[發明專利]一種燃料計量供給裝置

有效

• 申請號: 200910095083.6
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN101696808A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 蔡勝利;謝諾
• 申請（專利權）人: 昆明博遠中菱科技有限公司
• 主分類號: F23N1/00
• 分類號: F23N1/00;F04B17/00;G01F11/04
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于燃燒控制領域，涉及燃燒的燃料供給，一種通過計量供給燃料精確控制和調 節燃燒熱負荷的裝置。

背景技術

燃燒作為一種熱源，在恒溫熱水鍋爐、中餐炒灶、取暖設備和可控燃料摻燒的燃燒應用 中，方便、準確、可靠的調節燃料是控制熱源輸出功率的關鍵技術，只有保證燃料準確供給 才能做到準確配風，傳統的手動或機械式調節方式存在著燃料精確供給與配風同步困難的問 題，致使出現操作不便、達不到控溫要求、燃燒效率低、排放不合格、安全得不到保證等問 題。

中國專利ZL200620019634.2公開了一種壓力霧化燃燒機配用的節能控制裝置，它采用“高 頻脈沖電磁閥”控制燃油量，通過脈寬調制技術實現燃燒器火力可調，這種裝置存在以下缺 點：

1、采用脈寬調制技術(PWM)控制電磁閥的方式僅起到開關的作用，要實現燃料供給還 需要額外動力(如高壓油泵)、穩壓裝置和其他管路配件，造成供油系統結構復雜、可靠性低、 能耗大、成本高等；

2、由于該裝置的“脈動壓力腔”通過噴嘴孔與大氣相連，在電磁閥關閉后的泄壓和電磁 閥打開瞬間建立壓力的過程中都不可避免產生燃料滴漏，滴漏的燃料不能以霧化的方式參與 燃燒，而且其滴漏量與溫度、壓力、特別是脈沖寬度(占空比)和脈沖頻率等多種因素有關， 供給燃料和調節過程不能做到準確計量從而帶來燃燒不充分等問題。

柱塞泵由于其能耗低、壽命長、體積小、使用靈活等特點，受到越來越廣泛的應用。但 是由于其特殊的脈動輸出方式，使得在燃燒控制領域的應用受到限制。為了保證穩定燃燒和 熱負荷的準確調節，根據不同的燃燒應用，在脈動燃料供應的情況下，柱塞泵應有較寬的頻 率工作范圍，例如1Hz～100Hz。

采用脈沖頻率調制技術(PFM)控制電磁柱塞計量供油方式可以很好解決上述問題。通過 專利查詢，在現有的燃燒器技術中不存在應用脈沖頻率調制技術(PFM)控制電磁柱塞計量供 給燃料以調節和控制燃燒熱負荷的方法。

發明內容

本發明正是為了克服上述現有技術存在的不足，為了解決現有的柱塞泵未能應用于燃燒 領域的問題，提供一種應用脈沖頻率調制技術(PFM)控制電磁柱塞計量供給燃料以調節和 控制燃燒熱負荷的裝置。

本發明裝置由燃料箱、電磁柱塞泵和控制器所組成，電磁柱塞泵進口與燃料箱直接相連， 電磁柱塞泵出口與燃燒器(預混式、蒸發式、壓力霧化式)或燃料(如醇類裂解制氫)處理 裝置連通，電磁柱塞泵由控制器所發出的脈沖頻率調制(PFM)信號或其他類數字電路驅動， 且滿足脈沖頻率在1Hz～100Hz范圍內無級調節，脈沖功率滿足時，燃料的計量取決于脈沖的 頻率。

本發明電磁柱塞泵包括一個柱塞和柱塞套，在柱塞套頂部套有磁芯，在磁芯的上方套有上 磁極，下方套有下磁極；在柱塞上套有復位彈簧，該復位彈簧位于柱塞套與磁芯之間；在磁 芯的周圍設有線圈，在線圈外套有外殼；在下磁極上設置有一單向閥，該單向閥包括一個封 住壓力腔的密封球和頂住密封球的密封彈簧，在單向閥底部為出口；在單向閥與柱塞之間形 成一個空間為壓力腔；在上磁極開設有燃料進口；在柱塞與壓力腔之間開設有單向進液孔。 裝置由脈沖頻率調制電路驅動，脈沖頻率在1Hz～100Hz范圍內無級調節，脈沖功率滿足時， 燃料的計量取決于脈沖的頻率。

本發明裝置進口與燃料箱直接相連，裝置出口與燃燒器或燃料處理裝置連通，脈沖頻率 調制信號由燃燒系統控制器提供。

本發明磁芯與柱塞采用剛性連接，用于傳遞電磁力和復位彈簧的作用力；燃料輸出的壓 力取決于電磁力、復位彈簧彈力和密封彈簧彈力，綜合調整電磁力、復位彈簧彈力和密封彈 簧彈力可以獲得需要的燃料輸出壓力。而且本發明壓力腔的有效體積為燃料的最小計量單位。

本發明它的工作頻率范圍1～100Hz，燃料供給量為：

L＝λVP

式中：L-單位時間燃料量(毫升/秒)；λ-流量系數(試驗獲得)；V-壓力腔體積(毫升)； P-脈沖頻率(赫茲)

本發明通過對燃料計量調節，獲得燃燒需要的熱負荷。本發明柱塞在電磁力和復位彈簧 的作用下在柱塞套內沿軸向做往復運動，運動過程中產生的負壓將燃料吸入壓力腔內至充滿， 運動過程中產生的推力將壓力腔內的燃料全部從輸出口送出，壓力腔的有效體積為燃料的最 小計量單位。