CN202177109U - 一种燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气燃烧器，包括燃烧头、控制器、人机交互装置、安装在燃烧头上的点火装置及火焰监测装置和与控制器分别连接的燃料装置及送风装置；火焰监测装置输出端接控制器输入端；控制器输出端接点火装置输入端，用于控制点火装置开启与关闭；人机交互装置与控制器相应的接口相连接。本实用新型气量和风量单独调节，通过人机交互装置，预先设定好风气比，自动调节风门和气量，能耗低，从而减少了废气的排放；本实用新型通过人机交互装置解决了操作复杂的问题，自动化程度高，控温准确，燃气调节比高，可提高效率；本实用新型可以用于锅炉，也可以用于热风炉，还适用于热空气(最高250℃)燃烧装置。

Description

一种燃气燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体涉及一种燃气燃烧器。

背景技术

目前常规的燃气燃烧器可分为单段火、两段火、比例调节，但它们都是机械连动的，靠改变伺服电机的行程，然后通过联杆带动风门和燃气碟阀运行，来调节火量的大小。这种燃气燃烧器经长时间运行后，其联杆会产生磨损或变形，因此普遍存在以下缺陷：(1)能耗大(机械调节风气比精度低，燃烧不充分)；(2)操作复杂(燃气压力变化要重新调节)；(3)燃气调节比低(1∶4)；(4)机械结构复杂，零件使用寿命短，维修难等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种能耗低、操作简单的燃气燃烧器，具有机械结构简单、便于维修和零件使用寿命长等优点。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型包括燃烧头、控制器、人机交互装置、安装在燃烧头上的点火装置及火焰监测装置和与控制器分别连接的燃料装置及送风装置；火焰监测装置输出端接控制器输入端，用于将检测到的火焰燃烧信号发送到控制器；控制器输出端接点火装置输入端，用于控制点火装置开启与关闭；人机交互装置与控制器相应的接口相连接。

本实用新型还包括安装在燃烧头内的温控装置，温控装置输出端接控制器输入端，用于将温度信号传输到控制器。

上述述燃烧头包括燃烧头壳体和安装在燃烧头壳体上的燃烧头进气管及燃烧头进风管。

上述燃烧头还包括安装在燃烧头壳体上的观火孔和安装在燃烧头壳体内的燃烧器雾化装置。

上述燃料装置包括安装在燃烧头进气管上的燃气压力高检测装置和与燃烧头进气管相对应的燃料管；燃料管输入端设有用于检测燃气进气压力的燃气压力低检测装置，其输出端安装有进气碟阀，燃气压力低检测装置与进气碟阀之间的燃料管上安装有组合阀，组合阀之间的燃料管上设有检漏装置；进气碟阀通过气量伺服电机控制其开度，气量伺服电机上设有气量伺服电机反馈；气量伺服电机反馈、气量伺服电机、燃气压力低检测装置、组合阀、燃气压力高检测装置和检漏装置分别与控制器相连接。

上述送风装置包括与燃烧头进风管相对应的鼓风装置和安装在燃烧头进风管上的风压检测装置及风门；风门通过风量伺服电机控制其开关量，风量伺服电机上设有风量伺服电机反馈；风压检测装置、风量伺服电机反馈、风量伺服电机和鼓风装置分别与控制器相连接。

上述点火装置采用的是安装在燃烧头壳体上的燃气点火枪。

上述火焰监测装置采用的是安装在燃烧头壳体上的火焰传感器。

上述温控装置采用的是安装在燃烧头壳体内的温度传感器。

本实用新型气量和风量单独调节，通过人机交互装置，预先设定好风气比，自动调节风门和气量，能耗低，从而减少了废气的排放；本实用新型通过人机交互装置解决了操作复杂的问题，自动化程度高，控温准确，燃气调节比高，可提高效率；本实用新型机械结构简单、维修方便和零件使用寿命长等优点；本实用新型可以用于锅炉，也可以用于热风炉，还适用于热空气(最高250℃)燃烧装置。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；(图中A表示的方向为进气方向，B表示的方向为进风方向)

图2为本实用新型的电器连接原理图；

图3为本实用新型的自动控制过程流程图；

图4为进气碟阀和气量的关系曲线；

图5为风门和风量的关系曲线。

(图中各标号：11、燃烧头壳体，12、燃烧头进气管，13、燃烧头进风管，14、观火孔，2、控制器，31、燃气压力高检测装置，32、燃料管，33、燃气压力低检测装置，34、组合阀，35、进气碟阀，36、检漏装置，37、气量伺服电机，38、气量伺服电机反馈，39、过滤器，310、膨胀节，41、风压检测装置，42、风门，43、鼓风装置，44、风量伺服电机，45、风量伺服电机反馈，5、点火装置，6、火焰监测装置，7、人机交互装置，8、温控装置)

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2，本实用新型包括燃烧头、控制器2、人机交互装置7、点火装置5、火焰监测装置6、温控装置8和与控制器2分别连接的燃料装置及送风装置。其中，点火装置5和火焰监测装置6安装在燃烧头上，温控装置8安装在燃烧头内。

火焰监测装置6及温控装置8输出端分别接控制器2输入端，火焰监测装置6及温控装置8分别将检测的火焰燃烧信号及温度信号传输到控制器2。

控制器2输出端接点火装置5输入端，控制器2用于控制点火装置5的开启与关闭。

人机交互装置7与控制器2相应的接口相连接，燃气燃烧器的各项数据通过人机交互装置7显示出来，同时也可以通过人机交互装置7发出启动或停止命令以及修改燃气燃烧器风气比等数据。

燃烧头包括燃烧头壳体11、燃烧器雾化装置(图中未画出)、燃烧头进气管12、燃烧头进风管13和观火孔14。

其中，燃烧器雾化装置安装在燃烧头壳体11内；燃烧头进气管12、燃烧头进风管13和观火孔14安装在燃烧头壳体11上。

燃料装置包括安装在燃烧头进气管12上的燃气压力高检测装置31和燃料管32；燃料管32的出口与燃烧头进气管12的进口相对应。

燃料管32输入端安装有燃气压力低检测装置33(用于检测燃气进气压力大小)，燃料管32输出端安装有进气碟阀35，燃气压力低检测装置33与进气碟阀35之间的燃料管32上安装有组合阀34，组合阀34包括第一阀和第二阀，第一阀和第二阀之间的燃料管32上安装有检漏装置36。第一阀和第二阀均通过控制器2控制其开启、关闭、开启时间和关闭时间，控制器2可以检测到检漏装置36是否动作，从而判断燃料装置是否漏气。

在燃气压力低检测装置33左边的燃料管32上还安装有过滤器39，过滤器39与燃气压力低检测装置33之间的燃料管32通过膨胀节310相连接。

进气碟阀35通过气量伺服电机37控制其开度，气量伺服电机37上安装有气量伺服电机反馈38。

气量伺服电机反馈38、气量伺服电机37、燃气压力低检测装置33、第一阀和第二阀、燃气压力高检测装置31和检漏装置36分别与控制器2相连接。

燃气压力高检测装置31用于检测进气碟阀35阀门出口处的燃料压力，并据此调节进气碟阀35的开关量，以保持进气碟阀35阀门出口处的燃料压力稳定。

工作过程如下：

燃气通过燃料管32进入燃烧头进气管12，燃气压力检测装置(包括燃气压力高检测装置31和燃气压力低检测装置33)检测到燃气压力信号到控制器2，从而，控制器2控制气量伺服电机37，进而气量伺服电机37调节进气碟阀35的开度。气量伺服电机反馈38把气量伺服电机37的开度信号传输到控制器2，形成一个闭环控制。

送风装置包括鼓风装置43和安装在燃烧头进风管13上的风压检测装置41及风门42。鼓风装置43的出风口与燃烧头进风管13的进风口相对应。

风门42通过风量伺服电机44控制其开关量，风量伺服电机44上安装有风量伺服电机反馈45。

风压检测装置41、风量伺服电机反馈45、风量伺服电机44和鼓风装置43分别与控制器2相连接。鼓风装置43通过控制器2控制其转速。

工作过程如下：

鼓风装置43将风吹入燃烧头进风管13，风压检测装置41将检测到的风压信号传输到控制器2，从而，控制器2控制风量伺服电机44，进而，风量伺服电机44调节风门42的开度；风量伺服电机反馈45把风量伺服电机44的开度信号传输到控制器2，形成一个闭环控制。

本实用新型采用电子比例调节方式，风量和气量单独自动调节，通过人机交互装置7设定的风气比，控制风量伺服电机44和气量伺服电机37运行，从而控制火量的大小。

温控装置8采集到燃烧头壳体11内部的温度信号，反馈到控制器2，经过控制器2运算后，可进一步，控制风量伺服电机44和气量伺服电机37的开度。

参见图3，本实用新型的自动控制过程依次包括点火阶段、自动控温阶段和停止阶段。

点火阶段是通过人机交互装置7启动燃气燃烧器，包括以下几个步骤：

(A)燃气压力低检测：燃气压力低检测装置33检测到燃气进气压力大小，控制器2比较燃气进气压力大小与燃气压力低检测装置33设定值，

如果燃气进气压力大小大于燃气压力低检测装置33设定值，则转向步骤(B)；

如果燃气进气压力大小小于燃气压力低检测装置33设定值，则控制器2发出燃气进气压力低报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)；

(B)检漏第一过程：

将组合阀34内的第二阀打开5秒，再关闭25秒，

如果这段时间内，检漏装置36不动作，则说明检漏第一过程完成，转向步骤(C)；

如果这段时间内，检漏装置36动作，则控制器2发出检漏第一阀报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)；

(C)检漏第二过程：

将组合阀34内的第一阀打开5秒，再关闭27秒，

如果这段时间内，检漏装置36动作，则说明检漏第二过程完成，转向步骤(D)；

如果这段时间内，检漏装置36不动作，则控制器2发出检漏第二阀报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)；

(D)启动鼓风装置43：

控制器2发出鼓风装置43启动信号，如果鼓风装置43成功启动，则转向步骤(E)；

如果鼓风装置43启动失败，则控制器2发出鼓风装置43启动失败报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，则转向步骤(A)；

(E)启动风门42：

鼓风装置43成功启动信号反馈到控制器2，控制器2发出开风门42信号，风量伺服电机44带动风门42到量大位置，持续30秒后，风量伺服电机44带动风门42到点火位置，然后转向步骤(F)；

(F)启动点火装置5：

控制器2发出启动点火装置5信号，在12秒内，通过火焰监测装置6检测是否有火焰信号，

如果有火焰信号，则转向步骤(G)；

如果没有火焰信号，则控制器2发出点火报警、停止点火，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)；

(G)打开组合阀34：

控制器2发出打开组合阀34信号，再次通过火焰监测装置6检测燃气是否被点燃，在组合阀34打开5秒内，

如果火焰监测装置6检测到主火焰信号，则点火阶段结束，转向步骤(H)

如果火焰监测装置6没有检测到主火焰信号，则控制器2发出点火报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)。

(H)燃气压力高检测：燃气压力高检测装置31检测到燃气进气压力大小，控制器2比较燃气进气压力大小与燃气压力高检测装置31设定值，

如果燃气进气压力大于燃气压力高检测装置31设定值，则控制器2发出燃气进气压力高报警，并通过人机交互装置7显示出来，故障复位后，转向步骤(A)；

如果燃气进气压力小于燃气压力高检测装置31设定值，则控制器2发出燃气压力正常信号。

***温度控制过程原理如下：

***温度高低通过气量和风量来控制，当***温度偏高时，减小进气碟阀35开度即减小气量，同时按比例减小风门42即减小风量，当***温度偏低时，增大进气碟阀35开度即增大气量，同时按比例增大风门42即增大风量。

自动控温阶段：

通过人机交互装置7设定好风气比，控制风量伺服电机44和气量伺服电机37运行，进而控制风门42和进气碟阀35的开量，并通过温控装置8将实际***温度反馈到控制器2，经过控制器2精密运算实现***温度的自动控制。

风气比是根据图所示的曲线计算出来的，在图4所示的曲线显示了进气碟阀35和气量的关系曲线；在图5所示的曲线显示了风门42和风量的关系曲线。

停止阶段：

停止时：风门42自动运行到小火位置，控制器2发出信号，关闭进气碟阀35，鼓风装置43120秒后停止。

在任何情况下，按下急停开关，控制器2停止运行。

本实施例中，控制器2采用的是西门子S7-200可编程程序控制器。

本实施例中，燃烧器雾化装置采用的是气环式后混气嘴。

本实施例中，燃气压力高检测装置31采用的是西门子QPL燃气压力高开关。

本实施例中，燃气压力低检测装置33采用的是西门子QPL燃气压力低开关。

本实施例中，组合阀34采用的是西门子VGD组合电磁阀。

本实施例中，检漏装置36采用的是西门子QPL检漏压力开关。

本实施例中，气量伺服电机37采用的是西门子SQM气量伺服电机或沃尔普VALPES VSP气量伺服电机。

本实施例中，风压检测装置41采用的是风压压力开关。

本实施例中，鼓风装置43采用的是离心式鼓风机。

本实施例中，风量伺服电机44采用的是西门子SQM风量伺服电机或沃尔普VALPES VSP风量伺服电机。

本实施例中，点火装置5采用的是安装在燃烧头壳体11上的燃气点火枪。

本实施例中，火焰监测装置6采用的是安装在燃烧头壳体11上用于检测火焰燃烧情况的火焰传感器。

本实施例中，人机交互装置7采用的是触摸屏。

本实施例中，温控装置8采用的是安装在燃烧头壳体内的温度传感器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种燃气燃烧器，其特征在于，包括燃烧头、控制器(2)、人机交互装置(7)、安装在燃烧头上的点火装置(5)及火焰监测装置(6)和与控制器(2)分别连接的燃料装置及送风装置；

所述火焰监测装置(6)输出端接控制器(2)输入端，用于将检测到的火焰燃烧信号发送到控制器(2)；

所述控制器(2)输出端接点火装置(5)输入端，用于控制点火装置(5)开启与关闭；

所述人机交互装置(7)与控制器(2)相应的接口相连接。

2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，还包括安装在燃烧头内的温控装置(8)，所述温控装置(8)输出端接控制器(2)输入端，用于将温度信号传输到控制器(2)。

3.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃烧头包括燃烧头壳体(11)和安装在燃烧头壳体(11)上的燃烧头进气管(12)及燃烧头进风管(13)。

4.根据权利要求3所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃烧头还包括安装在燃烧头壳体(11)上的观火孔(14)和安装在燃烧头壳体(11)内的燃烧器雾化装置。

5.根据权利要求3所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃料装置包括安装在燃烧头进气管(12)上的燃气压力高检测装置(31)和与燃烧头进气管(12)相对应的燃料管(32)；

所述燃料管(32)输入端设有用于检测燃气进气压力的燃气压力低检测装置(33)，其输出端安装有进气碟阀(35)，所述燃气压力低检测装置(33)与进气碟阀(35)之间的燃料管(32)上安装有组合阀(34)，所述组合阀(34)之间的燃料管(32)上设有检漏装置(36)；

所述进气碟阀(35)通过气量伺服电机(37)控制其开度，所述气量伺服电机(37)上设有气量伺服电机反馈(38)；

所述气量伺服电机反馈(38)、气量伺服电机(37)、燃气压力低检测装置(33)、组合阀(34)、燃气压力高检测装置(31)和检漏装置(36)分别与控制器(2)相连接。

6.根据权利要求3所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述送风装置包括与燃烧头进风管(13)相对应的鼓风装置(43)和安装在燃烧头进风管(13)上的风压检测装置(41)及风门(42)；

所述风门(42)通过风量伺服电机(44)控制其开关量，所述风量伺服电机(44)上设有风量伺服电机反馈(45)；

所述风压检测装置(41)、风量伺服电机反馈(45)、风量伺服电机(44)和鼓风装置(43)分别与控制器(2)相连接。

7.根据权利要求3～6任意一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述点火装置(5)采用的是安装在燃烧头壳体(11)上的燃气点火枪。

8.根据权利要求3～6任意一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述火焰监测装置(6)采用的是安装在燃烧头壳体(11)上的火焰传感器。

9.根据权利要求3～6任意一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述温控装置(8)采用的是安装在燃烧头壳体(11)内的温度传感器。

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