用于燃氣用具或鍋爐的改進的控制方法
【專利摘要】一種用于控制燃氣用具或鍋爐以減小定位在通向燃燒器(1)的對應(yīng)燃氣供給管路中的孔口數(shù)量的方法，所述燃氣由其中定位有關(guān)閉和/或關(guān)小閥(7)的導(dǎo)管供給，火焰感測構(gòu)件(2)設(shè)置在燃燒器附近，控制單元(5)設(shè)置成對用具的正確操作進行命令和控制。該單元連接至關(guān)閉閥并基于燃燒器中的燃氣燃燒的特性而控制關(guān)閉閥，并通過對閥進行干涉以改變該燃氣的流量，從而與所供給的燃氣類型相獨立地實現(xiàn)在預(yù)先限定的參數(shù)內(nèi)的燃燒，這種孔口至少部分地由校準(zhǔn)孔代替。
【專利說明】用于燃氣用具或鍋爐的改進的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)主權(quán)利要求的前序部分所述的方法。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)對應(yīng)的獨立權(quán)利要求的前序部分的燃氣用具。
【背景技術(shù)】
[0002]在燃氣用具中，燃氣經(jīng)由校準(zhǔn)孔或孔口供給至一個或多個燃燒器，該校準(zhǔn)孔或孔口與燃氣閥的出口處的壓力值結(jié)合地限定了與用具的工作功率相對應(yīng)的正確的燃氣流量。校準(zhǔn)孔或孔口通常為附加至燃氣供給管路或直接附加至燃燒器的單獨的部件，使得當(dāng)用具要適用于不同的燃氣類型時能夠?qū)π?zhǔn)孔或孔口進行更換。
[0003]需要孔口或校準(zhǔn)孔主要是:因為需要使燃氣出口壓力(來自燃燒器供給管路)適配于市場上能買到的燃氣閥的正常操作范圍、因為在LPG(液化石油氣)燃氣的情況下氣瓶的下游通常存在壓力調(diào)節(jié)、因為需要獲得正確的燃氣-空氣混合(憑借來自每個單獨的孔口的預(yù)先限定的燃氣離開速度)、以及因為傳統(tǒng)的系統(tǒng)不可能評估相應(yīng)的狀態(tài)。
[0004]例如，如果一個燃燒器設(shè)定為基于甲烷操作，將甲烷換成LPG則需要用具有更小直徑的孔口來替換原孔口以便能夠以更高的燃氣閥出口壓力來工作。這種轉(zhuǎn)換還需要對燃氣閥進行校準(zhǔn)，無論是提供機械校準(zhǔn)(機械止擋件)還是提供電子校準(zhǔn)(用于調(diào)節(jié)燃氣流的螺線管或馬達操作的致動器)。如果不以特定的LPG孔口來替換甲烷孔口，那么燃氣流(并且因此燃燒功率)將會指示性地增加約50-70%。
[0005]這一切都將導(dǎo)致燃燒超過規(guī)定允許的“清潔”參數(shù)(因此燃燒對環(huán)境是危險的并且對人具有潛在危險，并且燃氣用具的燃燒器和/或熱交換器具有損壞的風(fēng)險，這對人和物具有潛在危險(例如火險))。
[0006]對通向燃燒器的燃氣供給管路上(以及定位在燃燒器處)的可更換的孔口或校準(zhǔn)孔的需求對這種燃氣用具的制造者產(chǎn)生了大量的額外費用，這是由于:例如在大氣斜道燃燒器上，通常存在5-20個孔口，在構(gòu)造鍋爐期間這些孔口必須由制造者來準(zhǔn)備并手動地插入，以及在轉(zhuǎn)換成不同的燃氣類型期間這些孔口必須由安裝者來準(zhǔn)備并手動地插入。預(yù)混燃燒器中存在類似的情況，在預(yù)混燃燒器中，雖然僅存在一個孔口，但在轉(zhuǎn)換所使用的氣族時(例如，從天然氣轉(zhuǎn)換為LPG燃氣，即，從第二族轉(zhuǎn)換為第三族)，通常必須改變孔口。
[0007]通過替換孔口而轉(zhuǎn)換成不同的燃氣類型的過程常常還需要由安裝者來完成，已知過去出現(xiàn)了大量的由于用具轉(zhuǎn)換中的錯誤對物和人造成損害的事件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種方法以及實施該方法的用具，其表現(xiàn)出對相對應(yīng)的已知方法和用具的改進。
[0009]本發(fā)明的特定目的是提供一種用于控制燃氣用具的方法，該方法在不必對燃氣用具(或鍋爐)進行“機械性”改變或使所述燃氣用具(或鍋爐)適用于特定的燃氣或燃氣族的情況下，使燃氣用具能夠與任何類型的燃氣一起使用。[0010]另一目的是:提供一種所述類型的方法，通過該方法，對于每種類型的燃氣鍋爐都能夠根據(jù)最佳燃燒參數(shù)來操作，并且能夠避免以不被規(guī)定接受的參數(shù)進行的燃燒狀態(tài)，而且燃燒狀態(tài)總是以實現(xiàn)無污染燃燒的參數(shù)來進行的。
[0011]又一目的是提供一種所述類型的方法，該方法使鍋爐能夠正確且安全地操作。
[0012]另一目的是提供一種燃氣用具或鍋爐，在該燃氣用具或鍋爐中實施前述方法并且該燃氣用具或鍋爐具有低的生產(chǎn)成本和安裝成本。
[0013]通過根據(jù)所附權(quán)利要求的方法和燃氣用具，獲得了對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的這些目的和其它目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過以非限定性示例的方式提供的附圖，將更好地理解本發(fā)明，附圖中:
[0015]圖1示出了在其中實施了根據(jù)本發(fā)明的方法的燃氣鍋爐或用具的框圖；并且
[0016]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]參照所述附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明而形成的燃氣鍋爐或用具的一些元件(對于理解本發(fā)明而言有用的元件)的簡化框圖。鍋爐包括燃燒器I，在燃燒器I附近定位有用于感測燃燒器I的火焰水平的電極(或等同的構(gòu)件)2。該傳感電極或構(gòu)件2與其自身的已知電路(未示出)相關(guān)聯(lián)，并且通過產(chǎn)生與燃燒“質(zhì)量”相對應(yīng)的電氣信號而進行操作，即，通過感測是否在不產(chǎn)生污染的情況下并且是在規(guī)定的限制內(nèi)發(fā)生燃燒而進行操作。
[0018]電極2連接至適于控制鍋爐的正確操作的一優(yōu)選地為一微處理器單元5。更為具體地，通過單元5執(zhí)行的該控制經(jīng)由用作對控制環(huán)路反饋的火焰信號(來源于電極)而發(fā)生，其中控制環(huán)路還包括用于調(diào)節(jié)閥7 (即，用于將關(guān)閉和/或關(guān)小)的致動器6，調(diào)節(jié)閥7用于調(diào)節(jié)朝向燃燒器的氣流并且定位在通向燃燒器的燃氣供給管路8中。該供給管路8連接至與燃燒器相關(guān)聯(lián)的一個或多個燃氣供給導(dǎo)管(未示出)。
[0019]每個燃氣供給管路不具有為鍋爐所能夠操作的特定燃氣類型而特別設(shè)置的孔口。如果燃燒器設(shè)置有多個燃氣供給管路，則這些管路中的至少一部分(若非全部)未設(shè)置有特別的燃氣孔口，而是替代地包括能夠與供給至燃燒器的任何燃氣一起使用的簡單的校準(zhǔn)孔。
[0020]在通過打開閥7而啟動燃燒器的開始步驟(框10)之后，本發(fā)明的方法包括:起動燃燒控制算法(框11)。能夠基于經(jīng)由電極2對火焰進行的監(jiān)測或通過對燃燒進行測量的其他傳感器(已知類型的傳感器，例如CO傳感器、λ探針、等等)的可能的應(yīng)用而以已知的方式實施該控制。
[0021]該控制還能夠根據(jù)以相同 申請人:的名義申請的PCT申請N0.PCT/IT2010/000126來實施，根據(jù)該申請，控制單元5與存儲單元(未示出)相配合，在存儲單元中儲存有多個最佳鍋爐工作條件，這些工作條件是與火焰、與熱功率、以及與λ值有關(guān)的特性的函數(shù)，并且在操作曲線上表示出。根據(jù)該控制方法，在這些曲線中的一個曲線上確定鍋爐操作點，按以下方式來修正燃燒空氣/燃氣的比率:從當(dāng)前的操作值開始；沿著曲線移動該操作點；檢測該比率變化是否達到預(yù)先限定的值，如果是，則恢復(fù)先前的正確操作的空氣-燃氣比率，而如果不是，則修正燃氣流量以實現(xiàn)最佳燃燒比。
[0022]隨后的框12評估燃燒是否開始且是否在參數(shù)內(nèi)并且是無污染，或者評估燃燒是否在這些參數(shù)范圍之外。
[0023]如果回應(yīng)為否定的(在規(guī)定參數(shù)內(nèi)的燃燒)，則通過經(jīng)由單元5在閥7上的作用而使通向燃燒器的燃氣流量增加(框13)至至多為預(yù)定的最大值，并且接著該過程終止(框14)。
[0024]如果回應(yīng)為肯定的(在規(guī)定參數(shù)之外的燃燒)，則燃氣流量減小(框15)并且評估是否到達最小流量值(框16)。如果是這種狀態(tài)一這可能在一系列的流量修正之后，則暫停燃燒器(框17)，這是由于檢測到了故障狀態(tài)，從而適時地阻斷或暫停用具以便避免潛在的損壞或危險，并且需要進行維護。如果未處于這種狀態(tài)并且由閥7的致動器6進行的燃氣流量的減小將鍋爐帶到處于接受的限度內(nèi)的操作條件，那么由于正確地進行了操作，則維持所達到的狀態(tài)。因此該過程終止(框14)。
[0025]只要燃氣在系統(tǒng)或用具內(nèi)隨著時間經(jīng)過而維持一定的流量從而能夠正確燃燒，控制單元5就會將閥7維持在所獲得的位置中。
[0026]因此，通過使用基于由電子控制(例如由從火焰信號導(dǎo)出的反饋)對燃氣閥的命令的燃燒控制，能夠感測到差的燃燒狀態(tài)(這可能是由于存在錯誤的燃氣類型)，并且以如下方式采取行動:
[0027]-如果未實現(xiàn)正確的燃燒操作，則減小燃氣流量(通過對燃氣閥7的致動器進行動作)，直到實現(xiàn)關(guān)閉；
[0028]-在可能的情況下確保緊急操作并向安裝者指示出異常，接著安裝者將設(shè)定出口燃氣壓力以使其適配于所使用的燃氣類型，從而恢復(fù)正確的工作狀態(tài)；
[0029]-自動地干涉壓力設(shè)定(在燃氣閥不具有機械校準(zhǔn)的情況下)。
[0030]無論如何，確保了在任何條件下正確且安全的鍋爐操作。
[0031]因此，通過使用正確的燃燒控制(例如前述的基于操作曲線的過程，或者基于火焰監(jiān)測或附加有其它的燃燒傳感器的其它方法)，在燃燒器的類型和形式確保了正確的空氣/燃氣混合的情況下，不再需要與燃氣供給管路相關(guān)聯(lián)的可互換的孔口。
[0032]憑借本發(fā)明，能夠在無需基于供給至用具的燃氣而改變孔口的情況下對所有的燃氣類型使用相同的鍋爐型號或限定功率的燃氣用具。這簡化了由安裝者/維護人員進行的安裝，其中為了使鍋爐適配于特定的燃氣，安裝者/維護人員僅需要基于所確定的燃燒數(shù)據(jù)(火焰)而按照控制單元的構(gòu)型的參數(shù)(或者更確切地說，按照其控制算法)來操作。
[0033]因此，通過在燃氣供給側(cè)用簡單的校準(zhǔn)孔取代可互換的孔口，能夠完全地替代可互換的孔口以獲得在鍋爐生產(chǎn)期間的最大的成本優(yōu)勢。此外，在由自動燃燒控制系統(tǒng)控制(控制空氣/燃氣的比率)的適于燃氣類型的預(yù)混燃燒器上，能夠基于確定的工作功率或燃燒值通過監(jiān)測燃氣閥控制參數(shù)或火焰信號動態(tài)變化而指示出在安裝期間存在不同的燃氣類型(較大或較小的燃氣閥開度以獲得相同的燃燒數(shù)據(jù)，或者相同工作條件下較大或較小的火焰信號動態(tài)變化)，從而警告安裝者需要改變?nèi)細庾鍢?gòu)造參數(shù)。
[0034]已描述了本發(fā)明的特定實施方式。然而，其它實施方式仍然可能在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制燃氣鍋爐的方法，所述燃氣鍋爐設(shè)置有燃燒器(I)并包括:用于供給至所述燃燒器⑴的燃氣的控制閥(7);用于感測存在于所述燃燒器⑴中的火焰的裝置(2);以及用于控制所述鍋爐的例如所述燃氣閥(7)之類的功能構(gòu)件的裝置(5)，所述燃氣閥(7)定位在將燃氣供給至至少一個燃氣供給管路的導(dǎo)管(8)中，所述至少一個燃氣供給管路連接至所述燃燒器，其特征在于，基于燃燒數(shù)據(jù)來控制所述燃燒器(I)中的燃氣燃燒并干涉所述燃氣閥(7)，以在所述燃燒數(shù)據(jù)指示出不正確的燃燒的時候改變通向所述燃燒器(I)的燃氣流量，并且使所述數(shù)據(jù)回到預(yù)先限定的參數(shù)內(nèi)，所述控制的實施獨立于供給至所述燃燒器的燃氣并且獨立于以特定的燃氣類型進行操作的所述燃燒器的特定設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用校準(zhǔn)孔替換連接至所述燃燒器的對應(yīng)的燃氣供給管路的至少一個孔口，所述孔獨立于供給至所述燃燒器的燃氣類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒控制包括:通過所述火焰?zhèn)鞲醒b置(2)監(jiān)測所述燃燒器的火焰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下過程來進行所述燃燒控制:當(dāng)在操作狀態(tài)下時確定所述鍋爐的操作曲線上的鍋爐操作點；從當(dāng)前的或?qū)嶋H的操作值開始改變?nèi)紵諝?燃氣的比率，以便沿著所述曲線移動所述操作點；接著檢查所述比率的變化是否達到預(yù)先限定的值，并且在所述比率的變化達到所述預(yù)先限定的值的情況下認為在所述操作點處的燃燒是正確的并恢復(fù)先前的空氣-燃氣操作比率，或者在所述比率的變化未達到所述預(yù)先限定的值的情況下，改變所述燃氣流量以實現(xiàn)無污染燃燒的操作點，或進而暫停所述用具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對于所述燃氣閥(7)的干涉是通過在所述閥的致動器(6)上進行動作而發(fā)生的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，校驗所述燃氣閥(7)的操作參數(shù)和/或燃燒控制數(shù)據(jù)中所述操作參數(shù)的變化，其中燃燒控制數(shù)據(jù)例如是來自所述火焰?zhèn)鞲醒b置(2)的信號；并且接著識別所供給的燃氣類型，據(jù)此而自動地或人工地干涉所述燃燒器的所述操作參數(shù)。
7.一種用于控制燃氣鍋爐的設(shè)備，所述燃氣鍋爐設(shè)置有燃燒器(I)并包括:用于供給至所述燃燒器⑴的燃氣的控制閥(7);用于感測存在于所述燃燒器⑴中的火焰的裝置(2);以及用于控制所述鍋爐的例如所述燃氣閥(7)之類的功能構(gòu)件的裝置(5)，所述燃氣閥(7)定位在將燃氣供給至至少一個燃氣供給管路的導(dǎo)管(8)中，所述至少一個燃氣供給管路連接至燃燒器，其特征在于，在所述供給管路中包括能夠用于任何的所供給的燃氣的校準(zhǔn)孔。
【文檔編號】F23N1/00GK103443546SQ201280013328
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月15日
【發(fā)明者】皮耶路易吉·貝爾泰利 申請人:貝爾泰利聯(lián)合公司