CN101191616B - 蓝火苗燃气热水器的燃气喷嘴及使用该喷嘴的引射装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种蓝火苗燃气热水器的引射装置，包括：可燃气预混室、喉部、引射孔及设于引射孔中心位置的喷嘴，其中，所述的引射孔的直径为14-17mm，所述喷嘴包括中心喷孔和进气孔，其中喷孔直径d小于进气孔直径D，喷孔与进气孔之间以一锥孔相连，所述锥孔的锥角α的大小为15°～30°之间的任一角度。优点在于：本发明所提供的燃气喷嘴及使用该喷嘴的引射装置可以保证一次空气系数在0.5-0.7范围内，燃烧火焰清澈、透明、呈明显的蓝色，烟气中CO的含量在300PPm以下。

Description

蓝火苗燃气热水器的引射装置

技术领域

本发明涉及一种燃气热水器的引射装置，特别是一种使燃气能充分燃烧的蓝火苗燃气热水器的引射装置。

背景技术

燃气热水器是当前家庭广泛使用的一种热水器，它具有体积小、加热速度快，即开即热的优点，随着环境恶化和能源问题的严峻，节能和环保成为世界性的主题，也成为燃烧技术的发展趋向。对于燃气热水器来讲，提高燃烧热效率、降低废气排放是一项长期不断改进的目标。

现有封闭式燃气热水器结构如图1所示，主要包括：进水阀1、进水流量感应器2、燃气阀3、脉冲点火器(图中未示)、燃气通道4、多列火排燃烧器5、热交换器6、风机7及集烟罩8等部件构成。自来水管的水经进水阀1、进水流量感应器2进入热交换器6的水管与燃烧的火焰进行热交换；燃气(天然气、煤气、液化石油气、甲烷等)由燃气阀3经燃气通道由喷嘴喷射进入各列火排燃烧器5的引射器，喷射入燃烧器引射器的燃气引吸一次空气，并与一次空气混合形成可燃性预混气由燃烧器的火孔排出，经点火器点燃，研究表明一次空气系数一般取0.5-0.7，也就是说一次空气的量是燃气完全燃烧所需空气量的十分之五到十分之七，这一燃烧过程将产生大量一氧化碳，因此需要同时用风机10向燃烧器鼓风，空气由各列火排燃烧器之间的条形缝隙向上进入燃烧室成为使一氧化碳进行燃烧的二次空气。为调节所供热水温度，图1所示封闭式燃气热水器的燃气通道是由具有多个燃气通道4的燃气分配器9及电磁阀构成，根据所需的不同供水温度，启动不同电磁阀，使不同燃气通道导通达到点燃不同数量的燃烧器，向热交换器中的水提供不同的热量。

燃气热水器正常燃烧时，火焰应是清澈、透明，呈明显的蓝色，烟气中CO含量必须低于标准限定值，不能回火、离焰；使用基准气时不能有黄焰。蓝色火焰燃烧时，燃烧充分、彻底、热效率高、烟气中有害气体含量低。燃气阀、喷嘴、燃烧器、热交换器、强排风机等几个关键零部件的结构与蓝色火焰有密切关系，是燃气热水器正常燃烧时火焰清澈、透明，火焰呈明显的蓝色的保证。其中喷嘴结构以及喷嘴与燃烧器的引射控制键的位置关系对一次空气系数有很大影响。理论研究指出，一次空气系数与燃烧器的热效率有关，一次空气系数过大，燃烧的过量空气就愈多，烟气中氧含量增加，使得排烟热损失增加；一次空气系数过小，燃烧不完全，化学不完全热损失增加；因此一次空气系数过大、过小都使热效率降低。一次空气系数过大火焰高度降低；一次空气系数过小火焰拉长，内外焰模糊不清，飘忽不定，火焰温度低；不仅如此，燃气喷嘴的设计还直接决定了燃烧器的耗气量，从而决定了燃烧器的热负荷，而喷嘴通道的角度决定了燃气流量的能量损失及喷嘴前压力的变化。由于喷嘴结构在燃气热水器中有重要作用，本行业研究人员曾提出过多种改进方案。例如：

200420094241.9实用新型专利，为降低一次空气系数，提出一种具有涡流孔的喷嘴.其结构如图2所示，是在喷嘴11的端部12设置一涡流孔13，该涡流孔13的另一端与喷射口15连通的部位设有锥面14，其锥度为60度、90度或120度.该专利采用涡流孔降低一次空气系数，实质是减小喷出燃气流速，使由流动燃气所产生的负压降低而达到降低一次空气系数的目的，涡流孔13与喷射口15连通部位的60度、90度或120度的锥面14将造成较大的燃气气流的能量损失.

200520035587.6实用新型专利为减低燃烧噪声，减低一次空气系数而提供一种改进的热水器燃烧器喷嘴，具体结构如图3所示：喷嘴中部为通孔，喷嘴中部通孔前段16为圆柱形，该段长度为1mm；后段17为圆锥形，该段长度为10mm；喷嘴前端孔径为Φ0.6-Φ1.35mm，喷嘴后端孔径为Φ3.7-Φ3.9mm。该专利所提供的喷嘴内的圆锥角为13°-19°。

另外，一次空气系数的大小不仅仅与喷嘴结构有关，而且与配套使用的燃烧器的引射器有关。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种燃气流量系数大，阻力小、能量损失小，且提供适当一次空气系数的蓝火苗燃气热水器的引射装置。

实现本发明的蓝火苗燃气热水器的引射装置的技术方案如下：

一种蓝火苗燃气热水器的引射装置，所述引射装置设置于燃烧器的火排下面，其特征在于，包括：可燃气预混室、喉部、引射孔及设于引射孔中心位置的喷嘴，其中，所述的引射孔的直径为14-17mm。

所述引射装置，其中，所述的喉部直径为6-8mm。

所述引射装置，其中，燃烧器的火孔为方形火孔，其长宽尺寸为(3～6)mm×(0.4～0.6)mm，优选为4.5mm×0.52mm，火孔总面积为30mm²-60mm²。

所述引射装置，其中，所述的喉部与喷嘴端面之间的距离为5-7mm。

所述引射装置，其中，所述喷嘴包括中心喷孔和进气孔，所述喷孔直径d小于进气孔直径D，喷空与进气孔之间以一锥孔相连，所述锥孔的锥角α的大小为15°～30°之间的任一角度。

所述引射装置，其中，所述锥孔的锥角α为25°±5°。

所述引射装置，其中，所述喷孔直径d为0.5-1mm，其长度l为1.3-2.6mm；所述进气孔直径D为1.4-3mm，其长度L为3-6mm。

所述引射装置，其中，所述喷嘴的外轮廓是由喷孔外圆柱和同轴设置的螺纹安装部所构成；所述的喷孔外圆柱的直径为10-12mm，螺纹安装部的螺纹直径为M8；喷孔端面与喷孔外圆柱之间设有宽度为1mm的与喷嘴轴线成15-30度的倒角。

本发明的优点在于：

本发明所提供的蓝火苗燃气热水器的引射装置可以保证一次空气系数在0.5-0.7范围内。

通过试验测试，采用本发明引射装置的热水器，燃烧火焰清澈、透明、呈明显的蓝色，烟气中CO的含量在300PPm以下，远远低于国标规定的600PPm(强排机)以下；同时热交换充分，热效率高于88％，高于国标规定的80％的标准，比同类机型高出2％～5％，是真正意义上的蓝色火焰燃烧。

为对本发明的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详细说明如下.

附图说明

图1是现有封闭式强排风燃气热水器的结构示意图。

图2是现有封闭式强排风燃气热水器的喷嘴结构示意图。

图3是另一种现有封闭式强排风燃气热水器的喷嘴结构示意图。

图4是本发明蓝火苗燃气热水器的喷嘴结构图。

图5是本发明燃气热水器喷嘴与燃烧器的装配示意图，显示引射装置的结构。

具体实施方式

图4所示是本发明所提供的一种蓝火苗燃气热水器的燃气喷嘴1的结构图，本发明所述的燃气喷嘴20是用于封闭式燃气热水器，且正对火排燃烧器的引射孔，所述的燃气喷嘴20包括中心喷孔21和进气孔22，所述喷孔直径d小于进气孔直径D，喷空与进气孔之间以一压缩锥孔23相连，所述压缩锥孔23的锥角α的大小为15°～30°之间的任一角度。所述锥孔的锥角α的大小优选为25°±5°。

燃气喷嘴的设计直接决定了燃烧器的耗气量，从而决定了燃烧器的热负荷，而喷嘴通道的角度决定了燃气流量的能量损失及喷嘴前压力的变化。试验表明，喷嘴的收缩角α在15°～30°时，喷嘴的流量系数最大，即燃气流过喷嘴时，阻力最小、能量损失最小。本发明所用喷嘴收缩角α在25°±5°，保证了燃气流量损失在最小的范围内。但由于加工的难度，现有技术的喷嘴收缩角α通常加工成60°-120°左右，这种大角度增加了燃气流经喷嘴的能量损失

本发明所提供的燃气喷嘴，喷孔直径d为0.5-1mm，其长度l为1.0-2.6mm；所述进气孔直径D为1.4-3mm，进气孔长度L为3-6mm。在燃气压力一定的条件下，喷孔直径决定了所喷出的燃气的量。

所述喷嘴的外轮廓是由喷孔外圆柱24和同轴设置的螺纹安装部25所构成；所述的喷孔外圆柱24的直径为8-11mm，螺纹安装部25的螺纹直径为M6；喷孔端面与喷孔外圆柱24之间设有宽度为1mm的与喷嘴轴线成15-30度的倒角。

所述喷孔、进气孔的直径与长度决定了燃气是否能在喷嘴中形成层流，长度越长，所形成的层流越稳定，但结构增大。本发明是在保证层流的前提下选用最小长度。

本发明还提供一种与所述喷嘴配套使用的引射装置(参见图5)。所述引射装置设置于燃烧器的火排下面，包括：可燃气预混室31、具有喉部32的引射孔33及设于引射孔33中心位置的喷嘴20，所述引射孔33的另一端接可燃气预混室31，其中，所述的引射孔33的直径为14-17mm。所述的喉部直径为6-8mm。在喷嘴喷气孔外圆直径一定的前提下，引射孔及喉部直径的大小决定了一次空气系数的大小。

本发明所用燃烧器的火孔为方形火孔，其长宽尺寸为(3～6)mm×(0.4～0.6)mm，优选为4.5mm×0.52mm，火孔总面积为30mm²-60mm²。

本发明引射装置的喉部与喷嘴端面之间的距离为5-7mm。

Claims (8)

1.一种蓝火苗燃气热水器的引射装置，所述引射装置设置于燃烧器的火排下面，其特征在于，所述引射装置包括：可燃气预混室、喉部、引射孔及设于引射孔中心位置的喷嘴，其中，所述的引射孔的直径为14-17mm，燃烧器的火孔为方形火孔，其长宽尺寸为(3～6)mm×(0.4～0.6)mm，火孔总面积为30mm²-60mm²。

2.根据权利要求1所述的引射装置，其特征在于，所述的喉部直径为6-8mm。

3.根据权利要求1所述的引射装置，其特征在于，燃烧器的火孔长宽尺寸为4.5mm×0.52mm。

4.根据权利要求1所述的引射装置，其特征在于，所述的喉部与喷嘴端面之间的距离为5-7mm。

5.根据权利要求1所述的引射装置，其特征在于，所述喷嘴包括中心喷孔和进气孔，所述中心喷孔直径d小于进气孔直径D，中心喷孔与进气孔之间以一锥孔相连，所述锥孔的锥角α的大小为15°～30°之间的任一角度。

6.根据权利要求5所述的引射装置，其特征在于，，所述锥孔的锥角α为25°±5°。

7.根据权利要求5所述的引射装置，其特征在于，所述中心喷孔直径d为0.5-1mm，其长度l为1.3-2.6mm；所述进气孔直径D为1.4-3mm，其长度L为3-6mm。

8.根据权利要求5或6或7所述的引射装置，其特征在于，所述喷嘴的外轮廓是由喷孔外圆柱和同轴设置的螺纹安装部所构成；所述的中心喷孔外圆柱的直径为10-12mm，螺纹安装部的螺纹直径为M8；喷孔端面与喷孔外圆柱之间设有宽度为1mm的与喷嘴轴线成15-30度的倒角。

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