流量调节装置及控制方法、风机、燃气热水器与流程

1.本发明涉及风机领域，尤其涉及一种流量调节装置及控制方法、风机、燃气热水器。

背景技术：

2.现有的燃气热水器的风机进风口的进风量不可调，不同功率的燃气热水器需匹配不同型号的风机以满足鼓风需求，风机的通用性差。

技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃气热水器的风机的进风量不可调的缺陷，提供一种流量调节装置及控制方法、风机、燃气热水器。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种流量调节装置，所述流量调节装置包括：
6.壳体，所述壳体内设置有通道；
7.弹性件，所述弹性件的一端为自由端，所述弹性件的另一端为固定端；
8.调节部，所述调节部设置在所述通道内，所述调节部设置在所述自由端并能跟随所述自由端移动，以改变所述通道的进口的大小；
9.线圈，所述调节部上设有永磁体，所述线圈与所述永磁体对应设置，且所述线圈相对所述通道的位置固定，所述线圈通电后能够控制所述永磁体靠近或远离所述线圈移动，以改变所述进口的大小。
10.在本技术方案中，弹性件的固定端位置相对通道固定，自由端位置可相对通道变化；调节部设置在通道内，且调节部设置在弹性件的自由端，调节部的两端在流体压差的作用下，会带动弹性件的自由端一起运动，在弹性件伸缩后，调节部两端的压差和弹性件的弹力相平衡。调节部运动能改变通道进口的大小以实现流量调节，在调节部两端压差大时使得进口的开度大，以增大流量，在调节部两端压差小时使进口的开度小，以减小流量。调节部上设有永磁体，并通过线圈内电流的大小和方向等控制永磁体靠近、远离线圈移动，即控制永磁体带动调节部在通道内运动，已改变进口的大小，进行流量调节，实现对流量的精准控制。
11.较佳地，所述进口设置在所述壳体的周面，所述弹性件设置于所述通道内并能沿所述通道的轴向伸缩。
12.在本技术方案中，弹性件设置在通道内，使得流量调节装置结构紧凑，且便于弹性件和调节部的连接。进口设置在通道的周面，弹性件能沿通道的轴向伸缩，即调节部在流体压差的作用下，或是永磁体在线圈控制下，能带动弹性件的自由端一起沿通道的轴向移动，以改变通道进口的大小以实现流量调节。弹性件沿通道的轴向伸缩，使得流量调节装置结构简单。
13.较佳地，所述进口的数量为多个，多个所述进口位于所述通道的同一截面，且沿所
述通道的周向均布。
14.在本技术方案中，进口沿通道的周向分布，便于通过弹性件沿通道轴向伸缩以带动调节部运动改变进口的大小，使得结构简单。多个进口位于通道的同一轴向位置，使得结构紧凑。多个进口沿通道的周向均布，便于流体进入通道。
15.较佳地，所述流量调节装置还包括传感器和控制板，所述传感器和所述线圈均与所述控制板电连接，所述传感器用于检测所述永磁体的位置，所述控制板用于接收所述传感器的检测数据，并控制所述线圈的电流大小和方向以调节所述进口的大小。
16.在本技术方案中，永磁体设置在调节部上，传感器检测永磁体的位置，即能获得调节部的位置信息；根据永磁体的位置信息控制线圈的通电，以调整永磁体的位置，即调整调节部的位置，以调节进口的大小实现流量调节，实现流量调节的闭环控制，并根据调节部和进口的相对位置信息控制线圈内的电流，进而控制调节部上永磁体的运动，以实现调节部位置的调整，实现流量的精准控制。
17.较佳地，所述传感器为霍尔传感器，所述霍尔传感器的数量为多个，多个所述霍尔传感器被编码并沿所述弹性件的伸缩方向均匀布置；
18.当所述永磁体靠近任一所述霍尔传感器时，所述霍尔传感器给所述控制板发送一信号。
19.在本技术方案中，通过霍尔传感器检测永磁体的位置，简单可靠便于实现。一个霍尔传感器可检测一个特定位置，采用多个霍尔传感器可以检测多个特定位置。多个霍尔传感器编码以便于控制板识别传感器的信号以控制线圈内的电流，多个霍尔传感器沿弹性件伸缩方向均匀布置，以便于简化线圈电流的控制。
20.较佳地，首尾两个所述霍尔传感器的位置分别与所述弹性件的最大压缩位置和最大拉伸位置对应。
21.在本技术方案中，首尾两个霍尔传感器，一个对应弹性件的最大压缩位置，一个对应弹性件的最大拉伸位置，即多个传感器刚好覆盖弹性件的伸缩范围，刚好能检测到永磁体的极限位置，使得传感器的布置紧凑。
22.较佳地，所述线圈和所述永磁体沿通道的轴向布置，并且所述线圈设置在所述进口的一侧，所述弹性件设置在所述进口的另一侧。
23.在本技术方案中，调节部设置在弹性件的自由端，永磁体设在调节部上，即永磁体设于弹性件的自由端，永磁体、调节部、弹性件均位于进口的另一侧，便于永磁体、调节部、弹性件一起运动调节进口的大小。
24.一种流量调节装置的控制方法，其利用前述任一技术方案中的流量调节装置，所述控制方法包括步骤：
25.传感器检测永磁体的位置并将检测数据发送给控制板，控制板根据传感器的检测数据计算出通道的进口大小的实时值；
26.控制板将通道的进口的实时值与通道的进口大小的预设值进行比较，若实时值大于预设值，则控制板给线圈内通正向电流以使线圈产生与永磁体相互吸引的磁力；若实时值小于预设值，则控制板给线圈内通反向电流以使线圈产生与永磁体相互排斥的磁力。
27.在本技术方案中，正常情况下，调节部的不同位置对应了不同的进口大小预设值。根据传感器检测到永磁体的位置，并根据永磁体的位置信息得到进口大小的信息，若永磁
体的位置，即调节部的位置与此位置进口大小的预设值是相同的，则说明调节部的位置与进口的大小是匹配的；若永磁体的位置与此位置进口大小的预设值不同，则说明调节部的位置与进口的大小是不匹配的，通过向线圈通电以使永磁体带动调节部运动，使永磁体的位置与进口大小的预设值匹配。当传感器为霍尔传感器时，当永磁体靠近任一霍尔传感器时，霍尔传感器会向控制板发送信号，控制板根据霍尔传感器的编码信息计算出永磁体的位置，进而获得进口大小的预设值。
28.一种风机，其包括电机、蜗壳、叶片和前述任一技术方案中的流量调节装置，所述叶片设置在所述蜗壳内，所述电机与所述叶片动力连接，所述流量调节装置连接于所述蜗壳，所述蜗壳的流道与所述通道的出口相连通。
29.一种燃气热水器，其包括前述风机。
30.本发明的积极进步效果在于：
31.通过设置调节部和弹性件，将调节部设置在通道内，并将调节部设置在弹性件的自由端，使调节部能在流体压差的作用下运动以改变通道的进口大小，实现通道的流量调节。通过设置线圈和永磁体，并将永磁体设置在调节部上，通过向线圈通电可控制永磁体带动调节部运动以调节流量，实现流量的精准控制。通过流体压差自动调节流量，通过线圈通电主动调节流量，通过这两种方式调节流量，提高流量调节的可靠性。
附图说明
32.图1为本发明一实施例提供的风机的整体结构示意图；
33.图2为本发明一实施例提供的风机的整体结构示意图；
34.图3为本发明一实施例提供的风机的内部结构示意图；
35.图4为本发明一实施例提供的流量调节装置的结构示意图；
36.图5为本发明一实施例提供的调节部的剖视图；
37.图6为本发明一实施例提供的流量调节装置的局部结构的剖视图；
38.图7为本发明一实施例提供的流量调节装置的局部结构的剖视图；
39.图8为本发明一实施例提供的流量调节装置的局部结构的剖视图。
40.附图标记说明：
41.流量调节装置1；
42.壳体10、通道11、进口12、出口13、端面凸缘14；
43.弹性件20、自由端211、固定端22；
44.调节部30；
45.线圈40、永磁体50；
46.传感器60；
47.风机100、电机2、叶片3、蜗壳4、流道5、出风口6。
具体实施方式
48.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
49.图1-图8为本发明一实施例提供的风机100的结构示意图。
50.如图1-图3所示，风机100包括流量调节装置1，电机2、叶片3和蜗壳4，其中叶片3设置在蜗壳4内，流量调节装置1和电机2设置在蜗壳4上；电机2用于驱动叶片3转动以将风吸入蜗壳4的进风口，再经蜗壳4的流道5流至蜗壳4的出风口6流出；流量调节装置1的出口13与蜗壳4的流道5相连通，具体与蜗壳4中部的进风口相连通，通过流量调节装置1调节进入蜗壳4进风口的风量。
51.如图4-图8所示，流量调节装置1包括壳体10、弹性件20、调节部30、线圈40、永磁体50、传感器60、控制板。其中，壳体10内形成有通道11，通道11连通壳体10上的进口12和出口13，即通道11的进口12和出口13，通道11的出口13连通蜗壳4中部的进风口。弹性件20的一端为自由端211，一端为固定端22，自由端211对应通道11的进口12，固定端22对应通道11的出口13并固定在壳体10的端面凸缘14上；调节部30设置在弹性件20的自由端211，在电机2驱动叶片3转动时，在通道11的延伸方向，调节部30的两端受到流体压力差的作用，会带动弹性件20在通道11内移动，进而改变通道11进口12的大小，以调节进入通道11的风量；永磁体50设置在调节部30上，线圈40设置在壳体10上，通过向线圈40内通电以使永磁体50受到磁力作用以带动调节部30在通道11内运动，进而改变通道11进口12的大小实现流量调节。风机100工作时，电机2带动叶片3转动，风机100内部形成负压区，空气从通道11的进口12进入风机100内部。调节部30受到两侧压力差作用向通道11的出口13方向滑动，滑动的位移越多，则进口12越大，可供进风的进风面积越多，风量越大。可以实现进风口面积随着风机100转速变化，风机100转速越高，进风面积越大。
52.在本实施例中，线圈40和传感器60均与控制板电连接，传感器60检测永磁体50的位置，并将永磁体50的位置信息发送给控制板，控制板再根据永磁体50的位置信息获得调节部30的位置信息和通道11进口12的大小，进而控制线圈40内的电流以控制永磁体50运动实现流量调节。
53.具体地，传感器60为霍尔传感器60，如图1、图2、图4所示，霍尔传感器60共十六个，壳体10的两侧各八个，每个传感器60均具有编码，且两侧的霍尔传感器60均沿通道11的延伸方向，即弹性件20的伸缩方向均匀分布，且在通道11的轴向方向，离出口13最近的两个传感器60对应弹性件20的最大压缩位置，离出口13最远的两个传感器60对应弹性件20预紧后的初始位置，即进口12刚好关闭时的位置。
54.调节部30位于不同位置对应了的进口12大小的预设值不同，当永磁体50靠近任一传感器60时，传感器60检测到数据并将检测到的数据发送给控制板，控制板根据收到的数据和传感器60的编码信息判断永磁体50的位置，进而计算得到调节部30的位置和进口12的大小的实时值，若进口12的大小与永磁体50、调节部30的位置不对应，控制板则发送出电信号控制线圈40内的电流的大小和方向，永磁体50在线圈40产生的磁场的作用下受到磁力以带动调节部30运动，以使进口12的大小和永磁体50、调节部30的位置相匹配。具体地，若实时值大于预设值，则控制板给线圈40内通正向电流以使线圈40产生与永磁体50相互吸引的磁力，使永磁体50带动调节部30往靠近线圈40的方向运动，减小进口12的大小；若实时值小于预设值，则控制板给线圈40内通反向电流以使线圈40产生与永磁体50相互排斥的磁力，使永磁体50带动调节部30往远离线圈40的方向运动，增大进口12的大小。
55.在其他实施例中，传感器60与弹性件20伸缩极限点的位置的对应关系也可以和本实施例不同。首尾的传感器60的位置可以分别与弹性件20的最大压缩位置和最大拉伸位置
对应。
56.如图1、图2、图4、图8所示，霍尔传感器60共十六个，壳体10的两侧各八个，通过两列传感器60检测永磁体50的位置，可以根据传感器60的检测数据判断出调节部30位置是否歪斜，以便于对流量调节装置1进行检修或调整等；永磁体50的数量为四个，在线圈40的周向方向均匀布置，以便于永磁体50在线圈40的作用下受磁力均衡。在其他实施例中，传感器60和永磁体50的数量可以和本实施例不同，只要能实现检测永磁体50的位置，以控制调节部30运动进行流量调节即可。
57.如图4和图8所示，在壳体10的周向方向，霍尔传感器60和永磁体50的位置对应，均对应两个进口12的中间区域，使得霍尔传感器60和永磁体50之间的距离小，以便于检测。且在壳体10的周向方向，霍尔传感器60对应两个进口12的中间区域，以便于在壳体10的轴向方向上，即截面方向上，布置霍尔传感器60与永磁体50的初始状态对应，以便于检测初始状态。在壳体10的周向方向上，永磁体50对应两个进口12的中间区域，以减小永磁体50对进口12处流体流动的影响。线圈40和传感器60设置在通道11外，避免流体影响线圈40和传感器60的工作，同时便于调试、检修和更换等。
58.在其他实施例中，传感器60的类型可以和本实施例不同，可以采用激光传感器60等其他传感器60检测永磁体50的位置以获得进口12的大小，或检测调节部30的位置以获得进口12的大小，或采用压力传感器60检测弹性件20上的弹力以获得调节部30的位置，进而获得进口12的大小，或采用流量计检测进口12流量的大小等，通过直接或间接方式获得进口12的大小，便于根据流体流动情况控制调节部30的运动即可。在其他实施例中，传感器60和永磁体50的位置，以及数量可以和本实施例的不同，只要传感器60能检测永磁体50的位置即可。在其他实施例中，传感器60和线圈40的位置可以和本实施例不同，传感器60只要能实现检测永磁体50的位置即可。
59.在本实施例中，壳体10上设外凸端缘，以便于固定调节部30的固定端22，使得流量调节装置1结构紧凑；弹性件20设置在通道11内，使得结构紧凑，且便于与调节部30的自由端211连接；弹性件20具体为能轴向伸缩的弹簧。在其他实施例中，弹性件20也可以采用能径向伸缩的弹簧，通过弹性件20的径向伸缩带动调节部30旋转以改变进口12的大小，相应地，通道11沿弹性件20的径向设置，使调节部30的两端能受到流体压差的作用。在其他实施例中，弹性件20也可以采用其他具有伸缩性能的元件。
60.在本实施例中，进口12设置在壳体10的周面，弹性件20设在通道11内并能沿通道11的轴向伸缩，便于通过弹性件20的预紧设置，使得在流量调节装置1不工作时，进口12处于关闭状态；同时，进口12设置在壳体10的周面，在通道11的轴向方向，线圈40设置在进口12的一侧，弹性件20设置在壳体10的另一侧，以便于在壳体10的端部处设置线圈40，使得结构紧凑，便于线圈40控制永磁体50带动调节部30、弹性件20一起运动调节进口12的大小。在其他实施例中，进口12也可以设置在壳体10的端面。在本实施例中，多个进口12位于通道11的同一截面位置，即通道11的同一轴向位置，使得结构紧凑；多个进口12沿通道11的周向均匀分布，以便于流体流入通道11。
61.将本实施例的风机100应用到燃气热水器中，即可得到风量可调的燃气热水器。关于如何将风机100应用到燃气热水器中，现有技术已经成熟，具体请参照现有技术。
62.将风机100应用到燃气热水器中时，流量调节装置1中调节部30的位置和进口12大
小的预设值的匹配关系是根据燃气热水器的燃烧需求而设定，在燃气热水器的某一功率下，进行电机2不同转速下的燃气燃烧情况测试，并考虑燃烧充分、电机2振动、抗风性能指标等以选出一个优选值，将该优选值对应的进口12的大小和调节部30的位置进行匹配，得到调节部30的位置对应的进口12大小的一组预设值；改变燃气热水器的功率，进行测试得到调节部30其他位置对应的进口12大小的预设值。
63.在其他实施例中，也可以直接根据电机2和进风量的匹配测试得出调节部30的位置和进口12大小的预设值的匹配关系，具体方式可以为，测试电机2在某一转速下对应的调节部30的位置和进口12的大小，得到调节部30的位置对应的进口12大小的一组预设值；改变电机2的转速，进行测试得到调节部30其他位置对应的进口12大小的预设值。
64.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种流量调节装置，其特征在于，所述流量调节装置包括：壳体，所述壳体内设置有通道；弹性件，所述弹性件的一端为自由端，所述弹性件的另一端为固定端；调节部，所述调节部设置在所述通道内，所述调节部设置在所述自由端并能跟随所述自由端移动，以改变所述通道的进口的大小；线圈，所述调节部上设有永磁体，所述线圈与所述永磁体对应设置，且所述线圈相对所述通道的位置固定，所述线圈通电后能够控制所述永磁体靠近或远离所述线圈移动，以改变所述进口的大小。2.如权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述进口设置在所述壳体的周面，所述弹性件设置于所述通道内并能沿所述通道的轴向伸缩。3.如权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述进口的数量为多个，多个所述进口位于所述通道的同一截面，且沿所述通道的周向均布。4.如权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述流量调节装置还包括传感器和控制板，所述传感器和所述线圈均与所述控制板电连接，所述传感器用于检测所述永磁体的位置，所述控制板用于接收所述传感器的检测数据，并控制所述线圈的电流大小和方向以调节所述进口的大小。5.如权利要求4所述的流量调节装置，其特征在于，所述传感器为霍尔传感器，所述霍尔传感器的数量为多个，多个所述霍尔传感器被编码并沿所述弹性件的伸缩方向均匀布置；当所述永磁体靠近任一所述霍尔传感器时，所述霍尔传感器给所述控制板发送一信号。6.如权利要求5所述的流量调节装置，其特征在于，首尾两个所述霍尔传感器的位置分别与所述弹性件的最大压缩位置和最大拉伸位置对应。7.如权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，所述线圈和所述永磁体沿通道的轴向布置，并且所述线圈设置在所述进口的一侧，所述弹性件设置在所述进口的另一侧。8.一种流量调节装置的控制方法，其特征在于，其利用如权利要求1-7中任一项所述的流量调节装置，所述控制方法包括步骤：传感器检测永磁体的位置并将检测数据发送给控制板，控制板根据传感器的检测数据计算出通道的进口大小的实时值；控制板将通道的进口的实时值与通道的进口大小的预设值进行比较，若实时值大于预设值，则控制板给线圈内通正向电流以使线圈产生与永磁体相互吸引的磁力；若实时值小于预设值，则控制板给线圈内通反向电流以使线圈产生与永磁体相互排斥的磁力。9.一种风机，其特征在于，其包括电机、蜗壳、叶片和如权利要求1-7中任一项所述的流量调节装置，所述叶片设置在所述蜗壳内，所述电机与所述叶片动力连接，所述流量调节装置连接于所述蜗壳，所述蜗壳的流道与所述通道的出口相连通。10.一种燃气热水器，其特征在于，其包括如权利要求9所述的风机。

技术总结

本发明涉及风机领域，具体公开了流量调节装置及控制方法、风机、燃气热水器，该燃气热水器包括该风机，该风机包括该流量调节装置，流量调节装置的控制方法用于控制该流量调节装置。该流量调节装置包括壳体、弹性件、调节部、线圈、永磁体，壳体内设有通道，调节部设在通道内，且调节部设在弹性件的自由端并能跟随自由端移动，以改变通道的进口的大小，永磁体设在调节部上，线圈通电后能控制永磁体靠近或远离线圈运动以改变进口的大小。通过将调节部设置在弹性件的自由端以改变通道的进口大小，实现通道的流量调节。通过设置线圈和永磁体以调节流量，实现流量的精准控制。通过这两种方式调节流量，提高流量调节的可靠性。提高流量调节的可靠性。提高流量调节的可靠性。