商用燃气炉自动点火及熄火保护装置.pdf

本发明公开了一种商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，该装置能克服高温、潮湿、燃气、空气混合比波动大等不利因素而实现安全、高效、自动点火，当燃烧器意外熄火时，能立即主动切断燃气通道，实行安全熄火保护，同时，也不用燃气母火，做到节能环保，且操作方便。为此，在控制器内的主控制器分别与连续式高频高压点火器及火焰离子检测器作电气连接，火焰离子检测器的检测端与连续式高频高压点火器的高压发生端的一臂连接，连续式高频高压点火器的两输出端通过所述两个点火及火焰检测接口分别与所述两支点火棒作电气连接，控制器内的燃气电磁阀接口和开关接口分别与燃气电磁阀及开关作电气连接。

1、  一种商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，所述商用燃气炉包括操作面板、手动燃气调节阀，燃烧器、炉体，所述商用燃气炉自动点火及熄火保护装置包括开关、燃气电磁阀、控制器，该控制器包括主控制器、连续式高频高压点火器、火焰离子检测器并分别具有开关接口、点火及火焰检测接口、燃气电磁阀接口，和用于点火及火焰检测的两支点火棒，其特征在于：所述控制器内的主控制器分别与连续式高频高压点火器及火焰离子检测器作电气连接，火焰离子检测器的检测端与连续式高频高压点火器的高压发生端的一臂连接，连续式高频高压点火器的两输出端通过所述两个点火及火焰检测接口分别与所述两支点火棒作电气连接，控制器内的燃气电磁阀接口和开关接口分别与燃气电磁阀及开关作电气连接。

2、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述开关为机械式开关或磁控接近开关或光电接近开关。

3、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述开关与商用燃气炉操作面板上的手动燃气调节阀联动连接。

4、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述燃气电磁阀为强吸式电磁阀或燃气流量调节阀。

5、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述点火棒中心材料为高温抗氧化钢，点火棒的根部由高氧化铝含量的陶瓷体包裹并作电气绝缘。

6、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述两根点火棒组合安装成一个整体，两根点火棒的金属体尖端之间的电气间隙为3-8mm。

7、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述点火棒根部安装于商用燃气炉的炉体外，点火棒的金属体及所包裹的陶瓷体穿过炉体，点火棒的金属体尖端部分位于所述燃烧器的火道中。

8、  根据权利要求1所述的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，其特征在于：所述点火棒根部安装在所述燃烧器底部，点火棒的金属体及所包裹的陶瓷体穿过燃烧器壁，点火棒的金属体尖端部分位于所述燃烧器的火道中。

商用燃气炉自动点火及熄火保护装置
技术领域
本发明涉及燃气控制器领域，特别涉及一种商用燃烧炉自动点火及熄火保护装置。
背景技术
商用燃气炉的特点是用鼓风机强制燃烧，体积大，燃烧功率大，工作环境恶劣。商用燃气炉的炉体直径在400mm至1200mm之间，其燃烧功率在40kw至150kw之间，火焰温度超过1200℃，炉膛温度超过800℃，长时间工作后炉体外表面温度达200℃。点火时，如气流量在最大值且点火延迟超过1-2秒，就会引起爆燃。商用燃气炉的用气条件是在商用厨房内有一个相对独立的供气系统，在同一个燃气系统内工作的商用燃气炉的数目从几个至几十个不等，当工作的燃气炉数量少时，用气量小，燃气压力很高；当全部的燃气炉工作时，用气量大，燃气压力会很低，因此燃气压力波动是相当大的，波幅之比有时可达数倍。商用燃气炉的供风条件也处于不稳定状态，除了因几台燃气炉共用一台大功率风机一定会造成风量难调之外，即便单台燃气炉采用独立风机且采用风、气连动装置，其供风量也会由于燃气压力波动而不能与燃气量同步变化。因此商用燃气炉的燃气、空气混合比的波动范围是相当大的。商用燃气炉的使用条件恶劣，当工作时，特别是中餐小炒炉，其上会有水淋或杂物跌落；停止工作时，清洁用水会溅至炉膛及炉壁周围，环境潮湿，以上情况均会使水或杂物直接进入燃烧器内，造成燃气炉工作时失效。
由于商用燃气炉的工作条件相对恶劣，在现有技术中，商用燃气炉点火时均采用先点燃母火，然后再点燃主燃烧器的方式。用手动点火时，点燃母火是用手动点火枪；自动点火时，则是用一般家用燃气具的脉冲点火方式，点燃母火后用离子检测方式检测母火的火焰，再用母火去点燃烧器。用手动方式点燃母火固然严重影响使用的方便性及安全性，但用脉冲点火方式自动点燃母火，则由于一般的脉冲点火能量只有毫焦级，点火困难。而且商用燃气炉的母火需要使其火焰送到主燃烧器的火道并引焰主火，这样一来，就必须采用与主燃烧器同样的手段利用鼓风机的风压引风进行强制燃烧，即母火的火焰压力不能小于主火的风压。由于前述的商用燃气炉燃气、空气混合比和燃气压力的波动太大，母火经常会出现不能被点着或在工作过程熄火。母火在工作过程中熄灭，而燃气炉的控制系统没有熄火保护装置，这就很容易出现大火同时熄灭，燃气大量涌出的安全事故；如采用自动点燃母火并且靠检测母火的火焰来实现主火的安全熄火保护，则又会由于母火熄灭而造成主火同时熄灭，燃气炉工作失效。现有技术中大多采用自动点燃母火并进行熄火保护的方式，这种方式除存在上述的问题外，由于只检测母火焰而没有检测主火火焰，会出现当母火火焰不能到达主燃烧点的火道时，当主燃烧器启动时就会有大量燃气涌出，以及主燃烧器意外熄火时，主燃烧器也会有大量燃气涌出，这两种情况都会造成着火、爆炸的危险。采用母火点燃主燃烧器，还要克服商用烧气炉处于高温状态的炉膛内，有可能发生的水淋或杂物掉落，以及炉膛外壁高温、潮湿等问题，这样，燃气炉才能可靠地工作，显而易见，以现有技术还未能克服上述问题。本申请人曾将专利号为200620060483.5的名称为“一种强制给风燃气燃烧器用的引燃装置”的技术用于商用燃气炉上，解决了炉膛内高温、水淋及杂物掉落以及炉外壁高温潮湿的问题，但由于未能检测主火而存在安全隐患，以及引燃装置因燃气、空气混合比和燃气压力波动过大；在使用时会出现引燃装置难点着火，或点着后易熄火而令燃气炉工作失效的缺陷，未能从根本上解决商用燃气炉的点火问题。使用母火还存在如下问题，即母火的火焰功率往往在2kw左右，所排出的废气往往超出环保标准，因而既浪费能源，也不环保。
用于商用燃气炉的安全熄火保护，也有用热电偶作为燃气通道上的电磁阀维持电源方式的，即当燃气炉点着火后，位于火焰区的热电偶提供电流、电压信号给电磁阀的线圈绕组，一旦火焰熄灭或其他原因令热电偶接触不到火焰，热电偶失去电势后，电磁阀脱落关闭燃气通道，实现熄火安全保护。此种方法可以保证主燃烧器在意外熄灭之后关闭电磁阀，但仍然存在如下三个问题：一是由于热电偶要冷却到一定温度时其电势才可以低至令电磁阀脱阀，这个时间在10秒以上，会造成此10秒时间内有大量的燃气泄漏，从而存在爆炸的危险；二是主燃烧器的高温火焰令热电偶的寿命大为减少，约3个月左右，故其维护成本很高；三是在点火时必须用手压紧电磁阀开关数秒，直到热电偶受热后产生足够的热电势令电磁阀吸合后才能放手，很不方便。
现有技术中，仍未有用于商用燃气炉上可以不用母火并能安全自动点火，当主燃烧器意外熄火时在1秒之内自动关闭燃气通道上的电磁阀，从而切断燃气通道的自动点火安全熄火保护装置。到目前为止，虽然家用燃气具的热负荷相对较小，但已强制实施了自动点火安全熄火保护，反而在大功率燃烧的商用燃气具上由于技术上的原因仍未能实现自动点火及熄火安全保护，因而经常出现安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，该装置能克服商用燃气炉中因高温、潮湿、燃气流量大、燃气压力及燃气、空气混合比波动大等不利因素造成的困难而实现安全、高效、自动点火，当燃烧器意外熄火时，能在1秒内主动切断燃气通道，实行安全熄火保护，同时也不用燃气母火，做到节能环保，且操作方便。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种商用燃气炉自动点火及熄火保护装置，所述商用燃气炉包括操作面板、手动燃气调节阀，燃烧器、炉体，所述商用燃气炉自动点火及熄火保护装置包括开关、燃气电磁阀、控制器，该控制器包括主控制器、连续式高频高压点火器、火焰离子检测器并分别具有开关接口、点火及火焰检测接口、燃气电磁阀接口，和用于点火及火焰检测的两支点火棒，所述控制器内的主控制器分别与连续式高频高压点火器及火焰离子检测器作电气连接，火焰离子检测器的检测端与连续式高频高压点火器的高压发生端的一臂连接，连续式高频高压点火器的两输出端通过所述两个点火及火焰检测接口分别与所述两支点火棒作电气连接，控制器内的燃气电磁阀接口和开关接口分别与燃气电磁阀及开关作电气连接。
所述开关为机械式开关或磁控接近开关或光电接近开关。该开关与商用燃气炉操作面板上的手动燃气调节阀联动连接。燃气电磁阀采用强吸式电磁阀或燃气流量调节阀。所述点火棒中心材料采用高温抗氧化钢，点火棒的根部由高氧化铝含量的陶瓷体包裹并作电气绝缘。将两根点火棒组合安装成一个整体，两根点火棒的金属体尖端之间的电气间隙为3-8mm。将点火棒根部安装于商用燃气炉的炉体外，点火棒的金属体及所包裹的陶瓷体穿过炉体，点火棒金属体尖端部分位于所述燃烧器的火道中。所述点火棒根部也可以安装在所述燃烧器底部，点火棒的金属体及所包裹的陶瓷体穿过燃烧器壁，点火棒的金属体尖端部分位于所述燃烧器的火道中。
上述的连续式高频高压点火器可以产生几十KHz且高达几万伏的高压电流，功率在30-60W之间，在点火棒金属尖端处可以产生直径大于4mm、最长长度超过10mm、温度超过1500℃的连续的电离火焰，可以直接点燃柴油类的可燃液体，因此，该电离火焰不会因强风直吹而熄灭，习惯上这种点火器又称为柴油点火器。当拨动商用燃气炉操作面板上手动燃气调节阀的手柄时，与手柄联动的开关发出导通信号，控制器内的主控制器接到指令后，在给燃气电磁阀提供电流令其打开的同时，还指令连续式高频高压发生器发出高频高压电流，通过点火棒在点火棒金属体尖端间向商用燃气炉的燃烧器火道中发出电离火焰，由于该电离火焰不受燃气压力及燃气、空气混合比及从燃烧器上高速喷出的燃气、空气混合气冷却效应的影响，直接把燃烧器喷出的空气、燃气混合体点燃。燃气电磁阀可以为强吸式电磁阀或燃气流量电磁阀，当商用燃气炉上未设有空气流量随燃气流量自动变化的装置时，采用强吸式电磁阀；当商用燃气炉上设有空气流量随燃气流量自动变化的装置时，采用燃气流量调节阀。采用燃气流量调节阀时，商用点火时燃气电磁阀可把阀口开度减少，即把燃气量适当减少，从而降低了点火时的爆燃风险。当燃烧器喷出的燃气被点燃时，火焰离子检测器通过点火棒检测到火焰离子电流，反馈至主控制器，主控制器指令连续式高频高压点火器停止工作，燃气电磁阀阀口开至最大开度，点火成功，此时，通过手动燃气调节阀的手柄，可以调节燃气流量，进入正常工作。工作时，如果燃烧器意外熄火，火焰离子检测器检测不到火焰离子电流时，控制器在0.5秒至1秒内切断燃气电磁阀的电流，燃气电磁阀立即关闭，切断燃气通道，进入自动熄火保护状态，此时，只有关闭了手动燃气调节阀，才可重新启动。
本发明通过点火棒穿过炉体，在炉膛内经燃烧器上面再伸入燃烧器火道内产生电离火焰，采用连续式高频高压点火器直接点燃燃气，可以做到点火时不受商用燃烧炉高温、潮湿、水淋或杂物跌落以及高速气流直吹、燃气压力及燃气、空气混合比波动大的影响，均可以快速点燃燃烧器的燃气，达到与母火明火点火相同的效果。由于伸入炉膛中的点火棒的金属部分及用于固定点火棒和起绝缘作用的陶瓷绝缘体均为耐高温材料，可以连续工作而不会出现大的损坏，其耐用程度足可以工作两年以上。如工作中意外熄火，火焰离子检测器可立即检测到信号并同时关闭燃气电磁阀，起到熄火保护作用。本自动点火装置不用母火，可以减少母火的功耗及其不完全燃烧所产生的废气。拨动手动燃气调节阀的手柄，即可自动点燃主燃烧器，提高了商用燃气炉的自动操作水平。当本发明用于大锅灶等的燃烧器上时，此时由于不会有大量的杂物或水跌淋在燃烧器上，所以也可以采用点火棒穿过燃烧器底部，并引入至燃烧器火道中的方式。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)不用母火点火，达到节能、环保的效果。
(2)使用电离火焰伸入燃烧器火道的方式点火，可取得与母火点火的相同效果，点火及工作过程不受商用燃气炉所处的恶劣环境的影响，可以自动适量调节燃气量，不会产生爆燃的危险。
(3)工作可靠，无明显的易被炉膛内高温影响的易损件，因而工作可靠、使用寿命长。
(4)意外熄火时能在0.5秒至1秒内立即切断燃气，使用安全性高。
(5)工作或点火时只需用操控安装于商用燃气炉操作面板的手动燃气调节阀的手柄即可，操作方便，自动化程度高。
本发明主要用于大功率的商用燃气炉。
附图说明
图1是本发明实施例1的商用燃气炉自动点火熄火保护装置的工作电原理方框图。
图2是本发明实施例1的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置去除操
作面板后的主视示意图。
图3是图2的俯视放大示意图。
图4是图3A-A的剖视放大示意图。
图5是本发明实施例3所述点火棒从燃烧器底部引入至火道中的结构剖视示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1
参见图1、图2、图3、图4所示，本发明一个实施例的商用燃气炉自动点火及熄火保护装置中，商业燃气炉包括操作面板7、手动燃气调节阀6、燃烧器5-3、炉体5、耐火层5-1、炉膛5-2，火道5-4，商用燃气炉自动点火及熄火保护装置包括开关1、燃气电磁阀2、控制器3，该控制器3包括主控制器3-1、连续式高频高压点火器3-2、火焰离子检测器3-3、开关接口3-4、3-5，点火及火焰检测接口3-7、3-8，燃气电磁阀接口3-6，两支点火棒4-1、4-2以及根部用于固定并同时作电气绝缘的陶瓷绝缘体4-3，控制器3内的主控制器3-1分别与连续式高频高压点火器3-2及火焰离子检测器3-3作电气连接，火焰离子检测器3-3的检测端与连续式高频高压点火器3-2的高压发生端的一臂连接，连续式高频高压点火器3-2的两输出端通过两个点火及火焰检测接口3-7、3-8分别与两支点火棒4-1、4-2作电气连接，控制器3内的燃气电磁阀接口3-6与开关接口3-4、3-5分别与燃气电磁阀2及开关1作电气连接。
参见图2、图3所示，燃气从燃气入口8经手动燃气调节阀6再经燃气电磁阀2及炉体5底部进入燃烧器5-3，由鼓风机提供的压缩空气从压缩空气入口9进入与燃气混合后从燃烧器5-3的火道5-4喷出。本实施例的燃气电磁阀2选用强吸式电磁阀。点火棒4-1、4-2穿过炉体5、耐火层5-1和炉膛5-2，其金属尖端伸到燃烧器5-3中心的火道5-4中，点火棒4-1、4-2的中心金属部分采用截面积为5mm×5mm呈方形且未端折弯约50mm的高温抗氧化钢Cr₂₅cl₅合金，可耐1200℃以上高温，其根部的绝缘体4-3采用含95％氧化铝的耐高温陶瓷与点火棒4-1、4-2固装成一整体，该陶瓷可耐1300℃以上高温。如图3、图4所示点火棒4-1、4-2由陶瓷绝缘体4-3固定于炉体5的耐火层5-1上，穿过炉膛5-2内及燃烧器5-3上面，点火棒4-1、4-2末端部约50mm处分别折弯成90°且两者呈30°夹角伸入火道5-4内，点火棒4-1、4-2的最末端之间的电气间隙为4～6mm。由于点火棒4-1、4-2是从燃烧器5-3面上伸入火道5-4中，直接在燃气与空气刚好混合的通道中。连续式高频高压点火器3-2在点火棒4-1、4-2的金属尖端产生的约40W功率的电离火焰温度达1500℃以上，因而不会受高速气流及水淋、杂物跌落等的影响。所以从燃烧器5-3的火道5-4喷出的空气、燃气混合气即使因燃气压力及风量影响而造成混合比差异较大，只要符合燃气燃烧的初始条件，就可以被点着。本实施例中开关1采用磁控的霍尔元件，安装在面板7上，同样，安装在面板7上的手动燃气调节阀6的手柄6-1上也安装有磁铁6-2，当手柄6-1转动到一定角度后，开关1发出启动信号，控制器3的主控制器3-1同时向强吸式电磁阀2提供电流并指令连续式高频高压点火器3-2工作，强吸式电磁阀2打开，点火棒4-1、4-2的尖端发出电离火焰，与此同时，从燃气入口8流入的燃气经强吸式电磁阀2及手动燃气调节阀6进入燃烧器5-3及火道5-4中被电离火焰点燃。当控制器3内的火焰离子检测器3-3检测到由点火棒4-1、4-2传回的离子电流后，此时连续式高频高压点火器3-2停止工作，控制器3进入正常工作状态，调节手动燃气阀6的手柄6-1可调节商用燃气炉的火焰大小。把开关1安装在需要手柄6-1摆动一定角度后才可以由磁铁6-2驱动的位置，是令手动燃气调节阀6在一定阀口开度时才打开强吸式电磁阀2，这样才不会因燃气量过小而出现点火困难。只要把手动燃气调节阀6的手柄6-1摆回初始位置，燃气炉才能自动关闭，之后，可以重复启动。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上，把燃气电磁阀2与控制器3组装成一个整体。本实施例中，燃气电磁阀2选用燃气流量调节阀，当点火时燃气流量调节阀2采用通过控制线圈电流而改变阀口开度来调节燃气流量，燃气流量调节阀2的阀口开度控制其燃气流量约为最大值的50％-80％之间。燃气混合气在燃烧器5-3的火道5-4中被穿过耐火层5-1、炉膛5-2及燃烧器5-3上面再伸入火道5-4内的点火棒4-1、4-2的金属尖端产生的电离火焰点燃。当控制器3内的火焰离子检测器3-3检测到由点火棒4-2传回的离子电流后，主控制器3-1提供的电流令燃气流量调节阀2的阀口开度开至最大，此时调节手动燃气调节阀6的手柄6-1可调节商用燃气炉的火焰大小。
实施例3
本实施例是把点火棒4-1、4-2从燃烧器5-3底部伸入至火道5-4中的具体实施方案。
参见图5所示，点火棒4-1、4-2经陶瓷绝缘体4-3穿过燃烧器5-3底部内壁并加以固定，点火棒4-1、4-2离金属体尖端未端部约20mm处分别折弯成90°，其最末端之间的间隙为4-6mm面，位于火道5-4中。
除上述之外，本实施例的其余部分与实施例1或实施例2相同。