 用于燃烧器的火排、燃烧器和燃气热水器 (Fire grate for burner, burner and gas water heater ) 是由 钱晓林 孟宪超 梁国荣 于 2018-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于燃烧器的火排、燃烧器和燃气热水器,火排包括火排本体,火排本体内限定出流道,流道包括彼此连通的扩张段和折射段,扩张段的横截面积逐渐增大,折射段弯折延伸,在第一平面上、扩张段的投影具有位于扩张段的中心轴线两侧的第一边线和第二边线,折射段的投影具有位于折射段的中心轴线两侧的第三边线和第四边线,第三边线和第四边线均形成为曲线段且第四边线的曲率小于第三边线的曲率,第三边线与第一边线相连、第四边线与第二边线相连,第一边线与第二边线关于扩张段的中心轴线呈非对称,其中,第一平面为火排本体的纵截面。根据本发明的用于燃烧器的火排,具有良好的引射能力,增强了燃气、空气的预混效果。(The invention discloses a fire grate for a combustor, the combustor and a gas water heater, wherein the fire grate comprises a fire grate body, a flow passage is defined in the fire grate body, the flow passage comprises an expansion section and a refraction section which are communicated with each other, the cross section area of the expansion section is gradually increased, the refraction section is bent and extended, the projection of the expansion section on a first plane is provided with a first side line and a second side line which are positioned on two sides of the central axis of the expansion section, the projection of the refraction section is provided with a third side line and a fourth side line which are positioned on two sides of the central axis of the refraction section, the third side line and the fourth side line are both formed into curve sections, the curvature of the fourth side line is smaller than that of the third side line, the third side line is connected with the first side line, the fourth side line is connected with the second side line, the first side line and the second side line are asymmetric about the central axis of the expansion section, and the first plane is a longitudinal section of the fire. The fire grate for the combustor has good ejection capacity, and enhances the premixing effect of gas and air.)

用于燃烧器的火排、燃烧器和燃气热水器

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种用于燃烧器的火排、燃烧器和燃气热水器。

背景技术

相关技术中，燃气热水器用燃烧器的结构设计要求较为紧凑，在燃烧器的设计过程中，流道的扩张段扩张角及流道的最小宽度等结构尺寸设计不合理，使得燃烧器预混效果不佳，容易导致大量烟气产生、且燃烧噪音大，影响了用户的体验效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于燃烧器的火排，所述火排具有良好的引射能力，增强了燃气、空气的预混效果。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述火排的燃烧器。

本发明的再一个目的在于提出一种具有上述燃烧器的燃气热水器。

根据本发明第一方面实施例的用于燃烧器的火排，包括：火排本体，火排本体内限定出流道，所述流道包括彼此连通的扩张段和折射段，所述扩张段的横截面积逐渐增大，所述折射段弯折延伸，在第一平面上、所述扩张段的投影具有位于所述扩张段的中心轴线两侧的第一边线和第二边线，所述折射段的投影具有位于所述折射段的中心轴线两侧的第三边线和第四边线，所述第三边线和所述第四边线均形成为曲线段且所述第四边线的曲率半径小于所述第三边线的曲率半径，所述第三边线与所述第一边线相连、所述第四边线与所述第二边线相连，所述第一边线与所述第二边线关于所述扩张段的中心轴线呈非对称，其中，所述第一平面为所述火排本体的纵截面。

根据本发明实施例的用于燃烧器的火排，通过设置扩张段，使得第一边线与第二边线关于扩张段的中心轴线呈非对称，可以有效改善扩张段到折射段的过渡，减小气流的流动阻力损失，从而增强了火排的引射能力，同时有利于增强燃气、空气的预混效果，实现燃气、空气的均匀混合。当火排应用于燃烧器时，可以改善燃烧器的引射系数，使得燃烧器的一次引射系数可以维持在0.5～0.7，燃气与空气的比例较为合适，避免产生大量烟气，保证燃烧充分，同时避免了火焰的跳动、避免了燃烧噪音，保证燃烧安。

根据本发明的一些实施例，所述扩张段沿直线延伸，所述第一边线、所述第二边线和所述扩张段的中心轴线均形成为直线段，所述第一边线与所述扩张段的中心轴线之间的夹角为α，所述第二边线与所述扩张段的中心轴线在第一平面上的投影之间的夹角为β，所述α、β满足：10°≤α+β≤11°。

根据本发明的一些实施例，所述α、β进一步满足：α＜β。

根据本发明的一些实施例，所述α、β分别满足：α＝4.2°、β＝6.4°。

根据本发明的一些实施例，所述第一边线的第一端和所述第二边线的第一端均位于所述扩张段的下游端，所述第一边线的第一端与所述扩张段的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离为a，所述第二边线的第一端与所述扩张段的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离为b，所述a、b满足：a＜b。

根据本发明的一些实施例，在第二平面上、所述流道的宽度的最小值为x，所述x满足：2.9mm≤x≤3.4mm，其中，所述第二平面为所述火排本体的横截面。

根据本发明的一些实施例，所述x进一步满足：x＝3.2mm。

根据本发明第二方面实施例的燃烧器，包括根据本方面上述第一方面实施例的用于燃烧器的火排。

根据本发明实施例的燃烧器，通过采用上述的火排，增强了燃烧器的引射能力，改善了燃烧器的引射系数，使得火焰安静、充分地燃烧，保证燃烧器稳定、高效运行。

根据本发明的一些实施例，所述燃烧器为大气式燃烧器。

根据本发明第三方面实施例的燃气热水器，包括根据本发明上述第二方面实施例的燃烧器。

根据本发明实施例的燃气热水器，通过采用上述的燃烧器，运行稳定、噪音低，具有良好的使用可靠性，提升了用户的体验效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于燃烧器的火排的结构示意图；

图2是图1中所示的火排的另一个角度的结构示意图；

图3是图1中所示的火排的剖视图；

图4是图1中所示的火排的再一个角度的结构示意图。

附图标记：

火排100、

火排本体1、流道10、稳焰片2、传火片21、

扩张段101、第一边线101a、第二边线101b、

折射段102、第三边线102a、第四边线102b、

引射部11、过渡部12、头部13、火孔13a、

第一火排板11a、第一流道部111、第一连接部112、

第二火排板11b、第二流道部121、第二连接部122。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”、“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，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的用于燃烧器的火排100。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的用于燃烧器的火排100，包括火排本体1。

火排本体1内限定出流道10，流道10包括彼此连通的扩张段101和折射段102，扩张段101的横截面积逐渐增大，折射段102弯折延伸，在第一平面上、扩张段101的投影具有位于扩张段101的中心轴线两侧的第一边线101a和第二边线101b，折射段102的投影具有位于折射段102的中心轴线两侧的第三边线102a和第四边线102b，第三边线102a和第四边线102b均形成为曲线段且第四边线102b的曲率小于第三边线102a的曲率，第三边线102a与第一边线101a相连、第四边线102b与第二边线101b相连，第一边线101a与第二边线101b关于扩张段101的中心轴线呈非对称，其中，第一平面为火排本体1的纵截面。

例如，如图1-图3所示，扩张段101可以自前向后延伸，流道10内通入气体(例如，燃气和空气的混合气)，扩张段101的横截面积沿气体的流动方向逐渐增大，气体可以在扩张段101内实现较好地混合，保证燃气、空气混合均匀，折射段102弯折延伸以大致形成为U形结构。

第一边线101a和第二边线101b均为扩张段101在第一平面上的投影的部分边缘，在第一平面上、扩张段101的投影位于第一边线101a和第二边线101b之间，第一边线101a位于扩张段101的中心轴线的投影的一侧、第二边线101b位于扩张段101的中心轴线的投影的另一侧；第三边线102a和第四边线102b均为折射段102在第一平面上的投影的部分边缘，在第一平面上、折射段102的投影位于第三边线102a和第四边线102b之间，第三边线102a位于折射段102的中心轴线的投影的一侧、第四边线102b位于折射段102的中心轴线的投影的另一侧。第四边线102b的曲率小于第三边线102a的曲率，也就是说，第四边线102b位于折射段102的外侧，第一边线101a与第三边线102a对应相连、第二边线101b与第四边线102b对应相连，由于第一边线101a与第二边线101b关于扩张段101的中心轴线呈非对称，可以有效改善扩张段101到折射段102的过渡，减小气流在从扩张段101流至折射段102的过程中的流动阻力损失，从而增强了火排100的引射能力，同时有利于增强燃气、空气的预混效果，实现燃气、空气的均匀混合。当火排100应用于燃烧器时，可以改善燃烧器的引射系数，使得燃烧器的一次引射系数可以维持在0.5～0.7，从而燃气与空气的比例较为合适，避免产生大量烟气，保证燃烧充分，同时避免了火焰的跳动、避免了燃烧噪音，保证燃烧安静。

其中，第一平面为引射部11的纵截面，也就是说，第一平面即为图1中所示的结构所在的纸面。

根据本发明实施例的用于燃烧器的火排100，通过设置扩张段101，使得第一边线101a与第二边线101b关于扩张段101的中心轴线呈非对称，可以有效改善扩张段101到折射段102的过渡，减小气流的流动阻力损失，从而增强了火排100的引射能力，同时有利于增强燃气、空气的预混效果，实现燃气、空气的均匀混合。当火排100应用于燃烧器时，可以改善燃烧器的引射系数，使得燃烧器的一次引射系数可以维持在0.5～0.7，燃气与空气的比例较为合适，避免产生大量烟气，保证燃烧充分，同时避免了火焰的跳动、避免了燃烧噪音，保证燃烧安静。

在本发明的一些实施例中，扩张段101沿直线延伸，第一边线101a、第二边线101b和扩张段101的中心轴线均形成为直线段，第一边线101a与扩张段101的中心轴线之间的夹角为α，第二边线101b与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的夹角为β，α、β满足：10°≤α+β≤11°。例如，如图1和图3所示，扩张段101可以沿水平方向自前向后延伸，第一边线101a自前向后相对于扩张段101的中心轴线倾斜延伸，第二边线101b自前向后相对于扩张段101的中心轴线倾斜延伸，在第一平面上、扩张段101的中心轴线的投影与第一边线101a之间的夹角为α，即α为上扩张角，在第一平面上、扩张段101的中心轴线的投影与第二边线101b之间的夹角为β，即β为下扩张角，其中10°≤α+β≤11°，也就是说，扩张段101的扩张角在10°～11°(包括端点值)之间，进一步增强了燃气、空气在扩张段101内的预混效果，使得燃气、空气混合均匀，从而有利于火排100上火焰的稳定燃烧。

进一步地，α、β进一步满足：α＜β，也就是说，下扩张角大于上扩张角，而下扩张角β是扩张段101的中心轴线的在第一平面上的投影与第二边线101b之间的夹角，且第二边线101b与第四边线102b对应相连，从而在一定程度上减小了第四边线102b的曲率、增大了第四边线102b的曲率半径，进一步优化了扩张段101到折射段102的过渡，减小了气流在从扩张段101流至折射段102的过程中的流动阻力损失，进一步增强了火排100的引射能力。

可选地，α、β分别满足：α＝4.2°、β＝6.4°，此时扩张段101的扩张角为10.6°，使得燃气、空气在扩张段101内均匀混合，且气流的流动阻力损失较小，火排100的引射能力较强。

在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，第一边线101a的第一端(例如，如图1中的左端)和第二边线101b的第一端(例如，如图1中的左端)均位于扩张段101的下游端，第一边线101a的第一端与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离为a，第二边线101b的第一端与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离为b，a、b满足：a＜b，同样可以在一定程度上减小第四边线102b的曲率、增大第四边线102b的曲率半径，从而减小气流的流动阻力损失、增加火排100的引射能力。

其中，第一边线101a的第一端和第二边线101b的第一端可以位于火排100的同一横截面内，使得扩张段101的结构简单、便于实现；第一边线101a的第二端(例如，如图1中的右端)和第二边线101b的第二端(例如，如图1中的右端)可以位于火排100的同一横截面内，以进一步简化扩张段101的结构，也就是说，在扩张段101的中心轴线上、第一边线101a的投影长度可以与第二边线101b的投影的长度相等。

这里，需要说明的是，上述“第一端”、“第二端”是指对应端的端点。可选地，a＝7.5mm、b＝8.5mm。

进一步地，在第二平面上、流道10的宽度的最小值为x，x满足：2.9mm≤x≤3.4mm，其中，第二平面为火排本体1的横截面。例如，在图2的示例中，火排100的顶端形成有贯通的多个火孔13a，多个火孔13a可以沿前后方向依次间隔设置，每个火孔13a分别与流道10连通，气流在流道10内流动、并通过多个火孔13a喷出以燃烧。在第二平面上、流道10在左右方向上的宽度的最小值x满足2.9mm≤x≤3.4mm，气流在流经该处后具有合适的剩余压力，使得气流可以继续克服在流道10内的阻力损失，最终以合适的必要速度从火孔13a处喷出，同时使得多个火孔13a处的气流速度的差值较小，有利于实现气流通过多个火孔13a均匀喷出，从而保证火排100稳定、高效运行。其中，第二平面为竖直平面，且第二平面垂直于图1中的前后方向。

具体地，如图1-图4所示，火排本体1可以包括引射部11、过渡部12和头部13，引射部11位于火排本体1的下部，头部13位于火排本体1的上端，且多个火孔13a位于头部13的顶端，过渡部12连接在引射部11与头部13之间；流道10包括依次连通的第一流道、第二流道和第三流道，第一流道包括扩张段101和折射段102，引射部11内限定出第一流道，过渡部12内限定出第二流道，头部13内限定出第三流道，在第二平面上、流道10在左右方向上宽度的最小之处位于第二流道上，也就是说，在第二平面上、第二流道在左右方向上的宽度的最小值为x，x满足2.9mm≤x≤3.4mm。由此，气流在流经第二流道后可以保证较为合适的头部前静压，使得气流可以克服在第三流道内流动的阻力损失，并保证气流在火孔13a处具有合理的出口速度，同时使得多个火孔13a处的气流速度的差值较小，保证了火排100稳定、高效运行。这里，需要说明的是，“头部前静压”是指气流流至头部13的上游端时的静压力。

可选地，x进一步满足：x＝3.2mm，从而进一步保证了气流在流至多个火孔13a前的静压力，实现气流的均匀喷出。

可以理解的是，在第二平面上、流道10的宽度的最小值x可以根据实际需求具体设置，以更好地调整气流在多个火孔13a处的速度、调节气流在多个火孔13a处速度的差值。

根据本发明第二方面实施例的燃烧器，包括根据本方面上述第一方面实施例的用于燃烧器的火排100。其中，燃烧器可选为大气式燃烧器，但不限于此。当燃烧器为大气式燃烧器时，燃气在一定压力下、以一定流速从喷嘴喷出，进入吸气收缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气，并在引射部内实现燃气和一次空气的混合，然后经头部的火孔流出进行燃烧，形成本生火焰，火焰较短、火力强、燃烧温度高，可以燃烧不同性质的燃气，燃烧较充分，且无需送风设备，具有良好的适应性，更好地满足了较多工艺的需要。

根据本发明实施例的燃烧器，通过采用上述的火排100，增强了燃烧器的引射能力，改善了燃烧器的引射系数，使得火焰安静、充分地燃烧，保证燃烧器稳定、高效运行。

根据本发明第三方面实施例的燃气热水器，包括根据本发明上述第二方面实施例的燃烧器。

根据本发明实施例的燃气热水器，通过采用上述的燃烧器，运行稳定、噪音低，具有良好的使用可靠性，提升了用户的体验效果。

根据本发明实施例的燃气热水器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

下面参考图1-图4以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的用于燃烧器的火排100。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

如图1-图4所示，火排100包括火排本体1，火排本体1内限定出流道10，流道10包括彼此连通的扩张段101和折射段102，扩张段101沿水平方向自前向后直线延伸且扩张段101的横截面积逐渐增大，折射段102弯折延伸以大致形成为U形结构。具体地，火排本体1包括由下向上依次设置的引射部11、过渡部12和头部13，引射部11位于火排本体1的下部，头部13位于火排本体1的上端，且头部13的顶端形成有贯通的多个火孔13a，每个火孔13a分别与流道10连通，过渡部12连接在引射部11与头部13之间；流道10包括依次连通的第一流道、第二流道和第三流道，第一流道包括扩张段101和折射段102，引射部11内限定出第一流道，过渡部12内限定出第二流道，头部13内限定出第三流道。

其中，火排本体1沿左右方向彼此正对设置的第一火排板11a和第二火排板11b，第一火排板11a的厚度t1与第二火排板11b的厚度t2相等，第一火排板11a包括第一流道部111和第一连接部112，第一流道部111由第一火排板11a的一部分沿朝向远离第二火排板11b的方向凸出形成，第一流道部111和第一连接部112均位于第一火排板11a的下部；第二火排板11b包括第二流道部121和第二连接部122，第二流道部121由第二火排板11b的一部分沿朝向远离第一火排板11a的方向凸出形成，第二流道部121和第二连接部122均位于第二火排板11b的下部，第一流道部111和第二流道部121共同限定出第一流道，第一连接部112和第二连接部122均形成为平板结构。第一连接部112上设有两个凸起，第二连接部122上对应形成有两个凹槽，两个凸起分别一一对应卡设在两个凹槽内，且每个凸起和与其对应的凹槽同时冲压成型，每个凸起的高度和与其对应的凹槽的深度相等，以保证第一连接部112与第二连接部122紧密贴合。

如图2所示，在第二平面上、第二流道在左右方向上的宽度的最小值为x，x满足2.9mm≤x≤3.4mm，也就是说，在第二平面上、过渡部12在左右方向上的宽度的最小值为x+t1+t2。可选地，x＝3.2mm、t1＝t2＝0.3mm。

在第一平面上、扩张段101的投影具有位于扩张段101的中心轴线两侧的第一边线101a和第二边线101b，第一边线101a位于扩张段101的中心轴线的上侧、第二边线101b位于扩张段101的中心轴线的下侧，折射段102的投影具有位于折射段102的中心轴线两侧的第三边线102a和第四边线102b，第三边线102a和第四边线102b均形成为弧线段且第四边线102b的曲率小于第三边线102a的曲率，第三边线102a与第一边线101a直接相连、第四边线102b与第二边线101b直接相连，第一边线101a、第二边线101b和扩张段101的中心轴线均形成为直线段，第一边线101a与第二边线101b关于扩张段101的中心轴线呈非对称，且第一边线101a与扩张段101的中心轴线之间的夹角α与第二边线101b与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的夹角β满足10°≤α+β≤11°、且α＜β。其中，第一平面为火排本体1的纵截面；α＝4.2°、β＝6.4°。

如图1和图3所示，第一边线101a的第一端(例如，如图1中的左端)和第二边线101b的第一端(例如，如图1中的左端)均位于扩张段101的下游端，且第一边线101a的第一端和第二边线101b的第一端位于火排100的同一横截面内，第一边线101a的第二端(例如，如图1中的右端)和第二边线101b的第二端(例如，如图1中的右端)可以位于火排100的同一横截面内，第一边线101a的第一端与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离a小于第二边线101b的第一端与扩张段101的中心轴线在第一平面上的投影之间的距离b。其中，a＝7.5mm、b＝8.5mm。

火排本体1外的左右两侧分别设有稳焰片2，每个稳焰片2可以大致形成为板状结构，每个稳焰片2与火排本体1之间可以通过点焊的方式固定相连，且每个稳焰片2的下端可以与火排本体1紧密贴合、每个稳焰片2的前端和后端均与火排本体1紧密贴合、每个稳焰片2的上部与火排本体1间隔设置，使得每个稳焰片2与火排本体1之间限定出与流道10连通的通道，以使稳焰片2可以对火孔13a处的火焰起到稳焰作用；其中，每个稳焰片2上还形成有朝向远离火排本体1中心延伸的传火片21，以减小相邻两个火排100之间的火焰距离，方便了相邻火排100之间的传火，实现相邻火排100之间稳定、快速传火。

根据本发明实施例的用于燃烧器的火排100，有效改善了扩张段101到折射段102的过渡，减小气流的流动阻力损失，从而增强了火排100的引射能力，同时有利于增强燃气、空气的预混效果，实现燃气、空气的均匀混合。当火排100应用于燃烧器时，可以改善燃烧器的引射系数，使得燃烧器的一次引射系数可以维持在0.6左右，燃气与空气的比例最佳，避免产生大量烟气，保证燃烧充分，同时避免了火焰的跳动、避免了燃烧噪音，保证燃烧安静。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。