CN112762621B - 燃气分配器、用于热水器的无极燃气分配方法及分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气分配器、用于热水器的无极燃气分配方法及分配系统。燃气分配器包括前管本体、球阀、第一运动机构以及第二运动机构，前管本体具有进气口和出气口，通过在出气口上设置球阀控制其出气量，并通过第一运动机构和第二运动机构配合作用实现对球阀开度的控制。由于球阀内置于出气口中，尺寸设置得很小，一个分配腔内可以设置多个出气口和球阀，从而实现一个分配腔带动多个火排，一个前管本体上对应多个出气口，从而燃烧域可以大幅拓宽。本发明提高了燃气分配器所在系统的燃烧域以及燃气分配精度。

Description

燃气分配器、用于热水器的无极燃气分配方法及分配系统

技术领域

本发明涉及一种燃气分配器、用于热水器的无极燃气分配方法及分配系统。

背景技术

燃气分配结构是热水器自动调节燃烧负荷的核心部件，为保证最小负荷到最大负荷的燃烧域足够宽，需要尽量在前管上设计多的腔体，这样通过不同腔体组合实现更多的负荷区间，从而保证热水器能够精准控温。传统的燃气分配系统包括前管件以及安装在前管上的燃气比例阀和电磁阀，每个腔体由一个电磁阀单独控制，由于电磁阀安装空间限制，腔体数量不能太多，通常为2-3个，即燃烧时只有2-3段火，因此，难以将燃烧域进一步拓宽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述问题，提供一种燃气分配器、用于热水器的无极燃气分配方法及分配系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种燃气分配器，包括：

前管本体，所述前管本体具有分配腔，所述分配腔具有进气口和若干沿第一直线方向分布的出气口，每一所述出气口对应一火排；

球阀，所述球阀固定于所述前管本体的分配腔内，并与所述出气口一一对应连通，所述球阀具有齿轮；

第一运动机构，具有用于输出沿所述第一直线方向运动的输出端，所述输出端具有齿条部，所述输出端被设置为可停靠在与任一所述球阀对应的位置，并被设置为所述齿条部沿第一直线方向完整地通过所述齿轮后，该齿轮对应的球阀被完全打开或完全关闭；以及

第二运动机构，所述第二运动机构被设置为用于驱动所述齿条部沿垂直于第一直线方向的第二直线方向运动并与所述齿轮啮合或脱离。

优选地，所述球阀包括：

阀体，所述阀体的相对的两端分别设有流通口，其中一端固定于所述前管本体上，并与所述出气口连通；

球头，所述球头内置于所述阀体内，所述球头的外表面与所述阀体的内表面密封设置，所述球头相对的两端分别设置有通气孔；和

阀杆，所述阀杆的一端穿过所述阀体并与所述球头固定，所述阀杆的另一端与所述齿轮固定连接；

其中，所述球阀被设置为通过转动阀杆控制所述通气孔和所述流通口相对位置来调整球阀的开度。

优选地，所述阀体包括球面管段和分别设于所述球面管段两端的两个直管段，所述直管段和所述球面管段连接的位置设置有环形凹槽，所述环形凹槽内容置有用于密封所述阀体和所述球体的密封圈。

优选地，所述第一运动机构包括丝杠，所述丝杠转动固定于所述前管本体上，所述输出端与所述丝杠螺纹连接。

优选地，所述输出端包括壳体和齿条箱，所述壳体与所述丝杠螺纹连接，所述齿条箱与所述壳体固定连接，所述齿条箱具有所述齿条部。

优选地，所述输出端还包括至少两根沿第一直线方向设置的导杆，所述导杆固定于前管本体上，所述导杆贯穿所述壳体并用于为壳体和/或所述齿条箱导向。

优选地，所述壳体为两端开口的箱体结构，所述齿条箱从壳体的开口处与之插接；

和/或，所述齿条箱为两端开口的箱体结构，所述丝杠贯穿所述齿条箱的两个开口；

和/或，所述壳体和所述齿条箱中的一个具有滑动槽，另一个具有滑动块，所述滑动槽沿第二直线方向延伸，所述滑动块与所述滑动槽滑动连接。

优选地，所述输出端还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与固定于壳体和齿条箱上，所述齿条箱在所述弹性件沿第二直线方向的弹性力的作用下抵靠于所述第二运动机构。

优选地，所述壳体的上端和/或下端具有凸出设置的第一固定板，所述齿条箱上与所述齿条部相对的一端设有与所述第一固定板对应的第二固定板，所述弹性件的两端分别固定于所述第一固定板和所述第二固定板。

优选地，所述第二运动机构包括沿第一直线方向延伸的凸轮，所述凸轮的侧壁与所述齿条箱相互抵靠。

优选地，所述第一运动机构采用外置于所述前管本体的第一驱动电机提供动力；

和/或，所述第二运动机构采用外置于所述前管本体的第二驱动电机提供动力；

和/或，所述燃气分配器还包括固定于所述前管本体外壁面的喷嘴，每一出气口通过一所述喷嘴连接所述火排。

一种用于热水器的无极燃气分配方法，采用如上任一项所述的燃气分配器实现；所述用于热水器的无极燃气分配方法包括如下步骤：

S10、计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，N1为自然数；

S20、控制所述第一运动机构驱动所述输出端依次运动至各所述第一类球阀处，当所述输出端位于每一第一类球阀处时，通过所述第二运动机构控制所述齿条部与该第一类球阀的齿轮啮合，并通过所述第一运动机构驱动所述输出端将该第一类球阀完全打开。

优选地，步骤S10中还计算获得一个第二类球阀的开度N2，所述第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；步骤S20中，完成第一类球阀的开启之后，控制输出端位于所述第二类球阀处，通过第二运动机构控制齿条部与第二类球阀的齿轮啮合，并通过第一运动机构驱动输出端将第二类球阀的开度打开至N2。

优选地，步骤S10具体通过如下步骤实现：

S11、用水端的热水被打开后，检测用水端的热水管的水流量Q，若水流量Q小于Q1，则不启动热水器并重复步骤S11，否则启动热水器并执行步骤S12；

S12、计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，T0为热水器的进水温度；

S13、计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口对应的火排产生的产率。

优选地，在步骤S20之后还包括如下步骤：

S30、检测热水器的出水温度T2，并判断所述出水温度T2与所述目标温度T1是否相等，若相等，则结束，否则重新获取所述热水管的水流量Q并返回步骤S11。

一种用于热水器的无极燃气分配系统，基于如上任一项所述的燃气分配器实现；所述用于热水器的无极燃气分配系统包括：

计算模块，被设置为计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，其中，N1为自然数；

控制模块，被设置为控制所述第一运动机构驱动所述输出端依次运动至各所述第一类球阀处，当所述输出端位于每一第一类球阀处时，通过所述第二运动机构控制所述齿条部与该第一类球阀的齿轮啮合，并通过所述第一运动机构驱动所述输出端将该第一类球阀完全打开。

优选地，所述计算模块还被设置为计算获取一个第二类球阀的开度N2，所述第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；所述控制模块还被设置为：完成第一类球阀的开启之后，所述控制模块控制输出端位于所述第二类球阀处，控制模块通过控制第二运动机构控制齿条部与第二类球阀的齿轮啮合，并通过第一运动机构驱动输出端将第二类球阀的开度打开至N2。

优选地，所述计算模块包括：

第一检测单元，被设置为在用水端的热水被打开后，检测用水端的热水管的水流量Q；所述控制模块还被设置为判断水流量Q小于Q1时，不启动热水器并控制第一检测单元重复检测水流量Q，否则启动热水器；

产率计算单元，被设置为计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，T0为热水器的进水温度；

数量和开度计算单元，被设置为计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口对应的火排产生的产率。

优选地，所述用于热水器的无极燃气分配系统还包括第二检测单元，所述第二检测单元被设置为检测热水器的出水温度T2；

所述控制模块还被设置为：判断所述出水温度T2与所述目标温度T1是否相等，若相等，则控制计算模块结束运算，否则控制计算模块重新计算，并控制第一运动机构和第二运动机构继续根据计算模块的计算结果开启第一类球阀和/或第二类球阀。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，通过在出气口上设置球阀控制其出气量，并通过第一运动机构和第二运动机构配合作用实现对球阀开度的控制。由于球阀内置于出气口中，尺寸设置得很小，一个分配腔内可以设置多个出气口和球阀，从而实现一个分配腔带动多个火排，一个前管本体上对应多个出气口，从而燃烧域可以大幅拓宽。本发明提高了燃气分配器所在系统的燃烧域以及燃气分配精度。

附图说明

图1为本发明一实施例的燃气分配器的内部结构示意图；

图2为本发明一实施例的燃气分配器的外部结构示意图；

图3为本发明一实施例的燃气分配器的分解图；

图4为本发明一实施例的第一运动机构和第二运动机构的局部放大图；

图5为本发明一实施例的燃气分配器的截面图；

图6为本发明一实施例的球阀的剖视图，其中球阀为关闭状态；

图7为本发明一实施例的球阀的剖视图，其中球阀完全可打开；

图8为本发明一实施例的用于热水器的无极燃气分配方法的流程图；

图9为本发明一实施例的用于热水器的无极燃气分配方法的流程图；

图10为为本发明一实施例的用于热水器的无极燃气分配方法的流程图。

附图标记说明：

燃气分配器 100

前管本体 1

分配腔 11

进气口 12

出气口 13

球阀 2

齿轮 21

阀体 22

流通口 221

球面管段 222

直管段 223

环形凹槽 224

球头 23

通气孔 231

阀杆 24

第一运动机构 3

输出端 31

齿条部 32

丝杠 33

壳体 34

滑动槽 341

第一固定板 342

齿条箱 35

滑动块 351

第二固定板 352

导杆 36

弹性件 37

第二运动机构 4

凸轮 41

第一驱动电机5

第二驱动电机 6

喷嘴 7

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

请参阅图1-7进行理解。本发明实施例提供一种燃气分配器100，用于分配燃气。燃气分配器100包括前管本体1、球阀2、第一运动机构3以及第二运动机构4。

前管本体1具有分配腔11，分配腔11具有进气口12和若干沿第一直线方向分布的出气口13，进气口12可为一个，如图1所示，设置在前管本体1的下表面上。出气口13为多个，如图2所示，各个出气口13线性排布。每一出气口13对应一火排，每一火排通过一喷嘴7连通出气口13，每打开一个出气口13，则有一个对应的火排动作，火排的数量越多，燃气分配器100所在系统的燃烧域越大。

球阀2固定于前管本体1的分配腔11内，并与出气口13一一对应连通，球阀2打开则其对应的出气口13和分配腔11相连通，从而实现为火排供气的功能。每一球阀2控制一个出气口13的开度，换言之，各个出气口13相对独立，各球阀2的开度仅决定其对应的出气口13的出气量，及其对应的火排的燃烧负荷。球阀2具有齿轮21，球阀2的开度控制通过齿轮21的旋转实现。

第一运动机构3具有用于输出沿第一直线方向运动的输出端31，输出端31具有齿条部32，输出端31被设置为可停靠在与任一球阀2对应的位置，并被设置为齿条部32沿第一直线方向完整地通过齿轮21后，该齿轮21对应的球阀2被完全打开或完全关闭，齿条部32完整通过齿轮21时，齿轮21旋转90°，即齿条部32和各个齿轮21的齿数比值为1：4。同构齿轮21和齿条部32调整球阀2的开度，实现了对球阀2的开度的无极控制。

第二运动机构4被设置为用于驱动齿条部32沿垂直于第一直线方向的第二直线方向运动并与齿轮21啮合或脱离，换言之，在第二直线方向上，齿条部32和齿轮21之间具有相对运动，该相对运动经由第二运动机构4控制。

本发明实施例中，通过在出气口13上设置球阀2控制其出气量，并通过第一运动机构3和第二运动机构4配合作用实现对球阀2开度的控制。由于球阀2内置于出气口13中，尺寸设置得很小，一个分配腔11内可以设置多个出气口13和球阀2，从而实现一个分配腔11带动多个火排，如图1所示，一个前管本体1上对应的出气口13的数量远不止3个，相应地，其带动的火排也远不止3个，从而燃烧域可以大幅拓宽。

本发明实施例中，球阀2包括阀体22、球头23以及阀杆24。阀体22的相对的两端分别设有流通口221，诚然，两个流通口221同轴设置并相贯通，两流通口221的轴线方向在第二直线方向上。阀体22的一端固定于前管本体1上，两者可焊接固定，并与出气口13连通，阀体22的流通口221覆盖出气口13。

球头23内置于阀体22内，球头23的外表面与阀体22的内表面密封设置，球头23相对的两端分别设置有通气孔231，两通气孔231同轴设置，优选两通气孔231的轴线方向在第二直线方向上。球头23与阀体22可转动连接，转动球头23并控制通气孔231和流通口221的位置关系则可控制球阀2的开度。

阀杆24的一端穿过阀体22并与球头23固定，阀杆24的端部位于两通气孔231之间，阀杆24的延伸方向垂直于两通气孔231所在轴线方向。阀杆24的另一端与齿轮21固定连接；球阀2被设置为通过转动阀杆24控制通气孔231和流通口221相对位置来调整球阀2的开度，具体来说，当齿条部32与齿轮21啮合并驱动齿轮21转动时，球头23相对于阀体22转动，使得流通口221与通气孔231重合或错开。

本发明实施例中，阀体22包括球面管段222和分别设于球面管段222两端的两个直管段223，直管段223和球面管段222连接的位置设置有环形凹槽224，如图6所示所示实施例，将直管段223的内径设置为小于球面管段222端部的内径而形成环形凹槽224，诚然，在其他的实施例中，作为可替换的手段，还可在直管段223的端部和/或球面管段222的端部设置向内凸起的结构来形成环形凹槽224。环形凹槽224内容置有用于密封阀体22和球体的密封圈，密封圈对应球头23的通气孔231的边缘处，通过在球头23的两端设置密封圈和环形凹槽224，提高了阀体22与球头23之间的密封性能。直管段223对气流具有导向作用，使得燃气平稳地流向火排。

本发明实施例中，第一运动机构3包括丝杠33，丝杠33转动固定于前管本体1上，丝杠33的两端可转动固定于前管本体1的两个相对的侧面上，丝杠33与前管本体1的连接处密封设置。丝杆可通过外至于前管本体1的第一驱动电机5进行驱动，第一驱动电机5的输出轴与丝杆的一端固定连接，第一驱动电机5可以采用步进电机，以便于精确控制输出端31的位移量。输出端31与丝杠33螺纹连接，诚然，齿条部32与丝杠33之间保持活动连接，齿条部32相对于丝杠33具有沿第二直线方向的运动。

本发明实施例中，输出端31包括壳体34和齿条箱35，壳体34与丝杠33螺纹连接，齿条箱35与壳体34固定连接，齿条箱35具有齿条部32，齿条箱35可在第二运动机构4的作用下相对于壳体34沿第二直线方向运动。

本发明实施例中，输出端31还包括至少两根沿第一直线方向设置的导杆36，导杆36的两端固定于前管本体1上，导杆36贯穿壳体34并用于为壳体34和/或齿条箱35导向。两根导杆36可对称设置在丝杠33的两侧，以便提高对壳体34和齿条箱35的导向效果。导杆36可承载壳体34和/或齿条箱35的重量，使得丝杠33与壳体34之间的径向力尽可能降低甚至被消除。

壳体34为两端开口的箱体结构，齿条箱35从壳体34的开口处与之插接，换言之，两开口位于第二直线方向上；壳体34在第一直线方向上的端部具有与丝杠33配合的螺纹孔以及供导杆36穿过的通孔。

齿条箱35为两端开口的箱体结构，丝杠33贯穿齿条箱35的两个开口，换言之，齿条箱35的开口在第一直线方向上，便于布置导杆36的位置；齿条箱35在第二直线方向上的两个端部中，其中一个具有齿条部32，另一个与第二运动机构4相作用。

壳体34和齿条箱35中的一个具有滑动槽341，另一个具有滑动块351，滑动槽341沿第二直线方向延伸，滑动块351与滑动槽341滑动连接实现壳体34与齿条箱35的相互导向。齿条箱35相对于壳体34运动时，滑动块351在滑动槽341中滑动。

输出端31还包括弹性件37，弹性件37的两端分别与固定于壳体34和齿条箱35上，齿条箱35在弹性件37沿第二直线方向的弹性力的作用下抵靠于第二运动机构4，换言之，弹性件37的弹性力处于第二直线方向上，弹性件37始终处于压缩状态，以实现齿条箱35和第二运动机构4始终保持连接的效果。弹性件37可采用螺旋弹簧。第一固定板342和/或第二固定板352上可设置有导向结构，弹性套接于或插接于导向结构中，由此保证弹性件37运动时的弹性力始终在第二直线方向上。如图4所示的实施例中，第一固定板342的朝向第二固定板352的表面上向外凸起形成柱状的导向柱，弹性件37套接在该导向柱内。壳体34的上端和/或下端具有向外凸出设置的第一固定板342，齿条箱35上与齿条部32相对的一端设有与第一固定板342对应的第二固定板352，弹性件37的两端分别固定于第一固定板342和第二固定板352。如图4所示实施例中，第一固定板342位于壳体34的中部位置，第二固定板352位于齿条箱35的端部，从而弹性件37被压缩所到一定程度后，齿条箱35和壳体34之间可形成相互限位关系。

第二运动机构4包括沿第一直线方向延伸的凸轮41，凸轮41的侧壁与齿条箱35相互抵靠。如图1和图3所示，凸轮41为杆状结构，凸轮41的两端转动连接在前管本体1上。凸轮41的转动轴线在第一直线方向上，即平行于丝杠33的延伸方向。凸轮41转动过程中可将齿条箱35向齿轮21一侧推动，齿条箱35压缩弹性件37，直至齿条部32与齿轮21啮合；当凸轮41复位时，齿条箱35在弹性件37的作用下向远离齿轮21的方向运动并脱离齿轮21。

请参阅图8并结合图1-7进行理解。本发明实施例还提供一种用于热水器的无极燃气分配方法，采用如上任一项所阐述的燃气分配器100实现；用于热水器的无极燃气分配方法包括如下步骤：

S10、计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，N1为自然数；

S20、控制第一运动机构3驱动输出端31依次运动至各第一类球阀处，第一类球阀理解为需要打开至开度为100％的球阀2，当输出端31位于每一第一类球阀处时，通过第二运动机构4控制齿条部32与该第一类球阀的齿轮21啮合，并通过第一运动机构3驱动输出端31将该第一类球阀完全打开。

概括而言，本发明实施例通过第一运动机构3和第二运动机构4之间的相互配合控制输出端31的运动情况，从而将第一类球阀逐个打开。诚然，当N1为零时，说明从运算结果来看不存在需要完全被打开的球阀2，该情况下可继续执行步骤S10，而步骤S20中不执行通过第一运动机构3和第二运动机构4将某一球阀2完全打开的操作。

如图9所示，本发明实施例中，步骤S10中还计算获得一个第二类球阀的开度N2，第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；步骤S20中，完成第一类球阀的开启之后，控制输出端31位于第二类球阀处，通过第二运动机构4控制齿条部32与第二类球阀的齿轮21啮合，并通过第一运动机构3驱动输出端31将第二类球阀的开度打开至N2。

通过定义第二类球阀，获取第二类球阀的开度N2，并经由第一运动机构3和第二运动机构4打开第二类球阀，实现了对燃气的精确分配。需要说明的是，步骤S10中，当计算所得N1为零，N2为(0，1)任一值时，说明燃气分配器100所在系统仅需要打开一个球阀2，该球阀2为部分打开的状态，则步骤S20中，不执行完全打开第一类球阀的操作，仅执行打开第二类球阀的操作；当计算结果显示仅存在第一类球阀，不存在第二类球阀时，则步骤S20中仅执行第一类球阀的打开操作，不执行第二类打开球阀2的操作即可。

如图10所示，本发明实施例中，步骤S10具体通过如下步骤实现：

S11、用水端的热水被打开后，实时检测用水端的热水管的水流量Q，若水流量Q小于Q1，则不启动热水器并重复步骤S11，否则启动热水器并执行步骤S12，其中Q1为预先设定的启动流量，只有热水管的流量到达Q1时，才有可能启动热水器；

S12、计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，目标温度可经由用水端对燃气热水器进行设定，T0为热水器的进水温度，即冷水的温度；

S13、计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口13对应的火排产生的产率，每个火排生产出来之后，其产率便已经确定，换言之，X为已知数。

用水端可以采用水龙头的形式体现。用水端打开热水时启动对热水管的水流量Q的检测，用户对热水的需求直接体现在热水管的水流量Q上，根据水流量Q、目标温度、进水温度以及单个火排的产率计算得出需要打开的球阀2的数量和开度，然后依据计算结构精确控制燃气的分配，提高了燃气分配的精度。

在步骤S20之后还包括如下步骤：

S30、检测热水器的出水温度T2，并判断出水温度T2与目标温度T1是否相等，若相等，则结束步骤S10的计算，否则重新获取热水管的水流量Q并返回步骤S11。换言之，出水温度T2未到达目标温度T1时，步骤S10中持续计算N1和N2，相应地，步骤S20中持续根据步骤S10的计算结果进行相应的操作。

本发明实施例提供一种用于热水器的无极燃气分配系统，基于如上任一项所阐述的燃气分配器100实现；用于热水器的无极燃气分配系统包括计算模块和控制模块。其中，计算模块被设置为计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，其中，N1为自然数。控制模块被设置为控制第一运动机构3驱动输出端31依次运动至各第一类球阀处，当输出端31位于每一第一类球阀处时，通过第二运动机构4控制齿条部32与该第一类球阀的齿轮21啮合，并通过第一运动机构3驱动输出端31将该第一类球阀完全打开。

概括而言，本发明实施例通过计算模块计算获取第一类球阀的数量N1，通过控制模块控制第一运动机构3和第二运动机构4的启停，以根据计算模块的计算结果逐个开启第一类球阀。计算模块也通过控制模块进行控制。诚然，当N1为零时，说明从运算结果来看不存在需要完全被打开的球阀2，该情况下可控制模块可控制计算模块继续运算。

本发明实施例中，计算模块还被设置为计算获取一个第二类球阀的开度N2，第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；控制模块还被设置为：完成第一类球阀的开启之后，控制模块控制输出端31位于第二类球阀处，控制模块通过控制第二运动机构4控制齿条部32与第二类球阀的齿轮21啮合，并通过第一运动机构3驱动输出端31将第二类球阀的开度打开至N2。

通过计算模块获取第二类球阀的开度N2，并经由控制模块控制第一运动机构3和第二运动机构4打开第二类球阀，实现了对燃气的精确分配。需要说明的是，当计算所得N1为零，N2为(0，1)任一值时，说明燃气分配器100所在系统仅需要打开一个球阀2，该球阀2为部分打开的状态，则控制模块控制第一运动机构3和第二运动机构4仅进行打开第二类球阀的操作即可。

本发明实施例中，计算模块包括第一检测单元、产率计算单元以及数量和开度计算单元。其中，第一检测单元被设置为在用水端的热水被打开后，检测用水端的热水管的水流量Q；控制模块还被设置为：判断水流量Q小于Q1时，不启动热水器并控制第一检测单元重复检测水流量Q，否则启动热水器。产率计算单元被设置为计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，T0为热水器的进水温度。

数量和开度计算单元被设置为计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口13对应的火排产生的产率。

本发明实施例中，用于热水器的无极燃气分配系统还包括第二检测单元，第二检测单元被设置为检测热水器的出水温度T2。控制模块还被设置为：判断出水温度T2与目标温度T1是否相等，若相等，则控制计算模块结束运算，否则控制计算模块重新计算，并控制第一运动机构3和第二运动机构4继续根据计算模块的计算结构开启相应数量和开度的球阀2，具体而言，当出水温度T2未达到目标温度T1时，控制模块控制第一检测单元重新获取热水管的水流量Q、控制产率计算单元及数量和开度计算单元计算并获得新的N1和N2、控制第一运动机构3和第二运动机构4根据新的N1和N2开启第一类球阀和/或第二类球阀。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种燃气分配器，其特征在于，包括：

前管本体，所述前管本体具有分配腔，所述分配腔具有进气口和若干沿第一直线方向分布的出气口，每一所述出气口对应一火排；

球阀，所述球阀固定于所述前管本体的分配腔内，并与所述出气口一一对应连通，所述球阀具有齿轮；

第一运动机构，具有用于输出沿所述第一直线方向运动的输出端，所述输出端具有齿条部，所述输出端被设置为可停靠在与任一所述球阀对应的位置，并被设置为所述齿条部沿第一直线方向完整地通过所述齿轮后，该齿轮对应的球阀被完全打开或完全关闭；以及

第二运动机构，所述第二运动机构被设置为用于驱动所述齿条部沿垂直于第一直线方向的第二直线方向运动并与所述齿轮啮合或脱离；

所述球阀包括：

阀体，所述阀体的相对的两端分别设有流通口，其中一端固定于所述前管本体上，并与所述出气口连通；

球头，所述球头内置于所述阀体内，所述球头的外表面与所述阀体的内表面密封设置，所述球头相对的两端分别设置有通气孔；和

阀杆，所述阀杆的一端穿过所述阀体并与所述球头固定，所述阀杆的另一端与所述齿轮固定连接；

其中，所述球阀被设置为通过转动阀杆控制所述通气孔和所述流通口相对位置来调整球阀的开度。

2.如权利要求1所述的燃气分配器，其特征在于，所述阀体包括球面管段和分别设于所述球面管段两端的两个直管段，所述直管段和所述球面管段连接的位置设置有环形凹槽，所述环形凹槽内容置有用于密封所述阀体和所述球头的密封圈。

3.如权利要求1所述的燃气分配器，其特征在于，所述第一运动机构包括丝杠，所述丝杠转动固定于所述前管本体上，所述输出端与所述丝杠螺纹连接。

4.如权利要求3所述的燃气分配器，其特征在于，所述输出端包括壳体和齿条箱，所述壳体与所述丝杠螺纹连接，所述齿条箱与所述壳体固定连接，所述齿条箱具有所述齿条部。

5.如权利要求4所述的燃气分配器，其特征在于，所述输出端还包括至少两根沿第一直线方向设置的导杆，所述导杆固定于前管本体上，所述导杆贯穿所述壳体并用于为壳体和/或所述齿条箱导向。

6.如权利要求4所述的燃气分配器，其特征在于，

所述壳体为两端开口的箱体结构，所述齿条箱从壳体的开口处与之插接；

和/或，所述齿条箱为两端开口的箱体结构，所述丝杠贯穿所述齿条箱的两个开口；

和/或，所述壳体和所述齿条箱中的一个具有滑动槽，另一个具有滑动块，所述滑动槽沿第二直线方向延伸，所述滑动块与所述滑动槽滑动连接。

7.如权利要求4所述的燃气分配器，其特征在于，所述输出端还包括弹性件，所述弹性件的两端分别与固定于壳体和齿条箱上，所述齿条箱在所述弹性件沿第二直线方向的弹性力的作用下抵靠于所述第二运动机构。

8.如权利要求7所述的燃气分配器，其特征在于，所述壳体的上端和/或下端具有凸出设置的第一固定板，所述齿条箱上与所述齿条部相对的一端设有与所述第一固定板对应的第二固定板，所述弹性件的两端分别固定于所述第一固定板和所述第二固定板。

9.如权利要求7所述的燃气分配器，其特征在于，所述第二运动机构包括沿第一直线方向延伸的凸轮，所述凸轮的侧壁与所述齿条箱相互抵靠。

10.如权利要求1-9任一项所述的燃气分配器，其特征在于，

所述第一运动机构采用外置于所述前管本体的第一驱动电机提供动力；

和/或，所述第二运动机构采用外置于所述前管本体的第二驱动电机提供动力；

和/或，所述燃气分配器还包括固定于所述前管本体外壁面的喷嘴，每一出气口通过一所述喷嘴连接所述火排。

11.一种用于热水器的无极燃气分配方法，其特征在于，采用如权利要求1-10任一项所述的燃气分配器实现；所述用于热水器的无极燃气分配方法包括如下步骤：

S10、计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，N1为自然数；

S20、控制所述第一运动机构驱动所述输出端依次运动至各所述第一类球阀处，当所述输出端位于每一第一类球阀处时，通过所述第二运动机构控制所述齿条部与该第一类球阀的齿轮啮合，并通过所述第一运动机构驱动所述输出端将该第一类球阀完全打开。

12.如权利要求11所述的用于热水器的无极燃气分配方法，其特征在于，步骤S10中还计算获得一个第二类球阀的开度N2，所述第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；步骤S20中，完成第一类球阀的开启之后，控制输出端位于所述第二类球阀处，通过第二运动机构控制齿条部与第二类球阀的齿轮啮合，并通过第一运动机构驱动输出端将第二类球阀的开度打开至N2。

13.如权利要求12所述的用于热水器的无极燃气分配方法，其特征在于，步骤S10具体通过如下步骤实现：

S11、用水端的热水被打开后，检测用水端的热水管的水流量Q，若水流量Q小于Q1，则不启动热水器并重复步骤S11，否则启动热水器并执行步骤S12；

S12、计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，T0为热水器的进水温度；

S13、计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口对应的火排产生的产率。

14.如权利要求13所述的用于热水器的无极燃气分配方法，其特征在于，在步骤S20之后还包括如下步骤：

S30、检测热水器的出水温度T2，并判断所述出水温度T2与目标温度T1是否相等，若相等，则结束，否则重新获取热水管的水流量Q并返回步骤S11。

15.一种用于热水器的无极燃气分配系统，其特征在于，基于如权利要求1-10任一项所述的燃气分配器实现；所述用于热水器的无极燃气分配系统包括：

计算模块，被设置为计算获得需要完全打开的第一类球阀的数量N1，其中，N1为自然数；

控制模块，被设置为控制所述第一运动机构驱动所述输出端依次运动至各所述第一类球阀处，当所述输出端位于每一第一类球阀处时，通过所述第二运动机构控制所述齿条部与该第一类球阀的齿轮啮合，并通过所述第一运动机构驱动所述输出端将该第一类球阀完全打开。

16.如权利要求15所述的用于热水器的无极燃气分配系统，其特征在于，所述计算模块还被设置为计算获取一个第二类球阀的开度N2，所述第二类球阀被部分打开，N2∈(0，1)；所述控制模块还被设置为：完成第一类球阀的开启之后，所述控制模块控制输出端位于所述第二类球阀处，控制模块通过控制第二运动机构控制齿条部与第二类球阀的齿轮啮合，并通过第一运动机构驱动输出端将第二类球阀的开度打开至N2。

17.如权利要求16所述的用于热水器的无极燃气分配系统，其特征在于，所述计算模块包括：

第一检测单元，被设置为在用水端的热水被打开后，检测用水端的热水管的水流量Q；所述控制模块还被设置为判断水流量Q小于Q1时，不启动热水器并控制第一检测单元重复检测水流量Q，否则启动热水器；

产率计算单元，被设置为计算热水器燃烧所需要的产率M：

M＝(T1-T0)*Q

其中，T1为热水器的目标温度，T0为热水器的进水温度；

数量和开度计算单元，被设置为计算N1和/或N2：

N1＝INT(M/X)，N2＝{M/X}

其中，X是每个出气口对应的火排产生的产率。

18.如权利要求17所述的用于热水器的无极燃气分配系统，其特征在于，所述用于热水器的无极燃气分配系统还包括第二检测单元，所述第二检测单元被设置为检测热水器的出水温度T2；

所述控制模块还被设置为：判断所述出水温度T2与目标温度T1是否相等，若相等，则控制计算模块结束运算，否则控制计算模块重新计算，并控制第一运动机构和第二运动机构继续根据计算模块的计算结果开启第一类球阀和/或第二类球阀。

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