[发明专利]燃烧器及采用该燃烧器的燃气热水设备

说明书

技术领域

本发明属于燃烧设备领域，具体涉及一种燃烧器以及采用该燃烧器的燃气热水设备。

背景技术

燃气热水设备，如燃气热水器或燃气锅炉中通常设置有的燃烧器、热交换器、以及容纳燃烧器和热交换器的燃烧室。燃烧器往往包括有并排设置的若干火排片，每一个火排片具有燃气-空气的混合通道，可在其内将燃气和空气混合并传递给位于火排片顶部的火孔以在燃烧室内燃烧并生成热量，生成后的热量可加热热交换器内的水，从而被加热的水可用于饮用、洗浴、或供暖等。

燃烧器在燃烧过程中会产生废气，并会被排放到大气中。废气通常包含有对人体和大气有影响的成分，如一氧化碳(CO)或氮氧化物(NOx)等。随着生活水平以及对环境保护意识的提高，人们越来越重视家用燃气具中有害气体的排放。其中一氧化碳的排放早已为人们所关注，并且大量燃气具的生产厂家也采取相应的措施来降低一氧化碳的排放，然而，然而对于氮氧化物的排放却尚未引起足够的重视。

经研究分析表明，氮氧化物的毒性要大于一氧化碳，并且长期的排放会对大气引发两方面的污染：酸雨和光化学烟雾(Photochemical Smog)。在我国已经制定的民用燃气具的氮氧化物排放标注中，最高级即国标五级要求氮氧化物浓度上限为70毫克/千瓦小时(mg/kW·h)。目前被广泛采用的用来降低民用燃气具的氮氧化物排放的主要是浓淡燃烧技术。

浓淡燃烧的基本原理是使一部分燃气在空气不足的条件下燃烧，即燃料过“浓”燃烧，而另一部分燃气在空气过多的条件下燃烧，即燃料过“淡”燃烧。两种情况下的燃气和空气的化学计量比(Stoichiometric Ratio)都偏离燃烧反应的理论计量比，浓火焰中氧浓度较低，一次燃烧温度较在化学计量比时低，能降低氮氧化物的生成；而淡火焰中氧浓度高，但燃气不足也会使一次燃烧温度降低，从而降低氮氧化物的排放，最终使得燃烧的总氮氧化物减少。同时，浓淡燃烧过程中存在二次燃烧，浓淡火焰的二次燃烧是在一次燃烧分别完成后，一次燃烧产物间进行的。由于一次燃烧产物中含有大量的二氧化碳和水等气体，致使二次反应区的温度和氧的浓度都较低，从而氮氧化物的生成受到抑制。因此，浓淡燃烧的一次燃烧和二次燃烧都可以有效抑制氮氧化物的生成。

现有技术中采用浓淡燃烧的燃烧器结构如美国专利US 5,368,476和中国专利公开CN 101592338A所示。然而，这些新结构的燃烧器均需要对现有的燃烧器中的火排片进行较大的改造，而为确保良好的燃烧效果，原有火排片的构造、尺寸、或排布都是经过精密计算、一系列的实验、以及长久的制造使用经验获得的，所以，经过改造的火排片虽然可以一定程度上降低氮氧化物的排放，但却可能无法确保原有的燃烧效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃烧器，其可在有效降低氮氧化物的排放同时又确保良好的燃烧效果，并且尽可能地减少对现有燃烧器火排片的改造。

本发明的目的在于提供一种采用上述燃烧器的燃气热水设备。

为实现上述发明目的之一，本发明提供一种燃烧器，其包括：至少两个燃烧器单元，每一燃烧器单元包括纵长排列的若干火孔和第一燃料-空气混合腔，所述第一燃料-空气混合腔用于生成并向所述火孔传递第一燃料-空气混合物，所述至少两个燃烧器单元沿横向并排设置并在其上部之间形成间隙；第二燃料-空气混合腔，用于生成第二燃料-空气混合物；以及至少一个燃料-空气混合物分配口，其相对于所述至少两个燃烧器单元独立设置，且与所述第二燃料-空气混合腔气体连通以将第二燃料-空气混合物分配至所述至少两个燃烧器单元的所述间隙中。

作为本发明的进一步改进，该燃烧器进一步包括独立管，其具有纵长延伸的侧壁；所述至少一个燃料-空气混合物分配口设置在所述侧壁的面向所述间隙的部分上。

作为本发明的进一步改进，所述独立管进一步包括分别位于其侧壁的纵向两端的开口和封闭端；所述第二燃料-空气混合腔形成在所述侧壁所围的区域内、并位于所述开口和封闭端之间。

作为本发明的进一步改进，所述第一燃料-空气混合腔具有第一文丘里管(venturi)部分；所述独立管在竖直方向上低于所述第一文丘里管部分设置。

作为本发明的进一步改进，所述第二燃料-空气混合腔具有在横向上位于所述至少两个燃烧器单元之间的第二文丘里管部分。

作为本发明的进一步改进，所述第一燃料-空气混合腔具有进气口；该燃烧器进一步包括燃料供应装置，其包括面向所述进气口的第一喷嘴和面向所述开口的第二喷嘴；其中所述第一喷嘴的出口尺寸大于所述第二喷嘴的出口尺寸，以提供更多量的燃料。