燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統的製作方法
2023-05-28 12:39:06
專利名稱：燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，尤指一種以廢氣的含氧量作為打開或關閉回流通道的裝置。
背景技術：
由於油價及電價不斷高漲，且因地球受到溫室效應的影響，節能減碳已成為當今生活與工業須立即面對解決的問題，尤其在工業方面，各種鍋爐、焚化爐、發電裝置等設備，都須要使用到燃料作為能源。而這些設備在燃燒過程中，無可避免地會產生很多的廢氣(煙氣)。這些設備都需要燃燒燃料來產生能源，但燃燒後所形成的廢氣，不斷的排放至大氣中，茲以鍋爐來作說明，其將具有下述的缺失(一)、一般而言鍋爐的排氣溫度，依其種類而不同，大都在150°C 280°C之間，將如此高溫的廢氣排放至大氣中，不僅造成空氣汙染，更是加速地球暖化效應，這是極為嚴重的環保問題。(二)、將150°C 280°C以上的廢氣不斷排放，這意味著燃燒室內不斷的失溫，於是設備就必須不斷的加入燃料和冷空氣，以致成本不斷增加。(三)、上述排放的廢氣中，其含氧量平均超過9%，甚至高達18%。
圖1所示，即為設備燃燒效率與排氣含氧量關係圖，其以鍋爐為例，且排放溫度分別為150°C、175°C、200°C、230°C及280°C所作成的關係圖。由該圖清楚顯示，當排放含氧量(O2% )愈高時，其燃燒效率(Combustion efficiency)愈低,此是造成燃料部分熱能被過剩空氣帶走,一般而言，排氣含氧量每降低3%可節省約1-2%燃料。是以，如能控制廢氣含氧量，則可達到節能省碳的目的。但，目前產業所利用的方式，採用空燃比控制系統，亦即將早期機械式空燃比機構，改以微電腦空燃比控制系統取代，雖然以微電腦空燃比控制系統，利用操作曲線方式可解決機械式空燃比機構所無法解決的燃燒操作問題。然查，此種空燃比控制系統，主要包括燃燒機程式控制及燃燒空氣送風機轉速控制等。其雖可利用微電腦空燃比及變頻控制系統來降低廢氣含氧量，但有些設備其所排出的廢氣含氧量仍然偏高，且這些高溫廢煙氣(150°C 280°C)末能回收再利用，亦非常可
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實用新型內容本實用新型所要解決的主要技術問題在於，克服現有技術存在的上述缺陷，而提供一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進而達到節能效益，並可降低煙園廢氣排放量約15% 60%。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，包括[0011]一燃燒設備，其具有一進氣端及一排氣端；一空氣調節單元，設在該進氣端前，以調節冷空氣的供給量其特徵在於該排氣端連接一回收管至該進氣端，且該回收管上設有一開關閥，以控制該回收管的打開或關閉；一含氧感知器(O2Sensor),裝設在該排氣端或回收管上，以偵測廢氣中的氧氣含量(02%)，轉換成電壓信號送至控制器。該控制器，具有微電腦處理器，接收含氧感知器的信號，做為控制開關閥的打開或關閉的依據，當廢氣含氧量(02% )大於該控制器的設定值時，令開關閥開啟，使排氣端的高含氧量廢氣經由回收管回流至進氣端再利用。本實用新型上述燃燒設備包括鍋爐、焚化爐及發電裝置。依據前述特徵，該開關閥包括一閘閥、電磁閥或蝶閥；其中，蝶閥更包括一伺服馬達，以該控制器信號來控制該伺服馬達的運轉，以控制該蝶閥的開度或關閉。進一步，該回收管上更可包括一風機，且該風機由該控制器來控制其開機或關機；該風機由一變頻馬達所驅動，以控制該風機的轉速；該控制器更包括一設定輸入介面及一顯示單元。藉助上述技術手段，本實用新型是在該燃燒設備的排氣端，利用該回收管及一含氧感知器，將所排放的高含氧量廢氣導引至進氣端，防止燃燒設備的內部溫度大量下降，因此，可減少注入外部冷空氣；除了具有節能功效外，更因為廢氣大都被回收，所以廢氣排出相對降低，可以避免空氣汙染，更可減緩地球暖化效應。本實用新型的有益效果是，其具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進而達到節能效益，並可降低煙囪廢氣排放量約15% 60%。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是現有燃燒設備的燃燒效率與排氣含氧量的關係圖。圖2是本實用新型較佳實施例的示意圖。圖3是本實用新型控制廢氣回收的流程圖。圖4是本實用新型含氧量(02% )設定值的較佳區域。圖中標號說明10燃燒設備11進氣端12排氣端13低含氧量廢氣14高含氧量廢氣20空氣調節單元30回收管31 風機40開關閥41伺服馬達[0035]50含氧感知器60控制器61設定輸入介面62顯示單元
具體實施方式
首先，請參閱圖2所示，本實用新型較佳實施例包括一燃燒設備10，其包括鍋爐、焚化爐或發電裝置等具有燃燒室且會產生廢氣的設備；此等設備前側為進氣端11，另一側為排氣端12，藉以將燃燒設備10所產生的廢氣(煙)排出。此外，該進氣端11前設有一空氣調節單元20，例如可為一燃燒機(圖中未示)的送風機，以提供燃燒設備10適當的冷空氣，而此等冷空氣中約含有21%左右的氧氣
(O2)O但，前述構造屬現有技術(Prion Art),非本實用新型的專利目的,容不贅述。而，本實用新型的主要特徵在於該排氣端12設有一回收管30連接至該進氣端11，且該回收管30上至少設有一開關閥40，以控制該回收管30的打開或關閉；本實施例中，該開關閥40為一蝶閥，其可由一伺服馬達(SM)41所驅動；但不限制於此。亦即該開關閥40亦可為一個閘閥，或是電磁閥。一含氧感知器(O2Sensor) 50，是將其偵測端裝設在該排氣端12或回收管30上，以偵測廢氣中的氧氣含量(02% ),轉換成電壓信號送至一控制器60。本實施例中的控制器60，可由一微電腦處理器所構成，其接收該含氧感知器50的信號，做為控制該開關閥40打開或關閉的依據。當廢氣含氧量(02% )大於該控制器60的設定值時，令該開關閥40打開，使排氣端12的高含氧量廢氣14能經由該回收管30流至該進氣端11再使用。承上，該控制器60可控制伺服馬達41的運轉，以控制該蝶閥(即開關閥)40的開度或關閉。使該蝶閥40的開度可隨廢氣的含氧量作同步變化，當廢氣含氧量(02%)大時，可以控制該伺服馬達41來增加蝶閥40的開度，使廢氣回流量增加。反之，當廢氣的含氧量低於設定值時，則以該開關閥40將回收管30關閉，使低含氧量廢氣13逕自由該排氣端12排出。又，該回收管30上可設有一風機31，且該風機31由該控制器60來控制其開機或關機。即，當廢氣含氧量(02%)大時，可以控制該風機31開機，在一較佳實施例中，該風機31可由一變頻馬達(圖中未示)所驅動，以控制該風機31的轉速(rpm)加快；反之，如果廢氣含氧量(02% )低，則可令風機31的轉速減慢或關閉。但，本實施例中的風機31是依燃燒設備10的種類及需求來設置，某些燃燒設備10的煙氣可以輕易由回收管30直接導入進氣端11，而勿須使用到風機31。此外,該控制器60可有一設定輸入介面61及一顯不單兀62。該設定輸入介面61是依燃燒設備10的種類及特性，輸入含氧量(02% )設定值至該控制器60，即其可將廢氣含氧量(02% )的數值，依其鍋爐種類，或是發電裝置的特性，來設定數值。例如如圖4所示，將排氣含氧量的設定值可設為大於8%或6%，甚至大於2%左右時，則啟動廢氣回流系統，使該排氣端12的高含氧量廢氣14經由回收管30回流至進氣端11再利用。再者，該控制器60除了可控制該開關閥40的打開或關閉外，其亦可依該含氧感知器50所偵測的廢氣含氧量，以調整該空氣調節單元20的冷空氣進風量，使燃燒設備10內的空燃比能到最佳化，進而達到降低氮氧化合物及提升燃燒效率的雙重功效。且由圖4的關係圖得知，燃燒設備(以鍋爐為例)的燃燒效率與廢氣含氧量(O2% )成反比，且當廢氣含氧量到達14% 18%時，依排氣溫度的不同，其燃燒效率僅在75% 80%之間。反之，當廢氣含氧量降低2% 8%時，其燃燒效率可達85% 90%。是以，如將廢氣含氧量由15 %下降至6 %，亦即降低了 9 %的含氧值，則可節省約3 6 %的燃料。請參閱圖3所示，本實用新型利用上述裝置及技術手段，其以含氧量(02% )控制廢氣回流量的流程如後流程(SI) (S2)，利用該含氧感知器50對該排氣端12進行廢氣含氧量(02% )偵測。流程(S3) (S4)，將廢氣含氧量(O2 % )信號送至該控制器60。流程(S5)，由該控制器60來判斷當時的廢氣含氧量(02% )是否大於其設定值。流程(S6) (S9)，當廢氣含氧量(O2 % )大於設定值時，打開該回收管30，讓高含氧量廢氣14回流至該進氣端11，供該燃燒設備10再利用。流程(SlO) (Sll)，當廢氣含氧量(02%)小於設定值時，關閉該回收管30，使該低含氧量廢氣13，逕自由該排氣端12，予以排出(流程S12)。藉助上述技術手段，本實用新型是在該燃燒設備10的排氣端12，利用該回收管30將所排放的高含氧量廢氣14導引至進氣端11，如此一來，燃燒設備10的內部溫度就不會大量下降，因此，空氣調節單元20就勿須大量的注入外部冷空氣。這除了具有節能功效外，更因為廢氣大都被回收，所以廢氣排出相對降低。據此，可以避免空氣汙染，更可減緩地球暖化效應。是以，本實用新型不同於傳統控制燃燒機的空燃比以降低廢氣含氧量的方式，而是以一含氧感知器50偵測廢氣中的氧氣含量，並依廢氣中的含氧量(02% )來控制該回收管30的廢氣回流量，以達最佳比例，除節能減碳外，更具有提升燃燒效率的功效。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。綜上所述，本實用新型在結構設計、使用實用性及成本效益上，完全符合產業發展所需，且所揭示的結構亦是具有前所未有的創新構造，具有新穎性、創造性、實用性，符合有關實用新型專利要件的規定，故依法提起申請。
權利要求1.一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，包括 一燃燒設備，其具有一進氣端及一排氣端；一空氣調節單元，設在該進氣端前，以調節冷空氣的供給量；其特徵在於 該排氣端連接一回收管至該進氣端，且該回收管上設有一開關閥，以控制該回收管的打開或關閉； 一含氧感知器，裝設在該排氣端或回收管上，以偵測廢氣中的氧氣含量，轉換成電壓信號送至一控制器； 該控制器，具有微電腦處理器，其接收該含氧感知器的信號。
2.根據權利要求1所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述燃燒設備包括鍋爐、焚化爐及發電裝置。
3.根據權利要求1所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述開關閥包括一閘閥、電磁閥及蝶閥。
4.根據權利要求3所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述蝶閥更包括一伺服馬達，以該控制器信號來控制該伺服馬達的運轉，以控制該蝶閥的開度或關閉。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述回收管上更包括一風機，且該風機由該控制器來控制其開機或關機。
6.根據權利要求5所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述風機由一變頻馬達所驅動，以控制該風機的轉速。
7.根據權利要求6所述的燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，其特徵在於，所述控制器更包括一設定輸入介面及一顯示單元。
專利摘要一種燃燒裝置廢氣回流再使用控制系統，包括一燃燒設備，其具有一進氣端及一排氣端；一空氣調節單元，設在進氣端前，以調節冷空氣的供給量；排氣端連接一回收管至進氣端，回收管上設有一開關閥，以控制回收管的打開或關閉；一含氧感知器，裝設在排氣端或回收管上，以偵測廢氣中的氧氣含量，轉換成電壓信號送至一控制器；控制器以其接收的信號，做為開關閥的打開或關閉的依據，當廢氣含氧量大於控制器的設定值時，令開關閥打開，使排氣端的高含氧量廢氣經由回收管回流至進氣端再利用。本實用新型具有以廢氣中的含氧量來控制操作回收流量，將原先要排放的高溫廢氣回流再使用，進而達到節能減碳及減少廢氣排放，且使燃燒效率達到最佳化。
文檔編號G05D7/06GK202904382SQ201220366828
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年6月22日
發明者廖秋惠 申請人:聖諄實業有限公司