一种燃气预混器及其燃气采暖热水炉的制作方法

1.本实用新型涉及预混器技术领域，具体涉及一种燃气预混器及其燃气采暖热水炉。


背景技术：

2.全预混燃气采暖热水炉是在燃气进行燃烧之前，通过风机转动在预混器内产生负压，将采暖炉内部的空气吸入到预混器内，同时燃气比例阀打开燃气进入到预混器，以实现燃气和空气在预混器中按比例进行预混。全预混燃烧器燃烧不受混合时间和混合空间限制，具有燃烧速度快、燃烧充分、氮氧化合物排放少、噪音低等优点，得到了越来越多的运用，尤其是在冷凝式热水器和冷凝采暖炉上。
3.目前，传统技术的预混器存在如下问题：燃气与空气混合比例不合理，造成燃烧不充分，尤其是满负荷运行或者低负荷状态运行时，容易出现熄火或者爆燃等现象，导致燃烧不稳定。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型目的之一在于提供一种燃气预混器，解决上述传统的问题，其能够使燃气与空气的混合比例合理，燃烧稳定，在满负荷运行或者低负荷状态运行时，不出现熄火或者爆燃等现象。
5.本实用新型目的之二在于提供一种采用该燃气预混器的燃气采暖热水炉。
6.本实用新型目的之一在于采用如下技术方案实现：
7.一种燃气预混器，包括：
8.预混外管，所述预混外管上设有燃气接口；以及
9.预混内管，所述预混内管套设于所述预混外管内；所述预混内管包括沿气流方向依次连接的缩管段、喉管段、混合段及扩管段；所述缩管段的横截面为沿气流流动方向逐渐缩小设置；所述喉管段的内径等于所述缩管段的空气出口内径；所述混合段的内径大于所述喉管段的内径，且所述混合段的横截面为沿气流流动方向保持不变，所述混合段上设有与所述燃气接口连通的燃气预混入口孔；所述扩管段的横截面为沿气流流动方向逐渐增大设置，所述扩管段的最小内径大于所述混合段的内径。
10.优选地，所述燃气预混入口孔为月牙状、圆形、矩形中的一种。
11.优选地，所述喉管段的出口端为外方形内圆柱状结构，所述喉管段与所述混合段之间形成侧开口的所述燃气预混入口孔。
12.优选地，所述预混内管与所述预混外管的空气入口端之间具有预留通风腔；所述预混外管上还设有空气取压口；所述预混内管上设有位于所述缩管段上的外圆环及位于所述喉管段上的内圆环，所述外圆环与所述内圆环之间形成与所述空气取压口连通的取压环腔，所述取压环腔与所述预留通风腔连通。
13.优选地，所述外圆环与所述预混外管内壁之间具有连通间隙，所述取压环腔通过
所述连通间隙与所述预留通风腔连通。
14.优选地，所述预混外管内设有第一定位台阶及第二定位台阶；所述预混内管上还设有定位环，所述定位环与所述第一定位台阶卡接，所述内圆环与所述第二定位台阶卡接，使所述预混内管外壁与所述预混外管内壁之间形成与所述燃气接口连通的燃气缓冲通道。
15.优选地，所述燃气接口为管螺纹口。
16.优选地，所述预混外管的出气口设有安装法兰，所述安装法兰上设有若干个安装孔，各所述安装孔以三三组合形成均匀排布的安装孔组。
17.优选地，所述扩管段的最大内径为所述混合段的内径的1.2-3倍，所述扩管段的长度为所述混合段的长度的2-4倍；所述混合段的内径为所述喉管段的内径的1.05-2倍，所述混合段的长度为所述喉管段的长度的1-1.5倍。
18.本实用新型目的之二在于采用如下技术方案实现：
19.一种燃气采暖热水炉，包括上述所述的燃气预混器。
20.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
21.1、本实用新型的燃气预混器通过预混外管和预混内管的配合，空气从预混内管的缩管段进入到混合段，燃气从预混外管的燃气接口进入到由预混外管与预混内管所形成的腔体内，空气和燃气再在混合段内按比例进行混合，混合后的气体经预混外管的出口进入风机，送入到燃烧器进行燃烧，使燃气与空气的混合比例合理，在燃烧器内燃烧稳定，在满负荷运行或者低负荷状态运行时，不出现熄火或者爆燃等现象。
22.2、本实用新型的燃气预混器在预混外管上设有与风压传感器通过软管相连接的空气取压口，空气取压口与预混内管的预留通风腔相通，取压准确和稳定，能够监测取压口压力，当正常燃烧时，取压口压力随风机转速改变而同时改变；当采暖炉同轴烟管存在堵塞情况时，取压口压力降低，风压传感器可以根据监测的压力大小将信号反馈给采暖炉的控制器，停止气体进入，从而防止烟囱堵塞情况仍继续运行，避免发生意外。
23.3、本实用新型的燃气预混器的预混内管的空气通道的直径，可根据全预混燃气采暖热水炉不同的功率搭配不同孔径预混内管使用，预混外管不变；如此设置，使预混外管的通用性强，制造成本低，安装更换方便。
附图说明
24.图1为本实用新型的一较佳实施例的燃气预混器的结构示意图；
25.图2为图1所示的燃气预混器的分解图；
26.图3为图1所示的燃气预混器的侧视图；
27.图4为图2所示的预混内管的结构示意图；
28.图5为图4所示的预混内管的a-a方向的剖视图；
29.图6为图4所示的预混内管的b-b方向的剖视图；
30.图7为图1所示的燃气预混器内气体的走向图；
31.图8为图1所示的燃气预混器在一燃气采暖热水炉上的连接应用图。
32.图中：100、燃气预混器；
33.10、预混外管；11、燃气接口；12、空气取压口；13、安装法兰；130、安装孔；14、第一定位台阶；15、第二定位台阶；
34.20、预混内管；21、缩管段；22、喉管段；23、混合段；230、燃气预混入口孔；24、扩管段；25、预留通风腔；26、外圆环；260、取压环腔；261、连通间隙；27、内圆环；28、定位环；280、卡接台阶；
35.200、风机；300、燃气阀；400、风压传感器。
具体实施方式
36.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
39.请参阅图1-图8，为本实用新型一较佳实施例的燃气预混器100，用于安装在一燃气采暖热水炉或者燃气热水器中，通过风机200转动在其内产生负压，将空气和燃气按比例进行吸入和预混合。该燃气预混器100包括预混外管10及套设于预混外管10内的预混内管20，预混外管10用于与燃气阀300连接，预混内管20用于与热水炉内部连通，吸入空气。
40.具体的，如图1和图8所示，该预混外管10具有与预混内管20适配的安装腔，用于安装预混内管20，预混外管10上设有与安装腔连通的燃气接口11及空气取压口12，燃气接口11用于连接燃气阀300，空气取压口12靠近预混外管10的空气入口端，用于通过软管与风压传感器400相连，检测预混器的空气入口气压。在其中一实施例中，燃气接口11为管螺纹口，燃气接口11通过两端带活动螺母的连接管与燃气阀300连接，使得燃气接口11与燃气阀300的连接更加安装方便，成本低，且密封性好，同时实用性较强，解决了目前的预混器需另外配置与燃气阀300连接的螺纹转接头。在另一实施例中，燃气接口11的内腔为外大内小设置，密封性更好。
41.如图3所示，该预混外管10的出气口设有安装法兰13，用于与风机200进行配合安装，安装法兰13上设有若干个安装孔130，使安装法兰13通过螺钉与风机200进行固定安装，在其中一个实施例中，各安装孔130以三三组合形成均匀排布的安装孔组，使整个预混器的安装角度可以调节，方便安装，其中，各安装孔组中对应的安装孔130的中心相连形成等边三角型，可理解地，各安装孔组的第一个安装孔130(首部)相连形成等边三角型，各安装孔组的第二个安装孔130(中部)相连形成等边三角型，各安装孔组的第三个安装孔130(尾部)相连形成等边三角型。可选的，安装孔组的组数为三组，安装孔130为但不限于圆孔。
42.如图7所示，该预混外管10内设有第一定位台阶14及第二定位台阶15，第一定位台阶14位于预混外管10的出口端，第二定位台阶15位于燃气接口11与空气取压口12之间，第
一定位台阶14与第二定位台阶15配合以用于固定和定位预混内管20，当预混内管20套设于预混外管10内时，预混内管20的外壁与预混外管10的内部形成与燃气接口11连通的燃气缓冲通道，对燃气具有缓冲作用。
43.如图4至图7所示，该预混内管20包括沿气流方向依次连接的缩管段21、喉管段22、混合段23及扩管段24。
44.缩管段21设于空气入口处，缩管段21的横截面为沿气流流动方向逐渐缩小设置，形成入口喇叭口，使空气在缩管段21的出口端的压力增大，具有喷嘴效应。
45.喉管段22的横截面为沿气流流动方向保持不变，即喉管段22的内径等于缩管段21的空气出口内径，形成空气引入通道，使从缩管段21进入的空气在喉管段22稳定流动。
46.混合段23位于燃气接口11的上端，混合段23的内径大于喉管段22的内径且混合段23的横截面为沿气流流动方向保持不变，混合段23上设有燃气预混入口孔230，燃气预混入口孔230与混合段23的内腔连通，由于混合段23的内径大于喉管段22的内径，使其内部容易形成负压，将燃气吸入，使燃气与空气较好的预混合。在其中一实施例中，燃气预混入口孔230与燃气接口11连通，燃气预混入口孔230为月牙状、圆形、矩形中的一种，在本实施例中，燃气预混入口孔230为月牙状，其数量为四个。通过控制燃气预混入口孔230的大小与混合段23、喉管段22、缩管段21的内径配合设计，使燃气和空气的空燃比为最佳。
47.扩管段24的横截面为沿气流流动方向逐渐增大设置，形成出口喇叭口，由于扩管段24的最小内径大于混合段23的内径，使其内部容易形成负压，易于吸入燃气和空气，当混合段23内的气体流进横截面较大的扩管段24时，横向流通面积突然增大，会加剧混合气体的紊流速动，从而进一步提高空气和燃气的混合度。
48.当燃气预混器100处于低负荷状态运行时，风机200转动后，在预混器内所形成的负压较小，吸入的空气的流速较低，由于缩管段21为缩小状喇叭口，空气从缩管段21引射至喉管段22，在混合段23内，由于混合段23的内径变大，形成了较低的负压，将燃气吸入，与低流速的空气在混合段23进行预混合，在扩管段24内，由于扩管段24的内径再次变大，加剧混合气体的紊流速动，使空气与燃气的空燃比达到最佳状态，避免了混合气体中燃气过量或者空气过量，导致后续燃烧时出现熄火或者爆燃等燃烧不稳定的现象。
49.当燃气预混器100处于满负荷状态运行时，在预混器内所形成的负压较大，吸入的空气的流速较大，由于缩管段21为缩小状喇叭口，空气从缩管段21引射至喉管段22，在混合段23内，由于混合段23的内径变大，形成了较大的负压，将燃气吸入，与高流速的空气在混合段23进行预混合，在扩管段24内，由于扩管段24的内径再次变大，加剧混合气体的紊流速动，使空气与燃气的空燃比达到最佳状态。
50.可选地，扩管段24的最大内径为混合段23的内径的1.2-3倍，扩管段24的长度为混合段23的长度的2-4倍，优选的，扩管段24的最大内径为混合段23的内径的1.5-2倍，扩管段24的长度为混合段23的长度的2-3倍。在另一实施例中，混合段23的内径为喉管段22的内径的1.05-2倍，混合段23的长度为喉管段22的长度的1-1.5倍。
51.可选地，如图6所示，喉管段22的出口端为外方形内圆柱状结构，使喉管段22与圆柱状的混合段23之间形成侧开口的燃气预混入口孔230。
52.在另一实施例中，如图7所示，为了配合安装腔燃气接口11及空气取压口12的设计，预混内管20的缩管段21与预混外管10的空气入口端之间具有预留通风腔25，即预混内
管20的长度小于预混外管10的长度。预混内管20上设有外圆环26、内圆环27及定位环28。
53.外圆环26位于缩管段21上，内圆环27位于喉管段22上，可理解的，外圆环26位于缩管段21的最外端或者中部或者尾端或者任意位置，同理的，内圆环27位于喉管段22的任意位置。其中，外圆环26的外径小于预混外管10入口的内径，内圆环27的外径与预混外管10的内腔抵接且与第二定位台阶15形成卡接，外圆环26与内圆环27之间形成与空气取压口12连通的取压环腔260，即空气取压口12位于取压环腔260的下方，外圆环26与预混外管10内壁之间具有连通间隙261，使取压环腔260通过连通间隙261与预留通风腔25连通，即取压环腔260的空气压力与预留通风腔25的空气压力相同，使取压环腔260的空气压稳定。正常燃烧时，取压口压力随风机200转速改变而同时改变；当采暖炉同轴烟管存在堵塞情况时，取压口压力降低，风压传感器400可以根据监测的压力大小将信号反馈给采暖炉控制器，停止气体进入，从而防止烟囱堵塞情况仍继续运行，发生意外。
54.定位环28位于扩管段24的最外端，定位环28上设有卡接台阶280，卡接台阶280与预混外管10的第一定位台阶14形成密封式卡接，当定位环28与第一定位台阶14卡接，或者定位环28、安装法兰13均与风机200抵接，且内圆环27与第二定位台阶15卡接后，由于扩管段24为扩大型的喇叭口，使预混内管20与预混外管10所形成的燃气缓冲通道在横截面上大致为长方状结构，加上燃气预混入口孔230为侧入口，使得燃气的缓冲效果更好。
55.当不同功率段需要多个规格预混器时，只需更换预混内管20，改变预混内管20的喉管段22的空气通道的直径，使预混器可根据全预混燃气采暖热水炉不同的功率搭配不同孔径预混内管20使用，预混外管10不需要改变，使得预混外管10通用性强，安装更换方便，以降低预混器的制造成本，解决现有市场预混器适用性不足，不同功率段需要多个规格预混器，导致通用性差，且成本高的问题。
56.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
57.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。