[发明专利]具有双燃烧空气预混合鼓风机的燃烧器设备

说明书

水加热设备（10）使用低范围鼓风机组件（52）和高范围鼓风机组件（54），每个鼓风机组件（52，54）都提供可变流量的燃料和空气给燃烧器组件（42）。合适的选择各鼓风机组件的工作范围能提供近似等于每个单独的鼓风机组件的极限负荷比的乘积的高极限负荷比。极限负荷比可达到高达25:1。

技术领域

本发明一般涉及燃烧气体的水加热设备，更具体地说，但不作为限制，涉及在很大输入范围内具有连续可变的燃烧器输入因此与现有系统相比提供较高极限负荷比的较高能力水加热设备。

背景技术

常规水加热设备技术利用设计成能以固定的燃烧空气和燃料气体的流速操纵送到燃烧器的燃烧器。这种设备根据监视储槽或另外供水系统的不同管道中热水的温度的控制系统断断续续地循环。这种典型现有技术系统的一个例子目前在市场上由本发明的受让人销售，在授予Vallett等人的美国专利Nos. 4723513和4793800中表明，其详细内容包括在本文中作为参考文献。

应该理解，在对供水系统的热输入有显著不同需求的情况下，通过作用能在不同的能量输入下工作的水加热设备能达到更大的能效。这种系统的一个例子是由本发明受让人Lochinvar Corporation以商标COPPER-FIN II RTM出售的系统。Lochinvar COPPER-FINII RTM系统利用多个分级式燃烧器，该多个分级式燃烧器能对热能变化按需要进行在线或离线。该COPPER-FIN II RTM设备包括多个组（Bank）例如第一、第二、第三和第四级。起初接通所有4级燃烧器，并随着它接近所需的温度，依次切断各单元以便减少输入的能量。这种类型系统提供可变的输入，但它不是连续可变。而输入仅能用对应于一个燃烧器级的热输入的基本增量改变。

现有技术还包括对在输入范围内具有连续可变输入的水加热器的建议。两个这样的系统在授予Cohen的美国专利No. 4852524和授予Stuart的美国专利No. 5881681中示出。这些在市场上由AERCO International Inc.以Benchmark名字销售的系统利用接收单独燃烧空气流和燃料气体流的喷嘴混合燃烧器。利用燃料/空气阀来用电子学方法并同时控制穿过空气管路的空气流量和穿过燃料管路的燃料流量，以便提供变动的燃料和空气的输入而同时保持恒定不变的燃料/空气比。在这些系统上鼓风机速度保持恒定不变。Stuart的5881681专利提出其中所述的系统能达到高达15:1的极限负荷比。AERCO的对其Benchmark型水加热器的广告文案提出它们达到高达20:1的极限负荷比。

最近，本发明的受让人已经研制出了具有可变空气和燃料输入的连续可变水加热设备，如授予Baese等人的美国专利No. 6694926中所示。在Baese设备中，可变流量鼓风机在鼓风机流速范围内以受控制的鼓风机流速提供预混合的燃烧空气和燃料给燃烧器。这使水加热设备的热输入能在具有极限负荷比多达4:1的相当大范围内连续地改变。

对用现有设计的单一加热设备能达到的极限负荷比的固有物理限制使它难以达到在从低需热量情况的很低的低端到高需热量情况的很高的高端的大工作范围内连续的热输入的范围。对这种困难的现有解决方案是利用多个共同受控制的热交换器如上述Baese等人的专利中的那些。一种这样的系统例如在Paine等人的美国专利申请公报No.2008/0216771中说明并转让给本发明的受让人。尽管这些多调制系统解决了在很大需热量范围内提供连续调制的问题，但它们这样做以增加连接多个单元的管路系统的复杂性和增加协调各单元的操作的控制系统的复杂性为代价。

因此对能在很大需热量范围内提供热输入的连续调制的较大能力单一单元加热设备有持续的需求。

发明内容