燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，包括：一燃燒設(shè)備，其具有一進(jìn)氣端及一排氣端；一空氣調(diào)節(jié)單元，設(shè)在進(jìn)氣端前，以調(diào)節(jié)冷空氣的供給量；排氣端連接一回收管至該進(jìn)氣端，回收管上設(shè)有一開關(guān)閥，以控制回收管的打開或關(guān)閉；一含氧感知器，裝設(shè)在排氣端或回收管上，以偵測(cè)廢氣中的氧氣含量，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至一控制器；控制器以其接收的信號(hào)，做為開關(guān)閥的打開或關(guān)閉的依據(jù)，當(dāng)廢氣含氧量大于控制器的設(shè)定值時(shí)，令開關(guān)閥打開，使排氣端的高含氧量廢氣經(jīng)由回收管回流至進(jìn)氣端再利用。本發(fā)明具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減碳及減少廢氣排放，且使燃燒效率達(dá)到最佳化。
【專利說明】燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，尤指一種以廢氣的含氧量作為打開或關(guān)閉回流通道的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于油價(jià)及電價(jià)不斷高漲，且因地球受到溫室效應(yīng)的影響，節(jié)能減碳已成為當(dāng)今生活與工業(yè)須立即面對(duì)解決的問題，尤其在工業(yè)方面，各種鍋爐、焚化爐、發(fā)電裝置等設(shè)備，都須要使用到燃料作為能源。而這些設(shè)備在燃燒過程中，無可避免地會(huì)產(chǎn)生很多的廢氣(煙氣)。這些設(shè)備都需要燃燒燃料來產(chǎn)生能源，但燃燒后所形成的廢氣，不斷的排放至大氣中，茲以鍋爐來作說明，其將具有下述的缺點(diǎn):
[0003](一)、一般而言鍋爐的排氣溫度，依其種類而不同，大都在150°C?280°C之間，將如此高溫的廢氣排放至大氣中，不僅造成空氣污染，更是加速地球暖化效應(yīng)，這是極為嚴(yán)重的環(huán)保問題。
[0004](二)、將150°C?280°C以上的廢氣不斷排放，這意味著燃燒室內(nèi)不斷的失溫，于是設(shè)備就必須不斷的加入燃料和冷空氣，以致成本不斷增加。
[0005](三)、上述排放的廢氣中，其含氧量平均超過9%，甚至高達(dá)18%。圖1所示，即為設(shè)備燃燒效率與排氣含氧量關(guān)系圖，其以鍋爐為例，且排放溫度分別為150°C、175°C、200°C、230°C及280°C所作成的關(guān)系圖。由該圖清楚顯示，當(dāng)排放含氧量(O2% )愈高時(shí)，其燃燒效率(Combustion efficiency)愈低,此是造成燃料部分熱能被過?？諝鈳ё?一般而言，排氣含氧量每降低3%可節(jié)省約1-2%燃料。
[0006]是以，如能控制廢氣含氧量，則可達(dá)到節(jié)能省碳的目的。但，目前產(chǎn)業(yè)所利用的方式，采用空燃比控制系統(tǒng)，亦即將早期機(jī)械式空燃比機(jī)構(gòu)，改以微電腦空燃比控制系統(tǒng)取代，雖然以微電腦空燃比控制系統(tǒng)，利用操作曲線方式可解決機(jī)械式空燃比機(jī)構(gòu)所無法解決的燃燒操作問題。
[0007]然查，此種空燃比控制系統(tǒng)，主要包括:燃燒機(jī)程式控制及燃燒空氣送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制等。其雖可利用微電腦空燃比及變頻控制系統(tǒng)來降低廢氣含氧量，但有些設(shè)備其所排出的廢氣含氧量仍然偏高，且這些高溫廢煙氣(150°C?280°C)未能回收再利用，亦非常可
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效益，并可降低煙囪廢氣排放量約15%?60%。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，包括:[0011]一燃燒設(shè)備，其具有一進(jìn)氣端及一排氣端；一空氣調(diào)節(jié)單元，設(shè)在該進(jìn)氣端前，以調(diào)節(jié)冷空氣的供給量；其特征在于:
[0012]該排氣端連接一回收管至該進(jìn)氣端，且該回收管上設(shè)有一開關(guān)閥，以控制該回收管的打開或關(guān)閉；
[0013]一含氧感知器(O2 Sensor)，裝設(shè)在該排氣端或回收管上，以偵測(cè)廢氣中的氧氣含量(02%)，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至控制器。該控制器，具有微電腦處理器，接收含氧感知器的信號(hào)，做為控制開關(guān)閥的打開或關(guān)閉的依據(jù)，當(dāng)廢氣含氧量(02% )大于該控制器的設(shè)定值時(shí)，令開關(guān)閥開啟，使排氣端的高含氧量廢氣經(jīng)由回收管回流至進(jìn)氣端再利用。
[0014]本發(fā)明上述燃燒設(shè)備包括:鍋爐、焚化爐及發(fā)電裝置。
[0015]依據(jù)前述特征，該開關(guān)閥包括一閘閥、電磁閥或蝶閥；其中，蝶閥更包括一伺服馬達(dá)，以該控制器信號(hào)來控制該伺服馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以控制該蝶閥的開度或關(guān)閉。
[0016]進(jìn)一步，該回收管上更可包括一風(fēng)機(jī)，且該風(fēng)機(jī)由該控制器來控制其開機(jī)或關(guān)機(jī)；該風(fēng)機(jī)由一變頻馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，以控制該風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；該控制器更包括一設(shè)定輸入介面及一顯示單元。
[0017]借助上述技術(shù)手段，本發(fā)明是在該燃燒設(shè)備的排氣端，利用該回收管及一含氧感知器，將所排放的高含氧量廢氣導(dǎo)引至進(jìn)氣端，防止燃燒設(shè)備的內(nèi)部溫度大量下降，因此，可減少注入外部冷空氣；除了具有節(jié)能功效外，更因?yàn)閺U氣大都被回收，所以廢氣排出相對(duì)降低，可以避免空氣污染，更可減緩地球暖化效應(yīng)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，其具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效益，并可降低煙囪廢氣排放量約15%?60%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]圖1是現(xiàn)有燃燒設(shè)備的燃燒效率與排氣含氧量的關(guān)系圖。
[0021]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明控制廢氣回收的流程圖。
[0023]圖4是本發(fā)明含氧量(02% )設(shè)定值的較佳區(qū)域。
[0024]圖中標(biāo)號(hào)說明:
[0025]10燃燒設(shè)備
[0026]11進(jìn)氣端
[0027]12排氣端
[0028]13低含氧量廢氣
[0029]14高含氧量廢氣
[0030]20空氣調(diào)節(jié)單元
[0031]30回收管
[0032]31 風(fēng)機(jī)
[0033]40開關(guān)閥
[0034]41伺服馬達(dá)[0035]50含氧感知器
[0036]60控制器
[0037]61設(shè)定輸入介面
[0038]62顯示單元
【具體實(shí)施方式】
[0039]首先,請(qǐng)參閱圖2所示,本發(fā)明較佳實(shí)施例包括:
[0040]一燃燒設(shè)備10，其包括:鍋爐、焚化爐或發(fā)電裝置等具有燃燒室且會(huì)產(chǎn)生廢氣的設(shè)備；此等設(shè)備前側(cè)為進(jìn)氣端11，另一側(cè)為排氣端12，借以將燃燒設(shè)備10所產(chǎn)生的廢氣(煙)排出。此外，該進(jìn)氣端11前設(shè)有一空氣調(diào)節(jié)單元20，例如:可為一燃燒機(jī)(圖中未示)的送風(fēng)機(jī)，以提供燃燒設(shè)備10適當(dāng)?shù)睦淇諝?，而此等冷空氣中約含有21%左右的氧氣
(O2)。但,前述構(gòu)造屬現(xiàn)有技術(shù)(Prion Art),非本發(fā)明的專利目的,容不贅述。
[0041]而，本發(fā)明的主要特征在于:該排氣端12設(shè)有一回收管30連接至該進(jìn)氣端11，且該回收管30上至少設(shè)有一開關(guān)閥40，以控制該回收管30的打開或關(guān)閉；本實(shí)施例中，該開關(guān)閥40為一蝶閥，其可由一伺服馬達(dá)(SM)41所驅(qū)動(dòng)；但不限制于此。亦即該開關(guān)閥40亦可為一個(gè)閘閥，或是電磁閥。
[0042]一含氧感知器(O2 Sensor) 50，是將其偵測(cè)端裝設(shè)在該排氣端12或回收管30上，以偵測(cè)廢氣中的氧氣含量(02% ),轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至一控制器60。
[0043]本實(shí)施例中的控制器60，可由一微電腦處理器所構(gòu)成，其接收該含氧感知器50的信號(hào)，做為控制該開關(guān)閥40打開或關(guān)閉的依據(jù)。當(dāng)廢氣含氧量(02% )大于該控制器60的設(shè)定值時(shí)，令該開關(guān)閥40打開，使排氣端12的高含氧量廢氣14能經(jīng)由該回收管30流至該進(jìn)氣端11再使用。
[0044]承上，該控制器60可控制伺服馬達(dá)41的運(yùn)轉(zhuǎn)，以控制該蝶閥(即開關(guān)閥)40的開度或關(guān)閉。使該蝶閥40的開度可隨廢氣的含氧量作同步變化，當(dāng)廢氣含氧量(02%)大時(shí)，可以控制該伺服馬達(dá)41來增加蝶閥40的開度，使廢氣回流量增加。反之，當(dāng)廢氣的含氧量低于設(shè)定值時(shí)，則以該開關(guān)閥40將回收管30關(guān)閉，使低含氧量廢氣13徑自由該排氣端12排出。
[0045]又，該回收管30上可設(shè)有一風(fēng)機(jī)31，且該風(fēng)機(jī)31由該控制器60來控制其開機(jī)或關(guān)機(jī)。即，當(dāng)廢氣含氧量(02%)大時(shí)，可以控制該風(fēng)機(jī)31開機(jī)，在一較佳實(shí)施例中，該風(fēng)機(jī)31可由一變頻馬達(dá)(圖中未示)所驅(qū)動(dòng)，以控制該風(fēng)機(jī)31的轉(zhuǎn)速(rpm)加快；反之，如果廢氣含氧量(02% )低，則可令風(fēng)機(jī)31的轉(zhuǎn)速減慢或關(guān)閉。但，本實(shí)施例中的風(fēng)機(jī)31是依燃燒設(shè)備10的種類及需求來設(shè)置，某些燃燒設(shè)備10的煙氣可以輕易由回收管30直接導(dǎo)入進(jìn)氣端11，而勿須使用到風(fēng)機(jī)31。
[0046]此外,該控制器60可有一設(shè)定輸入介面61及一顯不單兀62。該設(shè)定輸入介面61是依燃燒設(shè)備10的種類及特性，輸入含氧量(02% )設(shè)定值至該控制器60，即其可將廢氣含氧量(02% )的數(shù)值，依其鍋爐種類，或是發(fā)電裝置的特性，來設(shè)定數(shù)值。例如:如圖4所示，將排氣含氧量的設(shè)定值可設(shè)為大于8%或6%，甚至大于2%左右時(shí)，則啟動(dòng)廢氣回流系統(tǒng)，使該排氣端12的高含氧量廢氣14經(jīng)由回收管30回流至進(jìn)氣端11再利用。
[0047]再者，該控制器60除了可控制該開關(guān)閥40的打開或關(guān)閉外，其亦可依該含氧感知器50所偵測(cè)的廢氣含氧量，以調(diào)整該空氣調(diào)節(jié)單元20的冷空氣進(jìn)風(fēng)量，使燃燒設(shè)備10內(nèi)的空燃比能到最佳化，進(jìn)而達(dá)到降低氮氧化合物及提升燃燒效率的雙重功效。
[0048]且由圖4的關(guān)系圖得知，燃燒設(shè)備(以鍋爐為例)的燃燒效率與廢氣含氧量(O2% )成反比，且當(dāng)廢氣含氧量到達(dá)14%?18%時(shí)，依排氣溫度的不同，其燃燒效率僅在75%?80%之間。反之，當(dāng)廢氣含氧量降低2%?8%時(shí)，其燃燒效率可達(dá)85%?90%。是以，如將廢氣含氧量由15 %下降至6 %，亦即降低了 9 %的含氧值，則可節(jié)省約3?6 %的燃料。
[0049]請(qǐng)參閱圖3所示，本發(fā)明利用上述裝置及技術(shù)手段，其以含氧量(02% )控制廢氣回流量的流程如后:
[0050]流程(SI)?(S2)，利用該含氧感知器50對(duì)該排氣端12進(jìn)行廢氣含氧量(02% )偵測(cè)。
[0051]流程(S3)?(S4)，將廢氣含氧量(O2 % )信號(hào)送至該控制器60。
[0052]流程(S5)，由該控制器60來判斷當(dāng)時(shí)的廢氣含氧量(02% )是否大于其設(shè)定值。
[0053]流程(S6)?(S9)，當(dāng)廢氣含氧量(O2 % )大于設(shè)定值時(shí)，打開該回收管30，讓高含氧量廢氣14回流至該進(jìn)氣端11，供該燃燒設(shè)備10再利用。
[0054]流程(SlO)?(Sll)，當(dāng)廢氣含氧量(02%)小于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉該回收管30，使該低含氧量廢氣13，徑自由該排氣端12，予以排出(流程S12)。
[0055]借助上述技術(shù)手段，本發(fā)明是在該燃燒設(shè)備10的排氣端12，利用該回收管30將所排放的高含氧量廢氣14導(dǎo)引至進(jìn)氣端11，如此一來，燃燒設(shè)備10的內(nèi)部溫度就不會(huì)大量下降，因此，空氣調(diào)節(jié)單元20就勿須大量的注入外部冷空氣。這除了具有節(jié)能功效外，更因?yàn)閺U氣大都被回收，所以廢氣排出相對(duì)降低。據(jù)此，可以避免空氣污染，更可減緩地球暖化效應(yīng)。
[0056]是以，本發(fā)明不同于傳統(tǒng)控制燃燒機(jī)的空燃比以降低廢氣含氧量的方式，而是以一含氧感知器50偵測(cè)廢氣中的氧氣含量，并依廢氣中的含氧量(02% )來控制該回收管30的廢氣回流量，以達(dá)最佳比例，除節(jié)能減碳外，更具有提升燃燒效率的功效。
[0057]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
[0058]綜上所述，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用實(shí)用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)發(fā)明專利要件的規(guī)定，故依法提起申請(qǐng)。
【權(quán)利要求】
1.一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，包括: 一燃燒設(shè)備，其具有一進(jìn)氣端及一排氣端；一空氣調(diào)節(jié)單元，設(shè)在該進(jìn)氣端前，以調(diào)節(jié)冷空氣的供給量；其特征在于: 該排氣端連接一回收管至該進(jìn)氣端，且該回收管上設(shè)有一開關(guān)閥，以控制該回收管的打開或關(guān)閉； 一含氧感知器，裝設(shè)在該排氣端或回收管上，以偵測(cè)廢氣中的氧氣含量，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送至一控制器； 該控制器，具有微電腦處理器，其接收該含氧感知器的信號(hào)，做為控制該開關(guān)閥的打開或關(guān)閉的依據(jù)，當(dāng)廢氣含氧量大于該控制器的設(shè)定值時(shí)，令該開關(guān)閥開啟，使排氣端的高含氧量廢氣經(jīng)由該回收管回流至該進(jìn)氣端再利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒設(shè)備包括:鍋爐、焚化爐及發(fā)電裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)閥包括一閘閥、電磁閥及蝶閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蝶閥更包括一伺服馬達(dá)，以該控制器信號(hào)來控制該伺服馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)，以控制該蝶閥的開度或關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述回收管上更包括一風(fēng)機(jī)，且該風(fēng)機(jī)由該控制器來控制其開機(jī)或關(guān)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)由一變頻馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)，以控制該風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器更包括一設(shè)定輸入介面及一顯示單元。
【文檔編號(hào)】F23B80/02GK103513665SQ201210264493
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】廖秋惠 申請(qǐng)人:聖諄實(shí)業(yè)有限公司