[发明专利]用于流水式燃气热水器的纳点火燃烧器的无焰式主燃烧器

说明书

本发明涉及两种用于流水式燃气热水器中的主燃烧器和一种点火燃烧器。尤其是具有水气联动装置的、可以通过关闭水路临时将主燃烧器关闭的热水器中的主燃烧器和点火燃烧器。

在常压、无氧化剂的一般条件下，燃气的燃烧方式分三种：扩散式、大气式、无焰式(完全一次空气式)。目前国内外现有的流水式燃气热水器，其主燃烧器的燃烧方式匀为大气式。火焰较长。燃烧的最佳状态为火焰全部呈蓝色。这种方式的燃烧温度、产热量、烟气成份都不如无焰式燃烧好。而且以人工煤气为气源的热水器一般都达不到最佳燃烧状态。烟气中一氧化碳和碳黑较多。这是由于燃烧室中过剩空气太多所致。如果从它的燃烧室内部向下对主燃烧器作投影，主燃烧器轮廓以外的面积比以内的面积还大。也就是没有专设的二次空气进气口，然烧室下端是尽量敞开的。其目的之一是满足主燃烧器点火时卸压的需要。但在主燃烧器工作时，火孔以下、混合室以内的混合气，总不如同等水平混合室以外的空气更能够被加热。所以火孔周围的空气有很强的参与热对流、挤占燃烧室空间的倾向。这时燃烧室上部对下部的对流导引作用几乎全被过剩空气获得。以致加大引射管喉部直径，一次空气也不能增加。因此燃烧室下端敞开式的第二个目的(充分供给二次空气满足燃烧需要)是没有达到的。因为过剩空气中的大部分对于燃烧是不必要的，却要参与热对流，对燃烧室降温。同时火焰较长说明火焰中心仍然缺氧。这表明氧气最有用的位置是在最高温的燃烧反应区域中的燃气离子之间，而不是火焰的表面。一旦跃出燃烧反应区，燃气的离子状态马上消失，又形成相对稳定的分子。这时它们再遇到足够的氧气也不会反应了。所以将只含有21％氧气的空气以二次空气形式提供给火焰表面以强化燃烧，同时接受它的降温作用，是不经济的。无焰式燃烧原理是：将燃烧所需的空气(包括必要的一定量的过剩空气)在燃烧之前与燃气充分混合。混合气的成份是空气与燃气的合理配比。混合气一跃出火孔进入燃烧反应区就能迅速的(燃烧速度加快)、充分的燃烧。温度高。烟气中一氧化碳和碳黑大大减少。

燃气的燃烧，火焰越短，表明燃烧速度越快，同时燃烧温度越高。典型的无焰式燃烧看不到火焰的轮廓，但有很强的热辐射，燃烧充分并温度高(如沼气灯，气化煤油灯)。但无焰式燃烧的缺点是：在没有燃烧室(或灯罩)的情况下，热负荷可调范围小，即在低负荷工作时易受侧向风扰而脱火。表现为燃烧稳定性差。但在有燃烧室时(能阻断二次空气的燃烧室)，点火又较麻烦。或需将燃烧室移开，或需确保燃烧器点火不产生强烈爆燃。

本发明的目的是提供两种特殊结构的主燃烧器，使点火过程不产生强烈爆燃，可与燃烧室下端封闭连接，基本阻断二次空气进入燃烧室。让流水式燃气热水器采用无焰式燃烧，改善燃烧状态。提高燃烧温度，提高产热量，净化烟气。

本发明的目的是这样实现的(案例1)：主燃烧器中设有两个通气路径长短不同的混合室。两个混合室的各个引射管同时接受供气系统喷射的燃气，而混合气进入燃烧室是分为两步的。从而点火过程是分为两步的。这样，热水器的供气系统、供水系统、水气联动装置、点火方式、熄火自动保护装置的原理，都与现有技术相同。因此，热水器的使用操作也与现有技术相同。

本发明提供的主燃烧器有一块边形与燃烧室下端口形相一致的火孔板(陶瓷或石墨材料)。火孔板下表面有一贯通火孔板宽的隔室槽，供隔室板的上边缘插入。隔室板将主燃烧器侧壁所围的、火孔板以下的空间隔为短路径混合室(6)和长路径混合室(7)。两个混合室各有自己的底。长路径混合室的容积大于短路径混合室的容积。与长路径混合室相通的火孔多于与短路径混合室相通的火孔。主燃烧器侧壁与燃烧室下端采用封闭形式连接。长路径混合室中有数块开口端交错布置的增距板，将长路径混合室内的空间分隔为若干层以增加通气路径的长度。增距板的设置原则是：在保证通气能力(必要的通气截面积)的情况下，片数以多为好。长度以更长为好。使交错的开口之间距离更远以满足两步点火的小程度爆燃在时间上不能重叠的要求。也就是让第二步点火的开始尽量晚。