本实用新型属于燃烧器技术领域,具体涉及一种弧形火孔面燃烧器单片及其燃烧器。
背景技术:
燃烧器是燃气热水器及燃气采暖炉中的关键零部件之一,主要是促使燃料与空气的接触、混合及发生剧烈释热反应的场所,是将燃料潜能量释放的重要部件。若干火排单片组装起来成为燃烧器组件,现有燃烧器的种类较多,可按一次空气系数、空气的供给方式及燃气压力作为分类依据对燃烧器进行区别。
燃烧器的主要技术要求包含:1)燃烧比较完全;
2)无脱火及回火现象;
3)燃烧效率较高,各负荷段燃烧应稳定;
4)工作时无明显噪声。
目前燃烧器单片火孔面形式主要有“V”形火孔面、梯形火孔面、平面网孔、“V”面网孔等。
燃烧器单片在设计时需严格控制火孔的压型深度及火孔宽度,因为这对燃气-空气混合物的出口速度分布有很大影响,当燃料混合物组分、浓度一定的条件下:火焰传播速度Sn>Vm(混合物平均流速)时(速度差值很大时)会出现回火现象;当Sn<Vm时,发生脱火,火孔的形状对此影响也非常大,V型条状火孔内焰较薄,稳焰性能较弱,外界条件波动稍大时燃烧工况变恶劣;网孔式燃烧器单片的网孔加工繁琐,适用条件较高;且现有燃烧器采用的这几种形式的燃烧器单片在进行大升数、较小燃烧容积腔产品开发设计时极容易造成释热率不稳定波动、引发系统燃烧震荡,给用户极差的使用体验。
技术实现要素:
有鉴于此,本实用新型的主要目的在于提供一种弧形火孔面燃烧器单片及其燃烧器。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
本实用新型实施例提供一种弧形火孔面燃烧器单片,包括火排壳、弧形火孔面板,所述弧形火孔面板位于火排壳的开口处,所述火排壳内通过冲压形成引射管。
上述方案中,所述弧形火孔面板沿中心轴对称设置两组迷宫式弧形火孔。
上述方案中,所述引射管从进气口到出气口依次包括进气收缩管、混合喉管、扩压管。
上述方案中,所述火排壳由两个外壳通过扣接而成。
上述方案中,所述弧形火孔面板通过焊接固定在火排壳的开口处。
本实用新型实施例还提供一种燃烧器,包括燃烧器箱体,所述燃烧器箱体内设置多个并排连接的如上述方案中任意一项所述的弧形火孔面燃烧器单片。
上述方案中,所述多个弧形火孔面燃烧器单片通过固定架固定在燃烧器箱体内。
与现有技术相比,本实用新型能够减小设计时选择的容积热强度,火孔热强度较低,在进行大负荷、较小燃烧腔体的设计时可以减小释热率的不稳定脉动;弧形火孔面形成形要求较低,易于加工和满足精度要求;内焰饱和度较高,火焰稳定性好,抗扰动性强;气流冲击小、燃烧噪音低,可很大程度上提高用户使用舒适性;燃烧更为充分,烟气指标易于控制。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供一种弧形火孔面燃烧器单片的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供一种弧形火孔面燃烧器单片的俯视局部结构示意图;
图3为图2中A-A向剖视图;
图4为本实用新型的弧形火孔面与现有技术的V型火孔面的比较示意图;
图5为本实用新型的弧形火孔面与现有技术的V型火孔面的燃烧比较示意图;
图6为本实用新型实施例提供一种燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供一种弧形火孔面燃烧器单片,如图1-3所示,包括火排壳1、弧形火孔面板2,所述弧形火孔面板2位于火排壳1的开口处,所述火排壳1内通过冲压形成引射管11。
所述弧形火孔面板2沿中心轴对称设置两组迷宫式弧形火孔21。
所述引射管11从进气口到出气口依次包括进气收缩管111、混合喉管112、扩压管113。
所述火排壳1由两个外壳通过扣接而成。
所述弧形火孔面板2通过焊接固定在火排壳1的开口处。
本实用新型的弧形火孔面板2相比于现有技术的V型火孔面(有一压型深度d),本实用新型能够提供较大的火孔面积。
本实用新型与现有技术的V型火孔面的对比分析
1)如图4所示,根据弧形火孔面板2及现有技术的V面的几何关系式可以确定其同一截面处的长度关系是同一火孔m下其火孔面积可以确定。
R弧面燃烧器截面近似长度>V面燃烧器截面近似长度为,则Fpr>Fpv(Fp为火孔总面积),因Fp=Q/Qp,在同一热负荷条件下,可以选择较小的Qp(即火孔热强度),同时根据火孔热强度Qp与火孔出口流速关系为:
Vp=Qp/Hl*10e6
出口流速Vp的可调区间变大,使得降低回火及离焰的最优范围增大,利于选择合适的燃气出口压力值及喷嘴引射距离。
2)根据燃烧器前燃气所需压力值与出口流速的关系:
压力值h正比于火孔出口流速Vp的平方,从而在压力值选择的设计时可以降低二次压力值,但其燃烧强度及效率并不会因此降低,反而对燃烧的充分性、烟气指标有提升;其二,较低的燃气二次压力值受外界条件及一次压力波动影响会明显降低,即原来可能出现的断档压力区间值也会随着降低,这极大的提高了整机的适用性、舒适性及可靠性;其三,降低燃气的二次压及较小的火孔出口流速可以很大程度的减少气流扰动产生的噪音,降低工作噪音。
3)在同一混合物流速保持不变的情况下,弧形火孔面与V型火孔面燃烧器的火焰的差异:如图5所示,A-A线处的A1为V型火孔面的空气-燃气混合物出口点,而对于弧形火孔面在A-A线处的空-燃混合物出口点为A2,在气体流速相同(Vv=Vr)的条件下,空-燃混合物流动距离lv>lr,Tv>Tr(T为混合物运动至火孔面/脱离火孔面的时耗),其火孔面在沿火焰轴线方向的着火点的位置分别为A1,A2,沿横向lAxBx的差值逐渐减小。点火源着火后,弧面火孔面瞬间着火面积N大于V型火孔面的着火面积M,即内焰面积更大,内焰是可燃物预混进行燃烧反应形成的,对整体火焰的稳定性起决定性作用,内焰长短同时也反映出混合物燃烧的充分程度,受外界因素影响时的稳定性;可见弧面火孔的内焰更为饱和,火焰稳定性较优,受变量扰动因素影响时燃烧工况较稳定。
4)较大的火孔面积Fpr保证了空-燃混合物气流的流动顺畅,降低混合物的动量/阻力损失,有利于充分燃烧。其次,由于Tv>Tr,这在另一方面则表示混合物脱离火孔后在外焰可燃区的接触时间增加,内焰未完全燃烧的剩余空-燃混合物则可以充分与二次空气进行反应,提高燃烧效率。
5)烟气排放指标也是对燃烧器单片性能优异衡量的重要依据,绝大部分燃热产品的烟气超标基本都是由于燃烧器本身的问题所引起的。其一是燃烧器主体一二次控风量及比例,影响燃烧的充分性及稳定性;其二是燃烧器单片火孔大小、位置、结构,火孔结构尺寸等因素这些对混合物的流速、流线分布和阻力损失由很大影响,同时对于火焰燃烧的状态、接触充分性同样影响很大。从结构上来看,弧面火孔相较于V型其流动损失较小,对于未开火孔处的气流冲击明显小于V面型火孔单片,其动量损失也随着减小,冲击噪音也随之降低。
综上,本实用新型相对于现有技术的V型火控面具有热强度低、燃烧更充分、火焰更稳定的特点。
本实用新型实施例还提供一种燃烧器,如图6所示,包括燃烧器箱体3,所述燃烧器箱体3内设置多个并排连接的弧形火孔面燃烧器单片4。
所述多个弧形火孔面燃烧器单片4通过固定架5固定在燃烧器箱体3内。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。