專利名稱：低氮氧化物燃燒器及排氣再循環(huán)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低NOX燃燒器及排氣再循環(huán)控制方法，更具體地說是有關(guān)可應(yīng)用于吸收式冷熱水機用燃燒裝置、吸收式冷凍機、蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、加熱用廚具、暖氣器及其它各種裝置的低NOX燃燒器，以及有關(guān)即使負(fù)荷波動仍能夠與之連動地使燃燒狀態(tài)保持穩(wěn)定并能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低水平的排氣再循環(huán)控制方法。
最近，對NOX排放標(biāo)準(zhǔn)的要求更加嚴(yán)格(例如①寒冷地區(qū)規(guī)定為40ppm(O2＝0％)以下，②13A之外的氣體燃料為60ppm以下，③油燃料為60ppm以下)。
過去，為實現(xiàn)低NOX化，一般廣泛采用如圖3所示的排氣再循環(huán)式低NOX燃燒器(如實開平2-7414號公報等)，這種排氣再循環(huán)式低NOX燃燒器具有使排氣再循環(huán)的排氣再循環(huán)管道7a，該排氣再循環(huán)管道7a的一端連接至排氣箱8附近，另一端連接至電動風(fēng)扇F的空氣引入通路9，由循環(huán)供給燃燒排氣以降低燃燒器主體1c的火焰溫度，從而可以抑制NOX的產(chǎn)生。2是燃料供給通路，3是噴嘴，4是燃燒用空氣供給通路，5是火焰口，6是燃燒室，10是煙道。
然而，由于該傳統(tǒng)方式是用排氣再循環(huán)管道7a連接電動風(fēng)扇F的空氣引入通路9和排氣箱8，因而一部分燃燒排氣會經(jīng)該管道導(dǎo)引入空氣引入通路9，所以存在如下問題由于排氣箱8和煙道10中氣流壓力的變化以及給、排氣的失衡，排氣再循環(huán)量容易發(fā)生大幅度的變化而不能控制在既定量上，從而或者導(dǎo)致燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，或者導(dǎo)致由于燃燒用空氣溫度變化而使燃燒器主體1c的火焰溫度大幅度變化，從而使得NOX產(chǎn)生量不穩(wěn)定。此外，還存在如下問題在運行開始階段，因為再循環(huán)的燃燒排氣進入處于冷態(tài)的排氣再循環(huán)管道7a中，所以燃燒排氣將在排氣再循環(huán)管道7a系統(tǒng)的內(nèi)表面結(jié)露，使例如用鐵制成的排氣再循環(huán)管道7a系統(tǒng)生銹而降低耐久性。
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度而穩(wěn)定燃燒、而且排氣再循環(huán)系統(tǒng)不會因結(jié)露而生銹的低NOX燃燒器；以及提供排氣再循環(huán)控制方法，該排氣再循環(huán)控制方法可將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度，因而即使負(fù)荷產(chǎn)生波動也能夠隨之連動地維持燃燒狀態(tài)的穩(wěn)定、能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
本發(fā)明人針對上述課題銳意研究的結(jié)果，有如下發(fā)現(xiàn)并形成了本發(fā)明。在排氣再循環(huán)通路中設(shè)置使排氣強制再循環(huán)的排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇，并且在上述排氣再循環(huán)通路與燃燒器主體的燃燒用空氣通路之間設(shè)置旁路通道，這樣，可將NOX產(chǎn)生量抑制在較低程度而穩(wěn)定燃燒；而且，在運行開始階段，令排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇停止運行，使得燃燒用空氣通路中的新鮮的燃燒用空氣有少量經(jīng)上述旁路通道反向流入排氣再循環(huán)通路，待排氣溫度升高，煙道系統(tǒng)中的結(jié)露消失之后，運行排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇，這樣，便能夠提供一種防止排氣再循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)形成結(jié)露、不會生銹而耐久性優(yōu)異的低NOX燃燒器；以及采用與負(fù)荷信號連動地由變換器改變排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速而將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度這樣一種排氣再循環(huán)控制方法，則能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度而使燃燒更為穩(wěn)定。
本發(fā)明是一種低NOX燃燒器，其特征在于燃燒器主體上連接有用于供給燃燒用空氣的電動風(fēng)扇，具有排氣再循環(huán)通路，該排氣再循環(huán)通路向燃燒用空氣中供給上述燃燒器主體產(chǎn)生的燃燒排氣，在上述排氣再循環(huán)通路中設(shè)置有使排氣強制再循環(huán)的排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇，并且在上述排氣再循環(huán)通路與燃燒器主體的燃燒用空氣通路之間設(shè)有旁路通道。
本發(fā)明在所述的低NOX燃燒器中，其特征在于在運行開始階段，令上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇停止運行，使得上述燃燒用空氣通路中的新鮮的燃燒用空氣有少量經(jīng)過上述旁路通道反向流入上述排氣再循環(huán)通路。
本發(fā)明是一種排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于與負(fù)荷信號(燃燒量控制信號)相連動地由變換器改變所述的低NOX燃燒器的上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度。
本發(fā)明在所述的排氣再循環(huán)控制方法中，其特征在于對排氣中的NOX值進行檢測以修正上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明在所述的排氣再循環(huán)控制方法中，其特征在于對排氣再循環(huán)流量進行檢測以修正上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明在所述的排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于為使上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇小型化，把控制用頻率高于工電頻率，將上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制在較高數(shù)值。


圖1是本發(fā)明的低NOX燃燒器及排氣再循環(huán)控制方法一例的示意圖。
圖2是本發(fā)明的低NOX燃燒器及排氣再循環(huán)控制方法另一例的示意圖。
圖3是傳統(tǒng)的排氣再循環(huán)式低NOX燃燒器的示意圖。
圖1中，在連接有用于供給燃燒用空氣的電動風(fēng)扇F的燃燒器主體1a內(nèi)，設(shè)有與裝有流量調(diào)節(jié)閥V的燃燒供給通路2相連接的噴嘴3，并且形成有從電動風(fēng)扇F至噴嘴3的燃燒用空氣供給通路4，其構(gòu)造使得空氣燃燒混合氣從火焰口5向燃燒室6內(nèi)噴出。
用于向燃燒用空氣中供給燃燒器主體1a產(chǎn)生的燃燒排氣的排氣再循環(huán)通路7的一端與排氣再循環(huán)箱7b相連接，該排氣再循環(huán)箱7b設(shè)在噴嘴3頂端附近的外周，并具有被再循環(huán)的排氣的吹出口7c，排氣再循環(huán)通路7的另一端與排氣箱8相連接，來自燃燒器主體1a的排氣流入該排氣箱8。而且在排氣再循環(huán)通路7的靠近排氣箱8的一段上設(shè)有用于使排氣強制再循環(huán)的排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11，而在排氣再循環(huán)通路7的靠近排氣再循環(huán)箱7b的一段上設(shè)有將燃燒用空氣通路4與排氣再循環(huán)通路7之間連接起來的旁路通道12。9是電動風(fēng)扇F的空氣引入通路，10是與排氣箱8相連通的煙道。
上述構(gòu)造的本發(fā)明的低NOX燃燒器1a是通過對排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速進行控制而能夠?qū)⒈粡娭蒲h(huán)的排氣的排氣再循環(huán)量控制在既定量上，因此能夠?qū)⑷紵每諝獾馁|(zhì)量流量穩(wěn)定保持在足以使其完全燃燒的水平，因燃燒狀態(tài)穩(wěn)定，燃燒器主體1a的火焰的溫度不會大幅度變化，故能夠?qū)囟确€(wěn)定保持在可達到足夠的低NOX化的程度，能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
而在運行開始階段，令排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11停止運行，使燃燒用空氣通路4中的新鮮的燃燒用空氣有少量如圖1中虛線所示經(jīng)過上述旁路通道12反向流入整個排氣再循環(huán)通路7中，而且在排氣溫度升高、煙道系統(tǒng)中的結(jié)露消失之后再運行排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11，這樣，排氣再循環(huán)通路7系統(tǒng)的內(nèi)表面不會產(chǎn)生結(jié)露，可以解決生銹、降低耐久性等問題。
13是控制裝置，控制裝置13分別通過回路a、b、c與設(shè)在燃料供給通路2上的燃料流量計14、煙道10內(nèi)的用于檢測燃燒排氣中的NOX的NOX傳感器15、檢測排氣再循環(huán)通路7中排氣的再循環(huán)量的流量計16發(fā)生聯(lián)系。
本發(fā)明的低NOX燃燒器1a如下所述而進行控制當(dāng)來自控制閥V或燃料流量計14等的負(fù)荷信號(燃燒量控制信號)由回路a送給控制裝置13時，與之連動地自控制裝置13有信號經(jīng)過回路d送給排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11，通過變換器改變排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速，將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度。通過這樣的排氣再循環(huán)控制方法，即使負(fù)荷產(chǎn)生波動也能夠與之連動地維持燃燒狀態(tài)的穩(wěn)定，將NOX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
由NOX傳感器15對排氣中的NOX值進行檢測并將該檢測信號經(jīng)回路b送給控制裝置13，修正排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速，這樣，不僅能夠保持燃燒狀態(tài)的穩(wěn)定，而且能夠使NOX產(chǎn)生量更加穩(wěn)定并抑制在較低程度。
由用于檢測排氣再循環(huán)通路7中排氣的再循環(huán)量的流量計16對排氣再循環(huán)流量進行檢測并將該檢測信號經(jīng)過回路C送給控制裝置13，修正排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速，這樣，不僅能夠保持更為穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)，而且能夠使NOX產(chǎn)生量更為穩(wěn)定并抑制在較低程度。
本發(fā)明中，由于控制用的頻率高于工電頻率，而且將排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速控制在較高數(shù)值，因此可實現(xiàn)排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的小型化。作為上述頻率的具體例，例如可以為最高90Hz，而以最高80Hz為宜。若超過90Hz則排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的平衡變差，會出現(xiàn)強度和噪音等方面的問題。
圖2中，與圖1中的數(shù)字及符號相同者系表示同一物。連接有用于供給燃燒用空氣的電動風(fēng)扇F的燃燒器主體1b如下述構(gòu)成用于向燃燒用空氣中供給燃燒器主體1b產(chǎn)生的燃燒排氣的排氣再循通路7的一端與連接于燃燒器主體1b上的電動風(fēng)扇F的空氣引入通路9相連接，排氣再循環(huán)通路7的另一端與排氣箱8相連接。而在排氣再循環(huán)通路7的靠近排氣箱8的一段上設(shè)有用于使排氣強制再循環(huán)的排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11。而且所設(shè)置的旁路通道12的一端連接至將排氣箱8與排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11連接起來的排氣再循環(huán)通路7上，另一端連接至燃燒器主體1b的燃燒用空氣通路4上。
上述構(gòu)造的本發(fā)明低NOX燃燒器1b與上述低NOX燃燒器1a的情況相同，是通過對排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)速進行控制而能夠?qū)⒈粡娭蒲h(huán)的排氣的排氣再循環(huán)量控制在既定量上，因此能夠?qū)⑷紵每諝獾馁|(zhì)量流量穩(wěn)定保持在足以使其完全燃燒的程度，因為燃燒狀態(tài)穩(wěn)定，燃燒器主體1b的火焰溫度不會大幅度變化，因此能夠?qū)囟确€(wěn)定保持在可實現(xiàn)足夠低的低NOX化的程度，能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
而在運行開始階段，令排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11停止運行，使燃燒用空氣通路4中的新鮮的燃燒用空氣有少量如圖2中虛線所經(jīng)過前述旁路通道12反向流入整個排氣再循環(huán)通路7中，而且，在排氣溫度升高、煙道系統(tǒng)中的結(jié)露消失之后再運行排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇11，這樣，排氣再循環(huán)通路7系統(tǒng)的內(nèi)表面不會產(chǎn)生結(jié)露，可以解決生銹、降低耐久性等問題。
本發(fā)明的低NOX燃燒器1b的排氣再循環(huán)控制方法與上述低NOX燃燒器1a的排氣再循環(huán)控制方法相同，與上述低NOX燃燒器1a的情況相同，可以保持燃燒狀態(tài)穩(wěn)定，將NOX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
本發(fā)明的低NOX燃燒器1a和1b的結(jié)構(gòu)可以有各種變化，并且無論是燃?xì)馊紵鬟€是燃油燃燒器均可，可根據(jù)燃料和燃燒型式選擇合適的空氣燃料混合結(jié)構(gòu)。
電動風(fēng)扇F也可以相對燃燒器主體1a或1b單獨設(shè)置而配置于近處并用外部管路進行連接。
本發(fā)明的低NOX燃燒器對加熱對象無特殊要求，可應(yīng)用于例如吸收式冷熱水機用燃燒裝置、吸收式冷凍機、蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、加熱用廚具、暖氣器及其它各種裝置。
本發(fā)明的低NOX燃燒器能夠不受煙道氣流壓力等的影響而將排氣再循環(huán)量控制在一恒定程度，因此NOX值不會上升，可將NOX產(chǎn)生量抑制在較低程度而穩(wěn)定燃燒。在運行開始階段，使新鮮空氣(燃燒用空氣)在旁路通道中反向流動，在排氣溫度升高、煙道系統(tǒng)中的結(jié)露消失之后，再運行排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇，由此能夠防止排氣再循環(huán)系統(tǒng)中形成結(jié)露，提高耐久性。本發(fā)明的低NOX燃燒器結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)費方面也具有優(yōu)越性，是具有高性能、經(jīng)濟的低NOX燃燒器。
與負(fù)荷信號連動地由變換器改變排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度，通過本發(fā)明的這樣一種排氣再循環(huán)控制方法，即使負(fù)荷波動也能夠與之連動地保持燃燒狀態(tài)穩(wěn)定，能夠?qū)OX產(chǎn)生量抑制在較低程度。
通過設(shè)置檢測排氣中NOX值的NOX傳感器和檢測排氣再循環(huán)通路中的排氣再循環(huán)量的流量計，將該檢測信號傳送給控制裝置來修正排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，由此不僅能夠保持更為穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)，而且能夠使NOX產(chǎn)生量更為穩(wěn)定并抑制在較低程度。
通過將控制用頻率定為最高90Hz，將排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制在較高數(shù)值上，可實現(xiàn)排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的小型化。
權(quán)利要求
1.一種低NOX燃燒器，燃燒器主體上連接有用于供給燃燒用空氣的電動風(fēng)扇，具有向燃燒用空氣中供給上述燃燒器主體產(chǎn)生的燃燒排氣的排氣再循環(huán)通路，其特征是在上述排氣再循環(huán)通路中具有強制使排氣進行再循環(huán)的排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇，并且在上述排氣再循環(huán)通路與燃燒器主體的燃燒用空氣通路之間設(shè)有旁路通道。
2.如權(quán)利要求1所述的低NOX燃燒器，其特征在于在運行開始階段，令上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇停止運行，使得上述燃燒用空氣通路中的新鮮的燃燒用空氣有少量經(jīng)過上述旁路通道反向流入上述排氣再循環(huán)通路。
3.一種排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于與負(fù)荷信號(燃燒量控制信號)相連動地由變換器改變權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的低NOx燃燒器的前述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，將排氣再循環(huán)率控制在一恒定程度。
4.如權(quán)利要求3所述的排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于對排氣中的NOX值進行檢測以修正上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求3或4所述的排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于對排氣再循環(huán)流量進行檢測以修正上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求3～5所述的排氣再循環(huán)控制方法，其特征在于為使上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇小型化，使控制用頻率高于工電頻率，將上述排氣再循環(huán)專用風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制在較高數(shù)值上。
全文摘要
一種低NO
文檔編號F23N5/00GK1163374SQ9710107
公開日1997年10月29日 申請日期1997年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月31日
發(fā)明者久保田伯一 申請人:三洋電機株式會社