CN104075325B - 智能燃焰预修复系统及火焰检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能燃焰预修复系统及火焰检测装置，该智能燃焰预修复系统，包括预混腔，调节预混腔空气量的风机，为预混腔送气的燃气管道，燃气管道设有燃气控制阀；预混腔出口设有燃烧面及火焰感应针；智能燃焰预修复系统还包括控制器，控制器信号输出端连接风机和燃气控制阀，控制器信号输入端连接火焰感应针；燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰更早脱离燃烧面，火焰感应针设于火焰检测区。采用本发明可以准确判断火焰质量，进而控制燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态。

Description

智能燃焰预修复系统及火焰检测装置

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，尤其涉及智能燃焰预修复系统及火焰检测装置。

背景技术

现有绝大部分燃气热水器采用单根火焰感应针来感应火焰信号的有无，以此来判断燃烧室内的火焰是“着”还是“不着”，而没有对火焰的质量进行感应与判断。极少数采用单针检测燃烧器的火焰状况，来控制燃烧器的风量与燃气的配比达到最佳状态，然而，在燃烧器火焰发生变化时，火焰信号的变化率较小，与整个燃烧系统的测试误差在同一数量级，所以现有的火焰检测方式不容易检测出火焰变化，只能作为检测是否燃烧的开关量使用，不能准确判断火焰质量。

发明内容

本发明实施例提供一种智能燃焰预修复系统，该智能燃焰预修复系统具有准确判断火焰质量，进而控制燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态的功能，该智能燃焰预修复系统包括预混腔，调节所述预混腔空气量的风机，为所述预混腔送气的燃气管道，所述燃气管道设有燃气控制阀；所述预混腔出口设有燃烧面及火焰感应针；所述智能燃焰预修复系统还包括控制器，所述控制器信号输出端连接所述风机和所述燃气控制阀，所述控制器信号输入端连接所述火焰感应针；所述燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，所述火焰检测区的火焰比所述燃烧区的火焰更早脱离所述燃烧面，所述火焰感应针设于所述火焰检测区。

一个实施例中，开设有燃烧孔的全预混燃烧器基板构成所述燃烧面。

一个实施例中，开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成所述燃烧面。

一个实施例中，所述风机为鼓风风机，所述预混腔具有连接所述鼓风风机的进风口。

一个实施例中，所述风机为抽风风机，所述抽风风机位于所述燃烧面气流方向的下游。

一个实施例中，所述火焰感应针与所述燃烧面的距离为1mm～40mm。

一个实施例中，所述火焰感应针为单针。

一个实施例中，所述火焰检测区的单位面积热负荷小于所述燃烧区。

一个实施例中，所述火焰检测区的燃烧孔孔径小于所述燃烧区，和/或，所述火焰检测区的燃烧孔密集程度小于所述燃烧区。

一个实施例中，所述燃烧区设有稳焰结构。

一个实施例中，所述火焰检测区的燃烧孔由金属纤维网构成。

本发明实施例还提供一种火焰检测装置，用以准确判断火焰质量，该火焰检测装置包括设置于预混腔出口的燃烧面及火焰感应针，所述燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，所述火焰检测区的火焰比所述燃烧区的火焰更早脱离所述燃烧面，所述火焰感应针设于所述火焰检测区。

一个实施例中，开设有燃烧孔的全预混燃烧器基板构成所述燃烧面。

一个实施例中，开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成所述燃烧面。

一个实施例中，所述火焰感应针与所述燃烧面的距离为1mm～40mm。

一个实施例中，所述火焰感应针为单针。

一个实施例中，所述火焰检测区的单位面积热负荷小于所述燃烧区。

一个实施例中，所述火焰检测区的燃烧孔孔径小于所述燃烧区，和/或，所述火焰检测区的燃烧孔密集程度小于所述燃烧区。

一个实施例中，所述燃烧区设有稳焰结构。

一个实施例中，所述火焰检测区的燃烧孔由金属纤维网构成。

本发明实施例中，燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，火焰感应针设于火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰更早脱离燃烧面，从而通过在燃烧面上对燃烧区和火焰检测区的分别设置，使火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰稳定性更差，更容易离焰，对燃气与空气的配比波动反应更快更明显。这样，当燃气与空气配比的波动使燃烧区火焰产生微小变化时，火焰检测区的火焰产生了较大的变化，设于火焰检测区的火焰感应针很容易就能检测到，相对于现有技术而言，能准确判断出火焰质量。进一步的，由控制器根据火焰感应针检测到的火焰变化控制风机和燃气控制阀，调整风量与燃气的配比会更加准确，使燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中智能燃焰预修复系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中智能燃焰预修复系统应用于下鼓风的燃烧系统的示意图；

图3为本发明实施例中智能燃焰预修复系统应用于上抽风的燃烧系统的示意图；

图4为本发明实施例中火焰检测区与燃烧区的火焰示意图；

图5为本发明实施例中火焰检测区的单位面积热负荷小于燃烧区的示意图；

图6为本发明实施例中燃烧区设有稳焰结构的示意图；

图7为本发明实施例中火焰检测区的燃烧孔由金属纤维网构成的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

为了准确判断火焰质量，进而控制燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态，本发明实施例中提供一种智能燃焰预修复系统。图1为本发明实施例中智能燃焰预修复系统的结构示意图。如图1所示，该智能燃焰预修复系统包括：

预混腔101、风机102、燃气管道103、燃烧面104、火焰感应针105和控制器106；其中燃气管道103上设有燃气控制阀107；

风机102调节预混腔101空气量，燃气管道103为预混腔101送气；预混腔101出口设有燃烧面104及火焰感应针105；

控制器106信号输出端连接风机102和燃气控制阀107，控制器106信号输入端连接火焰感应针105；

燃烧面104上设有燃烧区110和火焰检测区111，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，火焰检测区111的火焰比燃烧区110的火焰更容易脱离燃烧面104，火焰感应针105设于火焰检测区111。

本发明实施例中的智能燃焰预修复系统可以应用于多种燃烧系统，例如可以应用于全预混燃烧系统，还可以应用于部分预混燃烧系统，或者应用于下鼓风的燃烧系统、上抽风的燃烧系统等。

图1示出了智能燃焰预修复系统应用于全预混燃烧系统的示例。如图1所示，在全预混燃烧系统中，开设有燃烧孔109的全预混燃烧器基板108构成燃烧面104。

实施例中，当智能燃焰预修复系统应用于部分预混燃烧系统时，可以由开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成燃烧面。

当智能燃焰预修复系统应用于下鼓风的燃烧系统时，风机为鼓风风机，预混腔具有连接鼓风风机的进风口。图2为智能燃焰预修复系统应用于下鼓风的燃烧系统的示意图。

当智能燃焰预修复系统应用于上抽风的燃烧系统时，风机为抽风风机，抽风风机位于燃烧面气流方向的下游。图3为智能燃焰预修复系统应用于上抽风的燃烧系统的示意图。

图4为本发明实施例中火焰检测区与燃烧区的火焰示意图。如图2所示，火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰更容易脱离燃烧面。

由图1所示智能燃焰预修复系统结构及图4所示火焰状况可知，本发明实施例中燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，火焰感应针设于火焰检测区，通过在燃烧面上对燃烧区和火焰检测区的分别设置，使火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰稳定性更差，更容易离焰，对燃气与空气的配比波动反应更快更明显。这样，当燃气与空气配比的波动使燃烧区火焰产生微小变化时，火焰检测区的火焰产生了较大的变化，设于火焰检测区的火焰感应针很容易就能检测到，相对于现有技术而言，能准确判断出火焰质量。进一步的，由控制器根据火焰感应针检测到的火焰变化控制风机和燃气控制阀，调整风量与燃气的配比将会更加准确，从而使燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态。

并且，由于火焰检测区是位于燃烧面上，因此，本发明实施例的方案不但可以检测出由于燃气气值不同导致的火焰不稳定的情况，而且能够检测出温度、海拔、气压等其他空气、燃气相关环境因素引起的火焰不稳定的情况。

火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰稳定性更差，更容易离焰，换句话说，火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰对于风量与燃气的微小变化会更加敏感，会更能在火焰燃烧状态中体现出风量与燃气的变化。通过火焰检测区的设置，实际上扩大了火焰感应针检测到的火焰信号对于燃烧状态的敏感度。

实施例中，后续可以由控制器根据火焰感应针的电流，获得火焰燃烧时含氧量的反馈，从而对燃烧器的风量与燃气的配比进行调整，以保证火焰燃烧时的氧含量基本不变，获得更加稳定的火焰燃烧状态。并且，控制器对于火焰燃烧时的氧含量的控制，不但能使燃烧器适应离焰环境，而且也能适应黄焰、高温、低温、高压、低压等不同环境，做到燃烧器的自适应火焰调节，保证智能燃焰预修复系统中火焰燃烧的稳定性。

具体实施时，火焰感应针是设于火焰检测区，火焰感应针将与燃烧面距离一定高度。实施例中，火焰感应针与燃烧面的距离可以为1mm～40mm，这样可以得到更加准确的火焰检测结果。

具体实施时，火焰感应针可以为单针，这样，实施例中使用一个燃烧器，通过一根火焰感应针感应智能燃焰预修复系统的燃烧状态(不只是缺氧)，从而调整火焰燃烧的风气配比，以保证智能燃焰预修复系统的火焰燃烧稳定性，该智能燃焰预修复系统结构简单，实用性强，易于推广。

具体实施时，对于如何实现火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰更容易离焰，可以有多种实施方式。例如，可以设定火焰检测区的单位面积热负荷小于燃烧区，如图5所示。当然，火焰检测区的单位面积热负荷小于燃烧区也可以有多种方式，如将火焰检测区的燃烧孔孔径设为小于燃烧区，和/或，将火焰检测区的燃烧孔密集程度设为小于燃烧区。实施例中，燃烧区可以设有稳焰结构，如图6所示，这样也可以使燃烧区的火焰比火焰检测区的火焰更加稳定。此外，火焰检测区的燃烧孔可以由金属纤维网构成，如图7所示，经金属纤维网的火焰将更容易离焰，稳定性更差。

本发明实施例中，图1所示智能燃焰预修复系统中，燃烧面104及火焰感应针105还构成一种火焰检测装置。如图1所示，该火焰检测装置包括燃烧面104及火焰感应针105，燃烧面104上设有燃烧区110和火焰检测区111，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，火焰检测区111的火焰比燃烧区110的火焰更早脱离燃烧面104，火焰感应针105设于火焰检测区111。

如前所述，开设有燃烧孔的全预混燃烧器基板可以构成燃烧面；或者，开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成燃烧面；或者，燃烧面设于下鼓风的燃烧系统中；或者，燃烧面设于上抽风的燃烧系统中。

在该火焰检测装置中，火焰感应针与燃烧面的距离可以为1mm～40mm。火焰感应针可以为单针。火焰检测区的单位面积热负荷小于燃烧区。具体的，火焰检测区的燃烧孔孔径可以小于燃烧区，和/或，火焰检测区的燃烧孔密集程度可以小于燃烧区。燃烧区可以设有稳焰结构。火焰检测区的燃烧孔可以由金属纤维网构成。

综上所述，本发明实施例中燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，火焰感应针设于火焰检测区，通过在燃烧面上对燃烧区和火焰检测区的分别设置，使火焰检测区的火焰比燃烧区的火焰稳定性更差，更容易离焰，对燃气与空气的配比波动反应更快更明显。这样，当燃气与空气配比的波动使燃烧区火焰产生微小变化时，火焰检测区的火焰产生了较大的变化，设于火焰检测区的火焰感应针很容易就能检测到，相对于现有技术而言，能准确判断出火焰质量。本发明实施例的方案不但可以检测出由于燃气气值不同导致的火焰不稳定的情况，而且能够检测出温度、海拔、气压等其他空气、燃气相关环境因素引起的火焰不稳定的情况。

进一步的，由控制器根据火焰感应针检测到的火焰变化控制风机和燃气控制阀，调整风量与燃气的配比将会更加准确，从而使燃烧器风量与燃气的配比达到最佳状态。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种智能燃焰预修复系统，包括预混腔，调节所述预混腔空气量的风机，为所述预混腔送气的燃气管道，所述燃气管道设有燃气控制阀；所述智能燃焰预修复系统还包括控制器，所述控制器信号输出端连接所述风机和所述燃气控制阀，其特征在于：所述预混腔出口设有燃烧面及火焰感应针，所述燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，所述火焰检测区的火焰比所述燃烧区的火焰更早脱离所述燃烧面，所述火焰感应针设于所述火焰检测区，所述控制器信号输入端连接所述火焰感应针。

2.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，开设有燃烧孔的全预混燃烧器基板构成所述燃烧面。

3.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成所述燃烧面。

4.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述风机为鼓风风机，所述预混腔具有连接所述鼓风风机的进风口。

5.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述风机为抽风风机，所述抽风风机位于所述燃烧面气流方向的下游。

6.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述火焰感应针与所述燃烧面的距离为1mm～40mm。

7.如权利要求1所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述火焰感应针为单针。

8.如权利要求1至7任一项所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述火焰检测区的单位面积热负荷小于所述燃烧区。

9.如权利要求8所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述火焰检测区的燃烧孔孔径小于所述燃烧区，和/或，所述火焰检测区的燃烧孔密集程度小于所述燃烧区。

10.如权利要求1至7任一项所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述燃烧区设有稳焰结构。

11.如权利要求1至7任一项所述的智能燃焰预修复系统，其特征在于，所述火焰检测区的燃烧孔由金属纤维网构成。

12.一种火焰检测装置，其特征在于，包括设置于预混腔出口的燃烧面及火焰感应针，所述燃烧面上设有燃烧区和火焰检测区，在燃烧过程中，当燃气与空气的配比偏离设定值时，所述火焰检测区的火焰比所述燃烧区的火焰更早脱离所述燃烧面，所述火焰感应针设于所述火焰检测区。

13.如权利要求12所述的火焰检测装置，其特征在于，开设有燃烧孔的全预混燃烧器基板构成所述燃烧面。

14.如权利要求12所述的火焰检测装置，其特征在于，开设有燃烧孔的至少两个部分预混燃烧器的燃烧部构成所述燃烧面。

15.如权利要求12所述的火焰检测装置，其特征在于，所述火焰感应针与所述燃烧面的距离为1mm～40mm。

16.如权利要求12所述的火焰检测装置，其特征在于，所述火焰感应针为单针。

17.如权利要求12至16任一项所述的火焰检测装置，其特征在于，所述火焰检测区的单位面积热负荷小于所述燃烧区。

18.如权利要求17所述的火焰检测装置，其特征在于，所述火焰检测区的燃烧孔孔径小于所述燃烧区，和/或，所述火焰检测区的燃烧孔密集程度小于所述燃烧区。

19.如权利要求12至16任一项所述的火焰检测装置，其特征在于，所述燃烧区设有稳焰结构。

20.如权利要求12至16任一项所述的火焰检测装置，其特征在于，所述火焰检测区的燃烧孔由金属纤维网构成。