CN114857614A - 燃气燃烧智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及燃气燃烧设备技术领域，公开了一种燃气燃烧智能控制系统，包括风管和燃气管，燃气管包括进气管和喷轨，喷轨的出气口连接在风管的侧壁上；进气管与喷轨之间设有进气阀和燃气种类调节阀，进气阀用于从进气管向喷轨供给燃气，燃气种类调节阀用于根据燃气种类从进气管向喷轨供给燃气。燃气种类调节阀的供给燃气量通过如下公式计算：T＝αW其中，T表示燃气种类调节阀的供给燃气量，α为燃气种类调节系数，W为进气阀的供给燃气量。进气阀包括第一进气阀和第二进气阀，第一进气阀的通气口直径大于第二进气阀的通气口直径。本申请适合燃烧不同种类的燃气，能够提高燃气预混的效果，能够提高燃气的燃烧效率。

Description

燃气燃烧智能控制系统

技术领域

本申请涉及燃气燃烧设备技术领域，特别是涉及一种燃气燃烧智能控制系统。

背景技术

燃气在燃烧时，需要与足量的氧气混合才可以完全燃烧。为达到这个目的，燃气必须预先与空气混合，使燃气与空气充分接触，才能在短时间内让燃气完全燃烧。但是，如果燃气与过量空气混合，会降低混合燃气的燃烧热值，导致燃烧效率下降。因此，燃气应该按燃烧反应式与空气进行混合，以达到燃气的最高燃烧效率。

在实践中，高功率燃气炉具往往采用部分预混方式混合后燃烧或者全预混方式混合后燃烧。其中，全预混燃烧具有空气系数小、火焰温度高、燃烧充分、燃烧产物中CO、NOx含量少的优点。实践中的高功率燃气炉具对燃气与空气的混合控制方式往往是控制燃气的输出，然后根据燃气的输送量控制风机的运转配给合适比例的空气，其中部分采用燃气阀门联动空气风门等方式控制空气的配比，但是，这些控制方式并不精确。同时，由于燃气炉具生产过程的工艺偏差，使每个燃气炉具产品可能都需要精细调整，同时因为用户使用燃气的气压变动，也需要现场进行调整，燃气燃烧效率的一致性和维护的便利性都不理想。同时，燃气炉具也不能根据燃气种类的不同调节燃气与空气的混合量。

发明内容

本申请的目的是提供一种燃气燃烧智能控制系统，解决了现有的燃气燃烧控制设备不能适应对不同种类燃气与空气的混合，达到了根据不同种类燃气与空气充分混合、提高燃烧效率的效果。

本申请实施例提供一种燃气燃烧智能控制系统，包括风管和燃气管，燃气管包括进气管和喷轨，喷轨的出气口连接在风管的侧壁上；进气管与喷轨之间设有进气阀和燃气种类调节阀，进气阀用于从进气管向喷轨供给燃气，燃气种类调节阀用于根据燃气种类从进气管向喷轨供给燃气。

本申请实施例通过设置燃气种类调节阀，在进气阀从进气管向喷轨供给燃气的同时，燃气种类调节阀用于根据燃气种类从进气管向喷轨供给燃气，在对不同种类燃气控制供给量时，能够提高不同种类的燃气与空气的配比控制效果，提高了不同种类燃气的燃烧效果，提高了对不同种类燃气的燃烧控制效果。

在一种可能的实现方式中，燃气种类调节阀的供给燃气量通过如下公式计算：T＝αW其中，T表示燃气种类调节阀的供给燃气量，α为燃气种类调节系数，W为进气阀的供给燃气量。在该实现方式中，能够根据进气阀的供给燃气量和不同种类的燃气对进入风管的燃气量进行控制，提高了对不同种类的燃气配比控制效果。

在一种可能的实现方式中，进气阀包括第一进气阀和第二进气阀，第一进气阀的通气口直径大于第二进气阀的通气口直径。在该实现方式中，使得进气阀能够通过不同通气口直径的第一进气阀和第二进气阀控制燃气的进气量，提高了对燃气量的控制效果。

在一种可能的实现方式中，第一进气阀的通气口直径为第二进气阀的通气口直径的3至10倍。在该实现方式中，通过将第一进气阀的通气口设置为第二进气阀的通气口的3至10倍，进而使得第一进气阀的进气量、第二进气阀的进气量能够在不同的级别下进行调节，进而根据第二进气阀对燃气进气量进行微调，提高对燃气燃烧的控制效果。

在一种可能的实现方式中，进气阀还包括第三进气阀，第二进气阀的通气口直径大于第三进气阀的通气口直径。在该实现方式中，通过设置第三进气阀能够进一步在第一进气阀和第二进气阀对燃气供气量进行控制，提高了对燃气混合配比的控制效果。

在一种可能的实现方式中，第二进气阀的通气口直径为第三进气阀的通气口直径的3至10倍。在该实现方式中，通过将第二进气阀的通气口直径为第三进气阀的通气口直径的3至10倍，使得本系统能够根据与第一进气阀、第二进气阀不同的控制级别的第三进气阀对燃气供气量进行微调控制，提高了对燃气混合配比的控制效果。

在一种可能的实现方式中，进气管的侧壁上设有燃气压力传感器，风管的侧壁上设有流量传感器，流量传感器设于喷轨的前侧；还包括控制器，控制器与燃气压力传感器、流量传感器、进气阀和燃气种类调节阀电连接。在该实现方式中，通过燃气压力传感器检测燃气的压力，通过流量传感器检测风管内的流量，然后根据风管内空气的压力和燃气的流量控制进气阀、燃气种类调节阀的打开和关闭，使得本系统能够根据空气的流量和燃气的流量结合燃气的种类控制燃气的控制量，提高了对燃气与空气混合配比的控制效果。

在一种可能的实现方式中，进气管上连接有长明火管道，进气管上设有用于对长明火管道供给燃气的长明火阀，长明火阀与控制器电连接。在该实现方式中，通过长明火阀和长明火管道能够对长明火供气，提高了燃气燃烧设备的燃烧稳定性。

在一种可能的实现方式中，流量传感器包括正压流量传感器和负压流量传感器，正压流量传感器和负压流量传感器与控制器电连接。在该实现方式中，通过正压流量传感器和负压流量传感器能够精确检测风管内空气的流量，提高了对空气供给量的控制精度。

在一种可能的实现方式中，控制器上设有通讯控制接口和电源。在该实现方式中，通过通讯控制接口能够为控制器提供与外部的通讯接口，进而能够对控制器中的控制程序进行更新，也能够将控制器的数据进行上传，提高了控制器的智能化程度，电源能够为控制器提供电能。

本申请实施例提供的一种燃气燃烧智能控制系统，具有以下有益效果：

通过设置燃气种类调节阀，在进气阀从进气管向喷轨供给燃气的同时，燃气种类调节阀用于根据燃气种类从进气管向喷轨供给燃气，在对不同种类燃气控制供给量时，能够提高不同种类的燃气与空气的配比控制效果，提高了不同种类燃气的燃烧效果，提高了对不同种类燃气的燃烧控制效果。

附图说明

图1是本申请实施例中的燃气燃烧智能控制系统的结构示意图；

图2是本申请实施例中的风管的结构示意图；

图3是本申请实施例中的燃气管的结构示意图；

图中，100、风管；110、流量传感器；111、正压流量传感器；112、负压流量传感器；200、燃气管；210、进气管；211、燃气压力传感器；220、喷轨；230、阀门组；231、进气阀；232、燃气种类调节阀；240、长明火管道；241、长明火阀；310、第一进气阀；320、第二进气阀；330、第三进气阀；400、控制器；410、通讯控制接口；420、电源。

具体实施方式

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本申请的原理是以实施在一适当的使用环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本申请具体实施例，其不应被视为限制本申请未在此详述的其它具体实施例。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

现有的大部分的炉具在控制燃气与空气的配比时，往往根据燃气的输送量控制输送空气的风机的运转速度，进而控制空气供给的比例。其中，部分炉具在控制空气供给量时，往往根据燃气的输送量控制风机的运转配给特定比例的空气，其中部分采用燃气阀门联动空气风门等方式对空气进气量控制，这样的控制并不精确。

同时，炉具生产过程的工艺偏差使每个产品可能都需要精细调整，才能达到炉具的最佳使用效果，同时因为用户使用燃气的气压变动，也需要现场对炉具进行调整，导致产品一致性和维护的便利性都不理想。

另外，由于实际生活中人们可能会使用煤气、天然气作为家用燃气，不同地区的用户往往可能使用不同来源的液化天然气，导致实际生活中人们的燃气成分存在差异，现有的燃气炉具不能根据不同的燃气种类控制燃气与空气的混合配比，导致对不同燃气的燃烧控制效果较差。

基于以上原因，本申请实施例提供一种燃气燃烧智能控制系统，通过在系统内设置根据不同燃气进行控制燃气补充量的阀门，使得本系统能够根据不同燃气的种类对燃气与空气的配比比例进行控制，能够提高不同种类的燃气的燃烧效果，使得不同种类的燃气均能够通过本控制系统提高燃烧效率，提高了对燃气燃烧的智能控制效果。

在一些场景中，本申请实施例可以应用于商用燃气炉具的控制中，能够提高对燃气的燃烧控制效果，并且，能够根据不同种类的燃气控制燃气的供气量，提高了对燃气的燃烧量的控制效果。其中，燃气的种类可以为天然气、人工燃气、液化石油气、沼气、煤制气等燃气。

在另一些场景中，本申请实施例可以应用于不同地区的家用燃气炉具的控制中，能够根据家用燃气的所在不同的地区的燃气成分比例的不同对燃气的供给量进行控制，这些成分比例具有差异的燃气也可以称为不同种类的燃气，进而对不同地区的不同种类的燃气调节供气量，能够提高对不同地区的家用燃气的燃烧控制效果。

下面结合具体的例子说明本申请实施例的燃气燃烧智能控制系统。

图1为本申请中的一例中的燃气燃烧智能控制系统的结构示意图，如图1所示的，包括风管100和燃气管200，风管100用于对本燃气燃烧智能控制系统提供空气，燃气管200用于对对本燃气燃烧智能控制系统提供燃气。

如图1所示的，燃气管200包括进气管210和喷轨220，进气管210用于向喷轨220提供燃气，喷轨220用于将燃气喷出，喷轨220的出气口连接在风管100的侧壁上，通过喷轨220喷出的燃气进入风管100中，空气在风管100中与燃气混合，使得后续的燃烧过程中燃气能够充分燃烧，提高了燃气的燃烧效果。

如图1所示的，进气管210与喷轨220之间设有进气阀231和燃气种类调节阀232，进气阀231用于从进气管210向喷轨220供给燃气，进气阀231用于控制燃气从进气管210进入喷轨220中，燃气种类调节阀232用于根据燃气种类从进气管210向喷轨220供给燃气，使得燃气种类调节阀232能够根据不同种类的燃气能够控制不同种类的燃气的供气量，提高了对不同种类的燃气的供气量的控制效果。

例如，不同种类的燃气可以是液化天然气和煤气，液化天然气与煤气的成分存在差异时，可以根据燃气种类调节阀232分别控制对液化天然气与煤气不同供气量，提高了对液化天然气与煤气的供气量的控制效果。

具体地，燃气种类调节阀232的供给燃气量通过公式(1)计算：

T＝αW (1)

公式(1)中，T表示燃气种类调节阀232的供给燃气量，α为燃气种类调节系数，W为进气阀231的供给燃气量。

具体地，燃气种类调节阀232的供给燃气量和W为进气阀231的供给燃气量可以通过流量进行表示，在燃气压力一定时，可以通过燃气种类调节阀232的通气口横截面积和W为进气阀231的通气口的横截面积的比值确定燃气种类调节阀232的供给燃气量和W为进气阀231的供给燃气量之间的关系。

具体地，进气阀231和燃气种类调节阀232可以为通过脉冲信号控制的电磁阀，通过输入不同频率的控制信号或者不同宽度的脉冲信号，能够控制进气阀231和燃气种类调节阀232的打开时间，进而能够控制通过进气阀231和燃气种类调节阀232进入喷轨220的流量。

其中，α为燃气种类调节系数根据试验确定不同的数值。

例如，对风管100中的空气流量为0.5至3m³/h，进气阀231和燃气种类调节阀232的横截面积比值为3时，经过试验研究表明，在燃气为天然气时，燃气种类调节系数α的典型值可以为0.1至0.3；在燃气为煤气时，燃气种类调节系数α的典型值可以为0.2至0.6；在燃气为沼气时，燃气种类调节系数α的典型值可以为0.5至0.8。

具体地，进气阀231包括第一进气阀310和第二进气阀320，第一进气阀310的通气口直径大于第二进气阀320的通气口直径，可以通过第一进气阀310和第二进气阀320分别按照不同的直径值控制通过第一进气阀310和第二进气阀320的流量。

具体地，第一进气阀310的通气口直径为第二进气阀320的通气口直径的3至10倍，第一进气阀310的通气口直径可以为第二进气阀320的通气口直径的3倍、5倍、7倍、9倍或者10倍，以通过不同直径级别的通气口的第一进气阀310和第二进气阀320分别控制燃气流量，提高控制精度。

根据喷轨220的机械特性，第一进气阀310和第二进气阀320可以通过脉冲频率控制电磁阀的打开时间，喷轨220的第一进气阀310和第二进气阀320对燃气喷射的频率可选为30Hz至100Hz，为达到精确控制的目的。第一进气阀310可以实现8至32级流量控制，第二进气阀320可以实现100至240级流量控制，从而通过第一进气阀310和第二进气阀320实现超过2048级的燃气流量控制效果。

具体地，本系统的进气阀231还包括第三进气阀330，第二进气阀320的通气口直径大于第三进气阀330的通气口直径，第三进气阀330能够进一步提高对燃气的控制精度。

具体地，第二进气阀320的通气口直径为第三进气阀330的通气口直径的3至10倍，其中，第二进气阀320的通气口直径可以为第三进气阀330的通气口直径的3倍、5倍、7倍、9倍或者10倍，以通过不同直径级别的通气口的第二进气阀320和第三进气阀330分别控制燃气流量，提高控制精度。

在一些实施例中，进气管210的侧壁上设有燃气压力传感器211，风管100的侧壁上设有流量传感器110，流量传感器110设于喷轨220的前侧，通过燃气压力传感器211能够根据燃气的压力对燃气的供给量进行测量，流量传感器110能够对风管100中的流量进行测量，实现了对风管100中空气的控制量，配合燃气压力传感器211对燃气压力进行检测，提高了对燃气与空气的压力控制效果。

具体创，本申请还包括控制器400，控制器400与燃气压力传感器211、流量传感器110、进气阀231和燃气种类调节阀232电连接，能够通过控制器400根据燃气压力传感器210和流量传感器110的测量数据控制进气阀231和燃气种类调节阀232的打开时间，进而能够控制燃气量和空气量，实现了对燃气和空气配比的集中控制。

具体地，风管100中的空气流量和燃气流量的比例接近并稍多于1：1，使得燃气在空气中充分燃烧。

具体地，进气管210上连接有长明火管道240，进气管210上设有用于对长明火管道240供给燃气的长明火阀241，长明火阀241与控制器400电连接，通过进气管210对长明火管道240能够提高炉具的点火稳定性，能够提高燃气炉具使用时的安全性。

具体地，流量传感器110包括正压流量传感器111和负压流量传感器112，正压流量传感器111和负压流量传感器112与控制器400电连接，控制器400能够获取正压流量传感器111和负压流量传感器112的空气流量检测数据，能够提高对空气流量的控制效率。

其中，正压流量传感器111和负压流量传感器112具体可以为毕托管流量计、文丘里流量计或者喷管流量计等。

具体地，控制器400上设有通讯控制接口410和电源420，通过通讯控制接口410能够在联网的状态下，能够通过通讯控制接口410对控制器400传输控制数据，进而通过控制器400对控制器400的控制方式进行联网控制。

例如，可以通过通讯控制接口410对控制器400提供不同种类燃气的信息，进而能够通过控制器400根据不同种类的燃气控制燃气供给量，提高对不同种类燃气的控制效果。

又例如，可以通过通讯控制接口410对控制器400提供燃气种类调节系数α的典型值，进而提高根据燃气种类对不同种类燃气供给量的控制效果。

在描述本申请的概念的过程中使用了术语“一”和“”以及类似的词语(尤其是在所附的权利要求书中)，应该将这些术语解释为既涵盖单数又涵盖复数。此外，除非本文中另有说明，否则在本文中叙述数值范围时仅仅是通过快捷方法来指代属于相关范围的每个独立的值，而每个独立的值都并入本说明书中，就像这些值在本文中单独进行了陈述一样。另外，除非本文中另有指明或上下文有明确的相反提示，否则本文中所述的所有方法的步骤都可以按任何适当次序加以执行。本申请的改变并不限于描述的步骤顺序。除非另外主张，否则使用本文中所提供的任何以及所有实例或示例性语言(例如，“例如”)都仅仅为了更好地说明本申请的概念，而并非对本申请的概念的范围加以限制。在不脱离精神和范围的情况下，所属领域的技术人员将易于明白多种修改和适应。

以上对本申请实施例所提供的装置、设备及其工作原理进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，包括风管(100)和燃气管(200)，燃气管(200)包括进气管(210)和喷轨(220)，喷轨(220)的出气口连接在风管(100)的侧壁上；

进气管(210)与喷轨(220)之间设有进气阀(231)和燃气种类调节阀(232)，进气阀(231)用于从进气管(210)向喷轨(220)供给燃气，燃气种类调节阀(232)用于根据燃气种类从进气管(210)向喷轨(220)供给燃气。

2.如权利要求1所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，燃气种类调节阀(232)的供给燃气量通过如下公式计算：

T＝αW

其中，T表示燃气种类调节阀(232)的供给燃气量，α为燃气种类调节系数，W为进气阀(231)的供给燃气量。

3.如权利要求1所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，进气阀(231)包括第一进气阀(310)和第二进气阀(320)，第一进气阀(310)的通气口直径大于第二进气阀(320)的通气口直径。

4.如权利要求3所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，第一进气阀(310)的通气口直径为第二进气阀(320)的通气口直径的3至10倍。

5.如权利要求4所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，进气阀(231)还包括第三进气阀(330)，第二进气阀(320)的通气口直径大于第三进气阀(330)的通气口直径。

6.如权利要求5所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，第二进气阀(320)的通气口直径为第三进气阀(330)的通气口直径的3至10倍。

7.如权利要求1所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，进气管(210)的侧壁上设有燃气压力传感器(211)，风管(100)的侧壁上设有流量传感器(110)，流量传感器(110)设于喷轨(220)的前侧；

还包括控制器(400)，控制器(400)与燃气压力传感器(211)、流量传感器(110)、进气阀(231)和燃气种类调节阀(232)电连接。

8.如权利要求7所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，进气管(210)上连接有长明火管道(240)，进气管(210)上设有用于对长明火管道(240)供给燃气的长明火阀(241)，长明火阀(241)与控制器(400)电连接。

9.如权利要求7所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，流量传感器(110)包括正压流量传感器(111)和负压流量传感器(112)，正压流量传感器(111)和负压流量传感器(112)与控制器(400)电连接。

10.如权利要求7所述的燃气燃烧智能控制系统，其特征在于，控制器(400)上设有通讯控制接口(410)和电源(420)。

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