CN105782974B - 一种安全节能的燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全节能的燃烧装置，包括通过燃料导管相连的燃烧控制器和燃烧器，以及设置在烧控制器与燃烧器之间的回火控制器，燃烧控制器包括依次相连的燃料混合部、燃料输出开关和输出开关状态检测部；燃料混合部包括多个输入通道及混合腔，每个输入通道均通过单向阀的输出端连通混合腔；燃料输出开关包括具有容纳腔的壳体，壳体上设有输出接口，容纳腔之中套设有一个转芯，且转芯的下末端通过联轴器与用于带动转芯转动的第三电机的转轴相连，而第三电机固通过固定座与壳体固定相连；燃料控制开关设置在转芯的上末端与混合腔之间。本发明结构简单、安全可靠，具有适应范围广及较佳应用前景等优点。

Description

一种安全节能的燃烧装置

技术领域

本发明涉及燃烧器具，尤其是涉及一种安全节能的燃烧装置。

背景技术

为了使燃料燃烧充分或处于节能的考虑，往往需要将稀释燃料、在燃料中增加添加剂等。比如，以家用或商用的燃气灶为例，燃气浓度过浓时虽然火力旺盛，但长期如此存在浪费燃气的问题，故最简单的办法是先稀释燃气后再送去燃烧器使用，有利于节能。而现有的燃气灶不具有燃气稀释功能，且调节火力大小的手动旋钮未准确关闭时存在燃气泄漏的潜在风险，并且回火时易带来安全隐患，故现有燃烧装置的安全性、可靠性有待提高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提出一种结构简单、混合均匀、适应范围广且安全节能的燃烧装置。

一种安全节能的燃烧装置，包括通过燃料导管相连的燃烧控制器和燃烧器，以及设置在烧控制器与燃烧器之间的回火控制器；该燃烧控制器包括依次相连的燃料混合部、燃料控制开关、燃料输出开关和输出开关状态检测部；燃料混合部包括多个输入通道和混合腔，每个输入通道均通过单向阀的输出端连通混合腔；燃料输出开关包括中部具有容纳腔的壳体，壳体上设有至少一个连通容纳腔且与燃料导管的输入末端相连的输出接口，容纳腔之中套设有一个转芯，转芯上设有可连通输出接口的排出孔，且转芯的下末端通过联轴器与用于带动转芯转动的第三电机的转轴相连，而第三电机固通过固定座与壳体固定相连；燃料控制开关设置在转芯的上末端与混合腔之间；回火控制器由温度传感器及金属膨胀式温度控制器组成，温度传感器设置在燃料导管的输出末端，且温度传感器、金属膨胀式温度控制器与燃料控制开关串接形成电性回路。

其中，每个输入通道均具有一个供燃料进入的输入接口，每个输入通道中依次设有叶轮，叶轮通过转动轴与设于输入通道外侧的传动机构相连接。

其中，该传动机构包括第一电机以及与第一电机相连的至少一个齿轮组，每个组齿轮包括啮合连接多个齿轮，每个齿轮分别与其中一个输入通道中的转动轴的第二末端相连。

其中，输出开关状态检测部包括设置在固定座上的容纳槽，在容纳槽中设有与固定座之间均保持绝缘的检测块，而联轴器上设有当转芯转动至排出孔与输出接口不相连通的第二位置时可以触碰到检测块的外凸块。

其中，燃料控制开关包括第二电机及连接在第二电机的传动轴末端的密封块，该密封块的下侧面设有密封垫，通过密封垫可密封连接转芯的上腔体的上末端。

其中，每个输入通道的腔壁上分别设有防水轴承，转动轴的第二末端穿过防水轴承与传动机构相连。

其中，每个输入通道中均设置具有通孔的隔板，该隔板位于叶轮与单向阀之间，且通孔的孔径小于输入通道的孔径。

其中，该转芯的外形与容纳腔的形状一致，且转芯的外形为圆筒状或圆锥筒状。

其中，混合腔中设有用于检测混合燃料的压力或流速的一个或多个传感器。

其中，第二电机为伸缩电机。

其中，联轴器与密封板之间还设有压簧。

其中，金属膨胀式温度控制器固定在燃料导管或燃烧控制器之上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、在烧控制器与燃烧器之间设置回火控制器，通过回火控制器检测是否产生回火，若产生回火则通过燃料控制开关切断燃料供应达到回火时不再燃烧，从而提高了燃烧装置的安全性。

2、燃烧控制器通过传动机构使不同输入通道中的叶轮具有不同的转速，从而方便调节通过各个输入通道的各种燃料之间的混合比例，且通过叶轮加速及增压处理，不仅使多种燃料能更混合更均匀，还能满足生产实际中对输出的混合燃料的流速、压力等要求，本发明不仅可以混合多种气体或多种液体的燃料，也可以将气体燃气与液体燃料混合，有利于根据实际需要选择恰当的混合燃料，从而节约能源。

3、采用燃料输出开关及燃料控制开关的双开关设计，仅当燃料输出开关的转芯转动至第一位置时且燃料控制开关打开，混合燃料才能从输出接口排出，提高了安全性。

4、即使燃料控制开关的密封效果不佳或转芯失效，都不会存在燃料的泄露，采用输出开关状态检测部来检测转芯是否准确关闭了燃料输出至燃烧器的通路，彻底消除了燃料泄漏的潜在风险。

5、燃烧控制器采用去手动旋钮设计，提高了燃烧控制器的适用范围和应用场景，比如，将燃烧控制器用于燃气灶时，无需在燃气灶的面板上开孔设计手动旋钮，可以提高面板的强度，同时也不会存在用户忘记通过手动旋钮关闭燃气灶的问题。

综上，本发明结构简单、使用方便且安全可靠，尤其适合对易燃、易挥发等危险性或安全性较高的燃料混合处理，适应范围广，具有较佳应用前景。

附图说明

图1是本发明燃烧装置的结构示意图。

图2是燃烧控制器一个实施例的结构示意图。

图3是图2中A-A的截面结构示意图。

图4是回火控制器与燃料控制开关之间的电性连接关系示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提出一种安全性高、混合均匀且适应范围广的燃烧装置，包括通过燃料导管相连的燃烧控制器和燃烧器，以及设置在烧控制器与燃烧器之间的回火控制器。

结合图2和图3所示，该燃烧控制器包括依次相连的燃料混合部、燃料控制开关、燃料输出开关和输出开关状态检测部。

其中，燃料混合部包括具有多个输入通道的输入部1和连通各个输入通道的混合腔2。以输入部1具有2个输入通道为例进一步说明。输入部1包括：具有便于第一燃料（比如第一燃料为煤气、天然气、石油气、柴油或汽油等）进入的第一输入接口111的第一输入通道11和具有便于第二燃料（比如，第二燃料为燃料添加剂或空气等）进入的第二输入接口121的第二输入通道12，第一输入通道11及第二输入通道12均连通混合腔2；依次设置在第一输入通道11中的第一叶轮113和第一单向阀116，依次设置在第二输入通道12中的第二叶轮123和第二单向阀126；第一叶轮113和第二叶轮123分别固定在第一转动轴114的第一末端和第二转动轴124的第一末端之上，且第一转动轴114的第二末端和第二转动轴124的第二末端分别通过第一防水轴承115和第二防水轴承125延伸出第一输入通道11及第二输入通道12，该第一防水轴承115和第二防水轴承125分别固定在第一输入通道11的腔壁上及第二输入通道12的腔壁上；第一转动轴114的第二末端和第二转动轴124的第二末端之间设有传动机构，该传动机构包括连接在第一转动轴114的第二末端的第一齿轮131及连接在第二转动轴124的第二末端的第二齿轮132，该第一齿轮131与第二齿轮132啮合连接，以及传动轴与第一转动轴114的第二末端或第二转动轴124的第二末端相连的第一电机133。

第一电机133工作时，通过第一齿轮131与第二齿轮132分别带动第一叶轮113与第二叶轮123转动，分别从第一输入接口111、第二输入接口121进入的第一燃料和第二燃料得以增压、增速处理，加速从第一输入通道11及第二输入通道12排至混合腔2。故为了使第一燃料在第一输入通道11及第二燃料在第二输入通道12中起到更好的增压效果，在第一输入通道11中设置具有第一通孔118的第一隔板117，第一隔板117位于第一叶轮113与第一单向阀116之间，且第一通孔118的孔径小于第一输入通道11的孔径；在第二输入通道12中设置具有第二通孔128的第二隔板127，第二隔板127位于第二叶轮123与第二单向阀126之间，且第二通孔128的孔径小于第二输入通道12的孔径。

并且，若第一叶轮113与第二叶轮123的大小一致，则通过设置第一齿轮131与第二齿轮132的半径比a，从而可以设置第一转动轴114与第二转动轴124之间的转速比也为a，进而设置单位时间内第一叶轮113将从第一输入接口111进入的第一燃料排出第一输入通道11的体积与第二叶轮123将从第二输入接口121进入的第二燃料排出第二输入通道12的体积之间的比例也为a。因此，根据可以需要混合的第一燃料与第二燃料之间的混合比例，选择对应的第一齿轮131与第二齿轮132的半径比即可，方便使用。

以上仅以2个输入通道为例进行了详细说明。当然，根据实际需要，燃料混合部可以具有2个以上的输入通道，相邻两个输入通道中带动各自叶轮转动的转动轴分别通过一组齿轮啮合相连，使各个输入通道中的叶轮在第一电机133的带动下同步运动。

另外，混合腔2中设有检测混合燃料的压力及流速的一个或多个传感器21，以确定混合燃料的压力或流速。

燃料输出开关包括：中部具有容纳腔32的壳体31，燃料控制开关设置在容纳腔32与混合腔2之间，且壳体31上设有至少一个连通容纳腔32的输出接口33；容纳腔32之中套设有一个转芯34，转芯34具有中部空腔，该转芯34的外形与容纳腔32一致，转芯34的外形一般为圆筒状或圆锥筒状，转芯34中部具有一密封板341，密封板341将转芯34的中部空腔分为上腔体342和下腔体343；转芯34上设有连通上腔体342的排出孔344，排出孔344与输出接口33错位设置，即当转芯34在容纳腔32中处于第一位置时，排出孔344与输出接口33部分或全部重合，而转芯34在容纳腔32中处于第二位置时，排出孔344与输出接口33无任何重合部分；通过固定座8与壳体31固定相连的第三电机6，该第三电机6的转动轴61通过联轴器7与转芯34的下腔体343固定相连，且联轴器7与密封板341之间还设有压簧5，通过压簧5产生进一步确保转芯34的上腔体342与密封垫43之间可以保持密封连接。第三电机6的转动轴61通过联轴器7带动转芯34同步转动，以使转芯34在容纳腔32中处于第一位置与第二位置之间的切换转动。

其中，燃料控制开关设置在转芯34的上腔体342的上末端与混合腔2之间，用于关闭/打开混合腔2与转芯34之间的燃料流经通路。燃料控制开关包括第二电机41（第二电机41优选采用伸缩电机）及连接在第二电机41的传动轴末端的密封块42，该密封块42的下侧面设有密封垫43，且密封垫43可密封连接转芯34的上腔体342的上末端。

当然，燃料控制开关也可以采用电磁阀替代第二电机41，电磁阀的电磁铁下末端连接密封垫43，电磁铁通过密封垫43连接转芯34的上末端，且密封垫43可密封连接转芯34的上末端即可。利用电磁阀开启时密封垫43与转芯34的上腔体342的上末端脱离以不再密封连接，此时，混合燃料从混合腔2可以经过燃料控制开关流入转芯34的上腔体342；反之，当电磁阀关闭时，密封垫43与转芯34的上腔体342的上末端密封连接，混合燃料无法从混合腔2经过燃料控制开关流入转芯34的上腔体342。

输出开关状态检测部包括设置在固定座8上的容纳槽81，在容纳槽81中设有绝缘座82，在绝缘座82之中设有检测块83，该检测块83通过绝缘座35与固定座8、壳体31之间均保持绝缘；设置在联轴器7上且可以触碰到检测块83的外凸块71。第三电机6的转动轴61通过联轴器7与转芯34同步运动，当转芯34在容纳腔32中处于第一位置时，排出孔344与输出接口33部分或全部重合，混合燃料可以通过输出接口33排出，此时检测块83与外凸块71之间没有触碰在一起；当转芯34在容纳腔32中处于第二位置时，排出孔344与输出接口33无任何重合部分，此时联轴器7上的外凸块71与触碰到检测块83，故通过检测检测块83上的电压变化即可判断出转芯34是否已经准确的从第一位置切换到了第二位置。

比如，给检测块83一个高电平的检测电压，当联轴器7的外凸块71未触碰到检测块83，检测块83相当于悬空，此时检测块83上仍是高电平，而当的外凸块71触碰到检测块83时，相当于给检测块83接地了，此时检测块83上应该是低电平。故通过检测块83的电平变化即可判断出联轴器7的外凸块71是否触碰到检测块83，即判断出转芯34已经准确的从第一位置切换到了第二位置。

当第一电机133停止运转时或燃料控制开关的第二电机41关闭时，若如上所述通过检测块83的电平变化判断出外凸块71没有触碰到检测块83，即判断出转芯34没有准确的从第一位置切换到了第二位置，此时可以发出报警信号提醒用户，进一步提高第一电机133或第二电机41出现故障时该混合器的安全性与可靠性。

另外，检测块83通过导线耦接主控制器，且主控制器连接一个报警电路，当第一电机133或第二电机41停止运转时，若如上所述通过检测块83的电平变化判断出联轴器7的外凸块71没有触碰到检测块83，即判断出转芯34没有准确的从第一位置切换到了第二位置，此时报警电路发出报警信号，提醒用户通过联轴器7关闭转芯34的排出孔344与输出接口33之间的通路，进一步提高第一电机133或第二电机41出现故障时该燃烧控制器的安全性与可靠性。

结合图4所示，回火控制器由温度传感器及金属膨胀式温度控制器组成，温度传感器设置在燃料导管的输出末端（即燃料导管靠近燃烧器的末端），金属膨胀式温度控制器固定在燃料导管或燃烧控制器之上，且温度传感器、金属膨胀式温度控制器与燃烧控制器之中的燃料控制开关串接形成电性回路。燃料导管的输入末端连接输出接口33。当燃烧器燃烧时因各种原因发生回火时，温度传感器检测燃料导管的输出末端的温度发送给温度控制器，若温度高于温度控制器的设定温度，则触发温度控制器发生断开动作，从而使燃料控制开关关闭以切断混合燃气从混合腔2至燃料输出开关的转芯34中部空腔之间的连通通路，切断燃料供应达到回火时不再燃烧，从而提高了燃烧装置的安全性。

本发明的工作原理如下：第一燃料从第一输入接口111进入第一输入通道11，第二燃料从第二输入接口121进入第二输入通道12；通过旋钮342使转芯34在容纳腔32中从第二位置转动至第一位置时，启动第一电机133、第二电机41和第三电机6，第一电机133通过传动机构带动第一叶轮113与第二叶轮123转动，使第一燃料、第二燃料均得以增压及增速处理后进入混合腔2混合，此时第二电机41带动密封垫43运动，使密封垫43不再密封转芯34的上腔体342，从而使混合腔2中混合燃料进入转芯34的上腔体342后，而第三电机6带动转芯34转动至第一位置，使混合燃料通过转芯34上的排出孔344从输出接口33排出。反之，关闭时，由第三电机6带动转芯34在容纳腔32中从第一位置转动至第二位置时，并停止第一电机133和第二电机41，此时第二电机41通过密封垫43密封连接转芯34的上末端，以彻底阻断混合腔2与转芯34的上腔体342之间的通路，并使第一电机133停止工作以使气体或液体不再进入混合腔2。并由回火控制器在检测到发生回火时，切断混合燃气从混合腔2至燃料输出开关的转芯34中部空腔之间的连通通路，切断燃料供应达到回火时不再燃烧，从而提高了燃烧装置的安全性。

本发明提出的燃烧装置用途广泛，比如用于燃气灶、燃气锅炉等等。以燃气灶为例，燃气灶包括多个独立的灶头，每个灶头均具有燃烧器，每个燃烧器设有组装在一起的内环燃烧器及外环燃烧器，且每个灶头与一个本发明提出的燃烧装置配合使用。具体来说，在转芯34上设置两组相互独立的排出孔344，在壳体31上也设置两个相互独立的输出接口33，每个输出接口33可分别与其中一个排出孔344相连通，而2个输出接口33连接燃气灶的内环燃烧器及外环燃烧器。第一燃料为天然气或煤气，故燃料混合部的第一输入接口111与天然气或煤气的输入管道相连通；第二燃料为空气，将燃料混合部的第二输入接口121与空气压缩机的输出口相连或将第二输入接口121悬空即可。通过燃料混合部将天然气或煤气稀释后，由第三电机6带动转芯34旋转至使其中一个输出接口33与其中一个排出孔344相连通的第一位置，此时，内环燃烧器或/和外环燃烧器就会燃烧产生热量。并当转动联轴器7使转芯34在容纳腔32中从第一位置转动至第二位置时，停止第一电机133和第二电机41，并通过输出开关状态检测部判断转芯34是否已经准确的转动到了第二位置。另外，每个排出孔344均包括多个孔径逐步由小变大的圆孔，以便于转芯34转动时，每组通孔与输出接口33之间的出气量由小变大，通过联轴器7可实现燃气灶的火力调节。因此，通过将本发明提出的燃烧装置用于燃气灶，既可以确保燃烧热量又不会因过浓的天然气或煤气而产生浪费，达到节能的目的，还因为具有燃料控制开关及具有防回火功能起到多重保护来提高安全性，更因为采用输出开关状态检测部来检测转芯是否准确关闭了燃料输出至燃烧器的通路，彻底消除了燃料泄漏的潜在风险，使用方便且安全可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种安全节能的燃烧装置，包括通过燃料导管相连的燃烧控制器和燃烧器，以及设置在燃烧控制器与燃烧器之间的回火控制器，其特征在于：

该燃烧控制器包括依次相连的燃料混合部、燃料控制开关、燃料输出开关和输出开关状态检测部；

燃料混合部包括多个输入通道和混合腔，每个输入通道均通过单向阀的输出端连通混合腔，每个输入通道均具有一个供燃料进入的输入接口，每个输入通道中依次设有叶轮，叶轮通过转动轴与设于输入通道外侧的传动机构相连接，该传动机构包括第一电机以及与第一电机相连的至少一个齿轮组，每个组齿轮包括啮合连接多个齿轮，每个齿轮分别与其中一个输入通道中的转动轴的第二末端相连；

燃料输出开关包括中部具有容纳腔的壳体，壳体上设有至少一个连通容纳腔且与燃料导管的输入末端相连的输出接口，容纳腔之中套设有一个转芯，转芯上设有可连通输出接口的排出孔，且转芯的下末端通过联轴器与用于带动转芯转动的第三电机的转轴相连，而第三电机通过固定座与壳体固定相连；

燃料控制开关设置在转芯的上末端与混合腔之间；

回火控制器由温度传感器及金属膨胀式温度控制器组成，温度传感器设置在燃料导管的输出末端，且温度传感器、金属膨胀式温度控制器与燃料控制开关串接形成电性回路。

2.根据权利要求1所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，输出开关状态检测部包括设置在固定座上的容纳槽，在容纳槽中设有与固定座之间均保持绝缘的检测块，而联轴器上设有当转芯转动至排出孔与输出接口不相连通的第二位置时可以触碰到检测块的外凸块。

3.根据权利要求1所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，燃料控制开关包括第二电机及连接在第二电机的传动轴末端的密封块，该密封块的下侧面设有密封垫，通过密封垫可密封连接转芯的上末端。

4.根据权利要求1所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，每个输入通道的腔壁上分别设有防水轴承，转动轴的第二末端穿过防水轴承与传动机构相连。

5.根据权利要求1所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，混合腔中设有用于检测混合燃料的压力或流速的一个或多个传感器。

6.根据权利要求3所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，第二电机为伸缩电机。

7.根据权利要求1所述一种安全节能的燃烧装置，其特征在于，转芯中部具有一密封板，密封板将转芯的中部空腔分为上腔体和下腔体，且联轴器与密封板之间还设有压簧。

8.根据权利要求1所述安全节能的燃烧装置，其特征在于，金属膨胀式温度控制器固定在燃料导管或燃烧控制器之上。