專利名稱：燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃燒設備，尤其是指一種燃燒器。
背景技術：
常見的用于鍋爐、空調機組等熱交換設備和干燥機、熱處理裝置等加熱設備的燃 燒器，為一種自動化程度較高的機電一體化產(chǎn)品，主要由燃燒頭、點火器、燃料輸送/調節(jié) 裝置、助燃空氣輸送/調節(jié)裝置、安全運行監(jiān)測裝置及電控裝置等各個部分組成。其中，助 燃空氣輸送/調節(jié)裝置的作用在于向燃燒頭的燃燒室吹送入足夠的空氣，以滿足燃料(如 燃氣或燃油)燃燒的需要。傳統(tǒng)的燃燒器，其鼓風機為定速運轉，這樣，在低負荷燃燒時，鼓 風機的電機仍以恒定的功率運轉，而造成了電機部分輸入功率的浪費。也有在鼓風機中設置變頻器并通過變頻器控制電機運轉的燃燒器設計，例如國家 知識產(chǎn)權局于2004年6月30授權公告的專利號為ZL03243710. 3的實用新型專利，即公開 了一種變頻自動鼓風式燃氣燃燒器，其設有一變頻器，該變頻器分別與電控裝置的程序控 制器、鼓風機的電機連接，其根據(jù)鍋爐工作負荷的變化，由程序控制器控制變頻器的輸出頻 率，從而控制電機的運轉頻率，以實現(xiàn)對風量的精確調節(jié)，達到提高燃燒效率、節(jié)能之目的。然而，僅采用變頻器調速的燃燒器存在著火力調節(jié)比例范圍較窄的缺陷，如圖1 所示，為典型的變頻調速燃燒器的工作曲線圖，當鼓風機高轉速(Ii1)運行時，ΔΡ1的數(shù)值較
高，而隨著鼓風機的轉速下降，Δ P的數(shù)值會漸漸降低，g卩ΔΡ1> ΔΡ2> ΔΡ3>......>
ΔΡη，若ΔΡ的數(shù)值降至一定的低值時，便失去對火焰的自適應能力，造成火焰的不穩(wěn)定。 一般而言，僅采用變頻器調速的燃燒器的火力調節(jié)比例范圍約為2 1，即大火輸出100%， 而小火則輸出50%。

發(fā)明內容
本發(fā)明在于解決現(xiàn)有燃燒器中所存在的火力調節(jié)比例范圍較窄的技術問題，提供 一種具有較寬火力調節(jié)比例范圍的燃燒器。為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過如下所述的技術方案一種燃燒器，其包括有 燃燒頭、點火器、燃料輸送/調節(jié)裝置、助燃空氣輸送/調節(jié)裝置、安全運行監(jiān)測裝置及電控 裝置，所述助燃空氣輸送/調節(jié)裝置包括有一殼體、一設置于所述殼體中的鼓風葉輪、一與 所述鼓風葉輪聯(lián)接的用于驅動該鼓風葉輪旋轉的鼓風電機、一設置于所述殼體上的風門機 構、一聯(lián)接于所述風門機構的風門擋板以控制該風門機構的開關量的風門執(zhí)行器、一于檢 測所述風門機構的開關量的位移傳感器及一分別與該鼓風電機和位移傳感器連接的變頻 器，其中，所述殼體通過一送風管而與所述燃燒頭聯(lián)接，所述風門執(zhí)行器與所述電控裝置的 程序控制器連接而由所述程序控制器控制其動作，所述程序控制器根據(jù)燃燒負荷的需要輸 出信號至所述風門執(zhí)行器以控制所述風門機構的開關量，所述位移傳感器將檢測到的關于 風門機構的開關量信號輸入至所述變頻器，所述變頻器據(jù)此調整其對于所述鼓風電機的頻 率輸出。
上述燃燒器中，所述程序控制器連接有一火力調節(jié)控制器，所述火力調節(jié)控制器 連接有一置于熱力設備處的溫度/壓力傳感器，其檢測熱力設備處的溫度/壓力，反饋至所 述火力調節(jié)控制器且據(jù)此計算出風門機構的開關量，并傳遞至所述程序控制器以控制所述 風門執(zhí)行器執(zhí)行。上述燃燒器中，所述燃料輸送/調節(jié)裝置所設置的燃料調節(jié)閥為空/燃比燃料調 節(jié)閥，其設有一風壓檢測管以檢測所述助燃空氣輸送/調節(jié)裝置的送風管內的風壓，并據(jù) 此調節(jié)燃料調節(jié)閥的開關量，以控制燃料的流量。上述燃燒器中，所述燃料調節(jié)閥內置有一伺服穩(wěn)壓裝置，其設有一燃料壓力檢測 管以檢測所述燃料調節(jié)閥閥門出口處的燃料壓力，并據(jù)此調節(jié)燃料調節(jié)閥的開關量，以保 持閥門出口處燃料壓力的穩(wěn)定。上述燃燒器中，所述位移傳感器設置于所述風門執(zhí)行器之上。
上述燃燒器中，所述位移傳感器設置于所述風門機構之上。上述燃燒器中，所述位移傳感器為電位計。上述燃燒器中，所述電位計為旋鈕式或滑動式電位計。上述燃燒器中，所述變頻器與所述程序控制器連接而由該程序控制器控制其開關。本發(fā)明的有益技術效果在于該燃燒器的鼓風裝置設有一由風門執(zhí)行器控制的 風門機構及一控制鼓風電機轉速的變頻器，并設置一與風門執(zhí)行器聯(lián)動的位移傳感器以控 制變頻器的輸出頻率，程序控制器根據(jù)燃燒負荷的需要指令風門執(zhí)行器控制風門機構的開 關量，而變頻器則根據(jù)位移傳感器所檢測的關于風門機構的開關量信號而調整其對于鼓風 電機的頻率輸出，控制鼓風電機的轉速，這樣，通過變頻調速和風門機構調節(jié)兩種方式的結 合，可以拉寬燃燒器的火力調節(jié)比例范圍。


圖1是現(xiàn)有采用變頻器調速的燃燒器的工作曲線圖。圖2是本發(fā)明燃燒器的結構示意圖。圖3是本發(fā)明燃燒器的部分結構示意圖。圖4是本發(fā)明燃燒器的部分控制電路的結構示意圖。圖5是本發(fā)明燃燒器的另一部分控制電路的結構示意圖。圖6是本發(fā)明燃燒器的變頻器設置的示意圖。圖7是本發(fā)明燃燒器的采用變頻器調速和進口式風門調節(jié)的工作曲線圖。圖8是本發(fā)明燃燒器的采用變頻器調速和出口式風門調節(jié)的工作曲線圖。
具體實施例方式為使本領域的普通技術人員更加清楚地理解本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點，以 下結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。參考圖2至圖5所示，本發(fā)明所公開的燃燒器包括有一燃燒頭10、一點火器(圖 中沒有示出)、一燃料輸送/調節(jié)裝置12、一助燃空氣輸送/調節(jié)裝置14、一安全運行監(jiān)測 裝置(圖中沒有示出)及一電控裝置16，該電控裝置16分別與點火器、燃料輸送/調節(jié)裝
4置12、助燃空氣輸送/調節(jié)裝置14、安全運行監(jiān)測裝置連接，以控制上述各裝置的運行，而 完成該燃燒器的自動化工作。該燃燒頭10包括有一火焰管100及一設置于該火焰管100中的噴嘴101，該噴嘴 101通過燃料管120而與燃料輸送/調節(jié)裝置12聯(lián)接，燃料(燃氣或燃油)藉由該燃料輸 送/調節(jié)裝置12而送至噴嘴101，并進行燃燒。一般地，對應于該噴嘴101處還設有一穩(wěn)焰 盤102，該穩(wěn)焰盤102可設于該噴嘴101的前方處，也可設于該噴嘴101的后方處。該點火器包括有一鄰設于該噴嘴100處的點火電極，該點火電極通過一點火變壓 器Al而與電控裝置16的程序控制器160連接。結合圖5所示，燃料輸送/調節(jié)裝置12包括有燃料管120、設置于該燃料管120 上的燃料調節(jié)閥121、以及由程序控制器160控制的操控閥A2、保險閥A3、火種閥A4、低燃 料壓力保護單元A5、高燃料壓力保護單元A6及燃料閥門檢漏單元A7等，當然，燃料輸送/ 調節(jié)裝置12并不限定于上述的結構，其可采用現(xiàn)有技術中的各種適宜的燃料輸送/調節(jié)裝置。該燃料調節(jié)閥121為空/燃比燃料調節(jié)閥，其設有一風壓檢測管122以檢測送風 管148內的風壓(風量)，并據(jù)此調節(jié)該燃料調節(jié)閥121的開關量，從而控制燃料的流量。 優(yōu)先地，該燃料調節(jié)閥121內置有一伺服穩(wěn)壓裝置，其設有一燃料壓力檢測管123以檢測該 燃料調節(jié)閥121閥門出口處的燃料壓力，并據(jù)此調節(jié)該燃料調節(jié)閥121的開關量，以保持閥 門出口處燃料壓力的穩(wěn)定。該助燃空氣輸送/調節(jié)裝置14包括有一殼體140、一設置于該殼體140中的鼓風 葉輪141、一與該鼓風葉輪141聯(lián)接的用于驅動該鼓風葉輪141旋轉的鼓風電機142、一形 成于該殼體141上的風門機構143、一聯(lián)接于該風門機構143的風門擋板144以控制該風門 機構143的開關量的風門執(zhí)行器145、一安裝于風門執(zhí)行器145上的用于檢測該風門機構 143的開關量的位移傳感器146及一分別與該鼓風電機142和位移傳感器146連接的變頻 器147，其中，風門執(zhí)行器145與程序控制器160連接而由該程序控制器160控制其動作，變 頻器147與程序控制器160連接而由該程序控制器160控制其開關，而該殼體140則通過 一送風管148而與燃燒頭10的火焰管100聯(lián)接。程序控制器160根據(jù)燃燒負荷的需要輸 出信號至風門執(zhí)行器145以控制風門機構143的開關量，位移傳感器146將檢測到的關于 風門機構143的開關量信號輸入至變頻器147，該變頻器147據(jù)此調整其對于鼓風電機142 的頻率輸出，從而控制鼓風電機142的轉速。上述實施例中，將該位移傳感器146安裝于風門執(zhí)行器145之上以檢測風門143 的開關量，顯而易見地，也可將位移傳感器146設置于風門機構143之上(例如風門擋板 144的轉軸上)，其亦可檢測風門機構143的開關量。優(yōu)選地，位移傳感器146采用旋鈕式或滑動式的電位計，使風門機構143與電位計 聯(lián)動，當風門執(zhí)行器145調節(jié)風門機構143的開關量時，電位計據(jù)其旋轉角度的轉移(或滑 動距離的平移)輸出不同的電阻，用作于變頻器147的控制輸入。該程序控制器160連接有一火力調節(jié)控制器150，該火力調節(jié)控制器150連接有一 置于熱力設備(包括熱交換設備或加熱設備等)處的溫度/壓力傳感器151，其檢測熱力設 備處的溫度/壓力，反饋至該火力調節(jié)控制器150并據(jù)此計算出風門機構143的開關量，并 傳遞至該程序控制器160以控制該風門執(zhí)行器145執(zhí)行。
安全運行監(jiān)測裝置主要包括有火焰監(jiān)測器A8，其用于監(jiān)視燃燒火焰的狀況，并產(chǎn) 生信號反饋至程序控制器160。參考圖6所示，變頻器147設有低限輸出頻率和高限輸出頻率，在低限輸出頻率與 高限輸出頻率之間，其對于鼓風電機142的輸出頻率隨著位移傳感器146的信號而進行相 應的調節(jié)，附圖以電位計為例，則在于低、高限輸出頻率之間，該變頻器147的輸出頻率隨 著電位計的阻值的變化而相應調整。當然，附圖6所列舉的關于電位計的阻值、風門機構 143的開關度、變頻器147的輸出頻率等數(shù)值，僅為一種可能的實施例，并非用于限定本發(fā) 明。下面以電位計作為位移傳感器為例說明本發(fā)明所公開的燃燒器的運行，其主要包 括有如下階段。1、待機狀態(tài)自動控制回路觸點分開，燃料供應切斷，鼓風裝置14停止運轉，風門 機構143關閉，等待啟動指令。2、啟動自動控制回路觸點閉合，燃燒器開始進行一系列的安全預檢程序，系統(tǒng)安 全確認后可開始前吹掃程序。3、前吹掃階段風門執(zhí)行器145向前轉動(或前移)，慢速開大風門143，鼓風電機 142同時啟動，開始低速轉動；風門機構143在開大的過程中，改變電位計的電阻輸出，當電 位計的電阻輸出超過變頻器147的低限設定時，變頻器147將按照輸入電阻量調高輸出頻 率，鼓風電機142間接跟隨風門機構143的開度加速運轉；當電位計的電阻輸出超過變頻器 147的高限設定時，鼓風電機142停止提速，繼續(xù)在高速運轉，直至前吹掃階段完成。4、點火前吹掃階段完成后，風門執(zhí)行器145向反方向轉動(或后移)，慢速關小 風門143，同時鼓風電機142(隨著電位計的輸出)降低轉速，風門機構143在預設的點火位 置(或角度)停止，這時鼓風電機142在低限轉速運轉，預備燃點火種；點火電極通電拉弧， 隨后火種閥A4打開，只容許小量燃料進入燃燒頭10，點燃火種，火種成功燃點及確認后，燃 料調節(jié)閥121打開讓燃料進入燃燒頭10燃點主火焰，待主火焰正常燃燒及火焰正常確認后 切斷火種閥A4，這時燃燒器在小火功率燃燒，完成點火階段。5、正常燃燒，負荷調節(jié)在正常燃燒階段，風門機構143的開大及關小由火力調節(jié) 控制器150接管，風門執(zhí)行器145按負荷開大或關小風門機構143，電位計(與風門機構143 聯(lián)動)的電阻變化控制變頻器147輸出，鼓風電機142的轉速間接由風門執(zhí)行器145控制 加速或減速，由于燃料調節(jié)閥121是空/燃比例式調節(jié)，火焰管100內的風壓高/低(風量 大/小)自動控制燃料調節(jié)閥121開度的大/小，增加/減小燃料輸入量。6、后吹掃階段當自動控制回路觸點分開時，程序控制器160切斷燃料閥，停止輸 入燃料，燃燒器開始后吹掃程序；風門執(zhí)行器145向前轉動(或前移)開大風門機構143， 鼓風電機142提速運轉，增加吹掃鼓風量。若熱力設備無需執(zhí)行后吹掃程序，本階段內的鼓 風吹掃程序將會被略過。7、停止運行(回到待機裝態(tài))后吹掃程序完成(或略過)后，變頻器147停止輸 出(鼓風電機142停止運轉)，風門機構143執(zhí)行向反方向轉動(或后移)關小風門機構， 待風門機構移動到預設的關門位置(或角度)時停止。燃燒器在待機裝態(tài)，等待下一次的 啟動指令。本發(fā)明的鼓風裝置14設有一由風門執(zhí)行器145控制的風門機構143及一控制鼓風電機142轉速的變頻器147，并設置一與風門執(zhí)行器145聯(lián)動的位移傳感器146以控制變 頻器147的輸出頻率，程序控制器160根據(jù)燃燒負荷的需要指令風門執(zhí)行器145控制風門 機構143的開關量，而變頻器147則根據(jù)位移傳感器146所檢測的關于風門機構143的開 關量信號而調整其對于鼓風電機142的頻率輸出，控制鼓風電機142的轉速，這樣，通過變 頻調速和風門機構調節(jié)兩種方式的結合，可以拉寬燃燒器的火力調節(jié)比例范圍，如圖7示 出了燃燒器采用變頻器調速結合進口式風門機構調節(jié)的工作曲線圖，而圖8則示出了燃燒 器采用變頻器調速結合出口式風門機構調節(jié)的工作曲線圖，從附圖中可以看出，通過風門 機構調節(jié)聯(lián)動變頻調速的方式，在燃燒負荷較大時則采用變頻器高頻率輸出(相應地，鼓 風電機轉速較快)配合大開度風門機構調節(jié)方式實現(xiàn)，而在燃燒負荷較大時則采用變頻器 低頻率輸出(相應地，鼓風電機轉速較慢)配合小開度風門機構調節(jié)方式實現(xiàn)，從而可實現(xiàn) 51甚至更寬的火力調節(jié)比例范圍。 上述僅為本發(fā)明的較佳實施例，而非對本發(fā)明做任何形式上的限制，例如，對于燃 燒器的燃燒頭、點火器、燃料輸送/調節(jié)裝置、安全運行監(jiān)測裝置及電控裝置等，亦可采用 現(xiàn)有技術的適宜的結構，凡在權利要求范圍內所做的等同變化或修飾，均應落入本發(fā)明保 護范圍之內。
權利要求
1.一種燃燒器，包括有燃燒頭(10)、點火器、燃料輸送/調節(jié)裝置(12)、助燃空氣輸送 /調節(jié)裝置(14)、安全運行監(jiān)測裝置及電控裝置(16)，其特征在于所述助燃空氣輸送/調 節(jié)裝置(14)包括有一殼體(140)、一設置于所述殼體(140)中的鼓風葉輪(141)、一與所述 鼓風葉輪(141)聯(lián)接的用于驅動該鼓風葉輪(141)旋轉的鼓風電機(142)、一設置于所述殼 體(141)上的風門機構(143)、一聯(lián)接于所述風門機構(143)的風門擋板(144)以控制該風 門機構(143)的開關量的風門執(zhí)行器(145)、一于檢測所述風門機構(143)的開關量的位移 傳感器(146)及一分別與該鼓風電機(14 和位移傳感器(146)連接的變頻器(147)，其 中，所述殼體(140)通過一送風管(148)而與所述燃燒頭(10)聯(lián)接，所述風門執(zhí)行器(145) 與所述電控裝置(16)的程序控制器(160)連接而由所述程序控制器(160)控制其動作，所 述程序控制器(160)根據(jù)燃燒負荷的需要輸出信號至所述風門執(zhí)行器(14 以控制所述風 門機構(143)的開關量，所述位移傳感器(146)將檢測到的關于風門機構(143)的開關量 信號輸入至所述變頻器(147)，所述變頻器(147)據(jù)此調整其對于所述鼓風電機(14 的頻 率輸出。
2.如權利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述程序控制器(160)連接有一火力調 節(jié)控制器(150)，所述火力調節(jié)控制器(150)連接有一置于熱力設備處的溫度/壓力傳感 器(151)，其檢測熱力設備處的溫度/壓力，反饋至所述火力調節(jié)控制器(150)且據(jù)此計算 出風門機構(143)的開關量，并傳遞至所述程序控制器(160)以控制所述風門執(zhí)行器(145) 執(zhí)行。
3.如權利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于所述燃料輸送/調節(jié)裝置(12)所設 置的燃料調節(jié)閥(121)為空/燃比燃料調節(jié)閥，其設有一風壓檢測管(122)以檢測所述助 燃空氣輸送/調節(jié)裝置(14)的送風管(148)內的風壓，并據(jù)此調節(jié)燃料調節(jié)閥(121)的開 關量，以控制燃料的流量。
4.如權利要求3所述的燃燒器，其特征在于所述燃料調節(jié)閥(121)內置有一伺服穩(wěn) 壓裝置，其設有一燃料壓力檢測管(123)以檢測所述燃料調節(jié)閥(121)閥門出口處的燃料 壓力，并據(jù)此調節(jié)燃料調節(jié)閥(121)的開關量，以保持閥門出口處燃料壓力的穩(wěn)定。
5.如權利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述位移傳感器(146)設置于所述風門 執(zhí)行器(145)之上。
6.如權利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述位移傳感器(146)設置于所述風門 機構(143)之上。
7.如權利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述位移傳感器(146)為電位計。
8.如權利要求7所述的燃燒器，其特征在于所述電位計為旋鈕式或滑動式電位計。
9.如權利要求1所述的燃燒器，其特征在于所述變頻器(147)與所述程序控制器 (160)連接而由該程序控制器(160)控制其開關。
全文摘要
本發(fā)明公開一種燃燒器，其包括有燃燒頭、點火器、燃料輸送/調節(jié)裝置、助燃空氣輸送/調節(jié)裝置、安全運行監(jiān)測裝置及電控裝置，其中，助燃空氣輸送/調節(jié)裝置設有一由風門執(zhí)行器控制的風門機構及一控制鼓風電機轉速的變頻器，并設置一與風門執(zhí)行器聯(lián)動的位移傳感器以控制變頻器的輸出頻率，電控裝置的程序控制器根據(jù)燃燒負荷的需要指令風門執(zhí)行器控制風門機構的開關量，而變頻器則根據(jù)位移傳感器所檢測的關于風門機構的開關量信號而調整其對于鼓風電機的頻率輸出，控制鼓風電機的轉速，這樣，通過變頻調速和風門調節(jié)兩種方式的結合，可以拉寬燃燒器的火力調節(jié)比例范圍。
文檔編號F23N1/02GK102072489SQ201110046269
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2011年2月25日
發(fā)明者王泥剛, 董林泉, 馬得明 申請人:凱明企業(yè)有限公司