CN117646892A - 预混合装置以及配备有预混合装置的燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高调节比而且将混合气维持于恰当的混合比的性能也优异的预混合装置以及配备有预混合装置的燃烧装置。预混合装置包括:第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口,可以利用因预混合流路的被分隔壁部分隔开来的第一流路及第二流路中的空气流动而产生的负压对第一流路及第二流路流出燃料气体,其中,预混合装置还包括:第一叶片部,设置于第一流路内,而且以朝向空气流动方向的下游侧的方式设置有第一燃料气体流出口;挡板,根据空气流量来改变开度,对第一流路及第一燃料气体流出口同时进行开闭;以及一对凸片部,以成为将第一燃料气体流出口及第一叶片部夹住的配置的方式突设于挡板,而且在与第一叶片部的相互间形成间隙。
Description
技术领域
本发明涉及一种预混合装置以及配备有预混合装置的燃烧装置。
此处,所谓“预混合”,是以进行预混合燃烧(Premixing combustion)为目的而预先使空气与燃料气体混合来生成可燃混合气的处理。
背景技术
作为预混合装置的具体例,有专利文献1记载的预混合装置。
此文献中记载的预混合装置包括文丘里状的预混合流路,所述预混合流路的一端侧朝外部开口,而且另一端侧连接于风机的进气侧,在风机被驱动时,使外部的空气从所述一端侧的开口部流入而朝规定方向流动。所述预混合流路由分隔壁部分隔成第一流路及第二流路,而且在这些第一流路及第二流路的内周壁面分别设置有第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口。另外,在第一流路中设置有能以对所述第一流路进行开闭的方式摆动的挡板。所述挡板以第一流路的空气流量少的情况下开度变得比空气流量多的情况下小的方式对应于所述空气流量来变更开度。
在这样的预混合装置中,由于空气在预混合流路中流动而对第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口作用负压,燃料气体便从这些第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口流出至预混合流路。所述燃料气体与所述空气混合而生成混合气。另一方面,挡板在空气流量少的情况下将预混合流路的第一流路关闭。因此,第二流路中的空气的流速加快,作用于第二燃料气体流出口的负压被增强。结果,即便在空气流量少的情况下,也能借助所述负压使适当量的燃料气体从第二燃料气体流出口流出。这样的作用在提高调节比方面是有效的。
然而,所述现有技术像下面叙述的那样还有值得改善的余地。
即,在挡板从关闭状态变为开启状态时,预混合流路的实效流路面积发生骤变。所以受此影响,在第二流路中有此前已产生的空气流动的流速骤然降低之虞。这样,混合气的混合比也发生骤变,从而有混合气变为燃料稀薄的不恰当的混合比之虞。
另外,所述挡板只是对第一流路进行开闭,第一燃料气体流出口保持开口状态。因此,例如即便借助挡板将第一流路从开启状态切换成关闭状态,其后少顷的期间内也有燃料气体从第一燃料气体流出口流出之虞。进而,第一流路受第二流路的空气流动的影响而发生压力变动,由此,还有第一流路的空气流入(倒流至)第一燃料气体流出口或者燃料气体不必要地从第一燃料气体流出口流出等之虞。这样,便难以将混合气维持于期望的恰当的混合比。
作为消除这些问题的方法,有进而设置用于对第一燃料气体流出口进行开闭的追加的挡板的方法(参照专利文献2)。不过,根据这样的方法,便会使用第一流路用及第一燃料气体流出口用的共计2个挡板,所以整体的零件数量增多,其制造成本变得高昂。
进而,在所述现有技术(专利文献1、2两者)中,例如在挡板的开度不怎么大、第一流路的空气流量相对少的情况下,第一流路的空气流动为低速,因此难以使强负压作用于第一燃料气体流出口。因而,在这样的情况下,经由第一燃料气体流出口的燃料气体的流出量略显不足,从而有混合比变得不恰当之虞。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2021-99204号公报
[专利文献2]美国专利第9677759号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明是在所述那样的缘由的基础上构思出来的,其课题在于提供一种能够通过结构简易的方法来提高调节比而且将混合气维持于恰当的混合比的性能也优异的预混合装置以及配备有预混合装置的燃烧装置。
[解决问题的技术手段]
为解决所述问题,本发明采取了以下技术手段。
由本发明的第一实施例提供的预混合装置是一种包括预混合流路、分隔壁部以及第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口的预混合装置,所述预混合流路从外部被供给空气,而且用于使燃料气体混合至所述空气来生成混合气,所述分隔壁部将所述预混合流路分隔为沿与空气流动方向交叉的方向排列的第一流路及第二流路,所述第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口可以利用因所述第一流路及第二流路中的空气流动而产生的负压对所述第一流路及第二流路流出燃料气体,所述预混合装置的特征在于,还包括:第一叶片部,设置于所述第一流路内,而且以朝向所述空气流动方向的下游侧的方式设置有所述第一燃料气体流出口;挡板,配置于所述第一流路中的相较于所述第一叶片部而言靠所述空气流动方向的下游侧,能以对所述第一流路及所述第一燃料气体流出口同时进行开闭的方式进行摆动,而且以所述预混合流路的空气流量少的情况下开度比空气流量多的情况下小的方式根据所述空气流量来改变开度;以及一对凸片部,以成为在与所述空气流动方向交叉的方向上将所述第一燃料气体流出口及所述第一叶片部夹住的配置的方式突设于所述挡板,而且在与所述第一叶片部的相互间形成空气能够通过的间隙。
根据这样的结构,在供给至预混合流路的空气流量少的情况下,借助挡板将第一流路设为关闭状态,从第二燃料气体流出口流出的燃料气体被混合至在第二流路中流动的空气。另一方面,在空气流量多的情况下,在第一流路中也流动空气,从第一燃料气体流出口流出的燃料气体被混合至所述空气。因此,与专利文献1一样,能够提高调节比。进而,根据本发明,获得如下效果。
第一,挡板不仅能对第一流路进行开闭,还能对第一燃料气体流出口进行开闭。因此,在将第一流路设为关闭状态时,将第一燃料气体流出口也同时设为关闭状态,从而能恰当地防止其后从第一燃料气体流出口不必要地流出燃料气体这样的情况。作为用于达成这样的情况的机构,无需使用第一流路用及第一燃料气体流出口用的共计2个挡板,所以能简化整体的结构、使制造成本变得低廉。
第二,在挡板从关闭状态变成开启状态的情况下,在挡板的开始打开的阶段内,借助一对凸片部来形成第一流路的一部分仍被堵住的状态,从而能实质上防止预混合流路的实效流路面积发生骤变这一情况。因此,在挡板从关闭状态变成开启状态时,能够避免第二流路中此前已产生的空气流动的流速骤然降低。结果,能够恰当地抑制混合气的混合比变为燃料稀薄的不恰当的混合比这一情况。
第三,在采用的是第一燃料气体流路及第二燃料气体流路相互连通的构造的情况下,在挡板从关闭状态变成开启状态时,有第一流路的空气因第二流路中已产生的负压而从第一燃料气体流出口倒流至第一燃料气体流路及第二燃料气体流路之虞。相对于此,在本发明中,一对凸片部产生对这样的空气的流动的阻力。因而,所述倒流的现象也得到抑制,从而更恰当地抑制混合气变为燃料稀薄的不恰当的混合比这一情况。
第四,在挡板从关闭状态变成开启状态时,能使一对凸片部与第一叶片部的相互间的间隙内产生流速快的空气流动。另外,可以在第一燃料气体流出口的两侧的附近区域内产生所述空气流动。因而,能使强负压作用于第一燃料气体流出口而充分确保去往第一流路的燃料气体的流出量。因而,进一步可靠地抑制混合气变为燃料稀薄的不恰当的混合比这一情况。
在本发明中,优选在所述挡板的摆动中心线方向视角下,所述各凸片部中的至少偏所述挡板的区域的顶端部是以所述摆动中心为中心的圆弧状,而且其半径为所述摆动中心起到所述第一燃料气体流出口为止的距离以上。
根据这样的结构,在挡板以从关闭状态变为开启状态的方式开始了摆动的情况下,能使各凸片部的至少偏挡板的区域可靠地配置于第一燃料气体流出口及所述第一叶片部的两侧,从而恰当地获得本发明打算实现的作用。另一方面,作为用于获得这样的作用的机构,还可以避免需将各凸片部形成为大到不必要的尺寸以及复杂的形状这一情况。
在本发明中,优选设为以下结构:在所述挡板的全开状态时,所述各凸片部相较于所述第一叶片部而言位于所述空气流动方向的下游侧,不存在于所述第一叶片部的两侧。
根据这样的结构,获得如下效果。
即,在第一流路中的空气流量相当多、挡板变成全开状态的情况下,若所述各凸片部仍位于第一叶片部的两侧,则各凸片部会成为阻碍空气流动的大的阻力。根据所述结构,能恰当地防止这一情况。再者,若挡板越往全开状态变化、第一流路中的空气流量便越多,则所述空气流动的流速原本就快而能够产生强负压,所以,即便各凸片部与第一叶片部的相互间未形成有间隙,也能从第一燃料气体流出口恰当地流出适当量的燃料气体。
在本发明中,优选还包括:突出阶部,设置于所述第一流路的周壁内面部,而且相较于所述周壁内面部的其他的一般部分而言部分地突出至偏所述第一流路的中央;以及支承构件,安装于所述突出阶部而配置于所述第一流路内,而且以能够摆动的方式支承所述挡板。
根据这样的结构,可以利用第一流路内配置的支承构件而以能够摆动的方式支承挡板,所以在谋求整体的紧凑化等方面优选。不同于所述结构,在将挡板的支承构件安装在第一流路的外部的情况下,需要用于防止燃料气体漏出至外部的密封机构,而根据所述结构,可以避免这样的需要。
在本发明中,优选还包括:预混合流路形成构件,形成所述预混合流路;第二叶片部,以一端部与所述预混合流路形成构件的周壁部相连而且另一端部经由所述分隔壁部与所述第一叶片部相连的方式设置于所述第二流路内,并且以朝向所述空气流动方向的下游侧的方式设置有所述第二燃料气体流出口;燃料气体接受部,设置于所述预混合流路形成构件的所述周壁部,而且从外部接受燃料气体的供给;第二燃料气体流路,以能将供给到所述燃料气体接受部的燃料气体的一部分引导至所述第二燃料气体流出口的方式设置于所述第二叶片部内;以及第一燃料气体流路,以能将供给到所述燃料气体接受部的燃料气体的另一部分引导至所述第一燃料气体流出口的方式从所述第二叶片部内延伸设置到所述第一叶片部内。
根据这样的结构,可以利用第一叶片部及第二叶片部内设置的第一燃料气体流路及第二燃料气体流路将燃料气体从设置于预混合流路形成构件的外表面部的燃料气体接受部恰当且合理地引导至第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口。燃料气体接受部也可为1个部位,无需对应于第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口各者而设置多个。因而,适于对整体的结构进行简化、谋求制造成本的降低等。
另外,在所述结构中,第二叶片部以及设置于所述第二叶片部的第二燃料气体流出口的结构与第一叶片部以及设置于所述第一叶片部的第一燃料气体流出口的结构相似。根据这样的结构,在以下方面优选:在空气在第一叶片部及第二叶片部的附近流动时,有效果地产生负压,而且使所述负压强有力地作用于第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口而充分确保燃料气体的流出量。
在本发明中,优选所述第二叶片部在所述空气流动方向上的厚度比所述第一叶片部的大,在所述第二叶片部内,所述第一燃料气体流路及第二燃料气体流路设置成在所述空气流动方向上重叠在一起的配置。
根据这样的结构,一方面能够抑制第一叶片部及第二叶片部变为宽幅状(与空气流动方向交叉的方向的宽度宽的形状)并确保第一流路及第二流路的流路开口面积,另一方面能在第一叶片部及第二叶片部内恰当地设置第一燃料气体流路及第二燃料气体流路。
由本发明的第二实施例提供的燃烧装置是一种包括风机、预混合装置以及燃烧器的燃烧装置,所述预混合装置设置于所述风机的进气侧,而且生成使空气与燃料气体混合而成的混合气并送入所述风机,所述燃烧器从所述风机接受所述混合气的供给并使所述燃料气体燃烧,所述燃烧装置的特征在于,使用由本发明的第一实施例提供的预混合装置作为所述预混合装置。
根据这样的结构,获得与针对由本发明的第一实施例提供的预混合装置的叙述同样的效果。
根据参照附图而在下面进行的发明的实施方式的说明,将进一步明确本发明的其他特征及优点。
附图说明
图1为表示配备有本发明的预混合装置的燃烧装置的一例的概略说明图。
图2为图1的预混合装置的外观立体图。
图3为图2的分解立体图。
图4(a)为图1所示的预混合装置的正面截面图,图4(b)为所述预混合装置的不同于图4(a)的部位上的截面图,图4(c)为图4(b)的IVc-Ivc主要部分截面图(右侧面主要部分截面图)。
图5(a)为表示图4(a)所示的预混合装置的挡板变成半开状态的情况的正面截面图,图5(b)为图5(a)的右侧面主要部分截面图。
图6(a)为表示图4(a)所示的预混合装置的挡板变成全开状态的情况的正面截面图,图6(b)为图6(a)的右侧面主要部分截面图。
图7(a)为图2及图3所示的预混合装置的预混合流路形成构件的平面图,图7(b)为其平面截面图。
图8(a)为图1及图2所示的预混合装置的挡板的立体图,图8(b)为其正面图,图8(c)为其右侧视图。
图9(a)为表示挡板的另一例的立体图,图9(b)为其正面图,图9(c)为其右侧视图。
图10(a)为表示本发明的预混合装置的另一例的平面截面图,图10(b)为图10(a)的分解平面截面图。
[符号的说明]
A:预混合装置
B:燃烧装置
1:风机
2:燃烧器
3:预混合流路
3a、3b:第一流路及第二流路
4:预混合流路形成构件
40:分隔壁部
41a、41b:第一叶片部及第二叶片部
43:突出阶部
5:挡板
55、55A:凸片部
55a:顶端部
60:支承构件
61:轴体(摆动中心)
8a、8b:第一燃料气体流路及第二燃料气体流路
80a、80b:第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口
81:燃料气体接受部
97:间隙
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的优选实施方式进行具体说明。
图1展示了热水装置WH。所述热水装置WH为热水供给装置,是由预混合装置A、对所述预混合装置A组合风机1及燃烧器2来构成的燃烧装置B(预混合燃烧装置)、以及与所述燃烧装置B组合的一次热交换器11a及二次热交换器11b来构成。
预混合装置A的详情于后文叙述,利用所述预混合装置A来生成空气与燃料气体的混合气(可燃混合气),而且将所述混合气经由风机1供给至燃烧器2。燃烧器2是包括多孔状板21的结构,收容在外壳10内,所述多孔状板21具有多个通气孔20(火焰孔)。燃烧器2中以附属的方式设置有未图示的火花塞和火焰检测传感器等。所述混合气通过多个通气孔20而在多孔状板21的下方燃烧。由燃烧器2产生的燃烧气体依序作用于显热回收用的一次热交换器11a以及潜热回收用的二次热交换器11b,对在这些一次热交换器11a及二次热交换器11b的内部通过的浴水进行加热。由此生成热水,所述热水被供给至期望的热水供给目的地。
像图2至图4(a)~图4(c)中充分地展示的那样,预混合装置A包括装置本体部A0、装配于所述装置本体部A0的挡板5、以及用于以能够摆动的方式支承所述挡板5的左右一对支承构件60及轴体61。
装置本体部A0包括预混合流路形成构件4及管体接头部70。
预混合流路形成构件4包括在内部形成文丘里状的预混合流路3的筒状部49、连设于所述筒状部49的上端的凸缘部48、以及突设于筒状部49的外表面部的阶状的底座部44。管体接头部70以将后文叙述的燃料气体控制板71夹住的方式使用螺丝等螺纹构件90而安装于底座部44。
如图1所示,预混合装置A中,管体接头部70与气体管99连接,经由均压阀(零压阀)V1从未图示的燃料气体供给部受到燃料气体的供给。另一方面,预混合装置A利用凸缘部48直接连接于风机1的进气侧或者间接地作管道连接。当风机1被驱动时,外部的空气从预混合流路3的一端侧开口部流入其内,并朝另一端侧开口部流动。因所述空气的流动而产生的负压作用使得燃料气体从后文叙述的第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b流出至预混合流路3,生成空气与燃料气体的混合气而吸入至风机1。
像图4(b)中充分地展示的那样,预混合流路3中设置有沿上下高度方向(相当于空气流动方向)延伸的分隔壁部40,预混合流路3的一部分被分隔壁部40分隔成沿水平方向(相当于与空气流动方向交叉的方向的一例)排列的第一流路3a及第二流路3b。这些第一流路3a及第二流路3b可设为同一容积,而在本实施方式中,分隔壁部40是设为从预混合流路3的中央部偏图4(b)的左侧的配置,第二流路3b的容积比第一流路3a的容积小。
像图4(a)及图7(a)、图7(b)中充分地展示的那样,预混合流路3中还配备有第一叶片部41a及第二叶片部41b(图7(a)、图7(b)中网点花纹的部分),所述第一叶片部41a及第二叶片部41b设置有第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b。
第一叶片部41a及第二叶片部41b以分别沿水平方向横穿第一流路3a及第二流路3b的方式延伸,而且其等的一端部与预混合流路3的周壁内面部(筒状部49的周壁部的内面部)相连,而且其等的另一端部彼此隔着分隔壁部40相互连接。像图7(a)、图7(b)中充分地展示的那样,第一流路3a及第二流路3b中,第一叶片部41a及第二叶片部41b的左右两侧开口,空气能够通过所述开口部分。
第一叶片部41a及第二叶片部41b具有作为朝向空气流动方向的下游侧的朝上面的第一主面部42a及第二主面部42b,而且在这些部分以朝上开口状设置有第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b。
图4(a)中,管体接头部70在内部形成有从外部接受燃料气体的供给的燃料气体接受部81,供给到所述燃料气体接受部81的燃料气体经过燃料气体控制板71的开口部71a、71b以及第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b而被引导至第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b。
此处,第二燃料气体流路8b设置于第二叶片部41b及底座部44的内部,相对于此,第一燃料气体流路8a设置于第一叶片部41a及第二叶片部41b以及底座部44的内部。第二叶片部41b的上下厚度比第一叶片部41a的大,在第二叶片部41b内,第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b在上下高度方向上重叠在一起。
根据这样的结构,能够谋求去往第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b的燃料气体供给构造的简化。另外,只要使第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b在上下高度方向上重叠,便能避免第二叶片部41b的水平方向的宽度(图7(b)所示的宽度L1)太大而充分确保第二叶片部41b的左右两侧的开口区域的面积。
像图3中充分地展示的那样,燃料气体控制板71使用螺丝等螺纹构件91而安装于底座部44,而且具有面向第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b的顶端开口部的上下2个开口部71a、71b。根据将这些开口部71a、71b设为何种开口面积,能够控制从燃料气体接受部81去往第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b的燃料气体流入量。在本实施方式中,像已叙述过的那样,第二流路3b的容积比第一流路3a的小,所以,与第二流路3b相对应的第二燃料气体流出口80b以及上侧的开口部71b的面积设定得比与第一流路3a相对应的第一燃料气体流出口80a以及下侧的开口部71a的小。
再者,根据使用燃料气体控制板71的方式,能够容易地应对燃料气体的气体种类变更。即,准备好将开口部71a、71b设定成各自对应于规定的多种燃料气体的开口面积的多种燃料气体控制板作为燃料气体控制板71。在预混合装置A的组装时,从多种燃料气体控制板71中选择与实际所使用的燃料气体的种类相对应的燃料气体控制板来加以使用即可,且比较便利。
挡板5例如为树脂成型品,配置于第一流路3a中的第一叶片部41a的上侧(空气流动方向的下游侧),而且能以对第一流路3a及第一燃料气体流出口80a同时进行开闭的方式沿与第一叶片部41a的第一主面部42a相向的方向摆动(参照图4(a)~图4(c)至图6(a)、图6(b))。所述挡板5以预混合流路3的空气流量少的情况下开度比空气流量多的情况下小的方式根据所述空气流量来改变开度。在所述空气流量少的情况下,挡板5因其自重而翻倒,成为图4(a)~图4(c)所示的关闭状态。当所述空气流量增加时,挡板5被朝上的空气流动抬起,例如像图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)所示那样发生变化。
优选第一燃料气体流出口80a设置于第一叶片部41a的偏外端部(与分隔壁部40相反那一侧的端部)。根据这样的结构,可以借助挡板5的偏顶端的区域(距挡板5的摆动中心即轴体61远的区域)对第一燃料气体流出口80a进行开闭,从而能改善将所述第一燃料气体流出口80a设为关闭状态时的密封性。
图3中,一对支承构件60是像已叙述过的那样利用轴体61而以能够摆动的方式支承挡板5构件。轴体61沿大致水平方向插通设置于挡板5的一端部的孔部53。各支承构件60例如为侧视大致L字形的形态,配备有能使轴体61的端部嵌入并加以保持的凹部60a。另外,一对支承构件60安装于左右一对突出阶部43,所述左右一对突出阶部43设置于第一流路3a的周壁内面部。作为所述安装机构,例如使用开设于各突出阶部43的上表面部43a的螺孔43b以及与其螺合的螺丝等螺纹构件92。在本实施方式中,支承构件60和轴体61的安装是在预混合流路3内完成。因此,无需在预混合流路形成构件4的周壁部贯通设置孔部,也不需要另行设置用于防止混合气从所述孔部漏出至外部的密封机构。
一对突出阶部43是相较于第一流路3a的周壁内面部中的其他的一般部分而言部分地突出至偏第一流路3a的中央的部位。另外,各突出阶部43的上表面部43a的高度比第一主面部42a的高度高。如图4(a)~图4(c)至图6(a)、图6(b)所示,挡板5设置成通过一对突出阶部43的相互间区域进行摆动。在图5(a)所示的状态下,挡板5打开成半开状态,这时,如图5(b)所示,一对突出阶部43位于挡板5的两侧。因此,从挡板5的下方侧朝挡板5上升而来的空气(及燃料气体)通过挡板5的两侧而流至上方这一情况得到抑制。
挡板5上一体成型有一对凸片部55。但并不限定于此,也可设为将以不同个体的形式形成的一对凸片部55装配于挡板5上的结构。
一对凸片部55像图8(a)~图8(c)中充分地展示的那样以相互隔出间隔而平行地相向的形式从挡板5的下表面部朝下突出,在从正面观察挡板5时,例如为1/4圆的扇形状。此处,所谓从正面观察挡板5,相当于图8(b),也就是相当于本发明中所说的“挡板的摆动中心线方向视角”。摆动中心线例如为图3的符号CL的线,所述摆动中心线方向视角在图3中相当于向视D方向视角。
如图4(a)~图4(c)所示,一对凸片部55是以成为以下配置的方式设置:在挡板5处于关闭状态时,将第一燃料气体流出口80a及第一叶片部41a的左右两侧夹住。
另一方面,是以如下方式构成:在挡板5从关闭状态变为开启状态时,如图5(a)、图5(b)所示,在一对凸片部55与第一叶片部41a的相互间形成空气能够通过的宽度L3的间隙97。再者,图4(c)中也形成有间隙97(但图4(c)中挡板5处于关闭状态,所以空气不会通过间隙97)。
像已叙述过的那样,各凸片部55在从正面观察时为1/4圆形式的扇形状,其顶端部55a是以挡板5的摆动中心(轴体61)为中心的圆弧状,其半径R设为摆动中心(轴体61)起到第一燃料气体流出口80a为止的距离(优选为到第一燃料气体流出口80a当中距摆动中心最远的部分为止的距离)以上的尺寸。根据这样的结构,在挡板5从关闭状态变为开启状态、其开度增大的过程中,能在相对长的期间内使一对凸片部55维持于将第一燃料气体流出口80a及第一叶片部41a的两侧夹住的配置。另外,还能避免凸片部55的尺寸无用地增大。
挡板5在全开状态时,所述挡板5上设置的凸部54抵接于分隔壁部40,变为图6(a)所示那样的角度。相对于此,各凸片部55是设为以下结构:在挡板5变成这样的角度时,相较于第一叶片部41a而言位于上侧,不存在于第一叶片部41a的两侧。
接着,对所述的预混合装置A以及配备有预混合装置A的燃烧装置B的作用进行说明。
在燃烧装置B的燃烧器2的驱动燃烧的开始时或者其后的平常的驱动燃烧中,变更风机1的驱动速度而变更从预混合装置A供给至燃烧器2的混合气的流量,由此来执行燃烧器2的驱动燃烧火力的控制。
此处,在风机1的驱动速度为低速、预混合流路3的空气流量少的情况下,如图4(a)~图4(c)所示,挡板5变为关闭状态,第一流路3a中不流动空气,仅第二流路3b中流动空气。因而,使得所述空气的流动高速化而使强负压作用于第二燃料气体流出口80b,从而能使与空气流量相对应的适当量的燃料气体流出至第二流路3b。另一方面,在风机1的驱动速度为高速的情况下,如图5(a)、图5(b)及图6(a)、图6(b)所示,挡板5变为开启状态,空气在第一流路3a及第二流路3b两者中流动,能从第一燃料气体流出口80a及第二燃料气体流出口80b两者流出与空气流量相对应的适当量的燃料气体。因此,能够提高调节比。
挡板5不仅使第一流路3a开闭,同时还使第一燃料气体流出口80a开闭。因而,例如在第一流路3a被设为关闭状态时,第一燃料气体流出口80a也同时变为关闭状态,因此得以恰当地防止其后从第一燃料气体流出口80a不必要地流出燃料气体这样的不良情况。作为达成这样的目的的机构,使用的不是第一流路3a用及第一燃料气体流出口80a用的共计2个挡板,所以能简化预混合装置A的整体的结构、使制造成本变得低廉。
在预混合流路3的空气流量从不到规定流量的状态增加到规定流量以上时,像已叙述过的那样,挡板5从图4(a)~图4(c)所示的关闭状态变为图5(a)、图5(b)所示的开启状态。在这样的阶段内,不同于本实施方式,例如若是挡板5上未设置有一对凸片部55,则预混合流路3的实效流路面积会发生骤变(骤然扩大),所以第二流路3b中的空气流动的流速会骤然降低,从而有混合气骤变为燃料稀薄的混合比之虞。相对于此,根据本实施方式,在挡板5变成开启状态时,第一流路3a的一部分处于被一对凸片部55堵住的状态,所以获得与实质上抑制了预混合流路3的实效流路面积发生骤变这一情况同样的效果。结果,能够消除所述担忧而避免混合气的混合比变为燃料稀薄的不恰当的值。
第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b经由燃料气体接受部81而相互连通。因此,在一般情况下,在挡板5从关闭状态变成开启状态时,有第一流路3a的空气因第二流路3b中已产生的负压而从第一燃料气体流出口80a倒流至第一燃料气体流路8a及第二燃料气体流路8b内之虞。相对于此,根据本实施方式,一对凸片部55产生了对这样的空气的流动的阻力。因而,所述倒流的现象也得到抑制,从而进一步可靠地抑制混合气变为燃料稀薄的不恰当的混合比这一情况。
另外,在挡板5从开始打开起到达到全开状态为止的中途阶段内,挡板5例如变为图5(a)、图5(b)所示那样的角度,而在这样的阶段内,能使一对凸片部55与第一叶片部41a的相互间的间隙97内产生流速快的空气流动。所述空气流动是在第一燃料气体流出口80a的两侧的接近的区域内产生。因而,能使强负压作用于第一燃料气体流出口80a而充分确保去往第一流路3a的燃料气体的流出量。因而,进一步可靠地抑制混合气变为燃料稀薄的不恰当的混合比这一情况。
另一方面,在挡板5处于图6(a)、图6(b)所示的全开状态的情况下,一对凸片部55处于第一叶片部41a的上侧的隔开的配置。根据此状态,能够抑制一对凸片部55成为空气阻力而减少压力损失。在挡板5处于全开状态时,空气流动的流速为足够的高速,所以不同于图5(a)、图5(b)所示的情况,无需或者较少需要利用凸片部55和第一叶片部41a来产生更高速的空气流动。
图9(a)~图9(c)及图10(a)、图10(b)展示了本发明的其他实施方式。这些图中,对与所述实施方式相同或类似的要素标注与所述实施方式相同的符号,并省略重复说明。
图9(a)~图9(c)所示的一对凸片部55A在挡板5的上下高度方向上的宽度L2比图8(a)~图8(c)所示的凸片部55的小。根据这样的结构,在挡板5从关闭状态变为开启状态、其开度不断增大的情况下,凸片部55A在比图8(a)~图8(c)所示的凸片部55早的时刻离开第一叶片部41a的两侧。这在避免凸片部55A成为空气阻力而产生压力损失方面更加理想。
图8(a)~图8(c)及图9(a)~图9(c)中,各凸片部55、55A的顶端部55a的整个区域均为规定半径R的圆弧状,但本发明并不限定于此。本发明中的凸片部也可以设为以下结构:仅将偏挡板的一部分区域的顶端部设为规定的圆弧状,而且将这以外的区域的顶端部设为非圆弧状。当然,也可以将凸片部的顶端部的全长区域设为非圆弧状。
在图10(a)、图10(b)所示的实施方式中,挡板5呈俯视大致半圆状,另外在挡板5的一端部的孔部53内贯通有螺栓状的轴体61A。所述轴体61A插入并支承于预混合流路形成构件4的筒状部49的周壁部上设置的一对通孔46内。另外,轴体61A通过螺合于其顶端部上设置的螺纹部610的螺帽62的紧固而固定于预混合流路形成构件4,挡板5能以所述轴体61A为中心进行摆动。
虽然省略了图示说明,但在轴体61A对通孔46的插入部位设置有用于防止混合气从预混合流路形成构件4内漏出至其外部的密封构件。
在本实施方式中,与所述实施方式一样,也能通过简易的结构而恰当地以能够摆动的方式支承挡板5。
再者,在本发明中,作为使挡板能够摆动的方法,例如可以使用以下方法来代替使用区别于挡板的不同个体的金属制等的轴体的方法:在挡板或者挡板的支承构件中的一者设置作为挡板的摆动中心而起作用的凸部,而且在另一者设置供所述凸部嵌入的凹部。
本发明不限定于所述实施方式的内容。本发明的预混合装置以及燃烧装置的各部的具体的结构可在本发明打算实现的范围内自如地进行各种设计变更。
预混合流路优选为文丘里状,但并不限定于此。第一叶片部及第二叶片部、挡板、一对凸片部等的具体的形状、尺寸、材质等不限定于所述实施方式。第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口例如也可各设置多个而不是各设置1个。
燃料气体例如为天然气或液化石油气(Liquefied Petroleum gas,LP),但其具体的种类不限。本发明的燃烧装置不限定于热水装置用,例如也可以作为制热用或焚烧用等其他用途的燃烧装置。另外,不限于使燃烧气体朝下前进的类型,也可以设为使燃烧气体例如朝上前进的类型。
Claims (7)
1.一种预混合装置,包括:
预混合流路,从外部被供给空气,而且用于使燃料气体混合至所述空气来生成混合气;
分隔壁部,将所述预混合流路分隔为沿与空气流动方向交叉的方向排列的第一流路及第二流路;以及
第一燃料气体流出口及第二燃料气体流出口,能够利用因所述第一流路及第二流路中的空气流动而产生的负压对所述第一流路及第二流路流出燃料气体,
所述预混合装置的特征在于还包括:
第一叶片部,设置于所述第一流路内,而且以朝向所述空气流动方向的下游侧的方式设置有所述第一燃料气体流出口;
挡板,配置于所述第一流路中的相较于所述第一叶片部而言靠所述空气流动方向的下游侧,能以对所述第一流路及所述第一燃料气体流出口同时进行开闭的方式进行摆动,而且以所述预混合流路的空气流量少的情况下开度比空气流量多的情况下小的方式根据所述空气流量来改变开度;以及
一对凸片部,以成为在与所述空气流动方向交叉的方向上将所述第一燃料气体流出口及所述第一叶片部夹住的配置的方式突设于所述挡板,而且在与所述第一叶片部的相互间形成空气能够通过的间隙。
2.根据权利要求1所述的预混合装置,其中,
在所述挡板的摆动中心的摆动中心线方向视角下,各所述凸片部中的至少偏所述挡板的区域的顶端部是以所述摆动中心为中心的圆弧状,而且其半径为所述摆动中心起到所述第一燃料气体流出口为止的距离以上。
3.根据权利要求1所述的预混合装置,其中,
所述预混合装置设为以下结构:在所述挡板的全开状态时,各所述凸片部相较于所述第一叶片部而言位于所述空气流动方向的下游侧,不存在于所述第一叶片部的两侧。
4.根据权利要求1所述的预混合装置,还包括:
突出阶部,设置于所述第一流路的周壁内面部,而且相较于所述周壁内面部的其他的一般部分而言部分地突出至偏所述第一流路的中央;以及
支承构件,安装于所述突出阶部而配置于所述第一流路内,而且以能够摆动的方式支承所述挡板。
5.根据权利要求1所述的预混合装置,还包括:
预混合流路形成构件,形成所述预混合流路;
第二叶片部,以一端部与所述预混合流路形成构件的周壁部相连而且另一端部经由所述分隔壁部与所述第一叶片部相连的方式设置于所述第二流路内,并且以朝向所述空气流动方向的下游侧的方式设置有所述第二燃料气体流出口;
燃料气体接受部,设置于所述预混合流路形成构件的所述周壁部,而且从外部接受燃料气体的供给;
第二燃料气体流路,以能将供给到所述燃料气体接受部的燃料气体的一部分引导至所述第二燃料气体流出口的方式设置于所述第二叶片部内;以及
第一燃料气体流路,以能将供给到所述燃料气体接受部的燃料气体的另一部分引导至所述第一燃料气体流出口的方式从所述第二叶片部内延伸设置到所述第一叶片部内。
6.根据权利要求5所述的预混合装置,其中,
所述第二叶片部在所述空气流动方向上的厚度比所述第一叶片部的大,在所述第二叶片部内,所述第一燃料气体流路及第二燃料气体流路设置成在所述空气流动方向上重叠在一起的配置。
7.一种燃烧装置,包括:
风机;
预混合装置,设置于所述风机的进气侧,而且生成使空气与燃料气体混合而成的混合气并送入所述风机;以及
燃烧器,从所述风机接受所述混合气的供给并使所述燃料气体燃烧,
所述燃烧装置的特征在于,
使用根据权利要求1至6中任一项所述的预混合装置作为所述预混合装置。
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