专利名称：使用空气压力传感器控制燃油炉合适燃烧比的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种控制燃油炉空气燃料比的系统及其方法，更具体地，涉及 一种使用空气压力传感器精确地控制燃油炉空气燃料比的系统和方法，所述燃 油炉广泛应用于家用锅炉、工业锅炉和加热器。
背景技术：
通常，用于房间或大厅取暖的锅炉根据提供给锅炉燃料的种类分为燃油锅 炉、燃气锅炉和电锅炉。对应于房间或大厅的大小或者它们的安装目的，锅炉 进行不同地开发和使用。这些锅炉中的燃油锅炉以及使用燃油作为燃料的加热 器中包含燃油炉。特别的，对于燃油炉来说精确地控制空气燃料比是非常重要的。最近，燃 油炉中空气燃料比的控制成为最重要的问题。以下，参照图l对常规燃油炉进行详细描述。燃油炉2包括用于向燃油炉2供应空气的送风机4，用于通过从油箱抽油 向燃油炉2供油的油泵6,用于喷出液滴状油从而使油能够燃烧的喷嘴(未示 出)，用于使空气与油混合并燃烧的火焰稳定器(未示出)，对用于混合油与空 气的混合器进行放电点火的点火变压器8和火花塞10,以及用于检测火焰的火 焰检测单元12。由于具有以上结构的燃油炉，即使燃油炉具有相同的输出量(或者相同的 燃料消耗)，根据热交换媒介的种类或大小(在锅炉中的热交换器，或者管式加 热炉中的气管)，代表不同的空气负荷阻力，因此燃油炉必须在空气供应端配备 作为空气调节器的节气闸14以供应燃烧过程所需最适合的空气量。通常，此节 气闸14在制造或安装时被调节，并且由于手动调节，很难实际控制空气燃料比。以下，参照图l和图2描述常规燃油炉调节空气量的方法。 如图2所示，假设当燃烧器燃烧所需最适合的空气量为Ql时，热交换器 的负荷量变为Ll，适当地控制安装在送风机4的空气供应端16的节气闸14以 便供应空气量(Q1)。假设相同的燃烧器被用到另一热交换器时，所述热交换 器的负荷量为L2，如果不控制节气闸14，空气量变为Q2，那么供应的空气量 将大于最适合的空气量，从而导致异常燃烧状态。因此，在这种情况下，必须 控制节气闸14从而能够供应所述空气量(Ql)。然而，常规的燃油炉具有下述 问题首先，安装燃油炉后，当燃油炉打开或关闭时，由于产生的煤烟，热交换 器内部流路阻力可能改变。第二，如果在生产过程中调节节气闸，送风机的阻力可能根据排气简的长 度而改变。第三，即使使用相同的排气简，由于风的原因，送风机的阻力可能经常改因此，供应给燃油炉的空气量经常偏离了燃油炉燃烧所需最适合的空气量,因此，有鉴于上述问题创作本发明，其目的在于提供一种使用空气压力传 感器(APS)控制燃油炉空气燃料比的系统和方法，本发明使用空气压力传感 器(APS)检测空气量并将被检空气与最适合空气量的数值进行比较，从而控 制风扇的转速(RPM)。为达到上述目的，提供了一种使用空气压力传感器控制燃油炉最适合空气 燃料比的系统，所述系统包括能量供应部分，通过从所述能量供应部分接收驱 动电压供应燃油炉燃烧所需空气的风扇，作为驱动所述风扇的控制器即风扇驱 动部分，安装在所述风扇供应的空气的流路的一侧以测量所供空气量的空气压 力传感器，以及用于通过对由所述空气压力传感器测得的信号与有关最适合空 气量的预置数据进行比较向所述风扇驱动部分输出风扇最适合的RPM的控制发明内容部分。此外，所述控制部分包括PID控制器，其通过按比例改变风扇的RPM维 持最适合的空气燃料比。另外，所述燃油炉选择性地使用于家用锅炉，工业锅炉或加热器上。 根据本发明的一个方面，还提供了一种使用空气压力传感器控制燃油炉空气燃料比的方法，所述方法包括如下步骤使用空气压力传感器检测风扇供应 的空气量；通过对有关空气量的信号与有关最适合空气量的预置数据的比较， 使用控制器计算风扇的最适合RPM;向风扇驱动部分输出利用控制器计算的 RPM;以及根据输入到风扇驱动部分的所计算的RPM转动风扇。此外，通过闭环方案获得从所述空气量检测步骤到所述风扇驱动步骤，即 使存在外部干扰也能够向燃油炉供应最适合空气量。如上所述，尽管根据本发明的控制系统可能在安装后或者使用过程中遭受 到外部干扰，由于风扇基于空气压力传感器的检测信号按比例转动，从而可以 供应适于燃油炉的空气量。相应地，稳定地控制燃油炉的空气燃料比得以实现。
图1为阐明常规燃油炉结构的图；图2为用于说明在常规燃油炉内使用节气闸调节空气量的方法的曲线图； 图3为阐明本发明中用于通过空气压力传感器控制空气燃料比的系统结构 的框图；图4为阐明本发明中用于控制燃油炉的最适合空气燃料比程序的框图；和 图5为阐明本发明中用于通过改变安装在燃油炉内的风扇的RPM调节空 气量的方法的图。
具体实施方式
现在参照本发明的优选实施方式做详细说明。 图3为阐明本发明中用于通过空气压力传感器控制空气燃料比的系统结构的框图，图4为阐明本发明中用于控制燃油炉空气燃料比程序的图，以及图5 为阐明本发明中用于通过改变安装在燃油炉内的风扇的RPM调节空气量的方 法的图。参见图3，本发明中的系统包括能量供应部分100，该能量供应部分100 用于接收电能，将电能转换为预定的驱动电压，并将驱动电压提供给系统；风 扇150,作为送风机用于从能量供应部分100接收基本驱动能量，然后为燃油 炉的燃烧供应所需空气；风扇驱动部分140，作为控制器用于驱动风扇150;空 气压力传感器120,安装在风扇150的空气供应端以便检测供应的空气量；控 制部分110，接收来自能量供应部分100的驱动能量以及来自空气压力传感器 120的电信号以便通过比较空气压力传感器120的电信号与有关最适合空气量 的数据计算风扇150最适合的RMP,并输出控制部分110的电信号给风扇驱动 部分140;以及存储器130，储存有关控制部分110的所有控制操作的信息。控制部分110按比例改变风扇150的RPM，如此维持最适合的空气量。所 述控制部分IIO包括能够进行按比例控制的PID控制器。风扇驱动部分140作为RPM控制器，用于通过接收控制部分110的输出信 号(风扇150的RPM)直接驱动风扇150。在这里，空气压力传感器120并不局限于一种产品，而是可以从能够检测 空气量的传感器中选择。从图4可以明了，在闭环中获得本发明的控制程序。空气压力传感器120检测不断供应的空气量，并将相应的电信号应用于包 括PID控制器的控制部分110。之后，控制部分110接收空气压力传感器120的电信号，对所述电信号与 有关最适合空气量的预置数据进行比较，计算风扇150的最适合的RMP。如果 控制部分110向风扇驱动部分140输出所计算的RMP，风扇驱动部分140驱动 风扇150。所述控制程序由于闭环特性能够重复，所以能够稳定地进行按比例控制。 因此，尽管按比例控制系统可能在安装后或者使用过程中遭受到外部干扰, 由于所述按比例控制系统供应期望的空气量，仍然可以稳定地维持燃烧过程。参见图5,即使向燃油炉供应的空气量由于来自热交换器的种类、负荷的 变化、排气简的变化、以及风的影响而改变的风扇负荷曲线被改变，空气压力 传感器能够检测向燃油炉供应的空气量的变化，而且作为燃油炉控制器的控制部分可以基于空气压力传感器检测的信号改变风扇的RPM,从而可以维持最适合的空气量。在描述本发明关于目前被认为最实用并且优选的实施方式的同时，可以理 解的是本发明并不限制于所公开的实施方式和附图，而且在不脱离本发明权利 要求的精神和范围的情况下，覆盖各种修改或改变。如上所述，本发明中的燃料量根据供应给广泛应用于家用锅炉、工业锅炉或加热器的燃油炉的空气量进行调节，以便能够得到最适合的空气燃料比。
权利要求
1、一种使用空气压力传感器控制燃油炉最适合空气燃料比的系统，所述系统包括能量供应部分；风扇，用于通过从所述能量供应部分接收驱动电压供应燃油炉燃烧所需空气；风扇驱动部分，作为驱动所述风扇的控制器；空气压力传感器，安装在所述风扇供应的空气的流路的一侧以测量所供空气量；以及控制部分，用于通过对由所述空气压力传感器测得的信号与有关最适合空气量的预置数据进行比较向所述风扇驱动部分输出风扇最适合的RPM。
2、 如权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制部分包括通过按比例 改变风扇的RPM维持最适合的空气燃料比的PID控制器。
3、 如权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述燃油炉选择性地使用 于家用锅炉、工业锅炉或加热器上。
4、 一种使用空气压力传感器控制燃油炉空气燃料比的方法，所述方法包 括如下步骤利用空气压力传感器检测风扇供应的空气量；通过对有关空气量的信号与有关最适合空气量的预置数据的比较，使用控 制器计算风扇的最适合RPM;向风扇驱动部分输出利用控制器计算的RPM;以及根据输入到风扇驱动部分的所计算的RPM转动风扇。
5、 如权利要求4所述的控制方法，其中，从所述空气量检测步骤到所述 风扇驱动步骤是通过闭环方案获得，即使存在外部干扰也能够向燃油炉供应最 适合的空气量。
全文摘要
本文公开了一种使用空气压力传感器精确控制燃油炉空气燃料比的系统和方法，所述燃油炉广泛应用于家用锅炉、工业锅炉或加热器。所述系统包括能量供应部分，通过从所述能量供应部分接收驱动电压供应燃油炉燃烧所需空气的风扇，作为驱动所述风扇的控制器即风扇驱动部分，安装在所述风扇所供应的空气的流路的一侧以测量所供空气量的空气压力传感器，以及用于通过对由所述空气压力传感器测得的信号与有关最适合空气量的预置数据进行比较向所述风扇驱动部分输出风扇最适合RPM的控制部分。所述方法包括如下步骤使用空气压力传感器检测风扇供应的空气量；通过对有关空气量信号与有关最适合空气量的预置数据的比较，使用控制器计算风扇的最适合RPM；向风扇驱动部分输出利用控制器计算的RPM；以及根据输入到风扇驱动部分的所计算的RPM转动风扇。
文档编号F23N3/02GK101115955SQ200680003480
公开日2008年1月30日 申请日期2006年1月11日 优先权日2005年1月28日
发明者闵泰植 申请人:(株)庆东Network