預混合裝置的製作方法

2023-04-24 02:50:07

本發明涉及一種將燃料氣體混合於空氣，並將混合氣體經由鼓風機供應給燃燒器的預混合裝置。

背景技術：

目前，作為此種預混合裝置，根據專利文獻1可知一種預混合裝置，其包括：空氣阻力轉換機構，其將供應燃料氣體的且設有流量調節閥的燃氣供應路的下遊端連接於鼓風機的上遊側的空氣供應路上設置的燃氣吸引部，並對相比燃氣吸引部更靠上遊側的空氣供應路的部分的通氣阻力進行大小轉換；和燃氣阻力轉換機構，其對相比流量調節閥更靠下遊側的燃氣供應路的部分的通氣阻力進行大小轉換。

不過，作為流量調節閥，在使用比例閥的情況下，控制比例閥，以便供應與需求燃燒量相對應的量的燃料氣體，進而，根據需求燃燒量，控制鼓風機轉數，以使得供應給燃燒器的混合氣體的空燃比呈恆定。但是，當需求燃燒量在規定值以下，鼓風機轉數達到能夠維持送風量的比例特性的下限轉數以下，或者比例閥電流(對比例閥的通電電流)達到能夠維持燃氣供應量的比例特性的下限電流以下的情況下，無法供應與需求燃燒量相對應的量的空氣、或燃料氣體。

另外，作為流量調節閥，有時使用將二次燃氣壓維持在大氣壓的零壓調節器。這種情況下，燃料氣體的供應量根據作為二次燃氣壓的大氣壓與空氣供應路內的負壓之間的壓差而發生變化。而且，因為空氣供應路內的負壓根據鼓風機轉數而發生變化，所以燃料氣體的供應量根據鼓風機轉數亦即空氣的供應量而發生變化。因此，通過對應於需求燃燒量，來控制鼓風機轉數，從而將與需求燃燒量相對應的量的空氣和燃料氣體供應給燃燒器。

即使是這種裝置，在鼓風機轉數達到能夠維持送風量的比例特性的下限轉數以下時，也無法供應與需求燃燒量相對應的量的空氣、或燃料氣體。因此，需求燃燒量為規定值以下時，必須通過空氣阻力轉換機構增大空氣供應路的通氣阻力，使鼓風機轉數不會降至上述下限轉數以下，而能夠供應與規定值以下的需求燃燒量相對應的量的空氣。另外，因為僅增大空氣供應路的通氣阻力，空氣供應路內的負壓增加，會導致燃料氣體的供應量超過與需求燃燒量相對應的量，所以還必須配合空氣供應路的通氣阻力的增大而增大燃氣供應路的通氣阻力。

因此，在上述現有例中，需求燃燒量為規定值以下時，通過空氣阻力轉換機構增大空氣供應路的通氣阻力，並且通過燃氣阻力轉換機構增大燃氣供應路的通氣阻力，從而能夠供應與規定值以下的需求燃燒量相對應的量的空氣、或燃料氣體。

此處，關於專利文獻1中記載的預混合裝置，空氣阻力轉換機構由轉動自如地設置在相比燃氣吸引部更靠上遊側的空氣供應路的部分的蝶閥構成。但是，這種裝置中，在使蝶閥轉動到與空氣供應路的長度方向垂直的關閉姿勢時，空氣供應路內的流路在空氣供應路的周壁面與蝶閥的外周緣之間的環狀間隙急劇縮小，因此，空氣流混亂而在環狀間隙的部分產生風削聲，帶來噪音。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015－230113號公報

技術實現要素：

本發明鑑於上述問題，課題在於提供一種無論空氣阻力轉換機構是否由蝶閥構成均能夠降低由風削聲帶來的噪音的預混合裝置。

為了解決上述課題，本發明提供一種預混合裝置，是將燃料氣體混合於空氣並經由鼓風機將混合氣體供應給燃燒器的預混合裝置，該預混合裝置包括：空氣阻力轉換機構，其將供應燃料氣體的且設有流量調節閥的燃氣供應路的下遊端連接於鼓風機的上遊側的空氣供應路上設置的燃氣吸引部，並對相比燃氣吸引部更靠上遊側的空氣供應路的部分的通氣阻力進行大小轉換；和燃氣阻力轉換機構，其對相比流量調節閥更靠下遊側的燃氣供應路的部分的通氣阻力進行大小轉換，空氣阻力轉換機構由轉動自如地設置在相比燃氣吸引部更靠上遊側的空氣供應路的部分的蝶閥構成，其特徵在於，在相比燃氣吸引部更靠上遊側的空氣供應路的部分，以與空氣供應路的周壁面之間存在有間隙的方式而設置有內置蝶閥的內筒，通過空氣供應路的周壁面與內筒的外周面之間的間隙，來構成與內筒內的主通路並列的副通路。

根據本發明，在使蝶閥轉動到與主通路的長度方向垂直的關閉姿勢時，主通路被大致關閉，空氣流動實質上被限制在副通路，導致空氣供應路的通氣阻力增大。此處，在副通路流動的空氣在內外通過內筒的外周面和空氣供應路的周壁面被引導而成為層流狀態。因此，能夠降低在蝶閥的關閉姿勢下產生的風削聲所帶來的噪音。

不過，如果在使蝶閥從關閉姿勢轉動到與主通路的長度方向平行的打開姿勢時，將向主通路的上遊方向位移的蝶閥的半部作為第一半部，並將向主通路的下遊方向位移的蝶閥的半部作為第二半部，在關閉姿勢下朝向主通路的下遊方向的第一半部的側面的外周角部和在關閉姿勢下朝向主通路的上遊方向的第二半部的側面的外周角部一旦有稜角，則會產生以下的不良情況。即，在從蝶閥的關閉姿勢開始轉動的初期階段，這些外周角部接近於內筒的內周面，使得內筒的內周面與蝶閥之間的間隙變窄，導致在該間隙內流動的空氣的流速增加，容易產生風削聲。因此，本發明中，優選將上述外周角部形成為r形狀。由此，在從蝶閥的關閉姿勢開始轉動的初期階段，上述外周角部不會接近於內筒的內周面，從而不會產生上述不良情況。

另外，在使蝶閥自關閉姿勢進行轉動時，蝶閥的第一半部向主通路的上遊方向傾斜，使得流入內筒的內周面與第一半部之間的間隙的空氣流產生湍流，如果該空氣流的流速較快，則容易產生風削聲。因此，本發明中，優選，在內筒中，以位於相比關閉姿勢的蝶閥更靠上遊側且是蝶閥的第一半部側的方式開設有將主通路和副通路連通的連通部。由此，主通路內的朝向內筒的內周面與第一半部之間的間隙的空氣的一部分經由連通部而被分流到副通路。因此，流入內筒的內周面與第一半部之間的間隙的空氣量減少，使得流入該間隙的空氣流的流速減慢，能夠抑制風削聲的產生。

另外，本發明中，優選為，在與燃氣吸引部的上遊側相鄰接的空氣供應路的部分設置有：直徑比配置有內筒的空氣供應路的部分還要小的文丘裡部，副通路與文丘裡部之間的空氣供應路的部分的周壁面被形成為：朝向文丘裡部而縮徑的錐面。由此，在使蝶閥轉動到關閉姿勢而增大空氣供應路的通氣阻力時，通過副通路的空氣也能夠沿著錐面順暢地流動到文丘裡部，確保文丘裡部中的負壓。因此，能夠從與文丘裡部相鄰接的燃氣吸引部穩定地吸引燃料氣體，保持混合氣體的空燃比恆定。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式的預混合裝置的側視剖面圖。

圖2是按圖1的ii－ii線切斷得到的俯視剖面圖。

圖3是按圖1的iii－iii線切斷得到的截面圖。

圖4是按圖1的iv－iv線切斷得到的截面圖。

符號說明：

a…預混合裝置、1…燃燒器、2…鼓風機、3…空氣供應路、3a…主通路、3b…副通路、31…燃氣吸引部、32…空氣供應路的周壁面、33…內筒、33c…連通部、34…文丘裡部、36…錐面、4…燃氣供應路、6…流量調節閥、7…蝶閥、71…第一半部、72…第二半部、71a，72a…外周角部、8…轉換閥(燃氣阻力轉換機構)。

具體實施方式

參照圖1，1是由全一次燃燒式燃燒器等構成的燃燒器，該燃燒器具有供混合氣體噴出並燃燒的燃燒面1a。鼓風機2連接於燃燒器1，通過本發明的實施方式的預混合裝置a，將燃料氣體混合於空氣，並將混合氣體經由鼓風機2供應給燃燒器1。

預混合裝置a包括鼓風機2的上遊側的空氣供應路3和供應燃料氣體的燃氣供應路4。如圖4所示，在燃氣供應路4的上遊部，設有開關閥5和由比例閥或零壓調節器構成的流量調節閥6。另外，預混合裝置a包括：對相比燃氣吸引部31更靠上遊側的空氣供應路3的部分的通氣阻力進行大小轉換的空氣阻力轉換機構、以及對相比流量調節閥6靠下遊側的燃氣供應路4的部分的通氣阻力進行大小轉換的燃氣阻力轉換機構。

同時參照圖2、圖3，空氣阻力轉換機構由在空氣供應路3內以軸71為中心且轉動自如地設置的蝶閥7構成，該蝶閥7由圓板構成。在蝶閥7的軸71上連接有步進馬達等致動器72。而且，在需求燃燒量達到規定值以下時，在致動器72的作用下，蝶閥7從圖3中假想線所表示的沿著空氣供應路3的長度方向的打開姿勢轉動到圖1～圖3中實線所表示的與空氣供應路3的長度方向垂直的關閉姿勢。

在燃氣供應路4內以位於與燃氣吸引部31連通的下遊端的燃氣室41的上遊側的方式設置有與通路部分42並列的閥室81，其中通路部分42與燃氣室41常時連通。而且，在閥室81內設置有對與通路部分42連通的閥孔83進行開關的轉換閥8，其中閥孔83形成於閥室81的下端的閥座82，通過該轉換閥8構成燃氣阻力轉換機構。在使轉換閥8關閉時，阻斷了燃氣經由閥室81流動，使得燃氣供應路4的通氣阻力增大。

轉換閥8隨著蝶閥7的轉動，通過聯動機構9進行開關動作。該聯動機構9如圖1、圖4所示由連接於蝶閥7的軸71的凸輪91和一端能夠抵接於凸輪91的杆92構成，其中杆92連接於轉換閥8。在使蝶閥7轉動到打開姿勢時，通過凸輪91將杆92推上去，轉換閥8抵抗閥簧84的作用力而被打開，另外，在使蝶閥7轉動到關閉姿勢時，解除通過凸輪91將杆92推上去的狀態，轉換閥8因閥簧84的作用力而關閉。

此處，本實施方式中，在相比燃氣吸引部31更靠上遊側的空氣供應路3的部分，以與空氣供應路3的周壁面32之間存在有間隙的方式，設置有內置蝶閥7的內筒33。而且，通過空氣供應路3的周壁面32與內筒33的外周面之間的間隙，來構成與內筒33內的主通路3a並列的副通路3b。另外，在內筒33的下遊端(圖1、圖3中為上端)的凸緣部33a上形成有多個成為副通路3b的出口的圓弧狀的透孔33b。

在使蝶閥7轉動到與主通路3a的長度方向垂直的關閉姿勢時，主通路3a被大致關閉，空氣流動實質上被限制在副通路3b，導致空氣供應路3的通氣阻力增大。此處，在副通路3b內流動的空氣在內外通過內筒33的外周面和空氣供應路3的周壁面32被引導而成為層流狀態。因此，能夠降低在蝶閥7的關閉姿勢下產生的風削聲所帶來的噪音。

另外，在使蝶閥7從關閉姿勢轉動到與主通路3a的長度方向平行的打開姿勢時，將向主通路3a的上遊方向位移的蝶閥7的半部作為第一半部71，並將向主通路3a的下遊方向移位的蝶閥7的半部作為第二半部72，在關閉姿勢下朝向主通路3a的下遊方向的第一半部71的側面的外周角部71a和在關閉姿勢下朝向主通路3a的上遊方向的第二半部72的側面的外周角部72a被形成為r形狀。另外，本實施方式中，雖然在關閉姿勢下朝向主通路3a的上遊方向的第一半部71的側面的外周角部71b和在關閉姿勢下朝向主通路3a的下遊方向的第二半部72的側面的外周角部72b均被形成為r形狀，但是這些外周角部71b，72b也可以有稜角。

此處，如果上述外周角部71a，72a有稜角，則產生如下不良情況：在蝶閥7從關閉姿勢開始轉動的初期階段，外周角部71a、72a接近於內筒33的內周面，使得內筒33的內周面與蝶閥7之間的間隙變窄，導致在該間隙內流動的空氣的流速增加，容易產生風削聲。相對於此，如果外周角部71a、72a像本實施方式這樣形成為r形狀，則在蝶閥7從關閉姿勢開始轉動的初期階段，外周角部71a、72a不會接近於內筒33的內周面，從而不會產生上述的不良情況。

另外，在使蝶閥7自關閉姿勢進行轉動時，蝶閥7的第一半部71向主通路3a的上遊方向傾斜，使得流入內筒33的內周面與第一半部71之間的間隙的空氣流產生湍流，如果該空氣流的流速較快，則容易產生風削聲。因此，本實施方式中，在內筒33中以位於相比關閉姿勢的蝶閥7更靠上遊側且是蝶閥7的第一半部71側的方式開設將主通路3a和副通路3b連通的連通部33c。由此，朝向內筒33的內周面與第一半部71之間的間隙的主通路3a內的空氣的一部分經由連通部33c而被分流到副通路3b。因此，流入內筒33的內周面與第一半部71之間的間隙的空氣量減少，使得流入該間隙的空氣流的流速減慢，能夠抑制風削聲的產生。另外，連通部33c由從關閉姿勢的蝶閥7的附近位置延伸至內筒33的上遊端的凹槽構成，還可以由長孔來構成連通部33c。

另外，在與燃氣吸引部31的上遊側相鄰接的空氣供應路3的部分設置有：直徑比配置有內筒33的空氣供應路3的部分還要小的文丘裡部34。與文丘裡部34的下遊側相鄰接的空氣供應路3的部分由直徑比文丘裡部34還要大的筒部35包圍。而且，在筒部35的上遊端部存在環狀的間隙，從而供文丘裡部34的下遊端部插入，通過該間隙構成與燃氣室41連通的燃氣吸引部31。另外，燃氣室41由筒部35與包圍筒部35的外壁面41a之間的間隙構成。

另外，副通路3b與文丘裡部34之間的空氣供應路3的部分的周壁面被形成為朝向文丘裡部34縮徑的錐面36。由此，在使蝶閥7轉動到關閉姿勢而增大空氣供應路3的通氣阻力時，通過副通路3b的空氣也沿著錐面36順暢地流動到文丘裡部34，能夠確保文丘裡部34中的負壓。因此，能夠從與文丘裡部34相鄰接的燃氣吸引部31穩定地吸引燃料氣體，保持混合氣體的空燃比恆定。

以上，參照附圖說明了本發明的實施方式，但是，本發明並不限定於此。例如，上述實施方式中，燃氣阻力轉換機構由開關閥孔83的轉換閥8構成，但是，也可以由可改變在燃氣供應路4的中途設置的閥孔的開度的針閥等來構成燃氣阻力轉換機構。