TW201829052A - 瓦斯混合器(一) - Google Patents

瓦斯混合器(一) Download PDF

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Abstract

一種瓦斯混合器,包含有一主體與一分流件,其中,主體具有一入氣部與一混氣部,其中入氣部具有相通的一空氣入口、一氣室、至少一瓦斯入口與一通氣口,氣室具有二相對的壁面,壁面分別呈傾斜且彼此之間的距離係由空氣入口往通氣口的方向漸縮;瓦斯入口位於其中一該壁面上;混氣部具有一混合室,分別與該通氣口及燃燒器相通。分流件設置於氣室中且位於瓦斯入口與空氣入口之間,分流件具有至少一通孔面對其中一該壁面。藉此,讓瓦斯氣流與空氣氣流充分預混後輸出至燃燒器,可精準控制空燃比,提升燃燒器的燃燒效率。

Description

瓦斯混合器(一)
本發明係與瓦斯燃燒裝置有關;特別是指一種用以將瓦斯與空氣混合的瓦斯混合器。
傳統的大氣式瓦斯燃燒裝置係在燃燒器的入氣口處設置噴嘴,利用瓦斯自噴嘴輸出時噴嘴周圍形成的低壓將一次空氣引入燃燒器內與瓦斯混合,再由燃燒器的出火孔輸出瓦斯,瓦斯引燃後形成火焰,且火焰燃燒時,由火焰的周圍再引入二次空氣燃燒。另一種形式的瓦斯燃燒裝置為全預混式,其係利用鼓風機引入空氣至燃燒器中而與瓦斯混合,並自燃燒器的出火孔輸出混合後的瓦斯與空氣。
全預混式的瓦斯燃燒裝置,係以瓦斯混合管作為瓦斯與空器的混合,瓦斯混合管係利用文式管的原理,讓空氣氣流與瓦斯氣流在管體中混合。全預混式瓦斯燃燒裝置的燃燒效率雖高於大氣式瓦斯燃燒裝置,但瓦斯混合管的混合效果較難以控制,且瓦斯混合管的長度通常不長,空氣氣流與瓦斯氣流並無法在瓦斯混合管中有限的行進距離中均勻混合,其混合效率有限,導致燃燒裝置的燃燒效率無法進一步提升。
有鑑於此,本發明之目的在於提供一種瓦斯混合器,可以讓空氣氣流與瓦斯氣流均勻混合。
緣以達成上述目的,本發明提供的一種瓦斯混合器,用以連通至少一燃燒器;該瓦斯混合器包含有一主體與一分流件,其中,該主體具有一入氣部與一混氣部,其中該入氣部具有相通的一空氣入口、一氣室、至少一瓦斯入口與一通氣口,其中該氣室位於該空氣入口與該通氣口之間,且該氣室具有二相對的壁面,該二壁面分別呈傾斜且彼此之間的距離係由該空氣入口往該通氣口的方向漸縮,該瓦斯入口位於其中一該壁面上;該混氣部具有一混合室,該混合室分別與該通氣口及燃燒器相通;該分流件設置於該氣室中且位於該瓦斯入口與該空氣入口之間,該分流件將該氣室分隔為第一空間與一第二空間,該第一空間與該空氣入口相通,該第二空間與該通氣口及該瓦斯入口相通;該分流件具有至少一通孔,該通孔面對其中一該壁面,且該第一空間與該第二空間透過該通孔相通。
本發明之效果在於,有效地讓空氣與瓦斯在瓦斯混合器中均勻預混,藉以增加燃燒器的燃燒效率
為能更清楚地說明本發明,茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖10所示,為具有本發明第一較佳實施例之瓦斯混合器的瓦斯燃燒裝置100,該瓦斯燃燒裝置100係以應用於熱水器為例,包含有至少一燃燒器10、一瓦斯進氣組件12、一鼓風機14以及本實施例之瓦斯混合器16。
該至少一燃燒器10的數量為複數個且沿一預定軸向X排列,各該燃燒器10用以燃燒瓦斯產生火焰。該瓦斯進氣組件12包括一接管、一電磁閥124、一比例閥126與至少一噴嘴128,其中,該接管122係連接至一瓦斯源(圖未示);該電磁閥124用以控制開啟開或阻斷瓦斯路徑;該比例閥126用以調節通過瓦斯路徑的瓦斯流量;該至少一噴嘴128的數量為複數個且沿該預定軸向X排列,該些噴嘴128用以輸出瓦斯。該鼓風機14用以抽取空氣並自其出風口142排出。
該瓦斯混合器16包含一主體18、一分流件42、至少一出氣管46與至少一隔板48,茲分述如下,其中:
該主體18概呈長形且由複數個板件所組裝而成,具有一入氣部20與一混氣部26,更詳而言,請配合圖4,該些板件包括一頂板30、一底板32、一前蓋板34、一後蓋板36、一支撐板38、二側蓋板40,其中,該入氣部20由該底板32、該前蓋板34、該支撐板38、該二側蓋板40構成,該底板32具有一空氣入口322,本實施例中該空氣入口322位於該底板32於該預定軸向X上的中央處,該底板32具有至少一導引面324,於本實施例中為二個導引面324,該二導引面324於該預定軸向X上位於該空氣入口322的相對兩側,各該導引面324於該預定軸向X上係由該空氣入口322往遠離該空氣入口322的方向朝上傾斜形成漸縮風道。該鼓風機14結合於該底板32且該鼓風機14的出風口142與該空氣入口322相通。
請配合圖4至圖6,該前蓋板34、該支撐板38與該底板32之間形成一氣室22與一氣道24,該氣室22位於該空氣入口322與該氣道24之間,該氣室22與該空氣入口322相通。該氣道24的兩端分別為一通氣口242a與一出口244a,該通氣口242a與該出口244a係呈長形,且該通氣口242a的軸向與該出口244a的軸向平行於該預定軸向X,該通氣口242a與該氣室22相通。本實施例中,該氣道24具有相連通的一第一段242與一第二段244,該第一段242具有該通氣口242a,該第二段244具有該出口244a,該第一段242上定義有一第一參考軸線I1由該通氣口242a往該第二段244的方向延伸,該第二段244上定義有一第二參考軸線I2由該第一段242往該出口244a的方向延伸,該第一參考軸線I1與該第二參考軸線I2夾一夾角θ,該夾角θ大於90度且小於180度。
該前蓋板34與該支撐板38於接近底部處分別具有呈傾斜的斜面342, 382,該二斜面342, 382形成該氣室22的二個相對的壁面,該通氣口242a形成於該二斜面342, 382的頂緣,該二斜面342, 382彼此之間的距離係由該空氣入口322往該通氣口242a的方向漸縮。該前蓋板34具有至少一嵌槽344,於本實施例中嵌槽344為複數個且沿該預定軸向X間隔排列。
該支撐板38具有至少一結合孔384,該結合孔384供至少一噴嘴128結合,且該結合孔384於該斜面382上形成至少一瓦斯入口386,於本實施例中結合孔384及瓦斯入口386的數量分別為複數個,該些結合孔384與該些瓦斯入口386分別沿該預定軸向X排列。
該混氣部26由該頂板30、該後蓋板36、該二側蓋板40、該支撐板38與該前蓋板34的頂部構成且圍設成一混合室28,該混合室28與該氣道24的出口244a連通,本實施例中係透過該支撐板38上的一導流片38a讓氣道24的出口244a延伸至混合室28的上半部。續參圖5與圖6,該混合室28於平行於該第一參考軸線I1的參考面上呈一多邊形,該多邊形定義有一幾何中心G。該頂板30供設置該至少一該出氣管46;該後蓋板36具有至少一嵌槽362,於本實施例中嵌槽362為複數個且與該前蓋板34的嵌槽344相對應。
該分流件42設置於該主體18之入氣部20的氣室22中,且位於該些瓦斯入口386與該空氣入口322之間,該分流件42將該氣室22分隔為第一空間與一第二空間224,其中,該第一空間222與該空氣入口322相通,且該底板32的導引面324對應該第一空間222,該第二空間224與該通氣口242a及該些瓦斯入口386相通。請配合圖7,本實施例中,該分流件42係呈長形且包含一以平板422為例的封閉端、二立板424, 424'、二折板426與二斜板428,其中,該平板422面對該通氣口242a;該二立板424, 424'分別連接於該平板422相對的二側緣,且該二立板424, 424'分別面對該前蓋板34的斜面342及該支撐板38的斜面382,該立板424具有至少一通孔424a面對該支撐板38的斜面382,於本實施例中,通孔424a數量為複數個且沿該預定軸向X排列,另一立板424'另具有複數個通孔424a'沿該預定軸向X排列且面對該前蓋板34的斜面342(即與該些瓦斯入口386相對的壁面),該第一空間222與該第二空間224透過該些通孔424a, 424a'相通;各該折板426位於各該立板424, 424'之一側與各該斜面342, 382之間;各該斜板428分別連接於各該立板424, 424'之一側且分別貼靠於各該斜面342, 382。該些通孔424a, 424a'之通道截面積的總和以不小於該空氣入口322之通道截面積為佳,藉以減少鼓風機14輸出氣流時所產生的背壓。
本實施例中,各該折板426上具有複數個分流孔426a沿該預定軸向X排列,該折板426上可拆離地設置有複數個封閉件44,該些封閉件44係供使用者選擇地封閉至少一部分的分流孔426a,實施上,封閉件44可採用金屬片,如鋁箔膠帶等實現。由該第一空間222進入該第二空間224的氣流主要是經由該些通孔424a, 424a'通過,而該些分流孔426a之作用為調節氣流之用,對於氣流較大的區域,使用者可用封閉件44封閉該區域的分流孔426a。實務上,亦可不設置該些分流孔426a。
該至少一出氣管46設置於該主體18的混氣部26,更詳而言,該至少一出氣管46係穿設於該頂板30,該至少一出氣管46的數量為複數個且沿該預定軸向X排列,各該出氣管46的軸向平行於該氣道24之第一段242上的該第一參考軸線I1。各該出氣管46具有一第一端462、一第二端464及一管身466位於該第一端462與該第二端464之間,該第一端462及該管身466的一部分突伸至該混合室28中,且該第一端462鄰近該混合室28的中心,較佳者,第一端462位於混合室28縱向上的1/4~3/4之間的位置;該第二端464與燃燒器10相通;該氣道24的出口244a對應該管身466。該混合室28於平行於各該出氣管46之軸向的參考面上呈多邊形,前述之多邊形於本實施例中為八邊形,但不以此為限,多邊形亦可為三邊形以上或是圓形。各出氣管46的第一端462鄰近多邊形的幾何中心G且位於該氣道24之出口244a與幾何中心G之間。該混合室28透過該些出氣管46與該些燃燒器10相通。各該出氣管46的最小通道截面積之總和與該氣道24的最小通道截面積的比值介於1.2~0.8之間。
請配合圖4至圖6與圖8,該至少一隔板48設置於該主體,於本實施例中隔板48的數量為複數個且沿該預定軸向X並列,各該隔板48包含一第一部482、一第二部484與一第三部486分別位於該第二空間224、該氣道24與該混合室28,且各該隔板48係嵌於該後蓋板36的嵌槽362及該前蓋板34的嵌槽344,以使隔板48之間的間隔相同。該些隔板48的第一部482將該第二空間224分隔為複數個次空間224a,第二部484將該氣道24分隔為複數個次氣道24a,第三部486將該混合室28分隔為複數個次混合室28a。各該次混合室28a中具有至少一個該出氣管46;各該次空間224a與至少一個該通孔424a及至少一個該瓦斯入口386相通。
藉由上述之結構,以下請配合圖9與圖10說明本實施例瓦斯混合器16用於混合瓦斯與空氣之情形。請參圖9,該鼓風機14之出風口142輸出的空氣自該空氣入口322注入該氣室22的第一空間222後,部分的空氣氣流將往上流動,部分空氣氣流受該二導引面324影導而沿著該二導引面324之表面往該空氣入口322的兩側流動,藉此,讓空氣氣流也能導入第一空間222中位於空氣入口322兩側的區域,而不會只集中在空氣入口322上方。
請續參圖10,空氣氣流由該分流件42的通孔424a, 424a'進入第二空間224中,藉由分流件42可以避免空氣氣流形成渦流而影響氣流的行進。在分流孔426a未被封閉的情況下,部分空氣氣流亦由分流孔426a進入第二空間。由於第二空間224被分隔成多個次空間224a,因此,該些次空間224a的空氣氣流彼此不會相互干擾,讓空氣之氣流可以穩定地流動,且空氣氣流在次空間中受該二斜面342, 382的導引而沿著該二斜面342, 382的表面往上流動,藉以減少擾流。當空氣氣流通過瓦斯入口386時,將帶動瓦斯氣流往上流動,而一同進入該通氣口242a。而後,氣空氣流與瓦斯氣流經過次氣道24a並由出口244a注入至次混合室28a中。由於出口244a的位置位於次混合室28a的最外圍,因此,氣空氣流與瓦斯氣流將沿著次混合室28a的壁面繞轉,並由外而內逐漸往多邊形的幾何中心G移動,如此,可以讓氣空氣流與瓦斯氣流在次混合室28a中充分混合。在次混合室28a中,越接近外圍的氣流之流速高、壓力低,有利於混合;越接近幾何中心G的氣流之流速低、壓力高,因此,藉由出氣管46的第一端462鄰近幾何中心G(即鄰近混合室28中心)之設計,有利於讓呈高壓且均勻混合後的空氣氣流與瓦斯氣流更容易自第一端462進入出氣管46中,而自第二端464輸出至燃燒器10進行燃燒。
此外,由於各該出氣管46的最小通道截面積之總和與該氣道24的最小通道截面積的比值介於1.1~0.9之間,換言之,氣道24與出氣管46的壓力相近,因此,當鼓風機14輸出的風量及瓦斯入口386注入的瓦斯量改變時,自出氣管46輸出的空氣量及瓦斯量將會迅速地相應改變,藉以縮短調整燃燒器10輸出之火焰大小的反應時間。
圖11所示為本發明第二較佳實施例之瓦斯混合器16',其具有大致相同於第一實施例之結構,不同的是,本實施例中的主體18中未設置第一實施例的隔板48。本實施例中雖未設置隔板48,但透過氣室24之二斜面(圖中僅顯示斜面382,另一斜面342未顯示於圖中)的導引及混合室28之設計,空氣氣流與瓦斯氣流仍能充分混合。
圖12所示為本發明第三較佳實施例之瓦斯混合器16",其具有大致相同於第一實施例之結構,不同的是,的主體18'之底板32'上的空氣入口322'係位於底板32'於預定軸向X上的中央之一側。底板32'的一導引面324'仍是由空氣入口322'往遠離該空氣入口322'的方向朝上傾斜。
據上所述,本發明之瓦斯混合器,可有效地讓空氣與瓦斯在瓦斯混合器中充分預混,藉以提升燃燒器的燃燒效率,並且具有縮短調整燃燒器輸出之火焰大小的反應時間之效果。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已,舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化,理應包含在本發明之專利範圍內。
[本發明]
100‧‧‧瓦斯燃燒裝置
10‧‧‧燃燒器
12‧‧‧瓦斯進氣組件
122‧‧‧接管
124‧‧‧電磁閥
126‧‧‧比例閥
128‧‧‧噴嘴
14‧‧‧鼓風機
142‧‧‧出風口
16、16’、16”‧‧‧瓦斯混合器
18、18’‧‧‧主體
20‧‧‧入氣部
22‧‧‧氣室
222‧‧‧第一空間
224‧‧‧第二空間
224a‧‧‧次空間
24‧‧‧氣道
242‧‧‧第一段
242a‧‧‧通氣口
244‧‧‧第二段
244a‧‧‧出口
24a‧‧‧次氣道
26‧‧‧混氣部
28‧‧‧混合室
28a‧‧‧次混合室
30‧‧‧頂板
32、32’‧‧‧底板
322、322’‧‧‧空氣入口
324、324’‧‧‧導引面
34‧‧‧前蓋板
342‧‧‧斜面
344‧‧‧嵌槽
36‧‧‧後蓋板
362‧‧‧嵌槽
38‧‧‧支撐板
38a‧‧‧導流片
382‧‧‧斜面
384‧‧‧結合孔
386‧‧‧瓦斯入口
40‧‧‧側蓋板
42‧‧‧分流件
422‧‧‧平板
424‧‧‧立板
424a‧‧‧通孔
424'‧‧‧立板
424a'‧‧‧通孔
426‧‧‧折板
426a‧‧‧分流孔
428‧‧‧斜板
44‧‧‧封閉件
46‧‧‧出氣管
462‧‧‧第一端
464‧‧‧第二端
466‧‧‧管身
48‧‧‧隔板
482‧‧‧第一部
484‧‧‧第二部
486‧‧‧第三部
G‧‧‧幾何中心
X‧‧‧預定軸向
I1‧‧‧第一參考軸線
I2‧‧‧第二參考軸線
θ‧‧‧夾角
圖1本發明第一較佳實施例之瓦斯燃燒裝置的立體圖。 圖2為上述較佳實施例之瓦斯燃燒裝置的分解圖。 圖3為上述較佳實施例之瓦斯燃燒裝置的另一方向分解圖。 圖4為上述較佳實施例之瓦斯混合器的分解圖。 圖5為圖1之5-5剖視圖。 圖6為圖5之局部放大圖。 圖7為上述較佳實施例之分流件局部立體圖。 圖8為上述較佳實施例之隔板側視圖。 圖9為一剖示之示意圖,揭示瓦斯混合器中氣流的流動。 圖10為一剖示之示意圖,揭示瓦斯混合器中氣流的流動。 圖11為本發明第二較佳實施例之瓦斯混合器的剖示之示意圖。 圖12為本發明第三較佳實施例之瓦斯混合器的剖示之示意圖。

Claims (18)

  1. 一種瓦斯混合器,用以連通至少一燃燒器;該瓦斯混合器包含有: 一主體,具有一入氣部與一混氣部,其中該入氣部具有相通的一空氣入口、一氣室、至少一瓦斯入口與一通氣口,其中該氣室位於該空氣入口與該通氣口之間,且該氣室具有二相對的壁面,該二壁面分別呈傾斜且彼此之間的距離係由該空氣入口往該通氣口的方向漸縮,該瓦斯入口位於其中一該壁面上;該混氣部具有一混合室,該混合室分別與該通氣口及燃燒器相通;以及 一分流件,設置於該氣室中且位於該瓦斯入口與該空氣入口之間,該分流件將該氣室分隔為第一空間與一第二空間,該第一空間與該空氣入口相通,該第二空間與該通氣口及該瓦斯入口相通;該分流件具有至少一通孔,該通孔面對其中一該壁面,且該第一空間與該第二空間透過該通孔相通。
  2. 如請求項1所述之瓦斯混合器,包含至少一出氣管,結合於該主體的混氣部,該出氣管具有一第一端與一第二端,該第一端突伸至該混合室中,該第二端與燃燒器相通。
  3. 如請求項2所述之瓦斯混合器,其中該出氣管具有一管身位於該第一端與該第二端之間,該管身的一部分位於該混合室中;該入氣部具有一氣道,該氣道的一端具有該通氣口,該氣道的另一端具有一出口與該混合室相通,且該出口對應該管身。
  4. 如請求項3所述之瓦斯混合器,其中該至少一出氣管的數量為複數個,且該些出氣管係沿一預定軸向排列;該通氣口的軸向與該出口的軸向平行於該預定軸向。
  5. 如請求項4所述之瓦斯混合器,其中該氣道具有相連通的一第一段與一第二段,該第一段具有該通氣口,該第二段具有該出口;該第一段上定義有一第一參考軸線由該通氣口往該第二段的方向延伸,該第二段上定義有一第二參考軸線由該第一段往該出口的方向延伸,其中,該第一參考軸線平行於各該出氣管的軸向,且該第一參考軸線與該第二參考軸線夾一夾角,該夾角大於90度且小於180度。
  6. 如請求項3所述之瓦斯混合器,其中該出氣管的第一端鄰近該混合室的中心。
  7. 如請求項3所述之瓦斯混合器,其中該混合室於平行於該出氣管之軸向的一參考面上呈一多邊形;該出氣管的第一端鄰近該多邊形的幾何中心。
  8. 如請求項7所述之瓦斯混合器,其中該出氣管的第一端位於該出口與該多邊形的幾何中心之間。
  9. 如請求項4所述之瓦斯混合器,其中該分流件包含一封閉端及一立板連接於該封閉端的一側緣,該封閉端面對該通氣口;該至少一瓦斯入口的數量為複數個且沿該預定軸向排列;該至少一通孔的數量為複數個且沿該預定軸向排列,該立板具有該些通孔且面對具有該些瓦斯入口的壁面。
  10. 如請求項9所述之瓦斯混合器,其中該分流件包含另一立板連接於該封閉端的另一側緣,該另一立板另具有複數個通孔沿該預定軸向排列且面對與該些瓦斯入口相對的壁面。
  11. 如請求項10所述之瓦斯混合器,其中該分流件包含有二折板,各該折板位於各該立板之一側與各該壁面之間,各該折板上具有複數個分流孔。
  12. 如請求項11所述之瓦斯混合器,包含有複數個封閉件,選擇性地結合於各該折板上且封閉至少一部分的分流孔。
  13. 如請求項9所述之瓦斯混合器,其中該主體包括一底板,該底板具有該空氣入口;該底板具有至少一導引面對應該第一空間,且該導引面於該預定軸向上係由該空氣入口往遠離該空氣入口的方向朝上傾斜。
  14. 如請求項13所述之瓦斯混合器,其中該至少一導引面的數量為二,且該二導引面於該預定軸向上位於該空氣入口的相對兩側。
  15. 如請求項13所述之瓦斯混合器,其中該空氣入位於該底板於該預定軸向上的中央之一側。
  16. 如請求項13所述之瓦斯混合器,包含有至少一隔板,設置於該主體,該隔板包含一第一部、一第二部與一第三部分別位於該第二空間、該氣道與該混合室,其中該第一部將該第二空間分隔為複數個次空間,該第二部將該氣道分隔為複數個次氣道,該第三部將該混合室分隔為複數個次混合室。
  17. 如請求項16所述之瓦斯混合器,其中該至少一隔板的數量為複數個,且該些隔板沿該預定軸向並列;各該次混合室中具有至少一個該出氣管;各該次空間與至少一個該通孔及至少一個該瓦斯入口相通。
  18. 如請求項4所述之瓦斯混合器,其中各該出氣管的最小通道截面積之總和與該氣道的最小通道截面積的比值介於1.2~0.8之間。
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