具有雙燃燒空氣預混合鼓風機的燃燒氣體的調制水加熱設備的制作方法
【專利摘要】水加熱設備（10）使用低范圍鼓風機組件（52）和高范圍鼓風機組件（54），每個鼓風機組件（52，54）都提供可變流量的燃料和空氣給燃燒器組件（42）。合適的選擇各鼓風機組件的工作范圍能提供近似等于每個單獨的鼓風機組件的極限負荷比的乘積的高極限負荷比。極限負荷比可達到高達25:1。
【專利說明】具有雙燃燒空氣預混合鼓風機的燃燒氣體的調制水加熱設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般涉及燃燒氣體的水加熱設備，更具體地說，但不作為限制，涉及在很大輸入范圍內具有連續(xù)可變的燃燒器輸入因此與現(xiàn)有系統(tǒng)相比提供較高極限負荷比的較高能力水加熱設備。
【背景技術】
[0002]常規(guī)水加熱設備技術利用設計成能以固定的燃燒空氣和燃料氣體的流速操縱送到燃燒器的燃燒器。這種設備根據(jù)監(jiān)視儲槽或另外供水系統(tǒng)的不同管道中熱水的溫度的控制系統(tǒng)斷斷續(xù)續(xù)地循環(huán)。這種典型現(xiàn)有技術系統(tǒng)的一個例子目前在市場上由本發(fā)明的受讓人銷售，在授予Vallett等人的美國專利Nos.4723513和4793800中表明，其詳細內容包括在本文中作為參考文獻。
[0003]應該理解，在對供水系統(tǒng)的熱輸入有顯著不同需求的情況下，通過作用能在不同的能量輸入下工作的水加熱設備能達到更大的能效。這種系統(tǒng)的一個例子是由本發(fā)明受讓人 Lochinvar Corporation 以商標 COPPER-FIN II RTM 出售的系統(tǒng)。Lochinvar COPPER-FIN
IIRTM系統(tǒng)利用多個分級式燃燒器，該多個分級式燃燒器能對熱能變化按需要進行在線或離線。該COPPER-FIN II RTM設備包括多個組(Bank)例如第一、第二、第三和第四級。起初接通所有4級燃燒器，并隨著它接近所需的溫度，依次切斷各單元以便減少輸入的能量。這種類型系統(tǒng)提供可變的輸入，但它不是連續(xù)可變。而輸入僅能用對應于一個燃燒器級的熱輸入的基本增量改變。
[0004]現(xiàn)有技術還包括對在輸入范圍內具有連續(xù)可變輸入的水加熱器的建議。兩個這樣的系統(tǒng)在授予Cohen的美國專利N0.4852524和授予Stuart的美國專利N0.5881681中示出。這些在市場上由AERCO International Inc.以Benchmark名字銷售的系統(tǒng)利用接收單獨燃燒空氣流和燃料氣體流的噴嘴混合燃燒器。利用燃料/空氣閥來用電子學方法并同時控制穿過空氣管路的空氣流量和穿過燃料管路的燃料流量，以便提供變動的燃料和空氣的輸入而同時保持恒定不變的燃料/空氣比。在這些系統(tǒng)上鼓風機速度保持恒定不變。Stuart的5881681專利提出其中所述的系統(tǒng)能達到高達15:1的極限負荷比。AERCO的對其Benchmark型水加熱器的廣告文案提出它們達到高達20:1的極限負荷比。
[0005]最近，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)研制出了具有可變空氣和燃料輸入的連續(xù)可變水加熱設備，如授予Baese等人的美國專利N0.6694926中所示。在Baese設備中，可變流量鼓風機在鼓風機流速范圍內以受控制的鼓風機流速提供預混合的燃燒空氣和燃料給燃燒器。這使水加熱設備的熱輸入能在具有極限負荷比多達4:1的相當大范圍內連續(xù)地改變。
[0006]對用現(xiàn)有設計的單一加熱設備能達到的極限負荷比的固有物理限制使它難以達到在從低需熱量情況的很低的低端到高需熱量情況的很高的高端的大工作范圍內連續(xù)的熱輸入的范圍。對這種困難的現(xiàn)有解決方案是利用多個共同受控制的熱交換器如上述Baese等人的專利中的那些。一種這樣的系統(tǒng)例如在Paine等人的美國專利申請公報N0.2008/0216771中說明并轉讓給本發(fā)明的受讓人。盡管這些多調制系統(tǒng)解決了在很大需熱量范圍內提供連續(xù)調制的問題，但它們這樣做以增加連接多個單元的管路系統(tǒng)的復雜性和增加協(xié)調各單元的操作的控制系統(tǒng)的復雜性為代價。
[0007]因此對能在很大需熱量范圍內提供熱輸入的連續(xù)調制的較大能力單一單元加熱設備有持續(xù)的需求。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提供具有進給共用燃燒器組件的雙鼓風機組件(優(yōu)選的是低范圍鼓風機和高范圍鼓風機)的水加熱設備。通過低范圍鼓風機和高范圍鼓風機的協(xié)調式控制，能在比上述情況寬得多的工作范圍內提供水加熱設備的連續(xù)調制。例如，若利用各都具有固有的極限負荷比(turndown ratio)為近似5:1的常規(guī)鼓風機組件,和通過選擇那些鼓風機組件的工作范圍，以使高范圍鼓風機組件的低端近似等于低范圍鼓風機組件的高端，組合式系統(tǒng)的極限負荷比為25:1，因此遠遠超過典型的現(xiàn)有技術系統(tǒng)能達到的極限負荷比。
[0009]在本發(fā)明的一種情況下，水加熱設備包括燃燒室和位于燃燒室內的燃燒器組件?？勺兞髁款A混合低范圍鼓風機組件在從低范圍低端延伸到低范圍高端的低流速范圍內供應預混合燃料和空氣給燃燒器組件?？勺兞髁款A混合高范圍鼓風機組件在從高范圍低端延伸到高范圍高端的高流速范圍內供應預混合燃料和空氣給燃燒器組件?？刂葡到y(tǒng)可操作式與低范圍鼓風機組件和高范圍鼓風機組件相關，以便根據(jù)對水加熱設備上的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風機組件的其中之一或二者。
[0010]在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設備包括燃燒區(qū)，而燃燒器設備伸入該燃燒區(qū)中。第一可變流量預混合鼓風機組件供應預混合燃料和空氣給燃燒器組件。第一鼓風機組件具有從第一范圍低端延伸到第一范圍高端的第一鼓風機流量范圍，因此第一鼓風機組件具有第一極限負荷比至少等于第一范圍高端除以第一范圍低端的商。第二可變流量預混合鼓風機組件供應預混合燃料和空氣給燃燒器組件。第二鼓風機組件具有從第二范圍低端延伸到第二范圍高端的第二鼓風機流速范圍，因此第二鼓風機組件具有第二極限負荷比等于第二范圍高端除以第二范圍低端的商。第二范圍低端基本上等于或小于第一范圍高端，因此在第一和第二流速范圍之間沒有顯著的間隙?？刹僮魇脚c第一和第二鼓風機組件有關的控制系統(tǒng)根據(jù)對加熱設備的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風機組件的其中之一或二者。第一和第二鼓風機組件一起提供至少像第一和第二極限負荷比之和一樣大的連續(xù)組合式極限負荷比。
[0011]在本發(fā)明的另一種情況下，提供一種用于操縱水加熱設備的方法。預混合的燃料和空氣通過低鼓風機組件在低流速范圍內以流速供應給設備的燃燒器組件。另外的預混合的燃料和空氣通過高范圍鼓風機組件在高流速范圍內的流速供應給設備的燃燒器組件。高范圍延伸比低范圍高，且在低范圍和高范圍之間沒有顯著的間隙。自動化控制系統(tǒng)根據(jù)對加熱設備的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風機組件，以便將預混合的燃料和空氣在從低流速范圍的低端延伸到至少高流速范圍的高端的基本上連續(xù)可變的流速范圍內供應給燃料器組件。
[0012]在本發(fā)明的還有另一種情況下，燃燒器組件包括第一多孔外壁部分和第二多孔外壁部分。內壁將分別鄰近第一和第二多孔外壁部分的第一和第二內區(qū)分開。第一燃料和空氣入口通道與第一內區(qū)連通。第二燃料和空氣入口通道與第二內區(qū)連通。
[0013]在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設備包括具有用碳鋼制成的熱交換壁的第一不冷凝的熱交換部分。熱交換器包括被熱交換壁分開的熱氣體室和水或液體室。燃燒器與熱氣體室連通。第一可變流量鼓風機與燃燒器連通，用于在鼓風機流速范圍內以受控制的鼓風機流速供應預混合的燃燒空氣和燃料給燃燒器。設置傳感器用于檢測與熱氣體室內燃燒氣體的可能冷凝有關的參數(shù)。補充鼓風機與燃燒器連通?？刂葡到y(tǒng)可操縱成啟動補充鼓風機來根據(jù)測得的參數(shù)提供補充空氣給燃燒器，以便防止燃燒氣體冷凝在碳鋼熱交換壁上。
[0014]在本發(fā)明的另一種情況下，水加熱設備包括燃燒室和伸入燃燒室中的燃燒器組件。燃燒器組件包括多孔外燃燒器壁。第一和第二調制預混合鼓風機組件提供預混合的燃料和空氣給燃燒器組件。控制系統(tǒng)可操作式與鼓風機組件有關，用于根據(jù)對水加熱設備的需熱量在連續(xù)調制式極限負荷比為至少25:1范圍內選擇性地操縱鼓風機組件的其中之一或二者。
[0015]因此，本發(fā)明的目的是提供具有高極限負荷比的水加熱設備。
[0016]本發(fā)明的另一個目的是準備在大輸入范圍內連續(xù)地調制的高能力水加熱設備。
[0017]本發(fā)明的另一個目的是準備具有燃燒器組件和具有在低流速范圍內提供燃料和空氣給燃燒器組件的低范圍鼓風機組件，及具有在高流速范圍內提供燃料和空氣給燃燒器組件的高范圍鼓風機組件的水加熱設備。
[0018]本發(fā)明的另一個目的是提供具有供應補充空氣給燃燒器以便防止燃燒氣體的冷凝作用的能力的水加熱設備。
[0019]本發(fā)明的另一個目的是準備具有進給單一燃燒器組件的雙鼓風機的水加熱設備，而用安全系統(tǒng)來防止燃燒氣體回流到鼓風機組件的二者之一中。
[0020]本發(fā)明的另一個目的是準備具有極限負荷比為至少25:1的單一水加熱設備。
[0021]本發(fā)明的另一個目的是準備供與雙鼓風機系統(tǒng)一起使用的雙室燃燒器組件。
[0022]本發(fā)明的另一個目的是準備利用雙鼓風機組件操縱水加熱設備的方法。
[0023]本發(fā)明的另一個目的是準備能利用直接火花點火的高能力水加熱設備。
[0024]本發(fā)明的其它和另一些目的、特點和優(yōu)點對該領域的技術人員來說在當結合附圖時閱讀下面公開內容時將很容易明白。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是具有包括低范圍鼓風機組件和高范圍鼓風機組件的雙鼓風機系統(tǒng)的水加熱設備的示意圖。
[0026]圖2是用于圖1的加熱設備的控制系統(tǒng)的示意圖。
[0027]圖3是圖1的水加熱設備的垂直剖視圖。
[0028]圖4是圖3的設備的燃燒器組件和周圍熱交換器結構的放大垂直剖視圖。
[0029]圖5是沿著圖3的線5-5所取的示出鼓風機過渡支管的內部細節(jié)的剖視圖。
【具體實施方式】
[0030]用于實施本發(fā)明的最佳方式
現(xiàn)在參見附圖，和尤其是參見圖1，水加熱設備示出并一般用標號10表示。如本文所用的，術語水加熱設備或水加熱器具或者水加熱器設備或水加熱器全都可互換使用和全都涉及用于加熱水的設備，包括實際上不“煮沸”水的熱水鍋爐和水加熱器二者。這些設備在各種各樣的商業(yè)和住宅設備中使用，上述應用包括飲用水系統(tǒng)、空間加熱系統(tǒng)、池加熱器、過程水加熱器、及諸如此類。另外，水加熱能包括不同的添加劑如防凍劑等。
[0031]圖1中所示的水加熱設備10是火管加熱器?；鸸芗訜崞魇莵碜匀紵鞯娜紵龤怏w穿過多個管子內部流動的加熱器。待加熱的水圍繞各管子外部流動。然而，本發(fā)明的工作原理同等地可適用于具有水穿過管子的內部流動和在管子的外部具有熱燃燒氣體的水加熱器，像例如上述授予Baese等人的美國專利N0.6694926中所示出的設計。
[0032]圖1中所示的水加熱設備10用有時稱之為全流量加熱的方式連接到需熱負荷12上，其中加熱設備10的水入口 12和水出口 14直接連接到運送熱水到多個負荷18A，18B，18C和18D上的流動回路16上。負荷18A-18D可以例如代表建筑物的不同區(qū)域中所包含的熱輻射器的各種不同加熱負荷。對建筑物的規(guī)定區(qū)域的熱量可以通過控制區(qū)閥20A-20D接通或關閉。因此隨著輻射器接通和關閉或者隨著在建筑物的不同區(qū)域中調節(jié)所需的熱量，通過區(qū)閥20允許進入那個區(qū)域的水流量將變動，因此提供穿過流動回路16的變動的水流量和加熱設備10上變動的熱負荷。流動回路16中的供應泵22使水穿過系統(tǒng)循環(huán)。然而，本發(fā)明的工作原理也可適合于連接到其它類型供水系統(tǒng)上的加熱設備，像例如對熱負荷使用一次流動回路而水加熱設備處于二次流動回路中以便不是全部的穿過系統(tǒng)循環(huán)的水一定穿過水加熱器回流的系統(tǒng)。這種一次和二次流動回路系統(tǒng)的例子在Paine等人于2007年3月9日提出的和題目為“用于調制水加熱器的控制系統(tǒng)”并轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利申請公開N0.2008/0216771中見到，其詳細內容包括在本文中作為參考文獻。
[0033]設備10包括外套24。水入口 12和水出口 14穿過外套24與水室26或熱交換器的水側26連通。在上面或第一熱交換器部分28中，內熱交換壁或內套30具有本文所限定的燃燒室或燃燒區(qū)32。燃燒室32的下端被上管套34閉合。多個火管36具有它們連接到上管套34上的上端和它們連接到下管套38上的下端。各火管貫穿熱交換設備10的二次熱交換部分40。
[0034]燃燒器組件或燃燒器設備42設在燃燒室32內。燃燒器組件42在燃燒室32內燃燒預混的燃料和空氣。從燃燒室32出來的熱氣體向下穿過火管36流到排氣總管44并排出廢氣煙道46。
[0035]待加熱的流動回路16中的水流入水入口 12，然后圍繞各火管36的外部并向上穿過水側26的第二熱交換部分48，并繼續(xù)向上穿過水側26的第一熱交換器部分50，和然后穿過水出口 14流出。應該理解，設備10的內部包括不同的用于以這種方式導引水流的擋板以使水一般均勻地圍繞所有火管36流動并穿過第一熱交換器28在外套24和內套30之間的水室50。隨著水圍繞第二熱交換器40的各火管36向上流動，水通過從各火管36內部的熱燃燒氣體穿過火管36的壁傳熱到圍繞火管36流動的水加熱。隨著熱水繼續(xù)穿過第一熱交換器28的水側50向上流動，將額外的熱量從燃燒室32穿過內套30轉移到水側50內所含的水中。
[0036]雙鼓風機組件
再參見圖1，第一和第二鼓風機組件52和54分別連接到燃燒器設備42上用于供應預混合的燃料和空氣給燃燒器組件42。每個鼓風機組件都是可變流量預混合鼓風機組件。[0037]第一鼓風機組件52包括由變頻驅動電機驅動的可變流量鼓風機56。設置文丘里裝置58用于使燃燒空氣和燃料空氣體混合。空氣供應導管60提供燃燒空氣給文丘里裝置58。供氣管路62提供燃料氣體給文丘里裝置58。氣體控制閥64設在供應管路62內用于調節(jié)氣體進入文丘里裝置58的量。氣體控制閥64包括整體截止閥。在某些實施例中，氣體控制閥和文丘里裝置可以結合成一個整體單元。氣體控制閥優(yōu)選地是用于以可變氣體流速提供燃料氣體給文丘里裝置58的比例氣體閥，該可變氣體流速與文丘里裝置58內由鼓風機速度所引起的負空氣壓力成比例，因此改變進入文丘里裝置58的流速以便在鼓風機56工作的流速范圍內保持預定的空氣/燃料比。為了提供燃燒器組件42的可變輸入操作，可變流量鼓風機56在從第一范圍低端延伸到第一范圍高端的第一鼓風機流速范圍內以受控制的鼓風機流速將預混合的燃燒空氣和燃料氣體輸送到燃燒器組件42。因此第一鼓風機組件52具有一至少等于第一范圍高端除以第一范圍低端的極限負荷比。
[0038]同樣，第二鼓風機組件54包括可變速鼓風機66，文丘里裝置68，空氣供應導管70，空氣供應管路72和氣體閥74。第二鼓風機組件54供應預混合的燃料和空氣給燃燒器組件42，并具有從第二范圍低端延伸到第二范圍高端的第二流速范圍以便第二鼓風機組件具有第二范圍高端除以第二范圍低端的第二極限負荷比。
[0039]盡管在示出第一和第二鼓風機組件52和54所示的實施例中包括完全分開的燃料空氣混合裝置，亦即它們的文丘里裝置58和68。但研制其中兩個鼓風機組件從共用混合裝置中抽出預混合的燃料和空氣的系統(tǒng)是可以想像的。
[0040]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，第一和第二鼓風機組件52和54分別是低范圍和高范圍鼓風機組件，而第二范圍低端基本上第于第一范圍高端。在那種情況安排下，兩個鼓風機組件的連續(xù)組合的極限負荷比至少像第一極限負荷比乘以第二極限負荷比的乘積一樣大。例如，如果第一或低范圍鼓風機組件52具有相當于80000 BTU/hr熱輸入的低范圍低端和相當于400000 BTU/hr熱輸入的低范圍高端，則它具有第一極限負荷比為5:1。而如果第二或高范圍鼓風機組件54具有相當于400000 BTU/hr熱輸入的高范圍低端和相當于2000000BTU/hr熱輸入的高范圍高端，則第二極限負荷比也是5:1。因此在剛才的例子中從80000BTU/hr到2000000 BTU/hr的連續(xù)組合式極限負荷比為25:1，該25:1至少與第一極限負荷比乘以第二極限負荷比的乘積一樣大。如剛才規(guī)定的例子中所述，在加熱器工業(yè)中通常用燃燒器每單位時間所消耗的熱能亦即在燃燒器中燃燒的可燃氣體的熱能描述加熱設備的輸入。因此也把鼓風機的每單位時間體積輸出或流速范圍說成對應于加熱設備的熱輸入額定值。
[0041]然而，本發(fā)明的好處也能用其流速范圍某種程度上或甚至整個地疊加的第一和第二鼓風機組件較少程度地得到。
[0042]因此，例如，第一和第二鼓風機組件52和54能具有基本上相等的流速范圍，在這種情況下連續(xù)的組合式極限負荷比基本上等于第一和第二極限負荷比之和。
[0043]或者，更一般地，如果有第一和第二流速范圍的部分但不完全的疊加，則連續(xù)的組合式極限負荷比稍小于第一極限負荷比乘以第二極限負荷比的乘積，和稍大于第一和第二極限負荷比之和。
[0044]然而，理想情況是在第一和第二流速范圍之間設有顯著的間隙。因此第二范圍低端基本上等于或小于第一范圍高端。[0045]如圖2中示意示出的，設備10包括操作式與第一和第二鼓風機組件52和54有關的控制系統(tǒng)76，以便根據(jù)加熱設備10上的需熱量如所需選擇性地操縱鼓風機組件的其中之一或二者?？刂葡到y(tǒng)76使第一和第二鼓風機組件52和54在從第一范圍低端延伸到至少第二范圍高端的連續(xù)可變組合式流速范圍內將混合的燃料和空氣供應給鼓風機組件42。在第一鼓風機組件52是低范圍鼓風機組件52和第二鼓風機組件54是高范圍鼓風機組件54的優(yōu)選實施例中，控制系統(tǒng)在從低范圍低端延伸到高范圍高端的連續(xù)可變組合式流速范圍內供應燃料和空氣。優(yōu)選地，高范圍高端是代范圍低端的至少25倍，因此提供25:1的極限負荷比。這能通過選擇具有類似但基本上不重疊的流速范圍其中每個鼓風機組件都具有5:1極限負荷比的低和高范圍鼓風機組件52和54完成。
[0046]例如，具有最大熱輸入近似2000000 BTU/hr的設備10可以利用下列部件。在低范圍鼓風機組件52中，可變速鼓風機56可以是可從EBM Industries購買的RG 148型或其再設計的增強式相當?shù)腞G 137鼓風機。文丘里裝置和氣體閥可以是從Hoheywell購買的VR 8615V型組合文丘里裝置/氣體閥。在該組部件中，第一鼓風機組件52能提供從相當于加熱器輸入為近似80000 BTU/hr的低范圍低端到相當于加熱器輸入為近似400000BTU/hr的低范圍高端的低流速范圍。在該實施例中，高范圍鼓風機組件54可以包括從EBM Industries購買的G3G200型鼓風機的可變速鼓風機66。文丘里裝置68可以是從Honeywe 11購買的VMU 680A型文丘里裝置。氣體閥74可以是從Honeywell購買的VR 4734C型氣體閥。在各部件的這種組合情況下，第二鼓風機組件54能提供從相當于加熱器輸入近似400000 BTU/hr的高范圍低端延伸到相當于加熱器輸入近似2000000 BTU/hr的高范圍高端的高流速范圍。
[0047]應該注意，在剛才說明的實施例中，高范圍鼓風機組件包括一個且僅是一個鼓風機66。高范圍鼓風機組件也能用多個并聯(lián)連接的較小鼓風機制成以便提供所需的鼓風機輸出。這種若干較小鼓風機用歧管連接在一起的安排在某些情況下從實用觀點來看由于若干較小可變速鼓風機的利用率和更低成本而可能是理想的。
[0048]燃燒器組件
現(xiàn)在參見圖4，燃燒器組件42的構造的詳細情況是最佳看出的。燃燒器組件42 —般是圓筒形狀并伸入一次熱交換器部分28的燃燒室32中。燃燒器組件42包括集管裝置(header)壁78和與集管裝置壁78間隔開的內壁80。內壁將第一和第二或上和下內區(qū)或增壓室82和84分開。
[0049]鼓風機過渡支管79附接到集管裝置壁78上，并把鼓風機組件52和54的出口連接到燃燒器組件42上。如在圖5中最佳看到的，第一和第二通道81和83分別被限定在過渡支管79中。
[0050]第一鼓風機56的出口連接到第一通道81的入口 85上。第二鼓風機66的出口連接到第二入口 87上。止回閥如104 (見圖1)可以放置在鼓風機與它們各自的支管入口之間。
[0051]第一通道81具有通道出口 89，該通道出口 89與集管裝置壁78中的開口 90對準，以使第一鼓風機56的出口與第一區(qū)82連通。應該注意，圖4稍微不意不出，和開口 90從它在第一集管裝置壁78中的實際位置轉90°。
[0052]導管91在間隔壁80和集管裝置壁78之間延伸并向上伸入第二通道83。導管91焊接或用別的方法附接到集管裝置壁79和間隔壁80上。導管91的下端穿過間隔壁80中的開口 93與第二區(qū)84連通，并限定第二鼓風機66與第二區(qū)84連通的通道。
[0053]燃燒器設備42還包括上套環(huán)(collar) 95，該上套環(huán)95附接到集管裝置壁78上并從該集管裝置壁78向下延伸。一個穿孔的圓筒支承屏97附接到套環(huán)95和間隔壁80上。下支承環(huán)99容納在支承屏97的下端中。平的下燃燒器屏101附接到環(huán)99并橫跨環(huán)99。集管裝置壁78，頸95，導管91，間隔壁80，支承屏(screen) 97，支承環(huán)99，和底部屏101全都優(yōu)選地用金屬制成并焊接在一起以便形成燃燒器組件42的結構骨架。
[0054]多孔外軟保護套(sock) 103安放在圓筒形屏97和底部屏101的周圍并用固定帶105保持在合適位置。
[0055]軟保護套103的第一和第二外壁部分86和88分別位于第一和第二內區(qū)82和84附近。第二多孔外壁部分88包括圓筒形部分94和橫跨底部屏101的末端部分96 二者。制造軟保護套103的多孔材料可以例如是3M Company制造的陶瓷纖維編織材料。第二多孔外壁部分88和第一多孔外壁部分86的圓筒形部分94可以包括連續(xù)的圓筒形多孔燃燒器壁。
[0056]如下面進一步說明的，優(yōu)選的是把燃燒器組件42設計成匹配第一和第二鼓風機組件52和54的能力以便在燃燒器上提供基本上均勻的表面負荷。也就是說，為均勻加熱燃燒器的每平方英寸表面積產(chǎn)生的熱能量應是均勻的。因此，如果在最大輸出下高范圍鼓風機組件的高范圍高端是低范圍鼓風機組件的低范圍高端5倍，則第二多孔外壁部分88 (包括其部分94和96 二者)的表面積應近似是第一多孔外壁部分86的外表面積5倍。更一般地，可以認為，在那個實施例中第二多孔外壁部分88的外部表面積應是在第一多孔外壁部分86的外部表面積的4-6倍范圍內。
[0057]燃燒室32是較緊密的燃燒室，因為與許多其它類型現(xiàn)有技術燃燒器裝置相比，它較嚴密地限定燃燒器組件42。燃燒器組件42及其緊密限定的燃燒室32的設計能使燃燒器42的多孔外壁運送很高的單位負荷(specific loading)用于高能輸入。如本文所用的,術語“單位負荷”指各多孔外壁部分的每單位表面積的動力。通常的現(xiàn)有技術燃燒器裝置可以具有單位負荷為2500 BTU/in2-3600 BTU/in2，而本發(fā)明的燃燒器組件42可以利用高達5600 BTU/in2的單位負荷。
[0058]設備10優(yōu)選地利用直接火花點火元件98。該直接火花點火元件98向下伸入燃燒器32中到達鄰近第一多孔外壁部分86的外部，以便當首先開始設備10的操作，和預混合的燃料和空氣僅從低范圍鼓風機52流動時，從第一多孔外壁部分86輸出的燃料和空氣混合物能被位于其附近的直接火花點火元件98點燃。
[0059]在圖4所示的構造中，第一和第二多孔外壁部分86和88僅被內部壁80的厚度分開且彼此十分接近以便從第一多孔燃燒器壁部分86出來的火焰隨后點燃從第二多孔燃燒器壁部分88輸出的燃料和空氣混合物。因此只需要一個直接火花點火裝置98。另外只需要一個火焰檢測器120。
[0060]應該理解，由于內部壁80的存在，所以在與燃燒器組件42的第一區(qū)82和第二區(qū)84有關的外部燃燒器表面之間有一小間隙。當加熱設備10首次起火時，在僅是低范圍鼓風機組件52提供燃料給燃燒器組件42的情況下，僅在第一區(qū)82的外部表面86上有火焰。熱燃燒氣體將向下流過第二區(qū)84的外表面94，且在啟動第二鼓風機組件54時那些熱氣體將點燃由高范圍鼓風機組件54所提供的燃料。盡管由間隔壁80所產(chǎn)生的物理間隙優(yōu)選地保持最小，但應該理解，只要多孔外表面94十分接近多孔外表面86以致能點燃從第二區(qū)84輸出的氣體，則設備10能僅用一個起初點燃第一區(qū)82中火焰的直接火花點火元件98操作。盡管在所示的實施例中由內部壁80所產(chǎn)生的物理間隙為I英寸數(shù)量級，但可以預料，幾英寸，或許多達6英寸的間隙也能適應，且從第二區(qū)84輸出的燃料仍能被從第一區(qū)82輸出的火焰的向下流動的熱氣體點燃。盡管由于實際原因優(yōu)選的是燃燒器組件42是整體式制造的燃燒器組件，但可以想像與第一和第二鼓風機組件52和54有關的燃燒器表面實際上完全分開，只要它們進給共用燃燒區(qū)32并十分接近以致第二燃燒器表面88能采取從來自第一燃燒器86的火焰點火，且只要該設計防止發(fā)生對相鄰燃燒器的物理損壞。
[0061]該領域的技術人員應該理解，按照不同的工業(yè)設計標準，直接火花點火元件的使用通常限于具有較低燃料流速的較小加熱設備。這是由于典型的標準要求有例如4秒種的“點火周期試驗”，在此期間燃料在點火之前必須流動。在較大的點火設備，尤其是提供超過例如400000 BTU/hr的那些設備中，在點火之前的4秒流動周期包括相當大量的燃料并能由于點火時存在的氣體體積而產(chǎn)生“硬起動”。然而，在本發(fā)明的加熱設備10利用低范圍鼓風機組件和高范圍鼓風機組件的情況下，能享受使用直接火花點火的優(yōu)點，因為低范圍鼓風機組件將像典型的較低范圍水加熱設備那樣點火，并因而高范圍鼓風機組件54能采取它的從事先點火的低范圍鼓風機組件點火而對高范圍鼓風機組件不進行“點火周期試驗”。
[0062]如在圖3和4中能看出的，將燃燒室32限定于其內的內套或熱交換器壁30由第一較小直徑部分100和第二較大直徑部分102組成。燃燒器組件42的第一區(qū)82位于較小直徑部分100內，而第二區(qū)84位于較大直徑部分102內。因此從第一多孔外壁部分86較小直徑熱交換器壁部分100的徑向間隙小于第二圓筒形多孔外壁部分94和較大直徑熱交換器部分102之間的間隙。當燃燒器組件42僅用低范圍鼓風機組件52穿過第一區(qū)82提供燃料空氣混合物給燃燒器組件42在其低范圍中工作時，這為燃燒器組件42提供改進的熱傳遞。來自第一多孔外壁部分86的火焰比較接近較小直徑熱交換器壁部分100并因此較直接地將熱量傳遞于其上。因此由低范圍鼓風機組件52供給的來自第一區(qū)82的火焰具有比由高范圍鼓風機組件54供給的來自第二區(qū)84的火焰短的距熱交換器壁30的減小直徑部分100的偏距(standoff)，該來自第二區(qū)84的火焰具有較大的距熱交換器壁30的較大直徑部分102的偏距距離。
[0063]另外，內套30的這種分級式構造增加了水室26的最上面部分104鄰近水出口 14的徑向寬度。這幫助提供水穿過水區(qū)50圍繞內徑30的整個圓周的均勻向上流動。
[0064]安全特色
使用各都將預混合的燃料和空氣送到共用燃燒室內共用燃燒器組件的雙鼓風機組件要求采取措施來防止發(fā)生熱燃燒氣體從燃燒室32回流到其中一個鼓風機組件中。
[0065]這對于小鼓風機組件52尤其重要，該小鼓風機組件52由于它的較小尺寸能很容易克服和被大體積能從大鼓風機組件54的操作回流的熱燃燒氣體破壞。能提供三種不同的安全特色以防止小鼓風機組件52的這種回流。對大鼓風機組件54與可以提供同樣的三個特色。
[0066]防止回流到低范圍鼓風機組件52的一種方法是在鼓風機56的排出口上設置機械止回閥104。機械止回閥能是瓣式閥，該瓣式閥當合適地工作時將機械式防止回流到鼓風機56中而允許流出鼓風機56。盡管圖1中未不出，但在大鼓風機66的排出口上能設置同樣的機械止回閥。
[0067]用于防止這種回流的第二種手段是在鼓風機56和燃燒器組件42之間的導管中設置溫度傳感器106，如果熱燃燒氣體回流向鼓風機56該溫度傳感器能檢測增加的熱量。如圖2中示意示出的，溫度傳感器106與控制系統(tǒng)76通信，而控制系統(tǒng)76根據(jù)通過溫度傳感器106檢測出到低范圍鼓風機組件52內的回流可操作以切斷加熱設備10。相似的溫度傳感器108能設在高范圍鼓風機組件54和燃燒器組件42之間。
[0068]還有另一種用于檢測和回流到鼓風機組件二者之一的手段是提供分別與鼓風機56和66有關的速度傳感器110和112，以便檢測鼓風機風扇速度。應該理解，在水加熱設備10的正常運行期間,控制系統(tǒng)76發(fā)送操作信號給鼓風機56和66的變速驅動電機,并因此控制系統(tǒng)76指令每個鼓風機56和66以編程的速度工作，該編程的速度視需熱量和控制系統(tǒng)66所利用的控制情況而定。因此控制系統(tǒng)76及時知道每個鼓風機56和66的鼓風機風扇速度哪個是在任何規(guī)定點處。如果控制器76通過速度傳感器110和112檢測出無論哪個鼓風機的實際鼓風機風扇速度失常，則控制器76能切斷加熱設備10。這種料想不到的鼓風機風扇速度視系統(tǒng)的不同形式故障而定可以是超速或欠速，但在任何情況下如果鼓風機風扇速度與編程序的速度顯著不同，則控制系統(tǒng)76能切斷加熱設備10，或者能發(fā)送合適的報警信號告訴操作者決定采取什么動作。
[0069]補充宇氣特色
水加熱設備10可以這樣設計，以使第一熱交換器部分28是不冷凝的熱交換器，亦即熱燃燒氣體中的水蒸汽在燃燒室32的范圍內應不冷凝。第二熱交換器部分40設計成是冷凝式熱交換器，并因此熱燃燒氣體中所含的水份可以冷凝在火管36的內側上。如該領域的技術人員將理解的，預料在其中冷凝水分的冷凝熱交換器部分委托用如不銹鋼材料制成的那部分熱交換器，該不銹鋼材料不會由于水分的存在而腐蝕。
[0070]因此，按照設備10的規(guī)定的操作參數(shù)，在設備10內不同點處的工作溫度應是這樣，以使在燃室32內設有熱燃燒氣體中水的冷凝作用。水的冷凝作用能在火管36的內部發(fā)生。
[0071]只要能保證在燃燒室32內沒有冷凝作用，則內熱交換套30能用碳鋼制成，而火管36將用不銹鋼制成。如該領域的技術人員將理解的，當不銹鋼暴露于水中時更耐腐蝕得多。另一方面，碳鋼如果暴露于水中則全腐蝕，但碳鋼與不銹鋼相比有許多優(yōu)選的特性如降低成本和增加傳熱能力。因此，在工作狀況允許的地方，使用碳鋼可能是優(yōu)選的。
[0072]必須監(jiān)視以防在第一熱交換器28中冷凝的情況是確保內套的壁或熱交換壁30停留在高于燃燒室32內熱燃燒氣體中冷凝水蒸汽的露點的的溫度下。這能通過確保穿過水側26向上流動的水正好在它進入上面部分50之前的水溫高于熱燃燒氣體中冷凝水蒸汽的露點來保證。因此，溫度傳感器110可以放置在內套30正下方的水側26中，如圖3和4中所示。
[0073]溫度傳感器110可以更一般地說成用于檢測涉及加熱設備10內燃燒氣體的可能冷凝作用的參數(shù)的傳感器110，而傳感器110提供輸入給控制系統(tǒng)76。
[0074]通過使用本文所述的雙鼓風機組件所提供的獨特工作情況提供獨特的用于解決冷凝問題的手段，如該領域的技術人員將理解的，燃燒室36內熱燃燒氣體中所含水蒸汽的露點能通過添加待與燃燒室32內熱燃燒氣體混合的增加的空氣量改變。這種加入設有伴隨燃料的補充空氣產(chǎn)生總體更干的氣體混合物。因此具有較低的露點。
[0075]由于加熱設備10具有有兩個鼓風機組件存在和對每個鼓風機所提供的燃料空氣混合物有控制的優(yōu)點，所以控制系統(tǒng)76能指令其中一個鼓風機提供設有燃料的空氣，而燃燒的燃料空氣混合物來自另一個鼓風機組件。
[0076]這在加熱設備10工作的范圍的下面部分內的工作狀況下尤其有意義。它是在冷凝問題通常發(fā)生的低負荷工作狀況下。因此，例如，如果當工作基于來自第一鼓風機組件52的燃料和空氣混合物時，控制系統(tǒng)76檢測由于在傳感器110處的溫度降到低于燃燒空氣的預定冷凝點，則控制系統(tǒng)76能針對第二鼓風機組件以便提供沒有燃料的補充空氣給燃燒器組件42，因此降低了燃燒室32內燃燒氣體的露點，并避免在第一熱交換器28內產(chǎn)生冷凝作用。
[0077]同樣，當?shù)谝蝗剂虾涂諝庳摵蓙碜缘诙娘L機組件54時，第一鼓風機組件52是補充空氣源也是可行的。在上述補充空氣的情況下，放出補充空氣的鼓風機組件一般可以稱之為補充鼓風機。
[0078]然而，還應該注意，即使第一熱交換器28打算是非冷凝式的，但如果需要，內套30也能用不銹鋼制成。如果設置這種不銹鋼內套30，則不一定提供上述補充空氣特色。
[0079]操作方法
用于水加熱設備10的典型工作方案如下。該方案從假定水加熱設備10停機開始，而它的控制系統(tǒng)接通但燃燒器組件32斷路。
[0080]在接收來自控制系統(tǒng)76的加熱要求時，控制系統(tǒng)76將首先檢驗設備10的不同安全先決條件如指示止回閥104處于其閉合位置的開關，和指示沒有火焰、沒有火焰等的處于合適范圍內的不同溫度傳感器。
[0081]然后控制系統(tǒng)76將接合在低范圍鼓風機組件52和高范圍鼓風機組件54 二者中的鼓風機?？刂葡到y(tǒng)76將通過試驗包括下列的點火程序:
1.證實當鼓風機風扇56開動時止回閥110已打開。
[0082]2.證實高范圍鼓風機組件54的鼓風機風扇66是在最小速度例如1250 rpm下開動，以便防止任何回流穿過高范圍鼓風機組件54。
[0083]3.空氣壓力開關將檢測橫跨大鼓風機54的壓差，而提供進一步證實大鼓風機54開動。
[0084]4.不同的火焰和溫度傳感器應證實在燃燒室32中沒有火焰和沒有熱量產(chǎn)生。
[0085]一旦點火程序試驗證實所有系統(tǒng)都適用于點火，則控制器76將通過吹掃氣體程序以便提供燃料給低范圍鼓風機組件52，并發(fā)送點火信號給直接火花點火元件98以便點燃從鼓風機組件42的第一區(qū)82輸出的燃料和氣體的火焰。火焰?zhèn)鞲衅鲗⒆C實點火。
[0086]然后，視系統(tǒng)所要求的熱量而定，低范圍鼓風機組件52的輸出將如所需增加。如果要求熱量較低且單獨用低范圍鼓風機52就能滿足需要，則低范圍鼓風機組件52的鼓風機56速度將增加到足以滿足需熱量的水平，而高范圍鼓風機組件54的鼓風機66將持續(xù)僅在最小速度下運轉以便防止回流和不從高范圍鼓風機組件54提供燃料給燃燒器組件42。
[0087]另一方面，如果需熱量高，則控制系統(tǒng)76能使高范圍鼓風機組件54如所需提供額外的燃料和空氣經(jīng)燃燒器組件42穿過燃燒器組件32的第二區(qū)84。[0088]在整個加熱設備10的工作過程中，控制系統(tǒng)76將連續(xù)地監(jiān)視故障的不同安全系統(tǒng)。典型的故障能例如是可能引起過加熱和回流的在加熱設備10上產(chǎn)生過大反壓的燃料的限制；可能引起回流的止回閥104的破裂；鼓風機風扇電機的損耗，或諸如此類。在檢測任何故障時，控制系統(tǒng)76都能通過使氣體閥64和74斷路切斷加熱設備10，因此防止燃料流到燃燒器組件42。
[0089]控制系統(tǒng)76還連續(xù)地監(jiān)視加熱設備10的不同的其它操作參數(shù)。進入入口 12的水溫度用溫度傳感器116監(jiān)視。從出口 14輸出的水溫度用溫度傳感器118監(jiān)視?；鹧?zhèn)鞲衅?20檢測在燃燒室32中是否有火焰。廢氣煙道溫度傳感器122檢測離開煙道46的廢氣的溫度；如果在沒有足夠的水穿過其流動的情況下設備10燃燒，則能例如利用它來檢測。
[0090]在利用兩個鼓風機組件52和54的加熱設備10中必須處理的一個問題是如何處理提供稍微超過低范圍鼓風機組件52能提供的需熱量。例如，如果低范圍鼓風機組件只能在80000 BTU/hr和400000 BTU/hr之間的熱輸入下工作和如果高范圍鼓風機組件54只能在400000 BTU/hr和2000000 BTU/hr之間的熱輸入下工作，則沒有這兩個鼓風機組件的組合能正好提供在400000 - 480000 BTU/hr范圍內的需熱量。該過渡區(qū)能用幾種方法處理。
[0091]處理過渡區(qū)的一種方法是選擇鼓風機組件52和54，以便它們具有能力上至少等于低范圍鼓風機組件52的最小工作能力的疊加。因此如果如此選擇低范圍鼓風機組件52，以使它能在80000和480000 BTU/hr之間工作，和如果高范圍鼓風機組件54能在400000BTU/hr和2000000 BTU/hr之間工作，則低范圍鼓風機組件52能提供從80000至480000BTU/hr的需熱量，而在需熱量超過480000 BTU/hr時，高范圍鼓風機組件54能在400000BTU/hr下開始,而低范圍鼓風機組件52能節(jié)流回到必需熱輸入的其余部分。當然，疊加能大于上述疊加，且低范圍和高范圍鼓風機組件52和54能用任何合適的組合開始以便提供必要的需熱量。
[0092]當然，低范圍鼓風機組件52和高范圍鼓風機組件54之間工作范圍的疊加能用任何方式提供。例如，高范圍鼓風機組件54能如此選擇，以使它能稍低于其工作范圍的標稱低端下工作。
[0093]此外，如果選定的低范圍和高范圍鼓風機組件52和54是這樣，以致在它們的工作范圍中沒有足夠的疊加能提供需熱量的每個點，因此在可用的需熱量中產(chǎn)生一小間隙，則控制系統(tǒng)能用這種方式工作以便盡量減少加熱設備10的斷續(xù)循環(huán)。例如，操作程序能使用像2008年4月30日由Paine提出的美國專利申請系列號N0.12/112179中所述并轉讓給本發(fā)明的受讓人那樣的操作程序，其詳細內容包括在本文中作為參考文獻。
[0094]在最大工作狀況下，應該注意，即使在低范圍鼓風機組件52和高范圍鼓風機組件54 二者都在最大輸出下工作的情況下，一般也不能預期組合式輸出會達到這個鼓風機組件的最大單個輸出的總和。也就是說，在所給出的實施例中，不能預期低范圍鼓風機組件52提供400000 BTU/hr和高范圍鼓風機組件54提供2000000 BTU/hr總量為2400000BTU/hr。原因是在最大工作能力下，系統(tǒng)內的反壓是這樣，亦即低范圍或高范圍鼓風機組件二者都不能達到它的最大工作狀況。因此，可以預料，在最大工作狀況下，兩個鼓風機組件的組合式輸出將與給出的例子中所需的近似2000000 BTU/hr的加熱器輸入相對應。
[0095]還應該注意，由于燃料效率原因，在最大工作狀況下優(yōu)選的是提供燃料穿過低范圍鼓風機組件52和高范圍鼓風機組件54 二者。盡管可以想像通過簡單地使高范圍鼓風機組件54在其最大輸出下工作提供最大所需的輸入2000000 BTU/hr，但必需記住，為了防止回流穿過較小的低范圍鼓風機組件52，鼓風機56通常將保持運轉，因此提供一些沒有燃料的空氣流。那種沒有燃料的空氣流實際上冷卻燃燒氣體，并因此降低了工作效率。因此，當鼓風機組件52和54 二者工作以提供燃料和燃燒空氣給燃燒器組件42時，產(chǎn)生最大工作效率。
[0096]在那種操作期間，應該理解，為了避免回流到無論哪個鼓風機組件中，燃燒器組件42的每個內區(qū)82和84中的壓力都必須大于燃燒室32內的壓力。
[0097]因此，可以看出，本發(fā)明的設備和方法很容易實現(xiàn)上述及本文固有的那些目的和優(yōu)點。盡管對本發(fā)明來說已經(jīng)示出和說明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，但該領域的技術人員可以在零部件和步驟的安排和構造上進行許多改變，該許多改變用如下面權利要求書所述的本發(fā)明的范圍和精神實施。
【權利要求】
1.一種燃燒器組件，包括: 第一多孔外壁部分； 第二多孔外壁部分； 分別分開鄰近第一和第二多孔外壁部分的第一和第二內區(qū)的內壁； 與第一內區(qū)連通的第一燃料和空氣入口通道；和 與第二內區(qū)連通的第二燃料和空氣入口通道。
2.如權利要求1所述的燃燒器組件，還包括: 與內壁間隔開的集管裝置壁； 其中第一多孔外壁部分是圓筒形形狀并具有兩個被集管裝置壁和內壁封閉的端部；和其中第二多孔外壁部分是圓筒形形狀并具有被內壁封閉的一端和被包括第二多孔外壁部分的一部分的多孔材料覆蓋的另一端。
3.如權利要求2所述的燃燒器組件，其中: 第二燃料和空氣入口通道包括軸向上貫穿集管裝置壁和內壁延伸的供應導管。
4.如權利要求1所述的燃燒器組件，其中: 第二多孔外壁部分的外表面積是在第一多孔外壁部分的外表面積的4-6倍范圍內。
5.如權利要求1所述的燃燒器組件，還包括: 鄰近第一多孔外壁部分的直接火花點火元件。
6.如權利要求1所述的燃燒器組件，其中: 第一和第二多孔外壁部分包括連續(xù)的圓筒形多孔燃燒器壁。
7.如權利要求1所述的燃燒器組件，還包括: 限定第一和第二多孔外壁部分容納于其內的燃燒室的圓筒形熱交換器壁，該熱交換器壁具有第一多孔外壁部分容納于其內的第一較小直徑部分，且該熱交換器壁具有第二多孔外壁部分容納于其內的第二較大直徑部分；和 其中第一和第二多孔外壁部分各都是圓筒形并具有相等的直徑。
8.一種操作燃燒器設備的方法，該方法包括: (a)提供燃燒器組件，該燃燒器組件包括被內部隔離物分開的第一和第二內區(qū)，和包括至少部分限定該第一和第二內區(qū)的第一和第二外部多孔燃燒器壁部分； (b)以低流速范圍內的流速供應預混合的燃料和空氣給燃燒器組件，當燃燒器組件在低流速范圍內操作時僅第一區(qū)接收預混合的燃料和空氣；和 (C)以高流速范圍內的流速供應預混合的燃料和空氣給燃燒器組件，該高范圍延伸高于該低范圍，當燃燒器組件在高流速范圍內操作時第一和第二區(qū)都接收預混合的燃料和空氣。
9.如權利要求8所述的方法，其中: 在步驟(b)期間，當燃燒器組件在低流速范圍內操作時到燃燒器組件的燃料和空氣的流動是可連續(xù)地調制的。
10.如權利要求8所述的方法，其中: 在步驟(C)期間，當燃燒器組件在高流速范圍內操作時到燃燒器組件的燃料和空氣的流動是可連續(xù)地調制的。
11.如權利要求8所述的方法，還包括:在步驟(C)之前，點燃從第一多孔燃燒器壁部分排出的燃料和空氣從而產(chǎn)生第一火焰；和 在步驟(C)期間，用第一火焰點燃從第二多孔燃燒器壁部分排出的燃料和空氣。
12.如權利要求11所述的方法，其中: 點燃從第一多孔燃燒器壁部分排出的燃料和空氣的步驟包括以直接火花點火裝置點燃。
13.一種燃燒器設備，包括: 燃燒器，包括被內部隔離物分開的第一和第二內區(qū)，和包括至少部分限定該第一和第二內區(qū)的第一和第二外部多孔燃燒器壁部分；和 鼓風機和控制系統(tǒng)，構造成以低流速范圍內的可調制的流速僅向第一內區(qū)供應預混合的燃料和空氣，和以高流速范圍內的可調制的流速向第一和第二內區(qū)都供應預混合的燃料和空氣。
14.如權利要求13所述的設備，還包括: 鄰近第一外部多孔燃燒器壁部分的直接火花點火元件。
15.如權利要求13所述的設備，還包括: 燃燒室，燃燒器延伸進入該燃燒室。
16.一種燃燒器組件，包括: 第一多孔外壁部分； 第二多孔外壁部分； 分開第一和第二內區(qū)的至少一個內壁，該第一和第二內區(qū)相應地鄰近該第一和第二多孔外壁部分； 與第一內區(qū)連通的第一燃料和空氣入口通道； 與第二內區(qū)連通的第二燃料和空氣入口通道；和 其中該第一內區(qū)是圓筒形狀的并具有由該至少一個內壁封閉的端部；和 其中該第二內區(qū)是圓筒形狀的并具有由該至少一個內壁封閉的端部。
17.如權利要求16所述的燃燒器組件，其中: 該第二燃料和空氣入口通道包括從該至少一個內壁穿過該第一內區(qū)軸向延伸的供應導管。
18.如權利要求16所述的燃燒器組件，還包括: 鄰近第一多孔外壁部分的直接火花點火元件。
19.如權利要求16所述的燃燒器組件，其中: 該第一和第二多孔外壁部分包括連續(xù)的圓筒形多孔燃燒器壁。
20.如權利要求16所述的燃燒器組件，還包括: 限定燃燒室的圓筒形熱交換器壁，在燃燒室中容納該第一和第二多孔外壁部分，熱交換器壁具有該第一多孔外壁部分容納于其內的第一較小直徑部分，和熱交換器壁具有該第二多孔外壁部分容納于其內的第二較大直徑部分；和 其中該第一和第二多孔外壁部分各是圓筒形的并具有相等的直徑。
21.如權利要求16所述的燃燒器組件，其中: 該第一和第二多孔外壁部分各是圓筒形的并具有相等的直徑。
22.如權利要求16所述的燃燒器組件，還包括: 與該至少一個內壁分開的集管裝置壁；和 其中該第一內區(qū)具有由該集管裝置壁封閉的另一端。
23.如權利要求22所述的燃燒器組件，其中該集管裝置壁包括安裝凸緣。
24.如權利要求16所述的燃燒器組件，其中該組件具有限定圓筒形內區(qū)的中心軸線的縱向軸線；和 該至少一個內壁基本上垂直于該縱向軸線延伸。
25.如權利要求16所述的燃燒器組件，其中該第二內區(qū)包括被多孔材料覆蓋并且包括一部分第二多孔外壁部分的第二端。
26.一種燃燒器組件，包括: 限定燃燒器內部的多孔外燃燒器壁； 內壁，將燃燒器內部分成第一和第二內區(qū)并將該多孔外燃燒器壁分成相應地鄰近該第一和第二內區(qū)的第一和第二多孔外燃燒器壁部分； 與第一內區(qū)連通的第一燃料和空氣入口通道；和 與第二內區(qū)連通的第二燃料和空氣入口通道。
27.如權利要求26所述的燃燒器組件，其中: 該第一多孔外燃燒器壁部分是圓筒形狀的并且該第一區(qū)具有由該內壁封閉的第一端部和 與該第一燃料和空氣入口通道連通的第二端部；和 該第二多孔外燃燒器壁部分是圓筒形狀的并且該第二區(qū)具有由該內壁封閉的端部。
28.如權利要求27所述的燃燒器組件，其中該第二區(qū)具有被包括第二多孔外燃燒器壁部分的一部分的多孔材料覆蓋的另一端。
29.如權利要求26所述的燃燒器組件，其中: 第二燃料和空氣入口通道包括從該內壁軸向延伸的供應導管。
30.如權利要求26所述的燃燒器組件，還包括: 鄰近第一多孔外燃燒器壁部分的直接火花點火元件。
31.如權利要求26所述的燃燒器組件，其中: 第一和第二多孔外燃燒器壁部分包括連續(xù)的圓筒形多孔外燃燒器壁。
32.如權利要求26所述的燃燒器組件，還包括: 限定第一和第二多孔外燃燒器壁部分容納于其內的燃燒室的圓筒形熱交換器壁，該熱交換器壁具有第一多孔外燃燒器壁部分容納于其內的第一較小直徑部分，且該熱交換器壁具有第二多孔外燃燒器壁部分容納于其內的第二較大直徑部分；和 其中第一和第二多孔外燃燒器壁部分各都是圓筒形并具有相等的直徑。
33.如權利要求26所述的燃燒器組件，其中該第一和第二多孔外燃燒器壁部分各是圓筒形的并具有相等的直徑。
34.水加熱設備，包括: 具有用碳鋼制成的熱交換器壁的不冷凝熱交換器，熱交換器包括被熱交換器壁分開的熱氣體室和水室； 與熱氣體室連通的燃燒器；與燃燒器連通用于在鼓風機流速范圍內以受控制的鼓風機流速供應預混合的燃燒空氣和燃料給燃燒器的主可變流量鼓風機； 用于檢測與燃燒氣體在熱氣體室內的可能冷凝有關的參數(shù)的傳感器； 與燃燒器連通的補充鼓風機；和 可操作以根據(jù)測得的參數(shù)啟動補充鼓風機來提供補充空氣給燃燒器以便防止燃燒氣體冷凝在碳鋼熱交換器壁上的控制系統(tǒng)。
35.如權利要求34所述的設備，其中: 傳感器包括鄰近 碳鋼熱交換器壁用于測量進入水室的水溫度的溫度傳感器。
【文檔編號】F24H9/20GK103968382SQ201410107205
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2009年7月6日 優(yōu)先權日:2008年10月16日
【發(fā)明者】J.C.什梅切爾 申請人:烈騎有限責任公司