CN110779209B - 燃气分配装置及应用前述装置的热水器的燃烧控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气分配装置及应用前述装置的热水器的燃烧控制方法，其中燃气分配装置包括壳体，内部具有第一分配腔和第二分配腔，所述壳体上开设有供燃气进入第一分配腔的第一进气口和供燃气进入第二分配腔的第二进气口，且所述壳体上还依次间隔设置有第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴；第一电磁阀，第二电磁阀，隔室，设于第一分配腔内，将第一喷嘴和第二喷嘴隔开并将第一喷嘴围设其内，所述隔室的侧壁上开设有供第一进气口的气流进入隔室内的通孔；盖板，位于第一分配腔内，活动设于通孔处，能相对通孔产生位置变化从而启闭通孔。如此在由大火向小火的分段火力切换时能降低传火过程的多余热量。

Description

燃气分配装置及应用前述装置的热水器的燃烧控制方法
技术领域
本发明属于燃气热水器技术领域，具体涉及一种燃气分配装置及应用前述装置的热水器的燃烧控制方法。
背景技术
燃气热水器为实现宽范围的温度调节，一般采用前管(即燃气分配装置)三段式燃烧，通过三个电磁阀的通断来实现。但是三段式前管需配合3个电磁阀使用，成本较高，所以出现了两段式前管配合两个电磁阀的开闭来实现三段(比如5：10：15火排数量分配)燃烧的技术，如专利号为CN201710059590.9(公开号为CN107339807A)的中国发明专利申请公开的《一种燃气热水器的燃烧控制方法》所示，燃气热水器具有三种工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，三种工作模式下均对应有相应的燃烧参数，且在一段工作模式下，第一电磁阀打开，在二段工作模式下，第二电磁阀打开，在三段工作模式下，第一电磁阀和第二电磁阀均打开。
该专利为了防止分段火力切换时出现熄火的问题，在一段工作模式与二段工作模式切换时，先执行三段工作模式300ms～800ms后再进行切换，该控制方法可以大大提高传火的成功率。
但是，两段式前管实现三段燃烧技术，该技术在负荷减小时(水流量变小或设置温度降低时)，尤其是二段火(10个火排)切换到一段火(5个火排)过程中，为了传火，必须有一个三段火(15个火排)的过渡，而这个变化与负荷减小的目的相反，所以会存在有一段水的温度超过目标温度的现象，会导致用户洗澡过程中水温过烫，影响用户体验。
另外，如专利号为CN201710893526.0(公开号为CN 109579262A)的中国发明专利申请公开的《燃气热水器及控制方法》所示，在热水器的热负荷改变时，均是通过电磁阀来控制对应喷嘴处燃气的通断，导致电磁阀数量较多，故障率提高，成本高，且电磁阀体积大，也会增加热水器整体的体积。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在由大火向小火的分段火力切换时能降低传火过程的多余热量的燃气分配装置。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在由大火向小火的分段火力切换时能稳定传火的燃气分配装置。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能根据进气压力变化自动切断部分喷嘴处燃气流过的燃气分配装置。
本发明所要解决的第四个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在由大火向小火的分段火力切换时能降低传火过程的多余热量的应用上述燃气分配装置的热水器的燃烧控制方法。
本发明解决上述第一个和第二个技术问题所采用的技术方案为：一种燃气分配装置，包括
壳体，内部具有相互隔离的第一分配腔和第二分配腔，所述壳体上开设有供燃气进入第一分配腔的第一进气口和供燃气进入第二分配腔的第二进气口，且所述壳体上还基本沿同一直线依次间隔设置有第一喷嘴、第二喷嘴和第三喷嘴，所述第一喷嘴和第二喷嘴的数量之和多于第三喷嘴的数量，且所述第一喷嘴和第二喷嘴的进气端均位于第一分配腔内，所述第三喷嘴的进气端位于第二分配腔内，所述第二喷嘴始终和第一进气口相流体连通，所述第三喷嘴始终和第二进气口相流体连通；
第一电磁阀，用于控制第一进气口的进气流量；
第二电磁阀，用于控制第二进气口的进气流量；
其特征在于，还包括
隔室，设于第一分配腔内，将第一喷嘴和第二喷嘴隔开并将第一喷嘴围设其内，所述隔室的侧壁上开设有供第一进气口的气流进入隔室内的通孔；
盖板，位于第一分配腔内，活动设于通孔处，能相对通孔产生位置变化从而启闭通孔。
本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：所述盖板位于隔室内并盖设在通孔处，所述盖板在第一分配腔的进气压力的作用下能相对通孔产生位置变化从而打开通孔，及能在复位件或/和自身重力作用下回复至覆盖住通孔从而关闭通孔的状态。
盖板可以整体朝远离通孔的方向移动，优选地，为了便于盖板打开通孔并能复位至原来的位置，所述第一分配腔内设有将第一喷嘴和第二喷嘴相隔离的隔离架，所述隔离架和壳体的侧壁共同围成所述隔室，所述通孔开设于隔离架上，所述盖板能转动地连接在壳体或隔离架上从而能相对隔离架偏转而使通孔启闭。盖板相对于通孔偏转的方式，使得盖板在打开通孔的状态下但不会脱离隔离架或壳体，即对盖板始终具有约束的作用，使其能复位至原来的状态。
为了使得盖板能偏转，所述盖板的第一侧边邻近通孔设置并转动连接在壳体的侧壁或隔离架上，与该第一侧边相对的第二侧边呈自由状态。在受到进气压力的冲击时，第二侧边朝远离通孔的方向移动使得盖板偏转，通孔被打开；在盖板受到的回复力或自身重力大于进气压力时，盖板复位至盖设在通孔上的状态。
为了保证盖板对通孔的遮蔽效果，所述隔离架上设有位于隔室内的密封件，该密封件位于通孔的对应盖板的第二侧边的一侧，如此防止有燃气从通孔和盖板之间的缝隙进入隔室内。
为了进一步减少涉及到的部件，所述通孔开设于隔离架的沿水平方向延伸的位置，如此盖板能在自身重力作用下复位，无需设置复位件。
所述复位件可以有多种结构形式，优选地，所述复位件为始终具有使盖板关闭通孔的趋势的弹性件，该弹性件作用于盖板上。
为了进一步减少大火向小火切换时传火过程中的多余热量，优选地，所述第一喷嘴数量有至少一个，所述第二喷嘴数量有至少一个，所述第一喷嘴数量多于第二喷嘴的数量。因大火向小火切换的过渡过程中，第二喷嘴处有燃气通过，如此第二喷嘴的数量较少，在此过渡过程中产生的热量也较少，又能保证传火。
本发明解决上述第四个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述燃气分配装置的热水器的燃烧控制方法，其特征在于，还包括能控制第一电磁阀电流值、第二电磁阀电流值的主控板，所述热水器具有三段工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，在一段工作模式下，第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，一段工作模式下第一电磁阀的最小电流为Imin；在二段工作模式下，第二电磁阀打开，第一电磁阀关闭；在三段工作模式下，第一电磁阀和第二电磁阀均打开；
所述控制方法用于将热水器从一段工作模式切换至二段工作模式，包括如下步骤：
步骤一：在一段工作模式下，进水流量减小或设定温度降低时，主控板计算当前的产热水能力A，若产热水能力小于或等于设定值，则执行步骤二；若产热水能力大于设定值，则继续维持当前的一段工作模式的燃烧状态；
步骤二：主控板更改第一电磁阀的电流为传火电流I1，I1<Imin，此时盖板受到的复位件的回复力或盖板自身的重力大于第一进气口的进气压力；同时打开第二电磁阀，然后执行步骤三；
步骤三：关闭第一电磁阀，此时热水器处于二段工作模式下。
按国家标准，所述热水器的产热水能力的计算公式为：A＝(t1-t2)×V/25≤4L/min， t1为出水温度，t2为进水温度，V为进水流量。
与现有技术相比，本发明的优点：1、本发明的热水器的第一分配腔设置有隔室，如此在从一段火(第一分配腔内的喷嘴燃烧)切换为二段火(第二分配腔内的喷嘴燃烧) 的过渡过程中，隔室内的第一喷嘴不燃烧，仅有位于隔室外的第一分配腔内的第二喷嘴燃烧，如此在一段火向二段火过渡的过程中，仅有第二喷嘴(相对于现有的所有喷嘴) 燃烧，极大地降低了传火过程的多余热量，解决了由大火向小火切换时有一段水温过高的问题；2、本发明在一段火向二段火传递的过程中，因隔室的通孔关闭，造成第一分配腔内位于隔室外的区域压力上升，而第二喷嘴则位于该区域内，使得第二喷嘴供气燃烧时更加稳健，更不容易被外界风压吹灭，传火点的抗风能力提升；3、本发明的盖板在第一分配腔的进气压力和弹簧弹力(或自身重力)的作用下，能自动活动以实现通孔的启闭，从而控制隔室内燃气的通断，如此无需电路或电磁阀控制，结构简单，且成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1的燃气分配装置的结构示意图(盖板处于关闭通孔的状态)；
图2为本发明实施例1的燃气分配装置的结构示意图(盖板处于打开通孔的状态)；
图3为图1的剖视图；
图4为图2的剖视图；
图5为实施例1的热水器的燃烧控制方法流程图；
图6为应用本实施例1的燃气分配装置的热水器；
图7为本发明实施例2的燃气分配装置的结构示意图(盖板处于打开通孔的状态)；
图8为本发明实施例2的燃气分配装置的结构示意图(盖板处于关闭通孔的状态)；
图9为实施例2的热水器的燃烧控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1～6所示，本优选实施例的燃气分配装置包括壳体1、第一电磁阀3、第二电磁阀4、隔离架6和盖板5。本实施例图示的壳体1未示出压板，压板与图中的壳体部分配合形成腔室。
其中壳体1内部具有相互隔离的第一分配腔1a和第二分配腔1b，壳体1上开设有供燃气进入第一分配腔1a的第一进气口11a和供燃气进入第二分配腔1b的第二进气口 11b，第一电磁阀3用于控制第一进气口11a的进气流量，第二电磁阀4用于控制第二进气口11b的进气流量。
壳体1上还基本沿同一直线(本实施例中为沿水平方向)依次间隔设置有第一喷嘴2a、第二喷嘴2b和第三喷嘴2c，第一喷嘴2a数量有至少一个，第二喷嘴2b数量有至少一个，第一喷嘴2a数量多于第二喷嘴2b的数量，第一喷嘴2a和第二喷嘴2b的数量之和多于第三喷嘴2c的数量。本实施例中，第一喷嘴2a有8个，第二喷嘴2b有2个，第三喷嘴2c有5个。
第一喷嘴2a和第二喷嘴2b的进气端均位于第一分配腔1a内，第三喷嘴2c的进气端位于第二分配腔1b内，第二喷嘴2b始终和第一进气口11a相流体连通，第三喷嘴2c 始终和第二进气口11b相流体连通。
第一分配腔1a内设有将第一喷嘴2a和第二喷嘴2b隔开并将第一喷嘴2a围设其内的隔室12a，隔室12a的侧壁上开设有供第一进气口11a的气流进入隔室12a内的通孔 121a，本实施例中，第一分配腔1a内设有将第一喷嘴2a和第二喷嘴2b相隔离的隔离架6，隔离架6和壳体1的侧壁共同围成隔室12a，通孔121a开设于隔离架6上。
隔室12a内设有复位件8，本实施例中，复位件8为始终具有使盖板5关闭通孔121a的趋势的弹簧，该弹簧两端分别和盖板5、壳体1的顶壁相抵，从而作用于盖板5上。
盖板5能转动地连接在壳体1上从而能相对隔离架6偏转而使通孔121a启闭，盖板5的第一侧边51邻近通孔121a设置并转动连接在壳体1的侧壁上，与该第一侧边51 相对的第二侧边52呈自由状态。盖板5在受到第一分配腔1a的进气压力的冲击时，第二侧边52朝远离通孔121a的方向移动使得盖板5偏转，通孔121a被打开，如图4所示；在盖板5受到复位件8的回复力大于进气压力时，盖板5复位至覆盖住通孔121a 的状态，燃气不能再进入隔室12a内，此时第一喷嘴2a处没有燃气通过，如图3所示。
当然，盖板5并不局限于偏转以启闭通孔121a的方式，比如盖板5可以整体朝远离通孔121a的方向移动或者其他能相对通孔121a产生位置变化从而启闭通孔121a的方式。
隔离架6上设有位于隔室12a内的密封件，该密封件位于通孔121a的对应盖板5 的第二侧边52的一侧，如此防止有燃气从通孔121a和盖板5之间的缝隙进入隔室12a 内。密封件可以为橡胶材质。
优选地，通孔121a开设于隔离架6的沿水平方向延伸的位置，如此盖板5既受到复位件8的复位力，还受到自身重力作用，保证盖板5的复位，若要打开盖板5，则需进气压力大于复位件8的复位力和盖板5的重力之和。当然，通孔121a也可设置在隔离架6的其他位置，但是复位件8的复位力需能保证盖板5复位以关闭通孔121a。
如图5所示，应用上述燃气分配装置的热水器的燃烧控制方法，还包括能控制第一电磁阀3电流值、第二电磁阀4电流值的主控板，热水器具有三段工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，在一段工作模式下，第一电磁阀3打开，第二电磁阀4关闭，一段工作模式下第一电磁阀3的最小电流为Imin，主控板给第一电磁阀3 的电流I≥Imin＞传火电流I1，从而确保在一段最小点燃烧时，一段进气压力P1＞弹簧弹力P2，盖板5被推开，燃气进入第一喷嘴2a，进行燃烧；在二段工作模式下，第二电磁阀4打开，第一电磁阀3关闭；在三段工作模式下，第一电磁阀3和第二电磁阀4 均打开；
控制方法用于将热水器从一段工作模式切换至二段工作模式，包括如下步骤：
步骤一：在一段工作模式下，进水流量减小或设定温度降低时，主控板计算当前的产热水能力A，若产热水能力小于或等于设定值，则执行步骤二；若产热水能力大于设定值，则继续维持当前的一段工作模式的燃烧状态；
步骤二：主控板更改第一电磁阀3的电流为传火电流I1(在正常的一段工作模式下，第一电磁阀3的电流为I)，I1<Imin，此时盖板5受到的复位件8的回复力大于此时第一进气口11a的进气压力(该进气压力对应传火电流I1)，盖板5关闭通孔121a，第一喷嘴2a处不再燃烧；同时打开第二电磁阀4，此时第二喷嘴2b和第三喷嘴2c(共7个喷嘴)燃烧，然后执行步骤三；
步骤三：关闭第一电磁阀3，此时热水器处于二段工作模式下，仅有第三喷嘴2c (5个)燃烧，实现了大火向小火的切换。
按国家标准，热水器的产热水能力的计算公式为：A＝(t1-t2)×V/25≤4L/min，t1为出水温度，t2为进水温度，V为进水流量，具体可参照《GB6932-2015家用燃气快速热水器》。
实施例2
如图7～9所示，实施例2与实施例1的区别在于：未设置复位件8，盖板5仅在自身重力的作用下复位关闭通孔121a，其他结构可参考实施例1.
另外，在热水器的燃烧控制方法的步骤二为：主控板更改第一电磁阀3的电流为传火电流I1，I1<Imin，此时盖板5自身的重力大于第一进气口11a的进气压力，盖板5关闭通孔121a，第一喷嘴2a处不再燃烧；同时打开第二电磁阀4，此时第二喷嘴2b和第三喷嘴2c(共7个喷嘴)燃烧，然后执行步骤三；
步骤一和步骤三均与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种热水器的燃烧控制方法，热水器包括燃气分配装置，燃气分配装置包括
壳体(1)，内部具有相互隔离的第一分配腔(1a)和第二分配腔(1b)，所述壳体(1)上开设有供燃气进入第一分配腔(1a)的第一进气口(11a)和供燃气进入第二分配腔(1b)的第二进气口(11b)；
喷嘴，包括沿同一直线依次设于壳体(1)上的第一喷嘴(2a)、第二喷嘴(2b)和第三喷嘴(2c)，所述第一喷嘴(2a)和第二喷嘴(2b)的数量之和多于第三喷嘴(2c)的数量，且所述第一喷嘴(2a)和第二喷嘴(2b)的进气端均位于第一分配腔(1a)内，所述第三喷嘴(2c)的进气端位于第二分配腔(1b)内，所述第二喷嘴(2b)始终和第一进气口(11a)相流体连通，所述第三喷嘴(2c)始终和第二进气口(11b)相流体连通；
第一电磁阀(3)，用于控制第一进气口(11a)的进气流量；
第二电磁阀(4)，用于控制第二进气口(11b)的进气流量；
隔室(12a)，设于第一分配腔(1a)内，将第一喷嘴(2a)和第二喷嘴(2b)隔开并将第一喷嘴(2a)围设其内，所述隔室(12a)的侧壁上开设有供第一进气口(11a)的气流进入隔室(12a)内的通孔(121a)；
盖板(5)，位于第一分配腔(1a)内，活动设于通孔(121a)处，能相对通孔(121a)产生位置变化从而启闭通孔(121a)；所述盖板(5)位于隔室(12a)内并盖设在通孔(121a)处，所述盖板(5)在第一分配腔(1a)的进气压力的作用下能相对通孔(121a)产生位置变化从而打开通孔(121a)，并能在复位件(8)或／和盖板(5)自身重力作用下回复至覆盖住通孔(121a)的状态；
热水器包括能控制第一电磁阀(3)电流值、第二电磁阀(4)电流值的主控板，所述热水器具有三段工作模式：一段工作模式、二段工作模式和三段工作模式，在一段工作模式下，第一电磁阀(3)打开，第二电磁阀(4)关闭，一段工作模式下第一电磁阀(3)的最小电流为Imin；在二段工作模式下，第二电磁阀(4)打开，第一电磁阀(3)关闭；在三段工作模式下，第一电磁阀(3)和第二电磁阀(4)均打开；
其特征在于，所述燃烧控制方法为将热水器从一段工作模式切换至二段工作模式的控制方法，包括如下步骤：
步骤一：在一段工作模式下，进水流量减小或设定温度降低时，主控板计算当前的产热水能力A，若产热水能力小于或等于设定值，则执行步骤二；若产热水能力大于设定值，则继续维持当前的一段工作模式的燃烧状态；
步骤二：主控板更改第一电磁阀(3)的电流为传火电流I1，I1<Imin，此时盖板(5)受到的复位件(8)的回复力或盖板(5)自身的重力大于此时第一进气口(11a)的进气压力，盖板(5)关闭通孔(121a)；同时打开第二电磁阀(4)，然后执行步骤三；
步骤三：关闭第一电磁阀(3)，此时热水器处于二段工作模式下。
2.根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述第一分配腔(1a)内设有将第一喷嘴(2a)和第二喷嘴(2b)相隔离的隔离架(6)，所述隔离架(6)和壳体(1)的侧壁共同围成所述隔室(12a)，所述通孔(121a)开设于隔离架(6)上，所述盖板(5)能转动地连接在壳体(1)或隔离架(6)上从而能相对隔离架(6)偏转。
3.根据权利要求2所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述盖板(5)的第一侧边(51)邻近通孔(121a)设置并转动连接在壳体(1)的侧壁或隔离架(6)上，与该第一侧边(51)相对的第二侧边(52)呈自由状态。
4.根据权利要求3所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述隔离架(6)上设有位于隔室(12a)内的密封件，该密封件位于通孔(121a)的对应盖板(5)的第二侧边(52)的一侧。
5.根据权利要求2所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述通孔(121a)开设于隔离架(6)的沿水平方向延伸的位置。
6.根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述复位件(8)为始终具有使盖板(5)关闭通孔(121a)的趋势的弹性件，该弹性件作用于盖板(5)上。
7.根据权利要求1~5中任一权利要求所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述第一喷嘴(2a)数量有至少一个，所述第二喷嘴(2b)数量有至少一个，所述第一喷嘴(2a)数量多于第二喷嘴(2b)的数量。
8.根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于：所述热水器的产热水能力的计算公式为：A=（t1-t2）×V/25≤4L/min，t1为出水温度，t2为进水温度，V为进水流量。
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