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，并将混合气体通过鼓风机
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，
其具备：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，并对空气供
应路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，在上述现有例中，使空气供应路在中途分支成第一空气通路
和第二空气通路这样2个空气通路，然后再合流，在合流部设置形成有
供来自第一空气通路的空气流过的开口的阀座，由落座在该阀座并将开
口闭塞的阀构成空气阻力转换机构，通过将开口闭塞而使空气供应路的
通气阻力增大。另外，由下述的阀构成燃气阻力转换机构，该阀将燃气
供应路的下游端分支成与第二空气通路连接的2个分支通路，并对空气
供应路相对于一方分支通路而言的连接口进行开关，这样，通过将连接
口闭塞而增大燃气供应路的通气阻力。
但是，据此，在增大空气供应路的通气阻力的情况下，因空气仅流
动于第二空气通路，所以几乎不产生负压，燃料气体的吸引力变弱，难
以稳定地导入燃气。另外，在使空气也流动于第一空气通路而减小空气
供应路的通气阻力的情况下，因为将燃料气体仅导入第二空气通路，所
以燃料气体未能很好地与流动于第一空气通路的空气混合，混合气体的
空燃比容易出现分布不均。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2014-502719号公报
发明内容
本发明鉴于上述问题，课题在于提供一种预混合装置，所述预混合
装置即使在增大空气供应路的通气阻力时也能够稳定地导入燃料气体，
并且还可防止混合气体的空燃比出现分布不均。
为了解决上述课题，本发明提供一种预混合装置，是在空气中混合
燃料气体并通过鼓风机将混合气体供应给燃烧器的预混合装置，其特征
在于，所述预混合装置具备：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，并对空气供应路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在空气供应路内转动自如地设置的
蝶阀构成，在蝶阀的下游侧的空气供应路的部分，设置有与配置有蝶阀
的空气供应路的部分同心且截面积比该部分小的文丘里部，在燃气阻力
转换机构的下游侧的燃气供应路的部分设置有：将文丘里部在整周上包
围的燃气室、和将燃料气体从燃气室吸引到与文丘里部的下游侧相邻接
的空气供应路部分的燃气吸引部，燃气吸引部形成为将燃料气体吸引到
与文丘里部的下游侧相邻接的空气供应路的部分的整周上。
根据本发明，因为在文丘里部，空气的流速变快而产生负压，所以
在使蝶阀转动到与空气供应路的长度方向垂直的姿势，增大空气供应路
的通气阻力时，也能够从燃气吸引部稳定地吸引燃料气体。另外，因为
文丘里部与配置有蝶阀的空气供应路的部分同心，所以在文丘里部的整
周上均等地产生负压，通过该负压，将燃料气体从燃气吸引部均等地吸
引到与文丘里部的下游侧相邻接的空气供应路的部分的整周上。因此，
能够防止混合气体的空燃比的分布不均。
另外，本发明中，优选蝶阀的与旋转轴线垂直的截面形状为菱形。
由此，在使蝶阀成为与空气供应路的长度方向垂直的姿势时，通过蝶阀
的朝向空气供应路上游侧的面的倾斜，来引导空气沿着文丘里部的周壁
面流动，在文丘里部的周壁面附近，空气的流速变得最快，作用于燃气
吸引部的负压变大。因此，增大了空气供应路的通气阻力时，从燃气吸
引部吸引燃料气体的稳定性进一步提高。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的预混合装置的侧切面图。
图2是表示按图1中II-II线剖切的剖面图。
图3表示按图1中III-III线剖切的剖面图。
图4是表示使蝶阀为关闭姿势时在文丘里部的流速分布的图。
符号说明
A…预混合装置、1…燃烧器、2…鼓风机、3…空气供应路、31…文丘
里部、4…燃气供应路、41…燃气室、42…燃气吸引部、6…流量调节阀、7…
蝶阀、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供应到燃烧器1。
预混合装置A具备鼓风机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。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具有：对空
气供应路3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。
参照图2，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由直径比空气供应路3的直径
小一定程度的圆板构成。在蝶阀7的轴71上连接有步进马达等促动器
72。而且，在需求燃烧量为规定值以下时，在促动器72的工作下，蝶
阀7从图1、图2中实线所表示的沿着空气供应路3的长度方向的打开
姿势转动成为图2中假想线所表示的与空气供应路3的长度方向垂直的
关闭姿势。在关闭姿势时，空气仅在空气供应路3的周面和蝶阀7的外
周之间的间隙内流动，空气供应路3的通气阻力变大。
燃气阻力转换机构由设置在燃气供应路4内的开关动作自如的转换
阀8构成。转换阀8在以隔断燃气供应路4的方式设置的阀座81的上
方与之对置配置。在阀座81形成有由通过转换阀8开关的阀孔82和常
时开通的旁通孔83。而且，使转换阀8下移并落座于阀座81时，阀孔
82被关闭，成为燃料气体仅经由旁通孔83流动的状态，由此燃气供应
路4的通气阻力变大。
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3所示由以下部分构成：连接于转换阀8的连接件
91、在连接件91的上方与之对置配置的推压件92、安装在蝶阀7的轴
71的端部并与推压件92抵接的凸轮93，经由连接件91而对转换阀8
向上方的打开侧施力的回动弹簧94、以及设置在连接件91和推压件92
之间且弹簧常数比回动弹簧94大的缓冲弹簧95。在推压件92的下端部，
形成有突起92a，所述突起92a能够卡合在与连接件91成一体的回动弹
簧94用弹簧支架部91a的下表面。
将蝶阀7转动到关闭姿势侧时，推压件92被凸轮93推压而下移，
在经由缓冲弹簧95传递的推压力作用下，连接件91抵抗回动弹簧94
的作用力而向下方移动，在蝶阀7到达关闭姿势前，转换阀8落座到阀
座81而关闭阀门。然后，在蝶阀7到达关闭姿势为止的期间内，随着
推压件92的下移，缓冲弹簧95被压缩。将蝶阀7从关闭姿势转动到打
开姿势侧时，直到蝶阀7在某种程度上转动到打开侧而推压件92上移
到突起92a卡合于弹簧支架部91a下表面的位置为止，转换阀8在缓冲
弹簧95的作用力下被维持在闭阀状态。
此处，直到蝶阀7在某种程度上转动到打开侧为止，空气流量并不
怎么增加。因此，如果在蝶阀7在某种程度上转动到打开侧之前，转换
阀8被打开，燃料气体量增加，则供应给燃烧器1的混合气体成为富含
燃气，容易发生不完全燃烧。本实施方式中，因为蝶阀7在某种程度上
转动到打开侧时开始打开转换阀8，所以供应给燃烧器1的混合气体不
会成为富含燃气，能够确实地防止不完全燃烧。
另外，本实施方式的预混合装置A在蝶阀7的下游侧的空气供应路
3的部分，设置有与配置有蝶阀7的空气供应路3的部分同心且截面积
比该部分小的文丘里部31。此外，设置有截面积从文丘里部31开始朝
向下游侧逐渐增加的扩径部32。
另外，在作为燃气阻力转换机构的转换阀8的下游侧的燃气供应路
4的部分，设置有：包围文丘里部31的燃气室41、将燃料气体从燃气
室41吸引到与文丘里部31的下游侧相邻接的空气供应路3的部分亦即
扩径部32的靠近文丘里部31的基端部的燃气吸引部42。燃气吸引部
42是将扩径部32的周壁32a在基端侧的一部分且从文丘里部31的周壁
31a起切割开并使其向径向外侧伸出而形成的。而且，在圆周方向等间
隔地形成有多个燃气吸引部42，在扩径部32的基端部整周上吸引燃料
气体。
根据本实施方式，因为在文丘里部31，空气的流速变快而产生负压，
所以在将蝶阀7转动到关闭姿势，增大空气供应路3的通气阻力时，也
能够从燃气吸引部42稳定地吸引燃料气体。另外，因为文丘里部31与
配置有蝶阀7的空气供应路3的部分同心，所以在文丘里部31的整周
上均等地产生负压，通过该负压，将燃料气体从燃气吸引部42均等地
吸引到扩径部32的基端部的整周上。因此，能够防止混合气体的空燃
比出现分布不均。
另外，本实施方式中，如图2所示，将蝶阀7形成为：该蝶阀7的
与旋转轴线(轴71的中央线)垂直的截面形状为菱形。由此，在使蝶
阀7为关闭姿势时，通过蝶阀7的朝向空气供应路上游侧的面(图2中
朝向下方的面)的倾斜，来引导空气沿着文丘里部31的周壁面流动。
因此，如图4所示，在文丘里部31的周壁面附近空气的流速最快，作
用于燃气吸引部42的负压变大。因此，使蝶阀7为关闭姿势时亦即增
大了空气供应路3的通气阻力时，从燃气吸引部42吸引燃料气体的稳
定性进一步提高。另外，图4表示文丘里部31在图2中的左端和右端
之间的空气流速分布。
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，在圆周方向隔开间隔地形成燃气吸引部
42，但是，也可以在圆周方向连续地形成燃气吸引部。另外，上述实施
方式中，燃气阻力转换机构由开关阀孔82的转换阀8构成，但是，也
可以由可改变阀孔开度的针阀等构成燃气阻力转换机构。