CN1548805A

CN1548805A - 空气比例控制锅炉

Info

Publication number: CN1548805A
Application number: CNA031313833A
Authority: CN
Inventors: 姜信求; 姜秉熙
Original assignee: GYONGTONG BOILER CO Ltd
Current assignee: GYONGTONG BOILER CO Ltd
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-11-24

Abstract

本发明涉及一种空气比例控制锅炉，使用价格低廉的AC鼓风机和电流比例气阀和风量传感器，利用风量直接控制电流比例气阀，所以可以在整个风量范围内使气体量都很适合，可以供应使目前热水温度比例控制成设定温度用的最佳所需热量，即使在异常的气候或条件下，也可以使锅炉在最佳的条件下安全的点火进行燃烧而改善了燃烧性能，所以具有提高效率节省燃料费用等优点。

Description

空气比例控制锅炉

技术领域

本发明涉及一种空气比例控制锅炉，更详细地说，本发明涉及一种使用价格低廉的AC鼓风机(即交流鼓风机)和电流比例气阀和风量传感器，通过由风量直接控制电流比例气阀而在风量的整个范围内调节气体的量，实现使用价格低廉的设备而可以在风量的整个范围内高效率地进行控制的空气比例控制锅炉。

背景技术

一般家庭中使用的暖气设备及热水锅炉，根据使用的燃料大致区分为燃油锅炉和燃气锅炉。其中，最近以来，为了减少大气污染和使用方便起见，主要使用燃气锅炉，作为其燃料，使用液化天然气(LNG)。

燃气锅炉，根据加热供暖水的热交换器，分为冷凝式和非冷凝式。其中，冷凝式的燃气锅炉，利用燃烧热直接加热供暖水，并且，通过再次吸收排出的气体的凝聚潜热，所以可以使热效率达到最大。

现对作为一般使用的冷凝式燃气锅炉的一个例子进行说明，在上部设置燃烧喷灯(burner)将与空气混合的气体点火并使之朝下燃烧，在设于其下部的暖气热交换器中，利用高温燃烧气体将流体(或者供暖水)加热，通过使如此被加热的流体在房间和居室内循环，实施暖气运转。

而且，热水运转时使三通阀动作，将供应给房间和居室的热水切断，将其转换供应给并列设置的热水供应热交换器，而作为加热源使用，将热水供应用热水持续供应及回水至被切断并接触的热水供应热交换器的其它部分并进行加热，将加热的水用于洗脸和浴池。

这样构成的燃气锅炉，根据其控制方式和密闭状态而分成各种形式，特别是空气比例控制方式，是在测定从外部流入的空气的压力之后，与所测定的空气压力成比例地向前述燃烧喷灯中供应燃料，所以，通过与流入的空气压力成比例地供应正确的量的燃料，可以提高燃烧效率，最大限度地抑制有害气体的排出，防止环境的污染。

即，由于调节气体的量的变量只依赖于空气压力而进行变化，所以，即使对气阀的比例控制部分不特别进行控制，相对于一定的空气压力也会排出一定量的气体，总是具有一定的空气比，所以，与通/断式及电流比例控制方式不同，能够正确地进行比例控制。

对于这种空气比例控制式锅炉，由本申请人以“空气比例控制式冷凝锅炉”的名称提出申请，由韩国专利公开(公开号10-2000-26741，2000.5.15)并进行登记(专利编号第270900号，2000.8.8登记)。图1是表示一般的空气比例控制冷凝锅炉的结构图，图2是表示一般的空气并列控制冷凝锅炉的结构的框图。

首先，如图1所示，冷凝燃气锅炉，是以根据外部空气的温度变化调节空气压力，而总是供应一定量的空气的空气比例控制方式进行运转。作为其整体结构，由以下部分构成：备有通过DC鼓风机10的动作吸入外部空气的吸气导管3及将燃烧的排出气体排出到外部的排气导管20的密闭型主体2；将由通过第一及第二电磁阀46、46’和空气比例控制阀47而供应的气体和由DC鼓风机10吸入的空气所构成的混合气体燃烧的燃烧喷灯12以及将供暖水加热的显热部热交换器14，与潜热部热交换器16组装为一体的燃烧器4；由一面通过显热部热交换器14一面进行加热的供暖水将供应的水加热的热水热交换器34；将经过供暖水过滤器24和气水分离器26的供暖水供应给前述潜热部热交换器16的循环泵22；贮存根据三通阀28及防过压阀32的动作而流入的供暖水的一部分的膨胀箱48。

此外，为了进行空气比例控制，如果从设置感知从设于吸入室6上的DC鼓风机10吸入的空气压力的空气压力检测部50的空气比例控制阀47的压力识别部51输入压力的话，控制器40用根据空气压力识别部51所感知的空气压力而引出的气体使锅炉燃烧，并接收温度传感器的信号，利用是否达到设定温度的数据计算热量，对DC鼓风机10的转速进行占空比(duty，デユ一テイ)控制，仅以必要的转速使空气压力变化，调节空气比例控制阀47的气体排出量，调节供应给燃烧喷灯12的气体的量。

更详细地说，在燃烧器4的上部设置燃烧喷灯12，该燃烧喷灯12是使利用DC鼓风机10的动作通过吸入室6而被吸入的供应空气和气体燃烧，在燃烧喷灯12的下方，依次配置显热部热交换器14和潜热部热交换器16。显热部热交换器14在从燃烧喷灯12产生的显热直接接触并使之进行热交换的过程中，将供暖水加热，潜热部热交换器16利用与排出气体的热接触时产生的潜热加热供暖水。

通过潜热部热交换器16的排出气体，通过排气导管20被放出到外部，在热交换过程中产生的冷凝水集中到排气罩18上之后，被排出到外部。通过循环泵22的动作，一面依次通过潜热部热交换器16和显热部热交换器14一面被加热的供暖水的温度，由热敏电阻52感知，送往控制器40。

在锅炉的左侧下部上，配置有使供暖水循环的的循环泵22。当循环泵22动作时，结束室内供暖的供暖水经由线路L1流入供暖水过滤器24。在供暖水过滤器24，除去包含在供暖水中的杂质，将过滤后的供暖水送往上部的气水分离器26。气水分离器26用于将包含在供暖水中的空气排出，通过上部的排气孔将空气排出。

在供暖水过滤器24和气水分离器26之间设置有防止供暖水的压力过分上升用的过压防止阀32，将供暖水的一部分送往膨胀箱48而调节压力。通过气水分离器24的供暖水利用循环泵22的动作经由线路L2供应给潜热部热交换器16之后，一面通过显热部热交换器14一面被加热，被排出到线路L3。通过线路L3排出的供暖水借助三通阀28的动作供应给室内。

图中，在锅炉的中间下部表示出利用供暖水的热获得热水的热交换器。热水流将在借助开关36的动作经由线路L6流入的冷水在通过热水热交换器34的过程中加热后，经由线路L7被排出。本发明的热水热交换器34成并列式结构，通过将所控制的温度偏差范围设定在比现有技术更小的区域内，提高锅炉的运转区域，可以最大限度地抑制有害气体的排出。

在锅炉的右侧下部，设置气体供应装置。从第一及第二电磁阀46，46’开始，根据从控制器40传递的DC鼓风机10的输出信号，持续对DC鼓风机10的转速进行占空比控制，利用使气体排出量变化的空气比例控制阀47的动作经由线路L8流入的气体，经由线路L9供应给燃烧器4的上部的喷嘴8。这时，通过借助空气比例控制阀47的动作来改变气体的供应量，而补偿伴随着外部空气的变化的供应量。这样供应的气体被通过点火变压器42和点火棒传递的火花点火燃烧，这样一系列的燃烧过程，由接受使用者操作的室内温度调节器38的输入信号的控制器40进行控制。

其次，根据图2所示的框图，说明空气比例控制式冷凝锅炉的动作过程。

控制器40以热敏电阻52感知的供暖水的温度和由使用者选择的所希望的室内温度以及所希望的动作时间等各种输入信号为基础计算出基于最佳空燃比的燃料量。其次，基于计算出来的燃料量将信号送往无级控制DC鼓风机10，通过占空比控制，伴随着空气压力的变化，将供应给燃烧喷灯12的燃料量控制在最佳状态。控制器40除DC鼓风机之外，还将输出信号送往第一及第二电磁阀46，46’及点火变压器42等，使锅炉的正常运转成为可能。

如上所述，在空气比例控制锅炉中，当计算热量，对DC鼓风机10的转速进行占空比控制，仅以必要的转速使空气压力变化时，伴随着空气压力的变化调节空气比例控制阀47的气体排出量，调节供应给燃烧喷灯12的气体的量。

即，在现有技术中，在由通常在锅炉中使用的AC鼓风机和电流比例控制阀及风压传感器基于温度控制燃烧喷灯的情况下，由于不能掌握供应给燃烧室的风量，而在吹入逆风堵塞烟道的情况下，即，在异常的条件下，由于风量和气体不合乎比例，存在着在点火时会产生噪音、爆发点火以及不点火，在燃烧过程当中，会发生噪音及不发火等问题。

为了解决这些问题，最近，如前面所述，作为气阀使用空气比例控制阀47，由于根据这种空气比例控制阀47的特性需要高的压力，所以使用DC鼓风机10。

但是，在使用前述DC鼓风机10和空气比例控制阀47的情况下，存在着这样的问题：产品的价格昂贵，由空气比例控制阀47设定的气体的量相对于整个风量相互不吻合，产生误差，对比部件的价格，并不实用，效率低。

此外，由于使用高价的DC鼓风机10，存在着增高锅炉的价格的问题。

发明内容

本发明是为了解决前述问题提出的，其目的在于提供一种空气比例控制锅炉，所述锅炉使用价格低廉的AC鼓风机和电流比例气阀，并使用风量传感器以代替现有技术中的风压传感器，利用风量直接控制电流比例气阀，可以在整个风量的范围内调节气体的量，由此使用价格低廉的设备就可以在整个风量的范围内进行高效率地控制。

为了实现前述目的，本发明提供一种空气比例控制锅炉，可以调节与吸入的空气相关联的供应的燃料的量，其中，包括：通过吸气导管吸入空气用的AC鼓风机；设置在吸入室内、测定由前述AC鼓风机吸入的空气的量用的风量传感器；调节所供应的气体的量用的电流比例气阀；控制由热量所决定的AC鼓风机的转速(RPM)，根据风量传感器所测定的风量来调节电流比例气阀的控制器。

下面，对前面所述的本发明的动作进行说明。

用控制器对计算热量后的AC鼓风机的转速进行RPM控制，仅以必要的转速使吸入的空气量变化时，通过由风量传感器输入空气量的变化，换算成目前必须的最佳气体量对电流比例气阀进行控制，从而可以在整个风量的范围内调节气体的量。

下面，基于附图说明本发明的优选实施例。此外，本实施例并不限定本发明的权利范围，只是作为例子提出来的，同时，与现有技术的结构相同的部分使用相同的符号和名称。

附图说明

图1是表示一般的空气比例控制冷凝锅炉的结构图；

图2是表示一般的空气比例控制冷凝锅炉的结构的框图；

图3是表示根据本发明的空气比例控制锅炉的结构的框图。

其中，附图标记说明如下：

10：DC鼓风机 12：燃烧喷灯

14：显热部热交换器 16：潜热部热交换器

18：排气罩 20：排气导管

22：循环泵 24：供暖水过滤器

26：气水分离器 34：热水热交换器

38：室内温度调节器 40，40’：控制器

46，46’：第一、第二电磁阀 47：空气比例控制阀

50：空气压力检测部 51：空气压力识别部

60：AC鼓风机 70：风量传感器

80：电流比例气阀

具体实施方式

图3是表示根据本发明的空气比例控制锅炉的结构的框图。这里，如图所示，它由以下部分构成：通过吸气导管3吸入空气用的AC鼓风机60；设置在吸入室6内，测定由前述AC鼓风机吸入的空气量用的风量传感器70；调节所供应的气体量用的电流比例气阀80；感知供暖水的温度的热敏电阻52；使用者操作一系列燃烧过程用的室内温度调节器38；使所供应的气体中产生火花并进行点火用的点火变压器42；使供暖水循环的循环泵22；调节所供应的燃料量用的第一及第二电磁阀46，46’；以及控制器40’；其中，所述控制器40’是根据利用热敏电阻52感知的供暖水温度和由使用者选择的室内温度调节器38等的各种输入信号计算最佳的热量，控制由热量所决定的AC鼓风机60的RPM，通过利用风量传感器70测定的风量使点火变压器42与第一和第二电磁阀46，46’及循环泵22动作，对电流比例气阀80进行调节。

从而，当使用者通过室内温度调节器38使锅炉进行供暖运转时，首先用控制器40’使循环泵22以及AC鼓风机接通，利用风量传感器70检测出目前供应给燃烧室的风量，对AC鼓风机60的RPM进行控制使得成为点火所必需的风量。

此外，当变成最佳风量时，使点火变压器42接通，使点火所必需的风量保持一定的时间之后，打开当前的风量所必需的第一或者第二电磁阀46，46’，使之点火之后，断开点火变压器，开始供暖运转。

如前面所述，控制器40’使锅炉点火，利用热敏电阻52感知供暖水温度，利用比例控制公式计算所需的热量，以使得将目前的供暖水温度比例控制成所设定的供暖水温度，根据该热量计算出AC鼓风机60的RPM，利用该值控制AC鼓风机60，所供应的燃料量是将利用风量传感器70检测出来的风量值换算成目前燃烧喷灯12所必需的最佳燃料量，利用该数值控制电流比例气阀80，调节燃料量。

如上所述，本发明使用价格低廉的AC鼓风机和电流比例气阀和风量传感器，利用风量直接控制电力比例气阀，所以，可以在整个风量范围内使燃料量都很适合，可以供应使目前供暖水温度比例控制成设定温度用的最佳所需热量，即使在异常的气候或条件下，也可以使锅炉在最佳的条件下安全的点火进行燃烧，所以，具有改善燃烧性能，提高效率节省燃料费用等优点。

此外，具有这样的优点，即通过使用价格低廉的AC鼓风机和电流比例气阀，可以进一步价格低廉并且可以安全便利地进行使用。

Claims

1、一种空气比例控制锅炉，可以调节与吸入的空气相关联的供应的燃料的量，其特征在于，包括：

通过吸气导管吸入空气用的AC鼓风机；

设置在吸入室内、测定由前述AC鼓风机吸入的空气的量用的风量传感器；

调节所供应的气体的量用的电流比例气阀；

控制由热量所决定的AC鼓风机的转速，根据风量传感器所测定的风量来调节电流比例气阀的控制器。