專利名稱：具有分流歧管的多級燃?xì)鉅t的制作方法
具有分流歧管的多級燃?xì)鉅t相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求申請?zhí)枮?1/086,887，申請日為2008年8月7日的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種氣候控制設(shè)備，特別是一種燃?xì)鉅t。各種燃?xì)鉅t被用于加熱多個住宅寓所和商業(yè)建筑。加熱的氣體通過壓力通風(fēng)系統(tǒng) 被提供至住宅寓所和商業(yè)建筑的內(nèi)部空間。燃?xì)鉅t通常包括使燃?xì)膺M(jìn)入歧管的主燃?xì)忾y， 歧管具有多個用于點燃?xì)怏w的燃燒器。一種所期望的燃?xì)鉅t的特征是使得所述燃?xì)鉅t的輸 出能力匹配住宅寓所或商業(yè)建筑的內(nèi)部空間所需的加熱負(fù)載。商業(yè)建筑尤其能夠從相對低 的加熱量中獲益。常規(guī)的燃?xì)鉅t通常提供有限的操作范圍，因此在許多商業(yè)建筑中無法滿 足低的加熱負(fù)載需求。已知的調(diào)節(jié)爐系統(tǒng)仍然無法有效地滿足在商業(yè)建筑中經(jīng)常所需的低 的加熱負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于熱交換器系統(tǒng)的加熱裝置包括具有多個燃燒器的歧管、截止閥、第一控 制器以及第二控制器。所述截止閥將所述歧管分為第一歧管部分和第二歧管部分。所述第 一控制器選擇性地控制所述歧管內(nèi)的流體流動。所述第二控制器選擇性地致動第一部分和 第二部分之間的所述截止閥以控制所述多個燃燒器的燃燒速率。一種熱交換器系統(tǒng)包括燃?xì)忾y、與所述燃?xì)忾y連通的歧管、截止閥、多個燃燒器、 第一控制器以及第二控制器。所述截止閥被置于所述燃?xì)忾y的下游并將所述歧管分為第一 歧管部分和第二歧管部分。所述多個燃燒器被置于鄰接所述歧管。所述多個燃燒器的第一 數(shù)量燃燒器在所述第一歧管部分內(nèi)部被置于所述截止閥的上游，所述多個燃燒器的第二數(shù) 量燃燒器在所述第二歧管部分內(nèi)部被置于所述截止閥的下游。所述第一控制器選擇性地與 所述多個燃燒器的所述第一數(shù)量燃燒器通信，并且所述第二控制器選擇性地與所述多個燃 燒器的所述第二數(shù)量燃燒器通信。一種操作熱交換器系統(tǒng)的方法包括通過第一控制器選擇性地控制流體向具有第 一歧管部分和第二歧管部分的歧管的流動，并通過獨立于第一控制器的第二控制器選擇性 地阻斷流向所述第一歧管部分和第二歧管部分中至少一個的至少一部分流體。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點根據(jù)以下的具體說明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是明 顯的。附圖以及相應(yīng)的具體說明在接下來的內(nèi)容中簡要得說明。


圖1描述了一種熱交換器系統(tǒng)實施例的示意圖2描述了圖1中熱交換器系統(tǒng)的一個加熱裝置實施例； 圖3描述了另一個用于熱交換器系統(tǒng)的加熱裝置實施例。
具體實施例方式圖1描述了一個用于住宅或商業(yè)應(yīng)用的熱交換器系統(tǒng)10的實施例。在一個實施 例中，熱交換器系統(tǒng)10是燃?xì)鉅t。在另一個實施例中，熱交換器系統(tǒng)10是具有多重加熱級 的燃?xì)鉅t?？梢岳斫獾氖沁@里的說明和實施例的描述并不限于燃?xì)鉅t。也就是說，本發(fā)明 適于任意類型的熱交換器系統(tǒng)。實施例的熱交換器系統(tǒng)10包括熱交換器12，循環(huán)風(fēng)機(jī)14，助燃風(fēng)機(jī)16，主燃?xì)忾y (MGV) 37和加熱裝置34。在一個實施例中，熱交換器系統(tǒng)10是燃?xì)鉅t屋頂系統(tǒng)。加熱系 統(tǒng)34向內(nèi)部空間提供了期望級別的熱量。加熱裝置34包括燃?xì)馄绻?8和多個燃燒器44。 流體，例如燃?xì)?，通過流體供應(yīng)管道20流動至MGV37，并進(jìn)一步流動至燃?xì)馄绻?8。當(dāng)對燃?xì)馄绻?8施壓時，燃?xì)夂涂諝獾幕旌衔锪鲃油ㄟ^多個燃燒器44。在每一 個燃燒器的出口處燃料-空氣混合物被點燃，這樣形成了穩(wěn)定在每個燃燒器44的邊緣的火 焰22(見圖2)?；鹧婧皖~外的助燃空氣在助燃風(fēng)機(jī)16的協(xié)助下被吸入熱交換器12。循環(huán) 風(fēng)機(jī)14將空氣吹到熱交換器12上，以通過熱交換器12將由燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞至循環(huán)氣 流，并之后傳遞到內(nèi)部空間。圖2圖示了用于熱交換器系統(tǒng)10中的示例性加熱裝置34的選定部分。在本實施 例中，加熱裝置34包括主燃?xì)忾y(MGV) 37，燃?xì)馄绻?8，第一控制器40和第二控制器42。 所述歧管38包括多個位于歧管38內(nèi)的燃燒器44A，44B, 44C, 44D和44E。在一個實施例中， 所述燃燒器44A，44B, 44C, 44D和44E是文丘里型燃燒器。在另一個實施例中，所述燃燒器 44A, 44B, 44C, 44D和44E是躍升燃燒器(inshot burner )。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在了解了 本發(fā)明的優(yōu)點后能夠選擇適于用在加熱裝置34內(nèi)部的燃燒器。此外，盡管圖2中示出了五 個燃燒器，可以理解的是歧管38可以包括任意數(shù)目的燃燒器，并且實際的燃燒器數(shù)目取決 于熱交換器系統(tǒng)就10的輸出能力。在該實施例中，第一火花電極46和第一火焰?zhèn)鞲衅?8與最上游的燃燒器44A相 關(guān)聯(lián)?；鸹姌O46響應(yīng)于從所述第一控制器40接收到火花點火命令Si，而點燃燃燒器 44A?；鹧?zhèn)鞲衅?8檢測火焰的存在并產(chǎn)生電流FS。信號FS被第一控制器40接收，以此 證明點燃成功。在另一個實施例中，第二火花電極50和第二火焰?zhèn)鞲衅?2與下游的燃燒 器44B，44C, 44D和44E相關(guān)聯(lián)。第二火花電極50和第二火焰?zhèn)鞲衅?2被第二控制器42 所控制，以確保燃燒器44B，44C, 44D和44E的點燃。第一控制器40和第二控制器42可操 作以對加熱裝置34的所有功能進(jìn)行控制，將在接下來的內(nèi)容進(jìn)一步討論。本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員了解了本發(fā)明的優(yōu)點后能夠選擇合適的控制器以用作所述第一控制器40和第二控制 器42。在一個實施例中，控制器40，42選自業(yè)界中的已知部件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能 夠選擇合適的控制器以與加熱裝置34 —起使用。在一個實施例中，第一控制器40是獨立于 第二控制器42且與之不同的部件。通過這種方式，控制器42，42可以被用于選擇性地訪問 并控制加熱裝置34中不同的部件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員了解了本發(fā)明的優(yōu)點后能夠?qū)?制器40，42進(jìn)行編程，以使他們相互獨立地運行并執(zhí)行所需的加熱裝置34的功能。例如， 控制器40，42是可編程的以提供功能，包括但不限于燃?xì)忾y開/關(guān)、火花點火、火焰感應(yīng)、 助燃風(fēng)機(jī)控制、循環(huán)風(fēng)機(jī)控制和各種安全控制。截止閥58被置于歧管38內(nèi)部并將歧管38分為第一歧管部分60和第二歧管部分62。截止閥58被第二控制器42控制以選擇性地打開和關(guān)閉所述截止閥58。在一個實施例 中，截止閥58可以在多個位置之間被致動從而對流入歧管38中的流體量進(jìn)行控制。在一 個實施例中，所述截止閥58是電磁閥。在本實施例中，燃燒器44A與所述第一歧管部分60相關(guān)聯(lián)，燃燒器44B，44C, 44D 和44E與所述第二歧管部分62相關(guān)聯(lián)。截止閥58保持關(guān)閉并以此阻斷流體(例如燃?xì)?的 例如從主燃?xì)忾y37向燃燒器44B，44C, 44D和44E的流動。所述截止閥58接收來自第二控 制器42的開閥信號V0。盡管本實施例描述了只有一個單獨的燃燒器與第一歧管部分62相 關(guān)聯(lián)且多個燃燒器44B，44C, 44D和44E和第二歧管部分62相關(guān)聯(lián)，可以理解的是截止閥58 可以被置于歧管38內(nèi)的任何位置，以對和多個燃燒器44B，44C, 44D和44E相關(guān)聯(lián)的燃燒速 率進(jìn)行控制。溫度自動調(diào)節(jié)器36與所述加熱裝置34相關(guān)聯(lián)并與所述第一控制器40、第二控制 器42和主燃?xì)忾y37通信，以向內(nèi)部空間提供所需的加熱級別。溫度自動調(diào)節(jié)器36包括必 要的邏輯以向第一控制器40、第二控制器42和主燃?xì)忾y37命令所需的加熱級別。本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員了解了本發(fā)明的優(yōu)點后能夠通過所述必要的邏輯對所述溫度自動調(diào)節(jié)器36 進(jìn)行編程。在本實施例中，溫度自動調(diào)節(jié)器36包括用于向加熱裝置34提供必要控制信號以 提供多級加熱的三條電線Tl，T2和T3。控制信號Wl被傳輸?shù)剿龅谝豢刂破?0，控制信 號W2被傳輸?shù)剿鲋魅細(xì)忾y37，控制信號WO被傳輸?shù)剿龅诙刂破?2。控制信號Wl 指示第一控制器40打開或者關(guān)閉主燃?xì)忾y37的第一級。控制信號W2打開或者關(guān)閉主燃 氣閥37的第二級。舉例說明，控制信號Wl和控制信號W2與用于操作常規(guī)的兩級加熱系統(tǒng) 的控制信號是相似的?？刂菩盘朩O指示第二控制器42打開或關(guān)閉截止閥58，以此決定流 體是否被傳送到下游的燃燒器44B，44C, 44D和44E。在一個實施例中，控制信號WO，Wl和 擬是對伏特信號。表1 (如下)描述了被編程為具有四個加熱級別的加熱裝置34的操作。在所描述 的實施例中，當(dāng)截止閥58打開時，燃?xì)饬飨蛩械娜紵?4A，44B, 44C, 44D和44E中，加熱 裝置34的所有燃燒器都點燃，像常規(guī)的兩級爐那樣運行。當(dāng)所述截止閥位于關(guān)閉位置時， 加熱裝置34像常規(guī)的兩級爐那樣運行，但具有更少的燃燒器。在一個實施例中，單個的燃 燒器44A在兩個級別上被操作。如表1所描述的，通過常規(guī)的兩級燃?xì)忾y37和截止閥58的組合操作，用戶可在溫 度自動調(diào)節(jié)器36選擇四種不同的加熱級別。例如，在第一加熱級別，通過關(guān)閉截止閥58并 使主燃?xì)忾y37在其低級別運行而獲得14%的燃燒速率。在第二加熱級別，通過關(guān)閉截止閥 58并使主燃?xì)忾y37在其高級別運行而獲得20%的燃燒速率。在第三加熱級別，通過打開截 止閥58并使主燃?xì)忾y37在其低級別運行而獲得70%的燃燒速率。最后在第四加熱級別， 通過打開截止閥58并使主燃?xì)忾y37在其高級別運行而獲得100%的燃燒速率?？梢岳斫?的是在每個級別獲得的實際燃燒速率將會根據(jù)總?cè)紵鞯臄?shù)量、位于截止閥58下游的燃 燒器的比例以及主燃?xì)忾y37的強(qiáng)火/弱火的比值而變化。表權(quán)利要求
1.一種用于熱交換器系統(tǒng)的加熱裝置，包括具有多個燃燒器的歧管；截止閥，其將所述歧管分為第一歧管部分和第二歧管部分；第一控制器，其選擇性地控制流體在所述歧管內(nèi)的流動；以及第二控制器，其選擇性地在第一位置和第二位置之間致動所述截止閥以控制所述多個 燃燒器的燃燒速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個燃燒器的第一數(shù)量燃燒器與所述第一歧 管部分相關(guān)聯(lián)并且所述多個燃燒器的第二數(shù)量燃燒器與所述第二歧管部分相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一位置是關(guān)閉位置并且所述第二位置是打 開位置，并且響應(yīng)于所述截止閥被置于所述第一位置，阻斷所述流體進(jìn)入所述多個燃燒器 的所述第二數(shù)量燃燒器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，包括與所述多個燃燒器相關(guān)聯(lián)的至少一個火花電極和 至少一個火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述流體是燃?xì)狻?br> 6.一種熱交換器系統(tǒng)，包括 燃?xì)忾y；歧管，其與所述燃?xì)忾y流體連通；截止閥，位于所述燃?xì)忾y的下游并將所述歧管分為第一歧管部分和第二歧管部分； 多個燃燒器，其位于鄰接所述歧管，其中所述多個燃燒器的第一數(shù)量燃燒器位于所述 截止閥上游的第一歧管部分內(nèi)，并且所述多個燃燒器的第二數(shù)量燃燒器位于所述截止閥下 游的所述第二歧管部分內(nèi)；第一控制器，其選擇性地與所述多個燃燒器的所述第一數(shù)量燃燒器通信，第二控制器，其選擇性地與所述多個燃燒器的所述第二數(shù)量燃燒器通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，包括溫度自動調(diào)節(jié)器，該溫度自動調(diào)節(jié)器可操作以選 擇性地向燃?xì)忾y、第一控制器和第二控制器中的每一個傳輸控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，包括溫度自動調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，該溫度自動調(diào)節(jié)器系統(tǒng)包 括第一溫度自動調(diào)節(jié)器、第二溫度自動調(diào)節(jié)器和繼電器，其中所述溫度自動調(diào)節(jié)器系統(tǒng)可 操作以選擇性地向所述燃?xì)忾y、所述第一控制器和所述第二控制器中的每一個傳輸控制信 號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，包括與所述多個燃燒器相關(guān)聯(lián)的至少一個火花電極和 至少一個火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中第一火花電極和第一火焰?zhèn)鞲衅髋c所述多個燃 燒器的所述第一數(shù)量燃燒器相關(guān)聯(lián)，并且第二火花電極和第二火焰?zhèn)鞲衅髋c所述多個燃燒 器的所述第二數(shù)量燃燒器相關(guān)聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述第一控制器控制所述第一火花電極和所述 第一火焰?zhèn)鞲衅?，所述第二控制器控制所述第二火花電極和所述第二火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第二控制器選擇性地在第一位置和第二位 置之間致動所述截止閥，從而控制所述多個燃燒器的燃燒速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第一位置是關(guān)閉位置并且所述第二位置是打開位置，并且響應(yīng)于所述截止閥被置于所述第一位置，阻斷所述流體進(jìn)入所述多個燃燒 器的所述第二數(shù)量燃燒器。
14.一種操作熱交換器系統(tǒng)的方法，包括以下步驟a)用第一控制器選擇性地控制流體向具有第一歧管部分和第二歧管部分的歧管的傳 輸；和b)用第二控制器選擇性地阻斷傳輸?shù)剿龅谝黄绻懿糠趾退龅诙绻懿糠种械闹?少一者的流體的至少一部分，所述第二控制器獨立于所述第一控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟c)將第一數(shù)量的燃燒器定位在所述第一歧管部分內(nèi)并且將第二數(shù)量的燃燒器定位在 所述第二歧管部分內(nèi)；d)用所述第一控制器控制所述第一數(shù)量的燃燒器；和e)用所述第二控制器控制所述第二數(shù)量的燃燒器。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟將截止閥定位在所述歧管內(nèi)從而將所述歧管劃分成所述第一歧管部分和所述第二歧 管部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述步驟c)包括如下步驟 選擇性地關(guān)閉所述截止閥以阻斷所述流體的所述一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟c)提供用于選擇所述熱交換器系統(tǒng)的加熱級別的溫度自動調(diào)節(jié)器；和d)將多個控制信號傳輸?shù)剿鰺峤粨Q器系統(tǒng)以提供多個級別的加熱。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟c)選擇性地在所述熱交換器系統(tǒng)的加熱模式和調(diào)和模式之間進(jìn)行切換。
全文摘要
一種用于熱交換器系統(tǒng)的加熱裝置包括具有多個燃燒器的歧管、截止閥、第一控制器以及第二控制器。所述截止閥將所述歧管分為第一歧管部分和第二歧管部分。所述第一控制器可選地控制所述歧管內(nèi)的流體流動。所述第二控制器可選地致動第一部分和第二部分之間的所述截止閥以控制所述多個燃燒器的燃燒速率。
文檔編號F23R3/28GK102119299SQ200980130697
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者B.D.維德托, R.C.布斯賈格爾 申請人:開利公司