CN203190603U - 正压引射式全预混燃烧供热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种正压引射式全预混燃烧供热装置，包括送风系统、燃料系统、燃烧室、换热系统和排烟系统，送风系统包括风机及与其送风口相连的空气分配管，燃料系统包括燃气管及与其相连的燃气分配管，燃气分配管的端部均匀布置有一组燃气喷嘴，该组燃气喷嘴的外周设有与空气分配管贯通的环形进气口，与燃气喷嘴对正的位置处设有引射式混合器，其上设有分配孔板和火孔板；燃烧室设在引射式混合器的上方，其侧壁与火孔板的外轮廓之间设有环形孔隙。本实用新型结构紧凑，便于对整个系统采取安全控制，供热装置运行时燃气和空气混合完全，燃烧产物中一氧化碳和氮氧化物的排放量较低，使燃气和空气全预混燃烧，实现了燃气燃烧过程的低污染物排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种利用燃气进行供热、供生活热水的系统，尤其涉及一种正压引射式全预混燃烧供热系统。
背景技术
燃气供热系统是利用燃气燃烧过程释放的热量来给供热工质（水）加热的装置。其中燃气的燃烧方式分为部分预混式燃烧和全预混燃烧。部分预混燃烧过程氮氧化物比较高，随着环保要求越来越高，部分预混燃烧方式逐渐被淘汰。全预混燃烧方式具有污染物低排放的优点，全预混燃烧器多为圆筒型，与之匹配的是圆筒型换热器。但随之而来的问题是由于圆筒型换热器成本相对翅片式换热器要高，而且圆筒型全预混燃烧器需要的混合系统较复杂且成本高，因此造成了整个燃气供热系统的总投资和费用较高。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种正压引射式全预混燃烧供热装置，本实用新型系统不但是采用全预混燃烧方式，而且结构简单、投资较少。
为了解决上述技术问题，本实用新型正压引射式全预混燃烧供热装置予以实现的技术方案是：包括送风系统、燃料系统、燃烧室、换热系统和排烟系统，所述送风系统包括风机及与其送风口相连的空气分配管，所述燃料系统包括燃气管及与其相连的燃气分配管，所述燃气管上设有燃气电磁阀，所述燃气分配管的端部均匀布置有一组燃气喷嘴，围绕着该组燃气喷嘴的外周设有与所述空气分配管贯通的环形进气口，与所述燃气喷嘴对正的位置处设有引射式混合器，所述引射式混合器的顶部自下而上的设有分配孔板和火孔板；所述燃烧室设在所述引射式混合器的上方，所述燃烧室的侧壁与所述火孔板的外轮廓之间设有宽度为2～20mm的环形孔隙；所述换热系统包括换热器和冷、热水管路，所述换热器设置在燃烧室上方，所述换热器采用翅片式换热器，所述翅片式换热器与冷、热水管路相连，所述的火孔板具有一定的弧度，弧度范围是0～1rad。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
目前国内燃烧器多采用部分预混燃烧方式，NOx排放量大于110PPm，而本实用新型采用的是全预混燃烧方式，CO和NOx排放量明显降低，尤其对于NOx减排效果显著，在过剩空气系数为1.25的条件下，NOx低于40PPm。此外，本实用新型采用多个引射器进行混合，风机提供的较低风压即可满足燃气和空气完全混和，该混合系统设计结构简单，相对于国外全预混燃烧器采用的混合器成本较低，突破了国外全预混燃烧器企业对该类产品的技术垄断。
本实用新型供热装置是利用燃气全预混燃烧方式进行供热水和生活热水的，其结构紧凑，充分利用燃气自身压力进行混合，降低了系统的能耗。本实用新型供热装置采用平板式火孔板和翅片式换热器相配合，降低了系统的成本造价，独特的燃烧室有环形孔隙连接设计，在保证火孔板具有较高的火孔热强度前提下，可避免燃烧室边壁过热，提高了燃烧室的容积热强度。本实用新型中火孔板的弧形设计可防止火孔板高温产生的变形。由于整体的优化设计，使得燃气供热装置的体积相对于其他同类系统体积较小，加工简单，控制方便，易于操作，安全可靠。本实用新型不但可以用于商业以及民用的供热及供生活热水系统，也可用于中小型工业供热和供热水系统。
附图说明：
图1是本实用新型正压引射式全预混燃烧供热装置的结构示意图；
图2是本实用新型正压引射式全预混燃烧供热装置工艺流程图；
图3是本实用新型应用在燃气热水器生活热水系统的引射器结构示意图；
图4是本实用新型应用在燃气热水器生活热水系统的全预混燃烧器结构图；
图5是图4中所示燃气喷嘴的剖视图；
图6是本实用新型应用在燃气热水器生活热水系统的火孔板结构图。
图中：
1-风机 2-燃气电磁阀 3-引射式混合器
4-分配孔板 5-火孔板 6-燃烧室
7-翅片式换热器 8-排烟系统 9-空气分配管
10-燃气管 11-燃气分配管 12-进水管
13-出水管 14-环形孔隙 15-燃气喷嘴
16-收缩管 17-扩压管
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。
如图1所示，本实用新型一种正压引射式全预混燃烧供热装置，包括送风系统、燃料系统、燃烧室6、换热系统和排烟系统8，
所述送风系统包括与风机1送风口相连的空气分配管9，所述风机为离心风机，所述风机为直流和交流式两种。
所述燃料系统包括与燃气管10相连的燃气分配管11，所述燃气管10上还设有燃气电磁阀2，所述燃气分配管11的端部均匀布置有一组燃气喷嘴15，围绕着该组燃气喷嘴15的外周设有与所述空气分配管9贯通的环形进气口，与所述燃气喷嘴15对正的位置处设有引射式混合器3，所述引射式混合器3的顶部自下而上的设有分配孔板4和火孔板5；所述火孔板为平板式火孔板，所述火孔板上的火孔形状为方形、圆形和马蹄形中的一种,其中，优选马蹄形火孔结构，该马蹄形火孔可有效防止燃烧过程产生的热振荡。
所述燃烧室6设在所述引射式混合器3的上方，所述燃烧室6与火孔板5之间为有环形孔隙连接，所述燃烧室6的侧壁与所述火孔板5的外轮廓之间设有宽度为2～20mm的缝隙，冷却空气可以由该环形孔隙进入，以冷却燃烧室6的边壁。
所述换热系统包括换热器和冷、热水管路，所述换热器设置在燃烧室6上方，所述换热器采用翅片式换热器7，具体到该翅片式换热器的排数，则与燃烧器和热负荷相匹配；所述翅片式换热器7与冷、热水管路相连。
本实用新型正压引射式全预混燃烧供热装置的工作过程是：如图1和图2所示，风机1主要是用来提供燃烧所需要的空气，风机1的进风口与大气相通，空气经过风机1升压后从风机1的送风口进入空气分配管9，空气压力为正压，空气通过空气分配管9的导流作用，经位于燃气喷嘴15外周的环形空气进气口可以均匀到达引射式混合器3入口处；此同时，燃气由燃气管10的入口进入，经燃气电磁阀2后进入燃气分配管11，本实用新型燃烧方式为预混燃烧，燃气和空气在火孔前进行混合，燃烧不需要二次空气，空气的过剩空气系数大于1，即燃气利用自身的静压力，经均匀布置在燃气分配管11上的一组燃气喷嘴15喷出，使得燃气静压转变为动压，燃气获得高速度，高速的燃气引射空气进入引射式混合器3，在引射式混合器3内进行充分混合；混合后的燃气和空气混合物进入分配孔板4，经过分配孔板4的混合物产生紊流，进一步加强混合后进入火孔板5进行燃气和空气预混燃烧；燃烧室6内的高温燃烧产物与翅片式换热器7进行换热后，低温烟气经过排烟系统8排入到大气中，翅片式换热器7与进（冷）水管12和出（热）水管13或者是供热管道的供、回水进行连接，水在翅片式换热器7中完成换热升温后，经翅片式换热器7的出水管13供给用户。
本实用新型的一种利用燃气全预混燃烧方式进行供热水和生活热水的燃气供热装置，结构紧凑，充分利用燃气自身能量来进行混合的，降低了系统的能耗。系统采用平板式火孔板和翅片式换热器相配合，降低了系统的成本造价，独特的燃烧室有缝隙连接设计，在保证火孔板具有较高的火孔热强度前提下，可避免燃烧室边壁过热，提高了燃烧室的容积热强度。此外，平板式火孔板具有一定的弧度，可防止高温条件下热应力变形。本实用新型由于整体的优化设计，使得燃气供热装置的体积相对于其他同类系统体积较小，加工简单，控制方便，易于操作，安全可靠。本实用新型主要用于商业以及民用的供热及供生活热水系统，也可用于中小型工业供热和供热水系统。
实施例：
本实用新型具体应用在燃气热水器系统中，该燃气热水器主要提供生活热水，其结构图形式如图1所示，主要部件包括全预混燃烧器、铜质的翅片式换热器7、燃气电磁阀2、风机1选用直流风机。燃气热水器系统热负荷为22kW，全预混燃烧器的具体结构图见图3，其中，3为引射式混合器，4为分配孔板，5为火孔板，该全预混燃烧器的内部包含11个引射式混合器3，引射式混合器的结构尺寸见图4，其中，9为空气分配管，15为燃气喷嘴，16为收缩管，17为扩压管；燃气喷嘴15的结构详见图5，火孔板5的结构形式如图6所示。经实验验证得到：全预混燃烧器实验结果与原型机检测结果对比结果见表1。由表1可以看出同样在空气系数为1.5条件下，本实用新型NO排放量为原型机的10％，CO排放量为原型机的45％，NO和CO减排效果显著。
表1本实用新型应用在燃气热水器生活热水系统的实测数据。
尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (5)
1.一种正压引射式全预混燃烧供热装置，包括送风系统、燃料系统、燃烧室（6）、换热系统和排烟系统（8），其特征在于：
所述送风系统包括风机（1）及与其送风口相连的空气分配管（9）；
所述燃料系统包括燃气管（10）及与其相连的燃气分配管（11），所述燃气管（10）上还设有燃气电磁阀（2），所述燃气分配管（11）的端部均匀布置有一组燃气喷嘴（15），围绕着该组燃气喷嘴（15）的外周设有与所述空气分配管（9）贯通的环形进气口，与所述燃气喷嘴（15）对正的位置处设有引射式混合器（3），所述引射式混合器（3）的顶部自下而上设有分配孔板（4）和火孔板（5）；
所述燃烧室（6）设在所述引射式混合器（3）的上方，所述燃烧室（6）的侧壁与所述火孔板（5）的外轮廓之间设有宽度为2～20mm的环形孔隙（14）；
所述换热系统包括换热器和冷、热水管路，所述换热器设置在燃烧室（6）上方，所述换热器采用翅片式换热器（7），所述翅片式换热器（7）与冷、热水管路相连。
2.根据权利要求1所述的一种正压引射式全预混燃烧供热装置，其特征在于，所述火孔板为弧形火孔板，弧度范围为0～1rad，所述火孔板上的火孔形状为方形、圆形和马蹄形中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种正压引射式全预混燃烧供热装置，其特征在于，所述风机为离心风机，所述风机为直流和交流式两种。
4.根据权利要求1所述的一种正压引射式全预混燃烧供热装置，其特征在于，所述冷、热水管路上设有阀门。
5.根据权利要求1所述的一种正压引射式全预混燃烧供热装置，其特征在于，所述的燃气喷嘴的单个负荷为1～5kW，每个燃气喷嘴对应一个引射式混合器，燃气喷嘴和引射式混合器的个数取决于供热装置的额定热负荷。
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