CN205919508U - 一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，包括设置在所述燃气热水器内腔下部的燃烧器、设置于所述燃气热水器内腔上部并位于所述燃烧器上方的热交换器、以及形成在所述热交换器和所述燃烧器之间的密闭式燃烧室；在所述密闭式燃烧室的内壁面嵌装至少一个感温探头，所述感温探头在竖直方向位于燃烧器的火孔面上方且低于正常燃烧火焰的外焰，所述感温探头在水平方向位于正常燃烧火焰边界以外。感温探头通过测量燃烧室温度来判断排气口是否堵塞或者外界风压是否过大。当测得燃烧室温度达到或高于一定预设值时，通过提高风机转速来增大排风量，能够在有效抵御大风的同时保持良好的燃烧状态，具有高抗风、高可靠、低烟气等优点。

Description

一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及一种燃气热水器，特别涉及一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器。

背景技术

目前，中国高层住宅越来越普及，但楼层越高风力也越大，大风可能导致燃气热水器无法启动、火焰燃烧不稳定、水温忽冷忽热、使用过程中突然熄火等问题。目前市场上鼓风式燃气热水器根据风压过大保护方式主要分为两种：一种是火焰感应风压保护的鼓风式燃气热水器，这种热水器是在燃烧器火孔上方设置火焰感应针，当烟道堵塞或外界风压过大时，排风量不足，燃气缺氧燃烧而使火焰高度低于火焰感应针，触发意外熄火保护关机。但是这种热水器在抗风压方面存在如下缺陷：首先是抗外界风压能力过强，造成火焰长时间处于熄火临界状态，缺氧燃烧，排放大量有毒气体；其次是外界风压过大时，燃烧不充分，能量级下降导致控制器增大燃气开度，反而进一步恶化燃烧；再次是在小火燃烧时堵塞排气口，火焰不熄灭，可能存在安全隐患。另外一种是风压开关风压保护的鼓风式燃气热水器，这种热水器的风压开关取压管分别与鼓风机与集烟罩排气口连接，监测燃烧系统进气端与出气端的气压差，当烟道堵塞或外界风压过大时，燃烧系统进气端与出气端的气压差显著减小，当压差值小于风压开关关闭点时，则熄火关机。但是这种热水器的缺陷也是显而易见的：首先其抗外界风压能力较弱，在小火燃烧时风机低速运转，抗外界风压小于国标要求的80Pa，影响使用；其次是风压开关成本较高，损坏率较高；再次是取压管连接结构复杂，易松脱、损坏漏气。由此可见，目前市场上火焰感应风压保护或风压开关风压保护的鼓风式燃气热水器，虽然在热水器烟道堵塞或外界风压过大情况下能够起到一定的安全保护作用，但也均存在明显缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其旨在解决火焰感应风压保护的鼓风式燃气热水器在堵烟时长时间缺氧燃烧、排放大量有毒气体的问题；以及风压开关风压保护的鼓风式燃气热水器抗外界风压能力偏弱、小火状态易熄火、成本高、易损坏的问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，包括设置在所述燃气热水器内腔下部的燃烧器、设置于所述燃气热水器内腔上部并位于所述燃烧器上方的热交换器、以及形成在所述热交换器和所述燃烧器之间的密闭式燃烧室；在所述密闭式燃烧室的内壁面嵌装至少一个感温探头，所述感温探头在竖直方向位于燃烧器的火孔面上方且低于正常燃烧火焰的外焰，所述感温探头在水平方向位于正常燃烧火焰边界以外。

进一步地，其还进一步包括有设置在所述密闭式燃烧室底部的用于为燃气燃烧提供所需空气的鼓风式调速风机。

进一步地，在所述鼓风式燃气热水器的供气管路上设置有用于调节燃气流量的燃气比例阀和用于切断燃气通路的燃气截止阀。

进一步地，其还进一步包括用于控制所述鼓风式调速风机转速、燃气比例阀开度及燃气截止阀通断的控制器，所述控制器与所述鼓风式调速风机、所述燃气比例阀、所述燃气截止阀及所述感温探头电连接；所述控制器通过改变所述燃气比例阀的工作电流来控制所述燃气比例阀的开度，从而控制燃烧火力大小；所述控制器通过改变所述鼓风式调速风机的工作电流来控制所述鼓风式调速风机的转速，从而控制在不同火力状态下燃烧所需空气的供给量。

进一步地，当所述感温探头测得燃烧室温度达到或高于预警温度值时，则由所述控制器控制提高所述鼓风式调速风机的转速；当所述鼓风式调速风机提高转速后，在预设时间内，所述感温探头测得燃烧室温度仍等于或高于预警温度值，则所述控制器控制所述燃气截止阀关闭。

进一步地，所述感温探头为热电偶式温度传感器或热敏电阻式温度传感器。

进一步地，所述感温探头的数量为两个或两个以上，分别嵌装在所述密闭式燃烧室的内壁面的不同位置。

进一步地，所述感温探头位于所述燃烧器的火孔面上方约10mm的位置处。

进一步地，在所述热交换器的上方安装有集烟罩，在所述集烟罩的上部设有用于排出气体的排气口。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型在所述密闭式燃烧室的内壁面嵌装至少一个感温探头，所述感温探头在竖直方向位于燃烧器的火孔面上方且低于正常燃烧火焰的外焰，所述感温探头在水平方向位于正常燃烧火焰边界以外。感温探头通过测量燃烧火焰温度来判断排气口是否堵塞或者外界风压是否过大，当感温探头测得温度值达到或高于预警温度值时，与所述感温探头电连接的控制器控制风机提高转速来增大排风量和供氧量，使燃烧火焰恢复正常燃烧状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为是本实用新型的排气口未堵塞的示意图；

图2是本实用新型在排气口堵塞或外界风压过大时的示意图；

图3是本实用新型在排气口堵塞或外界风压过大时进行风速补偿的示意图；

图4是本实用新型的风压保护温度曲线示意图；

图5是本实用新型的风机电流补偿曲线示意图；

图6是本实用新型的抗外界风压曲线示意图；

图7是本实用新型的风压过大保护控制流程图；

图8是本实用新型的优选实施方式的示意图；

图9是本实用新型的比例阀流量开度曲线示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述。

如图1～图3所示，本实用新型一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，包括燃烧器1、热交换器2、集烟罩3、鼓风式调速风机4、燃气比例阀5、燃气截止阀6、感温探头7和控制器8。所述的燃烧器1安装在热交换器2下方并组成密闭式燃烧室9，所述的集烟罩3安装在热交换器2上方并设有排气口10；所述的鼓风式调速风机4安装在密闭式燃烧室9底部，提供燃气燃烧所需空气；在热水器的供气管路上设置燃气比例阀5及燃气截止阀6；在所述的密闭式燃烧室9的内壁面嵌装一个或若干个感温探头8，所述的感温探头7位于燃烧器1火孔面上方≈10mm且低于正常燃烧火焰的外焰，感温探头7在水平方向位于正常燃烧火焰边界以外；所述的鼓风式调速风机4、燃气比例阀5、燃气截止阀6及感温探头7均与控制器8电路连接，所述的控制器8能够控制燃气截止阀6的通断。

如图5所示，控制器8通过改变鼓风式调速风机4的工作电流来控制鼓风式调速风机4的转速，从而控制在不同火力状态下燃气燃烧所需空气的供给量。如图9所示，在图9中曲线T是比例阀流量开度曲线，控制器8通过改变燃气比例阀5的工作电流来控制燃气比例阀5的开度，从而控制燃烧火力大小。

如图1所示，燃气热水器运行过程中集烟罩3的排气口10未堵塞及外界风压正常时，燃气燃烧正常，燃烧火焰细长，外焰温度可达1000℃以上，由于此状态外焰边界距离感温探头7较远，感温探头7测得温度值在250℃～300℃之间。

如图2所示，当排气口10出现堵塞或外界风压过大时，由于此时风机电流功率未改变，热水器排风量减少，供给燃气燃烧所需空气大幅减少，造成缺氧燃烧现象，外焰往火孔收缩，从而外焰边界与感温探头7的距离变短，感温探头7测得温度值上升。

如图2～图7所示，当排气口10堵塞严重排气通道面积减小约80％或外界风压过大达到150Pa以上时，感温探头7测得温度值达到或高于图4所示的“堵烟风速补偿温度曲线C”(400℃～450℃)，控制器8由此判断为烟道堵塞或外界风压过大，则启动堵烟风速补偿程序，按图5所示的“风机电流补偿曲线E”所对应的电流值来增大风机电流，提高鼓风式调速风机4转速来抵抗外界风压(其中图5中的曲线D是正常状态风机电流曲线)；如图3所示，排气口10堵塞或外界风压过大时提高风机转速后，排风量、供氧量随之增加，燃烧工况得以改善，燃烧火焰恢复正常良好的燃烧状态，外焰边界与感温探头7的距离增大，感温探头7测得温度值将逐步下降。在控制器8启动堵烟风速补偿程序的预定时间(≈20s)之后，若感温探头7测得温度值仍高于图4所示的“堵烟熄火保护温度曲线B”时，则断开燃气截止阀6电路，截断燃气通路而熄火关机，从而实现风压过大保护功能。如图4所示，所述的“堵烟熄火保护温度曲线B”应低于“堵烟风速补偿温度曲线C”或与“堵烟风速补偿温度曲线C”重叠,图中的曲线A是正常状态燃烧室温度曲线。

如图6所示，在图中曲线P是使用风压开关风压保护的鼓风式燃气热水器的抗外界风压能力曲线，曲线Q是本实用新型的火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器的抗外界风压能力曲线，曲线R是使用火焰感应风压保护的鼓风式燃气热水器的抗外界风压能力曲线。采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，在小火燃烧状态，通过提高风速，整机抗外界风压能力可由50Pa增至150Pa以上，满足国标要求，同时彻底解决小火堵烟不熄火的隐患；在大火燃烧状态，通过风速补偿增氧燃烧，整机抗外界风压能力可达300Pa以上，并避免燃气严重缺氧燃烧而排放大量有毒气体。

图7示出了本实用新型的风压过大保护流程图，包括如下步骤：步骤S101：系统上电启动热水器；步骤S102：打开气阀，热水器点火燃烧；步骤S103：对燃气流量和风机电流进行调节；步骤S104:判断燃烧室温度是否超出“堵烟风速补偿温度曲线C”，如果“是”则进入步骤S105按照“风机电流补偿曲线E”增大风机电流，提高转速，如果“否”则进入步骤S108维持当前运行状态；步骤S106：判断燃烧室温度是否超出“堵烟熄火保护温度曲线B”，如果“是”则关闭气阀，截断气路，熄火报警，即进入步骤S107；如果“否”则进入步骤S109维持当前运行状态。

如图8所示，作为本实用新型的优选实施方式，在所述的密闭式燃烧室9内壁面的不同位置安装2个或以上的感温探头7，所述的感温探头7均与控制器8电路连接，能够提高整机风压过大保护的可靠性。

本实用新型通过采用火焰探温和风速补偿的风压过大保护方式，在产品可靠性方面优于当前市场上的大多数鼓风式燃气热水器。与目前市场上鼓风式燃气热水器所使用的风压过大保护方案相比，本实用新型风压过大保护技术存在以下优点：1)、具有高抗风能力，在9级风速(即24m/s风速)状态下也能正常运行；2)、在有效抵御大风的同时，能够保持良好的燃烧状态，减少有毒气体排放；3)、提高火焰燃烧稳定性，避免意外熄火；4)、感温探头反应灵敏，风压保护响应迅速；5)、感温探头价格低，成本约为风压开关的1/5，且故障率低。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，包括设置在所述燃气热水器内腔下部的燃烧器、设置于所述燃气热水器内腔上部并位于所述燃烧器上方的热交换器、以及形成在所述热交换器和所述燃烧器之间的密闭式燃烧室；其特征在于：在所述密闭式燃烧室的内壁面嵌装至少一个感温探头，所述感温探头在竖直方向位于燃烧器的火孔面上方且低于正常燃烧火焰的外焰，所述感温探头在水平方向位于正常燃烧火焰边界以外。

2.根据权利要求1所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：其还进一步包括有设置在所述密闭式燃烧室底部的用于为燃气燃烧提供所需空气的鼓风式调速风机。

3.根据权利要求2所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：在所述鼓风式燃气热水器的供气管路上设置有用于调节燃气流量的燃气比例阀和用于切断燃气通路的燃气截止阀。

4.根据权利要求3所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：其还进一步包括用于控制所述鼓风式调速风机转速、所述燃气比例阀开度及所述燃气截止阀通断的控制器，所述控制器与所述鼓风式调速风机、所述燃气比例阀、所述燃气截止阀及所述感温探头电连接；所述控制器通过改变所述燃气比例阀的工作电流来控制所述燃气比例阀的开度，从而控制燃烧火力大小；所述控制器通过改变所述鼓风式调速风机的工作电流来控制所述鼓风式调速风机的转速，从而控制在不同火力状态下燃烧所需空气的供给量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：所述感温探头为热电偶式温度传感器或热敏电阻式温度传感器。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：所述感温探头的数量为两个或两个以上，分别嵌装在所述密闭式燃烧室的内壁面的不同位置。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：所述感温探头位于所述燃烧器的火孔面上方约10mm的位置处。

8.根据权利要求1-4中任一项中任一项所述的一种采用火焰探温和风速补偿的鼓风式燃气热水器，其特征在于：在所述热交换器的上方安装有集烟罩，在所述集烟罩的上部设有用于排出气体的排气口。