CN209978091U - 气体-空气混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体‑空气混合装置，具有构建为文丘里喷嘴的导流体(2)，所述导流体具有空气流入口(3)、气体‑空气混合物出口(4)以及在所述空气流入口(3)与所述气体‑空气混合物出口(4)之间设置在文丘里横截面缩减部(20)区域内的燃气馈送口，其中所述燃气馈送口由至少六个环周分布在所述导流体(2)上、相隔设置且贯穿所述导流体(2)的单个气体囊(5)形成，并且所述气体囊(5)从所述导流体(2)的内周面(6)开始分别具有沿径向向外延伸的第一部段(7)，在所述第一部段中，所述气体囊(5)的内壁面(8)以预定长度t与所述导流体(2)的半径成±10°的角度地沿径向向外延伸。

Description

气体-空气混合装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体-空气混合装置，具有构建为文丘里喷嘴的导流体，所述导流体具有空气流入口、气体-空气混合物出口以及在所述空气流入口与所述气体-空气混合物出口之间设置在文丘里横截面缩减部区域内的燃气馈送口。

背景技术

这类气体-空气混合装置配合预混风扇使用，以便为加热设备提供与功率相关的气体-空气混合物量，并且能够在工作期间根据实际所需的热功率来连续调整燃烧器功率。这种调整应在尽可能大的范围上实现。为此，在通过气体-空气混合装置将气体与空气主流混合时，需要进行流动优化以保持尽可能低的压力损失。气体-空气混合装置的构建为文丘里喷嘴的导流体中的系统压力损失在相同的文丘里压力(Venturidruck)下可以通过减小添加燃气时的流动损失而达到。

由现有技术已知，主空气流由构建为文丘里喷嘴的导流体导引并且大部分通过风扇被吸入。气体馈送发生在最窄的横截面处并且是从外部穿过导流体的壁部而实现，也就是在文丘里喷嘴的最高负压处。这种气体馈送例如由EP 2 863 125 A1揭示，该案所描述的应用所要解决的技术问题不同于本公开。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在确保高文丘里压力的同时通过低压力损失来确保高效率和宽调整范围的气体-空气混合装置。文丘里压力必须高到相接的气体阀在低调整度下也仍能可靠工作的程度。

这个目的通过以下特征组合而达成。

本实用新型提出一种气体-空气混合装置，具有构建为文丘里喷嘴的导流体，所述导流体具有空气流入口、气体-空气混合物出口以及在所述空气流入口与所述气体-空气混合物出口之间设置在文丘里横截面缩减部区域内的燃气馈送口。所述燃气馈送口由至少六个环周分布在所述导流体上、相隔设置且贯穿所述导流体的单个气体囊形成。其中，所述气体囊从所述导流体的内周面开始分别具有沿径向向外延伸的第一部段，在所述第一部段中，所述气体囊的内壁面以预定长度t与所述导流体的半径成±10°的角度地沿径向向外延伸。借此，气体与空气将达到高度的充分混合。

在有利的实施方式中，气体囊的数量为6至20个，进一步优选为8至20个。气体囊数量越大，导流体中的空气主流与通过气体囊从外部馈送的燃气之间的混合效果越好。文丘里喷嘴的效率也会提高。通过增加气体囊的数量，可以减小每一单个气体囊的尺寸，但不会减小总横截面。绝对地看，这能增大导流体的位于各气体囊之间的内壁面的总面积，空气不受影响地沿着该内壁面流动，从而能更好地紧贴着流动。

此外，以下实施方案在流体技术上是有利的：所述气体囊沿周向均匀地分布布置。一体式构建整个气体-空气混合装置从制造技术角度看也是有利的。

除了增加气体囊数量外，本实用新型的有利效果还通过气体囊在流体技术上经优化的几何结构而实现，据此，气体囊从导流体的内周面开始首先具有沿径向向外延伸的第一部段，在该第一部段中，气体囊的内壁面与导流体的半径成±10°的角度(也就是接近于导流体的内周面的法线)地沿径向向外延伸。在有利的实施方案中，这个角度被定为0°，使得气体囊的内壁面与导流体的内周面正交地并且与圆柱形导流体的半径平行地沿径向向外延伸。借此将每个气体囊在导流体的内周面上的周向面积需求减至最小，反过来又增大了不受气体囊影响的流动面积。在气体囊之间的这个区域内存在紧贴流动，因此在相同的体积流量下压力损失更小，通过气体囊馈送的燃气与文丘里喷嘴中的空气流之间的混合度增大。

所述气体囊的沿径向向外延伸的第一部段中的内壁面的预定长度t至少为0.2mm且最大为所述导流体的文丘里横截面缩减部的最小通流直径Dv的10％。也就是0.2mm≤t≤0.1Dv。文丘里横截面缩减部的最小通流直径Dv在专业术语中又被称为“文丘里直径(Venturidurchmesser)”。

在有利的实施变体中，所述气体囊具有与所述沿径向向外延伸的第一部段径向相接的第二部段，所述第二部段为了形成所述燃气馈送口而沿径向完全贯穿所述导流体直至其外侧，其中以所述导流体的文丘里横截面缩减部处的径向剖面看，所述第二部段构建为凸出轮廓，且特别是构建为具有半径R的弓形段。

在进一步方案中如下设置：所述第二部段的弓形段与从所述内周面沿径向向外延伸的所述第一部段正切衔接。替代性地，以径向剖面看，第一部段和第二部段在其衔接处具有脊弧(Sprung)。

在有利的解决方案中，所述弓形段的半径R的大小相当于所述导流体的文丘里横截面缩减部的最小通流直径Dv的0.02至0.3。

此外，以下实施方案是有利的：所述气体囊具有总开口面积，所述总开口面积相当于所述导流体的文丘里横截面缩减部的最小通流横截面的5％至25％。上述范围的总开口面积能够防止气体囊形成流体技术上不利的节流点。

关于所述文丘里喷嘴，所述导流体具有指向所述气体-空气混合物出口的扩展部段，所述扩展部段具有相对于所述文丘里横截面缩减部增大的通流横截面。在有利的实施变体中，所述气体囊沿着所述导流体的轴纵向，也就是沿着所述导流体的主流向的延伸幅度达到所述扩展部段的轴向长度的20％至80％，进一步优选达到20％至40％。气体囊在导流体壁部中的透入深度顺着上述延伸不断变大，直至气体囊在文丘里横截面缩减部的最小通流直径Dv区域内完全贯穿壁部并分别形成可供气体进入的开口。

此外，在一种实施变体中如下设置：所述各气体囊的轴向长度h 在所述最小通流直径Dv区域内相对于这个所述最小通流直径Dv采用0≤h/Dv≤0.3的设计。在有利的实施方案中，所述导流体的壁部在所述文丘里横截面缩减部的最小通流横截面区域内具有0.2mm至2 mm的壁厚。

附图说明

只要技术上是可行的并且不存在冲突，则所有上述特征均可任意组合。关于本实用新型其他有利改进方案的特征请参阅从属权利要求，下面参照附图并结合本实用新型的优选实施方案予以详细说明。

其中：

图1为气体-空气混合装置的透视图；

图2为图1中的气体-空气混合装置的纵剖图；

图3为图1中的气体-空气混合装置的横截面视图；

图4为图1中的气体-空气混合装置的细节透视图；

图5a为图3中所示部分X的细节图；

图5b为气体-空气混合装置的替代性实施变体；

图6为具有16个气体囊的替代性气体-空气混合装置的纵剖图。

具体实施方式

附图是例示性和示意性的，其中相同部件始终用相同的附图标记标示。

图1至图5a以各种视图和细节图示出气体-空气混合装置1的第一实施例。气体-空气混合装置1配置有作为文丘里喷嘴的一体式导流体2，该导流体具有以横截面为参照一端渐细的进入部段21、具有最小通流横截面的文丘里横截面缩减部20以及扩展部段11。

进入部段21形成空气流入口3，扩展部段11形成气体-空气混合物出口4。从轴纵向看，也就是从流动方向看，由沿着周向均匀分布且相隔设置的八个气体囊5形成的燃气馈送口在空气流入口3与气体 -空气混合物出口4之间位于文丘里横截面缩减部20处。燃气进入导流体2内部的空气流，这仅发生在文丘里横截面缩减部20处，尽管气体囊5在内周面6上沿着导流体2的轴纵向以扩展部段11的轴向长度的60％延伸，而不贯穿导流体2的壁部。

图3和图5a更详细地示出气体囊5。八个气体囊5中的每一者均从导流体2的内周面6开始具有沿径向向外延伸的部段7(第一部段)，在该部段中，气体囊5的内壁面8以长度t平行于半径地并且与导流体2的内周面6正交成直角地沿径向向外直线延伸。这个部段 7与部段9(第二部段)直接相接，该第二部段在文丘里横截面缩减部20处沿径向完全贯穿导流体2，以便形成燃气馈送口。第二部段9 从横截面看构建为具有半径R的弓形段10，该半径的大小相当于导流体2的文丘里横截面缩减部20的最小通流直径Dv的0.16。在图示实施方案中，部段7和9在其衔接处28形成脊弧，因此部段9与部段7并非为正切衔接。内周面6在各气体囊5之间形成流动贴靠面 17，这些流动贴靠面基于气体囊5的第一部段7的几何构型而比部段9的弓形段10的圆弧不变地延伸至周面6时更大。在图3所示的实施方案中，气体囊5的沿径向向外延伸的部段7中的内壁面8的径向长度t为文丘里横截面缩减部20的最小通流直径Dv的5％。

图5b示出导流体2的替代性实施方式的细节图，其中除开下文所描述的特征，图1至图5a所示的实施例的特征都是相同的。在导流体2的内周面6上形成有十六个沿周向均匀分布且相隔设置的气体囊5，这些气体囊提供燃气馈送口。每一单个气体囊5的周向大小相应地小于第一实施方案。十六个气体囊5中的每一者均从导流体2的内周面6开始具有沿径向向外延伸的部段7，在该部段中，气体囊5 的内壁面8以长度t与导流体2的半径r成+5°的角度α地沿径向向外延伸。径向外侧的凸出部段9的弓形段10与直接从内周面6沿径向向外延伸的部段7正切衔接。在气体囊5之间被提供于内周面6上的全体流动贴靠面17形成增大的整体面，在该整体面中，流动基本上不受影响并且压力损失是小的。燃气按照图5a和图5b中的箭头所示进入贴靠在流动贴靠面17上的空气流，从而达到高混合度。在图5b 所示的实施方案中，气体囊5的沿径向向外延伸的部段7中的内壁面 8的径向长度t为文丘里横截面缩减部20的最小通流直径Dv的8％。

图6示出具有16个气体囊5的替代性气体-空气混合装置的纵剖图，其中上文所揭示的特征直接应用于这个实施方案。此外还标示了单个气体囊5的轴向长度h以及文丘里横截面缩减部20的最小通流直径Dv中的壁厚s，这些相应地应用于根据图2的实施方案。

Claims (9)

1.一种气体-空气混合装置，具有构建为文丘里喷嘴的导流体(2)，所述导流体具有空气流入口(3)、气体-空气混合物出口(4)以及在所述空气流入口(3)与所述气体-空气混合物出口(4)之间设置在文丘里横截面缩减部(20)区域内的燃气馈送口，其特征在于，所述燃气馈送口由至少六个环周分布在所述导流体(2)上、相隔设置且贯穿所述导流体(2)的单个气体囊(5)形成，并且所述气体囊(5)从所述导流体(2)的内周面(6)开始分别具有沿径向向外延伸的第一部段(7)，在所述第一部段中，所述气体囊(5)的内壁面(8)以预定长度t与所述导流体(2)的半径成±10°的角度地沿径向向外延伸，其中，所述气体囊(5)具有总开口面积，所述总开口面积相当于所述导流体(2)的文丘里横截面缩减部(20)的最小通流横截面的5％至25％，所述导流体(2)具有指向所述气体-空气混合物出口(3)的扩展部段(11)，所述扩展部段具有相对于所述文丘里横截面缩减部(20)增大的通流横截面，并且所述气体囊(5)沿着所述导流体(2)的轴纵向以所述扩展部段(11)的轴向长度的20％至80％延伸，并且所述气体-空气混合装置一体成型。

2.根据权利要求1所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述气体囊(5)的沿径向向外延伸的第一部段(7)中的内壁面(8)从所述导流体(2)的内周面(6)开始以所述预定长度t平行于所述导流体(2)的半径地沿径向向外延伸。

3.根据权利要求1或2所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述气体囊(5)的沿径向向外延伸的第一部段(7)中的内壁面(8)的预定长度t至少为0.2mm且最大为所述导流体(2)的文丘里横截面缩减部(20)的最小通流直径Dv的10％，也就是0.2mm≤t≤0.1Dv。

4.根据权利要求1或2所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述气体囊(5)具有与沿径向向外延伸的所述第一部段(7)径向相接的第二部段(9)，所述第二部段沿径向贯穿所述导流体(2)直至其外侧，其中以所述导流体(2)的文丘里横截面缩减部(20)处的径向剖面看，所述第二部段(9)构建为具有半径R的弓形段(10)。

5.根据权利要求4所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述弓形段(10)的半径R的大小相当于所述导流体(2)的文丘里横截面缩减部(20)的最小通流直径的0.02至0.3。

6.根据权利要求4所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述第二部段(9)的弓形段(10)与从所述内周面(6)沿径向向外延伸的所述第一部段(7)正切衔接。

7.根据权利要求1或2所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述气体囊(5)沿周向均匀地分布布置。

8.根据权利要求1或2所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述气体-空气混合装置具有八个至二十个气体囊(5)。

9.根据权利要求4所述的气体-空气混合装置，其特征在于，所述导流体(2)在所述文丘里横截面缩减部(20)的最小通流横截面区域内的壁厚为0.2mm至2mm。

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