燃烧气体供给系统和流体加热系统的制作方法

燃烧气体供给系统和流体加热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种燃烧气体供给系统，该燃烧气体供给系统包括：旋流式空气过滤器；送风机，该送风机具有入口和出口；以及可燃气体入口，其中，旋流式空气过滤器、送风机以及可燃气体入口流体连通。本实用新型还提供一种流体加热系统。
【专利说明】燃烧气体供给系统和流体加热系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2015年I月12日提交的美国临时申请N0.62/125,039的优先权，并且要求援引35U.S.C.§119所具有的所有权益，该申请的全部内容通过参引的方式并入本文。
技术领域
[0003]本公开内容涉及旋流式空气过滤器和流体加热系统以及包括旋流式空气过滤器的燃烧器。
【背景技术】
[0004]包括蒸气、液体(水)循环加热及热流体锅炉的流体加热系统构成用于产生在家庭、工业以及商业应用中使用的加热的流体的广义类型的装置。在许多这种系统中，由在持续燃烧过程中消耗燃料-空气混合物的燃烧器产生热能。在冷却的燃烧气体被释放到环境中之前，来自燃烧的热能随后通过热交换器从热燃烧气体传递至生产流体。在一些流体加热系统中，燃料点火燃烧器被设计作为与送风机、热交换器、流体管道以及控制系统协作的一体式单元。其他流体加热系统采用分离的预组装或“封装”的燃烧器单元，该燃烧器单元可以包括燃烧器、送风机、风箱、管道、线缆、防火装置以及控制系统。
[0005]商用流体加热系统的生产容积在使用期间减小。此外，目前的网格燃烧器一一在获得高效率且满足排放需求方面是理想的一一具有不理想且不期望的故障率。因此，仍然需要一种提供更稳定的生产能力和提高寿命的加热系统。
【实用新型内容】
[0006]公开了一种燃烧气体供给系统，该燃烧气体供给系统包括:旋流式空气过滤器;具有入口和出口的送风机；以及可燃气体入口，其中，旋流式空气过滤器、送风机以及可燃气体入口流体连通。
[0007]还公开了一种流体加热系统，该流体加热系统包括燃烧气体供给系统和热交换器，该燃烧气体供给系统包括:旋流式空气过滤器;具有入口和出口的送风机;可燃气体入口 ；以及燃烧器，其中，旋流式空气过滤器、送风机、可燃气体入口以及燃烧器流体连通，其中，热交换器与燃烧器流体连通。
[0008]还公开了一种产生可燃气体的方法，该方法包括:通过送风机将空气引导通过旋流式过滤器以产生经过滤的空气；以及将经过滤的空气与燃料混合以形成可燃气体。
[0009]还公开了一种保养可燃气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器过滤包括碎肩的进入空气，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；将经过滤的空气与可燃气体混合；以及将碎肩容器的底板打开以将碎肩从碎肩容器移除从而保养可燃气体供给系统。
[0010]公开了一种保养燃烧气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器过滤包括碎肩的进入空气，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；对燃烧器提供经过滤的空气；以及将碎肩容器的底板打开以将碎肩从碎肩容器移除从而保养燃烧气体供给系统。
[0011]还公开了一种流体加热系统，该流体加热系统包括燃烧气体供给系统和热交换器，该燃烧气体供给系统包括:旋流式空气过滤器;具有入口和出口的送风机，其中，旋流式空气过滤器的出口连接至送风机的入口 ；燃烧器，其中，燃烧器的入口连接至送风机的出口；以及可燃气体入口，该可燃气体入口布置在旋流式空气过滤器的入口与燃烧器的入口之间，其中，旋流式空气过滤器、送风机、可燃气体入口以及燃烧器流体连通，并且其中，旋流式空气过滤器包括可移除的碎肩容器，其中，热交换器与燃烧器流体连通。
【附图说明】
[0012]该专利或申请文件包括至少一张彩色附图。具有彩色附图的专利或专利申请公开的复制件将在提出请求和支付必要的费用的情况下由官方提供。
[0013]通过参照附图进一步详细地描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述的和其他优点和特征将变得更明显，在附图中:
[0014]图1为包括燃烧气体供给系统的实施方式的流体加热系统的实施方式的示意图；
[0015]图2为流体加热系统的另一实施方式的示意图；
[0016]图3为旋流式空气过滤器的实施方式的纵向截面图；
[0017]图4为旋流式空气过滤器的碎肩容器的实施方式的示意图；
[0018]图5为示出了旋流式空气过滤器的碎肩容器的另一实施方式的示意图；
[0019]图6为示出了旋流式空气过滤器的碎肩容器的又一实施方式的示意图；
[0020]图7为示出了旋流式空气过滤器的碎肩容器的又一实施方式的示意性截面图，其中，示出了处于关闭构型的门；
[0021 ]图8为图7的碎肩容器的示意性截面图，其中，门处于打开构型；
[0022]图9为包括传感器的碎肩容器的实施方式的示意性截面图；
[0023]图10为传感器电路的实施方式的示意图；
[0024]图11为示出了旋流式空气过滤器中的气流的方向的示意图；
[0025]图12为在示例I中制造的旋流式空气过滤器的照片；
[0026]图13为在示例2中制造的旋流式空气过滤器的侧视图；
[0027]图14为在示例2中制造的旋流式空气过滤器的正视图；以及
[0028]图15为在示例2中制造的旋流式空气过滤器的碎肩容器的截面图。
【具体实施方式】
[0029]为了维持燃烧过程，燃烧器消耗来自周围环境的空气。如果加热系统摄取了颗粒污染物，则这些颗粒污染物会污染或损坏燃烧器，特别是结合有维持燃烧的多细孔网格基材的燃烧器。由于周围空气通常包含颗粒物质，燃烧器的进入空气通常被过滤，例如使用多孔网格过滤器比如包括纸、泡沫、棉织物或其他类型的多孔网格的过滤器来过滤，以移除颗粒物质。网格过滤器在某种程度上由于其低成本且不需要任何移动部件而是理想的，并且因此呈现了不复杂的过滤方法。
[0030]已经意外地发现，许多加热系统的生产能力的降低是由于使用闭环控制例如文丘里或流量平衡控制通常与恒定速度风扇的组合、与多孔网格空气过滤器的组合引起的。虽然不想受到理论的限制，但应当相信这种效果的原因是，当过滤器随时间被来自空气的颗粒阻塞时，过滤器两侧的压降增大，从而使得风扇两侧的总压力比增大以及空气流量减小。由于减小的空气流量，开环控制使燃烧器有效地降低定额以适应减小的空气流量，从而使得生产能力降低。这种效果也会通过闭环控制系统而发生，例如当控制系统适于减小的空气流量时，该系统采用氧传感器并且调节性能。
[0031]已经意外地发现，减小的空气流量致使网格燃烧器的较早失效，网格燃烧器由于其理想的排放性能而变得越来越普遍。当气流速率和被传送至燃烧器的空气燃料混合物减小时，会导致较早的燃烧器失效，从而使得燃烧过程具有不规则性和不稳定性，以及在燃烧器网格件的表面上存在不均匀性，这种不均匀性会损坏网格基材。
[0032]减小的空气流量还会导致增大的不期望的排放，这是因为空气流量和空气燃料混合物偏离燃烧器设计点且网格基材被污染。如在本文中进一步公开的，通过对燃烧器提供恒定压力的经过滤的空气流，在燃烧器设计点的操作提高了燃烧效率并且降低了排放。
[0033]虽然不想受到理论的限制，但上述效果仍然难以达到的原因是纤维空气过滤器阻塞率较多变且减小的空气流量取决于空气中颗粒碎肩的大小、浓度以及组成，并且空气中颗粒碎肩的大小、浓度以及组成会在长时间段内例如季节性地变化并且在短时间段内例如在一天内变化。这使得在过滤器被充分地加载之前加热系统或封装的燃烧器进行操作的时间段具有不可预期的易变性，从而导致流量显著减小。而且，在颗粒碎肩的浓度较高的操作环境下，用于维护的平均维护间隔时间(MTBM)因而会较短，从而需要频繁的操作者干预，致使重复发生操作成本并且由于替换部件的可用性而具有潜在寿命限制。
[0034]在图1中公开了燃烧气体供给系统，其包括:旋流式空气过滤器100;送风机110，该送风机110包括入口 111和出口 112;以及可燃气体入口 120，其中，旋流式空气过滤器100、送风机110以及可燃气体入口 120流体连通。如图1中所示，旋流式空气过滤器位于燃烧器的上游，并且操作时对进入燃烧器的空气进行过滤。
[0035]旋流式空气过滤器包括入口 160和出口 103，该入口 160布置在旋流式空气过滤器的本体101上，该出口 103例如空气排放口布置在本体101的顶部上。入口可以具有任何合适的形状。如图1中所示，入口 160可以为直线形的。如图2中所示，入口 161可以具有圆形或曲线形的开口。旋流式空气过滤器的本体101还在图3中图示。本体101可以包括筒状部104，该筒状部104布置在锥形部105上。筒状部104可以具有任何合适的形状。具体提到了圆筒形的形状。锥形部105还可以具有任何合适的形状。具体提到了截头圆锥形的形状。入口 160可以布置在筒状部上、布置在锥形部上或布置在筒状部和锥形部的组合上。具体提到了入口 160布置在筒状部上的实施方式。根据需要，旋流式空气过滤器还可以包括如图3中所示的出口构件300。如图3中所示，出口构件可以根据需要延伸到筒状部中，并且可以根据需要进一步延伸到锥形部中。
[0036]在旋流式空气过滤器的本体101的底部102上、例如在旋流式空气过滤器的本体101的碎肩排放开口上可以布置有碎肩容器170。如图4中所示，碎肩容器170可以布置在圆筒形空气过滤器的锥形部的底部上。
[0037]在图4中还图示了碎肩容器的实施方式。如图4中所示，碎肩容器170可以包括壳体400和容器410，该容器410可以呈抽屉的形式。壳体和容器可以各自独立地具有任何合适的形状，根据需要可以具有直线形或曲线形的形状且可以为圆形的或矩形的。如图4中所示，碎肩容器可以是正方形的。替代性地，如图5中所示，可以使用圆形的碎肩容器550。
[0038]如图4中所示，容器可以呈可滑动至壳体400中的可移除的抽屉的形式。在容器410上可以设置有手柄420。替代性地，如图6中所示，壳体可以包括铰接式底板610，该铰接式底板610可以例如通过扣环620来铰接和紧固。在一种实施方式中，底板可以以其能够相对于碎肩容器的侧壁630枢转的方式被铰接，或以其能够相对于碎肩容器的横向轴线或纵向轴线枢转的方式被铰接。在另一实施方式中，碎肩容器可以构造成用于进行自动保养。如图7和图8中所示，碎肩容器可以包括自动底板，该自动底板例如为包括旋转门710和排放口 720的底板。如图8中所示，门710可以具有径向铰接件，使得门710可以由致动器730旋转以允许移除碎肩。当旋流式空气过滤器操作时，底板可以处于如图7中所示的封闭构型。为了排空碎肩，底板或门可以被打开。还可以想到的是如下实施方式:底板或门被保持处于打开构型并且碎肩通过例如除尘系统比如真空除尘系统而被间歇性地或连续地移除。在除尘系统不可用的情况下，在除尘系统可用之前，门710可以关闭且旋流式空气过滤器可以进行操作。这种实施方式的优点在于，可以在便利的时间执行维护，而且维护循环之间的时间可以被延长。在另一实施方式中，如图15中所示，碎肩容器可以呈可移除罐的形式，该可移除的罐以可移除的方式附接至锥形部。例如，罐1515的盖可以牢固地附接至凸缘1380，如图13所示，并且盖例如通过钩环可移除地附接至罐的基部。
[0039]碎肩容器还可以包括挡板，例如夹带挡板，该挡板构造成防止空气环流特别是漩涡气流进入碎肩容器，在空气环流特别是漩涡气流进入碎肩容器的情况下，竖向气流会从碎肩容器夹带起碎肩。虽然不想受到理论的限制，但可以理解的是，挡板具有使经过滤的空气流转向的效果以提供朝向旋流式空气过滤器的出口的上升流。而且通过挡板阻止在碎肩容器中的循环气流，防止了在过滤的气流中夹带已捕获的碎肩。如图4中所示，碎肩容器可以包括水平挡板430和竖向挡板440。可以提供任意合适数量的挡板。例如，如图4中所示，可以使用单个水平挡板430和四个竖向挡板440。在一种实施方式中，碎肩容器包括单个水平挡板，并且可以包括I至10、2至8、或3至6个竖向挡板。在优选的实施方式中，如图15中所示，挡板具有截头圆锥形形状。
[0040]挡板的目的是防止涡流进入碎肩容器，使得悬浮在涡流中的碎肩落入碎肩容器中。虽然不想受到理论的限制，但可以理解的是，涡流可以使用压力例如通过如下方式受到控制:通过在锥形部的底部处设置具有开口的挡板，该开口定尺寸为产生涡流不能通过的高压区域，或通过使锥形部连接至具有更大体积的区域，使得空气流动在更大体积的区域中变慢，从而使得夹带的碎肩下落。例如，开口 1505的直径小于罐1510的直径，使得来自锥形部的涡流不能有效地进入罐。替代性地或附加地，可以使用板比如图4中的水平挡板430。水平挡板和竖向挡板可以各自独立地具有任意合适的形状，并且可以是直线形的或曲线形的，并且可以为方形的、矩形的、圆形的或这些形状的组合。例如，如图4中所示，水平挡板可以具有圆形形状。而且，挡板可以为曲线形的。例如，水平挡板可以具有杯状形状。根据需要，可以省略水平挡板或竖向挡板或省略水平挡板和竖向挡板两者。优选的是截头圆锥形挡板，例如，在该截头圆锥形挡板中，凹形表面面对涡流。
[0041]在一种实施方式中，在碎肩容器上可以设置传感器以感测在碎肩容器中的碎肩量。可以使用任意合适类型的传感器。传感器可以是例如光学遮断光束传感器(opticalbreak beam sensor)、电容传感器、导纳物位传感器比如射频导纳物位传感器、振动传感器或旋转叶片式传感器。具体提到了光学遮断光束传感器。可以使用多个传感器。例如，如图9中所示，碎肩容器可以包括第一传感器910和第二传感器920。第一传感器可以配置成感测第一碎肩量，并且第二传感器可以配置成感测碎肩930的能够被捕获在碎肩容器中的第二碎肩量。第一碎肩量和第二碎肩量可以是相同的，例如以提供冗余，或可以是不同的例如以提供不同的报警等级。例如，第一传感器可以配置成感测30 %至60 %、35 %至55 %、或40 %至50%的碎肩量，并且第二传感器可以配置成感测70%至100%、75%至95%、或80%至90%的碎肩量，其中，每个碎肩量基于碎肩容器的总碎肩容积。在一种实施方式中，碎肩量可以通过体积来测量，并且第一传感器可以配置成感测基于碎肩容器的总体积的30vol%(体积百分比)至60vol %、35vol %至55vol %、或40vol %至50vol %的碎肩量，并且第二传感器可以配置成感测基于碎肩容器的总体积的70vol%至10vol%、75vol %至95vol %、或80vol%至90vol%的碎肩量。替代性地，碎肩量可以通过重量或停留时间来测量。在一种实施方式中，第一传感器可以配置成感测基于碎肩容器的总碎肩重量容量的30wt%(重量百分比)至60wt %、35wt %至55wt %、或40wt %至50wt %的碎肩量，并且第二传感器可以配置成感测基于碎肩容器的总碎肩重量容量的7(^1:%至100￥1:%、75*1:%至95￥1:%、或8(^1:%至90^%的碎肩量。替代性地，传感器可以配置成感测时间，并且第一传感器可以配置成感测基于选定的总时间的30% (百分比)至60%、35%至55%、或40%至50%的碎肩量，以及第二传感器可以配置成感测基于选定的总时间的70% (百分比)至100%、75%至95%，或80%至90%的碎肩量，其中，总时间可以是I小时至10,000小时、2小时至5,000小时、或4小时至2，500小时、或8小时至I，200小时。
[0042]图10中示出了用于传感器和警报器的电路的实施方式，当碎肩容器中的选定的碎肩量被感测到时，该电路可以被致动。可以使用多个警报器。例如，当第一碎肩量被感测到时，第一警报器可以被致动，并且当第二碎肩量被感测到时，第二警报器可以被致动。警报器可以具有任意合适的形式，并且可以是光学的、音频的或它们的组合。在一种实施方式中，警报器可以与另一装置的操作结合，例如，警报器配置成在碎肩容器的碎肩量高于选定水平的情况下关闭另一装置。在具体提到的实施方式中，警报器与燃烧器的控制系统结合，比如与如下系统结合:封装的燃烧器的控制系统，或加热系统控制系统，比如流体加热系统的控制系统，使得系统可以自动地配置成允许排空碎肩，或自动地关闭以避免在碎肩量大于选定量的情况下受损。如图10中所示的，电路可以包括时钟1010，该时钟1010调节发射器1020，例如LED，该发射器提供了由接收器例如红外线接收器检测的光。传感器可以配置成使得当光束不被阻挡时电路不启动，并且当光束被阻挡时电路被触发。
[0043]更详细地，当发射器光束被阻挡时，接收器可以处于“高”状态，从而致动警报器，比如发光指示器。而且，当光束不再被阻挡时，电路可以自动地复位警报器，例如关闭发光指示器。电路还可以用于触发辅助功能，比如关闭其他设备或部件。在图10中所示的电路的一个例子可以用于每个发射器-接收器对。在使用多个传感器的实施方式中，当与各个传感器对应的光束被阻挡时，可以采用不同的动作(或动作的次序)；例如，可以发出通知，例如，当累积的碎肩到达传感器的选定的阈值时，将光发射或将信息发送至接收器比如移动电话。
[0044]送风机110可以布置在旋流式空气过滤器100的上游或下游，其中，上游和下游相对于气流的方向。在优选的实施方式，如图1中所示，旋流式空气过滤器100位于送风机I的上游，并且旋流式空气过滤器100可以连接至送风机110的入口 111。
[0045]可燃气体供给系统还可以包括与送风机110流体连通的燃烧器150，以提供燃烧气体供给系统。燃烧器位于旋流式空气过滤器的下游，使得旋流式空气过滤器可以过滤燃烧器入口的空气。可以使用任意合适的燃烧器。燃烧器可以是直接点火式燃烧器，比如挡板燃烧器或空气分级燃烧器，或间接点火式燃烧器。燃烧器可以为封装式燃烧器，例如可选地包括送风机的燃烧器和控制系统组件。具体提到了图2中示出的网格燃烧器，其中，该燃烧器包括网格151。
[0046]在一种实施方式中，可燃气体供给系统还包括第一管道130和可选的第二管道140，该第一管道130将旋流式空气过滤器与送风机连接，该第二管道140将送风机110与燃烧器150连接。可以根据需要省略第一管道和/或第二管道。在一种实施方式中，旋流式空气过滤器可以直接地连接至送风机，例如，送风机可以直接位于旋流式空气过滤器上。而且，送风机可以根据需要直接位于燃烧器上。
[0047]可以在下述位置处布置可燃气体入口120:在旋流式空气过滤器100的上游、介于旋流式空气过滤器100与送风机110之间、介于送风机110与燃烧器150之间，或上述位置的组合。在优选的实施方式中，可燃气体入口 120位于旋流式空气过滤器100与送风机110之间。在另一实施方式中，可燃气体入口 120位于送风机110与燃烧器150之间。
[0048]可燃气体入口120可以布置在第一管道130上，如图1和图2中所示，并且可燃气体入口 120可以布置在第二管道140上或布置在第一管道130和第二管道140两者上。在另一实施方式中，可燃气体入口 120布置在旋流式空气过滤器100上，并且在另一实施方式中，可燃气体入口 120布置在送风机110上。可燃气体入口 120布置在第一管道130上的实施方式是优选的。
[0049]还公开了一种流体加热系统，该流体加热系统包括燃烧气体供给系统和热交换器，该燃烧气体供给系统包括:旋流式空气过滤器;送风机，该送风机具有入口和出口；可燃气体入口；以及燃烧器，其中，旋流式空气过滤器、送风机、可燃气体入口以及燃烧器流体连通;该热交换器与燃烧器流体连通。可以使用任意合适的热交换器。热交换器可以是管壳式热交换器、板式热交换器、板壳式热交换器、绝热轮热交换器或翅片板式热交换器。热交换器可以为管式热交换器或无管式热交换器(tubeless heat exchanger)。可以使用在美国专利申请序列号:14/949，948和14/949，968中以及国际申请号:PCT/US15/65279中公开的热交换器，这些申请的全部内容通过参引的方式并入本文。
[0050]旋流式空气过滤器、送风机、可燃气体入口以及燃烧器可以包括任意合适的材料，并且可以包括金属、聚合物材料或它们的组合。具体提到了钢比如低碳钢的使用。在优选的实施方式中，旋流式空气过滤器的锥形部、筒状部、入口以及出口包括聚合物材料。聚合物材料优选地是导电性能足够好以分散静电。代表性的聚合物材料包括:
[0051 ] 聚烯烃，比如单烯烃或双烯烃的同聚物或共聚物，例如，聚丙烯(“PP”)或聚乙烯(“PE” )，该聚烯烃可选地可以是交联的并且例如可以是高密度聚乙烯(“HDPE”)、低密度聚乙烯(“LDPE”)、线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)，分支的低密度聚乙烯(“BLDPE” )、环烯的聚合物(“C0C")，例如环戊烯或降冰片烯的聚合物、聚苯乙烯，比如耐冲性聚苯乙烯(“HIPS” );
[0052]源自α，β-不饱和酸的聚合物，该聚合物通过将相对于酸官能团在位置α和β中的不饱和键进行聚合而获得，比如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺或通过丙稀酸丁酯聚酰胺(butyl acrylate polyamide)进行冲击改性的聚甲基丙稀酸甲酯；
[0053]源自不饱和醇的聚合物及其胺或酰衍生物或乙醛缩二乙醇，比如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚乙烯苯甲酸盐、聚乙烯马来醛、聚乙烯丁缩醛、聚乙烯邻苯二甲酸盐或聚乙烯三聚氰胺、聚脲、聚亚胺、聚酰胺-酰亚胺或聚苯并咪唑；
[0054]聚酯纤维，即二羧酸的聚合产物，该二羧酸比如酞酸、间苯二甲酸、或对苯二酸、以及双官能的或多官能的乙醇比如乙二醇、丙二醇或源自烷烃的其他二元醇或多元醇，比如聚对苯二甲酸乙二酯(“PET”)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT”)、聚-1，4_二羟甲基环己烷对苯二甲酸、或聚羟基苯甲酸；
[0055]源自二元胺和双羧酸和/或聚羧酸的以及/或氨基羧酸或对应的内酰胺的聚酰胺(叩厶”)或共缩聚酰胺，比如聚酰胺4、6、6/6、6/10、6/9、6/12、4/6、12/12、11或12，芳族聚酰胺酸，该芳族聚酰胺酸从间二甲苯、二胺或脂肪酸开始;或聚酰胺，该聚酰胺由己二胺和间苯二甲酸和/或不具有作为改性剂的弹性体的苯二甲酸来制备，例如聚-2，4，4-三甲基亚己基对苯二甲酰胺或聚间苯二甲酰间苯二胺；
[0056]聚碳酸酯；
[0057]源自端羟基聚醚和/或聚酯和脂肪族或芳香族多异氰酸酯的聚氨酯(“PUR”)及其前体；
[0058]聚醚，即环醚的聚合产物，比如聚亚烷基二醇、聚氧化乙烯、聚环氧丙烷(“ΡΡ0”)、聚缩醛、或聚醚砜，或
[0059]含卤素的聚合物，比如聚氯丁烯、氯化橡胶、氯化的或硫代氯化聚乙烯、乙烯与氯化乙烯的共聚物、环氧氯丙烷，该环氧氯丙烷包括含卤素乙烯基化合物的聚合物，例如聚氯乙烯(“PVC")、聚偏氯乙烯、聚氟乙烯，或聚偏氟乙烯。
[0060]可以使用包括上述中的至少一者的组合。
[0061]而且，聚合物材料还可以包括填充剂。填充剂可以选择为提供充足的传导性，例如充足的导电性以分散静电。代表性的填充剂包括硅、碳、铝、粘土和沸石。具体提到了包括碳的聚合物材料。
[0062]还公开了制造可燃气体的方法，该方法包括:通过送风机将空气引导通过旋流式过滤器以产生经过滤的空气；以及将经过滤的空气与燃料混合以形成可燃气体。在图11中还公开了过滤过程，图11示出了在旋流式空气过滤器中的气流的方向。虽然不想受到理论的限制，但可以理解的是，气流遵循由图11中的箭头指示的路径。空气进入入口 160并且遵循向下螺旋形路径1110并且沿着本体101的内部表面下降。当沿锥形部105下降时，随着空气沿着锥形部的内表面下降，由于锥形部的直径变窄，气流加速。在产生的离心的加速度的作用下，空气中的颗粒碎肩被迫使远离旋流式空气过滤器的本体的纵向轴线并且在重力的作用下落入碎肩容器170中。流体动力压力阻止过滤的气流通过碎肩容器，并且涡旋的过滤的气流在锥形截面的基部处反向并且随着上升的螺旋形气流1120沿着旋流式空气过滤器的本体的纵向轴线升高，并且通过出口 103排出旋流式空气过滤器。
[0063]在图1中所示的实施方式中，气流在由送风机提供的真空的作用下被吸引通过旋流式空气过滤器，并且在燃烧器存在的情况下通过正压力将过滤的气流朝向燃烧器推动。根据需要，气流可以行进通过管道，比如第一管道130和第二管道140，如图1所示。上文进一步公开了送风机和旋流式空气过滤器，因此为了清楚起见不再重复送风机和旋流式空气过滤器的进一步描述。可以使用任何合适的燃料。代表性的燃料包括天然气、甲烷、氢、柴油、煤油、汽油、煤气、或它们的组合。具体提到了天然气。
[0064]如上文进一步公开的，公开的系统的优点在于，该系统可以提供具有改进的压力稳定性的经过滤的空气。在一种实施方式中，经过滤的空气的最大压力和最小压力在经过滤的空气的平均压力的如下范围内:5%、0.01%至5%、0.1 %至4%、或0.2%至3%，或在经过滤的空气的平均压力的如下范围内:0.001%、0.01%、0.1%、或0.2%至5%、4%、3%、或I %，其中，平均压力在I至500小时的时间段中优选地250小时的时间段中被确定，并且其中，上限值和下限值可以被独立地组合。在优选的实施方式中，经过滤的空气的最大压力和最小压力在经过滤的空气的平均压力的0.001%至5%内，其中，平均压力在500小时的时间段中被确定。在另一实施方式中，经过滤的空气的压力在I至500小时优选地250小时的时间段中变化小于100帕斯卡(Pa)、小于50Pa，或小于25Pa，或变化了 0.001?3至100?3，0.01?3至50Pa，或0.IPa至25Pa，或0.0OlPa，0.0lPaS0.IPa至10Pa，50Pa，或25Pa，其中，上限值和下限值可以被独立地组合。在另一实施方式中，经过滤的空气的压力在I至500小时优选地250小时的时间段中变化小于100帕斯卡(Pa)、小于50Pa，或小于25Pa，或变化了 0.001 Pa至10Pa，0.0lPa至50Pa，或0.1Pa至25Pa，或0.0OlPa，0.0lPaS0.1Pa到10Pa，50Pa，或25Pa的经过滤的空气的平均压力，其中，上限值和下限值可以被独立地组合。
[0065]该方法还可以包括将可燃气体燃烧以产生燃烧气体。燃烧可以通过燃烧器来执行。可以使用任意合适的燃烧器。上文还公开了燃烧器并且为了清楚起见不重复燃烧器的进一步描述。而且，该方法还可以包括使用热交换器将热量从燃烧气体传递至生产流体。生产流体可以容纳在压力容器180中并且可以使热交换器182的芯部181的外表面变湿例如完全地变湿。
[0066]还公开了一种保养可燃气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器将包括碎肩的进入空气过滤，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；将过滤的气体与可燃气体混合；以及将碎肩容器的底板打开以将碎肩从碎肩容器移除从而保养可燃气体供给系统。在上文还公开了旋流式过滤器、碎肩容器以及可燃气体，且为了清楚起见不重复对旋流式过滤器、碎肩容器以及可燃气体的进一步描述。
[0067]还公开了一种用于保养燃烧气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器过滤包括碎肩的进入空气，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；对燃烧器提供经过滤的空气；以及打开碎肩容器的底板以将碎肩从碎肩容器移除从而保养燃烧气体供给系统。上文还公开了旋流式过滤器、碎肩容器以及燃烧器，且为了清楚起见不重复对旋流式过滤器、碎肩容器以及燃烧器的描述。在一种实施方式中，碎肩容器可以包括致动的底板，并且该方法还可以包括将致动的底板致动以保养燃烧气体供给系统。致动可以包括远程致动。
[0068]如上文进一步讨论的，公开的系统的优点在于，只要碎肩量保持在本体101的底部102下方，特别地如果水平挡板430存在的话保持在水平挡板430下方，则无论碎肩容器内的碎肩量如何，该系统都能够提供在旋流式空气过滤器两侧的恒定的压降，使得夹带的碎肩不进入过滤的气流。实际上，碎肩容器的容积比纤维过滤器的容积大若干数量级，并且在旋流式空气过滤器两侧的总压降是有效恒定的，从而能够改进燃烧器操作，这使得效率提高，使生产能力更稳定，改进燃烧器耐久性，减小燃烧排放以及降低维护成本。
[0069]示例
[0070]示例I
[0071]制造旋流式空气过滤器。在图12中示出了旋流式空气过滤器，并且该旋流式空气过滤器与图1中所示的旋流式空气过滤器对应。旋流式空气过滤器包括焊接至筒状部1220的圆锥形部段1210。在筒状部1220上设置有矩形入口 1230。进入空气流通过由送风机(未示出)产生的负压被吸入，该送风机连接至旋流式空气过滤器的出口 1240，使得颗粒碎肩沉积在碎肩容器1270中。旋流式空气过滤器配装有压力传感器以监测在沿着流动路径的各个点处的静态压力和动态压力。
[0072]示例2
[0073]如图13至图15中所示地制造旋流式空气过滤器。如图13和图14中所示，旋流式空气过滤器包括筒状部1304和锥形部1305。在筒状部1304上布置有入口 1360。入口 1360是圆形的，并且入口 1360的直径大于出口 1303的直径。如图13和图14中所示，旋流式空气过滤器包括具有弧形部1371的盖1370。出口 1303布置在盖1370上。在图13和图14中还示出了布置在锥形部的底部上的凸缘1380 ο锥形部、筒状部、入口以及出口包括静态耗散的聚乙烯。
[0074]在图15中示出了碎肩容器的截面图。碎肩容器包括具有钢制挡板1530的钢制罐1510。挡板1530限定了开口 1531，灰尘通过开口 1531被收集。罐的盖1515和挡板1530可以限定上部区域1520。在优选实施方式中，涡流不进入上部区域1520。还在图15中示出了包括红外线发射器1540和红外线接收器1541的传感器。如图15中所不，红外线发射器1540发射光束1550，光束1550由接收器接收。传感器配置成当碎肩量遮断光束时提供信号。在光束1550与开口 1531之间的距离H可以为任何适当尺寸，并且可以在下述范围内:I厘米(cm)至100cm、2cm至50cm或3cm至25cm。距离H为3cm的实施方式是优选的。
[0075]公开了一种燃烧气体供给系统，该燃烧气体供给系统包括:旋流式空气过滤器;具有入口和出口的送风机；以及可燃气体入口，其中，旋流式空气过滤器、送风机以及可燃气体入口流体连通。还公开了流体加热系统，该流体加热系统包括燃烧气体供给系统和热交换器，该燃烧气体供给系统包括旋流式空气过滤器;具有入口和出口的送风机;可燃气体入口 ；以及燃烧器，其中，旋流式空气过滤器、送风机、可燃气体入口以及燃烧器流体连通，其中，热交换器与燃烧器流体连通。还公开了一种生产可燃气体的方法，该方法包括通过送风机将空气引导通过旋流式过滤器以产生经过滤的空气；以及将经过滤的空气与燃料混合以形成可燃气体。还公开了流体加热的方法，该方法包括:使用旋流式过滤器过滤空气以产生经过滤的空气;通过送风机将经过滤的空气从旋流式过滤器引导至燃烧器;将经过滤的空气与燃料混合以形成可燃混合物;将可燃混合物燃烧以产生燃烧气体；以及将燃烧气体引导至热交换器以加热流体。还公开了一种保养可燃气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器过滤包括碎肩的进入空气，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；将经过滤的空气与可燃气体混合；以及将碎肩容器的底板打开以将碎肩从碎肩容器移除从而保养可燃气体供给系统。还公开了一种保养燃烧气体供给系统的方法，该方法包括:通过旋流式过滤器过滤包括碎肩的进入空气，以将碎肩与进入空气分离并且产生经过滤的空气;将碎肩收集在碎肩容器中；将经过滤的空气提供至燃烧器；以及将碎肩容器的底板打开以将碎肩从碎肩容器移除从而保养燃烧气体供给系统。
[0076]在各种实施方式中，旋流式空气过滤器可以连接至送风机的入口；以及/或可燃气体入口位于旋流式空气过滤器与送风机之间；以及/或旋流式空气过滤器可以包括:布置在本体上的入口、布置在本体的底部上的碎肩容器以及布置在本体的顶部上的出口；以及/或旋流式空气过滤器还可以包括位于碎肩容器的底部上的铰接底板;和/或碎肩容器可以是可移除的；以及/或碎肩容器可以包括可移除的抽屉，该可移除的抽屉构造成接纳碎肩；以及/或碎肩容器还可以包括配置成指示碎肩量的传感器；以及/或传感器可以包括光学遮断光束传感器，该光学遮断光束传感器配置成感测碎肩容器的碎肩量；以及/或传感器可以包括第一传感器和第二传感器，其中，第一传感器配置成感测第一碎肩量，并且其中，第二传感器配置成感测第二碎肩量，并且其中，第一碎肩量和第二碎肩量是不同的；以及/或第一传感器可以配置成感测30%至60%的碎肩量，并且其中，第二传感器配置成感测70%至100%的碎肩量，其中，每个碎肩量基于碎肩容器的总碎肩容积;并且/或还可以包括报警器，其中，报警器配置成由第一传感器、第二传感器或它们的组合致动；和/或还包括燃烧器，该燃烧器与送风机流体连通，并且其中，旋流式空气过滤器位于燃烧器的上游;并且/或还可以包括第一管道和第二管道，该第一管道将旋流式空气过滤器与送风机连接，以及该第二管道将送风机与燃烧器连接；以及/或可燃气体入口可以位于第一管道、第二管道或它们的组合上；以及/或可以包括通过送风机引导空气通过旋流式过滤器以产生经过滤的空气；以及将经过滤的空气与燃料混合以形成可燃气体；以及/或将经过滤的空气与燃料混合可以在通过送风机引导经过滤的空气之前进行；以及/或经过滤的空气的最大压力和最小压力可以在经过滤的空气的平均压力的5%以内，其中，平均压力在500小时的时间段中被确定；以及/或还可以包括通过燃烧器将可燃气体燃烧以产生燃烧气体；以及/或碎肩容器还可以包括致动的底板，并且其中，该方法还包括将致动底板远程地致动以保养燃烧气体供给系统。
[0077]已参照附图描述了本实用新型，在附图中示出了各个实施方式。然而，本实用新型可以以许多不同的方式实现，并且本实用新型不应当解释为受限于文中阐述的各实施方式。更准确地说，提供这些实施方式以使得本公开内容将是透彻和完整的并且将向本领域技术人员完全地表达本实用新型的范围。贯穿全文，相同的附图标记表示相同的元件。
[0078]将理解的是，当元件被提及“位于”另一元件上，则该元件可以直接地位于另一元件上或在两者之间存在中间元件。相反，当元件被提及“直接地位于”另一元件上，则在两者之间不存在中间元件。而且，元件可以位于另一元件的外表面上或内表面上，并且因此“位于…上”可以包括“在…中“和“在…上”。
[0079]将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部段，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部段与另一个元件、部件、区域、层或部段进行区分。因此，在不偏离文中教示的情况下，文中讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”或“部段”可以指的是第二元件、部件、区域、层或部段。
[0080]文中使用的术语仅出于描述具体的实施方式的目的并且不意在限制本实用新型。如文中使用的，单数形式“一(a)” “一(an)” “该(the)”意在覆盖包括“至少一个”的复数形式，除非上下文另有清楚地指示。“或”指的是“和/或”。如文中使用的，术语“和/或”包括相关联列出的术语中的一个或更多个中的任一者和所有组合。将进一步理解的是，当在文中使用术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”、或“具有(includes)”和/或“包含有(including)”时，这些术语说明所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
[0081]此外，相对性术语，比如“下面”或“底部”和“上面”或“顶部”可以在文中使用以描述如附图中图示的一个元件相对于另一元件的关系。将理解的是，相对性术语用于涵盖装置的除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果在附图中的一个附图中的装置被倒置，则所描述位于其他元件的“下”侧的元件将随后定向为在其他元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以根据附图的具体方位包括“下”和“上”的方位两者。类似地，如果附图中的一个附图中的装置被倒置，则描述为位于其他元件的“下方”或“下部”的元件随后将被定向为在其他元件的“上方”。因此，示例性术语“下方”或“下部”包括上和下两个方位。
[0082]除非另有限定，文中使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有如本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，术语一一比如那些在通常使用的字典中限定的术语一一应当理解为具有与他们在相关技术和本公开内容的情景下的含义一致的含义，并且不应当解释为理想的或过度正式的含义，除非文中这样清楚地限定。
[0083]在文中参照作为理想的实施方式的示意性图示的横截面图示来描述示例性实施方式。同样地，可以预期由于例如制造技术和/或公差所导致的图示的形状的变型。因此，文中描述的实施方式不应当解释为受限于文中图示的区域的具体形状而是包括例如由于制造所产生的形状的偏差。例如，图示或描述为平坦的区域可以通常具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，图示的尖锐的角可以为倒圆的。因此，在附图中图示的区域本质上是示意性的并且图示的形状不意在于图示区域的精确形状并且不意在限制本权利要求的范围。
【主权项】
1.一种燃烧气体供给系统，其特征在于，所述燃烧气体供给系统包括: 旋流式空气过滤器； 具有入口和出口的送风机；以及 可燃气体入口， 其中，所述旋流式空气过滤器、所述送风机和所述可燃气体入口流体连通。2.根据权利要求1所述的燃烧气体供给系统，其中，所述旋流式空气过滤器连接至所述送风机的所述入口。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的燃烧气体供给系统，其中，所述可燃气体入口位于所述旋流式空气过滤器与所述送风机之间。4.根据权利要求1至2中的任一项所述的燃烧气体供给系统，其中，所述旋流式空气过滤器包括: 布置在本体上的入口； 布置在所述本体的底部上的碎肩容器；以及 布置在所述本体的顶部上的出口。5.根据权利要求4所述的燃烧气体供给系统，还包括位于所述碎肩容器的底部上的铰接式底板。6.根据权利要求4所述的燃烧气体供给系统，其中，所述碎肩容器能够被移除。7.根据权利要求4所述的燃烧气体供给系统，其中，所述碎肩容器包括构造成接纳碎肩的可移除抽屉。8.根据权利要求4所述的燃烧气体供给系统，其中，所述碎肩容器还包括配置成表示碎肩量的传感器。9.根据权利要求8所述的燃烧气体供给系统，其中，所述传感器包括光学遮断光束传感器，所述光学遮断光束传感器配置成感测所述碎肩容器的碎肩量。10.根据权利要求8所述的燃烧气体供给系统，其中，所述传感器包括第一传感器和第二传感器，其中，所述第一传感器配置成感测第一碎肩量，并且所述第二传感器配置成感测第二碎肩量，并且其中，所述第一碎肩量和所述第二碎肩量是不同的。11.根据权利要求10所述的燃烧气体供给系统，其中，所述第一传感器配置成感测30%至60%的碎肩量，并且其中，所述第二传感器配置成感测70%至100%的碎肩量，其中，每个碎肩量均基于所述碎肩容器的总碎肩容量。12.根据权利要求10所述的燃烧气体供给系统，还包括报警器，其中，所述报警器配置成由所述第一传感器、所述第二传感器或所述第一传感器和所述第二传感器的组合致动。13.根据权利要求1至2中的任一项所述的燃烧气体供给系统，还包括燃烧器，所述燃烧器与所述送风机流体连通，并且 其中，所述旋流式空气过滤器位于所述燃烧器的上游。14.根据权利要求13所述的燃烧气体供给系统，还包括第一管道和第二管道，所述第一管道将所述旋流式空气过滤器与所述送风机连接，所述第二管道将所述送风机与所述燃烧器连接。15.根据权利要求14所述的燃烧气体供给系统，其中，所述可燃气体入口位于所述第一管道上，位于所述第二管道上或位于所述第一管道与所述第二管道的组合上。16.一种流体加热系统，其特征在于，所述流体加热系统包括: 燃烧气体供给系统，所述燃烧气体供给系统包括: 旋流式空气过滤器； 具有入口和出口的送风机； 可燃气体入口；以及 燃烧器， 其中，所述旋流式空气过滤器、所述送风机、所述可燃气体入口和所述燃烧器流体连通；以及 热交换器，其中，所述热交换器与所述燃烧器流体连通。17.一种流体加热系统，其特征在于，所述流体加热系统包括: 燃烧气体供给系统，所述燃烧气体供给系统包括: 旋流式空气过滤器； 具有入口和出口的送风机，其中，所述旋流式空气过滤器的出口连接至所述送风机的所述入口 ； 燃烧器，其中，所述燃烧器的入口连接至所述送风机的出口；以及可燃气体入口，所述可燃气体入口布置在所述旋流式空气过滤器的入口与所述燃烧器的所述入口之间， 其中，所述旋流式空气过滤器、所述送风机、所述可燃气体入口和所述燃烧器流体连通，以及 其中，所述旋流式空气过滤器包括可移除的碎肩容器；以及热交换器，其中，所述热交换器与所述燃烧器流体连通。
【文档编号】F23K5/00GK205606617SQ201620026012
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】卡尔·尼古拉斯·尼特, 基思·理查德·瓦尔策
【申请人】杭州富尔顿热能设备有限公司