用于流水式燃气热水器的纳点火燃烧器的无焰式主燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了两例用于流水式燃气热水器的主燃烧器。为改善燃烧室中的燃烧状态，使之成为无焰式，它们与燃烧室的下端封闭连接，阻断二次空气进入燃烧室，使过剩空气的量可控。案例１有长短路径两个混合室。火孔较多的长路径混合室中有若干个涡流空间，使第二步点火过程呈现一定陆续性。短路径混合室的火孔包围着点火燃烧器的火孔。点火全过程无强烈爆燃。案例２采用屏风板结构。两个引射管直吹点火燃烧器周围的主燃烧器火孔，而其他火孔的通气路径依次更远。整个点火过程也无强烈爆燃。燃烧温度高，产热量大，烟气净化。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及两种用于流水式燃气热水器中的主燃烧器和一种点火燃烧器。尤其是具有水气联动装置的、可以通过关闭水路临时将主燃烧器关闭的热水器中的主燃烧器和点火燃烧器。在常压、无氧化剂的一般条件下，燃气的燃烧方式分三种扩散式、大气式、无焰式(完全一次空气式)。目前国内外现有的流水式燃气热水器，其主燃烧器的燃烧方式匀为大气式。火焰较长。燃烧的最佳状态为火焰全部呈蓝色。这种方式的燃烧温度、产热量、烟气成份都不如无焰式燃烧好。而且以人工煤气为气源的热水器一般都达不到最佳燃烧状态。烟气中一氧化碳和碳黑较多。这是由于燃烧室中过剩空气太多所致。如果从它的燃烧室内部向下对主燃烧器作投影，主燃烧器轮廓以外的面积比以内的面积还大。也就是没有专设的二次空气进气口，然烧室下端是尽量敞开的。其目的之一是满足主燃烧器点火时卸压的需要。但在主燃烧器工作时，火孔以下、混合室以内的混合气，总不如同等水平混合室以外的空气更能够被加热。所以火孔周围的空气有很强的参与热对流、挤占燃烧室空间的倾向。这时燃烧室上部对下部的对流导引作用几乎全被过剩空气获得。以致加大引射管喉部直径，一次空气也不能增加。因此燃烧室下端敞开式的第二个目的(充分供给二次空气满足燃烧需要)是没有达到的。因为过剩空气中的大部分对于燃烧是不必要的，却要参与热对流，对燃烧室降温。同时火焰较长说明火焰中心仍然缺氧。这表明氧气最有用的位置是在最高温的燃烧反应区域中的燃气离子之间，而不是火焰的表面。一旦跃出燃烧反应区，燃气的离子状态马上消失，又形成相对稳定的分子。这时它们再遇到足够的氧气也不会反应了。所以将只含有21％氧气的空气以二次空气形式提供给火焰表面以强化燃烧，同时接受它的降温作用，是不经济的。无焰式燃烧原理是将燃烧所需的空气(包括必要的一定量的过剩空气)在燃烧之前与燃气充分混合。混合气的成份是空气与燃气的合理配比。混合气一跃出火孔进入燃烧反应区就能迅速的(燃烧速度加快)、充分的燃烧。温度高。烟气中一氧化碳和碳黑大大减少。燃气的燃烧，火焰越短，表明燃烧速度越快，同时燃烧温度越高。典型的无焰式燃烧看不到火焰的轮廓，但有很强的热辐射，燃烧充分并温度高(如沼气灯，气化煤油灯)。但无焰式燃烧的缺点是在没有燃烧室(或灯罩)的情况下，热负荷可调范围小，即在低负荷工作时易受侧向风扰而脱火。表现为燃烧稳定性差。但在有燃烧室时(能阻断二次空气的燃烧室)，点火又较麻烦。或需将燃烧室移开，或需确保燃烧器点火不产生强烈爆燃。本专利技术的目的是提供两种特殊结构的主燃烧器，使点火过程不产生强烈爆燃，可与燃烧室下端封闭连接，基本阻断二次空气进入燃烧室。让流水式燃气热水器采用无焰式燃烧，改善燃烧状态。提高燃烧温度，提高产热量，净化烟气。本专利技术的目的是这样实现的(案例1)主燃烧器中设有两个通气路径长短不同的混合室。两个混合室的各个引射管同时接受供气系统喷射的燃气，而混合气进入燃烧室是分为两步的。从而点火过程是分为两步的。这样，热水器的供气系统、供水系统、水气联动装置、点火方式、熄火自动保护装置的原理，都与现有技术相同。因此，热水器的使用操作也与现有技术相同。本专利技术提供的主燃烧器有一块边形与燃烧室下端口形相一致的火孔板(陶瓷或石墨材料)。火孔板下表面有一贯通火孔板宽的隔室槽，供隔室板的上边缘插入。隔室板将主燃烧器侧壁所围的、火孔板以下的空间隔为短路径混合室(6)和长路径混合室(7)。两个混合室各有自己的底。长路径混合室的容积大于短路径混合室的容积。与长路径混合室相通的火孔多于与短路径混合室相通的火孔。主燃烧器侧壁与燃烧室下端采用封闭形式连接。长路径混合室中有数块开口端交错布置的增距板，将长路径混合室内的空间分隔为若干层以增加通气路径的长度。增距板的设置原则是在保证通气能力(必要的通气截面积)的情况下，片数以多为好。长度以更长为好。使交错的开口之间距离更远以满足两步点火的小程度爆燃在时间上不能重叠的要求。也就是让第二步点火的开始尽量晚。点火时，短路径混合室中的混合气首先进入燃烧室，进行点火过程的第一步。如果第一步点火不能迅速开始、迅速完成，则长路径混合室必须是一个通气路径很长容积很大的混合室。所以短路径混合室的结构必须满足第一步点火尽快完成的要求。即它的容积不能过大；它的引射管不能过长；与它相通的火孔(2A)和提供长明火的点火燃烧器火孔之间，距离越近越好，界线越长越好。所以点火燃烧器做成圆柱形，上半部分贯穿在短路径混合室中。顶端固定在火孔板的孔(10)中，顶端的一圈若干个火孔(24)处在主燃烧器火孔(2A)阵的中央部位。为使第一步点火的爆燃程度不大，与短路径混合室相通的火孔(2A)的数量不应超过主燃烧器总火孔数量的1/2。即火孔(2A)的数量应少于火孔(2B)的数量。包括热电偶引线孔和一次空气进气口(28)的点火燃烧器下部，露出于短路径混合室底。点火燃烧器的安装结构、内部结构，都与现有技术不同，现有流水式燃气热水器的点火燃烧器安装在主燃烧器的外侧，而不是在其内部或中间；为了确保长明火的稳定，它的点火燃烧器火孔必须是一个(对着用于熄火自动保护的热电偶的感温头)。而为加大长明火与周围混合气的接触面积，本专利技术中的点火燃烧器火孔必须是多个(图5、图6)或多个并联成环形的一个(附图说明图15)。又由于用于熄火自动保护的热电偶的感温头不能接触炽热的火孔板，所以感温头(23)必须占据点火燃烧器顶部的中央位置。这也使点火燃烧器的火孔(24)只能是环热电偶感温头布置的多个或多个并联成环形的一个。这里的火孔设置不需着重考虑长明火能否稳定的问题，因为在封闭的燃烧室中不存在侧向风扰。甚至，当主燃烧器工作时长明火无法获得二次空气。所以该点火燃烧器的燃烧方式也是无焰式(完全一次空气式)的。用于熄火自动保护的热电偶(22)只能置身于点火燃烧器(19)的混合室中。第一步点火过程点燃了主燃烧器火孔中的一少部分，即火孔(2A)，而把点燃其余大部分(即火孔2B)的负担留给了第二步。第一步点火过程完成之后，成为第二步赖以点燃的火种。它的火势远大于长明火。不容火孔(2B)冒出的混合气在燃烧室中有大量积累就被点燃。但由于火孔(2B)的数量大，仍不能允许所有火孔(2B)同时向燃烧室提供达到可燃浓度的混合气。而应由最靠近分步棱(4)的火孔(2B)首先提供，远离分棱的火孔(2B)滞后提供。让第二步点火呈现一定陆续性。这一陆续过程所需的时间，只要等于或稍多于火孔(2B)所占范围内火焰传播所用时间，即可使第二步点火避免强烈爆燃。为满足燃烧室中第二步点火呈现一定陆续性的要求，长路径混合室中最上面一片增距板(11)的开口边必须是最靠近短路径混合室的一边，而其他三条边与主燃烧器侧壁内表面作无缝隙的连接。该增距板(11)的上表面至火孔板下表面之间，除了有供混合气流通的直通空间，还有在直通空间以下的涡流空间。涡流空间是每一块涡流空间隔板上边缘以下的右(从图1看)侧，即距离短路径混合室较远的一侧的空间。涡流空间隔板(39)的两个侧边缘(短边边缘)与主燃烧器侧壁(9)的内表面连接，下边缘与最上面一片增距板(11)的上表面连接，上边缘与火孔板下表面之间留有空隙。此空隙的大小就是混合气直通过此处的有效通气截面积。由于流通在火孔板以下的混合气，流通的量越走越少，从增距板(11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流水式燃气热水器的主燃烧器，由一块陶瓷质火孔板、一个金属块和一些薄金属板制成；并将点火燃烧器设在与主燃烧器的功能相配合的位置，将点火燃烧器的内部结构设计为与燃气热水器的原有功能相配合；主燃烧器点火时所有引射管也是同时接受供气系统喷射的燃气；其特征在于：Ａ主燃烧器的燃气与一次空气混合室是两个通气路径长短不同的混合室，长路径混合室的容积大于短路径混合室的容积；与长路径混合室相通的火孔数量多于与短路径混合室相通的火孔数量；Ｂ点火燃烧器的上部处在上下贯穿主燃烧器短路径 混合室的位置，点火燃烧器的火孔处在与短路径混合室相通的火孔阵的中央部位，包括一次空气进气口和热电偶引线孔的点火燃烧器下部露出于短路径混合室底；Ｃ长路径混合室中的最上面一片增距板的开口边是靠近短路径混合室的一边，其他三个边与主燃烧器侧壁内 表面连接；该增距板上表面以上有若干个涡流空间，即每一块涡流空间隔板上边缘以下的、距离短路径混合室较远一侧的空间；涡流空间隔板的下边缘与最上面一片增距板的上表面连接，两个侧边与主燃烧器侧壁的内表面连接，上边缘与火孔板下表面之间留有空隙；Ｄ 该主燃烧器与燃烧室作直接接触的，封闭形式的连接，其总的连接缝隙通气截面积，必须小于主烧烧器总的火孔通气截面积。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树栋，刘仲德，
申请(专利权)人：刘树栋，刘仲德，CHEONGTEHLAU，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]