CN1351700A - 用来调整燃烧器输入管内氧化剂/燃料混合物的装置 - Google Patents

Abstract

在一用来调整燃烧器输入管(22)内的氧化剂/燃料混合物的、具有一用来改变氧化剂/燃料混合物成分的机构(32、12)和一用来测量氧化剂/燃料混合物状态的测量仪器(2)以及一用来控制机构(32、12)以根据由测量仪器测得的状态改变成分的控制线路(28)的装置中设想,测量仪器通过粘度或它的一个函数在燃烧之前测出至少一部分氧化剂/燃料混合物的状态,并且测量仪器设置在沿流动方向用来改变成分的机构(32、12)之前,按照测出的粘度的一个函数借助于用来控制该机构(32、12)的控制线路控制成分,或者测量仪器设置在用来改变成分的机构(32、12)之后并借助于用来控制机构(32、12)的控制线路调节氧化剂/燃料混合物的成分。

Description

用来调整燃烧器输入管内氧化剂/ 燃料混合物的装置

本发明涉及一种用来调整燃烧器输入管内氧化剂/燃料混合物的装置，具有一用来改变氧化剂/燃料混合物的组成的机构和一用来测量在燃烧时氧化剂/燃料混合物状态的测量仪器以及一用来根据由测量仪器测得的状态控制机构以改变组成的控制线路。

在采暖技术中长期来存在这样的问题，燃气燃烧器的燃烧性能主要取决于当地存在的燃气的质量。质量通过上Wobbe指数Wo反映，根据Buderus采暖技术责任有限公司：采暖技术手册，Beuth出版责任有限公司，柏林、维也纳、苏黎世1994年第33版，对于L型天然气该指数为10.5至13KWh/m³，对于H型天然气在12.0至15.7KWh/m³范围内。力求制造这样的燃烧器，它不仅能用一组燃气工作，而且能用两组燃气工作。高热值燃气需要的氧化剂多，低热值燃气需要的氧化剂少。下面如果提到氧化剂，通常是指空气；但是其中也可采用特殊的富氧空气或完全不同的氧化剂。

在普通的燃烧器调节装置中燃气输入量不与燃气质量相匹配，这导致空气剩余量的偏移，从而通常引起燃烧过程不希望的变化。但是在燃气热值特别高时可能导致燃气混合物中氧化剂太少，从而形成更多的有害物质，与此相反在燃气热值很低时火焰可能由于过大的氧化剂量被完全吹灭。这样又造成燃烧器工作范围的限制，因为由于低的效率或不好的火焰熄灭可能超过法定的(有害物质的)最大排放量。也就是说燃烧器应该可以这样地调整，使得所有可能的燃气质量或质量等级都能可靠地并以少的排放量燃烧。

在气体形燃料，特别是第一至第四种燃气族的燃气，烷烃、烯烃、炔烃以及含有大量甲烷、碳氢化合物、氢、氮、一氧化碳、二氧化碳和空气的燃气混合物燃烧时也有同样的问题。这里燃料和空气或氧化剂量也应该和燃料种类匹配。

对于液态或多相燃料也一样。液态燃料有例如有动力燃料、液化燃气和油，特别是柴油、燃料油和菜油。多相燃料例如有气相输送的固体燃料颗粒，含有沸腾的燃料或惰性气体的液态燃料。

越来越多地采用这种技术，用这种技术了解燃料的质量或广义来说燃料的状态并相应地控制空气量。当然这不排除可根据一恒定的热值通过添加剂调整燃料的质量。

通常燃烧器的燃料成分这样地控制，使得燃烧器至少在最佳运行点附近工作。由此扩展燃烧器的工作范围，然而其中用来精确调节空气或氧化剂量的复杂的方法在技术上很难实现，如果燃烧器的费用应该保持尽可能小的话，这种精确调节主要建立在对燃烧运行的测量的基础之上。

下面应该提到一些用来实现与燃料成分无关地燃烧的方案。一种可能性建立在燃烧时对离子电流测量的基础上。为此应该参阅M.Herrs、R.Merker、Dr.R.Naumann、H.Nolte的论文：“借助于电离—火焰—控制优化燃烧过程”国际气体加热技术，47(1998)第2期；和“来自于火焰的信号、由离子电流识别空气量：对于锅炉技术的一种新的可能性”，Ruhrgas Forum，第7版、Essen，1998。

这里电离电极是燃烧器安全性环节的一个组成部分，在火焰熄灭时该安全性环节切断燃气输入。其中所采用的测量方法建立在这样的物理效应的基础上，燃气空气混合物的分子及其反应的产物在火焰中的高温时分裂成能导电的离子。如果在燃烧器和电离电极之间加上一电压，那么只要火焰在燃烧，便有电流流过。

除识别火焰—进/出状态以外电离电流还包含关于燃烧状态的其他信息，尤其是关于燃烧温度和从而间接关于空气量的信息。通过校准建立关于化学计量学运行的基准，这种运行由电离电流的最大值表示。超化学计量的工作点相对于该基准值确定并构成调节的基础。

达到更好燃烧条件的另一种可能性建立在测量废气中氧化剂浓度的基础之上，例如在汽车技术中所实现的那样。这里采用所谓的波长探测器，例如在Gasmodul公司(Honeywell公司)的产品信息“锅炉控制MCBA1400和GMS-10 O₂传感器”中所示的那样。这种波长探测器主要由两个通过一个固体电解质相互连接的电极组成。这种固体电解质可以传导这里用作氧化剂的氧离子。在施加一直流电压时形成一种电化学抽吸作用，由此通过固体电解质传导氧离子。通过氧离子可选择的抽吸形成浓度下降，产生一能斯脱电压。用来使电压差达到一理论值的必要的时间间隔被用作周围部分氧化剂压力的尺度。

在考虑燃气状况的情况下调节燃气燃烧器的另一种方法是利用光导测量技术。用一光学探测器测量由火焰发射的、与燃料混合物成分有关的射线并通过一光导体输送到一光电倍增器。然后光电倍增器的信号可以用作燃气输入器的调节量。这种调节系统例如发表在论文“用于前混合燃烧器的新调节系统，光导测量技术测量火焰信号”，Ruhrgas Forum，第4版，Essen，1992年12月。

按德国公开资料DE4336174A1还存在另一种方法来测量和调节输入的热量，在这份资料中通过测量燃气的体积流量、压力、温度、密度和在正常条件下的声速以及在运行条件下的声速推断出在燃料中携带的热量。

按DE2928739分出一燃气支流并在一热量计容器内转化。由释放的热量可以借助于一函数关系推算出燃气成分。这种提供的测量值可以用作调节过程的信号，以便使通过燃气输入所产生的Wobbe指数保持不变或以适宜的方式改变燃气流量。这类方法被燃气供应者用于检验和控制质量或在较大的工业设备中用来调整燃烧器。

原则上所有这些方法包含通过一测量仪器测量不同的物理量和通过一控制线路调节和控制，用这个回路-用来改变成分的机构根据由测量仪器提供的信号控制或调节混合过程。这时根据目标进行控制，以使燃烧过程与燃料质量的波动相适应。

迄今为止只有这种方法在技术上用于燃烧器，特别是家用燃烧器中，它们通过电离电流测量或一波长探测器在燃烧期间或之后求出所得到的测量值以用于控制。然而由此不可能在开始之前便对燃气质量的变化作出反应。

作为其他决定性的技术缺点应该提到，波长探测器有短的使用寿命，在电离电流测量方面燃烧器系统出现热负荷，其结果是在达到化学计量点时产生高的有害物质。

其次在电离电流测量时可能出现测量误差，因为原则上对于每次新调整功率需要重新校准。因此连续的调制例如在技术上非常难以实现，人们只能局限于用有限数量的功率级运行。

前面提到的燃气热值测定意味着一定的能量损失。出于费用的原因对于采暖设备燃气成分的热值测定不值得推荐。

本发明的目的是，制造一种用来调整在开头所述这种类型的燃烧器的输入管中的氧化剂燃料比例的改进装置，它的费用在可以承受的限度之内。

这个目的借助于这样的装置来实现，在这种装置中测量仪器通过粘度或它的函数在燃烧之前测出氧化剂燃料混合物的至少一部分的状态，并且其中测量仪器设置在沿流动方向用来改变成分的机构的前面，并根据所测得的粘度的一个函数借助于控制该机构的线路控制氧化剂/燃料混合物的成分，或者其中测量仪器设备在用来改变成分的机构的后面，并借助于控制该机构的线路调节氧化剂/燃料混合物的成分。

开始时并没有期望用这种类型的装置良好地实现这个目的。人们想望，专业人员借助于电离电流测量或波长探测器通过特殊的结构方法用来改善控制的其他参数来优化已知方法。但是这里走出了一条完全不同的道路，特别是由此在燃烧器之前便已经进行成分测量。一些与此有关的已知方法是由热值的热量计测定，但是它始终伴随着一定的能量损失，并且迄今为止并未用于燃烧器控制。

此外第一次测出至少部分混合物的粘度—一个迄今为止在燃烧器控制中从未考虑过的物理量可能因为后面还要详细说明的粘度和热值的关系在专业界知道得不多。

在本发明完成以后断定，它除了实现前面提出的目的以外还提供其他优点。按本发明的装置在火焰点燃之前便已经用来使燃烧器和燃料改变的性能相适应。由此使点燃过程更容易。特别是在低热值燃气时出现的点燃困难通常只能用燃烧器结构的复杂的优化措施排除。其次用这种装置可以使起动排放按要求控制在低的水平上。

其次可以连续运行，因为即使在燃料输入节流时也可以合适的方式跟踪空气量本身。因此用这种装置工作的燃烧器为了加热不必切换到不同的档次。也就是说在通常燃烧时燃烧器排放出更多废气的点燃过程可以避免掉，这同样有利于更好的环境保护。

但是总之可以断定，用这种技术可以使燃料完全燃烧，这对燃烧器在运行时的费用也起有利作用。由于由此几乎可以完全燃烧也可以减少保养次数，例如用来排除燃料残渣的保养。

由于在装置中采用了全新的方法它甚至可以用于不同种类燃料的燃烧器控制。此外根据测量仪器是装在用来改变成分的机构的前面还是后面的不同，该装置可用作控制或调节装置。然而优先用作控制装置，因为断定，在纯的燃料混合物不含输入的氧化剂时测量粘度时可以好得多地确定Wobbe指数。

为了说明本发明在物理性能方面还参照DE2928739，在这份资料中公布了这样的知识，不同产地的天然气的燃料特性和成分可以很精确地确定为流体动态粘度的函数。这个知识迄今为止在燃烧器控制方面未受重视。在这份资料中这个方法仅仅建议，对于供给的燃料量的计算提供一个合理的数值。但是这个方法也没有在那里实施；而是基本上继续用热计量方法进行计算。

这里应该简要说明由粘度求出热值或Wobbe指数的原理：

在燃气现有的压力和温度状态下上Wobbe指数Wo众所周知是气体燃料一个重要的燃料质量数值，并由下式确定： $W_0=\frac{H_0}{\sqrt{\frac{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{L\Λ}}}}}--\left(1\right)$

其中Ho为运行燃烧值，ρ为燃气密度和ρ_LΛ为空气标准密度(273.15K和1013.25hPa)下Wobbe指数Wu也类似地确定，其中代替燃烧值Ho必须采用热值Hu。

例如如果在层流燃气流的前提下在一毛细管或管子内将以下的物理定理作为基础(Hagen-Poiseulle定理)： $\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\ΔP}\·\mathrm{\π}\·R^4}{8\·l\·\stackrel{\·}{V}}---\left(2\right)$ 便可确定粘度。

其中：

η动态燃气粘度，

ΔP出入口或两个压力测量部位间的压差，

R毛细管的半径，

l毛细管长度，和

燃气体积流量。

作为这种适用于层流区域内的方程(2)的另一种选择也可以利用略微复杂一些的与管子粗糙度有关的对于未完全形成的湍流，即在层流和完全的湍流之间的过渡区的关系。另一种选择是应用非圆型管，特别是矩形、圆环形或椭圆形横截面，但是这里必须采用不同于方程(2)的另外的函数关系。对于多相流体也可以利用有效粘度和较复杂地呈现为方程(2)的压降之间的关系。

也就是说对于确定动态粘度η除几何数据外还必须知道V和ΔP。但是对于一个燃烧器控制来说体积流要小，以便一方面通过使用小的毛细管使装置的位置需求小一些，另一方面在大的体积流量时使变得重要的可能导致较大测量误差的气流入口效应保持小一些。其次由使用小的毛细管造成低的费用。然而非常小的体积流量的测量十分困难。因此应该尽可能提供恒定的非常小的体积流量。这特别是按照本发明的一种改进结构可借助于一微型泵，特别是半导体微型泵进行。这样压力损失可以用常用的方法(例如压电的)测量。此外为了求出动态粘度η可以考虑动态粘度的温度依赖关系。在本发明中采用的、精良地配备的粘度传感器的工作原理可以描述如下：

泵输送一已知的恒定体积流量通过一在其上测量压降的毛细管。然后在考虑燃气温度的情况下确定一电信号，该信号对应于粘度，从而也对应于Wobbe指数或燃料的其他质量值，特别是最小空气需要量、燃烧值或热值。作为另一种选择也可以进行V和ΔP测量或有控制地调整ΔP和测量V。如果以后定量泵的功率损失小到压力损失可以通过泵消耗的功率来确定，甚至可以不用测量或规定特殊的压力信号。

本发明利用这样的理论考虑，在燃气成分变化时有： ${\mathrm{\λ}}_2={\mathrm{\λ}}_1\·\sqrt{\frac{{\mathrm{\ρ}}_2}{{\mathrm{\ρ}}_1}}\·\frac{L_{\min ,1}}{L_{\min ,2}}\≡{\mathrm{\λ}}_1\·\frac{W_{0.1}}{W_{0.2}}\≡{\mathrm{\λ}}_1\·\frac{W_{u,1}}{W_{u,2}}---\left(3\right)$ 如果燃料通过一湍流节流器的体积流量与燃料密度的平方根成反比的话。空气量λ₂通常与Wobbe指数(Wo＝上Wobbe指数，Wu＝下Wobbe指数)之比和额定运行时初次空气量λ₁大致成正比地变化，其中

ρ_1，2为燃气密度，和

L_min1，2为最小空气需求量。

相反如果不进行湍流节流，而是在恒定的ΔP时作层流的流通，那么有： ${\mathrm{\λ}}_2={\mathrm{\λ}}_1\·\frac{u_2}{u_1}\·\frac{L_{\min ,1}}{L_{\min ,2}}---\left(4\right)$

如果采用这样一种方法，其中燃气体积流量与燃气密度无关，那么有简单的关系式： ${\mathrm{\λ}}_2={\mathrm{\λ}}_1\·\frac{L_{\min ,1}}{L_{\min ,2}}---\left(5\right)$

上述算式表明，在理想情况下为了确定粘度，只要确定热值或必要的空气量就足够了。然而在实际上存在的条件在原则上与上面所考察的理想情况有区别，因此通常不能指望简单的关系式，人们应该宁可相信测出的特性曲线。

但是按本发明的一种优良的改进结构热值、从而还有Wobbe指数的这种算法还可以改进，在这种改进结构中设有至少一个测量部位以测量至少一部分氧化剂/燃料混合物的温度。由于测量温度可以更好地测量粘度、从而还有Wobbe指数，但是测出的温度也可以作为辅助参数输入，以便通过特征曲线簇更好地确定Wobbe指数或热值、从而确定必要的空气量。

尤其是按本发明的一种优良的改进结构可提高测量精度，在该改进结构中测量仪器仅仅测量燃料的粘度或它的一个函数。

相反如果测量空气/燃料混合物的粘度，那么例如也必须运用混入空气的参数来进行调整，这使装置变得不必要地复杂化。因此如上所述借助于本装置进行控制比进行调节合算。

除用来确定粘度的其他已知仪器之外按本发明一种优选的改进结构所设置的测量仪器是一个管式粘度计，用它可以通过管上的压降、体积流量和在某些情况下还有温度求出动态粘度。特别是这种测量仪器具有特别方便和费用较低地确定粘度的优点。

在本发明另一种优选的改进结构中设想，管子的尺寸这样选择，使得气流基本上是层流或者至少在湍流和层流之间的过渡区内。

在这种改进结构中局限于基本上是层流的流动。这具有按照前面提供的方程方便地确定调节装置的优点，相反在基本上是湍流的气流时推荐，为了更好地确定粘度对于每个装置确定一些特征曲线簇。这加长了制造过程并加大了按本发明的装置的制造费用。

原则上在这种条件下可以采用任何一种管子，不管是直的还是弯的，或者也可以弯成任意的形状。横截面原则上也可以任意选择。但是如果按照本发明的两种优选的改进结构首先管子是直的、其次管子在其全长上具有均匀的、特别是圆形的横截面的话，费用特别低。

这里原则上管径也可以任意选择。但是首先是如果只用少量燃气来测量，并且用于粘度确定的压力增加尽可能高的话，也就是说实际上变成一毛细管是有利的。在本发明一种优选的改进结构中考虑了这一点，在这种结构中设有直径小于0.2mm的管子。

这种尺寸选择尤其是和前述本发明的改进结构相结合意味着特别好地通过压降或流速测量粘度。

也就是说借助于一粘度计可以特别是通过测量流过管子后的压力损失或通过在压降不变时测量流速确定粘度。其次可以通过用来确定粘度的已知流动方程建立流动条件和压降的各种任意组合。

但是特别是按照本发明一种改进结构优选的是，在整个管子上或至少部分管段内的压降可以用测量技术测量，然后其中流速基本上保持不变。

然而在管子入口处的压力变化测量装置很难跟踪。为了尽可能抵消在管子入口处的这种干扰效果，按一种优良的实施例设想，将管子入口倒圆。

特别是在确定管子尺寸方面尺寸选择关于雷诺数小于1000肯定是特别有利的。

如果设一可控制的泵以调整管内的体积流量，那么在测量技术方面特别简单。在体积流量保持不变时粘度可方便地通过测量压力确定，在某些情况下温度变化剧烈时还可以通过一附加的温度测量通过考虑温度来确定粘度。尤其是如果这样地控制泵，使得按照本发明一种优先改进结构通过这种可控制的泵使体积流量调节到保持不变，那么这就可以方便地实现。

但是在这种可调的泵时另一种可能性是，泵调节到在整个管子上的压降保持不变。那么基本上通过体积流量确定粘度，这样体积流量可以仅仅通过控制泵确定。在相应地要求的测量精度时测量值也可以通过一附加测量的温度加以改进。作为泵特别采用定量给料泵、旋转或往复的容积式泵、以及旋转或往复的容积式压缩机。但是按照本发明一种优选的改进结构设想，泵是一微型泵。这种类型的泵是微型机械的标准元件，它们制造方便，成本低廉。特别是它由于输送量小，允许有气流。这种类型的泵例如在论文“一种用于液体和气体的自起动和双偏差的压电式硅微型泵”，微型机电系统MEMS，25-29，1999年1月，德国R.Linnemann等中所述。

按本发明第二种改进结构的装置特别紧凑和费用不太高，其中半导体微型泵以及控制线路(28)的至少一部分，特别是还有压力和温度传感器集成在一共同的基体上和/或管子上的压降可通过泵的功率消耗确定。

特别是在本发明的最后一种改进结构中通过把泵消耗的功率用作反映压力的量的方法可以节省一个压力传感器。目前泵，特别是微型泵的功率损失可以这样地再现，使功率可以通过校准曲线方便地校准到压力或者甚至所希望的粘度。

在本发明另一种优选的改进结构中设有一燃烧器控制装置，通过它氧化剂/燃料混合物在点火之前便已经进行调整，并且在某些情况下氧化剂/燃料混合物的成分在燃烧期间可以连续地控制。从而方便地实现前面已经详细说明的连续的燃烧器运行和特别是有害物质少的点火的优点。

在特别稳定的条件下，例如通过燃气供应企业使Wobbe指数波动保持在保险数值时，燃烧器控制系统在点燃过程之前和/或期间就开始工作就够了。这样可不用在连续运行时继续控制。

另一方面特别在燃气源波动很大时值得推荐，控制装置在点火后也连续地运行或按均匀的测量间隙运行。这里优先采用连续运行。

特别是如果将装置小型化，将它设计成用于燃烧器的燃气单元的一部分是有利的。特别是如果将装置像前面已经提到过的那样做成集成的半导体标准元件的话，便得到这种优点。

测量过的燃料或测量过的燃料混合物当然在最简单的情况下可以排入大气。但是这不必要地加重环境负担，即使是采用体积流量很小的微型泵。

为了尽可能减小这种环境污染，本发明优先通过这样的方法改进，即设置一机构，特别是燃烧器的鼓风机，以使(用于测量的)部分混合物回输到燃烧器的输入管内，这种机构可以不影响测量过的部分混合物的出口压力。

如那里表明的那样，对此特别是鼓风机特别合适。由此可以方便地使部分混合物的输出压力基本上保持不变，因此也可以方便地避免测量的不准确性。

在一种优选的改进结构中设想，可以给测量仪器输入一种基准燃气。借助于这种基准燃气可以校准粘度传感器。

本发明的其他优点和特征还可以从下面参照附图对实施例的说明中得到。附图表示：

图1至3用来表示动态粘度和不同的代表燃烧性能的燃气特性之间的关系的不同图表；

图4用来确定粘度的测量仪器的一种可能的结构；

图5按图4的测量仪器用于燃烧器控制装置总成中的一个实施例；

图6按图4的测量仪器用于燃烧器控制装置总成中的另一个实施例。

对于这里感兴趣的关系的一个重要物理概念是上Wobbe指数，它作为燃烧值在正常条件下由燃气密度和空气密度之比的平方根确定。如图1中所示，在这个Wobbe指数和动态粘度之间存在一经验的函数关系。

动态粘度和Wobbe指数之间的关系可以在图1中看出，其中对于不同的燃料标注出这两个量的各个测量点。作为示例列出一些带有对于采暖技术在欧共体内行业通用符号的燃料。

由此得到动态粘度和Wobbe指数之间简单的函数关系，Wobbe指数用细实线表示，它在不同的燃料时基本上保持在±10％的范围内。

图1中尤其还填注了对于燃料在10℃、20℃和30℃的不同温度时的数值。这里还表明Wobbe指数和粘度之间的函数关系在可以接受的公差范围内实际上与温度无关。但是求出粘度并同时考虑温度可以在其输入的热值方面通过动态粘度更好地控制燃烧器。

随着热值的提高氧化剂需要量也增加，以使之完全燃烧，氧化剂例如可以由周围的空气输入。由所示的函数关系空气需要量也应该可以通过测量动态粘度控制。如由图2可见，图2中对于不同的燃料标出了相对于空气需求量的以Pascalsekunden(pa.s)表示的动态粘度。按该图同样反映出空气需要量和动态粘度之间的只有很小偏差的简单函数关系。由图2可见，根据测量的动态粘度可以在10％的偏差限度内最佳地调整合适的空气需要量。特别是目前常用的燃料的热值与粘度之间也有类似的函数关系，如由图3可见。

这三个图清楚地表明，不同种类的关于输入的氧化剂或空气的燃气成分的控制装置理想地适合于燃烧器的最佳运行。

在图4中可以看到作为粘度测量仪器的粘度传感器2的特别优选的实施例。这种类型的传感器也称为管式粘度计。在设计这种粘度传感器2时尤其要注意，只用少量的燃料来测量。因此采用毛细管4作为管子，用一微型泵6将燃料送入毛细管内。

燃料的输入通过经管10输出的管8进行。

由于输送量小燃料可以简单地直接排入空气。但是如图5和6中所见，它也可以重新输入燃料内。

在图4中的实施例中微型泵6用来控制恒定的体积流量。这里体积流量这样地选择，使得在所用的毛细管4上发生大小合适的压力升高，以便能够足够精确地测出粘度。为了测出毛细管4出、入口处的压力差设有一压力传感器14。其次压力传感器14配备一温度传感器，使得提供两者，也就是燃气的压降以及温度，以准确地确定粘度。

由压力和温度传感器14产生的电信号通过导线16输送给电子处理装置。这里电子处理装置主要由两个模/数转换器组成，用它们将压差和温度信号转换成数字量，其次电子处理装置包含一处理单元，用它可以读入数字量并由转换成的数值算出粘度值。特别是设有一用于处理器的程序，它用来将测出的粘度值借助于特性曲线转换成用于空气或燃料输入的控制量，以产生合适的氧化剂/燃料混合物。

如果经过毛细管4的气流基本上处于层流区内的话，那么适用于此的特性曲线变得特别简单，虽然气流也可以位于层流和湍流之间的过渡区内，但是在湍流区内运行由于由旋涡等等的分离形成的不准确度而不值得推荐。因此毛细管4对于雷诺数设计得小于1000。特别是小于2毫米，尤其是小于0.2毫米的管径适合于实际的实施例。

特别是在图4的实施例中不管是作为微型机械标准元件的微型泵还是毛细管、压力温度传感器都可以在一唯一的基体上实现。因为这种标准元件可以用在半导体技术中用普通的方法制造，也可以设想，甚至带有模/数转换器的电子处理装置和处理器都集成在同一个基体上，由此得到总体特别小的结构元件，它实际上可以用在任何燃烧器控制装置中。

这种温度传感器2如何能够集成在燃烧器控制装置中，在图5和6的实施例中将加以详细说明。

图5和图6的主要区别在于，图5中调节燃料输入，而图6中调节空气输入。

这里为了简化起见去掉了用来实际实现实施形式的结构元件。在相应的实验结构中例如设想，管道8和10可借助于阀门与燃烧器控制装置脱开，并通过粘度传感器引入基准气体，例如大气，以进行校准。因此也可以考虑机械误差、压力传感器内和泵等等的变化，使得可以在较长的时间内使燃烧器控制装置毫无问题地正常运行。

在图5和6的两个实施例中燃料通过输入管20输入，通过粘度合适地混合的氧化剂/燃料混合物通过管道22输送给燃烧器。

燃烧所必需的氧化剂作为外界空气的一部分输入，它通过一入口24进入所示装置。在两个例子都一样，燃料从输入管20经过一管道26输入前面说起过的粘度传感器2，接着经过测量的燃料通过管道27重新输送给总的燃料流。输入部位对于功能本身并不重要。但是事实断定，如果管道27不回输到燃料管道20中(像图5和6的例子中所示的那样)，而是输入一用来输送空气的鼓风机12中的话，测量和调整便特别不重要。

燃气温度、压力和体积流量的测量值通过输入管线16输送给控制装置28，控制装置不仅用来通过燃气种类识别实现附加功能，而且也满足普通燃烧器控制装置的全部任务。借助于一导线30将电信号传送给一燃气单元32，用该单元以普通的方式控制燃料输入。其次由电气燃气单元还将数据、特别是关于夏季和冬季运行的手动调整数据通过导线30传送给控制装置28。燃气单元32既可以做成电气的，也可以做成气动的。在气动单元的情况下需要一附加的执行元件。

其次在按图5和6的控制装置28中还表示了另一根导线34，它例如可用于一个附加功能，在该实施例中用这根导线34传输空气温度信号，以便能够更好地调整氧化剂/燃料混合物。当然也可以测量环境空气的其他物理量并用于调整。例如用这种控制装置也可以通过其他的特性曲线簇考虑空气压力或空气湿度，如果它们以合适的信号的形式输入的话。

如由附图5可以看出，在所产生的氧化剂/燃料混合物被导入用于燃烧器的输入管22之前，在该例子中通过气体输入单元32来调整燃料数量，并且在燃烧器功率调整时实际上恒定地通过鼓风机12来混入空气。但是附图6中与此相反在用于输入空气的鼓风机12之后设置一个执行元件36，空气量由该执行元件进行调节。另外，该鼓风机12由控制机构28通过一个控制线路38进行控制以确定输送气体量。

上面所示的例子是示例性的。开头已经提到许多变化可能性。特别是通过使微型泵6将毛细管4上的压差保持不变的方法，可以使粘度传感器2上的压力保持不变。那么用来调整微型泵6的调节量，特别是泵的频率，直接是体积流量的一个代表值。因此体积流量、温度和压力可以用于控制。

特别是事实表明，在非常简单的燃烧器中，如果调节粘度与最高的要求不相符，那么它不需要专门的温度测量。除了在图5和6的例中调节的混合成分，空气和燃料外也可以混入其他气体，以便根据所输入的燃料的热值控制燃烧器。但是所有这些变化的可能性有一点是共同的，通过粘度传感器像对于当时的应用场合所要求的那样准确地测出粘度。采用动态粘度信号或它的一个复杂的函数，以控制用于燃烧器的输入管22内的氧化剂/燃料混合物，以最佳地采暖或减少(有害物质)排放。

这里所推荐的方法与燃烧器状态完全无关地工作。因此也可以用在燃烧器的点火阶段，使得也可以在这个阶段实现尽可能低的有害物质排放，并使点火过程更容易。

另一种应用可能性是，使燃烧器与对于通过电离电流测量进行调节所必需的运行方式相反调制地运行。这特别是在借助于电离电流测量调节燃料/氧化剂成分时带来技术困难，因为基准电离电流随着功率的变化也发生变化。

这种连续的运行可观地降低采暖费用。但是特别是存在这样的优点，由于与许多普通的燃烧器相比完全的燃烧还加长了保养周期，因为燃烧器始终只须短时间地开到最大功率。

特别是这里明显，由于最佳的燃料/氧化剂成分废气排放也明显下降，特别是在低热值燃气时通过最佳的燃料/氧化剂成分总体上达到一较高的燃烧效率，因此采暖费用也减少。

Claims (21)

1.用来调整燃烧器输入管(22)内的氧化剂/燃料混合物的装置，具有一用来改变氧化剂/燃料混合物成分的机构(32，12)和一用来测量氧化剂/燃料混合物状态的测量仪器(2)以及一用来控制机构(32、12)以根据由测量仪器测得的状态改变成分的控制线路(28)，其特征为：测量仪器通过粘度或它的一个函数在燃烧之前测出至少一部分氧化剂/燃料混合物的状态，并且测量仪器设置在沿流动方向用来改变成分的机械(32、12)之前，组成成分按照测量出的粘度的一个函数借助于用来控制该机构(32、12)的控制线路控制，或者测量仪器设置在用来改变成分的机构(32、12)之后并借助于用来控制机构(32、12)的控制线路调节氧化剂/燃料混合物的成分。

2.按权利要求1的装置，其特征为；设有至少一个测量部位(14)，以测量至少一部分氧化剂/燃料混合物的温度。

3.按权利要求1或2的装置，其特征为：测量仪器仅仅测量燃料的粘度或粘度的函数。

4.按权利要求1至3之任一项的装置，其特征为：测量仪器(2)是一管式粘度计，用该粘度计可通过管子(4)上的压降、体积流量和某些情况下还有温度之间的关系求出动态粘度。

5.按权利要求4的装置，其特征为：管子(4)的尺寸这样选择，使气流基本上是层流，或者至少位于湍流和层流之间的过渡区内。

6.按权利要求4或5的装置，其特征为：管子(4)是直的。

7.按权利要求4至6之任一项的装置，其特征为：管子在其整个长度上具有一均匀的，特别是圆形的横截面。

8.按权利要求4至7之任一项的装置，其特征为：管径小于0.2mm。

9.按权利要求4至8之任一项的装置，其特征为：在管子(4)上或管子(4)内的至少部分管段上压降是测量技术可测量的。

10.按权利要求4至9之任一项的装置，其特征为；管子入口是倒圆的。

11.按权利要求4至10之任一项的装置，其特征为：管子(4)的雷诺数小于1000。

12.按权利要求4至11之任一项的装置，其特征为：设有一可控制的泵(6)，以调整管子(4)的体积流量。

13.按权利要求4至12之任一项的装置，其特征为：体积流量，特别是通过一可控制的泵(6)调节到保持不变。

14.按权利要求4至12之任一项的装置，其特征为：管子(4)上的压降借助于泵(6)的调整调节。

15.按权利要求12至14之任一项的装置，其特征为：泵(6)是一微型泵，特别是半导体微型泵。

16.按权利要求15的装置，其特征为：半导体微型泵以及至少部分控制线路(28)，特别是还有压力和温度传感器集成在一共同基体上。

17.按权利要求12至16之任一项的装置，其特征为：管子(4)上的压降可通过泵消耗的功率确定。

18.按权利要求1至17之任一项的装置，其特征为一燃烧器控制装置(28)，通过它氧化剂/燃料混合物的调整在点火前就已经开始，在某些情况下氧化剂/燃料混合物的成分可在燃烧期间连续控制。

19.按权利要求1至18之任一项的装置，其特征为；设有一用来将部分混合物回输到燃烧器输入管内的机构(32、12)，特别是燃烧器的鼓风机(12)，该机构基本上不影响测量的部分混合物的出口压力。

20.按权利要求1至19之任一项的装置，其特征为：此装置是燃烧器燃气单元(32)的一部分，只要将它集成在这一部分内即可。

21.按权利要求1至20之任一项的装置，其特征为：给测量仪器输入基准燃气。

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