一种适配多气源的预混器及燃气热水器的制作方法

本发明涉及燃气热水器技术领域，特别是燃气热水器中对空气与燃气进行全预混的混合器。

背景技术：

在燃气热水器中，燃气燃烧分为扩散燃烧、部分预混燃烧(大气式燃烧)和全预混燃烧。全预混燃烧(premixedcombustion)指空气与燃气预先按照一定比例充分混合形成预混合气，该预混合气再在燃烧器中点火、燃烧的过程。预混燃烧一般发生在相对封闭体系中。预混燃烧因在燃烧前燃气与空气(氧气)充分混合，其相对于扩散燃烧而言火焰传播速度更快、燃烧温度更高、延展性更好，在燃气具上广泛应用。

传统的全预混燃烧系统中使用的预混器，其只有一个预混腔，使得燃烧系统在小负荷运行状态下燃烧不能正常进行，导致燃烧系统调节比较小，影响用户使用体验。为此，现有技术中出现了一种包括两个预混腔的预混器，其将传统的预混腔分为两半，一半为常开(适用于负荷较小的工况)，另一半为可控开闭(适用于较大负荷的工况)。采用上述结构，虽然可以提高了调节比，但是该预混器的结构腔室较为复杂，生产加工工序较多，生产成本高。同时，由于不同气源的气路的华白数不相同，当热水器用于不同气源的时候，往往需要更换不同的预混器，这无疑增加了企业的生产成本。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种适配多气源的预混器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种适配多气源的预混器，包括：壳体，所述壳体中设有预混腔，所述预混腔贯通地设置于所述壳体中；燃气通道，所述燃气通道与所述预混腔连通；调整装置，所述调整装置以调整所述燃气通道的燃气流通面积。

本发明的有益效果是：预混器中设有调整装置，有利于产品大批量统一生产，提高生产效率，降低产品成本；只需要更换调整装置或部分零件，就可以调整为不同气源的产品，更利于已出售产品进行气源置换等，也可以是通过微调适应同种气源较大变化，调整装置可以是不同尺寸大小的喷嘴、不同角度产生不同面积的物件、不同深度产生不同截面积的物件等等。原始气路可以是按华白数低的气源设计，更换到华白数高的气源时增加零件减小气路的面积等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整装置包括控制部和调整部，所述控制部与所述壳体活动连接，所述调整部位于所述燃气通道内，所述控制部旋转带动所述调整部变换位置或角度以调节燃气流通面积。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预混腔有两个，两个所述的预混腔分别是第一预混腔与第二预混腔，所述燃气通道包括进气管道、第一燃气管道与第二燃气管道，所述第一燃气管道、所述第二燃气管道均与所述进气管道连通，所述第一燃气管道与第一预混腔连通，所述第二燃气管道与第二预混腔连通。例如，本发明可以通过利用隔板将传统的单个预混腔分隔成两个的预混腔，燃气与空气分别在不同预混腔中进行预混合，气体混合更加均匀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整装置有两个，两个所述调整装置分别是第一调整装置与第二调整装置，所述第一调整装置包括第一调整部以及第一控制部，所述第一控制部呈圆柱状，所述第一调整部的横截面小于所述第一控制部的横截面，所述第一燃气管道或所述第二燃气管道的侧壁上设有第一通孔，所述第一调整部穿过所述第一通孔，所述第一控制部与第一通孔转动连接，所述第一调整部随所述第一控制部的转动而改变所述第一燃气管道或所述第二燃气管道相应位置，从而改变所述第一燃气管道或所述第二燃气管道的燃气流通面积。当旋转第一控制部的时候，第一调整部在第一燃气通道内转动，由于第一调整部在不同的旋转角度下，具有不同的投影面积，从而通过改变第一调整部的不同转动角度，可以改变燃气通道内的燃气流通面积。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一预混腔位于所述第二预混腔的上方，所述第一燃气管道包括第一燃气口，所述第一燃气口位于第一燃气管道的上方，所述第一调整装置设于所述第一燃气管道。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一燃气管道与所述第二燃气管道同轴设置，所述第二燃气管道包括第二燃气口，所述第二燃气口位于所述第二燃气管道的前侧，所述第二燃气管道的后侧设有第二通孔，所述第二燃气口与所述第二通孔位于同一水平线上，所述第二通孔中设有内螺纹；所述第二调整装置包括第二调整部以及第二控制部，所述第二控制部上设有外螺纹，所述第二控制部与第二通孔螺纹连接以调节所述第二调整部在前后方向上与所述第二燃气口的相对位置。两个燃气管道同轴设置，可以使得预混器的结构更加紧凑。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二调整部包括沿着前后方向布置的第一调节杆和第二调节杆，所述第一调整杆相对所述第二调节杆远离所述第二燃气口，所述第一调节杆的截面积大于所述第二调节杆的截面积。当转动第二控制部的时候，使得第一控制部前后移动，由于第一控制部具有不同外径的调整杆，当不同的调整杆插入到第二燃气口的时候，可以有效改变第二燃气口的流通面积。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一燃气管道与所述第二燃气管道并排设置，所述所述第二燃气管道包括第二燃气口，所述第二燃气口位于第二燃气管道的上方，所述第二调整装置设于所述第二燃气管道，所述第二调整装置与所述第一调整装置的结构相同。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一预混腔与第二预混腔左右并排设置，且所述第一预混腔与第二预混腔均为文丘里管；所述所述调整装置有两个，两个所述的调整装置分别安装在第一燃气管道与第二燃气管道中。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一预混腔的最小横截面面积大于所述第二预混腔的最小横截面面积。两个预混腔的横截面面积不同，可以进一步加大热水器的热负荷调节比。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整装置还包括电动调节部，所述电动调节部用于受控驱动所述调整装置；或，所述调整装置还包括手动调节部，所述手动调节部至少部分显现于所述壳体外，所述手动调节部用于驱动所述调整装置。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括挡风板与挡气板，所述挡风板的上端以及所述挡气板的上端均与所述壳体铰接，所述挡风板用于调节所述预混腔在贯通方向上的风口开度，所述挡气板用于调节所述燃气通道通往所述预混腔的气口开度。通过在其中一个预混腔中增加挡风板和挡气板，可调节该预混腔的腔室空间和燃气输入量，特别在小负荷区间精准可控。

同时，本发明又提供一种应用上述适配多气源的预混器的燃气热水器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例二的结构示意图；

图3是本发明的实施例三的结构示意图；

图4是本发明的第一调整装置的立体示意图；

图5是本发明的第一调整装置在状态一的示意图；

图6是本发明的第一燃气管道在状态一的示意图；

图7是本发明的第一调整装置在状态二的示意图；

图8是本发明的第一燃气管道在状态二的示意图；

图9是本发明的第二调整装置在工况一的示意图；

图10是本发明的第二调整装置在工况二的示意图；

图11是本发明的第二调整装置在工况三的示意图；

图12是本发明的实施例四的结构示意图；

图13是本发明的实施例四的侧面剖视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。同时，本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例一：参见图1，一种适配多气源的预混器，包括：壳体100，所述壳体100中设有预混腔，所述预混腔贯通地设置于所述壳体中；燃气通道200，所述燃气通道200与所述预混腔连通；调整装置400，所述调整装置以调整所述燃气通道200的燃气流通面积。

实施例二：参见图2，与实施例一不同的时候，本实施例中的预混腔有两个，燃气通道200、以及调整装置400也有两个。

实施例三：参照图3～图11，一种适配多气源的预混器，包括：壳体100、燃气通道200、调节系统300、气源适配系统。

壳体100具有预混腔，所述预混腔结构基于文丘里形状的腔室结构，工作的时候，气体从后往前经过预混腔，该腔室的入口与出口之间有一个截面变小的喉口，空气以及燃气在预混腔喉口通过后，喉口前侧与后侧会产生不同的压力差及流速差。入口与出口之间有一个截面变小的喉口，根据公式气体流量q＝气流速度v×截面面积s，喉口气流速度v2＝v1×s1/s2，气流速度v将会随着截面面积s的不同而变化。

所述壳体100中设有隔板130，所述隔板100将预混腔分为第一预混腔110与第二预混腔120，所述第一预混腔110包括第一出气口111；所述燃气通道200包括进气管道230、第一燃气管道210与第二燃气管道220，所述第一燃气管道210与第二燃气管道220均与进气管道230连通，所述第一燃气管道210与第一预混腔110连通，所述第二燃气管道220与第二预混腔120连通，所述第一燃气管道210包括第一燃气口211，所述第二燃气管道220包括第二燃气口221；

所述调节系统300包括挡风板310与挡气板320，所述挡风板310的上端以及挡气板320的上端均与壳体100铰接，所述挡风板310将所述第一预混腔110的第一出气口111盖住，所述挡气板320将所述第一燃气管道210的第一燃气口211盖住；

所述气源适配系统包括两个调整装置400，两个所述调整装置400分别安装在第一燃气管道210与第二燃气管道220上，两个调整装置400分别调整第一燃气管道210与第二燃气管道220的燃气流通面积。两个所述调整装置400分别为第一调整装置410与第二调整装置420，所述第一调整装置410包括第一调整部411以及第一控制部412，所述第一控制部412呈圆柱状，所述第一调整部411的横截面小于所述第一控制部412的横截面，所述第一燃气管道210的侧壁上设有第一通孔，所述第一调整部411穿过所述第一通孔，所述第一控制部412与第一通孔转动连接。所述第二燃气口221位于所述第二燃气管道220的前侧，所述第二燃气管道220的后侧设有第二通孔，所述第二燃气口221与第二通孔位于同一水平线上，所述第二通孔中设有内螺纹，所述第二调整装置420包括第二调整部421以及第二控制部422，所述第二调整部421沿着前后方向包括两个以上的调整杆，所述第二调整部421包括沿着前后方向布置的第一调节杆4211和第二调节杆4212，所述第一调整杆4211相对所述第二调节杆4212远离所述第二燃气口221，所述第一调节杆4211的截面积大于所述第二调节杆4212的截面积；所述第二控制部422上设有外螺纹，所述第二控制部422与第二通孔螺纹连接。

工作的时候，将本技术方案的预混器安装在热水器中，热水器中包括有风机。风机启动的时候，会使得预混器的前方与后方产生压力差，该压力差会使得空气自后往前经过预混器。当空气经过中空腔室的时候，由于本预混腔是呈文丘里管结构，流动的空气会在腔室的喉口中会产生负压，该负压会使得燃气进入到预混腔中，然后燃气与空气会在预混腔中混合，接着混合后的混合气体被送入到热水器中的燃烧器进行充分燃烧。由于在预混器中，空气与燃气进行充分的预混合，燃烧器中的燃烧火焰传播速度快，燃烧室容积热强度很高，且能在很少的过剩空气系数下达到完全燃烧。通过调节热水器的风机的运行参数，即可实现热水器的不同负荷的工作状态。

而且，本预混器中，第二预混腔120以及第二燃气管道220是处于常通的工作状态，而第一预混腔110以及第一燃气管道210处于可调的情况。可以使得燃气与空气分别在不同预混腔中进行预混合，气体混合更加均匀。同时，可调节第一预混腔中空间和燃气输入量，特别在小负荷区间精准可控，空气与燃气按预定的负荷区间中维持稳定的空燃比，实现燃气在热水器整机中的稳定并完全燃烧。还有，利用气源适配系统可以使得两个燃气通道具有不同的燃气流通面积，有利于产品大批量统一生产，提高生产效率，降低产品成本，只需要更换调整装置或部分零件，就可以调整为不同气源的产品，更利于已出售产品进行气源置换等。也可以是通过微调适应同种气源较大变化。

具体地，第一预混腔的调节原理如下：

风机启动时中空腔室内形成负压，对挡风板310提供一个向上的升力，在风机转速由小到大增加时，升力不断增大，当升力与挡风板310自身的重力形成平衡时，挡风板310会旋转打开一定的角度。当然了，风机的转速越高，打开的角度就越大。在挡风板310旋转时，负压开始对挡气板320提供一个向上的升力，当升力与挡气板320自身的重力形成平衡，挡气板会旋转打开一定的角度，此时第一燃气管道210打开，燃气在第一预混腔110与空气混合后流向出口侧。通过设置热水器风机转速与挡风板310自身的重力的关系，可实现热水器整机负荷分段供给。小负荷时只由第二燃气管道供燃气，大负荷时增加热水器风机转速使挡风板旋转，启动第一燃气管道210，热水器整机在各负荷的区间实现燃气与空气的宽频调节。

气源的适配调整原理如下：

首先看第一调整装置410的调整原理，参见图3-图8，第一燃气管道210整体竖直向上设置，第一燃气管道210的出口位于正上方，而第一调整装置410包括第一调整部411、第一控制部412，所述第一燃气管道210的后侧壁上设有第一通孔，所述第一调整部411穿过所述第一通孔，所述第一控制部412与第一通孔转动连接。由于第一调整部411不是圆柱状，当第一控制部412在第一通孔转动的时候，第一调整部411在第一燃气管道210中将产生不同的投影面积，详细参见图5，当第一调整部411位于状态一的时候，参见图6，第一燃气管道210的流通面积为s1，参见图7，当第一调整部411位于状态二的时候，参见图8，第一燃气管道210的流通面积为s2，通过对比可知，s2要大于s1的面积。

然后，看第二调整装置420的调整原理，参见图3、图9-图11，所述第二调整装置420包括第二调整部421以及第二控制部422，所述第二调整部421沿着前后方向包括两个以上的调整杆，所述第二调整部421包括沿着前后方向布置的第一调节杆4211和第二调节杆4212，所述第一调整杆4211相对所述第二调节杆4212远离所述第二燃气口221，所述第一调节杆4211的截面积大于所述第二调节杆4212的截面积；所述第二控制部422上设有外螺纹，所述第二控制部422与第二通孔螺纹连接。参见图9，在工况一的时候，即第二控制部422位于最后侧的时候，第二调整部421的最前端离开了所述第二燃气口221，第二调整部421与第二燃气口221的流通面积为sa+sb，但是sa+sb<sd的面积(sd为第二燃气口221的横截面积)，此时第二燃气口的流通面积为sd，当拧动所述第二控制部422的时候，第二控制部422带动第一调整部421向前移动，当去到工况二的时候，参见图10，第二调整部422最前端的调整杆深入在了第二燃气口中，此时该调整杆的横截面面积为se，此时第二燃气口的流通面积为sd-se，流通面积缩小了；当继续拧动第二控制部422的时候，第二控制部422继续带动第一调整部421向前移动，当去到工况三的时候，参见图11，第二调整部422的第二调整杆深入在了第二燃气口中，此时该第二调整杆的横截面面积为sf，此时第二燃气口的流通面积为sd-sf，由于se<sf流通面积进一步缩小。

由此可知，通过上述的调整系统可以改变第一燃气管道210以及第二燃气管道220的流通面积，从而适配不同的气源使用。

在一些实施例中，第一调整装置410与第二调整装置420可以互换或采用相同的结构。

参见图3，进一步作为优选的实施方式，所述第一预混腔110位于所述第二预混腔120的上方，所述燃气连接座140位于所述第二预混腔120的下方，所述第一燃气管道210与第二燃气管道220同轴设置，所述第一燃气管道210的第一燃气口211位于第二燃气管道220的上方。

在一些实施例中，所述第一燃气管道210与第二燃气管道220的燃气口均向前设置，此时，两个调整装置400可以均采用第二调整装置420的结构。

当然，在一些实施例中，例如是实施例二，所述第一预混腔110可以位于所述第二预混腔120的下方，而第一燃气管道210与第二燃气管道220也可以并排设置，两个燃气口均向上，此时，调整装置400可以是一样的结构，例如采用实施例三种的第一调整装置410的结构。

进一步作为优选的实施方式，所述一预混腔110的前侧设有肩台112，所述肩台112包括台面，所述台面与水平面倾斜设置，所述挡风板310从后往前向下倾斜，且所述挡风板310的下端的表面与肩台112的台面搭接。

进一步作为优选的实施方式，所述挡气板320位于所述挡风板310的后方，所述挡气板320包括连接板321与盖板322，所述连接板321从后往前向下倾斜，所述盖板322位于连接板321的下端，所述第一燃气口211垂直向上，所述盖板322将所述第一燃气口211盖住。

当然了，在实施例二中，也可以设置与本实施例中相似的挡风板310与挡气板320结构。

实施例四：

参见图12、图13，与实施例一不同的是，所述第一预混腔110与第二预混腔120左右并排设置，且所述第一预混腔110与第二预混腔120的横截面均为圆形。

进一步作为优选的实施方式，无论连个预混腔是上下设置还是左右设置，所述第一预混腔110的最小横截面面积大于所述第二预混腔120的最小横截面面积。在本实施例中，两个调整装置可以是一样的。可以同为第一调整装置410或者同为第二调整装置420。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。