本發(fā)明一般涉及燃燒氣體的水加熱設(shè)備，更具體地說(shuō)，但不作為限制，涉及在很大輸入范圍內(nèi)具有連續(xù)可變的燃燒器輸入因此與現(xiàn)有系統(tǒng)相比提供較高極限負(fù)荷比的較高能力水加熱設(shè)備。

背景技術(shù)：

常規(guī)水加熱設(shè)備技術(shù)利用設(shè)計(jì)成能以固定的燃燒空氣和燃料氣體的流速操縱送到燃燒器的燃燒器。這種設(shè)備根據(jù)監(jiān)視儲(chǔ)槽或另外供水系統(tǒng)的不同管道中熱水的溫度的控制系統(tǒng)斷斷續(xù)續(xù)地循環(huán)。這種典型現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的一個(gè)例子目前在市場(chǎng)上由本發(fā)明的受讓人銷售，在授予vallett等人的美國(guó)專利nos.4723513和4793800中表明，其詳細(xì)內(nèi)容包括在本文中作為參考文獻(xiàn)。

應(yīng)該理解，在對(duì)供水系統(tǒng)的熱輸入有顯著不同需求的情況下，通過(guò)作用能在不同的能量輸入下工作的水加熱設(shè)備能達(dá)到更大的能效。這種系統(tǒng)的一個(gè)例子是由本發(fā)明受讓人lochinvarcorporation以商標(biāo)copper-finiirtm出售的系統(tǒng)。lochinvarcopper-finiirtm系統(tǒng)利用多個(gè)分級(jí)式燃燒器，該多個(gè)分級(jí)式燃燒器能對(duì)熱能變化按需要進(jìn)行在線或離線。該copper-finiirtm設(shè)備包括多個(gè)組（bank）例如第一、第二、第三和第四級(jí)。起初接通所有4級(jí)燃燒器，并隨著它接近所需的溫度，依次切斷各單元以便減少輸入的能量。這種類型系統(tǒng)提供可變的輸入，但它不是連續(xù)可變。而輸入僅能用對(duì)應(yīng)于一個(gè)燃燒器級(jí)的熱輸入的基本增量改變。

現(xiàn)有技術(shù)還包括對(duì)在輸入范圍內(nèi)具有連續(xù)可變輸入的水加熱器的建議。兩個(gè)這樣的系統(tǒng)在授予cohen的美國(guó)專利no.4852524和授予stuart的美國(guó)專利no.5881681中示出。這些在市場(chǎng)上由aercointernationalinc.以benchmark名字銷售的系統(tǒng)利用接收單獨(dú)燃燒空氣流和燃料氣體流的噴嘴混合燃燒器。利用燃料/空氣閥來(lái)用電子學(xué)方法并同時(shí)控制穿過(guò)空氣管路的空氣流量和穿過(guò)燃料管路的燃料流量，以便提供變動(dòng)的燃料和空氣的輸入而同時(shí)保持恒定不變的燃料/空氣比。在這些系統(tǒng)上鼓風(fēng)機(jī)速度保持恒定不變。stuart的5881681專利提出其中所述的系統(tǒng)能達(dá)到高達(dá)15:1的極限負(fù)荷比。aerco的對(duì)其benchmark型水加熱器的廣告文案提出它們達(dá)到高達(dá)20:1的極限負(fù)荷比。

最近，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)研制出了具有可變空氣和燃料輸入的連續(xù)可變水加熱設(shè)備，如授予baese等人的美國(guó)專利no.6694926中所示。在baese設(shè)備中，可變流量鼓風(fēng)機(jī)在鼓風(fēng)機(jī)流速范圍內(nèi)以受控制的鼓風(fēng)機(jī)流速提供預(yù)混合的燃燒空氣和燃料給燃燒器。這使水加熱設(shè)備的熱輸入能在具有極限負(fù)荷比多達(dá)4:1的相當(dāng)大范圍內(nèi)連續(xù)地改變。

對(duì)用現(xiàn)有設(shè)計(jì)的單一加熱設(shè)備能達(dá)到的極限負(fù)荷比的固有物理限制使它難以達(dá)到在從低需熱量情況的很低的低端到高需熱量情況的很高的高端的大工作范圍內(nèi)連續(xù)的熱輸入的范圍。對(duì)這種困難的現(xiàn)有解決方案是利用多個(gè)共同受控制的熱交換器如上述baese等人的專利中的那些。一種這樣的系統(tǒng)例如在paine等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公報(bào)no.2008/0216771中說(shuō)明并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。盡管這些多調(diào)制系統(tǒng)解決了在很大需熱量范圍內(nèi)提供連續(xù)調(diào)制的問(wèn)題，但它們這樣做以增加連接多個(gè)單元的管路系統(tǒng)的復(fù)雜性和增加協(xié)調(diào)各單元的操作的控制系統(tǒng)的復(fù)雜性為代價(jià)。

因此對(duì)能在很大需熱量范圍內(nèi)提供熱輸入的連續(xù)調(diào)制的較大能力單一單元加熱設(shè)備有持續(xù)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供具有進(jìn)給共用燃燒器組件的雙鼓風(fēng)機(jī)組件（優(yōu)選的是低范圍鼓風(fēng)機(jī)和高范圍鼓風(fēng)機(jī)）的水加熱設(shè)備。通過(guò)低范圍鼓風(fēng)機(jī)和高范圍鼓風(fēng)機(jī)的協(xié)調(diào)式控制，能在比上述情況寬得多的工作范圍內(nèi)提供水加熱設(shè)備的連續(xù)調(diào)制。例如，若利用各都具有固有的極限負(fù)荷比（turndownratio）為近似5:1的常規(guī)鼓風(fēng)機(jī)組件，和通過(guò)選擇那些鼓風(fēng)機(jī)組件的工作范圍，以使高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的低端近似等于低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的高端，組合式系統(tǒng)的極限負(fù)荷比為25:1，因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)典型的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)能達(dá)到的極限負(fù)荷比。

在本發(fā)明的一種情況下，水加熱設(shè)備包括燃燒室和位于燃燒室內(nèi)的燃燒器組件?？勺兞髁款A(yù)混合低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件在從低范圍低端延伸到低范圍高端的低流速范圍內(nèi)供應(yīng)預(yù)混合燃料和空氣給燃燒器組件?？勺兞髁款A(yù)混合高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件在從高范圍低端延伸到高范圍高端的高流速范圍內(nèi)供應(yīng)預(yù)混合燃料和空氣給燃燒器組件?？刂葡到y(tǒng)可操作式與低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件相關(guān)，以便根據(jù)對(duì)水加熱設(shè)備上的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風(fēng)機(jī)組件的其中之一或二者。

在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設(shè)備包括燃燒區(qū)，而燃燒器設(shè)備伸入該燃燒區(qū)中。第一可變流量預(yù)混合鼓風(fēng)機(jī)組件供應(yīng)預(yù)混合燃料和空氣給燃燒器組件。第一鼓風(fēng)機(jī)組件具有從第一范圍低端延伸到第一范圍高端的第一鼓風(fēng)機(jī)流量范圍，因此第一鼓風(fēng)機(jī)組件具有第一極限負(fù)荷比至少等于第一范圍高端除以第一范圍低端的商。第二可變流量預(yù)混合鼓風(fēng)機(jī)組件供應(yīng)預(yù)混合燃料和空氣給燃燒器組件。第二鼓風(fēng)機(jī)組件具有從第二范圍低端延伸到第二范圍高端的第二鼓風(fēng)機(jī)流速范圍，因此第二鼓風(fēng)機(jī)組件具有第二極限負(fù)荷比等于第二范圍高端除以第二范圍低端的商。第二范圍低端基本上等于或小于第一范圍高端，因此在第一和第二流速范圍之間沒(méi)有顯著的間隙?？刹僮魇脚c第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件有關(guān)的控制系統(tǒng)根據(jù)對(duì)加熱設(shè)備的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風(fēng)機(jī)組件的其中之一或二者。第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件一起提供至少像第一和第二極限負(fù)荷比之和一樣大的連續(xù)組合式極限負(fù)荷比。

在本發(fā)明的另一種情況下，提供一種用于操縱水加熱設(shè)備的方法。預(yù)混合的燃料和空氣通過(guò)低鼓風(fēng)機(jī)組件在低流速范圍內(nèi)以流速供應(yīng)給設(shè)備的燃燒器組件。另外的預(yù)混合的燃料和空氣通過(guò)高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件在高流速范圍內(nèi)的流速供應(yīng)給設(shè)備的燃燒器組件。高范圍延伸比低范圍高，且在低范圍和高范圍之間沒(méi)有顯著的間隙。自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)對(duì)加熱設(shè)備的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風(fēng)機(jī)組件，以便將預(yù)混合的燃料和空氣在從低流速范圍的低端延伸到至少高流速范圍的高端的基本上連續(xù)可變的流速范圍內(nèi)供應(yīng)給燃料器組件。

在本發(fā)明的還有另一種情況下，燃燒器組件包括第一多孔外壁部分和第二多孔外壁部分。內(nèi)壁將分別鄰近第一和第二多孔外壁部分的第一和第二內(nèi)區(qū)分開。第一燃料和空氣入口通道與第一內(nèi)區(qū)連通。第二燃料和空氣入口通道與第二內(nèi)區(qū)連通。

在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設(shè)備包括具有用碳鋼制成的熱交換壁的第一不冷凝的熱交換部分。熱交換器包括被熱交換壁分開的熱氣體室和水或液體室。燃燒器與熱氣體室連通。第一可變流量鼓風(fēng)機(jī)與燃燒器連通，用于在鼓風(fēng)機(jī)流速范圍內(nèi)以受控制的鼓風(fēng)機(jī)流速供應(yīng)預(yù)混合的燃燒空氣和燃料給燃燒器。設(shè)置傳感器用于檢測(cè)與熱氣體室內(nèi)燃燒氣體的可能冷凝有關(guān)的參數(shù)。補(bǔ)充鼓風(fēng)機(jī)與燃燒器連通?？刂葡到y(tǒng)可操縱成啟動(dòng)補(bǔ)充鼓風(fēng)機(jī)來(lái)根據(jù)測(cè)得的參數(shù)提供補(bǔ)充空氣給燃燒器，以便防止燃燒氣體冷凝在碳鋼熱交換壁上。

在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設(shè)備包括燃燒室和伸入燃燒室中的燃燒器組件。燃燒器組件包括多孔外燃燒器壁。第一和第二調(diào)制預(yù)混合鼓風(fēng)機(jī)組件提供預(yù)混合的燃料和空氣給燃燒器組件。控制系統(tǒng)可操作式與鼓風(fēng)機(jī)組件有關(guān)，用于根據(jù)對(duì)水加熱設(shè)備的需熱量在連續(xù)調(diào)制式極限負(fù)荷比為至少25:1范圍內(nèi)選擇性地操縱鼓風(fēng)機(jī)組件的其中之一或二者。

因此，本發(fā)明的目的是提供具有高極限負(fù)荷比的水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備在大輸入范圍內(nèi)連續(xù)地調(diào)制的高能力水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備具有燃燒器組件和具有在低流速范圍內(nèi)提供燃料和空氣給燃燒器組件的低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件，及具有在高流速范圍內(nèi)提供燃料和空氣給燃燒器組件的高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有供應(yīng)補(bǔ)充空氣給燃燒器以便防止燃燒氣體的冷凝作用的能力的水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備具有進(jìn)給單一燃燒器組件的雙鼓風(fēng)機(jī)的水加熱設(shè)備，而用安全系統(tǒng)來(lái)防止燃燒氣體回流到鼓風(fēng)機(jī)組件的二者之一中。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備具有極限負(fù)荷比為至少25:1的單一水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備供與雙鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)一起使用的雙室燃燒器組件。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備利用雙鼓風(fēng)機(jī)組件操縱水加熱設(shè)備的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是準(zhǔn)備能利用直接火花點(diǎn)火的高能力水加熱設(shè)備。

本發(fā)明的其它和另一些目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)閱讀下面公開內(nèi)容時(shí)將很容易明白。

附圖說(shuō)明

圖1是具有包括低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的雙鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的水加熱設(shè)備的示意圖。

圖2是用于圖1的加熱設(shè)備的控制系統(tǒng)的示意圖。

圖3是圖1的水加熱設(shè)備的垂直剖視圖。

圖4是圖3的設(shè)備的燃燒器組件和周圍熱交換器結(jié)構(gòu)的放大垂直剖視圖。

圖5是沿著圖3的線5-5所取的示出鼓風(fēng)機(jī)過(guò)渡支管的內(nèi)部細(xì)節(jié)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式

現(xiàn)在參見附圖，和尤其是參見圖1，水加熱設(shè)備示出并一般用標(biāo)號(hào)10表示。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)水加熱設(shè)備或水加熱器具或者水加熱器設(shè)備或水加熱器全都可互換使用和全都涉及用于加熱水的設(shè)備，包括實(shí)際上不“煮沸”水的熱水鍋爐和水加熱器二者。這些設(shè)備在各種各樣的商業(yè)和住宅設(shè)備中使用，上述應(yīng)用包括飲用水系統(tǒng)、空間加熱系統(tǒng)、池加熱器、過(guò)程水加熱器、及諸如此類。另外，水加熱能包括不同的添加劑如防凍劑等。

圖1中所示的水加熱設(shè)備10是火管加熱器?；鸸芗訜崞魇莵?lái)自燃燒器的燃燒氣體穿過(guò)多個(gè)管子內(nèi)部流動(dòng)的加熱器。待加熱的水圍繞各管子外部流動(dòng)。然而，本發(fā)明的工作原理同等地可適用于具有水穿過(guò)管子的內(nèi)部流動(dòng)和在管子的外部具有熱燃燒氣體的水加熱器，像例如上述授予baese等人的美國(guó)專利no.6694926中所示出的設(shè)計(jì)。

圖1中所示的水加熱設(shè)備10用有時(shí)稱之為全流量加熱的方式連接到需熱負(fù)荷12上，其中加熱設(shè)備10的水入口12和水出口14直接連接到運(yùn)送熱水到多個(gè)負(fù)荷18a，18b，18c和18d上的流動(dòng)回路16上。負(fù)荷18a-18d可以例如代表建筑物的不同區(qū)域中所包含的熱輻射器的各種不同加熱負(fù)荷。對(duì)建筑物的規(guī)定區(qū)域的熱量可以通過(guò)控制區(qū)閥20a-20d接通或關(guān)閉。因此隨著輻射器接通和關(guān)閉或者隨著在建筑物的不同區(qū)域中調(diào)節(jié)所需的熱量，通過(guò)區(qū)閥20允許進(jìn)入那個(gè)區(qū)域的水流量將變動(dòng)，因此提供穿過(guò)流動(dòng)回路16的變動(dòng)的水流量和加熱設(shè)備10上變動(dòng)的熱負(fù)荷。流動(dòng)回路16中的供應(yīng)泵22使水穿過(guò)系統(tǒng)循環(huán)。然而，本發(fā)明的工作原理也可適合于連接到其它類型供水系統(tǒng)上的加熱設(shè)備，像例如對(duì)熱負(fù)荷使用一次流動(dòng)回路而水加熱設(shè)備處于二次流動(dòng)回路中以便不是全部的穿過(guò)系統(tǒng)循環(huán)的水一定穿過(guò)水加熱器回流的系統(tǒng)。這種一次和二次流動(dòng)回路系統(tǒng)的例子在paine等人于2007年3月9日提出的和題目為“用于調(diào)制水加熱器的控制系統(tǒng)”并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開no.2008/0216771中見到，其詳細(xì)內(nèi)容包括在本文中作為參考文獻(xiàn)。

設(shè)備10包括外套24。水入口12和水出口14穿過(guò)外套24與水室26或熱交換器的水側(cè)26連通。在上面或第一熱交換器部分28中，內(nèi)熱交換壁或內(nèi)套30具有本文所限定的燃燒室或燃燒區(qū)32。燃燒室32的下端被上管套34閉合。多個(gè)火管36具有它們連接到上管套34上的上端和它們連接到下管套38上的下端。各火管貫穿熱交換設(shè)備10的二次熱交換部分40。

燃燒器組件或燃燒器設(shè)備42設(shè)在燃燒室32內(nèi)。燃燒器組件42在燃燒室32內(nèi)燃燒預(yù)混的燃料和空氣。從燃燒室32出來(lái)的熱氣體向下穿過(guò)火管36流到排氣總管44并排出廢氣煙道46。

待加熱的流動(dòng)回路16中的水流入水入口12，然后圍繞各火管36的外部并向上穿過(guò)水側(cè)26的第二熱交換部分48，并繼續(xù)向上穿過(guò)水側(cè)26的第一熱交換器部分50，和然后穿過(guò)水出口14流出。應(yīng)該理解，設(shè)備10的內(nèi)部包括不同的用于以這種方式導(dǎo)引水流的擋板以使水一般均勻地圍繞所有火管36流動(dòng)并穿過(guò)第一熱交換器28在外套24和內(nèi)套30之間的水室50。隨著水圍繞第二熱交換器40的各火管36向上流動(dòng)，水通過(guò)從各火管36內(nèi)部的熱燃燒氣體穿過(guò)火管36的壁傳熱到圍繞火管36流動(dòng)的水加熱。隨著熱水繼續(xù)穿過(guò)第一熱交換器28的水側(cè)50向上流動(dòng)，將額外的熱量從燃燒室32穿過(guò)內(nèi)套30轉(zhuǎn)移到水側(cè)50內(nèi)所含的水中。

雙鼓風(fēng)機(jī)組件

再參見圖1，第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54分別連接到燃燒器設(shè)備42上用于供應(yīng)預(yù)混合的燃料和空氣給燃燒器組件42。每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件都是可變流量預(yù)混合鼓風(fēng)機(jī)組件。

第一鼓風(fēng)機(jī)組件52包括由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變流量鼓風(fēng)機(jī)56。設(shè)置文丘里裝置58用于使燃燒空氣和燃料空氣體混合?？諝夤?yīng)導(dǎo)管60提供燃燒空氣給文丘里裝置58。供氣管路62提供燃料氣體給文丘里裝置58。氣體控制閥64設(shè)在供應(yīng)管路62內(nèi)用于調(diào)節(jié)氣體進(jìn)入文丘里裝置58的量。氣體控制閥64包括整體截止閥。在某些實(shí)施例中，氣體控制閥和文丘里裝置可以結(jié)合成一個(gè)整體單元。氣體控制閥優(yōu)選地是用于以可變氣體流速提供燃料氣體給文丘里裝置58的比例氣體閥，該可變氣體流速與文丘里裝置58內(nèi)由鼓風(fēng)機(jī)速度所引起的負(fù)空氣壓力成比例，因此改變進(jìn)入文丘里裝置58的流速以便在鼓風(fēng)機(jī)56工作的流速范圍內(nèi)保持預(yù)定的空氣/燃料比。為了提供燃燒器組件42的可變輸入操作，可變流量鼓風(fēng)機(jī)56在從第一范圍低端延伸到第一范圍高端的第一鼓風(fēng)機(jī)流速范圍內(nèi)以受控制的鼓風(fēng)機(jī)流速將預(yù)混合的燃燒空氣和燃料氣體輸送到燃燒器組件42。因此第一鼓風(fēng)機(jī)組件52具有一至少等于第一范圍高端除以第一范圍低端的極限負(fù)荷比。

同樣，第二鼓風(fēng)機(jī)組件54包括可變速鼓風(fēng)機(jī)66，文丘里裝置68，空氣供應(yīng)導(dǎo)管70，空氣供應(yīng)管路72和氣體閥74。第二鼓風(fēng)機(jī)組件54供應(yīng)預(yù)混合的燃料和空氣給燃燒器組件42，并具有從第二范圍低端延伸到第二范圍高端的第二流速范圍以便第二鼓風(fēng)機(jī)組件具有第二范圍高端除以第二范圍低端的第二極限負(fù)荷比。

盡管在示出第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54所示的實(shí)施例中包括完全分開的燃料空氣混合裝置，亦即它們的文丘里裝置58和68。但研制其中兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件從共用混合裝置中抽出預(yù)混合的燃料和空氣的系統(tǒng)是可以想像的。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54分別是低范圍和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件，而第二范圍低端基本上第于第一范圍高端。在那種情況安排下，兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件的連續(xù)組合的極限負(fù)荷比至少像第一極限負(fù)荷比乘以第二極限負(fù)荷比的乘積一樣大。例如，如果第一或低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52具有相當(dāng)于80000btu/hr熱輸入的低范圍低端和相當(dāng)于400000btu/hr熱輸入的低范圍高端，則它具有第一極限負(fù)荷比為5:1。而如果第二或高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54具有相當(dāng)于400000btu/hr熱輸入的高范圍低端和相當(dāng)于2000000btu/hr熱輸入的高范圍高端，則第二極限負(fù)荷比也是5:1。因此在剛才的例子中從80000btu/hr到2000000btu/hr的連續(xù)組合式極限負(fù)荷比為25:1，該25:1至少與第一極限負(fù)荷比乘以第二極限負(fù)荷比的乘積一樣大。如剛才規(guī)定的例子中所述，在加熱器工業(yè)中通常用燃燒器每單位時(shí)間所消耗的熱能亦即在燃燒器中燃燒的可燃?xì)怏w的熱能描述加熱設(shè)備的輸入。因此也把鼓風(fēng)機(jī)的每單位時(shí)間體積輸出或流速范圍說(shuō)成對(duì)應(yīng)于加熱設(shè)備的熱輸入額定值。

然而，本發(fā)明的好處也能用其流速范圍某種程度上或甚至整個(gè)地疊加的第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件較少程度地得到。

因此，例如，第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54能具有基本上相等的流速范圍，在這種情況下連續(xù)的組合式極限負(fù)荷比基本上等于第一和第二極限負(fù)荷比之和。

或者，更一般地，如果有第一和第二流速范圍的部分但不完全的疊加，則連續(xù)的組合式極限負(fù)荷比稍小于第一極限負(fù)荷比乘以第二極限負(fù)荷比的乘積，和稍大于第一和第二極限負(fù)荷比之和。

然而，理想情況是在第一和第二流速范圍之間設(shè)有顯著的間隙。因此第二范圍低端基本上等于或小于第一范圍高端。

如圖2中示意示出的，設(shè)備10包括操作式與第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54有關(guān)的控制系統(tǒng)76，以便根據(jù)加熱設(shè)備10上的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風(fēng)機(jī)組件的其中之一或二者?？刂葡到y(tǒng)76使第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54在從第一范圍低端延伸到至少第二范圍高端的連續(xù)可變組合式流速范圍內(nèi)將混合的燃料和空氣供應(yīng)給鼓風(fēng)機(jī)組件42。在第一鼓風(fēng)機(jī)組件52是低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和第二鼓風(fēng)機(jī)組件54是高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54的優(yōu)選實(shí)施例中，控制系統(tǒng)在從低范圍低端延伸到高范圍高端的連續(xù)可變組合式流速范圍內(nèi)供應(yīng)燃料和空氣。優(yōu)選地，高范圍高端是代范圍低端的至少25倍，因此提供25:1的極限負(fù)荷比。這能通過(guò)選擇具有類似但基本上不重疊的流速范圍其中每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件都具有5:1極限負(fù)荷比的低和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和54完成。

例如，具有最大熱輸入近似2000000btu/hr的設(shè)備10可以利用下列部件。在低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52中，可變速鼓風(fēng)機(jī)56可以是可從ebmindustries購(gòu)買的rg148型或其再設(shè)計(jì)的增強(qiáng)式相當(dāng)?shù)膔g137鼓風(fēng)機(jī)。文丘里裝置和氣體閥可以是從hoheywell購(gòu)買的vr8615v型組合文丘里裝置/氣體閥。在該組部件中，第一鼓風(fēng)機(jī)組件52能提供從相當(dāng)于加熱器輸入為近似80000btu/hr的低范圍低端到相當(dāng)于加熱器輸入為近似400000btu/hr的低范圍高端的低流速范圍。在該實(shí)施例中，高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54可以包括從ebmindustries購(gòu)買的g3g200型鼓風(fēng)機(jī)的可變速鼓風(fēng)機(jī)66。文丘里裝置68可以是從honeywell購(gòu)買的vmu680a型文丘里裝置。氣體閥74可以是從honeywell購(gòu)買的vr4734c型氣體閥。在各部件的這種組合情況下，第二鼓風(fēng)機(jī)組件54能提供從相當(dāng)于加熱器輸入近似400000btu/hr的高范圍低端延伸到相當(dāng)于加熱器輸入近似2000000btu/hr的高范圍高端的高流速范圍。

應(yīng)該注意，在剛才說(shuō)明的實(shí)施例中，高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件包括一個(gè)且僅是一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)66。高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件也能用多個(gè)并聯(lián)連接的較小鼓風(fēng)機(jī)制成以便提供所需的鼓風(fēng)機(jī)輸出。這種若干較小鼓風(fēng)機(jī)用歧管連接在一起的安排在某些情況下從實(shí)用觀點(diǎn)來(lái)看由于若干較小可變速鼓風(fēng)機(jī)的利用率和更低成本而可能是理想的。

燃燒器組件

現(xiàn)在參見圖4，燃燒器組件42的構(gòu)造的詳細(xì)情況是最佳看出的。燃燒器組件42一般是圓筒形狀并伸入一次熱交換器部分28的燃燒室32中。燃燒器組件42包括集管裝置（header）壁78和與集管裝置壁78間隔開的內(nèi)壁80。內(nèi)壁將第一和第二或上和下內(nèi)區(qū)或增壓室82和84分開。

鼓風(fēng)機(jī)過(guò)渡支管79附接到集管裝置壁78上，并把鼓風(fēng)機(jī)組件52和54的出口連接到燃燒器組件42上。如在圖5中最佳看到的，第一和第二通道81和83分別被限定在過(guò)渡支管79中。

第一鼓風(fēng)機(jī)56的出口連接到第一通道81的入口85上。第二鼓風(fēng)機(jī)66的出口連接到第二入口87上。止回閥如104（見圖1）可以放置在鼓風(fēng)機(jī)與它們各自的支管入口之間。

第一通道81具有通道出口89，該通道出口89與集管裝置壁78中的開口90對(duì)準(zhǔn)，以使第一鼓風(fēng)機(jī)56的出口與第一區(qū)82連通。應(yīng)該注意，圖4稍微示意示出，和開口90從它在第一集管裝置壁78中的實(shí)際位置轉(zhuǎn)90°。

導(dǎo)管91在間隔壁80和集管裝置壁78之間延伸并向上伸入第二通道83。導(dǎo)管91焊接或用別的方法附接到集管裝置壁79和間隔壁80上。導(dǎo)管91的下端穿過(guò)間隔壁80中的開口93與第二區(qū)84連通，并限定第二鼓風(fēng)機(jī)66與第二區(qū)84連通的通道。

燃燒器設(shè)備42還包括上套環(huán)(collar)95，該上套環(huán)95附接到集管裝置壁78上并從該集管裝置壁78向下延伸。一個(gè)穿孔的圓筒支承屏97附接到套環(huán)95和間隔壁80上。下支承環(huán)99容納在支承屏97的下端中。平的下燃燒器屏101附接到環(huán)99并橫跨環(huán)99。集管裝置壁78，頸95，導(dǎo)管91，間隔壁80，支承屏(screen)97，支承環(huán)99，和底部屏101全都優(yōu)選地用金屬制成并焊接在一起以便形成燃燒器組件42的結(jié)構(gòu)骨架。

多孔外軟保護(hù)套（sock）103安放在圓筒形屏97和底部屏101的周圍并用固定帶105保持在合適位置。

軟保護(hù)套103的第一和第二外壁部分86和88分別位于第一和第二內(nèi)區(qū)82和84附近。第二多孔外壁部分88包括圓筒形部分94和橫跨底部屏101的末端部分96二者。制造軟保護(hù)套103的多孔材料可以例如是3mcompany制造的陶瓷纖維編織材料。第二多孔外壁部分88和第一多孔外壁部分86的圓筒形部分94可以包括連續(xù)的圓筒形多孔燃燒器壁。

如下面進(jìn)一步說(shuō)明的，優(yōu)選的是把燃燒器組件42設(shè)計(jì)成匹配第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54的能力以便在燃燒器上提供基本上均勻的表面負(fù)荷。也就是說(shuō)，為均勻加熱燃燒器的每平方英寸表面積產(chǎn)生的熱能量應(yīng)是均勻的。因此，如果在最大輸出下高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的高范圍高端是低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的低范圍高端5倍，則第二多孔外壁部分88（包括其部分94和96二者）的表面積應(yīng)近似是第一多孔外壁部分86的外表面積5倍。更一般地，可以認(rèn)為，在那個(gè)實(shí)施例中第二多孔外壁部分88的外部表面積應(yīng)是在第一多孔外壁部分86的外部表面積的4-6倍范圍內(nèi)。

燃燒室32是較緊密的燃燒室，因?yàn)榕c許多其它類型現(xiàn)有技術(shù)燃燒器裝置相比，它較嚴(yán)密地限定燃燒器組件42。燃燒器組件42及其緊密限定的燃燒室32的設(shè)計(jì)能使燃燒器42的多孔外壁運(yùn)送很高的單位負(fù)荷（specificloading）用于高能輸入。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“單位負(fù)荷”指各多孔外壁部分的每單位表面積的動(dòng)力。通常的現(xiàn)有技術(shù)燃燒器裝置可以具有單位負(fù)荷為2500btu/in²-3600btu/in²，而本發(fā)明的燃燒器組件42可以利用高達(dá)5600btu/in²的單位負(fù)荷。

設(shè)備10優(yōu)選地利用直接火花點(diǎn)火元件98。該直接火花點(diǎn)火元件98向下伸入燃燒器32中到達(dá)鄰近第一多孔外壁部分86的外部，以便當(dāng)首先開始設(shè)備10的操作，和預(yù)混合的燃料和空氣僅從低范圍鼓風(fēng)機(jī)52流動(dòng)時(shí)，從第一多孔外壁部分86輸出的燃料和空氣混合物能被位于其附近的直接火花點(diǎn)火元件98點(diǎn)燃。

在圖4所示的構(gòu)造中，第一和第二多孔外壁部分86和88僅被內(nèi)部壁80的厚度分開且彼此十分接近以便從第一多孔燃燒器壁部分86出來(lái)的火焰隨后點(diǎn)燃從第二多孔燃燒器壁部分88輸出的燃料和空氣混合物。因此只需要一個(gè)直接火花點(diǎn)火裝置98。另外只需要一個(gè)火焰檢測(cè)器120。

應(yīng)該理解，由于內(nèi)部壁80的存在，所以在與燃燒器組件42的第一區(qū)82和第二區(qū)84有關(guān)的外部燃燒器表面之間有一小間隙。當(dāng)加熱設(shè)備10首次起火時(shí)，在僅是低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52提供燃料給燃燒器組件42的情況下，僅在第一區(qū)82的外部表面86上有火焰。熱燃燒氣體將向下流過(guò)第二區(qū)84的外表面94，且在啟動(dòng)第二鼓風(fēng)機(jī)組件54時(shí)那些熱氣體將點(diǎn)燃由高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54所提供的燃料。盡管由間隔壁80所產(chǎn)生的物理間隙優(yōu)選地保持最小，但應(yīng)該理解，只要多孔外表面94十分接近多孔外表面86以致能點(diǎn)燃從第二區(qū)84輸出的氣體，則設(shè)備10能僅用一個(gè)起初點(diǎn)燃第一區(qū)82中火焰的直接火花點(diǎn)火元件98操作。盡管在所示的實(shí)施例中由內(nèi)部壁80所產(chǎn)生的物理間隙為1英寸數(shù)量級(jí)，但可以預(yù)料，幾英寸，或許多達(dá)6英寸的間隙也能適應(yīng)，且從第二區(qū)84輸出的燃料仍能被從第一區(qū)82輸出的火焰的向下流動(dòng)的熱氣體點(diǎn)燃。盡管由于實(shí)際原因優(yōu)選的是燃燒器組件42是整體式制造的燃燒器組件，但可以想像與第一和第二鼓風(fēng)機(jī)組件52和54有關(guān)的燃燒器表面實(shí)際上完全分開，只要它們進(jìn)給共用燃燒區(qū)32并十分接近以致第二燃燒器表面88能采取從來(lái)自第一燃燒器86的火焰點(diǎn)火，且只要該設(shè)計(jì)防止發(fā)生對(duì)相鄰燃燒器的物理?yè)p壞。

該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，按照不同的工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，直接火花點(diǎn)火元件的使用通常限于具有較低燃料流速的較小加熱設(shè)備。這是由于典型的標(biāo)準(zhǔn)要求有例如4秒種的“點(diǎn)火周期試驗(yàn)”，在此期間燃料在點(diǎn)火之前必須流動(dòng)。在較大的點(diǎn)火設(shè)備，尤其是提供超過(guò)例如400000btu/hr的那些設(shè)備中，在點(diǎn)火之前的4秒流動(dòng)周期包括相當(dāng)大量的燃料并能由于點(diǎn)火時(shí)存在的氣體體積而產(chǎn)生“硬起動(dòng)”。然而，在本發(fā)明的加熱設(shè)備10利用低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件的情況下，能享受使用直接火花點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榈头秶娘L(fēng)機(jī)組件將像典型的較低范圍水加熱設(shè)備那樣點(diǎn)火，并因而高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54能采取它的從事先點(diǎn)火的低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件點(diǎn)火而對(duì)高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件不進(jìn)行“點(diǎn)火周期試驗(yàn)”。

如在圖3和4中能看出的，將燃燒室32限定于其內(nèi)的內(nèi)套或熱交換器壁30由第一較小直徑部分100和第二較大直徑部分102組成。燃燒器組件42的第一區(qū)82位于較小直徑部分100內(nèi)，而第二區(qū)84位于較大直徑部分102內(nèi)。因此從第一多孔外壁部分86較小直徑熱交換器壁部分100的徑向間隙小于第二圓筒形多孔外壁部分94和較大直徑熱交換器部分102之間的間隙。當(dāng)燃燒器組件42僅用低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52穿過(guò)第一區(qū)82提供燃料空氣混合物給燃燒器組件42在其低范圍中工作時(shí)，這為燃燒器組件42提供改進(jìn)的熱傳遞。來(lái)自第一多孔外壁部分86的火焰比較接近較小直徑熱交換器壁部分100并因此較直接地將熱量傳遞于其上。因此由低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52供給的來(lái)自第一區(qū)82的火焰具有比由高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54供給的來(lái)自第二區(qū)84的火焰短的距熱交換器壁30的減小直徑部分100的偏距（standoff），該來(lái)自第二區(qū)84的火焰具有較大的距熱交換器壁30的較大直徑部分102的偏距距離。

另外，內(nèi)套30的這種分級(jí)式構(gòu)造增加了水室26的最上面部分104鄰近水出口14的徑向?qū)挾?。這幫助提供水穿過(guò)水區(qū)50圍繞內(nèi)徑30的整個(gè)圓周的均勻向上流動(dòng)。

安全特色

使用各都將預(yù)混合的燃料和空氣送到共用燃燒室內(nèi)共用燃燒器組件的雙鼓風(fēng)機(jī)組件要求采取措施來(lái)防止發(fā)生熱燃燒氣體從燃燒室32回流到其中一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件中。

這對(duì)于小鼓風(fēng)機(jī)組件52尤其重要，該小鼓風(fēng)機(jī)組件52由于它的較小尺寸能很容易克服和被大體積能從大鼓風(fēng)機(jī)組件54的操作回流的熱燃燒氣體破壞。能提供三種不同的安全特色以防止小鼓風(fēng)機(jī)組件52的這種回流。對(duì)大鼓風(fēng)機(jī)組件54與可以提供同樣的三個(gè)特色。

防止回流到低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52的一種方法是在鼓風(fēng)機(jī)56的排出口上設(shè)置機(jī)械止回閥104。機(jī)械止回閥能是瓣式閥，該瓣式閥當(dāng)合適地工作時(shí)將機(jī)械式防止回流到鼓風(fēng)機(jī)56中而允許流出鼓風(fēng)機(jī)56。盡管圖1中未示出，但在大鼓風(fēng)機(jī)66的排出口上能設(shè)置同樣的機(jī)械止回閥。

用于防止這種回流的第二種手段是在鼓風(fēng)機(jī)56和燃燒器組件42之間的導(dǎo)管中設(shè)置溫度傳感器106，如果熱燃燒氣體回流向鼓風(fēng)機(jī)56該溫度傳感器能檢測(cè)增加的熱量。如圖2中示意示出的，溫度傳感器106與控制系統(tǒng)76通信，而控制系統(tǒng)76根據(jù)通過(guò)溫度傳感器106檢測(cè)出到低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52內(nèi)的回流可操作以切斷加熱設(shè)備10。相似的溫度傳感器108能設(shè)在高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54和燃燒器組件42之間。

還有另一種用于檢測(cè)和回流到鼓風(fēng)機(jī)組件二者之一的手段是提供分別與鼓風(fēng)機(jī)56和66有關(guān)的速度傳感器110和112，以便檢測(cè)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇速度。應(yīng)該理解，在水加熱設(shè)備10的正常運(yùn)行期間，控制系統(tǒng)76發(fā)送操作信號(hào)給鼓風(fēng)機(jī)56和66的變速驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并因此控制系統(tǒng)76指令每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)56和66以編程的速度工作，該編程的速度視需熱量和控制系統(tǒng)66所利用的控制情況而定。因此控制系統(tǒng)76及時(shí)知道每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)56和66的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇速度哪個(gè)是在任何規(guī)定點(diǎn)處。如果控制器76通過(guò)速度傳感器110和112檢測(cè)出無(wú)論哪個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)際鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇速度失常，則控制器76能切斷加熱設(shè)備10。這種料想不到的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇速度視系統(tǒng)的不同形式故障而定可以是超速或欠速，但在任何情況下如果鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇速度與編程序的速度顯著不同，則控制系統(tǒng)76能切斷加熱設(shè)備10，或者能發(fā)送合適的報(bào)警信號(hào)告訴操作者決定采取什么動(dòng)作。

補(bǔ)充空氣特色

水加熱設(shè)備10可以這樣設(shè)計(jì)，以使第一熱交換器部分28是不冷凝的熱交換器，亦即熱燃燒氣體中的水蒸汽在燃燒室32的范圍內(nèi)應(yīng)不冷凝。第二熱交換器部分40設(shè)計(jì)成是冷凝式熱交換器，并因此熱燃燒氣體中所含的水份可以冷凝在火管36的內(nèi)側(cè)上。如該領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，預(yù)料在其中冷凝水分的冷凝熱交換器部分委托用如不銹鋼材料制成的那部分熱交換器，該不銹鋼材料不會(huì)由于水分的存在而腐蝕。

因此，按照設(shè)備10的規(guī)定的操作參數(shù)，在設(shè)備10內(nèi)不同點(diǎn)處的工作溫度應(yīng)是這樣，以使在燃室32內(nèi)設(shè)有熱燃燒氣體中水的冷凝作用。水的冷凝作用能在火管36的內(nèi)部發(fā)生。

只要能保證在燃燒室32內(nèi)沒(méi)有冷凝作用，則內(nèi)熱交換套30能用碳鋼制成，而火管36將用不銹鋼制成。如該領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，當(dāng)不銹鋼暴露于水中時(shí)更耐腐蝕得多。另一方面，碳鋼如果暴露于水中則全腐蝕，但碳鋼與不銹鋼相比有許多優(yōu)選的特性如降低成本和增加傳熱能力。因此，在工作狀況允許的地方，使用碳鋼可能是優(yōu)選的。

必須監(jiān)視以防在第一熱交換器28中冷凝的情況是確保內(nèi)套的壁或熱交換壁30停留在高于燃燒室32內(nèi)熱燃燒氣體中冷凝水蒸汽的露點(diǎn)的的溫度下。這能通過(guò)確保穿過(guò)水側(cè)26向上流動(dòng)的水正好在它進(jìn)入上面部分50之前的水溫高于熱燃燒氣體中冷凝水蒸汽的露點(diǎn)來(lái)保證。因此，溫度傳感器110可以放置在內(nèi)套30正下方的水側(cè)26中，如圖3和4中所示。

溫度傳感器110可以更一般地說(shuō)成用于檢測(cè)涉及加熱設(shè)備10內(nèi)燃燒氣體的可能冷凝作用的參數(shù)的傳感器110，而傳感器110提供輸入給控制系統(tǒng)76。

通過(guò)使用本文所述的雙鼓風(fēng)機(jī)組件所提供的獨(dú)特工作情況提供獨(dú)特的用于解決冷凝問(wèn)題的手段，如該領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，燃燒室36內(nèi)熱燃燒氣體中所含水蒸汽的露點(diǎn)能通過(guò)添加待與燃燒室32內(nèi)熱燃燒氣體混合的增加的空氣量改變。這種加入設(shè)有伴隨燃料的補(bǔ)充空氣產(chǎn)生總體更干的氣體混合物。因此具有較低的露點(diǎn)。

由于加熱設(shè)備10具有有兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件存在和對(duì)每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)所提供的燃料空氣混合物有控制的優(yōu)點(diǎn)，所以控制系統(tǒng)76能指令其中一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)提供設(shè)有燃料的空氣，而燃燒的燃料空氣混合物來(lái)自另一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件。

這在加熱設(shè)備10工作的范圍的下面部分內(nèi)的工作狀況下尤其有意義。它是在冷凝問(wèn)題通常發(fā)生的低負(fù)荷工作狀況下。因此，例如，如果當(dāng)工作基于來(lái)自第一鼓風(fēng)機(jī)組件52的燃料和空氣混合物時(shí)，控制系統(tǒng)76檢測(cè)由于在傳感器110處的溫度降到低于燃燒空氣的預(yù)定冷凝點(diǎn)，則控制系統(tǒng)76能針對(duì)第二鼓風(fēng)機(jī)組件以便提供沒(méi)有燃料的補(bǔ)充空氣給燃燒器組件42，因此降低了燃燒室32內(nèi)燃燒氣體的露點(diǎn)，并避免在第一熱交換器28內(nèi)產(chǎn)生冷凝作用。

同樣，當(dāng)?shù)谝蝗剂虾涂諝庳?fù)荷來(lái)自第二鼓風(fēng)機(jī)組件54時(shí)，第一鼓風(fēng)機(jī)組件52是補(bǔ)充空氣源也是可行的。在上述補(bǔ)充空氣的情況下，放出補(bǔ)充空氣的鼓風(fēng)機(jī)組件一般可以稱之為補(bǔ)充鼓風(fēng)機(jī)。

然而，還應(yīng)該注意，即使第一熱交換器28打算是非冷凝式的，但如果需要，內(nèi)套30也能用不銹鋼制成。如果設(shè)置這種不銹鋼內(nèi)套30，則不一定提供上述補(bǔ)充空氣特色。

操作方法

用于水加熱設(shè)備10的典型工作方案如下。該方案從假定水加熱設(shè)備10停機(jī)開始，而它的控制系統(tǒng)接通但燃燒器組件32斷路。

在接收來(lái)自控制系統(tǒng)76的加熱要求時(shí)，控制系統(tǒng)76將首先檢驗(yàn)設(shè)備10的不同安全先決條件如指示止回閥104處于其閉合位置的開關(guān)，和指示沒(méi)有火焰、沒(méi)有火焰等的處于合適范圍內(nèi)的不同溫度傳感器。

然后控制系統(tǒng)76將接合在低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54二者中的鼓風(fēng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)76將通過(guò)試驗(yàn)包括下列的點(diǎn)火程序：

1.證實(shí)當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇56開動(dòng)時(shí)止回閥110已打開。

2.證實(shí)高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇66是在最小速度例如1250rpm下開動(dòng)，以便防止任何回流穿過(guò)高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54。

3.空氣壓力開關(guān)將檢測(cè)橫跨大鼓風(fēng)機(jī)54的壓差，而提供進(jìn)一步證實(shí)大鼓風(fēng)機(jī)54開動(dòng)。

4.不同的火焰和溫度傳感器應(yīng)證實(shí)在燃燒室32中沒(méi)有火焰和沒(méi)有熱量產(chǎn)生。

一旦點(diǎn)火程序試驗(yàn)證實(shí)所有系統(tǒng)都適用于點(diǎn)火，則控制器76將通過(guò)吹掃氣體程序以便提供燃料給低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52，并發(fā)送點(diǎn)火信號(hào)給直接火花點(diǎn)火元件98以便點(diǎn)燃從鼓風(fēng)機(jī)組件42的第一區(qū)82輸出的燃料和氣體的火焰?；鹧?zhèn)鞲衅鲗⒆C實(shí)點(diǎn)火。

然后，視系統(tǒng)所要求的熱量而定，低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52的輸出將如所需增加。如果要求熱量較低且單獨(dú)用低范圍鼓風(fēng)機(jī)52就能滿足需要，則低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52的鼓風(fēng)機(jī)56速度將增加到足以滿足需熱量的水平，而高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54的鼓風(fēng)機(jī)66將持續(xù)僅在最小速度下運(yùn)轉(zhuǎn)以便防止回流和不從高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54提供燃料給燃燒器組件42。

另一方面，如果需熱量高，則控制系統(tǒng)76能使高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54如所需提供額外的燃料和空氣經(jīng)燃燒器組件42穿過(guò)燃燒器組件32的第二區(qū)84。

在整個(gè)加熱設(shè)備10的工作過(guò)程中，控制系統(tǒng)76將連續(xù)地監(jiān)視故障的不同安全系統(tǒng)。典型的故障能例如是可能引起過(guò)加熱和回流的在加熱設(shè)備10上產(chǎn)生過(guò)大反壓的燃料的限制；可能引起回流的止回閥104的破裂；鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇電機(jī)的損耗，或諸如此類。在檢測(cè)任何故障時(shí)，控制系統(tǒng)76都能通過(guò)使氣體閥64和74斷路切斷加熱設(shè)備10，因此防止燃料流到燃燒器組件42。

控制系統(tǒng)76還連續(xù)地監(jiān)視加熱設(shè)備10的不同的其它操作參數(shù)。進(jìn)入入口12的水溫度用溫度傳感器116監(jiān)視。從出口14輸出的水溫度用溫度傳感器118監(jiān)視。火焰?zhèn)鞲衅?20檢測(cè)在燃燒室32中是否有火焰。廢氣煙道溫度傳感器122檢測(cè)離開煙道46的廢氣的溫度；如果在沒(méi)有足夠的水穿過(guò)其流動(dòng)的情況下設(shè)備10燃燒，則能例如利用它來(lái)檢測(cè)。

在利用兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件52和54的加熱設(shè)備10中必須處理的一個(gè)問(wèn)題是如何處理提供稍微超過(guò)低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52能提供的需熱量。例如，如果低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件只能在80000btu/hr和400000btu/hr之間的熱輸入下工作和如果高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54只能在400000btu/hr和2000000btu/hr之間的熱輸入下工作，則沒(méi)有這兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件的組合能正好提供在400000–480000btu/hr范圍內(nèi)的需熱量。該過(guò)渡區(qū)能用幾種方法處理。

處理過(guò)渡區(qū)的一種方法是選擇鼓風(fēng)機(jī)組件52和54，以便它們具有能力上至少等于低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52的最小工作能力的疊加。因此如果如此選擇低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52，以使它能在80000和480000btu/hr之間工作，和如果高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54能在400000btu/hr和2000000btu/hr之間工作，則低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52能提供從80000至480000btu/hr的需熱量，而在需熱量超過(guò)480000btu/hr時(shí)，高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54能在400000btu/hr下開始，而低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52能節(jié)流回到必需熱輸入的其余部分。當(dāng)然，疊加能大于上述疊加，且低范圍和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和54能用任何合適的組合開始以便提供必要的需熱量。

當(dāng)然，低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54之間工作范圍的疊加能用任何方式提供。例如，高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54能如此選擇，以使它能稍低于其工作范圍的標(biāo)稱低端下工作。

此外，如果選定的低范圍和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和54是這樣，以致在它們的工作范圍中沒(méi)有足夠的疊加能提供需熱量的每個(gè)點(diǎn)，因此在可用的需熱量中產(chǎn)生一小間隙，則控制系統(tǒng)能用這種方式工作以便盡量減少加熱設(shè)備10的斷續(xù)循環(huán)。例如，操作程序能使用像2008年4月30日由paine提出的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)no.12/112179中所述并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人那樣的操作程序，其詳細(xì)內(nèi)容包括在本文中作為參考文獻(xiàn)。

在最大工作狀況下，應(yīng)該注意，即使在低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54二者都在最大輸出下工作的情況下，一般也不能預(yù)期組合式輸出會(huì)達(dá)到這個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件的最大單個(gè)輸出的總和。也就是說(shuō)，在所給出的實(shí)施例中，不能預(yù)期低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52提供400000btu/hr和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54提供2000000btu/hr總量為2400000btu/hr。原因是在最大工作能力下，系統(tǒng)內(nèi)的反壓是這樣，亦即低范圍或高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件二者都不能達(dá)到它的最大工作狀況。因此，可以預(yù)料，在最大工作狀況下，兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件的組合式輸出將與給出的例子中所需的近似2000000btu/hr的加熱器輸入相對(duì)應(yīng)。

還應(yīng)該注意，由于燃料效率原因，在最大工作狀況下優(yōu)選的是提供燃料穿過(guò)低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52和高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54二者。盡管可以想像通過(guò)簡(jiǎn)單地使高范圍鼓風(fēng)機(jī)組件54在其最大輸出下工作提供最大所需的輸入2000000btu/hr，但必需記住，為了防止回流穿過(guò)較小的低范圍鼓風(fēng)機(jī)組件52，鼓風(fēng)機(jī)56通常將保持運(yùn)轉(zhuǎn)，因此提供一些沒(méi)有燃料的空氣流。那種沒(méi)有燃料的空氣流實(shí)際上冷卻燃燒氣體，并因此降低了工作效率。因此，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)組件52和54二者工作以提供燃料和燃燒空氣給燃燒器組件42時(shí)，產(chǎn)生最大工作效率。

在那種操作期間，應(yīng)該理解，為了避免回流到無(wú)論哪個(gè)鼓風(fēng)機(jī)組件中，燃燒器組件42的每個(gè)內(nèi)區(qū)82和84中的壓力都必須大于燃燒室32內(nèi)的壓力。

因此，可以看出，本發(fā)明的設(shè)備和方法很容易實(shí)現(xiàn)上述及本文固有的那些目的和優(yōu)點(diǎn)。盡管對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)已經(jīng)示出和說(shuō)明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，但該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在零部件和步驟的安排和構(gòu)造上進(jìn)行許多改變，該許多改變用如下面權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的范圍和精神實(shí)施。