燃燒器、燃氣熱水器以及加熱水的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了燃燒器、燃氣熱水器以及加熱水的方法。該燃燒器包括：可燃氣體預(yù)混單元，所述可燃氣體預(yù)混單元具有空氣入口、燃氣入口、燃氣控制閥、多個預(yù)混氣體出口以及至少一個預(yù)混氣體控制閥，其中，所述燃氣控制閥與所述燃氣入口相連，所述預(yù)混氣體控制閥與所述預(yù)混氣體出口相連；以及多個催化燃燒單元，所述催化燃燒單元與所述預(yù)混氣體出口相連。由此，可以可以節(jié)約能源，提高燃氣利用效率。
【專利說明】
燃燒器、燃氣熱水器以及加熱水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及燃燒器、燃氣熱水器以及加熱水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，工業(yè)技術(shù)的不斷進步，汽車尾氣、工業(yè)廢氣、家用燃氣具廢氣中的一氧化碳(CO)以及氮氧化物(NOx)等有害氣體排放入大氣中，嚴重污染環(huán)境。同時這些廢氣與人體的血紅蛋白有很強的親和力，親和后生成碳氧血紅蛋白，從而消弱血液向各組織輸氧的功能，重者危害人體健康，甚至導(dǎo)致生命危險。在家用燃氣電器或器具，如燃氣熱水器以及燃氣爐等的使用過程中，各種高碳燃料中的芳香稠環(huán)化合物，在火焰燃燒方式下，進行氧化反應(yīng)生產(chǎn)一氧化碳以及氮氧化物氣體，該類化合物穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)使它在火焰中的穩(wěn)定時間相當長，可以穿過整個電器或器具的反應(yīng)區(qū)間進入尾氣中，致使燃燒尾氣中攜有C0/N0x等不完全燃燒產(chǎn)物。這些不完全燃燒產(chǎn)物大多為帶有惡臭、致癌性或毒性很強的有害氣體，一般不能將其直接排放至大氣中，國家也非常重視環(huán)境污染問題，陸續(xù)出臺有關(guān)法律法規(guī)，規(guī)定有害氣體排放標準。
[0003]然而，如何有效地降低燃氣熱水器排放的煙氣中氮氧化物、一氧化碳等有毒有害氣體的含量，仍是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是基于發(fā)明人對于以下事實和問題的發(fā)現(xiàn)和認識作出的:
[0005]目前的燃氣熱水器，多通過對燃燒器進行設(shè)計，采用濃淡燃燒或分級燃燒的方式，或是通過催化燃燒煙氣發(fā)生氧化反應(yīng)，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。發(fā)明人經(jīng)過深入研究以及大量實驗發(fā)現(xiàn)，通過濃淡燃燒或分級燃燒的方式只能降低氮氧化物的排放，不能降低CO的排放;而催化燃燒煙氣發(fā)生氧化反應(yīng)的方式，在燃燒煙氣產(chǎn)生后再通過催化降解的方式降低CO含量，但同時會導(dǎo)致氮氧化物含量的升高，并且通過后續(xù)催化降解的方法是在已經(jīng)產(chǎn)生有害煙氣后再消除的補救措施，不能從源頭進行控制。
[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出了能夠?qū)崿F(xiàn)無焰催化燃燒的燃燒器，通過控制空氣、燃氣的比例，在催化劑的作用下，在較低的起燃溫度下實現(xiàn)無焰燃燒，從而可以加深可燃氣體的氧化程度，燃燒程度較完全，從而使燃料氧化分解為燃燒最終產(chǎn)物，生產(chǎn)二氧化碳以及水，并釋放大量熱量，從而降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。
[0007]在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種燃燒器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該燃燒器包括:可燃氣體預(yù)混單元，所述可燃氣體預(yù)混單元具有空氣入口、燃氣入口、燃氣控制閥、多個預(yù)混氣體出口以及至少一個預(yù)混氣體控制閥，其中，所述燃氣控制閥與所述燃氣入口相連，所述預(yù)混氣體控制閥與所述預(yù)混氣體出口相連；以及多個催化燃燒單元，所述催化燃燒單元與所述預(yù)混氣體出口相連。由此，可以通過控制空氣、燃氣的比例，在催化劑的作用下，在較低的起燃溫度下實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以加深可燃氣體的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放;并且，該燃燒器可以根據(jù)實際情況控制供給至催化燃燒單元的預(yù)混空氣，通過對進行無焰催化燃燒的預(yù)混空氣流量進行控制，實現(xiàn)對燃燒放熱的控制，進而可以節(jié)約能源，提高燃氣利用效率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述可燃氣體預(yù)混單元具有一個所述預(yù)混氣體控制閥。由此，可以實現(xiàn)供給至多個催化燃燒單元的預(yù)混氣體的量均相同，實現(xiàn)均勻燃燒。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述催化燃燒單元包括:無焰燃燒組件；以及催化燃燒部，所述催化燃燒部設(shè)置在所述無焰燃燒組件中，所述催化燃燒部包括催化劑。由此，可以在催化劑的作用下，在較低的起燃溫度下實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以加深可燃氣體的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述催化燃燒單元的橫截面為圓形、橢圓形、規(guī)則多邊形以及不規(guī)則形狀的至少之一。由此，可以根據(jù)實際情況選擇催化燃燒單元的形狀，進一步提高該燃燒器的使用功能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述多個催化燃燒單元排列在所述燃燒器的同一橫截面上。由此，可以進一步提高該燃燒器的使用功能。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述多個催化燃燒單元的排列方式為單排排列、多排排列或交叉排列。由此，可以實現(xiàn)對燃燒區(qū)域的控制。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述催化燃燒部為涂覆在所述無焰燃燒組件的內(nèi)表面上的催化劑涂層。由此，可以實現(xiàn)催化燃燒單元的無焰催化燃燒。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述催化燃燒部包括涂覆有催化劑涂層的催化燃燒套件，所述催化燃燒套件固定在所述無焰燃燒組件內(nèi)部，所述催化燃燒套件是由堇青石蜂窩陶瓷、鐵鉻鋁蜂窩金屬網(wǎng)板以及鐵鉻鋁蜂窩金屬的至少之一構(gòu)成的。上述具有催化劑涂層催化燃燒套件可以在預(yù)混氣體通過上述套件并進行燃燒的過程中，利用催化劑涂層降低起燃溫度，從而實現(xiàn)催化燃燒單元的無焰催化燃燒。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述催化劑是由貴金屬催化劑以及非貴金屬催化劑的至少之一形成的，其中，所述非貴金屬催化劑含有1丐鈦礦型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一;所述貴金屬催化劑含有鉑、鈀、銠的至少之一。上述催化劑可以有效降低預(yù)混氣體的起燃溫度，從而實現(xiàn)催化燃燒單元的無焰催化燃燒。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述貴金屬催化劑包括:載體以及貴金屬，所述載體為三氧化二鋁，所述貴金屬包括鉑、鈀以及銠，其中，所述鉑、鈀以及銠的質(zhì)量比為1:5:2。上述催化劑可以有效降低預(yù)混氣體的起燃溫度，從而實現(xiàn)催化燃燒單元的無焰催化燃燒。
[0017]在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種燃氣熱水器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該燃氣熱水器包括:殼體;前面所述的燃燒器，所述燃燒器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部;熱交換器，所述熱交換器設(shè)在所述殼體內(nèi)部，所述熱交換器與所述燃燒器相連；以及控制器，所述控制器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部。由此，可以利用前面的燃燒器實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以降低氮氧化物以及一氧化碳的含量，提高燃料利用效率，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，該燃氣熱水器進一步包括:送風裝置，所述送風裝置設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并與所述燃燒器的空氣入口相連，所述送風裝置為直流風機;集煙罩，所述集煙罩設(shè)置在所述殼體內(nèi)且與所述熱交換器相連；以及供水裝置，所述供水裝置與所述熱交換器相連。由此，可以進一步提高該燃氣熱水器的性能。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述供水裝置包括:進水閥，所述進水閥設(shè)置在所述殼體上；出水閥，所述出水閥設(shè)置在所述殼體上；以及水流通道，所述水流通道一端與所述進水閥相連，另一端與所述出水閥相連，所述水流通道盤繞地設(shè)置在所述熱交換器的外壁上。由此，可以有效地利用燃燒煙氣中的顯熱對水流進行加熱，進而可以提高該燃氣熱水器的使用效果。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述供水裝置包括:進水閥，所述進水閥設(shè)置在所述殼體上；出水閥，所述出水閥設(shè)置在所述殼體上；以及水流通道，所述水流通道一端與所述進水閥相連，另一端與所述出水閥相連，所述水流通道的至少一部分設(shè)置在所述熱交換器內(nèi)部。由此，可以有效地利用燃燒煙氣中的顯熱對水流進行加熱，進而可以提高該燃氣熱水器的使用效果。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制裝置與所述燃燒器的燃氣控制閥以及預(yù)混氣體控制閥電連接。由此，可以實現(xiàn)根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)對催化燃燒單元中預(yù)混空氣流量的控制。
[0022]在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提出了一種利用前面所述的燃氣熱水器加熱水的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:(I)利用控制器，使燃燒器進行無焰催化燃燒；(2)利用熱交換器使所述燃燒器產(chǎn)生的煙氣與水流進行換熱，以便獲得熱水。由此，可以使該燃氣熱水器實現(xiàn)無焰催化燃燒，并根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)對燃燒器中催化燃燒單元中預(yù)混空氣流量進行控制，使該燃氣熱水器更加節(jié)能環(huán)保。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實施例，步驟(I)進一步包括:(1-1)利用所述控制器控制所述燃燒器的燃氣控制閥，以便可燃氣體預(yù)混單元中的預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)為I.I?1.5; (1-2)將所述預(yù)混氣體供給至所述多個催化燃燒單元，在所述多個催化燃燒單元中進行無焰催化燃燒。由此，可以實現(xiàn)該燃氣熱水器實現(xiàn)無焰催化燃燒。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在步驟(1-2)中，根據(jù)用戶設(shè)置的所述熱水的水溫，通過控制器調(diào)節(jié)所述預(yù)混氣體控制閥的流量，以便控制供給至所述多個催化燃燒單元的所述預(yù)混氣體的流量。由此，可以實現(xiàn)均勻燃燒，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的催化燃燒單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的催化燃燒單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的催化燃燒單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5-圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的沿圖1中A-A所示方向的燃燒器橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9以及圖10是根據(jù)本發(fā)明另一些實施例的沿圖1中A-A所示方向的燃燒器橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖11是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖12是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖13是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的燃氣熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖14是利用本發(fā)明一個實施例的燃氣熱水器的加熱水的方法的流程圖；以及
[0035]圖15是利用本發(fā)明另一個實施例的燃氣熱水器的加熱水的方法的流程圖。
[0036]附圖標記:
[0037]10:空氣入口；20:燃氣入口；30:燃氣控制閥40:催化燃燒單元;50:預(yù)混氣體出口 ；60:預(yù)混氣體控制閥；70:可燃氣體預(yù)混單元；
[0038]I:無焰燃燒組件;2:催化燃燒部;3:催化劑涂層;4:催化燃燒套件；
[0039]100:殼體;200:燃燒器;300:熱交換器;310:熱交換器翅片;400:控制器;500:送風裝置;600:集煙罩;700:供水裝置;710:進水閥；720:出水閥；730:水流通道。
【具體實施方式】
[0040]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0041]本發(fā)明提出了一種燃燒器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖1，該燃燒器包括:可燃氣體預(yù)混單元70以及多個催化燃燒單元40。具體地，可燃氣體預(yù)混單元70具有空氣入口 10、燃氣入口 20、燃氣控制閥30、多個預(yù)混氣體出口 50以及至少I個預(yù)混氣體控制閥60。其中，燃氣控制閥30與燃氣入口 20相連，預(yù)混氣體出口 50與預(yù)混氣體控制閥60以及催化燃燒單元40相連。由此，可以通過控制空氣、燃氣的比例，在催化劑的作用下，在較低的起燃溫度下實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以加深可燃氣體的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放;并且，該燃燒器可以根據(jù)實際情況控制供給至催化燃燒單元的預(yù)混空氣，通過對進行無焰催化燃燒的催化燃燒單元的個數(shù)、預(yù)混氣體流量的控制，實現(xiàn)對燃燒放熱的控制，進而可以節(jié)約能源，提高燃氣利用效率。
[0042]下面根據(jù)本發(fā)明的實施例對該燃燒器的各個部件進行詳細說明。
[0043]發(fā)明人經(jīng)過深入研究以及大量實驗發(fā)現(xiàn)，在催化劑存在的條件下使可燃氣體進行燃燒，可以降低燃燒的起燃溫度，而較低的溫度能夠有效降低氮氧化物的產(chǎn)生。并且，催化劑能夠使可燃氣體富集于催化劑表面，因此可以提高反應(yīng)速率、提高燃料的利用率，并能夠加深燃料在燃燒過程中的氧化程度，有利于燃料中的有機物分解生成燃燒最終產(chǎn)物二氧化碳和水，因此可以降低產(chǎn)生的燃燒煙氣中CO的含量，從而有效降低有害氣體的排放。并且，燃料的完全燃燒可以提高燃燒放出的熱量，從而可以提高燃料的能源利用效率。與傳統(tǒng)的有焰燃燒方式相比，無焰燃燒具有更加安全、噪聲小、燃燒溫度場分布均勻、燃燒效率高、C0/N0x排放少等優(yōu)點，因此更加適用于家用燃氣熱水器等產(chǎn)品。因此，將催化燃燒與無焰燃燒方式結(jié)合，能夠有效降低起燃溫度，降低C0/N0x等有害氣體的排放，實現(xiàn)可燃氣體的高效利用，使燃燒更加安全、節(jié)能環(huán)保。
[0044]需要說明的是，在本發(fā)明提出的燃燒器中，還可以具有常規(guī)燃燒器所具有的部件以及組件，以便實現(xiàn)燃燒功能。例如，該燃燒器還可以具有燃燒煙氣出口，燃燒煙氣出口與每一個催化燃燒單元40相連，以便將催化燃燒單元40中產(chǎn)生的燃燒煙氣排出該燃燒器進行換熱。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，催化燃燒單元40為實現(xiàn)無焰催化燃燒的單元，因此可燃氣體可以進入催化燃燒單元40發(fā)生燃燒，生成的燃燒煙氣可以由催化燃燒單元40中排出以便進行換熱。也即是說，催化燃燒單元40具有氣體能夠流通的結(jié)構(gòu)，可燃氣體能夠由催化燃燒單元40下部進入催化燃燒單元40，生成的燃燒煙氣能夠從上部排出。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該燃燒器中，燃氣控制閥30與燃氣入口20相連以便控制供給至可燃氣體預(yù)混單元70中的燃氣的流量。由此，可以實現(xiàn)對可燃氣體預(yù)混單元70中空氣以及燃氣比例的調(diào)節(jié)，使該比例處在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，以滿足無焰燃燒方式的要求。例如，可以通過調(diào)節(jié)燃氣控制閥30，使燃氣以及空氣構(gòu)成的預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)可以為1.1?1.5。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)可以為1.2?1.45。具有上述比例的燃氣以及空氣在可燃氣體預(yù)混單元70中充分混合后，通過預(yù)混氣體出口 50供給至催化燃燒單元40中進行無焰催化燃燒。其中，燃氣控制閥30與燃氣入口 20相連以便控制進入催化燃燒單元40中的預(yù)混氣體的流量。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在本發(fā)明提出的燃燒器中，具有I個預(yù)混氣體控制閥60，預(yù)混氣體控制閥60與多個預(yù)混氣體出口 50相連，以便實現(xiàn)對供給至多個催化燃燒單元40中的預(yù)混氣體流量進行統(tǒng)一控制，從而實現(xiàn)并聯(lián)的燃燒方式。具體地，多個預(yù)混氣體出口 50可以由一個預(yù)混氣體控制閥60統(tǒng)一控制，由此，可以使供給至多個催化燃燒單元40中的預(yù)混氣體具有統(tǒng)一的流量，從而保證多個催化燃燒單元40燃燒產(chǎn)生的熱量均相同，實現(xiàn)均勻燃燒。利用預(yù)混氣體控制閥60對預(yù)混空氣的流量進行控制，可以實現(xiàn)根據(jù)實際需要控制該燃燒器燃燒提供的熱量，從而可以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖2-圖4，催化燃燒單元40包括無焰燃燒組件I以及催化燃燒部2，催化燃燒部2設(shè)置在無焰燃燒組件I中，催化燃燒部2包括催化劑。由此，可以在催化劑的作用下，在較低的起燃溫度下實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以加深可燃氣體的氧化程度，降低一氧化碳以及氮氧化物的排放。具體地，參考圖2以及圖3，催化燃燒部2可以為涂覆在無焰燃燒組件I的內(nèi)表面上的催化劑涂層。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該催化劑涂層可以覆蓋催化燃燒組件I的部分內(nèi)表面(如圖2所示)，也可以覆蓋催化燃燒組件I的全部內(nèi)表面(如圖3所示)。由此，在預(yù)混氣體自下而上地通過催化燃燒單元40的過程中，可以利用無焰燃燒組件I內(nèi)表面的催化劑涂層實現(xiàn)無焰催化燃燒。根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，參考圖4，催化燃燒部2還可以包括涂覆有催化劑涂層3的催化燃燒套件4，催化燃燒套件4固定在無焰燃燒組件內(nèi)部，催化燃燒套件4是由堇青石蜂窩陶瓷、鐵鉻鋁蜂窩金屬網(wǎng)板以及鐵鉻鋁蜂窩金屬的至少之一構(gòu)成的，催化劑涂層3涂覆在催化燃燒套件4的表面上。上述具有催化劑涂層3的催化燃燒套件4可以在預(yù)混氣體通過上述套件并進行燃燒的過程中，利用催化劑涂層3降低起燃溫度，從而實現(xiàn)催化燃燒單元40的無焰催化燃燒。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述催化劑能夠降低預(yù)混氣體的起燃溫度、并加深其氧化程度。具體地，該催化劑可以為貴金屬負載型催化劑。該貴金屬負載型催化劑包括載體以及負載貴金屬。具體地，載體可以為三氧化二鋁，負載貴金屬可以包括鉑、鈀以及銠，其中，鉑、鈀以及銠的質(zhì)量比為1:5:2。上述催化劑可以有效降低預(yù)混氣體的起燃溫度，將起燃溫度降低至350攝氏度及以下，從而實現(xiàn)催化燃燒單元的無焰催化燃燒。或者，上述催化劑還可以為非貴金屬催化劑，該非貴金屬催化劑可以含有鈣鈦礦型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一O
[0048]需要說明的是，催化燃燒單元40的具體形狀、尺寸不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進行設(shè)計。例如，可以使該燃燒器中的多個催化燃燒單元40均具有相同的尺寸以及形狀，從而可以方便催化燃燒單元40的批量生產(chǎn)以及燃燒器中其他部件的設(shè)置;催化燃燒單元40還可以具有自上而下均一的橫截面積，以便預(yù)混氣體能夠在寬度相等的通道(即催化燃燒單元40)中發(fā)生無焰催化燃燒。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，參考圖5?圖8，催化燃燒單元40的橫截面可以為圓形、橢圓形、規(guī)則多邊形以及不規(guī)則形狀的至少之一。例如，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，催化燃燒單元的橫截面可以為正方形、規(guī)則六邊形等形狀。由此，可以根據(jù)實際情況選擇催化燃燒單元40的形狀，從而可以提高該燃燒器的使用功會K。
[0049]此外，在該燃燒器中，多個催化燃燒單元40的具體排列方式不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況進行設(shè)計。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例，多個催化燃燒單元40可以排列在燃燒器的同一橫截面上。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施例，排列在燃燒器的同一橫截面上的多個催化燃燒單元40的排列方式可以為單排排列(參考圖5?圖8)、多排排列(參考圖9)或交叉排列(參考圖10)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述燃燒器由于采用無焰燃燒以及催化燃燒相結(jié)合的方式進行燃燒，燃燒噪音能夠低于48dB，同時安全性更高;生成的燃燒煙氣中的CO排放濃度低于10ppm，N0x排放濃度低于lOppm。并且，無焰燃燒方式可以使燃燒熱效率超過100%。該燃燒器氧適應(yīng)濃度范圍大，燃燒緩和，運轉(zhuǎn)成本低，操作管理方便。綜上所述，本發(fā)明提出的燃燒器具有以下特征以及優(yōu)點:
[0051]1、能夠?qū)崿F(xiàn)無焰燃燒以及催化燃燒相結(jié)合，安全性高、有害氣體排放低、節(jié)能環(huán)保。
[0052]2、燃氣與空氣能夠充分預(yù)混后再進行燃燒，從而可以保證燃燒均勻，燃燒效率高。
[0053]3、通過并聯(lián)供給方式實現(xiàn)供熱，燃燒供熱均勻。
[0054]在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種燃氣熱水器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖11，該燃氣熱水器包括:殼體100、燃燒器200、熱交換器300以及控制器400。其中，燃燒器200為前面所述的燃燒器，燃燒器200、熱交換器300以及控制器400均設(shè)置在殼體100內(nèi)部，熱交換器300與燃燒器200相連。由此，可以利用前面描述的燃燒器實現(xiàn)無焰催化燃燒，從而可以降低氮氧化物以及一氧化碳的含量，提高燃料利用效率，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。由于該燃氣熱水器采用了前面描述的燃燒器，因此該燃氣熱水器具有前面所描述的燃燒器的全部特征以及優(yōu)點，在此不再贅述。
[0055]下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，對該燃氣熱水器的各個裝置進行詳細描述。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖12，該燃氣熱水器還可以進一步包括:送風裝置500、集煙罩600以及供水裝置700。送風裝置500設(shè)置在殼體100內(nèi)部并與燃燒器200的空氣入口相連，以便為燃燒器200提供空氣。具體地，送風裝置200可以為直流風機。集煙罩600設(shè)置在熱交換器300上方且與熱交換器300相連，以便收集經(jīng)過換熱的燃燒煙氣并排出該燃氣熱水器。供水裝置700與熱交換器300相連，以利熱交換器300用實現(xiàn)燃燒煙氣與冷水的換熱，輸出熱水。由此，可以進一步提尚該燃氣熱水器的性能。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖13，供水裝置700包括進水閥710、出水閥720以及水流通道730 ο水流通道730的一端與進水閥710相連，另一端與出水閥720相連。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，水流通道730可以盤繞地設(shè)置在熱交換器300的外壁上，由此，可以有效地利用燃燒煙氣中的顯熱對水流進行加熱，進而可以提高該燃氣熱水器的使用效果?；蛘?，還可以在熱交換器300中設(shè)置熱交換器翅片310，水流通道730的至少一部分設(shè)置在熱交換器300內(nèi)部，利用熱交換器翅片310完成換熱。由此，可以有效地利用燃燒煙氣中的顯熱對水流進行加熱，進而可以提高該燃氣熱水器的使用效果。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實施例，控制裝置400與燃燒器200的燃氣控制閥以及預(yù)混氣體控制閥電連接。由此，可以實現(xiàn)根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)對燃燒器中工作的催化燃燒單元的個數(shù)以及催化燃燒單元燃燒程度的控制。關(guān)于燃氣控制閥以及預(yù)混氣體控制閥與燃燒器200中其它部件的連接關(guān)系、控制方式均已在前面進行了詳細的描述，在此不再贅述。簡單來說，可根據(jù)整機的熱負荷需求，結(jié)合單個催化燃燒單元的負荷能力，匹配多個催化燃燒單元。各催化燃燒單元之間通過預(yù)混氣體控制閥采用并聯(lián)的工作方式。在每個工況下，向多個催化燃燒單元均勻供給可燃氣體和空氣的流量，實現(xiàn)均勻分布燃燒。當整機在最大負荷狀態(tài)時，各催化燃燒單元也是在最大負荷狀態(tài)；當整機在最小負荷狀態(tài)時，各催化燃燒單元也是在最小負荷狀態(tài)。每個催化燃燒單元的負荷狀態(tài)相同，整機燃燒穩(wěn)定。然后根據(jù)各催化燃燒單元燃燒負荷狀態(tài)，計算分段燃燒區(qū)域、每個分段燃燒區(qū)域所需的催化燃燒單元數(shù)量以及適合的排布結(jié)構(gòu)。
[0059]在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提出了一種利用前面所述的燃氣熱水器加熱水的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖14，該方法包括:
[0060]SlOO:無焰催化燃燒
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，利用控制器，使燃燒器進行無焰催化燃燒。
[0062I具體地，參考圖15，該步驟進一步包括:
[0063]SI 10:控制預(yù)混空氣比例
[0064]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，利用控制器控制燃燒器的燃氣控制閥，以便可燃氣體預(yù)混單元中的預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)可以為1.1?1.5。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)可以為1.2?1.45。由此，通過控制供給至可燃氣體預(yù)混單元中的燃氣的流量，可以實現(xiàn)對可燃氣體預(yù)混單元中空氣以及燃氣比例的調(diào)節(jié)，使該比例處在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，以滿足無焰燃燒方式的要求。
[0065]SI 20:供給至催化燃燒單元
[0066]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，將預(yù)混氣體供給至多個催化燃燒單元，并在多個催化燃燒單元中進行無焰催化燃燒。由此，可以實現(xiàn)該燃氣熱水器實現(xiàn)無焰催化燃燒。關(guān)于催化燃燒單元的具體結(jié)構(gòu)、催化劑的種類以及無焰催化燃燒的特點，前面已經(jīng)進行了詳細的描述，在此不再贅述。
[0067]具體地，在該步驟中，根據(jù)用戶設(shè)置的所述熱水的水溫，通過控制器調(diào)節(jié)預(yù)混氣體控制閥的流量，以便控制供給至多個催化燃燒單元的預(yù)混氣體的流量。由此，可以實現(xiàn)均勻燃燒，節(jié)能環(huán)保。關(guān)于控制器、預(yù)混氣體控制閥以及催化燃燒單元的具體連接關(guān)系、控制原則，前面已經(jīng)進行了詳細的描述，在此不再贅述。
[0068]S200:換熱
[0069]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在該步驟中，利用熱交換器使燃燒器產(chǎn)生的煙氣與水流進行換熱，以便獲得熱水。由此，可以使該燃氣熱水器實現(xiàn)無焰催化燃燒，并根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)對燃燒器中工作的催化燃燒單元的個數(shù)以及催化燃燒單元燃燒程度的控制，使該燃氣熱水器更加節(jié)能環(huán)保。
[0070]需要說明的是，在本發(fā)明中，術(shù)語“熱水”特指經(jīng)過熱交換器換熱后輸出的水，其具體溫度由用戶設(shè)定，不受特別限定。
[0071]需要說明的是，本發(fā)明提出的燃氣熱水器進一步具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的燃氣熱水器所具有的其余必備部件以便實現(xiàn)該燃氣熱水器的功能。在本發(fā)明中，術(shù)語“必備部件”特指在現(xiàn)有的燃氣熱水器中具有的、并且是實現(xiàn)其功能所必須的部件，在此不再贅述。需要說明的是，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，對于基于本發(fā)明的燃氣熱水器所做出的一切改進均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0072]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0073]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0074]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0075]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種燃燒器，其特征在于，包括: 可燃氣體預(yù)混單元，所述可燃氣體預(yù)混單元具有空氣入口、燃氣入口、燃氣控制閥、多個預(yù)混氣體出口以及至少一個預(yù)混氣體控制閥， 其中，所述燃氣控制閥與所述燃氣入口相連，所述預(yù)混氣體控制閥與所述預(yù)混氣體出口相連；以及 多個催化燃燒單元，所述催化燃燒單元與所述預(yù)混氣體出口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述可燃氣體預(yù)混單元具有一個所述預(yù)混氣體控制閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述催化燃燒單元包括: 無焰燃燒組件；以及 催化燃燒部，所述催化燃燒部設(shè)置在所述無焰燃燒組件中，所述催化燃燒部包括催化劑。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述催化燃燒單元的橫截面為圓形、橢圓形、規(guī)則多邊形以及不規(guī)則形狀的至少之一。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述多個催化燃燒單元排列在所述燃燒器的同一橫截面上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒器，其特征在于，所述多個催化燃燒單元的排列方式為單排排列、多排排列或交叉排列。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述催化燃燒部為涂覆在所述無焰燃燒組件的內(nèi)表面上的催化劑涂層。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述催化燃燒部包括涂覆有催化劑涂層的催化燃燒套件，所述催化燃燒套件固定在所述無焰燃燒組件內(nèi)部，所述催化燃燒套件是由堇青石蜂窩陶瓷、鐵鉻鋁蜂窩金屬網(wǎng)板以及鐵鉻鋁蜂窩金屬的至少之一構(gòu)成的。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的燃燒器，其特征在于，所述催化劑是由貴金屬催化劑以及非貴金屬催化劑的至少之一形成的， 其中，所述非貴金屬催化劑含有I丐鈦礦型稀土氧化物、Cu、Mn或者Co的至少之一； 所述貴金屬催化劑含有鉑、鈀、銠的至少之一。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒器，其特征在于，所述貴金屬催化劑包括:載體以及貴金屬，所述載體為三氧化二鋁，所述貴金屬包括鉑、鈀以及銠， 其中，所述鉑、鈀以及銠的質(zhì)量比為1:5:2。11.一種燃氣熱水器，其特征在于，包括: 殼體； 權(quán)利要求1?10中任一項所述的燃燒器，所述燃燒器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部； 熱交換器，所述熱交換器設(shè)在所述殼體內(nèi)部，所述熱交換器與所述燃燒器相連；以及 控制器，所述控制器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃氣熱水器，其特征在于，進一步包括:送風裝置，所述送風裝置設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并與所述燃燒器的空氣入口相連，所述送風裝置為直流風機；集煙罩，所述集煙罩設(shè)置在所述殼體內(nèi)且與所述熱交換器相連；以及供水裝置，所述供水裝置與所述熱交換器相連。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述供水裝置包括: 進水閥，所述進水閥設(shè)置在所述殼體上； 出水閥，所述出水閥設(shè)置在所述殼體上；以及 水流通道，所述水流通道一端與所述進水閥相連，另一端與所述出水閥相連，所述水流通道盤繞地設(shè)置在所述熱交換器的外壁上。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述供水裝置包括: 進水閥，所述進水閥設(shè)置在所述殼體上； 出水閥，所述出水閥設(shè)置在所述殼體上；以及 水流通道，所述水流通道一端與所述進水閥相連，另一端與所述出水閥相連，所述水流通道的至少一部分設(shè)置在所述熱交換器內(nèi)部。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃氣熱水器，其特征在于，所述控制裝置與所述燃燒器的燃氣控制閥以及預(yù)混氣體控制閥電連接。16.—種利用權(quán)利要求11?15任一項所述的燃氣熱水器加熱水的方法，其特征在于，包括: (1)利用控制器，使燃燒器進行無焰催化燃燒； (2)利用熱交換器使所述燃燒器產(chǎn)生的煙氣與水流進行換熱，以便獲得熱水。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(I)進一步包括: (1-1)利用所述控制器控制所述燃燒器的燃氣控制閥，以便可燃氣體預(yù)混單元中的預(yù)混氣體的空氣消耗系數(shù)為1.1?1.5; (1-2)將所述預(yù)混氣體供給至所述多個催化燃燒單元，在所述多個催化燃燒單元中進行無焰催化燃燒。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在步驟(1-2)中，根據(jù)用戶設(shè)置的所述熱水的水溫，通過控制器調(diào)節(jié)所述預(yù)混氣體控制閥的流量，以便控制供給至所述多個催化燃燒單元的所述預(yù)混氣體的流量。
【文檔編號】F24H1/12GK105841150SQ201610186933
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】壽利萍, 梁國榮, 但清海
【申請人】蕪湖美的廚衛(wèi)電器制造有限公司