CN107238095A - 预混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种预混合装置，其包括：空气阻力转换机构亦即蝶阀(7)，其将设有流量调节阀的燃气供应路(4)的下游端连接于鼓风机(2)的上游侧的空气供应路(3)上设置的燃气吸引部(31)，并对相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的通气阻力进行大小转换；和燃气阻力转换机构(8)，其对相比流量调节阀更靠下游侧的燃气供应路的部分的通气阻力进行大小转换，从而能够防止关闭蝶阀时的风削声所带来的噪音。在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分，以与空气供应路的周壁面之间存在有间隙的方式而设置有内置蝶阀的内筒，通过空气供应路的周壁面与内筒的外周面之间的间隙，来构成与内筒内的主通路(3a)并列的副通路(3b)。

Description

预混合装置
技术领域
本发明涉及一种将燃料气体混合于空气，并将混合气体经由鼓风机供应给燃烧器的预混合装置。
背景技术
目前，作为此种预混合装置，根据专利文献1可知一种预混合装置，其包括：空气阻力转换机构，其将供应燃料气体的且设有流量调节阀的燃气供应路的下游端连接于鼓风机的上游侧的空气供应路上设置的燃气吸引部，并对相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的通气阻力进行大小转换；和燃气阻力转换机构，其对相比流量调节阀更靠下游侧的燃气供应路的部分的通气阻力进行大小转换。
不过，作为流量调节阀，在使用比例阀的情况下，控制比例阀，以便供应与需求燃烧量相对应的量的燃料气体，进而，根据需求燃烧量，控制鼓风机转数，以使得供应给燃烧器的混合气体的空燃比呈恒定。但是，当需求燃烧量在规定值以下，鼓风机转数达到能够维持送风量的比例特性的下限转数以下，或者比例阀电流(对比例阀的通电电流)达到能够维持燃气供应量的比例特性的下限电流以下的情况下，无法供应与需求燃烧量相对应的量的空气、或燃料气体。
另外，作为流量调节阀，有时使用将二次燃气压维持在大气压的零压调节器。这种情况下，燃料气体的供应量根据作为二次燃气压的大气压与空气供应路内的负压之间的压差而发生变化。而且，因为空气供应路内的负压根据鼓风机转数而发生变化，所以燃料气体的供应量根据鼓风机转数亦即空气的供应量而发生变化。因此，通过对应于需求燃烧量，来控制鼓风机转数，从而将与需求燃烧量相对应的量的空气和燃料气体供应给燃烧器。
即使是这种装置，在鼓风机转数达到能够维持送风量的比例特性的下限转数以下时，也无法供应与需求燃烧量相对应的量的空气、或燃料气体。因此，需求燃烧量为规定值以下时，必须通过空气阻力转换机构增大空气供应路的通气阻力，使鼓风机转数不会降至上述下限转数以下，而能够供应与规定值以下的需求燃烧量相对应的量的空气。另外，因为仅增大空气供应路的通气阻力，空气供应路内的负压增加，会导致燃料气体的供应量超过与需求燃烧量相对应的量，所以还必须配合空气供应路的通气阻力的增大而增大燃气供应路的通气阻力。
因此，在上述现有例中，需求燃烧量为规定值以下时，通过空气阻力转换机构增大空气供应路的通气阻力，并且通过燃气阻力转换机构增大燃气供应路的通气阻力，从而能够供应与规定值以下的需求燃烧量相对应的量的空气、或燃料气体。
此处，关于专利文献1中记载的预混合装置，空气阻力转换机构由转动自如地设置在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的蝶阀构成。但是，这种装置中，在使蝶阀转动到与空气供应路的长度方向垂直的关闭姿势时，空气供应路内的流路在空气供应路的周壁面与蝶阀的外周缘之间的环状间隙急剧缩小，因此，空气流混乱而在环状间隙的部分产生风削声，带来噪音。
专利文献
专利文献1：日本特开2015－230113号公报
发明内容
本发明鉴于上述问题，课题在于提供一种无论空气阻力转换机构是否由蝶阀构成均能够降低由风削声带来的噪音的预混合装置。
为了解决上述课题，本发明提供一种预混合装置，是将燃料气体混合于空气并经由鼓风机将混合气体供应给燃烧器的预混合装置，该预混合装置包括：空气阻力转换机构，其将供应燃料气体的且设有流量调节阀的燃气供应路的下游端连接于鼓风机的上游侧的空气供应路上设置的燃气吸引部，并对相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的通气阻力进行大小转换；和燃气阻力转换机构，其对相比流量调节阀更靠下游侧的燃气供应路的部分的通气阻力进行大小转换，空气阻力转换机构由转动自如地设置在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的蝶阀构成，其特征在于，在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分，以与空气供应路的周壁面之间存在有间隙的方式而设置有内置蝶阀的内筒，通过空气供应路的周壁面与内筒的外周面之间的间隙，来构成与内筒内的主通路并列的副通路。
根据本发明，在使蝶阀转动到与主通路的长度方向垂直的关闭姿势时，主通路被大致关闭，空气流动实质上被限制在副通路，导致空气供应路的通气阻力增大。此处，在副通路流动的空气在内外通过内筒的外周面和空气供应路的周壁面被引导而成为层流状态。因此，能够降低在蝶阀的关闭姿势下产生的风削声所带来的噪音。
不过，如果在使蝶阀从关闭姿势转动到与主通路的长度方向平行的打开姿势时，将向主通路的上游方向位移的蝶阀的半部作为第一半部，并将向主通路的下游方向位移的蝶阀的半部作为第二半部，在关闭姿势下朝向主通路的下游方向的第一半部的侧面的外周角部和在关闭姿势下朝向主通路的上游方向的第二半部的侧面的外周角部一旦有棱角，则会产生以下的不良情况。即，在从蝶阀的关闭姿势开始转动的初期阶段，这些外周角部接近于内筒的内周面，使得内筒的内周面与蝶阀之间的间隙变窄，导致在该间隙内流动的空气的流速增加，容易产生风削声。因此，本发明中，优选将上述外周角部形成为R形状。由此，在从蝶阀的关闭姿势开始转动的初期阶段，上述外周角部不会接近于内筒的内周面，从而不会产生上述不良情况。
另外，在使蝶阀自关闭姿势进行转动时，蝶阀的第一半部向主通路的上游方向倾斜，使得流入内筒的内周面与第一半部之间的间隙的空气流产生湍流，如果该空气流的流速较快，则容易产生风削声。因此，本发明中，优选，在内筒中，以位于相比关闭姿势的蝶阀更靠上游侧且是蝶阀的第一半部侧的方式开设有将主通路和副通路连通的连通部。由此，主通路内的朝向内筒的内周面与第一半部之间的间隙的空气的一部分经由连通部而被分流到副通路。因此，流入内筒的内周面与第一半部之间的间隙的空气量减少，使得流入该间隙的空气流的流速减慢，能够抑制风削声的产生。
另外，本发明中，优选为，在与燃气吸引部的上游侧相邻接的空气供应路的部分设置有：直径比配置有内筒的空气供应路的部分还要小的文丘里部，副通路与文丘里部之间的空气供应路的部分的周壁面被形成为：朝向文丘里部而缩径的锥面。由此，在使蝶阀转动到关闭姿势而增大空气供应路的通气阻力时，通过副通路的空气也能够沿着锥面顺畅地流动到文丘里部，确保文丘里部中的负压。因此，能够从与文丘里部相邻接的燃气吸引部稳定地吸引燃料气体，保持混合气体的空燃比恒定。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的预混合装置的侧视剖面图。
图2是按图1的II－II线切断得到的俯视剖面图。
图3是按图1的III－III线切断得到的截面图。
图4是按图1的IV－IV线切断得到的截面图。
符号说明：
A…预混合装置、1…燃烧器、2…鼓风机、3…空气供应路、3a…主通路、3b…副通路、31…燃气吸引部、32…空气供应路的周壁面、33…内筒、33c…连通部、34…文丘里部、36…锥面、4…燃气供应路、6…流量调节阀、7…蝶阀、71…第一半部、72…第二半部、71a，72a…外周角部、8…转换阀(燃气阻力转换机构)。
具体实施方式
参照图1，1是由全一次燃烧式燃烧器等构成的燃烧器，该燃烧器具有供混合气体喷出并燃烧的燃烧面1a。鼓风机2连接于燃烧器1，通过本发明的实施方式的预混合装置A，将燃料气体混合于空气，并将混合气体经由鼓风机2供应给燃烧器1。
预混合装置A包括鼓风机2的上游侧的空气供应路3和供应燃料气体的燃气供应路4。如图4所示，在燃气供应路4的上游部，设有开关阀5和由比例阀或零压调节器构成的流量调节阀6。另外，预混合装置A包括：对相比燃气吸引部31更靠上游侧的空气供应路3的部分的通气阻力进行大小转换的空气阻力转换机构、以及对相比流量调节阀6靠下游侧的燃气供应路4的部分的通气阻力进行大小转换的燃气阻力转换机构。
同时参照图2、图3，空气阻力转换机构由在空气供应路3内以轴71为中心且转动自如地设置的蝶阀7构成，该蝶阀7由圆板构成。在蝶阀7的轴71上连接有步进马达等致动器72。而且，在需求燃烧量达到规定值以下时，在致动器72的作用下，蝶阀7从图3中假想线所表示的沿着空气供应路3的长度方向的打开姿势转动到图1～图3中实线所表示的与空气供应路3的长度方向垂直的关闭姿势。
在燃气供应路4内以位于与燃气吸引部31连通的下游端的燃气室41的上游侧的方式设置有与通路部分42并列的阀室81，其中通路部分42与燃气室41常时连通。而且，在阀室81内设置有对与通路部分42连通的阀孔83进行开关的转换阀8，其中阀孔83形成于阀室81的下端的阀座82，通过该转换阀8构成燃气阻力转换机构。在使转换阀8关闭时，阻断了燃气经由阀室81流动，使得燃气供应路4的通气阻力增大。
转换阀8随着蝶阀7的转动，通过联动机构9进行开关动作。该联动机构9如图1、图4所示由连接于蝶阀7的轴71的凸轮91和一端能够抵接于凸轮91的杆92构成，其中杆92连接于转换阀8。在使蝶阀7转动到打开姿势时，通过凸轮91将杆92推上去，转换阀8抵抗阀簧84的作用力而被打开，另外，在使蝶阀7转动到关闭姿势时，解除通过凸轮91将杆92推上去的状态，转换阀8因阀簧84的作用力而关闭。
此处，本实施方式中，在相比燃气吸引部31更靠上游侧的空气供应路3的部分，以与空气供应路3的周壁面32之间存在有间隙的方式，设置有内置蝶阀7的内筒33。而且，通过空气供应路3的周壁面32与内筒33的外周面之间的间隙，来构成与内筒33内的主通路3a并列的副通路3b。另外，在内筒33的下游端(图1、图3中为上端)的凸缘部33a上形成有多个成为副通路3b的出口的圆弧状的透孔33b。
在使蝶阀7转动到与主通路3a的长度方向垂直的关闭姿势时，主通路3a被大致关闭，空气流动实质上被限制在副通路3b，导致空气供应路3的通气阻力增大。此处，在副通路3b内流动的空气在内外通过内筒33的外周面和空气供应路3的周壁面32被引导而成为层流状态。因此，能够降低在蝶阀7的关闭姿势下产生的风削声所带来的噪音。
另外，在使蝶阀7从关闭姿势转动到与主通路3a的长度方向平行的打开姿势时，将向主通路3a的上游方向位移的蝶阀7的半部作为第一半部71，并将向主通路3a的下游方向移位的蝶阀7的半部作为第二半部72，在关闭姿势下朝向主通路3a的下游方向的第一半部71的侧面的外周角部71a和在关闭姿势下朝向主通路3a的上游方向的第二半部72的侧面的外周角部72a被形成为R形状。另外，本实施方式中，虽然在关闭姿势下朝向主通路3a的上游方向的第一半部71的侧面的外周角部71b和在关闭姿势下朝向主通路3a的下游方向的第二半部72的侧面的外周角部72b均被形成为R形状，但是这些外周角部71b，72b也可以有棱角。
此处，如果上述外周角部71a，72a有棱角，则产生如下不良情况：在蝶阀7从关闭姿势开始转动的初期阶段，外周角部71a、72a接近于内筒33的内周面，使得内筒33的内周面与蝶阀7之间的间隙变窄，导致在该间隙内流动的空气的流速增加，容易产生风削声。相对于此，如果外周角部71a、72a像本实施方式这样形成为R形状，则在蝶阀7从关闭姿势开始转动的初期阶段，外周角部71a、72a不会接近于内筒33的内周面，从而不会产生上述的不良情况。
另外，在使蝶阀7自关闭姿势进行转动时，蝶阀7的第一半部71向主通路3a的上游方向倾斜，使得流入内筒33的内周面与第一半部71之间的间隙的空气流产生湍流，如果该空气流的流速较快，则容易产生风削声。因此，本实施方式中，在内筒33中以位于相比关闭姿势的蝶阀7更靠上游侧且是蝶阀7的第一半部71侧的方式开设将主通路3a和副通路3b连通的连通部33c。由此，朝向内筒33的内周面与第一半部71之间的间隙的主通路3a内的空气的一部分经由连通部33c而被分流到副通路3b。因此，流入内筒33的内周面与第一半部71之间的间隙的空气量减少，使得流入该间隙的空气流的流速减慢，能够抑制风削声的产生。另外，连通部33c由从关闭姿势的蝶阀7的附近位置延伸至内筒33的上游端的凹槽构成，还可以由长孔来构成连通部33c。
另外，在与燃气吸引部31的上游侧相邻接的空气供应路3的部分设置有：直径比配置有内筒33的空气供应路3的部分还要小的文丘里部34。与文丘里部34的下游侧相邻接的空气供应路3的部分由直径比文丘里部34还要大的筒部35包围。而且，在筒部35的上游端部存在环状的间隙，从而供文丘里部34的下游端部***，通过该间隙构成与燃气室41连通的燃气吸引部31。另外，燃气室41由筒部35与包围筒部35的外壁面41a之间的间隙构成。
另外，副通路3b与文丘里部34之间的空气供应路3的部分的周壁面被形成为朝向文丘里部34缩径的锥面36。由此，在使蝶阀7转动到关闭姿势而增大空气供应路3的通气阻力时，通过副通路3b的空气也沿着锥面36顺畅地流动到文丘里部34，能够确保文丘里部34中的负压。因此，能够从与文丘里部34相邻接的燃气吸引部31稳定地吸引燃料气体，保持混合气体的空燃比恒定。
以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但是，本发明并不限定于此。例如，上述实施方式中，燃气阻力转换机构由开关阀孔83的转换阀8构成，但是，也可以由可改变在燃气供应路4的中途设置的阀孔的开度的针阀等来构成燃气阻力转换机构。

Claims (5)

1.一种预混合装置，是将燃料气体混合于空气并经由鼓风机将混合气体供应给燃烧器的预混合装置，
所述预混合装置包括：空气阻力转换机构，其将供应燃料气体的且设有流量调节阀的燃气供应路的下游端连接于鼓风机的上游侧的空气供应路上设置的燃气吸引部，并对相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的通气阻力进行大小转换；和燃气阻力转换机构，其对相比流量调节阀更靠下游侧的燃气供应路的部分的通气阻力进行大小转换，
空气阻力转换机构由转动自如地设置在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分的蝶阀构成，其特征在于，
所述空气阻力转换机构在相比燃气吸引部更靠上游侧的空气供应路的部分，以与空气供应路的周壁面之间存在有间隙的方式而设置有内置蝶阀的内筒，通过空气供应路的周壁面与内筒的外周面之间的间隙，来构成与内筒内的主通路并列的副通路。
2.根据权利要求1所述的预混合装置，其特征在于，
在使所述蝶阀从与所述主通路的长度方向垂直的关闭姿势转动到与主通路的长度方向平行的打开姿势时，将向主通路的上游方向位移的蝶阀的半部作为第一半部，并将向主通路的下游方向位移的蝶阀的半部作为第二半部，在关闭姿势下朝向主通路的下游方向的第一半部的侧面的外周角部和在关闭姿势下朝向主通路的上游方向的第二半部的侧面的外周角部被形成为R形状。
3.根据权利要求1或2所述的预混合装置，其特征在于，
在使所述蝶阀从与所述主通路的长度方向垂直的关闭姿势转动到与主通路的长度方向平行的打开姿势时，将向主通路的上游方向位移的蝶阀的半部作为第一半部，并将向主通路的下游方向位移的蝶阀的半部作为第二半部，在所述内筒中，以位于相比关闭姿势的蝶阀更靠上游侧且是蝶阀的第一半部侧的方式开设有将主通路和所述副通路连通的连通部。
4.根据权利要求1或2所述的预混合装置，其特征在于，
在与所述燃气吸引部的上游侧相邻接的所述空气供应路的部分设置有：直径比配置有所述内筒的空气供应路的部分还要小的文丘里部，所述副通路与文丘里部之间的空气供应路的部分的周壁面被形成为：朝向文丘里部而缩径的锥面。
5.根据权利要求3所述的预混合装置，其特征在于，
在与所述燃气吸引部的上游侧相邻接的所述空气供应路的部分设置有：直径比配置有所述内筒的空气供应路的部分还要小的文丘里部，所述副通路与文丘里部之间的空气供应路的部分的周壁面被形成为：朝向文丘里部而缩径的锥面。
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