CN1117244C - 燃气热水器的防止不完全燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种防止燃气热水器不完全燃烧的装置，在热交换器等堵塞时，可提高对不完全燃烧检测的可靠性。燃烧控制器给设在燃烧器火焰口上方的火焰探针加电压，检出的火焰电流在规定阀值以下时关闭电磁燃气阀。在内筒裙上设的环流管上端正对燃烧室开口，其下部有回流管。热交换器等堵塞时，燃烧室内上部的燃烧废气通过环流管回流到火焰口附近使火焰升高。火焰探针的前端部平行回折以增加与火焰的接触面积，火焰口约一半并与回流管相对部分被堵塞。

Description

燃气热水器的防止不完全燃烧装置

本发明涉及一种防止不完全燃烧装置，该装置使用在由燃烧器加热设置在内筒裙上方的热交换器的燃气热水器中。

作为这种类型的燃气热水器的防止不完全燃烧装置，申请人先前已经提交了有关特 平8-328522号的技术方案。该技术是在主燃烧器的一套火焰口的上方设置检测火焰的火焰探针，同时设有上端部在热交换器下方的内筒裙上开口、而下部有正对放置火焰探针的火焰口处开口的回流管所形成的环流管。依据该技术，当安装燃气热水器的室内的氧气浓度降低时出现不完全燃烧状态产生火焰升高，或者当热交换器发生堵塞时内筒裙内上部压力上升燃烧废气通过环流管回流到火焰口附近。这样，无论什麽情况都将使在火焰口产生的火焰升高，减少流过火焰探针的火焰电流，利用这一点可以关闭电磁燃气阀，防止不完全燃烧。并且可以无时间滞后检测出没有着火的状况。

如图4所示，这种火焰探针是由绝缘体1a支撑的探针1的前端部弯折而成，与火焰口22产生的火焰5的接触面积小。当热交换器发生堵塞时，内筒裙10内上部的燃烧废气通过环流管13的回流管13b回流到火焰口22附近，使火焰5升高，但这种升高并不一定进行得完全，由隔板22a隔开的火焰口22在回流管13b侧的那一半出现升高，而在与其相对的另一半往往难于升高。由此原因引起火焰电流的变化较小，存在有不完全燃烧检测的可靠性较低的问题。

为解决上述第一个原因所造成的问题，如图5所示，可以将火焰探针3的前端部与火焰口22平行弯折以增加与火焰5的接触面积。并且在图示的例中，如前所述使上述弯折的部分与火焰口22接近，再将其前端向上弯折，无论火焰的大小都可获得较大的火焰电流。但是这时在火焰探针3前端的弯折部分的位置上，如果与火焰口22垂直的箭头X的方向[参见图5(a)]有误差，则可能主要是由于第二原因引起的，特别是火力较小时火焰电流产生相当大的分散，存在有不完全燃烧检测的可靠性较低的问题。

本发明的目的正是为了解决这样的问题，提高不完全燃烧检测的可靠性。

依据本发明的燃气热水器的防止不完全燃烧装置，其燃气热水器由内筒裙、在内筒裙的上方连续设置的热交换器和在内筒裙的下方设置的燃烧器所构成，并由燃烧器加热流过热交换器的供水，其特征是具有：设置在燃烧器火焰口的上方正常燃烧状态时位于在该火焰口产生的火焰内的火焰探针；给该火焰探针加电压并检测流过该火焰探针的火焰电流、当火焰电流在规定阀值以下时关闭向燃烧器供给燃气的电磁燃气阀的燃烧控制器；和上端在热交换器下方的内筒裙内开口而下部有正对放置火焰探针的火焰口开口的燃烧废气回流管的环流管；位于火焰内的火焰探针的前端部平行回折以增加与该火焰的接触面积。由于火焰探针在位于火焰内的前端部分平行回折，因而增加了与火焰的接触面积。

在这种燃气热水器的防止不完全燃烧装置中，在位于火焰内的火焰探针的前端部平行回折以增加与火焰的接触面积之外，也可以再将放置火焰探针的火焰口的大约一半并靠近回流管的开口方向的那一部分堵塞。这样做不仅可以增大火焰探针与火焰的接触面积，而且设有火焰探针的火焰口在开口方向的厚度变薄，使得燃气的喷出速度加快，在此产生的火焰在氧气缺乏时容易升高。

在前项中，如将放置火焰探针的火焰口的大约一半并与所述回流管相对面的那一部分堵塞为更好。这样做可以由回流的燃烧废气确实污染在该火焰口产生的火焰，使火焰更加容易升高。

在以上各个燃气热水器的防止不完全燃烧装置中，回流管中心面的高度应与形成火焰口的燃烧器的上端面大体一致，这样做对于散热片堵塞引起的不完全燃烧，设有火焰探针的火焰口产生的火焰更容易升高。

下面对附图作简单说明。

图1为表示本发明的燃气热水器的防止不完全燃烧装置一实施方案的整体结构图。

图2为图1中2-2剖面部分放大的俯视图。

图3为图2的3-3剖面图。

图4为已有技术中火焰探针安装部分的放大图。

图5为另一已有技术中火焰探针安装部分的放大图。

下面是符号说明。

10——内筒裙，12——热交换器，13——环流管，13b——流管，20——燃烧器(主燃烧器)，22、22b——火焰口，30——燃烧控制器，38——火焰探针。

下面，参照附图，说明适用于本发明的瞬间燃气热水器的实施方案。

如图1所示，在形成瞬间燃气热水器燃烧室14的内筒裙10的上方设置由传热管12a及散热片12b构成的热交换器12，下方设置主燃烧器20。传热管12a的入口侧通过缠绕在内筒裙10外侧的预热管11与给水管15相连接，与传热管出口连接的热水管16上安装有供热水龙头17。给水管15上安装有使用当给水量超过规定量时就会移动导杆18a使后述的水压响应阀28及水流开关31动作的流量孔板的水流控制器18。水流控制器18上设有用手动调节从给水管15至热交换器12流量的调节热水温度的手动阀，图示作了省略。

如图1所示，主燃烧器20是由3个燃烧器单元21连接而构成，通过与电磁燃气阀26、能力调整阀27及水压响应阀28串在一起的供气管25供给燃烧气体。电磁燃气阀26受燃烧控制器30输出的流向工作线圈26a的电流来控制开闭，能力调整阀27由手动调节供给主燃烧器20的燃气量来改变热水器的供热水能力。水压响应阀28是由前述的水流控制器18的导杆18a控制开闭，当给水量超过热交换器12规定量时处于打开状态。几乎在水压响应阀28开启的同时，设置在导杆18a上的凸轮18b使水流开关31接通。

各燃烧器单元21用金属板制成，如图1-图3所示，分别有排成两列的多个火焰口22组成，各个火焰口22被隔板22a隔开。在最外侧一列的火焰口22中的一个(火焰口22b)的上方，设置有由绝缘体38a支撑的火焰探针38的前端部。其前端部水平回折，正常燃烧状态下位于火焰口22b产生的火焰内，并与火焰口的列几乎垂直从外侧插入。该火焰探针38的前端部在水平面内平行回折，图示的例中虽然只回折了1次，也可以2次以上回折。

如图1所示，环流管13由主管道13a、回流管13b和大径管道13c组成，沿着内筒裙10的侧壁的外侧垂直向下延伸的主管道13a，其上端穿过在内筒裙10侧壁的上部(即紧靠在热交换器12的下方的部分)设有的孔穴并在燃烧室14的上部开口，其下端部与大径管道13c一体相连，并通过大径管道13c的下端的开口敞开在燃气热水器内的大气中。从与大径管道13c连接的主管道13a的下端分支出去的回流管13b穿过在内筒裙10下部形成的切口，正对产生插入有火焰探针38的前端部的火焰的火焰口22b斜向开口。该火焰口22，如图2和图3所示，与回流管13b相对面的那一半由闭塞板24堵塞。回流管13b除去与主管道13a连接的根部以外，其截面形状变形为横长的长方形，其中心面的高度与形成火焰口22的燃烧器单元21的上端面一致。

如果给热交换器12提供规定量以上的供水使水流开关31接通，则燃烧控制器30按照预先设定的顺序给工作线圈26a提供电流打开电磁燃气阀26，启动点火装置(图示从略)点燃从主燃烧器20喷出的燃气，燃气热水器开始工作。而且，燃烧控制器30给火焰探针38加规定电压通过火焰探针38检测火焰电流，当火焰电流在规定阀值以下时停止向工作线圈26a输出电流，关闭电磁燃气阀26，燃气热水器停止工作。

下面说明上述实施方案的动作。开启热水龙头17，流过给水管15的水量超过规定量时，由于水流控制器18动作，水压响应阀28开启，同时水流开关31接通，燃烧控制器30开始工作。开始工作的燃烧控制器30打开电磁燃气阀26，点燃从主燃烧器20喷出的燃气，在燃烧达到稳定的短时间以后，开始检测通过火焰探针38的火焰电流，此后停止点火装置工作。由于火焰探针38的前端部平行回折，与火焰口22b产生的火焰23a的接触面积变大，所以火焰电流增大。若检测出的火焰电流在规定阀值以下，则判断为由于点火失误或某种原因使燃烧状态不良，停止给工作线圈26a输出电流，关闭电磁燃气阀26，停止向主燃烧器20供给燃气，使燃气热水器停止工作。

主燃烧器20正常着火时，因流过火焰探针38的火焰电流在规定阀值以上，电磁燃气阀26一直开启，燃气热水器持续工作，流过热交换器12的供水被主燃烧器20加热，从热水龙头17流出热水。若关闭热水龙头17，水压响应阀28关闭，同时水流开关31也断开，燃气热水器停止工作。工作状态下，安装燃气热水器的室内空气中氧气浓度降低，或供燃烧用空气通路发生堵塞，燃烧用空气量不足等情况下就会发生不完全燃烧。下面分别说明各种情况下的动作。

首先说明燃烧用空气的通路虽然没有堵塞，但由于没有进行充分换气又连续使用时，设置燃气热水器的周围空气中的氧气浓度较低时防止不完全燃烧的作用。随着周围空气中的氧气浓度逐渐减少，主燃烧器20的火焰口22、22b产生的火焰23、23a升高，该火焰23、23a根部产生的未燃烧气段的长度逐渐增大，因此正常燃烧状态下，在燃烧的火焰23a内的火焰探针38的前端部逐渐移至未燃烧燃气段内，火焰电流逐渐减少，其值若在规定阀值以下时，则燃烧控制器30停止给工作线圈26a输出电流，关闭电磁燃气阀26，停止向主燃烧器20供给燃气并使燃气热水器停止工作。如上所述，正常燃烧状态时的火焰电流较大，所以随着氧气浓度的减少，火焰电流的减少量也大，这时可以确切检测出不完全燃烧。并且在这种情况下实际上不会产生通过环流管13的燃烧废气的流通。

下面说明周围空气中的氧气浓度正常，但设置在内筒裙10上方的热交换器12的散热片12b因燃烧生成物等发生堵塞，空气流通不畅，燃烧用空气量不足时防止不完全燃烧的作用。这种堵塞引起燃烧废气通路的通路面积的闭塞率增大，会使由内筒裙10、热交换器12及主燃烧器20间形成的燃烧室14内上部的压力逐渐上升，没有安装环流管13的现有产品，即使热交换器12等堵塞引起不完全燃烧，火焰口22产生的火焰几乎不会升高。

而如图1所示安装有环流管13的上述实施方案中，随着闭塞率的增大，燃烧室14内的上部压力上升，燃烧室14内上部的燃烧废气如实线箭头所示从环流管13的主管道13a通过回流管13b回流到设有火焰探针38的火焰口22附近，其量随着闭塞率的增大而逐渐增加。由此火焰口22b附近的燃烧用空气的氧气浓度减少，火焰口22b产生的火焰23a逐渐升高。由于火焰口22b与回流管13b相对面的那一半由闭塞板24所堵塞，因而回流管13b的开口方向(开口的吹出方向)的厚度变薄，此处产生的火焰23a的该方向的厚度变薄，整体容易受回流管13b吹出的燃烧废气的影响，随着废气通路的闭塞率的增大而完全升高。由此正常燃烧状态时位于燃烧的火焰23a内的火焰探针38的前端部被逐渐移至未燃烧气段内，因此火焰电流逐渐减少。当火焰电流的值在规定阀值以下时，燃烧控制器30停止给工作线圈26a输出电流，关闭电磁燃气阀26，停止向主燃烧器20供给燃气并使燃气热水器停止工作。

因此插入火焰探针38的火焰23a随着闭塞率的增大而整体完全升高，并且如上所述，由于正常燃烧状态的火焰电流较大，所以火焰电流的变化量变大，提高了不完全燃烧的检测的可靠性。在上述实施方案中，回流管13b的中心面的高度设置成与形成火焰口22的燃烧器20的上端面大体一致，这样更容易使火焰23a升高。

在上述实施方案中，火焰探针38的前端部平行回折增加了与火焰的接触面积，同时将设有火焰探针38的火焰口22的一半并位于回流管13b的对面侧的那部分堵塞。并不一定都需要两种同时组合实施，根据燃烧器的形状或燃气热水器的特性的不同，即使实施其中任一种都可以提高不完全燃烧检测的可靠性。

另外，火焰口22b的一半，不一定使用另外的构件闭塞板24，也可以采用将燃烧器单元21的外板弯折堵塞等的方法。在上述实施方案中，堵塞了位于回流管对面侧的火焰口22的那一半，这样供给燃烧废气的回流管13b与火焰23a的距离近，更易完全升高火焰23a，根据燃烧器的形状或燃气热水器的特性的不同，即使堵塞回流管13b这一侧的一半也可以获得充分的效果。

如上所述，依据本发明，火焰探针的前端部平行回折增加了与火焰的接触面积，火焰电流增大，由此增大了火焰电流的变化量，因此，可提高对不完全燃烧检测的可靠性。

在火焰探针的前端部平行回折之外，再堵塞设有火焰探针、在与回流管开口方向处的火焰口的一半，不仅火焰探针与火焰的接触面积增大，而且设有火焰探针的火焰口产生的火焰由于从回流管回流的燃烧废气确切升高，火焰电流更加增大。因此，可进一步提高不完全燃烧的检测的可靠性。

还有，如果堵塞设有火焰探针、与回流管相对面的火焰口的那一半，由于缩短了火焰口与回流管的距离，所以该火焰口产生的火焰由于从回流管回流的燃烧废气而进一步升高。由此火焰电流更进一步增大，可以更加进一步提高不完全燃烧的检测的可靠性。

还有，如果使回流管的中心面的高度与形成火焰口的燃烧器的上端面大体一致，容易使火焰升高，能更进一步提高以上所述的各种效果。

Claims (4)

1.一种燃气热水器的防止不完全燃烧装置，其燃气热水器由内筒裙、在所述内筒裙的上方连续设置的热交换器和在所述内筒裙的下方设置的燃烧器所构成，并由所述燃烧器加热流过所述热交换器的供水，其特征是具有：设置在所述燃烧器的一个火焰口的上方、正常燃烧状态时位于在该火焰口产生的火焰内的火焰探针；给该火焰探针加电压并检测流过该火焰探针的火焰电流，当火焰电流在规定阀值以下时关闭向所述燃烧器供给燃气的电磁燃气阀的燃烧控制器；和上端在所述热交换器下方的所述内筒裙内开口而下部有正对放置所述火焰探针的所述火焰口处开口的燃烧废气回流管的环流管；位于所述火焰内的所述火焰探针的前端部平行回折以增加与该火焰的接触面积。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器的防止不完全燃烧装置，其特征是位于所述火焰内的所述火焰探针的前端部平行回折以增加与该火焰的接触面积之外，再将放置所述火焰探针的所述火焰口的一半并靠近所述回流管的开口方向的那一部分堵塞。

3.根据权利要求2所述的燃气热水器的防止不完全燃烧装置，其特征是将放置所述火焰探针的所述火焰口的与所述回流管相对的一半堵塞。

4.根据权利要求1-4中的任一项所述的燃气热水器的防止不完全燃烧装置，其特征是使所述回流管中心面的高度与形成所述火焰口的所述燃烧器的上端面一致。

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