[發明專利]一種柴油燃燒器輸出功率的控制方法及其控制裝置

有效

• 申請號: 201110324967.1
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102353072A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 楊繼泉;袁意雄;蘇曉飛;汪一楠;許春美
• 申請（專利權）人: 云南航天工業總公司
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬柴油燃燒器領域，涉及一種柴油燃燒器輸出功率的控制方法及其控制裝置，根據加熱設備需要的熱負荷，手動或自動調節燃燒器輸出功率大小；同時采取對空氣密度的自動檢測和補償措施，按最佳“空燃比”要求控制助燃空氣量或燃料量，實現在燃燒器輸出功率調節范圍內高效和穩定的燃燒。?

背景技術

在許多加熱過程中要對燃燒器的輸出功率進行調節以滿足不同要求，例如炊事作業中操作員需通過調節燃燒器的輸出功率（火力）來適應蒸、煮、煎、炒、炸等不同的烹飪作業，以獲得上乘的烹飪效果；恒溫熱水鍋爐在水溫高于設定溫度時自動減小燃燒器的輸出功率，而在水溫低于設定溫度時自動增大燃燒器的輸出功率以保持要求的溫度。

在使用燃料的加熱過程中，特別是在移動的生活后勤保障中（如野外炊事作業和淋浴等），燃燒器往往會在不同海拔高度和不同氣溫的環境中使用，由于燃燒是多因素作用的結果，特別顯著的是空氣密度，它是氣壓和溫度的函數，一般來說隨海拔升高，空氣密度減少；隨溫度降低，空氣密度會增加。如果不考慮這些因素就會出現燃燒不充分（排放超標）或不穩定（離焰、熄火）的現象，就不能滿足“空燃比”要求。?

“空燃比”（R）是指當燃料在空氣中燃燒時，一定質量空氣中的氧，剛好使一定質量的燃料完全燃燒，將燃料中所有的碳、氫完全氧化成二氧化碳和水。我們把最佳“空燃比”的效果看作是燃燒過程中使煙氣中污染物排放低于國家相關標準要求（充分燃燒），并且燃燒效率達到99%以上（高效燃燒）。

為滿足功率調節需要，專利文獻1（中國專利02828738.X）公開了一種燃燒機的控制方法及自動控制燃燒機，提出了通過控制燃油供給裝置和送風裝置各自的電機轉速的方式自動按比例同步調節輸出的燃油量和風量，達到調節火焰的目的。專利文獻1存在的缺陷是：風油比按程序設定，沒有檢測和補償環境變化（氣壓、溫度）的實質性措施，當環境條件變化導致的風油比偏離設計值時不能確保充分燃燒。另外試驗表明，采用控制油泵和風機各自電機的轉速，按比例同步調節輸出燃油量和風量的方式，在調節過程中風量變化滯后于油量變化，形成調節過程中事實上的風油比偏離設計值，其結果是在燃燒器輸出功率由小變大時，燃油供給增加快于風量供給增加，燃燒不充分；在燃燒器輸出功率由大變小時，燃油供給減小快于風量供給減小，燃燒處于貧油燃燒狀況，甚至導致離焰熄火。

專利文獻2（中國專利200420007720.2）公開了一種可無級調節輸出功率的燃油燃燒器，它是在傳統的燃油燃燒器高壓油路部分增加一個油壓調節裝置，實現燃燒器輸出功率無級調節。專利文獻2存在的缺陷是：調節燃燒器輸出功率只通過改變燃料量來實現，未采取在改變燃料量同時也相應改變助燃空氣量的技術措施，更未涉及當環境氣候影響空氣密度而對助燃空氣量補償的技術措施，因此在調節范圍內不可避免存在燃燒不充分或不穩定的嚴重問題。

專利文獻3(JP2006145121A)所公開的燃燒裝置及其控制方法，為保持最佳空燃比采用的技術手段為對多個閥門，包括燃料閥、移行閥、流量調節閥進行單獨或組合的開啟、關閉操作。文中涉及了其中的高燃燒工況，低燃燒工況、點火工況及停止工況等。其控制方法是為了滿足燃燒裝置在由一種燃燒工況向另一種燃燒工況轉變的過程中保持最佳空燃比。專利文獻3所公開的燃燒裝置通過風機調速調節風量，通過流量調節閥按比例供給燃料，類似專利文獻1，同樣沒有采取自動檢測助燃空氣量和環境氣候變化（氣壓、溫度）并反饋補償的實質性技術措施，當空氣密度變化導致的風油配比偏離設計值（標準狀態）時，不能保證充分或穩定的燃燒

經檢索，現有的專利技術中不存在通過自動監測氣候環境參數，反饋控制助燃空氣量或燃料量，燃料量隨動于助燃空氣量，按照最佳“空燃比”要求進行風油配比，獲得高效燃燒和控制燃燒器輸出功率的技術。

發明內容

本發明針對燃燒器輸出功率調節和高效燃燒提出了新的控制方法及其控制裝置以滿足實際應用的需要。

本發明是通過如下技術方案來實現的：

一種柴油燃燒器輸出功率控制方法，本發明根據加熱設備熱負荷的需要，按給定條件控制風機轉速，采用大氣數據傳感器監測環境氣候參數，計算出當前的空氣密度，對其差異通過調整風機轉速進行補償，使助燃空氣量滿足：Qa=φ×N×ρ?；燃料跟隨助燃空氣量滿足：L=?Qa/(f×R)；