摘　要：介紹適用于大氣式燃燒方式的動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組組成及控制原理。針對(duì)配置動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組的燃?xì)鉄崴?，?duì)點(diǎn)火性能的影響因素(點(diǎn)火電流型式、閥開啟順序)進(jìn)行了理論分析及試驗(yàn)研究。

關(guān)鍵詞：動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組；  燃?xì)鉄崴鳎?span lang="EN-US">  點(diǎn)火性能

Study on Ignition Performance of Gas Water Heater Equipped with Moving Magnet-type Gas Proportional Valve Group

Abstract：The composition and control principle of moving magnet gas proportional valve group suitable for atmospheric combustion are introduced．The factors including ignition current type and valve opening sequence which affect the ignition performance of gas water heater equipped with moving magnet-type gas proportional valve group are theoretically analyzed and experimentally researched．

Keywords：moving magnet-type gas proportional valve group；gas water heater；ignition performance.

燃?xì)膺M(jìn)入千家萬戶，給人民的生活帶來了很大便利，燃?xì)鉄崴?、燃?xì)獠膳療崴疇t也得到了，“泛的應(yīng)用。生活水平不斷提高，使得人們對(duì)燃具的性能要求也越來越高。隨著電子技術(shù)和燃?xì)獗壤刂萍夹g(shù)成熟，出現(xiàn)了水控型自動(dòng)點(diǎn)火燃?xì)鉄崴?，點(diǎn)火方式也從手動(dòng)點(diǎn)火發(fā)展為自動(dòng)點(diǎn)火。本文對(duì)配置動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火性能進(jìn)行研究。

1　動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組組成及控制原理

動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組(適用于大氣式燃燒方式)組成見圖l，由兩級(jí)安全截止閥、動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y(由電磁比例調(diào)節(jié)器、壓力調(diào)節(jié)器構(gòu)成，以下簡(jiǎn)稱比例閥)組成。當(dāng)燃?xì)膺M(jìn)入閥組時(shí)，先經(jīng)過濾器、兩級(jí)安全截止閥，再進(jìn)入比例閥。比例閥前后設(shè)有進(jìn)出l5壓力測(cè)點(diǎn)。

比例閥結(jié)構(gòu)見圖2。當(dāng)燃?xì)鉄崴鞯目刂破鹘o電磁比例調(diào)節(jié)器上的比例線圈施加電流時(shí)，電磁比例調(diào)節(jié)器產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)方向與永磁體方向相反的磁場(chǎng)，永磁體帶動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的閥芯向上運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一定的相對(duì)開度，電流大小不同產(chǎn)生的排斥力不同，壓力調(diào)節(jié)器閥芯的相對(duì)開度不同，從而實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁康恼{(diào)節(jié)。

比例閥還具有穩(wěn)定燃?xì)鈮毫ψ饔?，?dāng)作用在壓力調(diào)節(jié)器膜片上的燃?xì)鈮毫υ龃髸r(shí)，膜片帶動(dòng)閥芯向下運(yùn)動(dòng)減小相對(duì)開度，保證出口壓力的穩(wěn)定；反之，當(dāng)作用在壓力調(diào)節(jié)器膜片上的燃?xì)鈮毫p小時(shí)，膜片帶動(dòng)閥芯向上運(yùn)動(dòng)增大相對(duì)開度，保證出口壓力的穩(wěn)定。

2　點(diǎn)火性能影響因素

點(diǎn)火性能是指燃具在點(diǎn)火時(shí)是否有爆燃、回火及點(diǎn)火困難等現(xiàn)象的發(fā)生，點(diǎn)火性能優(yōu)良的燃?xì)鉄崴髟邳c(diǎn)火時(shí)，不應(yīng)有爆燃、回火以及數(shù)次點(diǎn)火不成功等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。影響燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火性能的因素很多，本文主要從以下兩方面對(duì)點(diǎn)火性能的影響因素進(jìn)行分析：點(diǎn)火電流型式：固定電流點(diǎn)火、漸變電流點(diǎn)火；閥開啟順序。

2.1　點(diǎn)火電流型式

固定電流點(diǎn)火是在點(diǎn)火期間，對(duì)比例線圈施加一個(gè)恒定電流。漸變電流點(diǎn)火是在點(diǎn)火期間，施加在比例線圈上的是在一個(gè)固定范圍內(nèi)由小變大的電流，直到點(diǎn)火成功為止。

采用固定電流點(diǎn)火時(shí)，由于電流為固定值，在點(diǎn)火時(shí)燃?xì)饬髁繌牧阃蝗辉黾拥揭粋€(gè)固定值，流量變化較快，不利于順利點(diǎn)火。采用漸變電流點(diǎn)火時(shí)，由于電流由小變大，因此在點(diǎn)火期間燃?xì)饬髁恳彩侵饾u增大，有利于提高點(diǎn)火性能。

2.2　閥開啟順序

對(duì)于燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火過程，可采用兩種閥開啟順序：開啟順序1：先給比例線圈施加電流，再依次打開安全截止閥Vl、V2；開啟順序2：先依次打開安全截止閥Vl、V2，再給比例線圈施加電流。下面基于固定電流點(diǎn)火方式，針對(duì)配置動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組的燃?xì)鉄崴鳎芯块y開啟順序?qū)c(diǎn)火性能的影響。

①試驗(yàn)研究

a．開啟順序1

在不同的進(jìn)口壓力P，(分別為1、2、3、4、5kPa)下進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄出口壓力p1的變化情況，見圖3，圖中橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示p2。圖3、4中右側(cè)較高紅線為參照線。由圖2可知，采用開啟順序1時(shí)，出口壓力p2發(fā)生過沖現(xiàn)象，且隨著進(jìn)氣壓力p1升高，過沖現(xiàn)象越來越明顯。

在不同進(jìn)氣壓力p1(1、2、3、4、5kPa)下進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄出口壓力p2的變化情況，見圖4，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示p2。由圖4可知，采用開啟順序2時(shí)，出口壓力p2比較穩(wěn)定，隨著進(jìn)口壓力p1升高，出口壓力p2仍然比較穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。

②理論分析

壓力調(diào)節(jié)器閥芯的受力見圖5。當(dāng)比例線圈未施加電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的電磁力Fd，為0，在閥芯重力G、彈簧作用力Ft、燃?xì)鈱?duì)膜片的作用力Fp共同作用下閥芯處于關(guān)閉狀態(tài)。

F＝Fd-(Fp+G+Ft)

式中F——閥芯受到的合力，N

Fd——比例線圈產(chǎn)生的電磁力，N

Fp——燃?xì)鈱?duì)膜片的作用力，N

G——閥芯重力，N

Ft——彈簧作用力，N

當(dāng)采用開啟順序1時(shí)，比例線圈通電時(shí)由于安全截止閥沒有開啟，這時(shí)燃?xì)鈱?duì)膜片的作用力Fp為0，因此有：

F1＝Fd-(G+Ft) 　     　   (1)

式中F1——采用開啟順序1，比例線圈通電時(shí)閥芯受到的合力，N

當(dāng)采用開啟順序2時(shí)，比例線圈通電時(shí)由于安全截止閥已經(jīng)打開，這時(shí)燃?xì)鈱?duì)膜片的作用力Fp為接近進(jìn)口壓力產(chǎn)生的作用力，因此有：

F2＝Fd-(Fp+G+F1)　　　    (2)

Fp＝p1(A1-A2)

式中F2——采用開啟順序2，比例線圈通電時(shí)閥芯受到的合力，N

p1——進(jìn)口壓力，Pa

A1——膜片的投影面積，m²

A2——閥芯的投影面積，m²

由式(1)、(2)可知，F1>F2。當(dāng)采用開啟順序1時(shí)，在燃?xì)膺€沒有流進(jìn)壓力調(diào)節(jié)器腔內(nèi)時(shí)，閥芯已經(jīng)達(dá)到一定的相對(duì)開度，當(dāng)安全截止閥打開后，燃?xì)饬魅雺毫φ{(diào)節(jié)器腔，并以較高壓力沖出比例閥到達(dá)燃燒器，然后在燃?xì)鈱?duì)膜片的作用力下，閥芯的相對(duì)開度逐漸減小，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)采用開啟順序2時(shí)，在閥芯尚未開啟前，安全截止閥已經(jīng)打開，燃?xì)鈱?duì)膜片已形成一定作用力，因此比例線圈通電后閥芯的相對(duì)開度較小，出口壓力比較平緩。

3　結(jié)論

對(duì)于配置動(dòng)磁式燃?xì)獗壤y組的燃?xì)鉄崴?，為提高點(diǎn)火性能，宜采用漸變電流點(diǎn)火方式。當(dāng)采用固定電流點(diǎn)火方式時(shí)，宜采用先依次打開安全截止閥，再給比例線圈施加電流的閥開啟順序。

本文作者：姚占朋  李景祺  龐智勇

作者單位：廣州市精鼎電器科技有限公司

  深圳海頓熱能技術(shù)有限公司