用于控制空气的流量的设备和固体燃料燃烧器制造技术

一种用于控制空气的流量的设备和固体燃料燃烧器。所述设备包括：用于感测所述固体燃料燃烧器内的温度的机械温度传感器，所述传感器包括第一细长部分和第二细长部分，所述第一细长部分和所述第二细长部分具有不同的线性热膨胀系数并且被布置成使得所述第一细长部分的第一端响应于所感测的温度的改变而相对于所述第二细长部分的第一端线性地移动；用于控制通过所述空气入口的空气的流量的可移动的阀构件；以及用于将所述第一细长部分的第一端联接至所述可移动的阀构件以在所感测的温度增加时关闭或限制所述空气入口的机构。度增加时关闭或限制所述空气入口的机构。度增加时关闭或限制所述空气入口的机构。

【技术实现步骤摘要】
用于控制空气的流量的设备和固体燃料燃烧器


[0001]本技术涉及用于控制空气的流量的设备和固体燃料燃烧器。

技术介绍

[0002]世界上许多人依赖于固体燃料来取暖和烹饪，特别是生物质，诸如木材、农业废物、木炭和动物粪便。木材用作燃料不限于发展中国家。发达国家中的许多人将木材燃烧视为生态的、碳中和选项。如果木材的来源是可持续的，则用于取暖和烹饪的木材的燃烧可以接近碳中和。
[0003]不幸的是，木材的燃烧具有潜在的有害后果，即有害后果呈较小的碳颗粒的形式的有害污染物的排放的形式。这些有害污染物被称为PM2.5颗粒，PM2.5颗粒的直径小于2.5微米。在欧洲，燃木炉的PM2.5排放量已经受到限制，并且在2022年到期的立法将把限制降低至40mg/m3。
[0004]通过确保烟道气体高于特定温度，可以减少固体燃料燃烧器中的 PM2.5颗粒的排放，从而允许颗粒在离开所述燃烧器之前被充分燃烧。例如，用于燃木炉的说明书应该提供有关如何调整炉上的一个或更多个风门以确保在炉内保持正确温度的指导。不幸的是，用户通常不了解风门控制或不了解保持高温的重要性。
[0005]自动地控制烟道气体的温度可以减少PM2.5颗粒物的排放，从而确保降低污染物的水平并且炉满足现在和未来的立法的要求。
[0006]大多数现有解决方案涉及在达到指定温度时自动地关闭空气入口阀的机构。感测温度的方法可以采取许多形式，该许多形式中的每种形式都具有一些缺点。
[0007]所述温度可以使用电气传感器(诸如热电偶或热敏电阻)被有效地感测。简单的电子电路可以感测到何时已经达到指定温度并使螺线管或马达通电以关闭所述阀。一个问题在于，许多炉装置不具有电力源并且用户不想在本质上被认为是一种简单的低端技术设备中的电池变得复杂。
[0008]一些装置使用毛细管恒温器原理。这使用通过较小的直径的管连接至的隔膜的中空的金属灯泡。所述灯泡、管和隔膜填充有具有相对较较高的热膨胀系数的液体或气体。当所述灯泡被加热时，所述流体膨胀从而使所述隔膜移动。这种移动被用于关闭空气入口阀。这种系统的问题在于，如果所述炉达到过高的温度，则所述流体膨胀到使所述灯泡、管或隔膜破裂的程度。
[0009]第三种类型的传感器是双金属条。这是根据将两条具有不同的热膨胀系数的金属条粘合在一起的原理而工作的。所得到的条将在经受温度改变时弯曲。所述移动可以被用于关闭空气入口阀。热双金属的问题在于它们可以经受的最高温度是550℃。这些高温双金属使用两种不同等级的不锈钢制成：膨胀系数通常为17.2
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‑6/K的奥氏体不锈钢和膨胀系数通常为 10.5
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‑6怅的铁素体不锈钢。在550℃时，两种不锈钢之间的界面处的应力足以使材料发生塑性变形。结果是温度与所述条的形状之间的关系，并且因此如果炉达到过高温度，则温度与阀的打开或关闭之间的关系将改变。对此的一种解决方案是将双金属放
置在炉外，并使用具有较高的导热系数的金属(诸如铜或黄铜)将热传导至所述双金属。这样做的效果是增加所述装置的响应时间，并且还添加了未知变量，这是因为炉的内部与外部之间的温度差会受到所述炉装置周围的环境条件的影响。

技术实现思路

[0010]本技术的各方面由随附的权利要求来限定。
[0011]在一些实施例中，用于控制通过固体燃料燃烧器中的空气入口的空气的流量的设备包括：用于感测所述固体燃料燃烧器内的温度的机械温度传感器，所述传感器包括第一细长部分和第二细长部分，所述第一细长部分和所述第二细长部分具有不同的线性热膨胀系数并且被布置成使得所述第一细长部分的第一端响应于所感测的温度的改变而相对于所述第二细长部分的第一端沿细长方向线性地移动；用于控制通过所述空气入口的空气的流量的可移动的阀构件；以及用于将所述第一细长部分的第一端联接至所述可移动的阀构件以在所感测的温度增加时关闭或限制所述空气入口的机构。
[0012]本技术的至少一些实施例包括依赖于两种材料的不同的热膨胀系数的机械装置。然而，代替将这些材料配置为双金属条，由这两种材料制成的两个部件的长度的改变的差异被用于感测所述温度。例如，如果由较低的膨胀的材料制成的杆被安装在具有相对较高的膨胀的材料的管内并且所述杆和所述管中的每个的一端被牢固地固定在一起，则温度的改变将导致所述杆的自由端相对于所述管的自由端沿杆的长度的方向进行相对移动。如果所述温度被增加，则所述杆的自由端将朝向其固定端移动。温度的降低将导致远离所述固定端的移动。
[0013]这种布置的优点在于，所得到的移动依赖于沿这两个部件的长度的平均温度改变。另一优点在于，不同于双金属驱动系统，能够由所述相对移动所施加的力非常大并且仅受到所述杆或管的屈曲力的限制。
[0014]杆和管的组件可以由具有不同的热膨胀系数的任何适当的材料制成。典型地用于这种类型的温度传感器的合金是铁/镍合金，该铁/镍合金通常被称为因瓦合金。这种合金的最常见的成分是36％的镍，其余部分为铁。这种合金在
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100℃与200℃之间具有几乎为零的热膨胀系数。在150℃，所述系数是2
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‑6/K，在250℃，所述系数为4
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‑6/K，并且在400℃，所述系数为8
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‑6/K。
[0015]通过使用合适的陶瓷材料，可以克服因瓦型合金的系数在高温下增加的问题。一种这样的材料是堇青石，堇青石的膨胀系数在较宽的温度范围内小于2
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‑6/K。另一合适的材料是石英，石英的膨胀系数在20℃与300℃之间为5.5
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‑7/K。另一合适的材料是硼硅酸盐玻璃。
[0016]黄铜或铜具有非常高的膨胀系数，因此适于具有较高系数的材料。铜具有17.7
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‑6/K(在20℃至300℃之间的平均值)的系数，并且黄铜具有21
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‑6/K(在20℃至300℃之间的平均值)的系数。
[0017]然而，存在于燃木炉中的燃烧气体可能腐蚀铜和黄铜。可以施加防护涂层来克服这些问题。一种合适的涂层是镍，镍可以以电化学方式或者使用化学镀镍工艺(无电镀镍工艺)被施加。
[0018]具有较高的膨胀系数的另一合适的材料是不锈钢，尤其是奥氏体或面心立方型不
锈钢。合适的不锈钢等级是等级321(SS321)或1.4341，等级321(SS321)或1.4341的不锈钢添加了钛，使其在高温下具有耐腐蚀性。SS321具有17
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‑6/K(在20℃至300℃之间的平均值)的系数。
[0019]SS321管和所述管内的石英杆的组件提供了合适的不同的膨胀。具有 300毫米的管和杆的组件将导致每开氏度大约0.005毫米的相对运动(或运动量)，并且对于400K的温度改变将导致大约2毫米的运动(或运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制空气的流量的设备，所述空气流过固体燃料燃烧器中的空气入口，其特征在于，所述设备包括：a.机械温度传感器，所述机械温度传感器用于感测所述固体燃料燃烧器内的空气的温度，所述机械温度传感器至少包括具有第一端的第一细长部分，所述第一端响应于所感测的空气的温度的改变而在所述第一细长部分的长度的方向上线性地移动；b.可移动的阀构件，所述可移动的阀构件用于控制通过所述空气入口的所述空气的流量；以及c.用于将所述第一细长部分的第一端联接至所述可移动的阀构件以在所感测的温度增加时关闭或限制所述空气入口的机构。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一细长部分具有较高的热膨胀系数。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第二细长部分，所述第二细长部分具有与所述第一细长部分不同的线性热膨胀系数，其中，所述第一细长部分的第二端相对于所述第二细长部分的第二端被固定。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一细长部分和第二细长部分沿大致平行的方向延伸，其中，所述第一细长部分的第二端的位置和第二细长部分的第二端的位置沿所述平行的方向相对于彼此被固定。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二细长部分包括细长管，所述第一细长部分位于所述细长管内，所述第一细长部分的第一端从所述细长管的第一端伸出。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一细长部分包括位于所述细长管内的多个离散的元件。7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第二细长部分包括平行于所述第一细长部分延伸的一个或更多个杆。8.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第一细长部分相对于所述第二细长部分具有较低的热膨胀系数。9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一细长部分包括陶瓷材料。10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述陶瓷材料包括堇青石。11.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：翱泰温控器惠州有限公司，
类型：新型
国别省市：