燃烧装置、家电设备及其控制方法与流程

本发明涉及家电设备，具体涉及燃烧装置、家电设备及其控制方法。

背景技术：

1、现有的家电设备如壁挂炉、燃气热水器，大多都是通过燃烧装置来加热用水，目前，基于全预混燃烧技术的燃烧装置被广泛应用，其主要通过将燃气和空气预先混合成均匀的预混合气体，并在燃烧器中对预混合气体进行燃烧，释放热量，加热水温，由于燃气与氧气已经预先充分混合，能够提高燃烧效率。

2、然而，现有的全预混燃烧器工作模式单一，不能适应不同工作负荷状态下的燃烧情况，在大负荷工作状态时，全预混燃烧温度过高，易产生氮氧化物，在小负荷工作状态时，全预混燃烧火焰不稳定，容易出现回火熄火或者烧坏零件的现象。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种燃烧装置、家电设备及其控制方法，以解决现有技术中全预混燃烧，存在的大负荷状态时，燃烧温度过高，易产生氮氧化物，小负荷状态时，易回火熄火的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种燃烧装置，燃烧装置包括：

3、燃烧器，包括燃烧室以及间隔设置在燃烧室内的若干组燃烧孔，每组燃烧孔分别包括第一燃烧孔和位于第一燃烧孔内的第二燃烧孔；

4、预混结构，第一燃烧孔与第二燃烧孔之间形成出风间隙，预混结构包括与出风间隙连通的第一预混腔、以及与第二燃烧孔连通的第二预混腔；

5、进风结构，包括风机、以及连通在风机和第一预混腔之间的第一空气通道、连通在风机和第二预混腔之间的第二空气通道；

6、燃气输送结构，包括燃气比例阀、以及连通在燃气比例阀和第一预混腔之间的第一燃气通道、连通在燃气比例阀和第二预混腔之间的第二燃气通道；

7、其中，出风间隙的开口面积大于第二燃烧孔的开口面积，第一空气通道和第二空气通道为常开状态，第一燃气通道和第二燃气通道选择性地开闭。

8、有益效果：第一燃烧孔与第二燃烧孔之间的间隙、以及第二燃烧孔构成两个开口面积不同的火孔，并且通过设置两个预混腔、两个空气通道以及两个燃气通道，在不同热负荷需求时分别开启对应的燃气通道，以满足不同燃烧条件，通过在大负荷和小负荷时分别开启对应的燃气通道燃烧，实现半预混燃烧和全预混燃烧相结合的工作模式，能够适应不同工作负荷状态下的燃烧情况，在不同工作模式下，两个空气通道始终处于常开状态，能够为燃烧提供充足的氧气，利用空气给全预混燃烧降温，降低燃烧温度，降低氮氧化物产生，利用半预混燃烧弥补全预混燃烧小负荷燃烧时火焰不稳定，容易回火、烧坏零件的问题，实现了全负荷稳定燃烧的技术效果，提高了热效率，有效地解决了现有技术中全预混燃烧，存在的大负荷状态时，燃烧温度过高，易产生氮氧化物，小负荷状态时，易回火熄火的问题。

9、在一种可选的实施方式中，燃烧装置具有大负荷燃烧模式和小负荷燃烧模式；

10、当燃烧装置为大负荷燃烧模式时，第一燃气通道打开、第二燃气通道关闭，经第一空气通道输送的空气和第一燃气通道输送的燃气在第一预混腔内预混后，由出风间隙喷出并被点燃，经第二空气通道输送的空气从第二燃烧孔直接逸出到燃烧室；

11、当燃烧装置为小负荷燃烧模式时，第一燃气通道关闭、第二燃气通道打开，经第二空气通道输送的空气和第二燃气通道输送的燃气在第二预混腔内预混后，由第二燃烧孔喷出并被点燃，经第一空气通道输送的空气从出风间隙直接逸出到燃烧室。

12、有益效果：在热负荷需求较大时，燃烧装置启动大负荷燃烧模式，第一燃气通道打开，第二燃气通道关闭，由第一空气通道的空气和第一燃气通道的燃气在第一预混腔中进行预混，然后通过两个燃烧孔间隙到达燃烧室燃烧，实现全预混燃烧，燃气燃烧与所需空气全部预先进行混合，火焰传播快，燃烧温度高，应用在热水器中能够带来换热更快更多，加热水能力高，换热效率更高，节约燃气的技术效果，同时第二空气通道会输送部分空气，这部分空气经过第二预混腔，从第二燃烧孔逸出到燃烧室，可以带走燃烧环境的一部分热量，降低燃烧温度，减少氮氧化物、降低有害物质的产生。在热负荷需求较小时，燃烧装置启动小负荷燃烧模式，第二燃气通道打开，第一燃气通道关闭，第二空气通道的空气和第二燃气通道的燃气在第二预混腔中进行预混，然后从第二燃烧孔喷出燃烧，进行半预混燃烧，在小负荷工况时，燃气与所需空气部分预先混合，出风间隙持续提供燃烧所需的二次空气，维持燃烧室内燃烧的持续稳定进行，火焰更稳定不易熄火回火，通过利用半预混燃烧弥补全预混燃烧小负荷燃烧时火焰不稳定，容易回火烧坏零件，供热不稳定的问题。

13、在一种可选的实施方式中，第一预混腔的体积大于第二预混腔的体积。

14、有益效果：通过将第一预混腔的体积设置为大于第二预混腔的体积，能够有效地确保在大负荷燃烧模式，第一预混腔能够向出风间隙提供充足的混合燃烧气体。本技术通过设置的尺寸大小不同的火孔和预混腔，能够根据不同工作负荷状态选择不同大小的预混腔进行燃气和空气混合，以及对应大小的火孔出火燃烧，从而满足不同燃烧条件。

15、在一种可选的实施方式中，燃气比例阀具有第一燃气出口和第二燃气出口，第二预混腔具有燃气入口和空气入口；

16、第一燃气通道一端与第一燃气出口连接，另一端连接在第一空气通道的上游位置；第二燃气通道一端与第二燃气出口连接，另一端与燃气入口连接；

17、风机具有第一出风口和第二出风口，第一空气通道一端与第一出风口连接，另一端与第一预混腔连通；第二空气通道一端与第二出风口连接，另一端与空气入口连接。

18、有益效果：燃气比例阀可以采用一进两出式的结构，燃气比例阀的进口连接进气接头，进气接头再连接用户家中燃气通道，燃气比例阀的两个燃气出口分别与第一燃气通道和第二燃气通道连接，可通过控制燃气比例阀的开度情况调整分配到第一燃气通道和第二燃气通道中的燃气比例。此外，第一燃气通道通过连接在第一空气通道的上游位置，实现其与第一预混腔的连通，使得燃气在进入第一预混腔之前就能够提前在第一空气通道中与第一空气通道内的空气混合，从而延长了燃气和空气的混合路径和混合时间，使得燃气和空气能够更充分地混合。

19、在一种可选的实施方式中，风机包括：

20、叶轮；

21、蜗壳，叶轮设置在蜗壳内，蜗壳包括螺旋部和沿螺旋部的切线方向延伸的出风部，出风部的端口构成第一出风口，出风部的侧壁上开设有第二出风口。

22、有益效果：通过采用出风部的端口构成第一出风口，出风部的侧壁开设第二出风口的设计，使得第一出风口能够提供更大的出风量，保证在大负荷燃烧模式时，能够为燃烧提供充足的氧气，同时也能够有效地保证在小负荷燃烧模式时，持续为燃烧二次供氧，从而维持燃烧室内燃烧的持续稳定进行，避免出现回火熄火的现象。

23、在一种可选的实施方式中，第一空气通道包括连接段和混合段，连接段连接在风机的第一出风口和混合段之间；

24、连接段远离混合段的一端侧壁上设有燃气进口，第一燃气通道连接在燃气进口和第一燃气出口之间。

25、有益效果：第一空气通道通过采用连接段和混合段的设计，方便与第一出风口的连接的同时，也能够有效地保证空气和燃气在第一空气通道内的混合效果，并且通过将燃气进口开设在连接段远离混合段的一端，使得燃气从第一空气通道的上游进入，从而延长燃气和空气的混合路径和混合时间，使得燃气和空气能够充分混合，进行全预混燃烧。

26、在一种可选的实施方式中，第一空气通道内沿气体流动方向间隔设置有若干个挡筋；

27、若干个挡筋交替排布在第一空气通道的相对两侧，以在第一空气通道内形成蛇形的气流通道。

28、有益效果：通过在第一空气通道内设置的多个挡筋，能够起到扰流的作用，并且通过将多个挡筋交替排布在第一空气通道的相对两侧，能够在第一空气通道内形成蛇形的气流通道，进一步延长混合气体在第一空气通道内的流动路径，可以使得燃气与空气充分混合，进行全预混燃烧。

29、在一种可选的实施方式中，燃烧器包括：

30、第一燃烧板，其上间隔开设有多个第一燃烧孔；

31、第二燃烧板，设置在第一燃烧板的下方，第二燃烧板上间隔设置有多个燃烧芯，燃烧芯内设有第二燃烧孔；

32、第一燃烧孔的内径大于燃烧芯的外径，多个燃烧芯一一对应地穿设在多个第一燃烧孔中，燃烧芯的外周与第一燃烧孔的内周形成出风间隙。

33、有益效果：第一燃烧板上设置有多个第一燃烧孔，第二燃烧板上间隔设置有多个燃烧芯，燃烧芯内部形成有第二燃烧孔，第一燃烧孔孔径大于燃烧芯最大外径，多个燃烧芯一一对应地穿设在多个第一燃烧孔中，使得第一燃烧板和第二燃烧板可以套设形成组合燃烧板，第一燃烧孔和燃烧芯套设时形成的间隙与第二燃烧孔构成两个相互独立的火孔，两个火孔中的一个供混合后的燃烧气体喷出，另一个供空气喷出，具体地，在大负荷工况时，第一燃烧孔和燃烧芯的间隙用来出混合后的燃烧气体，第二燃烧孔用来出空气，小负荷工况时，第一燃烧孔和燃烧芯的间隙用来出空气，第二燃烧孔用来出混合后的燃烧气体，以满足不同热负荷需求。

34、在一种可选的实施方式中，预混结构包括：

35、第一预混壳体，内具第一预混腔，第一预混壳体的上端敞口设置，下端与第一空气通道连通；

36、燃烧器盖设在第一预混壳体的敞口端，以使得第一预混腔与出风间隙连通。

37、有益效果：第一预混壳体的上端通过采用敞口的设计，能够增加第一预混腔的出口面积，并且通过将燃烧器覆盖安装在第一预混壳体的敞口端，使得第一预混腔能够直接与出风间隙连通，进一步简化结构，同时确保第一预混腔内的气体能够更顺畅、高效地从出风间隙逸出。

38、在一种可选的实施方式中，预混结构还包括：

39、第二预混壳体，内具第二预混腔，第二预混壳体安装固定在第一预混壳体上；

40、第二燃烧板包括间隔设置的多个分配板条，每个分配板条上分别间隔设置有多个燃烧芯，分配板条内部具有分配通道，分配通道与燃烧芯内的第二燃烧孔连通；

41、多个分配板条的同一侧端部固定在第二预混壳体上，且每个分配通道均与第二预混腔相连通。

42、有益效果：第二燃烧板通过采用间隔设置的多个分配板条的设计，第一预混腔内的气体可通过相邻两个分配板条之间的间隙，进入到第一燃烧孔和第二燃烧孔之间的出风间隙并排出，避免采用整块封闭板状结构会将出风间隙完全遮挡住，使得第一预混腔内的气体无法进入出风间隙的问题。此外，通过将多个分配板条的同一侧端部固定在第二预混壳体上，装配起来更加方便一些。

43、第二方面，本发明还提供了一种家电设备，包括壁挂炉、燃气热水器中的任一种，家电设备包括：

44、外壳；

45、上述任一实施方式的燃烧装置，燃烧装置用于加热用水。

46、第三方面，本发明还提供了一种应用于上述任一实施方式家电设备的控制方法，燃烧装置具有大负荷燃烧模式和小负荷燃烧模式，控制方法包括：

47、接收预设的用水指令；

48、基于用水指令，分析判断用水温度是否大于设定水温；

49、若是，则控制燃烧装置启动大负荷燃烧模式：

50、控制第一燃气通道打开、第二燃气通道关闭，控制经第一空气通道输送的空气和第一燃气通道输送的燃气在第一预混腔内预混后，由出风间隙喷出，并由点火机构点燃，在燃烧室内进行燃烧以加热水温，同时控制经第二空气通道输送的空气从第二燃烧孔直接逸出到燃烧室；

51、若否，则控制燃烧装置启动小负荷燃烧模式：

52、控制第一燃气通道关闭、第二燃气通道打开，控制经第二空气通道输送的空气和第二燃气通道输送的燃气在第二预混腔内预混后，由第二燃烧孔喷出并由点火机构点燃，在燃烧室内进行燃烧以加热水温，同时控制经第一空气通道输送的空气从出风间隙直接逸出到燃烧室。

53、有益效果：大负荷燃烧模式采用了预混燃烧，小负荷燃烧模式采用了扩散燃烧，燃烧装置通过设置两个燃气通道和两个空气通道，在大负荷和小负荷时分别开启对应的燃气通道燃烧，两个空气通道常开提供燃烧所需氧气，降低了燃烧温度，实现了全负荷稳定燃烧的技术效果，极大程度地提高了热水器的热效率，解决了现有技术中全预混燃烧小负荷燃烧不稳定的问题。