CN110894955B

CN110894955B - 燃烧器

Info

Publication number: CN110894955B
Application number: CN201911249062.5A
Authority: CN
Inventors: 里卡尔多·潘科里尼
Original assignee: CIB Unigas SpA
Current assignee: CIB Unigas SpA
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2035-02-11
Also published as: CN110894955A; ES2928359T3; CA2937658C; EP3608591A1; CA2937658A1; KR102357244B1; PT3105551T; ES2758175T3; CL2016002016A1; AU2015216595B2; EP3105551A1; CN106233098A; BR112016018531A2; US20170167726A1; WO2015121800A1; MX2016010480A; IL247212B; PL3105551T3; AU2015216595A1; EP3105551B1

Abstract

本发明描述的是一种燃烧器(1)包括头部(2)，在该头部(2)限定燃烧发生的燃烧区域(3)；第一燃料入口(4)，其中有用于调节供应的燃料数量的入口阀门(5)；第二入口(7)，用于使助燃物在燃烧区域(3)的方向上延伸，并且将助燃物馈送入燃烧区域(3)；第二入口(7)包括用于运送助燃物的运送导管(9)，调节装置(8)沿导管(9)放置。运送导管(9)沿开始于助燃物的各自入口端(30)的各自延伸轴(29)延伸；第二入口(7)包括用于偏转进入的助燃物的偏转器元件(31)，使助燃物在相对于运送导管(9)的延伸轴的径向方向上进入。

Description

燃烧器

本申请是2015年2月11日递交的中国专利申请第201580008483.2号、发明名称“用于控制燃烧器燃烧的设备”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于控制控制燃烧器燃烧的设备、包括该控制设备的燃烧器和控制燃烧器燃烧的方法。

优选地，本发明限定控制燃料和助燃物之间的混合以控制燃烧器中的燃烧。

本发明涉及的燃烧器既用于民用界(例如，用于加热)也用于工业界(例如，用于生产一般的热量、用于烤炉、用于加热空气等)。

更具体地，本发明用于非预混燃烧器中，即在那些燃烧器中，助燃物和燃料直接在燃烧器的头部混合。

背景技术

根据现有技术，燃烧器包括用于燃料(通常为气体燃料)的入口导管和用于助燃物(通常为空气)的入口导管。这些入口导管在燃烧器头部所在的燃烧区域融合。以这种方式，助燃物与燃料的混合物执行用于加热的燃烧(当由点火火花启动时)，例如液体。

通常，燃烧器包括用于调节燃料气体的阀门，其沿燃料的入口导管放置，用于调节提供给头部的气体数量。类似地，燃烧器还包括具有可变横截面的开口，其沿助燃物空气入口导管放置，用于调节提供给头部的空气数量。

此外，已知两种用于控制阀门以调节气体和空气入口开口截面的技术。

根据第一种现有技术，气体调节阀门的运动和空气入口开口截面都是机械型。换言之，对阀门和入口截面的调节通过各自活动凸轮的运动实现，活动凸轮基于测试阶段预定的空气/气体比值曲线构造。凸轮的运动由作为测量的温度值和压力值(例如，锅炉的蒸汽上)的函数的控制单元控制。而且，凸轮的运动需要由经过训练的安装者在安装期间手动调节，以此根据系统中燃烧器的运行功率构造空气/气体比值曲线，从而在空气/气体调节操作期间获得最佳过剩空气值。

根据第二种现有技术，对气体调节阀门和空气入口开口截面的控制都是电子型。在这种情况下，对阀门和入口截面的调节基于存储在存储单元中的预定空气/气体比值曲线电子执行。此外，该调节被执行为由特定传感器测量的燃烧气体的值的函数，该特定传感器用于测量烟雾中包含的O₂和/或CO。在这种情况下，控制单元16配置为根据过剩空气指数曲线将燃烧保持在最佳水平。此外，控制单元配置为，当过剩空气指数达到太低时自动将燃烧器调整在高安全曲线(O₂比空气/气体比值曲线上的对应值大至少1％)。

在任何情况下，安装期间，经过训练的操作者必须手动创建存储在存储单元中的比值空气/气体曲线，逐渐增大气体的开口并且观察O₂和/或CO的趋向。

然而，这些现有技术有几个缺点。

与事实有关的第一个缺点是，在两种情况中，在安装期间为了设置/调节空气/气体比值曲线必须由经过训练的操作者做至少第一干预。由于对燃烧器的正确(或不正确的)操作依赖于调节，因此该操作必须由经过训练的操作者在场。

与第一个缺点相关的第二个缺点是，一旦经过训练的操作者执行了调节，那么第一燃烧器的操作就基于已经被设定的空气/气体比值曲线。因此，空气和/或气体参数的变化或运行中燃烧器部件的变化(例如与机械部件随着时间的磨损相关的)可能会导致燃烧器运行在非最佳状态，因为空气/气体曲线设定不再适用了。

实际上，利用合适的烟雾分析仪器并由经过训练的技术人员在第一次打开燃烧器期间而不是在燃烧器运行期间通过构造空气/气体比值曲线来控制燃烧器。因此，燃料或助燃物参数的变化可能会引起有缺陷的燃烧(即使其落在燃烧气体的安全参数范围内)，或其可能不会达到所需功率的程度。

可替换地，有必要要求经过训练的操作者有规律地干预以调整燃烧器。然而，由于操作者的外呼次数(call-out times)(可能会很长)和干预的相对成本，后一种方案甚至有内在缺点。

发明内容

在这种情形下，本发明的目的是提供克服了上述缺点的用于控制燃烧器燃烧的设备、燃烧器和控制燃烧器燃烧的方法。

更具体地，本发明的目的是，提供具有优化的助燃剂入口路径的燃烧器。

此外，本发明的目的是，提供燃烧器，具有用于控制燃烧器运行期间控制允许维持最佳空气/气体比值的燃烧的设备。

本发明的另一个目的是，提供用于控制燃烧器运行期间允许自动控制空气/气体比值的燃烧的设备。

最后，本发明的另一个目的是，提供用于控制作为燃料和助燃物的参数变化的函数的燃烧器的运行的期间允许自动控制空气/气体比值的燃烧的设备。

指出的目的基本上由用于控制燃烧器燃烧的设备、燃烧器和用于控制本文权利要求中描述的燃烧器燃烧的方法实现。参考用于控制燃烧器燃烧的设备、燃烧器和用于控制附图中绘示的燃烧器燃烧的方法的非限制性且非排除性优选实施例，本发明的其它特征和优点会更明显。

附图说明

图1示出了根据本发明的燃烧器的截面轴侧图。

图2示出了图1中的燃烧器的截面侧视图。

图3示出了控制根据本发明的燃烧器的燃烧的方块示意图。

图4示出了图1中的燃烧器的第一细节的截面轴侧图。

图5示出了图4中绘示的第一细节的截面侧视图。

图6示出了图1中的燃烧器的第二细节的截面轴侧图。

图7示出了图6中绘示的的第二细节的截面侧视图。

图8示出了图4中绘示的第一细节的变形的截面轴侧图。

图9示出了图8中的变形的放大的截面轴侧视图。

图10示出了图1中的燃烧器的可替代实施例的侧视图。

图11示出了图10中的燃烧器的可替代实施例的轴侧图。

图12示出了图11中的燃烧器的可替代实施例的细节的截面轴侧图，以及

图13示出了图12中的可替代实施例的细节的放大的截面轴侧图。

具体实施方式

参考上述附图，数字1表示根据本发明的燃烧器的整体。

优选地，燃烧器1包括头部2，在头部2限定燃烧发生的燃烧区域3。

更优选地，燃烧器1是非预混合型(燃料和助燃物之间的混合直接发生在头2上而不是之前)。

更具体地，燃烧器1包括第一燃料入口4，其中有用于调节供应的燃料数量的入口阀门5。优选地，第一入口4由用于运送燃料的导管6限定，入口阀门5沿导管放置。用于运送燃料6的导管在用于馈送燃料的燃烧区域3的方向上延伸。

入口阀门5拦截燃料，并且配置用于通过使第一入口4朝向燃烧区域3来调节运输中燃料的数量。入口阀门5是已知的类型，并且以下不再详细描述。

应当注意的是，燃料是流体并且可能是液体或气体类型。优选地，燃料包括甲烷或GPL或沼气或这些物质的混合或仍然能够燃烧而这里没有明确提及的其它物质。

此外，燃烧器1包括第二入口7，用于使助燃物在燃烧区域3的方向上延伸，并且将助燃物馈送入燃烧区域3。更详细地，第二入口7包括用于调节向燃烧区域馈送的助燃物的数量的装置。

优选地，第二入口7包括用于运送助燃物的导管9，调节装置8沿导管9放置。用于运送助燃物的导管9在燃烧区域3的方向上延伸以用于馈送助燃物。

运送导管9沿开始于助燃物的各自入口端30的各自延伸轴29延伸。

更具体地，在图10-13绘示的实施例中，第二入口7包括用于偏转进入的助燃物的元件31，配置为使助燃物在相对于运送导管9的延伸轴的径向方向上进入。

偏转器元件31定形为盖的形式，并且位于助燃物的入口端30。换言之，第二入口7包括运送导管9和偏转器元件31。偏转器元件3限定用于助燃物进入的第二入口7的初始部分。

此外，偏转器元件31具有比入口端30的截面大的各自的内部截面，以此在第二入口7的导管和偏转器元件31之间形成圆筒状空气入口区域32。偏转器元件31限定馈入助燃物的路径并且限定在运送导管9的入口端30的助燃物的馈送方向的反向。

偏转器元件31具有相对于延伸轴29径向延伸的用于助燃物的至少一个入口通道33，并且位于沿导管远离入口端30的位置。图12示出了入口通道33沿位于盖状偏转器元件31上的冠部而延伸，并且由多个贯穿孔限定。另一方面，偏转器元件31的其它结构是封闭的。

在图2、12和13绘示的实施例中，调节装置8具有开口35，其具有用于调节供应的助燃物数量的可调节截面。优选地，调节装置8具有一个或多个有倾斜的活动遮板36，该倾斜作为被馈送的助燃物的数量的函数相对于助燃物的传播方向可调节。

应当注意，燃烧器包括，有利地，在头部2的方向上用于馈送空气(附图中不可见)的风扇27，用于将空气馈送入燃烧区域3中。有利地，燃烧器包括用于馈送空气的导管，其从用于馈送空气的风扇27延伸至头部2，以此将空气引导至燃烧器区域3中。用于馈送空气的风扇由发动机28优选地为电动机(图1和图2中示出)驱动。

在附图中没有绘示的可替代实施例中，调节装置8包括调节用于馈送空气的风扇27的转数(rpm)的模块，以及具有可调截面的开35。实际上，用于馈送空气的风扇27是可调节输出型，以此改变推向燃烧器3的空气数量。优选地，用于调节风扇27的转数的模块配置为作用(act on)在风扇27的电馈送器上(通常由反相器限定)。

如已经部分提及的，燃烧器1具有燃烧区域3，第一入口4和第二入口7在此处融合并且燃料和助燃物在此处混合以允许发生燃烧。

此外，燃烧器1包括沿燃烧区域3上游的第一入口4放置的压力稳定阀门10。优选地，压力稳定阀门10沿用于运送燃料的导管6放置，并且配置为保持稳定阀门10和入口阀门5之间的燃料压力恒定。稳定阀门10是已知的类型，并且以下不再详细描述。

此外，燃烧器1包括用于控制燃烧的设备11，其也是本发明的目的。

更具体地，控制设备11包括用于测量供应给燃烧器1的燃料的流速Vg的第一装置12。

第一测量装置12沿第一入口4插入。换言之，第一测量装置12位于用于运送燃料的导管6内部。

优选地，第一测量装置12包括被配置为测量燃料流速Vg的传感器34。更优选地，第一测量装置12的传感器34是瞬时测量型。换言之，传感器被设计为瞬时测量相对于燃料流速Vg的值。此外，第一测量装置12的传感器34有利地位于用于运送燃料的导管6的中心。

图4和图5示出了第一测量装置12的实施例。更详细地，第一测量装置12包括沿燃料的馈送方向18具有窄部的运送器17。更详细地，运送器17包括位于燃料的吸入区域的宽端19和位于沿燃料的馈送方向18的宽端19下游的窄端20。窄端20限定内侧用于燃料通过的导管21，其中由于通道部分的窄部，燃料的速度增加。

运送器17的测量传感器34横向与助燃物的馈送方向延伸，并且凸入窄端20内侧。更具体地，测量传感器34配置为直接测量燃料的流速。优选地，测量传感器34是热膜或热丝型流速计。

应当注意的是，运送器17位于第一入口4内侧，并且限定小于第一入口4的截面的内部通道截面，以此大部分燃料从各自的运送器17外侧通过。以这种方式，受运送器的存在影响并且进入运送器的燃料部分相对于通过第一入口4内侧的燃料是最小值的。

更具体地，运送器17占据第一入口4内侧空间的减小的部分，并且通过第一入口4内部的燃料的一部分进入运送器17内，并且一部分(大多数)从运送器17和第一入口4之间的运送器17外侧通过。

应当注意的是，第一入口4由内侧有运送器17的导管限定。优选地，运送器17位于根据径向于导管方向和纵向方向两者的中间位置。

在附图中没有绘示的可替代实施例中，替代宽部19的是，运送器17包括紧邻传感器34基于想要的流体的速度梯度而大小不同的元件。

更具体地，第一测量装置的传感器34(图8和图9中所示)位于洞22内侧的窄端20，其横向于燃料的馈送方向18延伸。优选地，传感器34横向燃料的馈送方向18放置，并且以悬臂方式凸入通道导管21内侧，以此暴露在燃料的通道中并且测量流速。

此外，运送器17在其最远离前面限定的宽部19的部分具有最后的再-加宽部分23。

而且，图4和图5示出包括支架24的第一测量装置12，支架24配置为使运送器17相对于第一入口4的横向截面保持在中心位置(图1)，以此击打运送器17的燃料的流动一致集中在入口处，这由宽部19限定，并且感觉到由于导管内壁粗糙引起的(尽管很有限的)湍流效应尽可能的小。更具体地，支架24可以有各种配置。优选地，在具有用于燃料的传感器34的情况下，支架24由从第一入口4的内壁凸出的翼形成。

图8和图9示出运送器17安装在第一入口4的导管的内侧，并且通过支架24连接至第一入口4。优选地，在图8和图9中，支架24合并了传感器34，并且其直径上彼此相对的相关部件被法兰连接(flanged)，以此支撑在相对彼此对称的方向上不同延伸的管子的两个部分。这允许自我支撑，同时使运送器17位于第一入口4的导管内侧的中心。

而且，设备11包括用于测量供应给燃烧器1的助燃物的流速Va的第二装置13。

第二测量装置13沿第二入口7插入。

在图1和图2绘示的第一实施例中，第二测量装置13沿用于运送助燃物的导管9放置。

在图10-13绘示的第二实施例中，第二测量装置13位于如以下详细描述的偏转器装置31内侧。

在任何情况下，第二测量装置13包括配置为测量助燃物的流速Va的传感器34。更优选地，第二测量装置13的传感器34是瞬时测量型。换言之，传感器34设计为瞬时测量相对于助燃物的流速Va的值。如图1所示，第二测量装置13的传感器34有利地位于用于运送助燃物的导管9的中心。

如上所述，对于第一测量装置12的传感器34，图6和图7示出了第二测量装置13的优选实施例。更详细地，第二测量装置13包括(为了简化，将使用指示第一测量装置12的相同的数字)具有沿助燃物的馈送方向的窄部的运送器17。更详细地，运送器17包括位于助燃物的吸入区域的宽端19和位于宽端19下游沿助燃物的馈送方向19的窄端20。窄端20限定助燃物通过的导管21的内侧，由于通道截面的窄部，助燃物的速度增加。

运送器17的测量传感器34横向与助燃物的馈送方向延伸，并且凸入窄端20内侧。更具体地，测量传感器34配置为直接测量助燃物的流速。优选地，测量传感器34是热膜或热丝型流速计。

应当注意的是，运送器17位于第二入口7内侧，并且限定内部通道截面小于第二入口7的截面，由此助燃物的大部分通过各个运送器17的外侧。以这种方式，受存在的运送器的影响并且进入运送器的燃料部分相对于通过第二入口7内侧的燃料是最小值。

更具体地，运送器17占据第二入口7内侧空间的减小的部分，并且通过第二入口7的助燃物的一部分进入运送器17内侧，并且一部分(大多数)从运送器17和第二入口7之间的运送器17外侧通过。

在附图中没有绘示的可替代实施例中，替代宽部19的是，运送器17包括基于紧邻传感器34想要的流体的速度梯度的不同大小的元件。

更具体地，第二测量装置13的传感器34(附图中没有示出)位于窄端20的洞22内侧，其横向于助燃物的馈送方向18延伸。优选地，传感器34横向于助燃物的馈送方向18放置，并且以悬臂方式凸入通道导管21内侧，以此暴露在助燃物的通道中并且测量流速。

此外，运送器17在其最远离前面限定的宽部19的部分具有最后的再-加宽部23。

应当注意的是，在图1和图2绘示的第一实施例中，运送器17位于运送导管9内侧。

而且，图6和图7示出包括支架24的第二测量装置13，支架24配置为使运送器17相对于第二入口7的横向截面保持在中心位置(图1)，以此击打运送器17的助燃物的流动一致集中在由宽部19限定的入口处，并且感觉到由于导管内壁粗糙引起的尽可能小的(尽管很有限的)湍流效应。更具体地，支架24可以有各种配置。优选地，在具有用于助燃物的传感器34的情况下，支架24包括定位为与第二入口7的内壁接触的环结构25和在环结构25和运送器7之间延伸的多个径向凸片26。

在图10-13绘示的第二实施例中，运送器17位于偏转器元件31内侧。更具体地，如图12和图13所示的，第二测量装置13位于入口通道13和入口端30之间。以这种方式，助燃物流的部分从圆筒状区域32通过入口端30，同时击打传感器34。优选地，第二测量装置13连接至运送导管的外表面，但是位于圆筒状区域32内侧。运送器17与助燃物从入口通道33向运送导管9的入口端的进入方向一致。以这种方式，第二测量装置13最小程度地影响从入口通道33进入的助燃物的运动。

如图12和13所示，燃烧器1包括圆形元件37，该圆形元件37围绕输送管道延伸，并具有多个通孔38，这些通孔38定位在输送机17B的宽端19处，以使燃烧剂流以在圆柱形区域32中通过的总燃烧剂的最小部分通过所述通孔38和宽端19。

应当注意的是，第一流速测量装置12和第二流速测量装置13配置为产生各自的测量信号。测量信号优选地为以伏特(Volts)或安培(Amps)表示的电类型的信号。

而且，设备11包括控制单元16，其可操作地连接至第一测量装置12和第二测量装置13，并且配置为接收各自的测量信号。

换言之，控制单元16配置为测量作为各个测量信号的内容的函数的助燃物的流速Va和燃料的流速Vg。

在附图没有绘示的可替代实施例中，第一测量装置12和/或第二测量装置13包括至少两个运送器17，在每个运送器内侧插入各自的传感器34。有利地，运送器17的存在使得在控制设备11的运行中如果传感器中的至少一个脱落或至少一个运送器17中的空气流受阻获得更大的安全性成为可能。在这种情况下，控制单元16配置为从相同类型(空气或气体)的测量装置12、13接收几个测量信号，并且将它们彼此比较，以此检查传感器34的任何损坏/故障或检查运送器的任何阻塞。

此外或可替换地，控制单元16配置为比较从相同类型(空气或气体)的测量装置12、13接收的测量信号，并且将它们彼此比较，以此调节测量的流速值(例如，做平均)以增加测量的精度。

在任何情况下，相同类型的(空气或气体)测量装置12、13的运送器17位于不同的区域，以此测量不同点的各个流速。

用于测量燃料的流速Vg的装置安装在稳定阀门10和阀门5之间。

应当注意的是，第一测量装置12的传感器34和第二测量装置13的传感器34配置为测量流速或与流速相关的其它量(通过数学公式)，诸如速度。

此外，设备11包括用于第一操作者装置14，用于作为供应给燃烧器1的燃料数量的函数控制入口阀门5的开口。换言之，阀门的第一操作者装置14允许控制通过第一入口4的燃料数量。换言之，阀门的第一操作者装置14允许控制用于运送燃料的导管6的燃料数量。

还应当注意的是，第一操作者装置14机械连接至用于移动它的阀门5。优选地，如图3所示，第一操作者装置14包括伺服控制。

而且，设备11包括装置8的第二操作者装置15，用于调节助燃物的数量以控制助燃物的通过。换言之，阀门的第二操作者装置15允许控制通过第二入口7的助燃物的数量。换言之，阀门的第二操作者装置15允许控制在运送导管9中通过的助燃物的数量。

优选地，第二操作者装置15机械连接至可倾斜从而被移动的活动遮板36。优选地，如图3所示，第二操作者装置15包括伺服控制。

如果用于调节助燃物数量的装置8包括用于调节馈送空气的风扇27的转数(rpm)的模块，那么第二操作者装置15连接至用于调节产生的空气流的风扇27的馈送器(优选地反相器)。更具体地，操作者装置15配置为作用在(act on)活动遮板35和风扇27上，其为具有流入的助燃物流和第二入口7的开口之间的关系的预定曲线的函数。

换言之，操作者装置15连接在风扇27的供应和活动遮板36之间，以此控制由风扇27产生的空气流和活动遮板36的开口。优选地，控制设备15包括控制单元。在这种情况下，控制单元还控制并管理用于调节供应至燃烧器1的燃料数量的操作者装置14。

并且在优选实施例中，操作者装置15配置为首先控制活动遮板36的开口(直到达到几乎完全打开)，随后控制增加风扇27的转数，以此最优地供应空气。可替换地，方式27的转数与活动遮板36的开口之间的比值可以由与控制单元16的设置相关的不同的方式控制。

作为由第一测量装置12第二测量装置13测量的值的函数，控制单元16可操作地连接至第一操作者装置14和第二操作者装置15。

换言之，控制单元配置为接收测量信号，并且生成用于分别控制第一操作者装置14和第二操作者装置15的控制信号。

更具体地，具有可调截面的开口35配置为生成表示开口运动的开口信号。控制单元16配置为接收该开口信号、比较该开口信号的内容与由第二测量装置13测量的助燃物流速Va的趋势，以此检查助燃物流速是否与具有可调截面的开口35的运动一致。换言之，如果开口信号指示开口的截面正在增大，并且助燃物流速也依次正在增大，那么这意味着助燃物流速与具有可调截面的开口35的运动是一致的，否则不一致。反之，如果开口信号指示开口35的截面正在减小，并且助燃物流速也依次在减小，那么这意味着助燃物流速与具有可调截面的开口35的运动是一致的。

换言之，如果开口信号指示开口35的截面正在增大(或减小)，并且助燃物流速正在减小(或增大或保持不变)，那么这意味着助燃物流速与具有可调截面的开口35的运动不一致。

如果助燃物流速与具有可调截面的开口35的运动不一致，那么控制单元16就配置为生成报警信号。

与刚才的描述类似的，入口阀门5配置为生成表示阀门的开口运动的开口信号。更具体地，控制单元16配置为接收该开口信号、比较该开口信号的内容与由第一测量装置12测量的燃料的流速Vg的趋势，以此检查燃料流速与阀门5的运动是否一致。换言之，如果开口信号指示阀门正在打开，并且燃料流速依次正在增大，那么着意味着燃料流速与阀门的运动一致。反之，如果开口信号指示阀门5正在关闭，并且燃料流速依次正在减小，那么这意味着燃料流速与阀门5的运动一致。

在另一方面，如果开口信号指示阀门正在打开(或关闭)，并且燃料流速正在减小(或增大或保持不变)，那么这意味着燃料流速与阀门的运动不一致。

如果燃料流速与阀门5的运动不一致，那么控制单元16就配置为生成报警信号。

应当注意的是，用于测量助燃物流速的第二装置13位于助燃物的馈送方向的调节装置8上游。

更详细地，用于测量助燃物流速的第二装置13位于助燃物的馈送方向的风扇27上游。

以这种方式，测量装置13受风扇27产生的湍流的和调节装置8的运动影响最小。而且，如果有必要替换测量装置，其更易于移除。

类似地，用于测量燃料流速的第一装置12还位于燃料的馈送方向的入口阀门5上游，以此它们受入口阀门5的运动的影响最小。

根据本发明，控制单元16配置为执行第一反馈检查以控制第一操作者装置14和执行第二反馈检查以控制第二操作者装置15。在第一反馈检查期间控制单元16配置为：

-生成用于燃料的理想流速值Vgr(对应以伏特或安培表示的值)，其为用于燃烧器1的预定热功率值Wr的函数(函数K(Wr))；

-测量通过第一测量装置12馈送给燃烧器1的燃料的流速(对应以伏特或安培表示的值)；

-比较测量的燃料流速值Vg和理想流速值Vgr，并且生成对应的偏移值εg，其为测量的流速值Vg与理想流速值Vgr之间的差值的函数。

-控制(函数G(εg))第一操作者装置14以作为生成的偏移值εg的函数调节入口阀门5的开口，以此测量的燃料流速值逼近理想的燃料流速值Vgr。

应当注意的是，生成作为预定的热功率值Wr的函数的燃料的理想流速Vgr的步骤通过利用功率/流速方程来执行，该方程提供可由操作者选择的(或者基于工厂的能量要求由调制器R(tc，pc)提供)的多个热功率值Wr于对应的理想燃料流速Vgr之间的关系。预定热功率值Wr优选地由调制器R(tc，pc)(也形成燃烧器的一部分)计算，调制器R(tc，pc)为在燃烧器中安装的(例如，对锅炉来说，水的温度值tc或蒸汽的压力值pc基于调制器计算的热功率值Wr测量)装置测量的值的函数。在任何情况下，热功率值Wr取决于用户要求的热量。优选地，R(tc，pc)调制器由控制设备1实施。

而且，控制单元16包括存储模块，其存储用于取决于所用燃料类型的预定热量功率的功率/流速方程。

此外，理想流速Vgr优选地是电学量。

而且，利用合适的比较模块执行对测量的瞬时燃料流速值Vg与理想流速Vgr的比较。

而且，应当注意的是，控制单元16配置为(函数G(εg))，如果理想流速Vgr大于测量的流速值Vg，则增大入口阀门5的开口，并且如果理想流速Vgr小于测量的流速值Vg，则减小入口阀门5的开口。

如提及的，控制单元16配置为通过执行以下操作来执行对第二操作者装置15的第二反馈接触：

-测量通过第二测量装置13馈送给燃烧器1的助燃物的流速Va(对应于以伏特或安培表示的值)；

-根据值H(Vg)的预定曲线生成用于助燃物的理想流速值Var(对应于以伏特或安培表示的值)，其为测量的燃料流速的函数，值H(Vg)表示理想助燃物流速Var与燃料流速Vg之间的关系。

-比较测量的助燃物流速Va与理想的助燃物流速值Var且生成偏移值εa，该偏移值εa是测量的流速值Va与理想的流速值Var之间的差值的函数。

-控制(函数F(εg))第二操作者装置15，以调节作为生成的偏移值εa的函数的流入第二入口7的助燃物的流速，以此测量的助燃物流速值Va逼近理想的助燃物流速值Var。

应当注意的是，通过利用表示理想的助燃物流速Var与燃料流速Vg的比值的预定曲线(函数H(Vg))，来执行生成作为测量的燃料流速的函数的助燃物的理想流速Var的步骤。该值的曲线优选地存储在控制单元16的存储模块中。

此外，助燃物的理想流速值Var优选地是电学量。

而且，利用合适的比较模块执行对测量的助燃物的流速值Va与理想的流速Var的比较。

而且，应当注意的是，控制单元16配置为(函数F(εg))，如果理想流速值Var大于测量的流速值Va，则增大助燃物的通过，并且如果理想流速值Var小于测量的流速值Va，则减小助燃物的通过。

有利地，第一反馈检查和第二反馈检查控制燃烧是否维持在最佳限制内，对于燃料的添加，使它们接近理想燃料流速值Vg，对于空气的添加，使它们接近助燃物的理想流速值Va。以这种方式，系统自我调节，使燃烧在燃料的流速值Vg和/或助燃物的流速值Va变化时仍保持恒定。

事实上，在同时，第一反馈检查趋于使燃料数量值Vg靠近预先计算的作为设定的功率Wr的函数的最佳流速值，第二反馈检查趋于使助燃物流速值Va接近计算的作为测量的燃料流速值的函数的最佳流速值。以这种方式，系统自我调节。优选地，每个反馈检查限定比例-积分-微分(PID)型控制。

此外，设备11包括位于第一入口4处的第一温度传感器，配置为测量燃料的温度。更具体地，控制单元16连接至第一温度传感器以接收温度信号T1，并且配置为确定作为测量的温度值T1的函数的燃料的理想流速Vgr。

换言之，生成燃料的理想流速值Vgr时考虑测量的温度值T1。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的温度值T1的函数的燃料的理想流速值Vgr。

此外，设备11包括位于第二入7处的第二温度传感器，配置为测量助燃物的温度。更具体地，控制单元16连接至第二温度传感器以接收温度信号T2，并且配置为确定作为测量的温度值T2的函数的助燃物的理想流速Var。

换言之，生成助燃物的理想流速值Var时考虑测量的温度值T2。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的温度值T2的函数的助燃物的理想流速值Var。

除了温度传感器，设备11可以包括位于第一入口4处的压力传感器Pr，配置为测量燃料的压力Pr。控制单元16配置为确定作为测量的压力值Pr的函数的燃料的理想流速值Vgr。换言之，生成燃料的理想流速值Vgr时考虑测量的压力值Pr。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的压力值Pr的函数的燃料的理想流速值Vgr。

而且，设备11可以包括位于第二入口7处的压力传感器Pa，配置为测量进入的助燃物的压力Pa。控制单元16配置为确定作为测量的压力值Pa的函数的助燃物的理想流速值Var。

换言之，生成助燃物的理想流速值Var时考虑测量大气压力值Ph。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的助燃物的压力值Pr的函数的助燃物的理想流速值Var。

而且，设备11可以包括位于第二入口7处的大气压力传感器Ph，配置为测量外部大气压力pH。控制单元16配置为确定作为测量的大气压力值Ph的函数的燃料的理想流速值Vgr和/或助燃物的理想流速值Var。

换言之，生成燃料的理想流速值Vgr和/或助燃物的理想流速值Var时还可以考虑测量的大气压力值Ph。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的大气压力值Pr的函数的燃料的理想流速值Vgr和/或助燃物的理想流速值Var。

此外，设备11可以包括位于第二入口7处的第一湿度传感器Uma，配置为测量助燃物的湿度。控制单元16配置为确定作为测量的湿度值Uma的函数的助燃物的理想流速值Var。换言之，生成助燃物的理想流速值Var时可以考虑测量的湿度值Uma。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的湿度值Uma的函数的助燃物的理想流速值Var。

此外，设备11可以包括位于第一入口4处的第二湿度传感器Umg，配置为测量燃料的湿度。控制单元16配置为确定作为测量的湿度值Umg的函数的燃料的理想流速值Vgr。换言之，生成燃料的理想流速值Vgr时还可以考虑测量的湿度值Umg。更具体地，控制单元16根据预定的数学表达式修改作为测量的湿度值Umg的函数的燃料的理想流速值Vgr。

此外，控制单元16还配置为：

-限定测量的助燃物流速值Va与测量的燃料流速值Vg之间的比值C(Va/Vg)；

-比较该比值C(Va/Vg)与安全燃烧值的预定范围；

-如果比值C(Va/Vg)落在安全燃烧值的预定范围之外，则控制第一操作者装置14关闭入口阀门5以便关闭燃烧器1。

有利地，该控制单元使燃烧保持在预定的范围值之内成为可能，从而不会产生有害的气体，例如CO、NOX等等。

应当注意的是，已知助燃物的流速值Va与测量的燃料的流速值Vg之间的比值C(Va/Vg)也称为“过剩空气指数”，用标记λ(lamda)表示。还已知的是如果过剩空气指数λ维持在预定的最佳范围之内(实质上被限定在由用于气体燃料的调节(regulation)“UNIEN676”推荐的值和用于液体燃料的调节“UNI EN267”推荐的值附近，并且优选地等于大约1.16)，并且如果燃烧器与其耦连的装置之间的耦接是正确的以及燃烧器1被正确安装，那么燃烧不会产生有害气体。

因此，控制单元16配置为比较测量的助燃物的流速值Va和测量的燃料的流速值Vg的比值和预定的最佳范围。如果计算的比值C(Va/Vg)维持在最佳范围之内，那么这意味着燃烧没有产生有害气体并且运行在依照相对参考调节的使用范围中。如果计算的比值C(Va/Vg)离开预定的最佳范围，那么控制单元16配置为作用在第一操作者装置14上，从而关闭入口阀门5，以此关闭燃烧器1。

应当注意的是，上述控制设备可以形成装配工具包的一部分被增加到已经被安装的燃烧器上。

本发明还涉及用于控制上述类型的燃烧器1燃烧的方法。应当注意的是，该控制方法从以上描述的内容直接推到出来，其全部内容并入下文中。

更具体地，该方法包括生成用于燃料的理想流速值Vgr，其用于燃烧器1的预定热功率值Wr的函数。生成理想流速值Vgr的步骤被执行为表示燃烧器1的热功率Wr和燃料的理想流速值Vgr的关系的功率/流速方程式K(Wr)的函数。

此后，该方法包括通过第一测量装置12测量馈送给燃烧器1的燃料的流速Vg的步骤。

并且，该方法包括比较测量的燃料流速值Vg与理想流速值Vgr并且生成对应偏移值εg的后续步骤，偏移值εg为测量的流速值Vg与理想的流速值Vgr之间的差值的函数。

此后，该方法包括调节(函数G(εg))作为生成的偏移值εg的函数的入口阀门5的开口，以此测量的流速值Vg逼近理想的燃料流速值Vgr。更具体地，如果理想流速Vgr大于测量的流速值Vg，就增大入口阀门5的开口。如果理想流速值Vgr小于流速值Vg，就减小入口阀门5的开口。

而且，与以上列出的步骤同时存在的，该方法包括步骤：根据表示理想助燃物流速Va和燃料流速Vg的关系的值H(Vg)的预定曲线，生成(函数H(Vg))作为测量的燃料的流速值Vg的函数的用于助燃物的理想流速值Var。值H(Vg)的曲线预定为燃烧器1的类型的函数，并且限定理想助燃物流速值Var和燃料流速Vg之间的最佳和理想比值。

此后，该方法包括利用第二流速测量装置13测量供应给燃烧器1的助燃物的流速Va。

此外，该方法包括比较测量的燃烧空气的流速值Va与理想助燃物流速值Var，并且生成作为测量的流速值Va与理想流速值Var之间的差值的函数的对应偏移值εa。

最后，该方法包括调节流入第二入口7的作为生成的偏移值εa的函数的助燃物的流速，以此测量的助燃物流速值Va逼近理想助燃物数量值Var。换言之，如果理想流速Var大于测量的流速值Va，就增加供应的助燃物数量。如果理想流速Var小于测量的流速值Va，就减小供应的助燃物数量。

本发明实现了预定目标。

更具体地，根据本发明的设备实施的对燃烧器的控制，允许通过对助燃物流速和燃料流速的连续和瞬时测量并通过双反馈检查系统自动调节燃烧。更具体地，控制系统允许将测量的燃料流速值保持为接近作为所需功率的函数的预计算的助燃物流速，并且将助燃物的流速保持为接近作为测量的燃料流速的函数的计算的最佳流速值。以这种方式，系统自我调节。

因此，不再需要经过训练的操作者设置空气/气体比值曲线，尤其是在启动阶段，因为燃烧保持在最佳水平并且自我调节。换言之，控制设备使免除经过训练的人员对助燃物和燃料的初始和常规调节设置成为可能。

此外，不再需要外部操作员使用烟雾分析仪器，因为燃料/助燃物比值曲线已经在工厂中预先设定以便维持最佳燃烧。

此外，本发明还使去掉很多燃烧器中存在的空气压差开关以测量可调节活动遮板36上游的助燃物和头部的助燃物的压差成为可能。实际上，流速传感器的存在使不使用压差开关来确定助燃物的存在或缺乏(因此直接检查活动遮板36是否阻塞或运行正常)成为可能。以这种方式，本发明为燃烧器提供更大的安全性，尽管压力开关由操作者(其可能执行不精确调节，或者压力开关被干扰)手动调节，根据本发明的控制设备不要求对压力开关的手动校准，因为其基于由传感器执行的测量。

此外，控制设备自调节为在特定位置存在助燃物和/或燃料的参数的函数，由此解决了与对可能影响助燃物的特定本地因素(例如，安装时，在某一高度处空气更稀薄)的依赖性相关的问题。

而且，燃烧器限定具有内部控制的集成和单个系统，从而此其易于安装在任何用户设备上。

最后，应当注意的是，根据本发明的燃烧器自动适应对于燃烧器安全的参考调节，因为当离开工厂时，其是预设的以服从该调节。

还应当注意的是，本发明相对易于实施，并且实施本发明的成本相对低。

Claims

1.燃烧器（1），包括：

头部（2），在该头部（2）限定燃烧发生的燃烧区域（3）；

第一燃料入口（4），其中有用于调节供应的燃料数量的入口阀门（5）；所述第一燃料入口（4）由用于运送燃料的导管（6）限定，所述入口阀门（5）沿该导管放置；所述用于运送燃料的导管（6）在用于馈送燃料的燃烧区域（3）的方向上延伸；所述入口阀门（5）拦截燃料，并且配置用于通过使所述第一燃料入口（4）朝向燃烧区域（3）来调节运输中燃料的数量；

第二入口（7），用于使助燃物在燃烧区域（3）的方向上延伸，并且将助燃物馈送入燃烧区域（3）；所述第二入口（7）包括用于调节向燃烧区域（3）馈送的助燃物的数量的调节装置（8）；所述第二入口（7）包括用于运送助燃物的运送导管（9），所述调节装置（8）沿运送导管（9）放置；用于运送助燃物的运送导管（9）在燃烧区域（3）的方向上延伸以用于馈送助燃物；

用于控制燃烧的控制设备（11），该控制设备（11）包括用于测量供应给燃烧器（1）的助燃物的流速（Va）的第二测量装置（13）；

其特征在于，所述运送导管（9）沿开始于助燃物的各自入口端（30）的各自延伸轴（29）延伸；所述第二入口（7）包括用于偏转进入的助燃物的偏转器元件（31），配置为使助燃物在相对于运送导管（9）的延伸轴的径向方向上进入；所述偏转器元件（31）定形为盖的形式，位于所述助燃物的所述入口端（30），并且具有比所述入口端的截面大的单独的内部截面，从而在所述运送导管（9）和所述偏转器元件（31）之间形成圆筒状空气入口区域（32）；其中所述第二测量装置（13）沿第二入口（7）插入并沿用于运送助燃物的运送导管（9）放置；所述第二测量装置（13）位于偏转器元件（31）内侧、所述圆筒状空气入口区域（32）中，位于所述偏转器元件（31）的用于所述助燃物的至少一个入口通道（33）和所述入口端（30）之间，使得助燃物流的部分通过文氏管效应从所述圆筒状空气入口区域（32）通达入口端（30），同时击打传感器（34），

其中，所述偏转器元件（31）具有的用于所述助燃物的至少一个入口通道（33），其相对于所述延伸轴（29）径向延伸，并且位于沿所述运送导管（9）远离所述入口端（30）的位置；盖状的所述偏转器元件（31）具有伸长的形状覆盖在所述运送导管（9）之上；所述偏转器元件（31）限定馈入助燃物的路径并且限定在运送导管（9）的入口端（30）的助燃物的馈送方向的反向；其中，所述入口通道（33）沿位于盖状的偏转器元件（31）上的冠部而延伸，并且由多个贯穿孔限定；其中，所述偏转器元件（31）的其余结构在与所述冠部相对的另一端是封闭的。

2.根据权利要求1所述的燃烧器（1），其特征在于，所述偏转器元件（31）限定用于助燃物进入的第二入口（7）的初始部分。

3.根据权利要求1所述的燃烧器（1），其特征在于，所述用于控制燃烧的控制设备（11），还包括用于测量供应给燃烧器（1）的燃料的流速（Vg）的第一测量装置（12），该第一测量装置（12）沿第一燃料入口（4）插入并位于用于运送燃料的导管（6）内部。

4.根据权利要求1所述的燃烧器（1），其特征在于，所述第二测量装置（13）包括传感器（34）配置为通过文氏管效应测量所述助燃物的流速。

5.根据权利要求4所述的燃烧器（1），其特征在于，所述第二测量装置（13）包括沿助燃物的馈送方向（18）具有窄部的运送器（17）；所述运送器（17）位于偏转器元件（31）内侧。

6.根据权利要求5所述的燃烧器（1），其特征在于，每个运送器（17）位于各自的运送导管（6，9）内侧，并且通过支架（24）连接至各自的运送导管（6，9），所述支架（24）连接在所述运送器（17）和所述运送导管之间，以将所述运送器（17）保持在相对于所述入口（4，7）的横向截面的中心位置。

7.根据权利要求5所述的燃烧器（1），其特征在于，第二测量装置（13）连接至运送导管的外表面；所述运送器（17）与助燃物从入口通道（33）向运送导管（9）的入口端的进入方向一致，以此方式，第二测量装置（13）最小程度地影响从入口通道（33）进入的助燃物的运动。