專利名稱：一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃燒的調節(jié)和控制技術領域，特別是一種能夠實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保型加熱的燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)。
背景技術：
目前的常規(guī)自動控制的燃燒器可分為單段火、兩段火、比例調節(jié)。它們都是機械連動的，靠改變執(zhí)行器的行程，然后通過聯(lián)桿帶動風門和燃油調節(jié)閥運行來調節(jié)火量的大小。 例如現(xiàn)有技術中某公司生產的自動控制燃燒器，即通過溫度控制系統(tǒng)控制電動執(zhí)行器(伺服電機)的運行，再由聯(lián)桿帶動風門和燃油調節(jié)閥運行來調節(jié)火的大小，系統(tǒng)中的各閥門動作皆通過固化的程控器實現(xiàn)控制，可調節(jié)性較差。且這種燃燒系統(tǒng)經長時間運行后其機械聯(lián)桿會產生磨損或變形，因此普遍存在以下缺陷(1)能耗大機械調節(jié)油氣比精度低，燃燒不充分，油泵壓力要求高；(2)操作復雜不同燃料由于熱值不同，風油比要重新調節(jié)；(3)燃燒器燃油調節(jié)比低為1 2. 5。(4)此外，現(xiàn)有技術中的燃燒系統(tǒng)還存在機械結構復雜，零件使用壽命短，成本較
高等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種油量和風量單獨調節(jié)的燃燒控制系統(tǒng)，可按照預設定的風油比自動調節(jié)風量和油量，操作簡單，革除傳統(tǒng)燃燒器采用機械聯(lián)桿長時間運行會產生磨損或變形的弊端。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，包括輸油通道、霧化介質通道、點火裝置、鼓風裝置、風量調節(jié)裝置以及油量調節(jié)裝置；點火裝置中設有點火器和霧化器；輸油通道的出油口連接霧化器；霧化介質通道的出口連接霧化器；其特征是，還包括控制器；控制器控制鼓風裝置、點火器和霧化器的運行；輸油通道的入油口設有輸油泵，輸油泵連接油泵壓力調節(jié)器，油泵壓力調節(jié)器連接控制器；油量調節(jié)裝置為進油閥門，其設在輸油通道上；進油閥門與輸油通道的出油口之間設有油壓傳感器；控制器控制油泵壓力調節(jié)器的運行，油泵壓力調節(jié)器控制輸油泵的啟動或停止，控制器還控制進油閥門的導通或關閉；油壓傳感器將輸油通道內的油壓信號輸出至控制器，控制器根據(jù)油壓信號控制油泵壓力調節(jié)器對輸油泵的壓力進行調節(jié)；霧化介質通道上設有介質流通閥門；控制器控制介質流通閥門的導通或關閉；風量調節(jié)裝置包括風機和風機驅動器，風機驅動器上設有風機驅動器反饋，點火裝置內設有風壓傳感器，風壓傳感器將風壓信號輸出至控制器；控制器根據(jù)風機驅動器反饋的反饋信號以及風壓信號控制風機驅動器運行，風機驅動器通過改變風機的工作頻率來改變風機的出風量；點火裝置內還設有火焰信號傳感器，火焰信號傳感器將火焰信號輸出至控制器，控制器根據(jù)火焰信號判斷點火是否成功。
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作為一種改進，輸油通道上還設有燃油溫度控制器；燃油溫度控制器包括加熱器和溫度探頭；控制器可控制加熱器運行；溫度探頭位于輸油通道中；溫度探頭將溫度信號輸出至控制器。具體的，在環(huán)境溫度較低或者其它因素影響下，油品會出現(xiàn)粘度較高的情況影響點火的效率，燃油溫度控制裝置可根據(jù)溫度探頭檢測到的溫度對燃油進行加熱以降低粘度。作為一種改進，本發(fā)明還包括人機交互界面，人機交互界面包括顯示模塊、輸入模塊，顯示模塊和輸入模塊分別連接控制器的顯示信號輸出端和命令信號輸入端。顯示模塊和輸入模塊可選用現(xiàn)有技術中的成熟產品實現(xiàn)，分別利用數(shù)據(jù)線與控制器的相關控制端口連接。控制器可采用現(xiàn)有技術中的集成控制電路芯片如單片機或者PLC可編程控制器實現(xiàn)，相關程序可依據(jù)現(xiàn)有技術中的成熟編程技術完成。作為一種改進，輸油通道與霧化介質通道之間還設有吹掃通道，吹掃通道的一端連接進油閥門與出油口之間的輸油通道，另一端連接介質霧化氣動閥與霧化介質入口之間的霧化介質通道；吹掃通道上設有吹掃氣動閥，吹掃氣動閥的控制端連接控制器。吹掃通道的設置主要是用于對輸油通道，特別是油槍的清理，利用了霧化介質通道中的空氣進行吹
掃清理。作為一種改進，本發(fā)明還包括回油通道，回油通道通過三通閥連接在進油閥門與入油口之間的輸油通道上?；赜屯ǖ烙米鳇c火前使熱重油形成循環(huán)，以保證油的流動性較好。作為一種改進，點火裝置包括外殼，外殼上設有觀火孔，可用于操作人員觀察火焰的燃燒情況。優(yōu)選的，油泵壓力調節(jié)器為電機，電機轉速變化可改變輸油泵的輸送壓力。優(yōu)選的，風量調節(jié)裝置中的風機驅動器為變頻器，變頻器改變風機頻率，可帶動風機轉速變化。優(yōu)選的，輸油泵為齒輪泵、螺桿泵中的任意一種泵，齒輪泵和螺桿泵皆可選擇現(xiàn)有技術中的成熟產品。優(yōu)選的，點火裝置中的霧化器為現(xiàn)有技術中的成熟產品內混式Y型油槍，作為一種改進，霧化介質通道中設有霧化介質壓力傳感器，用于監(jiān)視以及時調整霧化介質源的輸送壓力，保證霧化器的正常工作，提高點火成功率。本發(fā)明中的油壓傳感器、霧化介質壓力傳感器、風壓傳感器皆可通過現(xiàn)有的成熟的壓力傳感器產品實現(xiàn)；火焰信號傳感器可采用現(xiàn)有的光纖傳感器或其它圖像識別類傳感器實現(xiàn)。本發(fā)明中的進油閥門和介質流通閥門可選擇電磁閥或氣動閥中任一中可控閥門， 為氣動閥時，控制器通過控制氣動閥的氣路來控制閥門的導通或關閉?；谝陨辖Y構的本發(fā)明的控制方法包括三個階段，分別為點火階段、自動控溫階段和停止階段。各階段皆通過控制器控制系統(tǒng)中的各組件來運行，風量和油量的調節(jié)分別可由控制器對分設的不同組件的控制來完成；控制器同時接收系統(tǒng)中的傳感器信號，并結合相關關系曲線，用作運算判斷的依據(jù)，自動化程度高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、與常規(guī)燃燒器相比，本發(fā)明的系統(tǒng)實現(xiàn)了油量和風量的單獨調節(jié)，燃燒器燃油調節(jié)比可超過1 6，且機械部件較少，維修方便、零件使用壽命也大大提高；本發(fā)明在控制的同時，對控制結果采用傳感器進行實時檢測，以及時通過硬件控制調節(jié)相關參數(shù)，或者繼續(xù)下一步工序，大大降低了能耗，降低幅度達10%左右；2、與現(xiàn)有的固化程序控制系統(tǒng)相比，本發(fā)明通過觸摸屏或其它人機交互界面實現(xiàn)控制器動作命令的下達，用戶的操作非常簡單；且自動化程度高，控溫準確，可提高效率，減少廢氣排放。3、本發(fā)明可以用于鍋爐、熱風爐或者熱空氣(最高250°C )燃燒系統(tǒng)，適用領域非常廣泛。


圖1所示為現(xiàn)有技術中燃油燃燒器的結構示意圖；圖2所示為本發(fā)明的結構示意圖；圖3所示為本發(fā)明的油泵轉速與油量關系曲線圖；圖4所示為本發(fā)明的風機頻率與風量關系曲線圖；圖5所示為本發(fā)明的風油比計算曲線圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的內容更加明顯易懂，以下結合附圖和具體實施方式
做進一步說明。結合圖1所示為現(xiàn)有技術的燃油燃燒器控制系統(tǒng)，其在應用時通過溫度控制系統(tǒng) 23控制風門驅動器19 (伺服電機)的運行，再由聯(lián)桿帶動風門20動作，同時帶動油量調節(jié)閥22開啟來調節(jié)火量的大小，系統(tǒng)中通過固化的程控器實現(xiàn)對進油閥門3、介質流通閥門 5、吹掃閥門7以及溫度控制系統(tǒng)23的動作控制，可調節(jié)性較差。結合圖2所示，本發(fā)明包括輸油通道A、霧化介質通道D、點火裝置10、風壓傳感器 18、風機驅動裝置19、油量調節(jié)裝置6以及控制器30 ；鼓風裝置為鼓風機9，其出風口連接點火裝置10的進風口 ；點火裝置10中設有點火器12和霧化器11 ；輸油通道A的出油口連接霧化器11 ；霧化介質通道D的出口連接霧化器11 ；霧化器11選用內混式Y型油槍；油量調節(jié)裝置為進油閥門3，其設在輸油通道A上；進油閥門3的控制端連接控制器30 ；控制器 30控制鼓風機9、點火器12和霧化器11的運行；輸油通道A的入油口設有輸油泵1，輸油泵1可采用齒輪泵或者螺桿泵；控制器30 控制油泵壓力調節(jié)器2的運行，油泵壓力調節(jié)器2控制輸油泵1的啟動或停止，控制器30 還控制進油閥門3的導通或關閉；輸油泵1連接油泵壓力調節(jié)器2，油泵壓力調節(jié)器2為電機，電機轉速變化可改變輸油泵1的輸油壓力，控制器30通過控制油泵壓力調節(jié)器2的運行，對輸油泵1的壓力進行調節(jié)?；赜屯ǖ繠通過三通閥6連接在輸油通道A的進油閥門3與入油口之間；進油閥門3出口側的輸油通道A內設有油壓傳感器21，油壓傳感器21將油壓信號輸出至控制器30;霧化介質通道上設有介質流通閥門5，介質流通閥門5的控制端連接控制器30 ；介質流通閥門5入口側的霧化介質通道D內設有霧化介質壓力傳感器8 ；霧化介質壓力傳感器8將霧化介質壓力信號輸出至控制器30 ；
輸油通道A與霧化介質通道D之間還設有吹掃通道，吹掃通道的一端連接在輸油通道的進油閥門3與出油口之間，另一端連接在霧化介質通道的介質流通閥門5與霧化介質入口之間；吹掃通道上設有吹掃氣動閥7，吹掃氣動閥7的控制端連接控制器30。點火裝置10內設有火焰信號傳感器13和風壓傳感器18 ；火焰信號傳感器13將火焰信號輸出至控制器；風壓傳感器18將風壓信號輸出至控制器30 ；點火裝置10還設有外殼，外殼上設有觀火孔14 ；此外，點火裝置內還設有二次風調節(jié)器15，其包括二次風門和控制鏈、控制手輪，各部分皆可采用現(xiàn)有技術的成熟產品實現(xiàn)，手動調節(jié)手輪可改變二次風門的的打開程度，實現(xiàn)在鼓風機功率不變的情況下，調節(jié)火焰的長度和粗細。風量調節(jié)裝置包括風機驅動器19 ；風機驅動器上設有頻率輸出電流信號；風機驅動器19為變頻器，變頻器可帶動鼓風機9的電機轉速變化；控制器30控制風機驅動器19運行；從而控制鼓風機9的電機轉速變化，以改變點火裝置10所接收的風量；風機驅動器將鼓風機電機頻率電流信號信號輸出至控制器30 ；風壓傳感器將風壓信號輸出至控制器30。
輸油通道A上還設有燃油溫度控制器；燃油溫度控制器包括加熱器4和溫度探頭， 溫度探頭位于輸油通道A中；溫度探頭將溫度信號輸出至控制器30 ；加熱器4可選用介質加熱型加熱器或者電加熱器；本發(fā)明還包括人機交互界面，人機交互界面包括顯示模塊、輸入模塊，顯示模塊和輸入模塊采用現(xiàn)有技術中的成熟產品實現(xiàn)，兩者分別連接控制器的顯示信號輸出端和命令信號輸入端。本發(fā)明的控制器30為可編程序邏輯控制器，相關控制程序可依據(jù)現(xiàn)有成熟PLC編程技術完成，程序根據(jù)系統(tǒng)控制的需要進行編寫，以達到控制器在各階段的自動控制?；谝陨辖Y構的本發(fā)明的控制方法包括三個階段，分別為點火階段、自動控溫階段和停止階段。其中點火階段包括以下步驟(1)、通過人機交互界面設定預加熱溫度，向控制器發(fā)送啟動燃油溫度控制器的命令，加熱器對油進行加熱，同時油溫傳感器將油溫信號輸出至控制器；O)、當油溫到達設定溫度，控制器啟動鼓風裝置，同時檢測風壓信號；(3)、控制器啟動風機驅動器，風機驅動器運行帶動鼓風機電機轉速變化；同時風壓傳感器檢測鼓風壓力信號；(4)、風機驅動器啟動后，啟動點火器，通過火焰?zhèn)鞲衅鳈z測點火火焰信號，如沒有點火火焰信號則停止點火，檢查點火器后重復步驟(1)- )；(5)、控制器接收到點火火焰信號，啟動進油閥門、介質流通閥門打開；通過火焰?zhèn)鞲衅鳈z測重油是否被點燃，如沒有接收到主火焰信號，則控制器發(fā)出報警信號，同時關閉進油閥門以及介質流通閥門、停止輸油泵等其它裝置的運行，并控制吹掃閥門打開，對油槍進行吹掃清理后，關閉吹掃閥門，重復步驟(1) - (5)(6)、控制器接收到主火焰信號即重油被點燃，則點火階段結束。自動控溫階段中，操作人員通過人機交互界面設定好風油比，控制器控制伺服電機執(zhí)行器按照與風量相應的參數(shù)運行，油泵壓力調節(jié)器按照與油量相對應的壓力參數(shù)運行來控制輸油泵的壓力，控制器通過各傳感器接收系統(tǒng)中的油溫、油壓、風壓等參數(shù)，并通過實時運算對系統(tǒng)中的運行的裝置進行控制調整。本發(fā)明的系統(tǒng)其風油比的關系曲線、油泵轉速和油量的關系曲線、風量和風量的關系曲線皆為控制器在控制過程中進行運算的依據(jù)。也保證了系統(tǒng)運行的可靠性。停止階段中，控制器控制風機驅動器帶動電機減小轉速到使火焰變化為小火的轉速，同時控制器控制進油閥門、輸油泵等系統(tǒng)中的裝置停止運行，之后開啟吹掃閥對油槍進行吹掃清理，鼓風裝置即鼓風機會在大約120秒后停止，此時一個工作循環(huán)結束。本發(fā)明的系統(tǒng)設有急停開關，在任何情況下，按下急停開關，控制器即控制系統(tǒng)中的所有裝置停止運行。結合圖3所示為本發(fā)明的油泵轉速與油量關系曲線圖，橫坐標為轉速，縱坐標為油量；圖4所示為本發(fā)明的風機轉速與風量關系曲線圖，橫坐標表示風機轉速，縱坐標表示接收到的風量比例；圖5所示為本發(fā)明的風油比計算曲線圖，橫坐標表示過剩空氣系數(shù)?？v坐標表示助燃空氣量，該曲線圖表示的是每公斤燃油在對應的過?？諝庀禂?shù)下所需要的空氣量。各關系曲線皆為本發(fā)明控制器在運行時的運算依據(jù)，在進行控制器編程時，利用現(xiàn)有成熟的編程技術寫入控制器程序中。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，包括輸油通道、霧化介質通道、點火裝置、鼓風裝置、風量調節(jié)裝置以及油量調節(jié)裝置；點火裝置中設有點火器和霧化器；輸油通道的出油口連接霧化器；霧化介質通道的出口連接霧化器；其特征是，還包括控制器；控制器控制鼓風裝置、點火器和霧化器的運行；所述輸油通道的入油口設有輸油泵，輸油泵連接油泵壓力調節(jié)器，油泵壓力調節(jié)器連接控制器；油量調節(jié)裝置為進油閥門，其設在輸油通道上；進油閥門與輸油通道的出油口之間設有油壓傳感器；所述控制器控制油泵壓力調節(jié)器的運行，所述油泵壓力調節(jié)器控制輸油泵的啟動或停止，所述控制器還控制進油閥門的導通或關閉；油壓傳感器將輸油通道內的油壓信號輸出至控制器，控制器根據(jù)油壓信號控制油泵壓力調節(jié)器對輸油泵的壓力進行調節(jié)；所述霧化介質通道上設有介質流通閥門；控制器控制介質流通閥門的導通或關閉；所述風量調節(jié)裝置包括風機和風機驅動器，所述風機驅動器上設有風機驅動器反饋，所述點火裝置內設有風壓傳感器，所述風壓傳感器將風壓信號輸出至控制器；所述控制器根據(jù)風機驅動器反饋的反饋信號以及風壓信號控制風機驅動器運行，所述風機驅動器通過改變風機的工作頻率來改變風機的出風量；所述點火裝置內還設有火焰信號傳感器，火焰信號傳感器將火焰信號輸出至控制器， 控制器根據(jù)火焰信號判斷點火是否成功。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述輸油通道上還設有燃油溫度控制器，燃油溫度控制器包括加熱器和溫度探頭；控制器可控制加熱器運行；溫度探頭位于輸油通道中；溫度探頭將溫度信號輸出至控制器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是還包括人機交互界面，人機交互界面包括顯示模塊、輸入模塊，顯示模塊和輸入模塊分別連接控制器的顯示信號輸出端和命令信號輸入端。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述輸油通道與霧化介質通道之間還設有吹掃通道，吹掃通道的一端連接在輸油通道的進油閥門與出油口之間，另一端連接在霧化介質通道的介質流通閥門與霧化介質入口之間；吹掃通道上設有吹掃氣動閥，吹掃氣動閥的控制端連接控制器。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是還包括回油通道，回油通道通過三通閥連接在輸油通道的進油閥門與入油口之間。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述點火裝置包括外殼，外殼上設有觀火孔。
7.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述油泵壓力調節(jié)器為電機，電機轉速變化可改變輸油泵的輸送壓力。
8.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述風量調節(jié)裝置中的風機驅動器為變頻器，所述變頻器改變風機頻率。
9.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述輸油泵為齒輪泵、螺桿泵中的任意一種泵。
10.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，其特征是所述點火裝置中的霧化器為內混式Y型油槍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油燃燒器的燃燒控制系統(tǒng)，包括輸油通道、霧化介質通道、點火裝置、鼓風裝置、風量調節(jié)裝置以及油量調節(jié)裝置；本發(fā)明還包括控制器；控制器控制鼓風裝置、點火器和霧化器的運行；風量調節(jié)裝置包括風機和風機驅動器，風機驅動器上設風機驅動器反饋，點火裝置內設有風壓傳感器，風壓傳感器將風壓信號輸出至控制器；控制器根據(jù)風機驅動器反饋的反饋信號以及風壓信號控制風機驅動器運行，風機驅動器通過改變風機的工作頻率來改變風機的出風量；點火裝置內還設有火焰信號傳感器，火焰信號傳感器將火焰信號輸出至控制器。本發(fā)明可按照預設定的風油比自動調節(jié)風量和油量，革除傳統(tǒng)燃燒器采用機械聯(lián)桿長時間運行會產生磨損或變形的弊端。
文檔編號F23D11/36GK102538001SQ20111038355
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月26日 優(yōu)先權日2011年11月26日
發(fā)明者周國平 申請人:江蘇歐標有限公司