CN112128757A - 预混装置和燃气设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种预混装置和燃气设备，预混装置包括：本体，本体限定出具有空气入口和燃气喷嘴的气体流道；风量调节板，风量调节板设于气体流道内且形成有多个与空气入口相对设置的常闭风口和常开风口；叶轮组件，叶轮组件包括贯穿风量调节板的转轴和设于转轴上的多个叶轮，至少一个叶轮始终与常开风口在垂直于纸面方向上的投影至少部分重合，从而依靠风压驱动叶轮组件转动；阀片。根据本发明实施例的预混装置，通过在气体流道内设置具有常闭风口和常开风口的风量调节板，并通过风压驱动叶轮组件转动从而带动阀片同步转动，进而通过阀片得以改变常闭风口的开度，实现调节参与混合的空气进气量，获得较佳的空燃比。

Description

预混装置和燃气设备

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，更具体地，涉及一种预混装置和燃气设备。

背景技术

相关技术中的文丘里无法对燃气和空气进行有效调节，燃烧调节比小，无法满足不同负荷需求的燃气设备。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种预混装置，该预混装置的空燃比佳、通用性强。

本发明还提出一种具有上述预混装置的燃气设备，该燃气设备燃烧效率高。

根据本发明实施例的预混装置，包括：本体，所述本体限定出具有空气入口和燃气喷嘴的气体流道；风量调节板，所述风量调节板设于所述气体流道内且形成有多个与所述空气入口相对设置的常闭风口和常开风口；叶轮组件，所述叶轮组件包括贯穿所述风量调节板的转轴和设于所述转轴上的多个叶轮，至少一个所述叶轮始终与所述常开风口在垂直于纸面方向上的投影至少部分重合，从而依靠风压驱动所述叶轮组件转动；阀片，所述阀片连接于所述转轴上与所述叶轮同步转动用于调节所述常闭风口的开度。

根据本发明实施例的预混装置，通过在气体流道内设置具有常闭风口和常开风口的风量调节板，并通过风压驱动叶轮组件转动从而带动阀片同步转动，进而通过阀片得以改变常闭风口的开度，实现调节参与混合的空气进气量，获得较佳的空燃比。

根据本发明的一些实施例，所述燃气喷嘴的数量包括多个，其中一部分为常开燃气喷嘴，另一部分为常闭燃气喷嘴，所述转轴上还设有用于调节所述常闭燃气喷嘴的开度大小的挡臂。

可选实施例中，所述空气入口位于所述本体轴向一端，所述燃气和空气的混合气体位于所述本体轴向的另一端,所述燃气喷嘴形成于所述气体流道的内壁。

进一步可选实施例中，所述常闭风口的数量为两个，所述常开风口的数量为一个，所述风量调节板包括两个挡板，其中一个所述挡板位于所述常闭风口和所述常开风口之间，另一所述挡板位于两个所述常闭风口之间，所述常开风口的两个径向边设有限位筋。

可选示例中，所述叶轮组件包括第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮，其中，所述第一叶轮与所述常开风口相对设置，所述阀片分别与所述第二叶轮和第三叶轮在周向方向错开设置，所述叶轮在垂直于纸面方向上的投影面积小于所述阀片。

进一步可选示例中，两个所述常闭风口在垂直于纸面方向上的投影面积相同。

根据本发明的一些实施例，至少一个所述叶轮上的重量大于其余所述叶轮的重量。

根据本发明的一些实施例，所述预混装置包括顺次连接的缩口段、横截面不变的喉段和扩口段，所述燃气喷嘴和所述气量调节装置均设于所述喉段。

根据本发明的一些实施例，所述阀片位于所述风量调节板的迎风面，所述叶轮位于所述风量调节板的背风面。

根据本发明实施例的燃气设备包括上述实施例的预混装置，由于根据本发明实施例的预混装置的空燃比调节范围大，可以适用于不同负荷需求的燃气设备，因此，根据本发明实施例的燃气设备的空燃比佳。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一些实施例的预混装置的结构示意图；

图2是根据本发明一些实施例的预混装置另一个角度的结构示意图；

图3是根据本发明一些实施例的预混装置另一个角度的结构示意图；

图4是根据本发明一些实施例的叶轮组件的结构示意图；

图5是根据本发明一些实施例的叶轮组件另一个角度的结构示意图；

图6是根据本发明一些实施例的叶轮组件俯视图；

图7是根据本发明一些实施例的阀片与转轴的装配图；

图8是根据本发明一些实施例的阀片与转轴另一个角度的装配图；

图9是根据本发明一些实施例的阀片与转轴另一个角度的装配图；

图10是根据本发明一些实施例的阀片与转轴另一个角度的装配图。

附图标记：

预混装置10；

本体11；气体流道111；空气入口112；燃气喷嘴113；常开燃气喷嘴1131；常闭燃气喷嘴1132；缩口段114；喉段115；扩口段116；

风量调节板12；常闭风口121；常开风口122；挡板123；通风口1231；限位筋124；

叶轮组件13；叶轮131；第一叶轮1311；第二叶轮1312；第三叶轮1313；转轴132；挡臂133；第一轴套134；阀片135；第二轴套136；

外壳16。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图10描述本发明实施例的预混装置10，该预混装置10可以对不同介质的气体进行预混，从而获得均匀混合的气体混合物，例如，在燃气在进入燃气设备的燃烧室进行燃烧时，燃气和空气可以预先进入预混装置10进行预混，空气和燃气混合后的气体进入燃烧室内进行充分有效燃烧。本文中的燃气设备包括但限于强抽型燃气设备和强鼓型燃气设备。

参照图1-图3，预混装置10包括：本体11、风量调节板12、叶轮组件13和阀片135。

本体11限定出具有空气入口112和燃气喷嘴113的气体流道111。风量调节板12设于气体流道111内且形成有多个与空气入口112相对设置的常闭风口121和常开风口122。也就是说，从空气入口112进入的空气可以通往常闭风口121和常开风口122，在任何的工况条件下，常开风口122均处于打开状态，常闭风口121则选择性打开和关闭。换言之，风量调节板12为一截流板，当常闭风口121处于关闭状态时，一部分空气可以通过风量调节板的常开风口122穿过，另一部分空气被截断。

叶轮组件13包括贯穿风量调节板12的转轴132和设于转轴132上的多个叶轮131，至少一个叶轮131始终与常开风口122在垂直于纸面方向上的投影至少部分重合，从而依靠风压驱动叶轮组件13转动。由于常开风口122与空气入口112始终相通，因此，气流可以吹打在至少一个叶轮131上，在风压足够大时可以驱动叶轮131旋转，进而带动其余叶轮131旋转。

阀片135连接于转轴132上与叶轮131同步转动用于调节常闭风口121的开度。也就是说，即阀片135与叶轮131通过转轴132实现联动，使得叶轮131与阀片135同时转动，从而改变阀片135相对于常闭风口121的位置实现改变常闭风口121的开度，进而调节穿过风量调节板12的空气量。其中，叶轮131可以形成于第一轴套134上，第一轴套134与转轴132紧密连接，阀片135可以通过第二轴套136套设于转轴132上，如图4-图10所示。

需要说明的是，本文中预混装置10的进风口与风机的出风口连接，预混装置10的进风压与风机的出风压相同。换言之，常闭风口121的开度取决于风机的输出风压，从而可以将常闭风口121的开度与风机的相关参数关联起来，更为精准地控制参与混合的空气的气量，从而获得较佳的空燃比。

此外，预混装置10还包括外壳16，本体11嵌设于外壳16内，预混装置10的外壁面与外壳16构设出燃气通道，燃气通道与燃气喷嘴113相通。

由此，根据本发明实施例的预混装置10，通过在气体流道111内设置具有常闭风口121和常开风口122的风量调节板12，并通过风压驱动叶轮组件13转动从而带动阀片135同步转动，进而通过阀片135得以改变常闭风口121的开度，实现调节参与混合的空气进气量，获得较佳的空燃比。

在本发明的一些实施例中，燃气喷嘴113的数量包括多个，其中一部分为常开燃气喷嘴1131，另一部分为常闭燃气喷嘴1132，转轴132上还设有用于调节常闭燃气喷嘴1132的开度大小的挡臂133。也就是说，燃气喷嘴113也被分成两类，一类常开，另一类常闭(即选择性开放)，其中，常闭燃气喷嘴1132通过一连接于转轴132上的挡臂133实现打开或关闭，从而使得燃气量与空气量的供应量可以同步增加或减少，保证燃气混合器获得较佳的空燃比。

可选实施例中，空气入口112位于本体11轴向一端，燃气和空气的混合气体位于本体11轴向的另一端,燃气喷嘴形成于气体流道111的内壁。即气体流道111沿轴向方向延伸，空气入口112位于本体11的轴向端，燃气喷嘴从周向方向喷射入气体流道111内，实现燃气和空气的混合。

可选实施例中，如图1结合图2所示，常闭风口121的数量为两个，常开风口122的数量为一个，风量调节板12包括两个挡板123，其中一个挡板123位于常闭风口121和常开风口122之间，另一挡板123位于两个常闭风口121之间，常开风口122的两个径向边设有限位筋124。也就是说，通过两个挡板123将风量调节板12分隔成常闭风口121和常开风口122，且至少截断部分空气气流，使得风量调节板12的流通面积小于空气入口112的流通面积，从而进一步加快空气气流的流速。

进一步可选示例中，至少一个挡板123设有通风口1231，常闭风口121处于封闭状态时，该通风口1231与其中一个叶轮131相对。这样，气流可以通过该通风口1231作用于叶轮131上，使得叶轮组件13至少两个叶轮131可以同时受到风压的驱动，在较小风压的作用下就可以驱动叶轮组件13和阀片135转动，避免叶轮组件13出现卡顿现象。

一个具体实施例中，如图1所示，叶轮组件13包括第一叶轮131、第二叶轮131和第三叶轮131，其中，第一叶轮131与常开风口122相对设置，阀片135分别与第二叶轮131和第三叶轮131在周向方向错开设置，叶轮131在垂直于纸面方向上的投影面积小于阀片135。

即第二叶轮131和第三叶轮131向常闭风口121方向靠近时，阀片135远离常闭风口121，由于叶轮131在垂直于纸面方向上的投影面积小于阀片135，因此，第二和第三叶轮131在旋转至与常闭风口121时，第二和第三叶轮131与封闭常闭风口121部分重合，不会封闭常闭风口121，如此，不仅可以调节参与混合的空气进气量，且能保证叶轮组件13正常旋转，避免其卡顿。

假设第一叶轮131在第一位置和第二位置之间转动，当第一叶轮131位于第一位置时，常闭风口121的开度为零，当第一叶轮131位于第二位置时，常闭风口121的开度最大。为了最大程度上调节参与混合的空气气量，两个常闭风口121在垂直于纸面方向上的投影面积相同，从而保证叶轮组件13带动阀片135转动过程中，可以同步开启或关闭两个常闭风口121。

在本发明的另一些实施例中，至少一个叶轮131上的重量大于其余叶轮131的重量。如此，可以保证风压较小的情况，叶轮组件13可以复位，保证阀片135可靠调节常闭风口121的开度。

在本发明的另一些实施例中，如图1-图3所示，预混装置10包括顺次连接的缩口段114、横截面不变的喉段115和扩口段116，燃气喷嘴和气量调节装置均设于喉段115。发明人研究实验中发现，气流从扩口段116向喉段115移动过程，风速会骤然提升，形成负压明显，如何将燃气和空气吸入该喉段115，使其充分混合。

在本发明的另一些实施例中，阀片135位于风量调节板的背风面，叶轮131位于风量调节板的迎风面。这样，叶轮组件13可以位于转轴132的一端，阀片135可以位于转轴132的另一端，使得转轴132的两端受力相对均匀，且避免阀片135与叶轮131在转动过程中出现干涉问题。

根据本发明实施例的燃气设备包括上述实施例的预混装置100，由于根据本发明实施例的预混装置100的空燃比调节范围大，可以适用于不同负荷需求的燃气设备，因此，根据本发明实施例的燃气设备的空燃比佳。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种预混装置，其特征在于，包括：

本体，所述本体限定出具有空气入口和燃气喷嘴的气体流道；

风量调节板，所述风量调节板设于所述气体流道内且形成有多个与所述空气入口相对设置的常闭风口和常开风口；

叶轮组件，所述叶轮组件包括：

贯穿所述风量调节板的转轴和设于所述转轴上的多个叶轮，至少一个所述叶轮始终与所述常开风口在垂直于纸面方向上的投影至少部分重合，从而依靠风压驱动所述叶轮组件转动；

阀片，所述阀片连接于所述转轴上与所述叶轮同步转动用于调节所述常闭风口的开度。

2.根据权利要求1所述的预混装置，其特征在于，所述燃气喷嘴的数量包括多个，其中一部分为常开燃气喷嘴，另一部分为常闭燃气喷嘴，所述转轴上还设有用于调节所述常闭燃气喷嘴的开度大小的挡臂。

3.根据权利要求2所述的预混装置，其特征在于，所述空气入口位于所述本体轴向一端，所述燃气和空气的混合气体位于所述本体轴向的另一端,所述燃气喷嘴形成于所述气体流道的内壁。

4.根据权利要求3所述的预混装置，其特征在于，所述常闭风口的数量为两个，所述常开风口的数量为一个，所述风量调节板包括两个挡板，其中一个所述挡板位于所述常闭风口和所述常开风口之间，另一所述挡板位于两个所述常闭风口之间，所述常开风口的两个径向边设有限位筋。

5.根据权利要求4所述的预混装置，其特征在于，所述至少一个所述挡板设有通风口，所述常闭风口处于封闭状态时，该所述通风口与其中一个所述叶轮相对。

6.根据权利要求4所述的预混装置，其特征在于，所述叶轮组件包括第一叶轮、第二叶轮和第三叶轮，其中，所述第一叶轮与所述常开风口相对设置，所述阀片分别与所述第二叶轮和第三叶轮在周向方向错开设置，所述叶轮在垂直于纸面方向上的投影面积小于所述阀片。

7.根据权利要求6所述的预混装置，其特征在于，两个所述常闭风口在垂直于纸面方向上的投影面积相同。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的预混装置，其特征在于，至少一个所述叶轮上的重量大于其余所述叶轮的重量。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的预混装置，其特征在于，所述预混装置包括顺次连接的缩口段、横截面不变的喉段和扩口段，所述燃气喷嘴和所述气量调节装置均设于所述喉段。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的预混装置，其特征在于，所述阀片位于所述风量调节板的迎风面，所述叶轮位于所述风量调节板的背风面。

11.一种燃气设备，其特征在于，包括：权利要求1-10中任一项所述的预混装置。

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