[发明专利]用于测量燃料流量的模块和包括这种模块的燃烧器

说明书

用于测量燃料流量的模块(1)，具有入口部分(4a)、出口部分(4b)和用于输送燃料的主导管(3)，主导管(3)在入口部分和出口部分(4a、4b)之间延伸，用于输送燃料的第一流(F1)。模块(1)还具有用于输送燃料的次级导管(5)，其邻近第一导管(3)并且在主导管(3)的第一区段(7a)和第二区段(7b)之间延伸，其用于在第一区段和第二区段(7a、7b)之间输送燃料的第二流(F2)。模块(1)还具有用于测量引入次级导管(5)中的燃料流量的测量传感器(6)，以及布置在主导管(3)中在第二区段(7b)附近或在第二区段(7b)处的文丘里收缩装置(8)。

技术领域

本发明涉及一种用于测量燃料的流量的模块和包括这种测量模块的燃烧器。

燃料是指液态、气化或气态的流体。优选地，燃料包括甲烷或LPG或沼气或天然气或者这类物质的组合，或其它能够燃烧并且本文未明确提及的物质。

应当指出，根据本发明的测量模块也可以适用于除燃烧器领域以外的行业中，用于测量任何气态流(不仅是燃料)。

本发明优选地应用于民用领域(例如，用于家庭供暖)和工业领域(例如，通常用于产生热量，用于加热炉、用于加热空气等)的燃烧器。

特别地，本发明用于非预混合燃烧器，即其中助燃剂和燃料之间的混合直接在燃烧器的头部进行的燃烧器。

背景技术

根据现有技术，鼓风燃烧器包括用于燃料(通常为可燃气体)的入口导管和用于助燃剂(通常为空气)的入口导管。这样的入口导管一起通入燃烧器头部所在的燃烧区。以此方式，助燃剂与燃料的混合产生燃烧(当被触发火花激活时)。

燃烧器通常包括可燃气体调节阀，该可燃气体调节阀沿着燃料入口导管布置，用于调节供应到头部的气体量。

此外，为了管理气体调节阀和进气口截面，有两种已知的技术。

第一种已知技术设想气体调节阀和进气口截面的运动是机械类型的。换句话说，通过基于在测试步骤期间预定的空气/气体比率曲线构造的各个可移动凸轮的运动来执行阀和入口截面的调节。凸轮的运动例如由控制单元根据所测量的(例如在锅炉蒸汽上的)温度和压力值来控制。

该第一种已知技术仅代表优选用于机械“调制”燃烧器的当前广泛使用的控制类型中的一种。

第二种已知技术设想气体调节阀和进气口截面的管理是电子类型的。在这种情况下，阀和入口截面的调节是基于在测试步骤期间预限定并存储在存储单元中的空气/气体比率曲线以电子方式实现的。另外，可以根据由用于检测烟气中的O2和/或CO的相关传感器检测到的燃烧气体来执行这种调节。在这种情况下，控制单元被配置成根据涉及过量空气指数的曲线将燃烧维持在最佳水平。

在任何情况下，为了评估燃料流量并为燃烧器分配负载百分比或用于要执行的其它测量，必须测量燃料流量。参考燃料测量，沿气体检测导管插入的多种类型的传感器当前可用。

在以本申请人的名义提交的文件VR2014A000036中描述了气体检测传感器的示例，其中该传感器被集成到相对于燃料导管居中布置的输送机中。

不利地，已知技术遭受与上述传感器的测量误差有关的各种问题。

特别地，已知的流量测量传感器会遭受与具有不利的通道截面/流体速度比或者存在截面突然变化的导管中封闭流不平衡有关的现象，其中对应于敏感元件上游的最小直径数的线性距离未被遵守，或者甚至可能受到与高雷诺数有关的湍流现象的影响，或者受到不正确定位影响。换句话说，由于这种变化，流量测量传感器可以测量不正确的流量值，从而导致基于流量读数进行其调节的控制系统中燃烧不良或达不到要求的功率水平。

详细地，燃烧器的操作基于空气/气体比率，并且不利地，气体值的测量的变化可能使燃烧器进入非最佳操作条件，因为空气/气体曲线不再适合于将获得的燃烧。

发明内容