CN210107730U - 一种预混低氮燃气容积式热水器 - Google Patents
一种预混低氮燃气容积式热水器 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种预混低氮燃气容积式热水器，所述热水器包括热水器外壳、内胆、燃烧室、前罩和燃烧系统；燃烧头侧壁上均匀设置有若干小孔；丝网上设置有网格，所述丝网套设在所述燃烧头本体上。为了避免在使用燃烧器过程中产生较多的NO，将空气过剩系数设定为1.3，这样可以使燃烧温度下降，同时可以使NO的生成量减少。虽然这样满足关于NO的国家环保要求，但是由于空气过剩系数较大，会在燃烧头上出现离焰现象，导致燃烧不稳定。本申请实施例，采用套设有丝网的燃烧头本体，可以防止离焰现象产生，同时可以使燃烧过程中产生较少含量的NO，可以满足环保要求。采用非全密封燃烧室，采用小火燃烧器，先点小火后主火，不会发生爆燃，使用安全可靠。
Description
技术领域
本申请涉及热水器领域，特别涉及一种预混低氮燃气容积式热水器。
背景技术
随着国家对环保要求的提高，发电锅炉、工业锅炉、燃气采暖热水炉烟气中的氮氧化物含量由150mg/m3限制到30mg/m3，传统的发电锅炉、工业锅炉、燃气采暖热水炉不易达到这个要求。同时对于燃气容积式热水器也应用了此要求，而一般的燃气容积式热水器中，燃烧器与热交换器的空气过剩系数一般都选在1.1左右，燃烧温度高，效率高，但NO的生成也随之较高，不能满足氮氧化物含量30mg/m3的要求。
所以，如何设计一种可以满足环保要求的热水器成为本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种预混低氮燃气容积式热水器，以解决现有技术中热水器释放的氮氧化物含量过高，不满足环保要求的问题。
本申请的实施例提供了一种预混低氮燃气容积式热水器，所述热水器包括热水器外壳、内胆、燃烧室、前罩和燃烧系统；所述燃烧系统包括两组对称的燃烧子部件，所述燃烧子部件包括燃烧器、分段温控器和控制器；
所述内胆和燃烧室由上至下设置在所述热水器外壳内部，所述内胆内部设置有烟气通道，所述烟气通道下端与所述燃烧室连通；
所述前罩设置在所述热水器外壳的外部，所述分段温控器和控制器设置在所述前罩内；
所述燃烧器包括第一燃烧头、第二燃烧头、燃气空气混合管、风机、小火燃烧器、小火喷嘴气管、大火喷嘴气管、燃气阀组合和气体混合室；
所述第一燃烧头、第二燃烧头、小火燃烧器设置在所述燃烧室内，所述风机、大火喷嘴气管、燃气阀组合和气体混合室设置在所述前罩内；
所述第一燃烧头和第二燃烧头与所述燃气空气混合管连通，且所述第一燃烧头和第二燃烧头沿所述燃气空气混合管的轴向设置；所述燃气空气混合管远离第一燃烧头的一端通过所述气体混合室与所述风机连接；
所述小火燃烧器设置在所述燃气空气混合管的外部，且位于所述第二燃烧头与所述气体混合室之间；所述小火燃烧器通过小火喷嘴气管与所述燃气阀组合连接，所述大火喷嘴气管的一端与所述气体混合室连接，所述大火喷嘴气管的另一端与所述燃气阀组合连接；所述第一燃烧头包括燃烧头本体和丝网；
所述燃烧头本体包括燃烧头上顶面和燃烧头侧壁，所述燃烧头上顶面设置在所述燃烧头侧壁的上端；所述燃烧头侧壁上均匀设置有若干小孔；所述丝网上设置有网格，所述丝网套设在所述燃烧头本体上；所述第一燃烧头和第二燃烧头的结构相同；
所述风机、燃气阀组合和分段温控器均与所述控制器连接。
进一步地，所述第一燃烧头与燃气空气混合管连通的面积小于所述第二燃烧头与燃气空气混合管连通的面积。
进一步地，所述燃烧头侧壁的表面设置有搪瓷层。
进一步地，所述燃气空气混合管的外壁设置有搪瓷层。
进一步地，所述燃烧头本体还包括燃烧头底座，所述燃烧头侧壁的下端设置在燃烧头底座的内沿上。
进一步地，每100平方毫米的燃烧头侧壁上设置有5-6个小孔，所述小孔的直径为2mm，所述丝网上的网格为40目。
进一步地，所述第一燃烧头还包括上压板和下压板；
所述上压板通过螺栓固定连接在所述丝网和燃烧头上顶面的上端，所述下压板通过螺栓固定连接所述燃烧头底座的上端。
进一步地，所述上压板的面积大于所述丝网上顶面的面积。
进一步地，所述下压板的面积大于所述丝网中覆盖所述燃烧头底座的面积。
进一步地，所述燃气空气混合管靠近第一燃烧头的一端设置有堵板。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种预混低氮燃气容积式热水器，所述热水器包括热水器外壳、内胆、燃烧室、前罩和燃烧系统；所述燃烧系统包括两组对称的燃烧子部件，所述燃烧子部件包括燃烧器、分段温控器和控制器；所述燃烧器包括第一燃烧头、第二燃烧头、燃气空气混合管、风机、小火燃烧器、小火喷嘴气管、大火喷嘴气管、燃气阀组合和气体混合室；所述燃烧头本体包括燃烧头上顶面和燃烧头侧壁，所述燃烧头上顶面设置在所述燃烧头侧壁的上端；所述燃烧头侧壁上均匀设置有若干小孔；所述丝网上设置有网格，所述丝网套设在所述燃烧头本体上。为了避免在使用燃烧器过程中产生较多的NO，将空气过剩系数设定为1.3，这样可以使燃烧温度下降，同时可以使NO 的生成量减少。虽然这样满足关于NO的国家环保要求，但是由于空气过剩系数较大，会在燃烧头上出现离焰现象，导致燃烧不稳定。本申请实施例，采用套设有丝网的燃烧头本体，可以防止离焰现象产生，同时可以使燃烧过程中产生较少含量的NO，可以满足环保要求。采用非全密封燃烧室，采用小火燃烧器，先点小火后主火，不会发生爆燃，使用安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请提供的一种预混低氮燃气容积式热水器的结构示意图；
图2为本申请提供的燃烧系统的俯视图；
图3为本申请提供的第一燃烧头的结构示意图；
图4为本申请提供的燃烧头侧壁的展开图。
图示说明：1-热水器外壳、2-内胆、21-烟气通道、3-燃烧室、4-前罩、5-燃烧系统、51-燃烧子部件、511-燃烧器、5111-第一燃烧头、5112-第二燃烧头、5113-燃气空气混合管、51131-堵板、5114-风机、5115-小火燃烧器、5116-小火喷嘴气管、5117-大火喷嘴气管、5118-燃气阀组合、5119-气体混合室、512-分段温控器、513-控制器、51111- 燃烧头本体、51112-丝网、51113-燃烧头上顶面、51114-燃烧头侧壁、51115-小孔、51116- 燃烧头底座、51117-上压板、51118-下压板、11-燃烧室隔热层、12-排烟口、121-排烟罩、13-保温填料、211-烟道滞片、22-镁棒。
具体实施方式
参考图1，本申请实施例提供的一种预混低氮燃气容积式热水器，所述热水器包括热水器外壳1、内胆2、燃烧室3、前罩4和燃烧系统5；如图2所示，所述燃烧系统5 包括两组对称的燃烧子部件51，所述燃烧子部件51包括燃烧器511、分段温控器512和控制器513；
所述内胆2和燃烧室3由上至下设置在所述热水器外壳1内部，所述内胆2内部设置有烟气通道21，所述烟气通道21下端与所述燃烧室3连通；
进一步地，所述烟气通道21内设置有烟道滞片211。
所述前罩4设置在所述热水器外壳1的外部，所述分段温控器512和控制器513设置在所述前罩4内；
具体的，所述燃烧室3是由内胆2的下底面、热水器外壳1的侧壁以及热水器外壳 1的下端面围成的空间。
在热水器外壳1上与燃烧室3对应的位置设置有燃烧室隔热层11。所述燃烧室隔热层11可以避免燃烧室3内热量的散失。
所述内胆2内部设置有镁棒22。所述镁棒可以保护内胆2中裸露的金属部分，延长内胆的使用寿命。
所述热水器外壳1上设置有排烟口12，所述排烟口12上端设置有排烟罩121，烟气通过排烟罩121排至热水器外.
所述热水器外壳1上与内胆2对应的位置内部设置有保温填料13。所述保温填料13可以减少热水器中热量的散失。
本申请实施例中，所述燃烧器511包括第一燃烧头5111、第二燃烧头5112、燃气空气混合管5113、风机5114、小火燃烧器5115、小火喷嘴气管5116、大火喷嘴气管5117、燃气阀组合5118和气体混合室5119；
所述第一燃烧头5111、第二燃烧头5112、小火燃烧器5115设置在所述燃烧室3内，所述风机5114、大火喷嘴气管5117、燃气阀组合5118和气体混合室5119设置在所述前罩4内；
所述第一燃烧头5111和第二燃烧头5112与所述燃气空气混合管5113连通，且所述第一燃烧头5111和第二燃烧头5112沿所述燃气空气混合管5113的轴向设置；
具体的，所述燃气空气混合管5113将混合后的燃气和空气输送至第一燃烧头5111和第二燃烧头5112中。
所述燃气空气混合管5113远离第一燃烧头5111的一端通过所述气体混合室5119与所述风机5114连接；本申请实施例中，所述燃气空气混合管5113中的空气通过风机5114输送而来。
进一步地，在所述前罩4上与所述风机5114对应的位置设置有空气滤口，所述空气滤口上设置有过滤层。
具体的，从空气滤口进入的空气可以通过风机输送进入燃气空气混合管5113，所述过滤层可以保证进入燃气空气混合管5113中的空气的清洁。
所述小火燃烧器5115设置在所述燃气空气混合管5113的外部，且位于所述第二燃烧头5112与所述气体混合室5119之间；所述小火燃烧器5115通过小火喷嘴气管5116 与所述燃气阀组合5118连接，所述大火喷嘴气管5117的一端与所述气体混合室5119连接，所述大火喷嘴气管5117的另一端与所述燃气阀组合5118连接；
具体的，所述小火喷嘴气管5116为所述小火燃烧器5115提供燃气，所述大火喷嘴气管5117为所述第一燃烧头5111和第二燃烧头5112上的喷火提供燃气。所述燃气阀组合5118可以控制所述小火喷嘴气管5116和大火喷嘴气管5117内燃气的输送，所述燃气阀组合5118在外接分段控制器作用下可以控制所述小火喷嘴气管5116和大火喷嘴气管5117内燃气的输送。本申请实施例中所述燃气阀组合5118和分段控制器配合控制所述小火喷嘴气管和大火喷嘴气管内燃气的输送为现有技术，在此不再赘述。
为了防止燃烧器爆燃，所述燃烧器使用时，先通过小火喷嘴气管5116通入燃气，将小火燃烧器5115点燃，随后再利用风机5114和大火喷嘴气管5117将第一燃烧头5111 和第二燃烧头5112点燃。
需要说明的是，由于所述燃气空气混合管5113贯穿所述热水器外壳1，在实际生产中，所述燃气空气混合管5113与热水器外壳1有缝隙存在，形成非密封的燃烧室3，所以为了保证点火不爆燃，本申请实施例采用了小火燃烧器5115，非密封的燃烧室3保证了小火燃烧器5115对于燃烧时使用空气的需要。
如图3所示，所述第一燃烧头5111包括燃烧头本体51111和丝网51112；
所述燃烧头本体51111包括燃烧头上顶面51113和燃烧头侧壁51114，所述燃烧头上顶面51113设置在所述燃烧头侧壁51114的上端；如图4所示，所述燃烧头侧壁51114 上均匀设置有若干小孔51115；所述丝网51112上设置有网格，所述丝网51112套设在所述燃烧头本体51111上；所述第一燃烧头5111和第二燃烧头5112的结构相同；
需要说明的是，本申请实施例中的燃烧器用于在燃气容积式热水器中应用。由于需要满足环保的要求，NO的产生需要满足一定的范围。现有技术中的燃烧器不易达到环保要求。
由于现有技术中燃烧器与热交换器的空气过剩系数一般都选在1.1左右，在燃烧的过程中温度可以达到1000℃以上，但是此时在高温的状态下，NO会大量生成，会使现有技术中的设备不满足国家环保要求。
本申请实施例中，为了避免在使用燃烧器过程中产生较多的NO，将空气过剩系数设定为1.3，这样可以使燃烧温度下降，同时可以使NO的生成量减少。虽然可以满足关于 NO的国家环保要求，但是由于空气过剩系数较大，会在燃烧头上出现离焰现象，导致燃烧不稳定。所以，本申请实施例中设置有丝网51112，丝网51112可以起到稳定火焰的作用，不会出现离焰的问题。同时为了满足空气过剩系数为1.3，本申请实施例还设置有风机5114，可以使燃烧器能充分燃烧。
本申请实施例的内胆2还设置有冷水进口和热水出口，热水器首次开始工作前，通过冷水入口及热水出口将内胆2进行排空装水，冷水装满后，接通燃气和电源，分段温控器512在接通的情况下，风机5114开始工作。当达到所需的工作风量时，控制器513 开始工作，对小火燃烧器5115进行点火，小火燃烧器5115点火成功后，燃气阀组合5118 接通大火喷嘴气管5117，第一燃烧头5111和第二燃烧头5112被小火燃烧器5115引燃后，第一燃烧头5111和第二燃烧头5112进入正常燃烧工作状态，热水器开始正常工作。
需要说明的是，热水器在正常工作中，小火燃烧器5115燃烧所需的空气通过空气滤口、燃气空气混合管5113与热水器外壳1有缝隙进入燃烧室3内。当小火燃烧器5115 点火成功后引燃第一燃烧头5111和第二燃烧头5112，此时燃气阀组合5118为所述大火喷嘴气管5117提供燃气，将燃气与风机5114提供的空气在气体混合室5119中混合后通入燃气空气混合管5113，最终进入所述第一燃烧头5111和第二燃烧头5112。
第一燃烧头5111和第二燃烧头5112燃烧中产生烟气，烟气通过烟气通道21最终通过排烟罩121排出。
进一步地，所述第一燃烧头5111与燃气空气混合管5113连通的面积小于所述第二燃烧头5112与燃气空气混合管5113连通的面积。
具体的，由于风机5114设置在燃气空气混合管5113靠近第二燃烧头5112的一端，所以为了使进入第一燃烧头5111和第二燃烧头5112中的燃气和空气的混合气的气体量相等，将所述第一燃烧头5111与燃气空气混合管5113连通的面积设置为小于所述第二燃烧头5112与燃气空气混合管5113连通的面积。
所述燃烧头侧壁51114的表面设置有搪瓷层。
具体的，由于本申请实施例中的燃烧器应用在燃气容积式热水器中，当使用燃气容积式热水器中会出现冷凝水滴落在燃烧头侧壁51114表面，将燃烧头侧壁51114的表面设置有搪瓷层会起到防腐蚀的作用。
所述燃气空气混合管5113的外壁设置有搪瓷层。
具体的，由于本申请实施例中的燃烧器应用在燃气容积式热水器中，当使用燃气容积式热水器中会出现冷凝水滴落在燃气空气混合管5113的外壁上，所以将所述燃气空气混合管5113的外壁设置有搪瓷层，可以起到防腐的作用。
所述燃烧头本体51111还包括燃烧头底座51116，所述燃烧头侧壁51114的下端设置在燃烧头底座51116的内沿上。为了方便实际工作中的安装，本申请实施例的燃烧头本体设置有燃烧头底座51116。方便燃烧头本体51111与燃气空气混合管3的连接。
进一步地，每100平方毫米的燃烧头侧壁51114上设置有5-6个小孔51115，所述小孔的直径为2mm，所述丝网51112上的网格为40目。
具体的，当每100平方毫米的燃烧头侧壁51114上设置有5-6个小孔51115，所述小孔的直径为2mm，所述丝网51112上的网格为40目，在该尺寸下，所述丝网51112可以起到较佳的防离焰的作用。
所述第一燃烧头还包括上压板51117和下压板51118；
所述上压板51117通过螺栓固定连接在所述丝网51112和燃烧头上顶面51113的上端，所述下压板51118通过螺栓固定连接所述燃烧头底座51116的上端。
所述上压板51117的面积大于所述丝网51112上顶面的面积。
所述下压板51118的面积大于所述丝网51112中覆盖所述燃烧头底座51116的面积。
所述燃气空气混合管5113靠近第一燃烧头5111的一端设置有堵板51131。
具体的，所述燃气空气混合管5113靠近第一燃烧头5111的一端为密封状态，利用堵板51131将所述燃气空气混合管5113靠近第一燃烧头5111的一端封住。
所述风机5114、燃气阀组合5118和分段温控器512均与所述控制器513连接。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种预混低氮燃气容积式热水器，所述热水器包括热水器外壳、内胆、燃烧室、前罩和燃烧系统；所述燃烧系统包括两组对称的燃烧子部件，所述燃烧子部件包括燃烧器、分段温控器和控制器；所述燃烧器包括第一燃烧头、第二燃烧头、燃气空气混合管、风机、小火燃烧器、小火喷嘴气管、大火喷嘴气管、燃气阀组合和气体混合室；所述燃烧头本体包括燃烧头上顶面和燃烧头侧壁，所述燃烧头上顶面设置在所述燃烧头侧壁的上端；所述燃烧头侧壁上均匀设置有若干小孔；所述丝网上设置有网格，所述丝网套设在所述燃烧头本体上。为了避免在使用燃烧器过程中产生较多的NO，将空气过剩系数设定为1.3，这样可以使燃烧温度下降，同时可以使NO 的生成量减少。虽然这样满足关于NO的国家环保要求，但是由于空气过剩系数较大，会在燃烧头上出现离焰现象，导致燃烧不稳定。本申请实施例，采用套设有丝网的燃烧头本体，可以防止离焰现象产生，同时可以使燃烧过程中产生较少含量的NO，可以满足环保要求。采用非全密封燃烧室，采用小火燃烧器，先点小火后主火，不会发生爆燃，使用安全可靠。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述热水器包括热水器外壳(1)、内胆(2)、燃烧室(3)、前罩(4)和燃烧系统(5)；所述燃烧系统(5)包括两组对称的燃烧子部件(51)，所述燃烧子部件(51)包括燃烧器(511)、分段温控器(512)和控制器(513)；
所述内胆(2)和燃烧室(3)由上至下设置在所述热水器外壳(1)内部，所述内胆(2)内部设置有烟气通道(21)，所述烟气通道(21)下端与所述燃烧室(3)连通；
所述前罩(4)设置在所述热水器外壳(1)的外部，所述分段温控器(512)和控制器(513)设置在所述前罩(4)内；
所述燃烧器(511)包括第一燃烧头(5111)、第二燃烧头(5112)、燃气空气混合管(5113)、风机(5114)、小火燃烧器(5115)、小火喷嘴气管(5116)、大火喷嘴气管(5117)、燃气阀组合(5118)和气体混合室(5119)；
所述第一燃烧头(5111)、第二燃烧头(5112)、小火燃烧器(5115)设置在所述燃烧室(3)内，所述风机(5114)、大火喷嘴气管(5117)、燃气阀组合(5118)和气体混合室(5119)设置在所述前罩(4)内；
所述第一燃烧头(5111)和第二燃烧头(5112)与所述燃气空气混合管(5113)连通，且所述第一燃烧头(5111)和第二燃烧头(5112)沿所述燃气空气混合管(5113)的轴向设置；所述燃气空气混合管(5113)远离第一燃烧头(5111)的一端通过所述气体混合室(5119)与所述风机(5114)连接；
所述小火燃烧器(5115)设置在所述燃气空气混合管(5113)的外部，且位于所述第二燃烧头(5112)与所述气体混合室(5119)之间；所述小火燃烧器(5115)通过小火喷嘴气管(5116)与所述燃气阀组合(5118)连接，所述大火喷嘴气管(5117)的一端与所述气体混合室(5119)连接，所述大火喷嘴气管(5117)的另一端与所述燃气阀组合(5118)连接；所述第一燃烧头(5111)包括燃烧头本体(51111)和丝网(51112)；
所述燃烧头本体(51111)包括燃烧头上顶面(51113)和燃烧头侧壁(51114)，所述燃烧头上顶面(51113)设置在所述燃烧头侧壁(51114)的上端；所述燃烧头侧壁(51114)上均匀设置有若干小孔(51115)；所述丝网(51112)上设置有网格，所述丝网(51112)套设在所述燃烧头本体(51111)上；所述第一燃烧头(5111)和第二燃烧头(5112)的结构相同；
所述风机(5114)、燃气阀组合(5118)和分段温控器(512)均与所述控制器(513)连接。
2.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述第一燃烧头(5111)与燃气空气混合管(5113)连通的面积小于所述第二燃烧头(5112)与燃气空气混合管(5113)连通的面积。
3.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述燃烧头侧壁(51114)的表面设置有搪瓷层。
4.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述燃气空气混合管(5113)的外壁设置有搪瓷层。
5.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述燃烧头本体(51111)还包括燃烧头底座(51116)，所述燃烧头侧壁(51114)的下端设置在燃烧头底座(51116)的内沿上。
6.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，每100平方毫米的燃烧头侧壁(51114)上设置有5-6个小孔(51115)，所述小孔的直径为2mm，所述丝网(51112)上的网格为40目。
7.根据权利要求5所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述第一燃烧头还包括上压板(51117)和下压板(51118)；
所述上压板(51117)通过螺栓固定连接在所述丝网(51112)和燃烧头上顶面(51113)的上端，所述下压板(51118)通过螺栓固定连接所述燃烧头底座(51116)的上端。
8.根据权利要求7所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述上压板(51117)的面积大于所述丝网(51112)上顶面的面积。
9.根据权利要求7所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述下压板(51118)的面积大于所述丝网(51112)中覆盖所述燃烧头底座(51116)的面积。
10.根据权利要求1所述的一种预混低氮燃气容积式热水器，其特征在于，所述燃气空气混合管(5113)靠近第一燃烧头(5111)的一端设置有堵板(51131)。
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2019
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| CN110173887A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-08-27 | 景洪 | 一种预混低氮燃气容积式热水器及其控制方法 |
| CN110173887B (zh) * | 2019-06-17 | 2024-03-12 | 景洪 | 一种预混低氮燃气容积式热水器及其控制方法 |
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