EA031938B1

EA031938B1 - Устройство для регулирования горения горелки

Info

Publication number: EA031938B1
Application number: EA201691479A
Authority: EA
Inventors: Риккардо Панколини
Original assignee: С.И.Б. Унигас С.П.А.
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2019-03-29
Also published as: CA2937658A1; EP3608591B1; BR112016018531A2; CA2937658C; MX2016010480A; IL247212A0; AU2015216595B2; IL247212B; BR112016018531B1; US20170167726A1; AU2015216595A1; EA201691479A1; EP3608591A1; CN110894955B; ES2758175T3; CN106233098A; PL3608591T3; ES2928359T3; WO2015121800A1; KR102357244B1

Abstract

Описывается устройство (11) для регулирования горения горелки (1), содержащее первое средство (12) для измерения расхода (Vg) топлива; второе средство (13) для измерения расхода (Va) окислителя; первое средство (14) регулирования для регулирования открытия впускного клапана (5) в зависимости от количества топлива, которое должно быть подано в горелку (1); и второе средство (15) регулирования для управления средством (8) регулирования потока окислителя в зависимости от количества окислителя, которое должно быть подано в горелку (1). В соответствии с изобретением устройство (11) содержит блок (16) для управления первым средством (14) регулирования и вторым средством (15) регулирования в зависимости от значений, измеренных первым средством (12) измерения и вторым средством (13) измерения.

Description

Изобретение относится к устройству для регулирования горения горелки, содержащей устройство управления, и способу регулирования горения горелки.

Предпочтительно, это изобретение определяет регулирование смешивания между топливом и окислителем с целью регулирования горения в горелке.

Настоящее изобретение относится к горелкам, используемым как в бытовом секторе (например, для теплового нагрева), так и в промышленном секторе (например, для производства тепла в целом для печей, для нагревания воздуха и т.д.).

Более конкретно, это изобретение используется в горелках без предварительного смешивания, т.е. в таких горелках, в которых смешивание окислителя и топлива происходит непосредственно в головке горелки.

В соответствии с предшествующим уровнем техники горелка содержит входной канал для топлива (обычно газового топлива) и входной канал для окислителя (обычно воздуха). Эти входные каналы соединяются в зоне горения, где находится головка горелки. Таким образом, смешивание окислителя с топливом производит горение (при активировании с помощью искры зажигания) для нагревания, например, жидкости.

Как правило, горелка содержит клапан для регулирования газообразного топлива, расположенный по длине входного канала для топлива с целью регулирования количества газа, который подается в головку. Аналогичным образом, горелка также имеет отверстие с переменным поперечным сечением, расположенное по длине входного канала для воздуха, поддерживающего горение, с целью регулирования количества воздуха, который подается на головку.

Кроме того, имеется два известных способа управления клапаном для регулирования газа и сечения впускного отверстия для воздуха.

В соответствии с первым способом предшествующего уровня техники движение клапана для регулирования газа и изменение сечения впускного отверстия для воздуха являются оба механическими. Другими словами, регулирование клапана и сечения впуска достигается движением соответствующих подвижных кулачков, разработанных на основе кривой соотношения воздух/газ, предварительно установленной в процессе испытания. Движением кулачка управляют с помощью блока управления в зависимости от измеренных значений температуры и давления (например, для пара бойлера). Кроме того, движение кулачков требует ручной регулировки, которую выполняет квалифицированный сборщик в процессе монтажа таким образом, чтобы настроить кривую соотношения воздух/газ в зависимости от рабочей мощности горелки в системе так, чтобы получить оптимальное значение избытка воздуха в процессе операций регулирования соотношения воздух/газ.

В соответствии со вторым способом предшествующего уровня техники управление клапаном для регулировки газа и управление сечением впускного отверстия для воздуха являются оба электронными. В данном случае регулирование клапана и сечения впуска выполняют электронным образом на основе предварительно установленной кривой соотношения воздух/газ, хранящейся в блоке памяти. Кроме того, это регулирование выполняется в зависимости от значений отработавших газов, измеренных специальным датчиком, предназначенным для измерения О₂ и СО, которые содержатся в выхлопных газах. В этом случае блок 16 управления выполнен с возможностью поддерживать горение на оптимальном уровне в соответствии с кривой коэффициента избытка воздуха. Кроме того, блок управления выполнен с возможностью автоматически модулировать горелку на кривой высокого уровня безопасности (с О₂ по меньшей мере на 1% больше, чем соответствующее значение на кривой отношения воздух/газ), если достигнут коэффициент избытка воздуха, который является слишком низким.

В любом случае в процессе монтажа квалифицированный оператор должен вручную создавать кривые соотношения воздух/газ, которые сохраняются в блоке памяти, постепенно увеличивая отверстие для газа и наблюдая за тенденцией изменения для О2 и/или СО.

Однако эти способы предшествующего уровня техники имеют некоторые недостатки.

Первый недостаток связан с тем фактом, что в обоих случаях, по меньшей мере, первое вмешательство необходимо со стороны квалифицированного оператора для установки/регулировки кривой соотношения воздух/газ в процессе монтажа. Эта операция обязательно требует присутствия квалифицированного оператора, так как правильная (или неправильная) работа горелки зависит от регулировки.

Второй недостаток, связанный с первым, состоит в том, что как только регулировка произведена квалифицированным оператором, работа горелки базируется на кривой соотношения воздух/газ, которая была установлена. Как следствие, отклонение в параметрах воздуха и/или газа или изменения в работе компонентов горелки, связанные, например, с износом механических деталей стечением времени, могут привести к работе горелки в неоптимальных условиях, поскольку настройка кривой воздух/газ не является больше пригодной.

В действительности, управление горелкой осуществляется путем построения кривой соотношения воздух/газ во время первого включения горелки с использованием подходящего инструмента анализа выхлопных газов и квалифицированным специалистом, но никогда во время работы горелки. В результате отклонение в параметрах топлива или окислителя, может стать причиной дефектного горения (даже если оно соответствует параметрам безопасности в отношении выхлопных газов), или можно не достичь

- 1 031938 необходимого уровня мощности.

Альтернативно, необходимо регулярно запрашивать вмешательство квалифицированного оператора для того, чтобы производить корректировку горелки. Однако даже последнее решение имеет присущие ему недостатки из-за продолжительности вызовов оператора (могут быть длительными) и относительных издержек на это вмешательство.

В такой ситуации целью настоящего изобретения является создание устройства для регулирования горения горелки, горелки и способа регулирования горения горелки, которые преодолевают вышеупомянутые недостатки.

Говоря более конкретно, целью настоящего изобретения является создание устройства для регулирования горения, которое позволяет поддерживать оптимальное соотношение воздух/газ во время работы горелки.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для регулирования горения, которое позволяет автоматически регулировать соотношение воздух/газ во время работы горелки.

Наконец еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для регулирования горения, которое позволяет автоматически регулировать соотношение воздух/газ во время работы горелки в зависимости от изменений параметров топлива и окислителя.

Указанные цели по существу достигаются устройством для регулирования горения горелки, горелкой и способом регулирования горения горелки, как описано в формуле изобретения в настоящем документе.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из подробного описания, представленного ниже со ссылкой на неограничивающие и неисключительные предпочтительные варианты осуществления устройства для регулирования горения горелки, горелки и способа регулирования горения горелки, как иллюстрируется на прилагаемых чертежах, на которых:

Фиг. 1 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением горелки в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 представляет вид сбоку с частичным поперечным сечением горелки на фиг. 1;

фиг. 3 а представляет схематическое изображение функциональной схемы регулирования горения горелки в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 4 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением первой детали горелки на фиг. 1;

фиг. 5 представляет вид сбоку с частичным поперечным сечением первой детали, показанной на фиг. 4;

фиг. 6 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением второй детали горелки на фиг. 1;

фиг. 7 представляет вид сбоку с частичным поперечным сечением второй детали горелки, показанной на фиг. 6;

фиг. 8 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением варианта первой детали, показанной на фиг. 4;

фиг. 9 представляет аксонометрический вид сбоку с частичным поперечным сечением в увеличенном масштабе варианта на фиг. 8;

фиг. 10 представляет вид сбоку альтернативного варианта осуществления горелки на фиг. 1;

фиг. 11 представляет аксонометрический вид альтернативного варианта осуществления горелки на фиг. 10;

фиг. 12 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением детали альтернативного варианта осуществления горелки на фиг. 11 и фиг. 13 представляет аксонометрический вид с частичным поперечным сечением в увеличенном масштабе детали альтернативного варианта осуществления на фиг. 12.

Со ссылкой на вышеуказанные чертежи цифра 1 обозначает во всей полноте горелку в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительно горелка 1 содержит головку 2, у которой устанавливается зона 3 горения, в которой происходит горение.

Еще более предпочтительно горелка 1 является типом устройства без предварительного смешивания (смешивание между топливом и окислителем, происходит непосредственно на головке 2, а не ранее).

Говоря более конкретно, горелка 1 содержит первый впуск 4 топлива, в котором имеется впускной клапан 5 для регулирования количества подаваемого топлива. Предпочтительно первый впуск 4 задается каналом 6 для подачи топлива, по длине которого размещается впускной клапан 5. Канал 6 для доставки топлива проходит в направлении зоны 3 горения для подачи топлива.

Впускной клапан 5 отсекает топливо и выполнен с возможностью регулировать количество топлива, движущегося через первый впуск 4 по направлению к зоне 3 горения. Впускной клапан 5 известного типа и не будет описываться ниже более подробно.

Следует отметить, что топливо является любым топливом и может быть жидкого или газообразного вида. Предпочтительно топливо представляет собой метан, или GPL (liquefied petroleum gas, сжиженный

- 2 031938 углеводородный газ, СУГ), или биогаз, или комбинацию из этих веществ или других веществ, которые способны гореть в процессе горения и явным образом не упомянуты здесь.

Кроме того, горелка 1 содержит второй впуск 7 для окислителя, проходящий в направлении зоны 3 горения для подачи в нее окислителя. Подробнее второй впуск 7 содержит средство 8 для регулирования количества окислителя, подаваемого в направлении зоны 3 горения.

Предпочтительно второй впуск 7 содержит канал 9 для подачи окислителя, по длине которого расположено средство 8 регулирования. Канал 9 для подачи окислителя проходит в направлении зоны 3 горения для подачи окислителя.

Подающий канал 9 проходит вдоль соответствующей продольной оси 29, начиная от соответствующего впускного конца 30 для окислителя.

Говоря более конкретно, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 10-13, второй впуск 7 содержит элемент 31 для отклонения входящего окислителя, выполненный с возможностью ввода окислителя в радиальном направлении относительно продольной оси подающего канала 9.

Отклоняющий элемент 31 выполнен в форме колпака и расположен на впускном конце 30 для окислителя. Другими словами, второй впуск 7 содержит подающий канал 9 и отклоняющий элемент 31. Отклоняющий элемент 31 определяет начальную часть второго впуска 7 для ввода окислителя.

Кроме того, отклоняющий элемент 31 имеет соответствующее внутреннее поперечное сечение, которое больше, чем поперечное сечение впускного конца 30, так, чтобы формировать цилиндрическую зону 32 для впуска воздуха между каналом второго впуска 7 и отклоняющим элементом 31. Отклоняющий элемент 31 определяет путь для подачи окислителя, имеющий форму, определяющую изменение направления подачи окислителя на впускном конце 30 подающего канала 9.

Отклоняющий элемент 31 имеет по меньшей мере один впускной канал 33 для окислителя, проходящий радиально относительно оси 29 и распложенный в положении, удаленном от впускного конца 30 вдоль канала. Фиг. 12 показывает, что впускной канал 33 проходит вдоль венца, расположенного на куполообразном отклоняющем элементе 31, и характеризуется множеством сквозных отверстий. Оставшаяся конструкция отклоняющего элемента 31 является, напротив, закрытой.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2, 12 и 13, средство 8 регулирования имеет отверстие 35 с регулируемым поперечным сечением для регулирования количества подаваемого окислителя. Предпочтительно, средство 8 регулирования имеет одну или более заслонок 36 с наклоном, регулируемым относительно направления распространения окислителя в зависимости от количества окислителя, которое подлежит подаче.

Следует отметить, что горелка обладает тем преимуществом, что она содержит вентилятор 27 для подачи воздуха (не показан на прилагаемых чертежах) в направлении головки 2 для подачи воздуха в зону 3 горения. Горелка обладает тем преимуществом, что она содержит канал для подачи воздуха, который проходит от вентилятора 27 для подачи воздуха к головке 2 таким образом, что он направляет воздух в направлении зоны 3 горения. Вентилятор 27 для подачи воздуха приводится в движение двигателем 28, предпочтительно электрическим (показан на фиг. 1 и 2).

В альтернативном варианте осуществления, не показанном на прилагаемых чертежах, средство 8 регулирования содержит, наряду с отверстием 35 с регулируемым поперечным сечением, модуль для регулирования оборотов вентилятора 27 для подачи воздуха. В действительности, вентилятор 27 для подачи воздуха является типом устройства с регулируемым выходом таким образом, чтобы изменять количество воздуха, подаваемого в направлении зоны 3 горения. Предпочтительно модуль для регулирования оборотов вентилятора 27 выполнен с возможностью воздействовать на электрическое питание вентилятора 27 (как правило, задаваемое инвертором).

Как уже упоминалось, горелка 1 имеет зону 3 горения, где первый впуск 4 и второй впуск 7 соединяются и где топливо и окислитель смешиваются, чтобы дать возможность происходить горению.

Кроме того, горелка 1 содержит клапан 10 стабилизации давления, расположенный по длине первого впуска 4 выше по потоку от зоны 3 горения. Предпочтительно клапан 10 стабилизации давления расположен по длине канала 6 для подачи топлива и выполнен с возможностью поддерживать постоянным давление топлива между стабилизирующим клапаном 10 и впускным клапаном 5. Стабилизирующий клапан 10 является клапаном известного типа и не будет описываться ниже более подробно.

Кроме того, горелка 1 содержит устройство 11 для регулирования горения, что также является объектом настоящего изобретения.

Говоря более конкретно, устройство 11 регулирования содержит первое средство 12 для измерения расхода Vg топлива, подаваемого к горелке 1. Первое средство 12 измерения вводится по длине первого впуска 4. Другими словами, первое средство 12 измерения располагается внутри канала 6 для подачи топлива.

Предпочтительно первое средство 12 измерения содержит датчик 34, выполненный с возможностью измерять расход Vg топлива. Еще более предпочтительно, датчик 34 первого средства 12 измерения представляет собой тип датчика для измерения мгновенных значений. Другими словами, датчик 34 служит для измерения мгновенного значения расхода топлива Vg. Кроме того, датчик 34 первого средства 12 измерения предпочтительно позиционируется в центре канала 6 для подачи топлива.

- 3 031938

Фиг. 4 и 5 показывают вариант осуществления первого средства 12 измерения. Подробнее, первое средство 12 измерения содержит направляющий элемент 17, имеющий сужение вдоль направления 18 подачи топлива. Еще более подробно, направляющий элемент 17 имеет широкий конец 19, расположенный в области всасывания топлива, и узкий конец 20, расположенный ниже по потоку от широкого конца 19, в соответствии с направлением 18 подачи топлива. Узкий конец 20 устанавливает границы внутри канала 21 для прохода топлива, где благодаря сужению проходного сечения скорость топлива возрастает.

Измерительный датчик 34 направляющего элемента 17 проходит поперек направления подачи топлива и выступает внутрь узкого конца 20. Более конкретно, измерительный датчик 34 выполнен с возможностью непосредственно измерять расход топлива. Предпочтительно измерительным датчиком 34 является анемометр с нагреваемой пленкой или нагреваемой проволокой.

Следует отметить, что направляющий элемент 17 располагается внутри первого впуска 4 и задает внутреннее проходное сечение, которое меньше, чем сечение первого впуска 4, так что большая часть топлива проходит снаружи соответствующего направляющего элемента 17. Таким образом, часть топлива, на которую оказывает влияние присутствие направляющего элемента и которая входит в него, является минимальной относительно топлива, которое проходит внутри первого впуска 4.

Более конкретно, направляющий элемент 17 занимает меньшую часть пространства внутри первого впуска 4, и топливо, которое проходит внутри первого впуска 4, частично поступает внутрь направляющего элемента 17 и частично (большая часть) проходит снаружи направляющего элемента 17 между ним и первым впуском 4.

Следует отметить, что первый впуск 4 задан каналом, внутри которого имеется направляющий элемент 17. Предпочтительно, направляющий элемент размещается в промежуточном положении в соответствии как с направлением, радиальным к каналу, так и с продольным направлением.

В альтернативном варианте осуществления, не показанном на прилагаемых чертежах, вместо широкого участка 19 направляющий элемент 17 содержит элементы разных размеров, исходя из градиента скорости потока, который требуется возле датчика 34.

Более конкретно, датчик 34 (показанный на фиг. 8 и 9) первого средства измерения располагается на узком конце 20 внутри отверстия 22 и проходит поперек направления 18 подачи топлива. Предпочтительно, датчик 34 располагается поперек направления 18 подачи топлива и выступает в виде консоли внутрь проходного канала 21 таким образом, чтобы подвергаться воздействию прохождения топлива и измерять расход.

Кроме того, направляющий элемент 17 имеет концевое повторное расширение 23 в той его части, которая находится дальше всего от широкого участка 19, описанного ранее.

Кроме того, фиг. 4 и 5 показывают, что первое средство 12 измерения содержит опору 24, выполненную для удержания направляющего элемента 17 в центральном положении (фиг. 1) относительно поперечного сечения первого впуска 4 таким образом, что поток топлива, который попадает в направляющий элемент 17, равномерно концентрируется на впуске, заданном широким концом 19, и при этом ощущаются наименьшие турбулентные эффекты из-за неровности, хотя и весьма ограниченной, внутренней стенки канала. Более конкретно, опора 24 может иметь различные конфигурации. Предпочтительно, в случае датчика 34 для топлива, опора 24 формируется крылом, выступающим из внутренней стенки первого впуска 4.

Фиг. 8 и 9 представляют направляющий элемент 17, смонтированный внутри канала первого впуска 4 и соединенный с ним с помощью опоры 24. Предпочтительно, на фиг. 8 и 9 опора 24 содержит датчик 34 и снабжается выступом на своих связанных друг с другом частях, диаметрально противоположных друг другу, таким образом, чтобы поддерживать два участка трубы разной протяженности в положениях, симметричных друг относительно друга. Это делает возможным независимое закрепление и одновременное центрирование направляющего элемента 17 внутри канала первого впуска 4.

Кроме того, устройство 11 содержит второе средство 13 для измерения расхода Va окислителя, который подается на горелку 1.

Второе средство 13 измерения вводится по длине второго впуска 7. В первом варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1 и 2, второе средство 13 измерения располагается по длине канала 9 для подачи окислителя.

Во втором варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 10-13, второе средство 13 измерения располагается внутри отклоняющего элемента 31, как описано подробно ниже.

В любом случае второе средство 13 измерения содержит датчик 34, выполненный с возможностью измерять расход Va окислителя. Более предпочтительно датчик 34 второго средства 13 измерения представляет собой тип датчика для измерения мгновенных значений. Другими словами, датчик 34 служит для измерения мгновенного значения расхода Va окислителя. Как показано на фиг. 1, датчик 34 второго средства 13 измерения предпочтительно расположен в центре канала 9 для подачи окислителя.

Как описано выше для датчика 34 первого средства 12 измерения, фиг. 6 и 7 представляют предпочтительный вариант осуществления второго средства 13 измерения. Говоря более конкретно, второе средство 13 измерения содержит (для простоты будут использованы те же номера позиций, что и указанные для первого средства 12 измерения) направляющий элемент 17, имеющий сужение вдоль направления 18

- 4 031938 подачи окислителя. Еще более конкретно, направляющий элемент 17 имеет широкий конец 19, расположенный в области всасывания окислителя, и узкий конец 20, расположенный ниже по потоку от широкого конца 19, в соответствии с направлением 18 подачи окислителя. Узкий конец 20 определяет внутри канала 21 прохождение окислителя, где благодаря сужению проходного сечения скорость окислителя возрастает.

Измерительный датчик 34 направляющего элемента 17 проходит поперек направления подачи окислителя, и выступает внутрь узкого конца 20. Более конкретно, измерительный датчик 34 выполнен для непосредственного измерения расхода окислителя. Предпочтительно, измерительным датчиком является анемометр с нагреваемой пленкой или нагреваемой проволокой.

Следует отметить, что направляющий элемент 17 располагается внутри второго впуска 17 и определяет внутреннее проходное сечение, которое меньше, чем сечение второго впуска 7, таким образом, что большая часть окислителя проходит снаружи соответствующего направляющего элемента 17. Таким образом, часть окислителя, на которую оказывает влияние присутствие направляющего элемента и которая поступает в него, является минимальной относительно окислителя, который проходит внутри второго впуска 7.

Более конкретно, направляющий элемент 17 занимает меньшую часть пространства внутри второго впуска 7, и окислитель, который проходит внутри второго впуска 7, частично поступает внутрь направляющего элемента 17 и частично (большая часть) проходит снаружи направляющего элемента 17 между ним и вторым впуском 7.

В альтернативном варианте осуществления, не показанном на прилагаемых чертежах, вместо широкого участка 19 направляющий элемент 17 содержит элементы разных размеров на основе градиента скорости потока, который необходим рядом с датчиком 34.

Более конкретно, датчик 34 (не показан на прилагаемых чертежах) второго средства 13 измерения располагается в узком конце 20 внутри отверстия 22, проходя поперек направления 18 подачи окислителя. Предпочтительно, датчик 34 располагается поперек направления 18 подачи окислителя и выступает в виде консоли внутри проходного канала 21 таким образом, чтобы подвергаться воздействию прохождения окислителя и измерять расход.

Следует отметить, что в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и 2, направляющий элемент 17 расположен внутри подающего канала 9.

Кроме того, фиг. 6 и 7 показывают, что второе средство 13 измерения содержит опору 24 для удержания направляющего элемента 17 в центральном положении (фиг. 1) относительно поперечного сечения второго впуска 7 таким образом, что поток окислителя, который попадает в направляющий элемент 17, концентрируется равномерно на впуске, заданном широким концом 19, и при этом ощущаются наименьшие турбулентные эффекты из-за неровности, хотя и весьма ограниченной, внутренней стенки канала. Более конкретно, опора 24 может иметь различные конфигурации. Предпочтительно в случае датчика 34 для окислителя опора 24 представляет собой кольцевую структуру 25, расположенную в контакте с внутренней стенкой второго впуска 7, и множество радиальных ребер 26, которые проходят между кольцевой структурой 25 и направляющим элементом 17.

Во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 10-13, направляющий элемент 17 располагается внутри отклоняющего элемента 31. Более конкретно, как показано на фиг. 12 и 13, второе средство 13 измерения располагается между впускным проходом 33 и впускным концом 30. Таким образом, часть потока окислителя, проходит (за счет эффекта Вентури) из цилиндрической зоны 32 во впускной конец 30, достигая датчика 34. Предпочтительно, второе средство 13 измерения присоединяется на внешней поверхности передающего канала, но внутри цилиндрической зоны 32. Направляющий элемент 17 лежит на одной прямой с направлением входа окислителя из впускного прохода 33 в направлении впускного конца передающего канала 9. Таким образом, второе средство 13 измерения в минимальной степени влияет на движение окислителя, поступающего из впускного прохода 33.

Необходимо отметить, что первое средство 12 измерения расхода и второе средство 13 измерения расхода выполнены с возможностью генерировать соответствующий измерительный сигнал. Измерительный сигнал предпочтительно является сигналом электрического типа и выражен в вольтах или амперах.

Кроме того, устройство 11 содержит блок 16 управления, функционально связанный с первым средством 12 измерения и вторым средством 13 измерения и выполненный с возможностью принимать соответствующие измерительные сигналы.

Другими словами, блок 16 управления выполнен с возможностью измерять расход Va окислителя и топлива Vg в зависимости от содержания соответствующих измерительных сигналов.

В альтернативном варианте осуществления, не показанном на прилагаемых чертежах, первое средство 12 измерения и/или второе средство 13 измерения содержат по меньшей мере два направляющих элемента 17, внутрь каждого из которых вводится соответствующий датчик 34. Присутствие нескольких направляющих элементов 17 (и большего числа датчиков) делает возможным получить более высокий

- 5 031938 уровень надежности работы устройства 11 регулирования, если по меньшей мере один из датчиков выйдет из строя или поток воздуха по меньшей мере в одном направляющем элементе 17 будет блокирован. В данном случай блок 16 управления выполнен с возможностью принимать несколько измерительных сигналов, полученных от датчиков средств 12, 13 измерения одного и того же типа (воздушных или газовых), и сравнивать их друг с другом таким образом, чтобы проверить их на наличие каких-либо повреждений/неисправностей датчика 34 или на любую блокировку направляющего элемента.

В дополнение или альтернативно, блок 16 управления выполнен с возможностью сравнения измерительных сигналов, принятых от датчиков средств 12, 13 измерения одного и того же типа (воздушных или газовых), и сравнения их друг с другом таким образом, чтобы регулировать величину измеренного расхода (например, путем усреднения) для повышения точности измерения.

В любом случае, направляющие элементы 17 средств 12, 13 измерения одного и того же типа (воздушных или газовых) размещаются в разных зонах таким образом, чтобы измерять соответствующие расходы в различных точках.

Средство для измерения расхода Vg топлива устанавливается между стабилизирующим клапаном 10 и клапаном 5.

Следует отметить, что датчик 34 первого средства 12 измерения и датчик 34 второго средства 13 измерения выполнены с возможностью измерения расхода или других количественных параметров, относящихся к последнему (с помощью математических формул), например скорости.

Кроме того, устройство 11 содержит первое средство 14 регулирования для регулирования открытия впускного клапана 5 в зависимости от количества топлива, подлежащего подаче в горелку 1. Другими словами, первое средство 14 регулирования для клапана позволяет регулировать количество топлива, которое проходит в первом впуске 4. И еще другими словами, первое средство 14 регулирования для клапана позволяет регулировать количество топлива, которое проходит в канале 6 для передачи топлива.

Следует также отметить, что первое средство 14 регулирования механически соединено с клапаном 5 для его перемещения. Предпочтительно, как показано на фиг. 3, первое средство 14 регулирования представляет собой автоматическое регулирование.

Кроме того, устройство 11 содержит второе средство 15 регулирования средства 8 для регулирования количества окислителя для управления прохождением окислителя. Другими словами, второе средство 15 регулирования для клапана позволяет регулировать количество окислителя, который проходит во второй впуск 7. И еще другими словами, второе средство 15 регулирования для клапана позволяет регулировать количество окислителя, которое проходит в подающем канале 9.

Предпочтительно второе средство 15 регулирования механически соединено с заслонкой 36, которая может быть наклонена, чтобы двигать ее. Предпочтительно, как показано на фиг. 3, второе средство 15 регулирования представляет собой автоматическое регулирование.

Если средство 8 для регулирования количества окислителя, содержит модуль для регулирования числа оборотов в минуту вентилятора 27 для подачи воздуха, второе средство 15 регулирования соединено с блоком питания (предпочтительно инвертором) вентилятора 27 для регулирования создаваемого потока воздуха. Более конкретно, средство 15 регулирования выполнено с возможностью воздействовать на заслонку 36 и на вентилятор 27 в зависимости от заранее заданной кривой с соотношением между потоком поступающего окислителя и открытием второго впуска 7.

Другими словами, средство 15 регулирования подключается между подачей вентилятора 27 и заслонкой 36 таким образом, чтобы регулировать как воздушный поток, создаваемый вентилятором 27, так и открытием заслонки 36. Предпочтительно средство 15 управления представляет собой блок управления. В этом случае блок управления также контролирует и управляет средством 14 регулирования для регулирования количества топлива, подаваемого к горелке 1.

Также в предпочтительном варианте осуществления средство 15 регулирования выполнено с возможностью регулирования прежде всего открытием заслонки 36 (до достижения почти полного открытия) и затем для регулирования роста оборотов в минуту вентилятора 27 таким образом, чтобы оптимизировать подачу воздуха. Альтернативно, соотношение между числом оборотов в минуту вентилятора 27 и открытием заслонки 36 может регулироваться иным образом, зависящим от установки блока 16 управления.

Блок 16 управления функционально связан с первым средством 14 регулирования и вторым средством 15 регулирования в зависимости от значений, измеренных первым средством 12 измерения и вторым средством 13 измерения. Другими словами, блок 16 управления выполнен с возможностью принимать измерительные сигналы и генерировать сигналы управления для управления, соответственно, первым средством 14 регулирования и вторым средством 15 регулирования.

Более конкретно, отверстие 35 с регулируемым поперечным сечением выполнено с возможностью генерировать сигнал открытия, представляющий изменение отверстия. Блок 16 управления выполнен с возможностью принимать сигнал открытия, сравнивая содержание сигнала открытия с тенденцией изменения расхода Va окислителя, измеренного вторым средством 13 измерения, таким образом, чтобы проверить, совместим ли поток окислителя с изменением отверстия 35 с регулируемым поперечным сечением. Другими словами, если сигнал открытия указывает, что поперечное сечение отверстия возрастает и

- 6 031938 если поток окислителя в свою очередь, возрастает, это означает, что поток окислителя, согласуется с изменением отверстия 35 с регулируемым поперечным сечением. Напротив, если сигнал открытия указывает, что поперечное сечение отверстия 35 уменьшается и если поток окислителя, в свою очередь, уменьшается, это означает, что поток окислителя согласуется с изменением отверстия 35 с регулируемым поперечным сечением.

Если, с другой стороны, сигнал открытия указывает, что поперечное сечение отверстия 35 увеличивается (или уменьшается) и если поток окислителя,уменьшается (или увеличивается, либо остается постоянным), это означает, что поток окислителя не согласуется с изменением отверстия 35 с регулируемым поперечным сечением.

Если поток окислителя не согласуется с изменением отверстия 35 с регулируемым поперечным сечением, блок 16 управления выполнен с возможностью генерирования сигнала тревоги.

Подобно тому, что было только что описано, впускной клапан 5 выполнен с возможностью генерировать сигнал открытия, представляющий движение открытия клапана. Более конкретно, блок 16 управления выполнен с возможностью принимать сигнал открытия, сравнивая содержимое сигнала открытия с тенденцией изменения расхода Vg топлива, измеренного первым средством 12 измерения, так, чтобы проверить, согласуется ли поток топлива с движением клапана 5 или нет. Другими словами, если сигнал открытия указывает, что клапан открывается и если поток топлива, в свою очередь, увеличивается, это означает, что поток топлива согласуется с движением клапана. Напротив, если сигнал открытия указывает, что клапан 5 закрывается и если поток топлива, в свою очередь, уменьшается, это означает, что поток топлива согласуется с движением клапана 5.

Если, с другой стороны, сигнал открытия указывает, что клапан открывается (или закрывается) и если поток топлива уменьшается (либо увеличивается, или остается постоянным), это означает, что поток топлива не согласуется с движением клапана.

Если поток топлива не согласуется с движением клапана 5, блок 16 управления выполнен с возможностью генерирования сигнала тревоги.

Следует также отметить, что второе средство 13 для измерения расхода окислителя расположено выше по потоку от средства 8 регулирования в направлении подачи окислителя.

Более подробно, второе средство 13 для измерения расхода окислителя расположено выше по потоку от вентилятора 27 в направлении подачи окислителя.

Таким образом, на средство 13 измерения в минимальной степени влияет турбулентность, создаваемая вентилятором 27, и движения средства 8 регулирования. Кроме того, средство измерения намного более легко удалить, если необходима замена.

Подобным образом, первое средство 12 для измерения расхода топлива также расположено выше по потоку от впускного клапана 5 в направлении подачи топлива таким образом, что оно в минимальной степени находится под влиянием движений впускного клапана 5.

В соответствии с настоящим изобретением, блок 16 управления выполнен с возможностью выполнять первое управление с обратной связью, чтобы управлять первым средством 14 регулирования, и выполнять второе управление с обратной связью, чтобы управлять вторым средством 15 регулирования. Для первого управления с обратной связью блок 16 управления выполнен с возможностью генерирования значения идеального расхода Vgr топлива (соответствующего значению в вольтах или амперах) в зависимости от заранее заданного значения тепловой мощности Wr для горелки 1 (функция K(Wr);

измерения расхода Vg топлива (соответствующего значению в вольтах или амперах), подаваемого в горелку 1, посредством первого средства 12 измерения;

сравнения измеренного значения расхода Vg топлива со значением идеального расхода Vgr и генерирования соответствующего значения смещения eg в зависимости от разницы между измеренным значением расхода Vg и значением идеального расхода Vgr;

управления (функция G(eg)) первым средством 14 регулирования для регулирования открытием впускного клапана 5 в зависимости от генерируемого значения смещения eg таким образом, что измеренное значение расхода топлива приближается к значению идеального расхода Vgr топлива.

Следует отметить, что шаг генерирования идеального расхода Vgr топлива в зависимости от заранее заданного значения тепловой мощности Wr выполняют посредством использования уравнения мощности/расхода, что обеспечивает связь множества значений тепловой мощности Wr, которые могут выбираться оператором (или подаваться модулятором R(tc, pc) на основе энергетической потребности установки) с соответствующим значением Vgr расхода идеального топлива. Заранее заданное значение тепловой мощности Wr предпочтительно вычисляют с помощью модулятора R(tc, pc) (также образующего часть горелки) в зависимости от значений, измеренных в устройстве, в котором горелка установлена (например, в случае бойлера измеряются значения температуры tc воды или значения давления рс пара, на основе которых модулятор вычисляет значение тепловой мощности Wr). В любом случае, значение тепловой мощности Wr зависит от количества тепла, запрошенного пользователем. Предпочтительно модулятор R(tc, pc) реализован в устройстве 11 регулирования.

Кроме того, блок 16 управления содержит модуль памяти, который хранит уравнение мощно- 7 031938 сти/расхода для заранее заданной теплотворной способности, зависящей от типа используемого топлива.

Помимо этого идеальный расход Vgr представляет собой предпочтительно электрическую величину.

Кроме того, сравнение измеренного мгновенного значения расхода Vg топлива с идеальным расходом Vgr выполняется с помощью подходящего модуля сравнения.

При этом следует отметить, что блок 16 управления выполнен (функция G(eg)) с возможностью увеличивать открытие впускного клапана 5, если значение идеального расхода Vgr больше, чем измеренное значение расхода Vg, и уменьшать открытие впускного клапана 5, если значение идеального расхода Vgr меньше, чем измеренное значение расхода Vg.

Как упоминалось, блок 16 управления выполнен с возможностью выполнять второе управление с обратной связью на втором средстве 15 регулирования путем выполнения следующих операций:

измерение расхода Va окислителя, (соответствующего значению в вольтах или амперах), подаваемого в горелку 1 посредством второго средства 13 измерения;

генерирование значения идеального расхода Var (соответствующего значению в вольтах или амперах) для окислителя, в зависимости от измеренного расхода топлива в соответствии с заранее заданной кривой значений H(Vg), представляющей отношение между идеальным расходом Var окислителя и расходом Vg топлива;

сравнение измеренного значения расхода Va воздуха для горения со значением идеального расхода Var окислителя и генерирование соответствующего значения смещения eg в зависимости от разницы между измеренным значением расхода Va и значением идеального расхода Var;

управление (функция F(eg)) вторым средством 15 регулирования для регулирования потока окислителя во второй впуск 7 в зависимости от полученного значения смещения eg таким образом, что измеренное значение расхода Va приближается к значению идеального расхода Var окислителя.

Следует отметить, что шаг генерирования значения идеального расхода Var для окислителя в зависимости от измеренного значения расхода топлива выполняют с использованием заранее заданной кривой (функция H(Vg)), представляющей отношение между идеальным расходом Var окислителя и расходом Vg топлива. Кривая значений предпочтительно хранится в модуле памяти блока 16 управления.

Помимо этого значение идеального расхода Var окислителя представляет собой предпочтительно электрическую величину.

Кроме того, сравнение измеренного значения расхода Va окислителя с идеальным расходом Var выполняется с использованием подходящего модуля сравнения.

Кроме того, следует отметить, что блок 16 управления выполнен (функция F(eg)) с возможностью увеличивать прохождение окислителя, если значение идеального расхода Var больше, чем измеренное значение расхода Va, и уменьшать прохождение окислителя, если значение идеального расхода Var меньше, чем измеренное значение расхода Va.

Преимуществом первого управления с обратной связью и второго управления с обратной связью является то, что они контролируют, поддерживается ли горение в оптимальных границах и близко как к значению идеального расхода Vg топлива в отношении добавления топлива, так и к значениям расхода Va идеального окислителя в отношении добавления воздуха. Таким образом, система самонастраивается, поддерживая постоянным горение с отклонениями значений расхода Vg топлива и/или расхода Va окислителя.

В действительности, в то время как первое управление с обратной связью стремится к тому, чтобы удерживать значение расхода Vg топлива близко к оптимальному значению расхода, предварительно рассчитанному в зависимости от установки мощности Wr, второе управление с обратной связью стремится к тому, чтобы удерживать значение расхода Va окислителя близко к оптимальному значению расхода, вычисленному в зависимости от измеренного значения расхода топлива. Таким образом, система самонастраивается. Предпочтительно каждое управление с обратной связью включает регулирование пропорционально- интегрально -дифференциального (proportional-integral-derivative) (PID) типа.

В дополнение, устройство 11 содержит первый датчик температуры, расположенный в первом впуске 4 и выполненный с возможностью измерять температуру топлива. Более конкретно, блок 16 управления соединен с первым датчиком температуры для приема сигнала температуры Т1 и выполнен с возможностью определять идеальный расход Vgr топлива в зависимости от измеренного значения температуры Т1.

Другими словами, генерирование значения идеального расхода Vgr топлива учитывает измеренное значение температуры Т1. Более конкретно, блок 16 управления модифицирует значение идеального расхода Vgr топлива в зависимости от значения температуры Т1, измеренной в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

Кроме того, устройство 11 содержит второй датчик температуры, расположенный во втором впуске 7 и выполненный с возможностью измерять температуру окислителя. Более конкретно, блок 16 управления соединен со вторым датчиком температуры для приема сигнала температуры Т2 и выполнен с возможностью определять идеальный расход Var окислителя в зависимости от измеренного значения тем- 8 031938 пературы Т2.

Другими словами, генерирование значения идеального расхода Var окислителя учитывает измеренное значение температуры Т2. Более конкретно, блок 16 управления модифицирует значение идеального расхода Vgr окислителя в зависимости от значения температуры Т2, измеренной в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

В дополнение к датчику температуры, устройство 11 может содержать датчик давления Pr, расположенный в первом впуске 4 и выполненный с возможностью измерять давление топлива Pr. Блок 16 управления выполнен с возможностью определять значение идеального расхода Vgr топлива в зависимости от измеренного значения давления Pr. Другими словами, генерирование значения идеального расхода Vgr топлива учитывает измеренное значение давления Pr. Более конкретно, блок 16 модифицирует значение идеального расхода Vgr топлива в зависимости от значения давления Pr, измеренного в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

Кроме того, устройство 11 может содержать датчик давления Ра окислителя, расположенный во втором впуске 7 и выполненный с возможностью измерять давление Ра поступающего окислителя. Блок 16 управления выполнен с возможностью определять значение идеального расхода Var окислителя в зависимости от измеренного значения Ра окислителя.

Другими словами, генерирование значения идеального расхода Var окислителя может также учитывать измеренное значение атмосферного давления Ph окислителя. Более конкретно, блок 16 управления модифицирует значение идеального расхода Vgr окислителя в зависимости от значения давления Pr окислителя, измеренного в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

Помимо этого устройство 11 может содержать датчик атмосферного давления рН, расположенный во втором впуске 7 и выполненный с возможностью измерять внешнее атмосферное давление Ph. Блок 16 управления выполнен с возможностью определять значение идеального расхода Var топлива и/или значение идеального расхода Var окислителя, в зависимости от значения измеренного атмосферного давления Ph.

Другими словами, генерирование значения идеального расхода Vgr топлива и/или идеального расхода Var окислителя может также учитывать измеренное значение атмосферное давление Ph. Более конкретно, блок 16 управления может модифицировать значение идеального расхода Vgr топлива и/или идеального расхода Var окислителя в зависимости от значения атмосферного давления Pr, измеренного в соответствии с заранее заданными математическим выражениями.

Кроме того, устройство 11 может содержать первый датчик влажности Uma, расположенный во втором впуске 7 и выполненный с возможностью измерять влажность окислителя. Блок 16 управления выполнен с возможностью определять значение идеального расхода Var окислителя в зависимости от измеренного значения влажности Uma. Другими словами, генерирование значения идеального расхода Var окислителя может учитывать измеренное значение влажности Uma. Более конкретно, блок 16 управления может модифицировать значение идеального расхода Var окислителя в зависимости от значения влажности Uma, измеренной в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

В дополнение, устройство 11 может содержать второй датчик влажности Umg, расположенный в первом впуске 4 и выполненный с возможностью измерять влажность топлива. Блок 16 управления выполнен с возможностью измерять значение идеального расхода Vgr топлива в зависимости от измеренного значения влажности Umg. Другими словами, генерирование значения идеального расхода Vgr топлива может также учитывать измеренное значение влажности Umg. Более конкретно, блок 16 управления модифицирует значение идеального расхода Vgr топлива в зависимости от значения влажности Umg, измеренной в соответствии с заранее заданными математическими выражениями.

Кроме того, блок 16 управления дополнительно выполнен с возможностью определять соотношение C(Va/Vg) между измеренным значением расхода Va окислителя и измеренным значением расхода Vg топлива;

сравнивать это соотношение C(Va/Vg) с заранее заданным диапазоном значений безопасного горения;

если соотношение C(Va/Vg) выходит за пределы заранее заданного диапазона значений безопасного горения, управлять первым средством 14 регулирования, чтобы закрыть впускной клапан 5 с целью выключения горелки 1.

Такое управление обладает тем преимуществом, что оно делает возможным поддерживать горение в границах заранее заданного диапазона значений таким образом, что при этом не образуется вредных газов, таких как, например, СО, NOX и т.д.

Следует отметить, что соотношение C(Va/V g) между значением расхода Va окислителя и измеренным значением расхода Vg топлива также известно как коэффициент избытка воздуха и обозначается с помощью символа I (лямбда). Также известно, что если коэффициент I избытка воздуха остается в районе заранее заданного оптимального диапазона (по существу установленного около значения, рекомендованного нормой UNI EN 676 для газообразных топлив и нормой UNI EN 267 для жидких топлив, и предпочтительно равного ориентировочно 1,16), горение не вызывает появления вредных газов, если соединение между горелкой 1 и устройством, с которым она соединена (например, бойлером), является

- 9 031938 правильным и горелка 1 была установлена корректно.

Как следствие, блок 16 управления выполнен для сравнения отношения между измеренным значением расхода Va окислителя и измеренным значением расхода Vg топлива с заранее заданным оптимальным диапазоном. Если вычисленное соотношение C(Va/Vg) остается в границах заранее заданного оптимального диапазона, это означает, что горение не вызывает появления вредных газов и работа происходит в области использования в соответствии с относительными эталонными нормами. Если вычисленное соотношение C(Va/Vg) выходит за границы заранее заданного оптимального диапазона, блок 16 управления выполнен с возможностью воздействовать на первое средство 14 регулирования так, чтобы закрыть впускной клапан 5 таким образом, чтобы выключить горелку 1.

Следует отметить, что вышеупомянутое устройство управления может составлять часть монтажного комплекта и быть добавленным к уже установленной горелке.

Настоящее изобретение также относится к способу регулирования горения горелки 1 вышеописанного типа. Следует отметить, что способ регулирования вытекает непосредственно из того, что было описано выше, и включается в настоящий документ ниже во всей полноте.

Более конкретно, способ содержит генерирование значения идеального расхода Vgr для топлива в зависимости от заранее заданного значения тепловой мощности Wr для горелки 1. Шаг генерирования значения идеального расхода Vgr выполняют в зависимости от уравнения мощность/поток K(Wr) с соотношением между тепловой мощностью Wr горелки 1 и значением идеального расхода Vgr топлива.

Далее способ содержит первый шаг измерения расхода Vg топлива, поданного в горелку 1, с помощью первого средства 12 измерения. Кроме того, способ содержит последующий шаг сравнивания измеренного значения расхода Vg топлива со значением идеального расхода Vgr и генерирование соответствующего значения смещения eg в зависимости от разницы между измеренным значением расхода Vg и значением идеального расхода Vgr.

Далее способ содержит регулирование (функция G(eg)) открытия впускного клапана 5 в зависимости от полученного значения смещения eg таким образом, что измеренное значение расхода Vg приближается к значению идеального расхода Vgr топлива. Более конкретно, если идеальный расход Vgr больше, чем измеренное значение расхода Vg, открытие впускного клапана 5 увеличивается. Если значение идеального расхода Vgr меньше, чем значение расхода Vg, открытие впускного клапана 5 уменьшается.

Кроме того, одновременно с перечисленными выше шагами способ содержит шаг генерирования (функция H(Vg)) значения идеального расхода Var для окислителя в зависимости от измеренного значения расхода Vg топлива в соответствии с заранее заданной кривой значений Н (Vg), представляющей отношение между идеальным расходом Va окислителя и расходом Vg топлива. Эта кривая значений Н (Vg) устанавливается заранее в зависимости от типа горелки 1 и определяет оптимальное и идеальное соотношение между значением идеального расхода Var окислителя и расходом топлива Vg.

Далее способ содержит измерение расхода Va окислителя, поданного в горелку 1, с помощью второго средства 13 измерения расхода.

Кроме того, способ содержит сравнение измеренного значения расхода Va воздуха для горения со значением идеального расхода Var окислителя и генерирование соответствующего значения смещения eg в зависимости от разницы между измеренным значением расхода Va и значением идеального расхода Var.

Наконец, способ содержит регулирование потока окислителя во второй впуск 7 в зависимости от полученного значения смещения eg таким образом, что измеренное значение расхода Va окислителя приближается к значению идеального расхода Var окислителя. Другими словами, если идеальный расход Var больше, чем измеренное значение расхода Va, количество подаваемого окислителя увеличивается. Если значение идеального расхода Var меньше, чем измеренное значение расхода Va, количество подаваемого окислителя уменьшается.

Изобретение достигает поставленных целей.

Более конкретно, управление горелкой, осуществляемое с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением, позволяет регулировать горение автоматически путем непрерывного и мгновенного измерения расхода окислителя и расхода топлива и посредством системы управления с двойной обратной связью. Более конкретно, система управления позволяет удерживать величину измеренного значения расхода топлива близко к значению расхода, вычисленному предварительно, в зависимости от требуемой мощности и расхода окислителя, который подлежит удержанию в районе значения оптимального расхода, вычисленного в зависимости от измеренного расхода топлива. Таким образом система самонастраивается.

Следовательно, нет необходимости в присутствии квалифицированного оператора для установки кривой отношения воздух/газ, в частности в процессе пуска, так как горение остается на оптимальном уровне и оно самонастривается. Другими словами, устройство управления делает возможным избежать как начальных, так и регулярных настроек для регулирования окислителя и топлива со стороны квалифицированного персонала.

Кроме того, нет необходимости в использовании инструмента анализа выхлопных газов внешним

- 10 031938 оператором, поскольку кривые отношения топливо/окислитель уже предустановлены на заводе с целью поддержания оптимального горения.

Кроме того, настоящее изобретение также делает возможным устранить датчик перепада давления воздуха, присутствующий во многих горелках для измерения перепада давления окислителя выше по потоку от регулируемой заслонки 36 и у головки. В действительности, присутствие датчика расхода делает возможным определять присутствие или отсутствие окислителя (и, следовательно, непосредственно проверять, блокируется ли заслонка 36 или функционирует нормально) без необходимости использовать датчик перепада давления. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает более высокий уровень безопасности для горелки, так как в то время как датчик давления регулируется вручную оператором (который может выполнить неточную регулировку, либо может быть нарушена целостность датчика давления), устройство управления в соответствии с настоящим изобретением не требует ручной калибровки датчика давления, так как она основана на измерениях, выполненных датчиком.

Кроме того, устройство управления самонастраивается в зависимости от параметров окислителя и/или топлива, присутствующих в конкретном местоположении, тем самым решая проблемы, связанные с зависимостью от конкретных локальных факторов, которые могут влиять на горение (например, в случае установки на высоте, где воздух является более разреженным).

К тому же горелка определяет интегрированную и единую систему с внутренним управлением, так что ее легко установить на любое пользовательское устройство.

Наконец, следует заметить, что горелка в соответствии с настоящим изобретением автоматически адаптируется к эталонным нормам по безопасности горелок, так как для соответствия нормам производится предварительная установка горелки, когда она выходит с завода.

Следует также отметить, что настоящее изобретение относительно легко реализуется и стоимость реализации изобретения относительно низкая.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство (11) регулирования горения для горелки (1), содержащей первый впуск (4) для топлива, имеющий впускной клапан (5) для регулирования количества подаваемого топлива, и второй впуск (7) для окислителя, содержащий средство (8) регулирования потока окислителя для регулирования количества подаваемого окислителя, при этом устройство (11) содержит первое средство (12) измерения для измерения расхода (Vg) топлива, которое при использовании подают в горелку (1);

второе средство (13) измерения для измерения расхода (Va) окислителя, который при использовании подают в горелку (1);

первое средство (14) регулирования для регулирования открытия впускного клапана (5) в зависимости от количества топлива, которое должно быть подано в горелку (1);

второе средство (15) регулирования для регулирования средства (8) регулирования потока окислителя в зависимости от количества окислителя, которое должно быть подано в горелку (1);

блок (16) для управления первым средством (14) регулирования и вторым средством (15) регулирования в зависимости от значений, измеренных первым средством (12) измерения и вторым средством (13) измерения;

блок (16) управления выполнен с возможностью выполнять второе управление с обратной связью на втором средстве (15) регулирования путем выполнения следующих операций:

генерирование значения идеального расхода (Var) для окислителя в зависимости от измеренного расхода (Vg) топлива в соответствии с заранее заданной кривой значений (H(Vg)), представляющей соотношение между значением идеального расхода (Va) окислителя и расходом (Vg) топлива;

измерение расхода (Va) окислителя, подаваемого на горелку (1);

сравнение измеренного значения расхода (Va) окислителя со значением идеального расхода (Var) окислителя и генерирование соответствующего значения смещения (eg) в зависимости от разницы между измеренным значением расхода (Va) и значением идеального расхода (Var);

управление вторым средством (15) регулирования для регулирования потока окислителя во второй впуск (7) в зависимости от полученного значения смещения (а) таким образом, что измеренное значение расхода (Va) окислителя приближается к значению идеального расхода (Var) окислителя, отличающееся тем, что блок (16) управления выполнен с возможностью осуществлять первое управление с обратной связью на первом средстве (14) регулирования путем выполнения следующих операций:

генерирование значения идеального расхода (Vgr) для топлива в зависимости от заранее заданного значения тепловой мощности (Wr) для горелки (1);

измерение расхода (Vg) топлива, подаваемого в горелку (1);

сравнение измеренного значения расхода топлива со значением идеального расхода (Vgr) и генерирование соответствующего значения смещения (eg) в зависимости от разницы между измеренным значением расхода (Vg) и значением идеального расхода (Vgr);

- 11 031938 управление первым средством (14) регулирования для регулирования открытия впускного клапана (5) в зависимости от полученного значения смещения (eg) таким образом, что измеренный расход топлива приближается к значению идеального расхода (Vgr) топлива;

при этом первое средство (12) измерения и второе средство (13) измерения содержат направляющие элементы (17) соответственно для топлива и окислителя, каждый из которых проходит вдоль направления подачи топлива или окислителя от широкого конца (19) к узкому концу (20), в котором установлен датчик (34) для измерения расхода, при этом первое средство (12) измерения содержит один датчик (34), выполненный с возможностью непосредственно измерять расход топлива (Vg), а второе средство (13) измерения содержит другой датчик (34), выполненный с возможностью непосредственно измерять расход (Va) окислителя, и каждый из этих датчиков представляет собой анемометр с нагреваемой пленкой или нагреваемой проволокой; при этом направляющие элементы (17) расположены внутри соответствующего первого впуска (4) и второго впуска (7) и ограничивают внутреннее проходное сечение, меньшее, чем сечение соответствующего впуска (4, 7), так что большая часть топлива или окислителя проходит снаружи от соответствующего направляющего элемента (17).
2. Устройство (11) по п.1, отличающееся тем, что первое средство (12) измерения и второе средство (13) измерения содержат соответствующие опоры (24), каждая из которых присоединена между направляющим элементом (17) и соответствующим впуском (4, 7) для удержания направляющего элемента (17) в центральном положении относительно поперечного сечения впуска (4, 7).
3. Устройство (11) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что каждый направляющий элемент (17) проходит вдоль направления подачи окислителя или топлива от широкого конца (19) к узкому концу (20), в котором располагается измерительный датчик (34).
4. Устройство (11) по п.3, отличающееся тем, что измерительный датчик (34) каждого направляющего элемента (17) проходит поперек направления подачи окислителя или топлива и выступает внутрь узкого конца (20).
5. Устройство (11) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что блок (16) управления дополнительно выполнен с возможностью определять соотношение (C(Va/Vg)) между измеренным значением расхода (Va) окислителя и измеренным значением расхода (Vg) топлива;

сравнивать это соотношение (C(Va/Vg)) с заранее заданным диапазоном значений безопасного горения;

если соотношение (C(Va/Vg)) выходит за границы заранее заданного диапазона значений безопасного горения, управлять первым средством (14) регулирования для закрытия впускного клапана (5), чтобы выключить горелку (1).
6. Горелка (1), содержащая первый впуск (4) топлива, в котором имеется впускной клапан (5) для регулирования количества подаваемого топлива;

второй впуск (7) для окислителя, содержащий средство регулирования потока окислителя для регулирования количества подаваемого окислителя;

зону (3) горения, где первый впуск (4) и второй впуск (7) соединяются и где топливо и окислитель смешиваются, чтобы позволить происходить горению;

отличающаяся тем, что она содержит устройство (11) регулирования в соответствии с любым из пп.1-5.
7. Горелка (1) по п.6, отличающаяся тем, что средство измерения для измерения расхода (Vg) топлива установлено внутри первого впуска (4) вблизи зоны (3) горения и средство измерения расхода (Va) окислителя установлено внутри второго впуска (7) вблизи зоны (3) горения.
8. Горелка (1) по п.6 или 7, отличающаяся тем, что первый впуск (4) и второй впуск (7) образованы соответствующими каналами (6, 9) подачи; а каждый направляющий элемент (17) располагается внутри соответствующего канала (6, 9) и соединен с ним посредством опоры (24), присоединенной между направляющим элементом (17) и каналом для удержания направляющего элемента (17) в центральном положении относительно поперечного сечения впуска (4, 7).
9. Горелка (1) по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что средство (8) регулирования потока окислителя имеет регулируемое отверстие (35) для регулирования количества подаваемого окислителя, при этом упомянутое регулируемое отверстие (35) имеет регулируемое поперечное сечение и выполнено с возможностью генерировать сигнал открытия, представляющий движение открытия; а блок (16) управления выполнен с возможностью принимать сигнал открытия, сравнивая содержание сигнала открытия с тенденцией изменения расхода (Va) окислителя, так, чтобы проверить, согласуется ли этот расход с изменением отверстия (35) с регулируемым поперечным сечением.
10. Горелка (1) по п.9, отличающаяся тем, что второе средство (13) измерения расхода (Va) окислителя располагается выше по потоку от средства (8) регулирования в направлении подачи окислителя (Va).
11. Горелка (1) по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что она содержит вентилятор (27) для подачи воздуха в направлении зоны (3) горения, чтобы подавать в нее воздух; а упомянутое второе средст-

- 12 031938 во (13) измерения расхода (Va) окислителя располагается выше по потоку от вентилятора (27) в направлении подачи окислителя (Va).
12. Горелка (1) по любому из пп.6-11, отличающаяся тем, что впускной клапан (5) выполнен с возможностью генерировать сигнал открытия, представляющий движение открытия впускного клапана (5); а блок (16) управления выполнен с возможностью принимать сигнал открытия, сравнивая содержимое сигнала открытия с тенденцией изменения значения (Vg) расхода, измеренного первым средством (12) измерения, так, чтобы проверить, согласуется ли расход топлива с движением клапана (5) или нет.
13. Горелка (1) по любому из пп.6-12, отличающаяся тем, что второй впуск (7) содержит канал (9) подачи, проходящий вдоль соответствующей продольной оси (29) от соответствующего впускного конца (30) для окислителя; а горелка (1) содержит отклоняющий элемент (31) для отклонения входящего окислителя, выполненный с возможностью введения окислителя в радиальном направлении относительно продольной оси (29); и второе средство (13) измерения располагается внутри отклоняющего элемента (31) .
14. Горелка (1) по п.13, отличающаяся тем, что отклоняющий элемент (31) имеет форму колпака, расположенного на впускном конце (30) для окислителя и имеющего внутреннее поперечное сечение больше, чем поперечное сечение впускного конца, так, чтобы сформировать цилиндрическую зону (32) впуска воздуха между каналом (9) подачи и отклоняющим элементом (31).
15. Горелка (11) по п.14, отличающаяся тем, что отклоняющий элемент (31) имеет по меньшей мере один впускной проход (33) для окислителя, проходящий радиально относительно продольной оси (29) и расположенный на расстоянии от впускного конца (30) вдоль канала (9) подачи.