带监测的油喷燃器的制造方法_2

文档序号:9302632阅读:来源:国知局
感器;以及分级阀位置传感器,其用于感测被引导到一级和二级氧化剂通道的氧化剂的相对比例。
[0027]方面20。方面18或方面19的带监测的喷燃器,喷燃器进一步包括:用于接收来自传感器的数据的数据单元,其中,数据单元编程成基于接收自一个或多个传感器的数据来确定存在或不存在异常喷燃器状况。
[0028]方面21。方面18至20中的任一方面的带监测的喷燃器,喷燃器进一步包括:用于感测喷燃器的安装角度的位置传感器;其中,喷燃器的安装角度可用来进一步指示喷燃器是否相对于炉以期望定向和/或斜度安装。
[0029]方面22。方面18至21中的任一方面的具有的监测喷燃器,喷燃器进一步包括:在一级氧化剂通道上的独特的标识器;其中,一级氧化剂通道的标识器可用来标记数据,以进行分析。
[0030]方面23。带监测的氧-油喷燃器,包括:油喷枪,其具有在末端处的雾化喷嘴,以及在末端的远处的油入口和雾化气体入口 ;包围油喷枪的一级氧化剂通道;与一级氧化剂通道隔开固定距离的二级氧化剂通道;用于确定氧化剂在一级和二级氧化剂通道之间的比例的分级阀;雾化喷嘴温度传感器,其在雾化喷嘴中定位在油喷枪的末端处;定位在油入口附近的油供应温度传感器;定位在油入口通道附近的油压力传感器;定位在雾化气体入口附近的雾化气体压力传感器;定位在分级阀上游的氧化剂压力传感器;分级阀位置传感器,其用于感测被引导到一级和二级氧化剂通道的氧化剂的相对比例;以及用于接收来自传感器的数据的数据单元,其中,数据单元编程成基于接收自一个或多个传感器的数据来确定存在或不存在异常喷燃器状况。
[0031]在下面描述本发明的其它方面。
【附图说明】
[0032]图1A是用于插入到喷燃器块中的带监测的油喷燃器的后视透视图。
[0033]图1B是如图1A中那样插入喷燃器块中的带监测的油喷燃器的后视透视图。
[0034]图2是类似于图1A中的喷燃器的、插入喷燃器块中,但没有监测能力的油喷燃器的正视透视图。
[0035]图3是用于在图1A中那样的带监测的油喷燃器中使用的油喷枪的后视透视图。
[0036]图4是油喷枪的局部侧视图,其显示用于围绕传感器接近端口保持油喷枪的油密封的O形圈密封件。
[0037]图5是插入喷燃器块中的带监测的油喷燃器的横截面图。
[0038]图6是显示针对处于不同温度的燃料油比较油入口压力和雾化气体入口压力之间的差的示例性压力数据的图表。
[0039]图7是图表,其显示针对两种燃料油成分比较油入口压力和雾化气体入口压力之间的差的示例性压力数据,并且显示当喷嘴末端部分地堵塞时,以及当发生温度漂移时,那些燃料油成分中的一个的差。
[0040]图8是显示通信系统的构件的示意图,通信系统用于收集、发送和分析收集自喷燃器上的各种传感器的数据,并且用于对各个喷燃器处的数据收集器提供本地功率发生。
【具体实施方式】
[0041]图1A、1B、2和5描绘了具有集成式传感器、功率供应和通信装备的分级式氧_油喷燃器10的实施例。虽然氧-油喷燃器在本文被描述成带监测的喷燃器的示例性实施例,但可在燃烧气态燃料与氧化剂的喷燃器上使用针对特定喷燃器的构造、设计和运行模式定制而成的相同或相似的通信装备和方法,以及相似或类似的集成式传感器。特别地,除了尤其与油燃烧有关的参数,诸如油和雾化气体入口压力,本文描述的所有参数和传感器都可类似地应用于燃烧任何燃料的喷燃器,包括气态燃料、在运载气体中的固体燃料(例如石油焦)或液体燃料。另外,在分级式氧燃料喷燃器中,使燃料和氧化剂中的一个或两者(例如,氧)分级,使得一级流参与初始燃烧,而二级流则参与远离喷燃器的延迟燃烧。例如,为了进行氧化剂分级,确定氧化剂在一级氧化剂通道和二级氧化剂通道之间的比例,其中,二级氧化剂供应到与一级氧化剂喷嘴(一个或多个)和燃料喷嘴(一个或多个)间隔开的至少一个二级氧化剂喷嘴。这种分级可由一级和二级氧化剂通道上游的分级阀实现,分级阀确定一个进入的氧化剂流在两个通道之间的比例。备选地,通往各个一级和二级氧化剂通道的流可由单独的控制阀独立控制。在其它喷燃器中,通过使用分级阀或者用于一级流和二级流的单独的流量控制器,可使燃料类似地分级。另外,在一些喷燃器中,燃料和氧化剂两者都可分级。
[0042]功率供应优选是电池或本地发电机,以易于安装,以及避免有线功率可能有的安全问题。传感器可以任何组合的方式包括(但不限于)温度传感器、压力传感器、位置传感器、角度传感器、接触传感器、加速计和流量传感器。
[0043]在美国专利N0.8,172,566中描述了不带传感器的喷燃器10,该专利通过引用而整体地结合在本文中。喷燃器10具有排出端51和入口端19。为了方便描述,排出端51在本文有时被称为喷燃器10的前面或向前方向,而入口端19有时则被称为喷燃器10的后面或后向方向。当喷燃器10安装在炉中时,排出端51面向炉的内部。
[0044]喷燃器10包括喷燃器块12、相对于炉定位在喷燃器块12后部的喷燃器本体14,以及相对于喷燃器本体14定位在后部的仪器封壳16。喷燃器本体14包括固定到喷燃器块12上的安装板53。喷燃器块12具有正部面18,当安装好时,正部面18面向炉中。
[0045]喷燃器块12包括一级氧化剂通道30。在描绘的实施例中,一级氧化剂通道30具有伸长的横截面形状,该横截面形状具有长轴(限定宽度),长轴比短轴(限定高度)更长。特别地,描绘的一级氧化剂通道30具有长方形形状,该长方形形状具有半圆形端部,而且宽高比为大约5至大约30。但是,在其它实施例中,一级氧化剂通道30可具有圆形、卵形、卵形长方形、长方形或其它形状。
[0046]油喷枪20定位在一级氧化剂通道30内,并且在其排出端处具有雾化喷嘴22。在描绘的实施例中,油喷嘴是雾化喷嘴22。雾化喷嘴22基本被一级氧化剂通道30包围,使得从喷嘴22排出的雾化燃料油将在排出之后与一级氧化剂流密切混合。优选地,油喷枪20和喷嘴22是单独制造的部件,它们例如通过焊接而连结在一起,以形成具有喷嘴的一体喷枪。在描绘的实施例中,油喷枪20基本居中地定位在一级氧化剂通道30内,但要理解的是,油喷枪20可不居中定位,只要喷嘴22适于分配待与一级氧化剂流充分混合以进行燃烧的雾化油即可。备选地,对于氧-气体喷燃器,气态燃料通道可定位在一级氧化剂通道30内代替油喷枪20。
[0047]喷燃器块12进一步包括二级氧化剂通道40,它与一级氧化剂通道30隔开固定距离。在描绘的实施例中,这类似于一级氧化剂通道30,二级氧化剂通道40具有伸长的横截面形状,横截面形状具有长轴(限定宽度),长轴比短轴(限定高度)更长。特别地,描绘的一级氧化剂通道30具有长方形形状,该长方形形状具有半圆形端部,并且宽高比为大约5至大约30,这可与一级氧化剂通道30的宽高比相同或不同。二级氧化剂通道40的长轴基本平行于一级氧化剂通道30的长轴。但是,在其它实施例中,第二氧化剂通道40可具有圆形、卵形、卵形长方形、长方形或其它形状,并且优选地(但不是必须)在形状上与一级氧化剂通道30大致相同。
[0048]一级氧化剂通道30被从一级氧化剂管道32馈送氧化剂,一级氧化剂管道32定位在喷燃器本体14中,并且延伸到喷燃器块12的后部部分中。氧化剂通过一对氧化剂入口38馈送到氧化剂稳压室36中,氧化剂稳压室36又馈送到一级氧化剂管道32。扩散器34可定位在氧化剂入口 38和氧化剂稳压室36之间,以在一级氧化剂流进入一级氧化剂管道32之前,协助弄直一级氧化剂流。
[0049]二级氧化剂通道40被从二级氧化剂管道42馈送氧化剂,二级氧化剂管道42定位在喷燃器本体14中,并且延伸到喷燃器块12的后部部分中。喷燃器本体14中的分级阀48将由氧化剂入口 38供应的氧化剂的一部分改向到二级氧化剂管道42中。用语“分级比”用来描述改向到二级氧化剂管道42且因而远离一级氧化剂管道32的氧化剂的比例。例如,在分级比为30%时,70%的氧化剂被引导到一级氧化剂管道32 (且因而被引导到一级氧化剂通道30)作为一级氧化剂流并且,并且30%的氧化剂被引导到二级氧化剂管道42 (且因而被引导到二级氧化剂通道40)作为二级氧化剂流。
[0050]馈送到氧化剂入口 38的氧化剂气体可为适合燃烧的任何氧化剂气体,包括空气、富氧空气和工业级氧。氧化剂优选具有至少大约23%、至少大约30%、至少大约70%或至少大约98%的分子氧(O2)含量。
[0051]油喷枪20向后延伸通过喷燃器本体14且通过仪器封壳16。燃料油通过油入口26供应到油喷枪20。由于燃料油的粘度的原因,典型地,还通过雾化气体入口 28将雾化气体供应到油喷枪20是必要的。雾化气体可为能够在燃料油离开喷嘴22时使其雾化的任何气体,包括空气、富氧空气或工业级氧。
[0052]可使用各种温度传感器来监测喷燃器构件的温度,以及帮助确定燃料入口状况。
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