CN112682791B - 燃烧换热组件及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃烧换热组件及燃气热水器，燃烧换热组件包括换热组件、燃烧器和回流件，换热组件包括两个热交换器及形成有热交换室的壳体组件，两个热交换器均设于热交换室内且其中一热交换器用以通过外部空气；燃烧器形成具有气体进口和烟气出口的高温空气燃烧室，燃烧器设于热交换室内，高温空气燃烧室用以进行高温空气燃烧反应，并将燃烧排出的烟气依次经过两个热交换器；回流件设于高温空气燃烧室，用以将经高温空气燃烧室内燃烧后流向烟气出口方向的烟气回引至流向气体进口方向。本发明实现了一种具体可行的具有高温空气燃烧功能的燃烧换热组件及燃气热水器。

Description

燃烧换热组件及燃气热水器

本申请要求2019年10月17日，申请号为201910992986.8，申请名称为“燃烧器及燃气热水器”的中国专利申请的优先权，在此将其全文引入作为参考。

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，特别涉及一种燃烧换热组件及燃气热水器。

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，通常为3％～5％。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，降低了热力型氮氧化物生成，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，并没有用于家用生活中。

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换热组件及燃气热水器。

为实现上述目的，本发明提出一种燃烧换热组件，包括：

换热组件，包括两个热交换器及形成有热交换室的壳体组件，所述两个热交换器均设于所述热交换室内，且其中一所述热交换器用以通过外部空气；

燃烧器，所述燃烧器形成具有气体进口和烟气出口的高温空气燃烧室，所述燃烧器设于所述热交换室内，所述高温空气燃烧室用以进行高温空气燃烧反应，并将燃烧排出的烟气依次经过所述两个热交换器；以及，

回流件，设于所述高温空气燃烧室，用以将经所述高温空气燃烧室内燃烧后流向所述烟气出口方向的烟气回引至流向所述气体进口方向。

在一实施例中，所述两个热交换器包括用以通过外部空气的第一热交换器、及第二热交换器；

所述第一热交换器设于所述燃烧器的一侧，所述第二热交换器设于所述第一热交换器背向所述燃烧器的一侧。

在一实施例中，所述燃烧器的外壁与所述热交换室的室壁之间形成与所述高温空气燃烧室连通的烟气通道，所述烟气通道与所述高温空气燃烧室的连通口远离所述两个热交换器设置。

在一实施例中，所述壳体组件设有与所述热交换室连通的排烟口，所述排烟口设于所述第二热交换器背向所述燃烧器的一侧。

在一实施例中，所述高温空气燃烧室在所述回流件所在位置处形成有连通所述气体进口的射流通道；

所述回流件具有位于所述射流通道的出气口处的导向面，且在远离所述气体进口的方向上，所述导向面呈逐渐朝向所述高温空气燃烧室的侧壁方向延伸，以将通过所述射流通道的烟气引导至流向所述气体进口方向。

在一实施例中，在远离所述气体进口的方向上，所述射流通道的出气口呈渐扩设置。

在一实施例中，在靠近所述气体进口的方向上，所述射流通道的进气口呈渐扩设置。

在一实施例中，所述射流通道具有连接其进气口及出气口的主体段；

所述主体段自所述高温空气燃烧室的气体进口朝向所述高温空气燃烧室的烟气出口方向延伸设置。

在一实施例中，所述回流件呈筒状设置；或者，

所述回流件呈板状设置，且所述回流件与所述高温空气燃烧室的室壁之间共同围合构成所述回流通道。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种燃气热水器，包括：

如上所述的燃烧换热组件；

进风组件，用于吸入外部空气并通过其中一所述热交换器加热至预设目标温度后输送给所述高温空气燃烧室；以及，

燃气组件，用于向所述高温空气燃烧室喷射燃气，以供所述燃烧器进行高温空气燃烧。

在一实施例中，所述两个热交换器包括用以通过外部空气的第一热交换器；

所述进风组件用于吸入外部空气，并通过所述第一热交换器加热至预设目标温度后输送给所述高温空气燃烧室。

在一实施例中，所述进风组件设有多个送风口，其中：

所述第一热交换器横跨所述热交换室设置，所述送风口对应所述第一热交换器的两端部设有两个；或者，

所述第一热交换器设于所述热交换室的一侧，所述送风口对应所述第一热交换器所在位置处设有多个；或者，

所述第一热交换器环绕所述热交换室的周向设置，所述送风口对应所述第一热交换器的周向设有多个。

在一实施例中，所述燃气组件具有喷射口；

所述喷射口依次穿过所述热交换室和所述第一热交换器后，设于所述高温空气燃烧室内。

在一实施例中，所述燃气组件的喷射口穿过所述第一热交换器的中部设置。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括加热器和控制器，所述控制器电性连接所述加热器，所述控制器用以控制所述加热器对所述进风组件吸入的外部空气加热，且在所述燃烧器排出的烟气经过对应的所述热交换器时控制所述加热器关闭。

在一实施例中，所述燃气热水器还包括阀体，所述阀体设于所述燃气组件，所述阀体用于在所述进风组件将加热至预设目标温度的外部空气输送给所述高温空气燃烧室后打开，以供燃气进入所述高温空气燃烧室。

本发明提供的技术方案中，高温空气燃烧室内进行高温空气燃烧后产生烟气，烟气在回流件的引导下自烟气出口方向回流至气体进口方向，产生卷吸效应，使得高温烟气回流，一方面实现保温，使得高温空气燃烧室内燃气能够自燃，另一方面稀释空气，使氧气浓度低于一定值，实现均匀燃烧；高温空气燃烧室内燃烧后产生的烟气依次流通至两个热交换器，并通过其中一热交换器来对外部空气进行加热，即能够辅助或者替代进风组件原有的高温预热方式；且通过另一热交换器来对自来水加热。

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为本发明提供的燃气热水器的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的燃气热水器的第二实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的燃气热水器的第三实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				11	热交换器	21	高温空气燃烧室
111	第一热交换器	3	进风组件
				112	第二热交换器	4	燃气组件
12	壳体组件	5	回流件
				121	热交换室	51	射流通道
13	烟气通道	52	导向面
				14	排烟口	53	主体段
2	燃烧器	6	水管

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

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。

发明提出的燃烧换热组件，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，以燃烧换热组件应用于燃气热水器为例进行说明。

基于此，本发明提供的燃气热水器包括燃烧换热组件、进风组件3以及燃气组件4，其中，燃烧换热组件包括换热组件(附图未标示)以及燃烧器2、进风组件3以及燃气组件4。具体地，换热组件包括热交换器11及形成有热交换室121的壳体组件12，热交换器11设于热交换室121内；燃烧器2形成具有气体进口和烟气出口的高温空气燃烧室21，燃烧器2设于热交换室121 内，高温空气燃烧室21内燃烧排出的烟气经过热交换器11；进风组件3用于吸入外部空气并将其加热至预设目标温度后输送给高温空气燃烧室21；燃气组件4用于向高温空气燃烧室21喷射燃气，以供燃烧器2燃烧。

高温空气燃烧的主要特点是：化学反应需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：需要保证炉内大部分区域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。

需要说明的是，本实施例通过高温预热空气并配合高速射流实现卷吸高温烟气并稀释，使高温空气燃烧室21内的燃气和空气混合均匀，这样高温空气燃烧室21的氧气浓度也会均衡，并低于一定值，这样，燃烧的时候不仅燃气能够得到充分燃烧，这样就降低了污染物的排放，并且，高温空气燃烧室 21内也会燃烧均匀，不会出现局部燃烧过旺而产生噪音的问题。另外，通过高速射流卷吸还实现了高温烟气的回流，就能够保持高温空气燃烧室21温度高于燃料的自燃点，只要持续通入燃气就可以维持燃烧。

此外，本发明中提供的具有高温空气燃烧功能的燃气热水器，这种燃烧器框架的结构，能够将实现高温空气燃烧的组件小型化，使得具有更多的应用空间和价值，又加之噪音低，燃烧充分，排放废气污染小，在应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时，不仅满足了要求，而且还带来了现有热水器中燃烧器所不具备的燃烧充分、低污染物排放的效果。

可以理解的是，通过进风组件3可以将空气加热至目标温度而实现高温预热空气，并与燃气组件4接入的燃气配合进行卷吸效应，使得在高温空气燃烧室21内形成喷射燃烧区以及烟气回流区，使部分高温烟气在高温空气燃烧室21内强烈循环，继而将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，循环的高温烟气同时能够维持高温空气燃烧室21较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现燃料的自燃，之后则不需要点火。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燃气和空气，使氧气浓度低于一定值，且温度高于燃料的自燃点。燃烧后的热量输送至热交换器11进行换热，以制得热水。需要说明的是，用以进行高速射流的可以仅是空气、仅是燃气或者空气混合燃气，但为了便于理解，以下均以仅以燃气进行高速射流为例进行说明。

在所述换热组件中，壳体组件12可以呈一体成型设置，也可以呈分体设置，其中，当壳体组件12呈分体设置时，其分体组件可以通过螺接固定、粘接固定或者卡扣固定等方式进行接合固定；壳体组件12围合构成的内腔即为热交换室121，热交换室121的设置数量可以是一个或者多个；热交换室121 的横截面根据实际需求可以表现为多种形状，例如呈圆形、椭圆形或者多边形。热交换器11的数量可以设置为一个或者多个，其中至少一个所述热交换器11用以连接水管6，水管6接入冷水，并在热交换器11的作用下进行换热。

进风组件3包括进风主体，进风主体形成有进风通道，进风通道至少部分设于热交换室121内，且进风通道具有送风口和出风口，所述出风口连通高温空气燃烧室21，进风通道可设置有风机等结构来吸入外部空气，并向高温空气燃烧室21内送风。通过进风组件3可以将空气加热至目标温度而实现空气的高温预热，其中，高温预热后的空气温度不能低于600摄氏度，一般控制在600至1200摄氏度可以保证高温空气燃烧。其中，要达到目标温度可以通过控制加热时间、加热功率等方式实现。进风组件3还可以包括测温装置(附图未标示)，测温装置设置在测量高温空气燃烧室21内且靠近进风通道的送风口处，用以测量经进风通道进入高温空气燃烧室21的外部空气是否达到预设目标温度。

燃气组件4包括燃气主体，燃气主体形成有燃气流道，燃气流道至少部分设于热交换室121内，且燃气流道具有进气口和喷射口，燃气流道的进气口用以接入外部燃气管路，燃气流道的喷射口连通高温空气燃烧室21，用以通过燃气流道的喷射口向高温空气燃烧室21内喷射燃气。燃气组件4还可以包括点火装置，该点火装置用于点燃高温空气燃烧室21内的燃气，使得燃气起燃，以形成上述的喷气燃烧区。需要说明的是，燃气喷射管的喷射速度通常是通过试验预先确定和设定的，之后基本不会改变，因此，高温空气燃烧室21的氧气浓度大小则可以通过控制燃气和空气比例实现。基于该理论基础，具体实现高温空气燃烧室21的氧气浓度大小控制则并已不具备难度，此处则不再赘述。

基于上述，为了优化燃气热水器的性能，请参阅图1，在本发明提供的第一实施例中，所述换热组件设有两个所述热交换器11，其中，所述两个热交换器11均设于所述热交换室121内。所述燃烧器2的高温空气燃烧室21内燃烧排出的烟气依次经过所述两个热交换器11；所述进风组件3用于吸入外部空气并通过其中一热交换器11加热至预设目标温度后输送给高温空气燃烧室21；所述燃气组件4仍用于向高温空气燃烧室21喷射燃气，以供燃烧器2 燃烧。

可以理解的是，进风组件3进行外部吸入空气的高温预热，且与燃气组件4喷射的燃气配合而实现卷吸效应，满足了MILD燃烧的条件；高温空气燃烧室21内燃烧后产生的烟气依次流通至两个热交换器11，并通过其中一热交换器11来对进风组件3继续吸入的外部空气进行加热，即能够辅助或者替代进风组件3原有的高温预热方式；且通过另一热交换器11来对自来水换热。如此，便实现了一种具体可行的具有高温空气燃烧(MILD燃烧)功能的燃气热水器。

在第一实施例中，两个热交换器11包括第一热交换器111和第二热交换器112；第一热交换器111设于燃烧器2的一侧，第二热交换器112设于第一热交换器111背向燃烧器2的一侧。也即，燃烧器2位于第一热交换器111 和第二热交换器112的同一侧，而非设置于第一热交换器111和第二热交换器 112之间。如此，高温空气燃烧室21内燃烧产生的烟气统一朝向第一热交换器111流通，即可达到烟气依次经过两个热交换器11的目的。烟气的统一流通，一方面能够减少烟气在流通过程中产生的热损耗，另一方面能同步实现烟气对其中之一的热交换器11处流通的外部空气进行高温预热、以及烟气对其中另一的热交换器11处流通的自来水进行换热。

进一步地，在第一实施例中，燃烧器2设于两个热交换器11的竖直下方。也即，两个热交换器11均位于燃烧器2的竖直上方。可以理解，高温空气燃烧室21内燃烧产生的烟气的密度一般较空气的密度更小，使得烟气较空气更轻，将燃烧器2设于较低处，则无需额外设置动力结构驱动，烟气即可沿竖直方向向上飘，达到依次经过两个热交换器11的目的，有助于简化燃气热水器的整体结构，且降低燃气热水器的整体成本。

需要说明的是，上述并不构成对燃烧器2所有构件的安装方位的限制，只需确保燃烧器2中高温空气燃烧室21与热交换室121的连通处设于两个热交换器11的同一侧，以实现烟气沿一个方向流通而能够依次经过两个热交换器11即可。燃烧器2的其他构件可以根据实际需要设置为穿设于两个热交换器11之间、或者分设于两个热交换器11的两侧等均可。

当然，在其他实施例中，燃烧器2也可以设置在两个热交换室121的中间，此时，需要在高温空气燃烧室21的出口处设置一分流件，所述分流件用于将高温空气燃烧室21内燃烧产生的烟气分流至分别朝向两个热交换器11，从而实现两个热交换器11的同时换热或者依次换热。

鉴于上述，第一热交换器111和第二热交换器112中的任意一个可用于对进风组件3中通过的外部空气进行高温预热，另一即用于对水管6中通过的自来水进行换热；第一热交换器111相较于第二热交换器112更靠近燃烧器2 设置，由于高温空气燃烧室21内燃烧产生的烟气必然携带热量，该热量在传输过程中可能存在损耗，可以理解，当烟气依次经过第一热交换器111和第二热交换器112时，第一热交换器111处得到的换热热量相较于第二热交换器 112处得到的换热热量更高。高温预热后的空气温度要求不能低于600摄氏度，这远高于水管6中自来水的换热需求，因此，在第一实施例中，进风组件3 用于吸入外部空气，并通过第一热交换器111加热至预设目标温度后输送给高温空气燃烧室21。

接着，在上第一实施例中，进风组件3设有多个送风口，一所述送风口对应形成一所述进风通道。送风口的具体设置与第一热交换器111的结构相关，其中，当第一热交换器111呈纵长形，且第一热交换器111横跨热交换室 121设置时，送风口可对应第一热交换器111的两端部设有两个，使得形成的两个进风通道对应第一热交换器111的主体设置，此时第一热交换器111可同时作用于两个进风通道，实现所有进风通道内流通的空气的同步高温预热；或者，第一热交换器111呈块状，且第一热交换器111设于热交换室121的一侧，送风口对应第一热交换器111所在位置处设有多个，使得形成的多个进风通道对应第一热交换器111的主体设置，此时第一热交换器111可同时作用于多个进风通道，实现所有进风通道内流通的空气的同步高温预热；或者，第一热交换器111呈环状设置，且第一热交换器111环绕热交换室121的周向设置，送风口对应第一热交换器111的周向设有多个，使得形成的多个进风通道对应第一热交换器111的主体设置，此时第一热交换器111可同时作用于多个进风通道，实现所有进风通道内流通的空气的同步高温预热。

此外，在第一实施例中，燃气热水器还包括加热器(附图未标示)和控制器(附图未标示)，控制器电性连接加热器，控制器用以控制加热器对进风组件3吸入的外部空气加热，且在燃烧器2排出的烟气经过对应的热交换器11时控制加热器关闭。当然，也可以设置为，控制器用以在燃烧器2排出的烟气经过对应的热交换器11时控制加热器的功率减小，以实现热交换器11 与加热器共同高温预热空气的目的。其中，加热器可以是电加热丝、电加热管等电加热元件，也可以是利用燃气和空气混合燃烧产生热量的预加热装置。电加热元件具体可参考电吹风等制热风设备。需要说明的是，加热器可以设置为一个或者多个，当加热器设为多个时，可实现外部空气的多级预热。控制器可参考现有技术，设置为控制芯片或者控制电路，此处不做详述。

结合上述燃气热水器的第一实施例，阐述本发明的燃气热水器的工作原理：

燃气热水器启动后，进风组件3吸入外部空气并进行高温预热，燃气组件4喷射燃气，燃气和高温预热空气按照预设比例进入高温空气燃烧室21内，被点燃后产生高温烟气，高温烟气达到预设目标温度后，配合高速射流形成卷吸效应，使得部分烟气在高温空气燃烧室21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室21较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃。烟气自高温空气燃烧室21进入热交换室121后，首先经过第一热交换器111，为进风组件3中流通的外部空气进行换热，辅助或者替换进风组件3原有的空气高温预热方式，有助于高温空气燃烧室21内MILD燃烧的持续高效进行；烟气继续经过第二热交换器112，对第二热交换器112处设置的水管6内流通的自来水进行换热。

同样为了优化燃气热水器的性能，请参阅图2，在本发明提供的第二实施例中，所述高温空气燃烧室21具有气体进口和烟气出口；所述燃气热水器还设有回流件5，所述回流件5设于所述高温空气燃烧室21，所述回流件5用以将经高温空气燃烧室21内燃烧后流向烟气出口方向的烟气回引至流向气体进口方向。

可以理解的是，进风组件3进行外部吸入空气的高温预热，燃气组件4 喷射的燃气在点燃后产生烟气，产生卷吸效应，实现高温空气燃烧；进一步地，回流件5的设置强化了高温烟气的卷吸效果及保温效果；高温空气燃烧室21内燃烧后产生的烟气流通至热交换器11，实现对自来水的加热。如此，便实现了一种具体可行的具有高温空气燃烧(MILD燃烧)功能的燃气热水器。

具体地，在第二实施例中，高温空气燃烧室21在回流件5所在位置处形成有连通气体进口的射流通道51，也即，射流通道51用以供高温空气燃烧室 21内燃烧产生的烟气通过，射流通道51具有进气口和出气口，射流通道51 的进气口对应高温空气燃烧室21的气体进口设置。回流件5具有位于射流通道51的出气口处的导向面52，且在远离气体进口的方向上，导向面52呈逐渐朝向高温空气燃烧室21的侧壁方向延伸，以将通过射流通道51的烟气引导至流向气体进口方向，从而在对应位置处的高温空气燃烧室21的室壁与射流通道51的外壁之间形成回流区，有助于延长烟气的流通路径长，从而实现烟气的保温。

在回流件5的作用下，烟气的回流路径大致呈环状，形成回流圈，其中，导向面52的倾斜程度大致影响回流圈的环径，导向面52的具体形状和设置数量可基本确定回流圈的方位和数量，可根据实际需求进行具体调整。

进一步地，在第二实施例中，射流通道51的进气口与高温空气燃烧室21 的气体进口间隔设置，以在所述间隔处限定出供烟气重新进入射流通道51的回流通道，从而能够增加烟气在高温空气燃烧室21内循环回流的次数。射流通道51的出气口对应高温空气燃烧室21的烟气出口设置，使得至少部分烟气可在高温空气燃烧室21内经过多次回流后才经所述烟气出口流出。

此外，在第二实施例中，射流通道51还可具有连接其进气口及出气口的主体段53；该主体段53自高温空气燃烧室21的气体进口朝向高温空气燃烧室21的烟气出口方向延伸设置。如此设置，主体段53的延伸方向即限定了烟气在射流通道51内的流通方向；主体段53的直行设置，有助于减少烟气在射流通道51内的流动路径，从而避免降低或者扰乱烟气的流速，而导致影响烟气的回流效果。

当然，形成具有射流通道51的回流件5的技术方案有多种，其中例如，可以设置回流件5本身呈筒状，此时，回流件5具有外壳，外壳可以呈一体成型设置，或者由多个外壳组件分体接合构成。回流件5直接固定安装在高温空气燃烧室21的室壁上，或者通过额外设置的安装支架架设在高温空气燃烧室21的室壁上，便于拆装替换，且不影响燃烧器2本身的结构完整。

或者，回流件5可以呈板状设置，且回流件5与高温空气燃烧室21的室壁之间共同围合构成射流通道51，此时，回流件5可以设置为一个，一个所述回流件5为弧形板；或者回流件5可以设置为多个，多个所述回流件5依次拼合，构成射流通道51的部分侧的侧壁。有助于减少回流件5的设置数量和重量，从而简化燃气热水器的整体结构，且降低燃气热水器的整体重量。

当然，形成上述导向面52的技术方案有多种，在其他实施例中，可以设置在远离气体进口的方向上，射流通道51的出气口呈逐渐朝向高温空气燃烧室21的侧壁方向弯折延伸，此时，射流通道51靠近其出气口处的通道壁整体构成所述导向面52。如此设置，使得射流通道51大致呈J字形，从而实现烟气在射流通道51弯折处限定出的方向形成一个回流圈。

而在本发明提供的第二实施例中，在远离气体进口的方向上，射流通道 51的出气口呈渐扩设置，此时，射流通道51对应渐扩设置处的通道壁构成所述导向面52。如此设置，使得沿射流通道51的周向均可形成上述回流圈，使得烟气可沿射流通道51的周向进行回流，有助于优化烟气的回流效果。

接着，在第二实施例中，在靠近气体进口的方向上，射流通道51的进气口呈渐扩设置。如此设置，有助于扩大射流通道51进气口的口径，使得回流至射流通道51的进气口处的烟气大部分都能沿其进气口处的渐扩设置重新进入射流通道51内；并且，该渐扩设置有助于汇聚经射流通道51的进气口进入的烟气，有助于在一定程度上提高射流通道51内经过的烟气的速度。

结合上述燃气热水器的第二实施例，阐述本发明的燃气热水器的工作原理：

燃气热水器启动后，进风组件3吸入外部空气并进行高温预热，燃气组件4喷射燃气，燃气和高温预热空气按照预设比例进入高温空气燃烧室21内，被点燃后产生高温烟气，高温烟气达到预设目标温度后，在回流件5的作用下配合射流燃气形成卷吸效应，使得部分烟气在高温空气燃烧室21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室21较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃；回流件5的回流作用，有助于烟气在高温空气燃烧室21循环回流，通过延长流通路径来加强保温效果。烟气自高温空气燃烧室21进入热交换室 121后，经过热交换器11，对热交换器11处设置的水管6内流通的自来水进行换热。

同样为了优化燃气热水器的性能，请参阅图3，在本发明提供的第三实施例中，所述燃气热水器可以同时设置第一实施例中的两个热交换器11、以及第二实施例中的回流件5，因此，第三实施例包括上述中第一实施例和第二实施例的全部技术方案，在此不再赘述。由于回流件5有助于延长烟气在高温空气燃烧室21内的流通路径长，实现燃气和空气的充分燃烧与回流，且达到保温效果，使得自高温空气燃烧室21的烟气出口流出的烟气携带更多的换热热量，有助于两个热交换器11的充分换热。

结合上述燃气热水器的第三实施例，阐述本发明的燃气热水器的工作原理：

燃气热水器启动后，进风组件3吸入外部空气并进行高温预热，燃气组件4喷射燃气，燃气和高温预热空气按照预设比例进入高温空气燃烧室21内，被点燃后产生高温烟气，高温烟气达到预设目标温度后，在回流件5的作用下配合射流燃气形成卷吸效应，使得部分烟气在高温空气燃烧室21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室21较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃；回流件5的回流作用，有助于烟气在高温空气燃烧室21循环回流，通过延长流通路径来加强保温效果。烟气自高温空气燃烧室21进入热交换室 121后，首先经过第一热交换器111，为进风组件3中流通的外部空气进行换热，辅助或者替换进风组件3原有的空气高温预热方式，有助于高温空气燃烧室21内MILD燃烧的持续高效进行；烟气继续经过第二热交换器112，对第二热交换器112处设置的水管6内流通的自来水进行换热。

接着，在上述第一实施例、第二实施例和第三实施例中，燃气组件4具有喷射口；喷射口依次穿过热交换室121和第一热交换器111后，设于高温空气燃烧室21内。可以理解的是，MILD燃烧器2的体积较小，便于应用于小体积的燃气热水器等设备中，应用前景更广。因此，燃气组件4的喷射口直接穿过热交换室121和第一热交换器111后，伸入至高温空气燃烧室21内，可避免燃气与热交换室121内流通的烟气相互干扰，且有利于燃气热水器的结构紧凑。安装后，燃气组件4的喷射口在高温空气燃烧室21内朝向竖直下方，使得在喷射燃气时，会在喷射的气流的两侧形成卷吸效应，部分高温烟气在高温空气燃烧室21内循环并稀释点燃空气射流，以维持高温空气燃烧。

进一步地，在上述实施例中，燃气组件4的喷射口穿过第一热交换器111 的中部设置。将燃气组件4的喷射口设置在中部，使得喷射出的燃气射流两侧的空间大小对称，从而使得在喷射出的燃气射流两侧形成的卷吸气流更为均衡，让整个高温空气燃烧室21内的空气和燃气得到充分的稀释混合。需要说明的是，燃气组件4的喷射口尽量设置在高温空气燃烧室21的顶部，保证气体的喷射距离，提高卷吸效果。

基于上述，当进风组件3具有多个送风口时，即相当于形成多个进风通道，多个进风通道可以共用一个出风口，或者多个进风通道也可以分别配置一出风口。其中，当进风组件3具备至少两个出风口时，至少两个出风口对应燃气组件4的喷射口的周向间隔设置。例如，当进风组件3设有两个出风口时，两个出风口对应燃气组件4的喷射口的横向两侧间隔设置。多个出风口沿喷射口的周向间隔排布，可以是关于喷射口的中心线呈中心对称、关于喷射口的半径线呈轴对称、等距排布或者是随机分散排布等，可根据实际需求进行具体调整。如此设置，高温预热空气分别自燃气的周向进入高温空气燃烧室21内，使得燃烧更为充分，产生的烟气更为完全，均衡卷吸效果，且有益于燃气和空气得到充分的稀释混合，维持高温空气燃烧。

接着，在上述实施例中，燃烧器2的外壁与热交换室121的室壁之间形成与高温空气燃烧室21连通的烟气通道13，烟气通道13与高温空气燃烧室 21的连通口远离两个热交换器11设置。烟气通道13为烟气的流通限定出了准确的流向，且烟气通道13与高温空气燃烧室21的连通口远离两个热交换器11设置，有助于延长烟气的流通路径，避免高温空气燃烧室21内产生的烟气快速排出而使得温度骤变；另外，烟气通道13的设置，相当于包裹于燃烧器2外周的保温结构，有助于保持燃烧器2内高温空气燃烧室21的温度，避免燃烧器2的热量散失，保证高温空气燃烧室21内的烟气处于目标温度或者目标温度以上，也即高于燃料的自燃点，从而能够保证充分自燃。

具体地，当燃烧器2设于热交换器11的竖直下方时，燃烧器2与热交换室121的连通处，也即烟气出口设于燃烧器2的底部，以便进一步延长与热交换器11之间的距离，优化保温效果。

进一步地，壳体组件12设有与热交换室121连通的排烟口14，排烟口14设于第二热交换器112背向燃烧器2的一侧。高温空气燃烧室21内燃烧产生的烟气经过热交换器11、或者依次经过两个热交换器11后，分别为外部空气进行高温预热、以及为自来水进行良好换热。排烟口14设于第二热交换器 112背向燃烧器2的一侧，使得烟气对热交换器11充分换热后，才自排烟口14排出，有利于烟气的充分利用。

此外，燃气热水器还包括阀体(附图未标示)，阀体设于燃气组件4，阀体用于在进风组件3将加热至预设目标温度的外部空气输送给高温空气燃烧室21后打开，以供燃气进入高温空气燃烧室21。阀体可直接通过用户手动操作来打开或者关闭，也可以与上述的控制器电性连接，并在控制器的控制下进行打开或者关闭。高温预热后的外部空气首先进入高温空气燃烧室21内，为燃气进入并点燃提供足够的空气和温度。燃气与空气点燃后产生烟气，并通过高速射流形成卷吸效应，使部分烟气在高温空气燃烧室21内循环回流，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室21较高的温度，保证温度高于燃料的自燃点，实现自燃。

Claims (15)

1.一种燃烧换热组件，其特征在于，包括：

换热组件，包括两个热交换器及形成有热交换室的壳体组件，所述两个热交换器均设于所述热交换室内，且其中一所述热交换器用以通过外部空气；

燃烧器，所述燃烧器形成具有气体进口和烟气出口的高温空气燃烧室，所述燃烧器设于所述热交换室内，所述高温空气燃烧室用以进行高温空气燃烧反应，并将燃烧排出的烟气依次经过所述两个热交换器；以及，

回流件，设于所述高温空气燃烧室，用以将经所述高温空气燃烧室内燃烧后流向所述烟气出口方向的烟气回引至流向所述气体进口方向；

所述高温空气燃烧室在所述回流件所在位置处形成有连通所述气体进口的射流通道，所述回流件具有位于所述射流通道的出气口处的导向面，且在远离所述气体进口的方向上，所述导向面呈逐渐朝向所述高温空气燃烧室的侧壁方向延伸，以将通过所述射流通道的烟气引导至流向所述气体进口方向。

2.如权利要求1所述的燃烧换热组件，其特征在于，所述两个热交换器包括用以通过外部空气的第一热交换器、及第二热交换器；

所述第一热交换器设于所述燃烧器的一侧，所述第二热交换器设于所述第一热交换器背向所述燃烧器的一侧。

3.如权利要求2所述的燃烧换热组件，其特征在于，所述燃烧器的外壁与所述热交换室的室壁之间形成与所述高温空气燃烧室连通的烟气通道，所述烟气通道与所述高温空气燃烧室的连通口远离所述两个热交换器设置。

4.如权利要求2所述的燃烧换热组件，其特征在于，所述壳体组件设有与所述热交换室连通的排烟口，所述排烟口设于所述第二热交换器背向所述燃烧器的一侧。

5.如权利要求1所述的燃烧换热组件，其特征在于，在远离所述气体进口的方向上，所述射流通道的出气口呈渐扩设置。

6.如权利要求1所述的燃烧换热组件，其特征在于，在靠近所述气体进口的方向上，所述射流通道的进气口呈渐扩设置。

7.如权利要求5至6任意一项所述的燃烧换热组件，其特征在于，所述射流通道具有连接其进气口及出气口的主体段；

所述主体段自所述高温空气燃烧室的气体进口朝向所述高温空气燃烧室的烟气出口方向延伸设置。

8.如权利要求5至6任意一项所述的燃烧换热组件，其特征在于，所述回流件呈筒状设置；或者，

所述回流件呈板状设置，且所述回流件与所述高温空气燃烧室的室壁之间共同围合构成回流通道。

9.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任意一项所述的燃烧换热组件；

进风组件，用于吸入外部空气并通过其中一所述热交换器加热至预设目标温度后输送给所述高温空气燃烧室；以及，

燃气组件，用于向所述高温空气燃烧室喷射燃气，以供所述燃烧器进行高温空气燃烧。

10.如权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，所述两个热交换器包括用以通过外部空气的第一热交换器；

所述进风组件用于吸入外部空气，并通过所述第一热交换器加热至预设目标温度后输送给所述高温空气燃烧室。

11.如权利要求10所述的燃气热水器，其特征在于，所述进风组件设有多个送风口，其中：

所述第一热交换器横跨所述热交换室设置，所述送风口对应所述第一热交换器的两端部设有两个；或者，

所述第一热交换器设于所述热交换室的一侧，所述送风口对应所述第一热交换器所在位置处设有多个；或者，

所述第一热交换器环绕所述热交换室的周向设置，所述送风口对应所述第一热交换器的周向设有多个。

12.如权利要求11所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气组件具有喷射口；

所述喷射口依次穿过所述热交换室和所述第一热交换器后，设于所述高温空气燃烧室内。

13.如权利要求11所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气组件的喷射口穿过所述第一热交换器的中部设置。

14.如权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括加热器和控制器，所述控制器电性连接所述加热器，所述控制器用以控制所述加热器对所述进风组件吸入的外部空气加热，且在所述燃烧器排出的烟气经过对应的所述热交换器时控制所述加热器关闭。

15.如权利要求9所述的燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器还包括阀体，所述阀体设于所述燃气组件，所述阀体用于在所述进风组件将加热至预设目标温度的外部空气输送给所述高温空气燃烧室后打开，以供燃气进入所述高温空气燃烧室。

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