专利名称：一种用于给燃烧室供应流体的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供应装置，其用于给生热设备的内燃室供应流体，该生热设备例如锅炉、锻烧炉以及技术上相当的装置。所述供应装置是权利要求1前序部分所限定的那种装置。
这些已知的流体供应装置具有较低的排放水平和较大的适应性，并可以迅速且可靠地调节到所希望的排放水平。
所述装置还简化了对其内的管子的消除熏黑与清洗的工作，该特征还分别提高了燃烧产量以及加速了汽化过程。
该装置还可在不同的时间点上经由一条或多条所述管子供应不同的流体或固体，这样就可设定一个有关该燃烧室主要操作状态的新的最佳操作点。该已知装置具有的一个突出的优点是可取出一条或多条管子，而仍能利用剩下的管子继续进行燃烧或气化过程。
其它种类的供应装置描述在例如DE，A1，4306765(Bauer)以及US，A，5112216(Tenn)中。
所限定的这种供应装置必须能够在苛刻的环境中可靠地长时间工作，在该环境中相当重要的是，由于高温和腐蚀环境占优势，至少插入到燃烧室内的管子要受到高应力并发生变形。还有必要考虑在将管子取出清洗时所发生的温度变化，通常每个历日清洗3-6次。
当采用配备有前述类型流体供应装置的燃烧设备时，希望使燃烧过程更有效并希望减少排放对环境有害的物质。为了实现这个目的，有必要充分地了解燃烧过程的主要状态。迄今为止在这点上提出的方案还没有完全地令人满意，这主要是因为还不可能认真地研究对一个有效燃烧过程而言很重要的几个参数特征或者特性因素，例如燃烧气体与微粒的颜色，以及燃烧室内不同部分的密度。本发明的一个目的就是消除这些缺陷。
本发明具有的一个优点在于原则上可拍摄出整个炉床，并可在相关管子的下游端例如一控制室的显示屏上连续地显示出整个炉床。特别是当至少一个摄像机镜头为广角镜头时可提供这个优点。这样可经借助计算机辅助图象分析的手段来自动地控制燃烧过程，从而在准确观察环境状态的同时提供最大可能的效率。
输出孔环绕位于镜头插塞内的镜头方便地设置，经由该输出孔吹入清洗流体和冷却流体。这种流体最好与输送给燃烧室的流体相同，且喷射清洗操作增强了转动部件所实现的效果，该转动部件，例如钢针或刷子，用于当管子向内和/或向外移动时清洗该管子。
特别有利的是可将压缩空气输送给管子其余的空气喷嘴，这些喷嘴的数量在例如10和50之间变化，用以吹洗摄像机镜头，还用于冷却所述镜头。
将容纳在插塞内的镜头和它的相关部件合适地径向设置在距该插塞周边表面一定距离的位置处，该距离能够使对流和辐射能从冷却管壁传递给镜头。
权利要求6和7限定了一种供应装置，该装置既有效地冷却了配备有喷嘴的供应装置，又有效地冷却了摄像机镜头。
依照本发明，其还可在计算机辅助图象分析的帮助下，通过转动管子到与信号或信息相一致的位置来改变排出角、流率和排出流体的压力，该信号或信息由图象分析连续提供，并显示了室内情况的变化。
优选的，该供应装置在实际中具有一电机，例如一种具有链传动装置的电机，该电机根据图象分析获得的结果自动地转动管子至适当位置。
冷却剂流过的前述螺旋通道，冷却剂在流过所述内端及其返回至所述外端的过程中都要经过该螺旋通道，意味着冷却操作将特别地有效，并因而延长了供应装置的使用寿命。
便利的，在一条或多条冷却剂管以及回路的外表面上设置有连接装置，用于与柔性管相连接，该连接装置优选的为速接联轴节，该柔性管可伴随着管子轴向地移出及移入所述燃烧室。
本发明另外的特征及其提供的优点将在以下本发明具体实施例的说明中变得明显。说明是参照附图作出的。
图9为供应装置内端的端视图，该内端包括与相关的可释放密封装置连接的法兰，该密封装置用于同可移动的管子共同作用。
最后，
图10为沿图9中的线X-X的剖视图，由其可见密封装置是双重的，同时所供应的第二气体使中间的空间处于压力下，以便减少由于管子的移动而导致的锅炉泄漏。
优选实施例的详细说明图1表示了一种炉子形式的燃烧设备2，用于燃烧固体燃料，所述炉子包括一个底部炉篦(未表示)和一个上部燃烧室3。
燃料可间断地或连续地输送给炉子，同时自下部和上部穿过炉篦注入原始的空气形式的燃烧空气，从而在该燃烧室3内生成燃烧气体。
经由许多供应装置供应第二气体，图1表示了该供应装置之一，参考图号1。该供应装置包括一根可轴向移动的管5，其通过炉壁内的一个开口进入燃烧室3。该供应装置1供应第二气体，用于燃烧室3内的气态反应产物与固体微粒的最终燃烧。这些微粒中的一些落到燃烧室3的内表面上，该表面上覆盖有与外界绝缘的输送水或蒸汽的管4。该微粒也落到供应管5上，因此用来输送第二气体的孔5e会被完全或部分地堵塞，从而负面地影响了第二气体的供应。结果，燃烧将不充分并将导致以上提到的那一类问题。
在图示设备的情况下，把例如用来供应第二气体的流体供应管5设置成一种帷幕系统，该系统包括许多相互平行的、位于该燃烧室内一个或多个水平面上的这样的管5。该管5具有沿着各个管的筒形表面的整个长度的喷嘴形孔5e。该孔5e可具有相互不同的间距或者间隔，同时可沿着该管5以某种方式设置成相互成一定角度的几排孔，随后将参照图6和8对该方式进行更详细的说明。这些孔可配备有插塞5f，5g，5h，该插塞可选择性地起到喷嘴的作用。
通过与收集箱6相连的鼓风机或吹风机装置(未示出)输送一种流体，该流体例如为由浓缩氨、再循环燃料气体和/或高压气态氧的混合物组成的第二气体，柔性管7从该收集箱6起延伸，并通过速接联轴节与相应的管5的端法兰5b相连接。
取决于有关的燃烧过程，以较长或较短的时间间隔例如每历日3-6次将该管5轴向移入或移出室3。这可使燃烧过程的排放水平保持在一最佳水平。
图1所示的供应装置1由一细长的微型组件组成，该微型组件可拆卸地应用于一管区域内的燃烧设备的壁2a上，该管区域容纳所述壁中的开口。该微型组件绕一横截面通常为方形的框架部件10构成。该框架部件10具有在其一端的钢针8形式的清洗装置，该钢针8起到刷子的作用，以及它们的驱动装置，如以下参照图5的说明。容纳该清洗装置8及其传动装置41-47的外壳11具有连接装置，该连接装置具有一个环绕管的连接法兰35，所述管容纳在壁2a中的开口内。
一用于支架13的上导向器12沿该框架部件10延伸，该支架13通过连杆装置14、15以及环绕该管5的一种通常为U形的部件16支承着管5的外端区域。如前面所提到的，可旋转地安装该管以便最佳地设定流体流出的方向。
管驱动装置包括一个位于框架部件10内侧的电机20，所述电机20经由一链21转动一轴杆22，该链21绕过该轴杆22支承的一链轮或滑轮23转动，另一滑轮25安装在该框架部件10另一端的一轴杆26上。一条链24绕该滑轮23、25延伸，并通过一连接部件27与连杆臂15相连，这样该管5可根据电机20的转动方向而向两个方向中的任一方移动。
设置在该框架部件10顶部区域内的导向器12具有下倾斜支管，该倾斜支管限定了一个向下对着的开口，T形支架13的向下的中心部分13a从该开口中突起。该支架13可在作为一种导向装置的横杆上滑动，或者可配备有轮或辊以便于所述滑动。
自图3中明显可见，管5包括一具有喷嘴或喷嘴形孔5e的管筒5a，以及一内管5b，该内管5b的外端具有一连接法兰5k，用于与柔性管7上的一联轴节7a相互作用。每根管5可具有，例如，相互位于不同角度距离处的三排喷嘴或喷射口5e。在安装装置时，转动该管和/或塞住该一排或多排孔中的一个或多个喷射口或全部所述喷射口，可将该管设定到最佳状态，所述插塞没有孔即封闭的或者具有喷嘴，该喷嘴具有直径相同或不同的喷孔，这样自管中流出的流体的流动方向和流量对于相关的燃烧过程而言将是最佳的。
外筒5a和内管5b都具有一封闭的内端，并在某种程度上容纳有三个环绕该内管5b螺旋延伸的冷却剂管5c。该冷却剂管5c的外端具有一连接件，例如一种速接联轴节，其由一套管51遮盖并用于与一根柔性冷却剂供应管30相互作用。用于另一根柔性管的一连接件，例如一种速接联轴节由一类似的套管5f遮盖，冷却剂经由该柔性管离开。
该冷却剂管5c的内端敞开，这样离开该管的冷却剂在外筒5a、内管5b与冷却剂管5c之间限定的空间内获得一螺旋回流通道5i。图3所示装置使得管5的冷却非常有效。
图5所示剖视图想要说明的是，用于清洗装置的外壳11具有两个或多个相互对向的钢针，该钢针由夹持部件支承并起到刷子的作用，其中所述夹持部件随着管5移入及移出燃烧室3而绕该管5进行一种受控且受引导的旋转运动，从而利用所产生的离心力来有效地清洗该管。
更具体的，刷子8位于由可旋转轴杆41支承的夹持件40上，该轴杆41的一端具有一齿轮42，该齿轮42抵靠着一固定安装的齿轮43的内齿转动。该轴杆41经由一滚珠轴承50、一衬瓦51以及夹持件49装配到滑轮48上。转动力经由与滑轮48相配合的电机驱动链47传递出去，图中未表示驱动所述链的电机。该滑轮48再安装成通过V形轮44与齿环43相作用，该V形轮44与该齿环43边缘上的类似的V形槽相啮合。
由于所述构造，刷子8高速旋转并猛烈地，尽管也温和地，击扫管5，以有效地驱除烟灰和其它微粒堆积物。该管的轴向位移还导致了对整个筒表面及其上设置的喷孔的处理。通过解开轴杆41的螺帽和螺栓从而松开该轴杆41后，可以很容易的整体更换部件39及其钢针8。
图7表示了一个拧入管5中的孔5e内的插塞9。该插塞9具有一个摄像机镜头60，该镜头60可通过导线连接61对燃烧过程进行在线研究和/或光电记录。这样可通过发送信号给例如一压力及流量调节鼓风机或吹风机来改变室3内的燃烧过程。图示镜头60为一种广角镜头，其原则上可以满足整个炉床，并连续且直接地在控制室内的显示屏上或经由视频显示整个炉床。
插塞9包括许多小直径的排出孔63，通过该排出孔63喷射空气，该空气由输送给燃烧室3的压缩空气组成，来清洗镜头60和冷却所述镜头。
还通过在前述螺旋通道内的环绕冷却剂即水来冷却该镜头60及其导线连接66，从而可保持其没有堆积物。通过参照图5描述的刷子系统完成的“较粗糙”的清洗过程在这方面也是一种贡献因素。
容纳于插塞9内的摄像机镜头60的部分距该插塞的周边有一定距离，以便从冷却的管壁传递对流能及辐射能给该镜头。尽管未表示，该管5还具有一电机，依靠该电机通过一种链传动设备(未示出)，该管可顺时针或逆时针转动180°。
因此就可以通过该摄像机镜头60依靠计算机辅助图象分析来连续地改变方向、流率以及从插塞5g，5h(图8)中排出的气体压力，从而可响应于图象分析所产生的信号及信息实现一种有效的燃烧过程，该图象分析与根本条件的变化有关。
在装配及调整该流体供应装置时，要认真考虑来决定哪些喷孔5e应敞开，因而哪些喷孔应塞上。在作出这个决定时还可利用摄像机。还很重要的一点是要结合所述分析，了解管5所处的燃烧区内的温度。在管自身的帮助下，即通过将一温度传感器放置在所述管的内端区域内，例如图3所示的所述管的封闭内端壁内，可决定这个重要参数。
通过步进式地插入该管，例如一次半米，并在每次管的插入过程停止时读取温度，可实现当前温度带的准确绘制。在这个过程中也可使用摄像机。
在已经绘制完这些温度带的传播后，可决定应敞开哪些喷嘴9以及应塞上哪些喷嘴以获得最好的功能。在测试过程中还可转动该管，所述管如前面提到的那样是可转动的。
在图6及图8A-8C所示的实施例的情况下，该管具有三排喷孔5e，该三排喷孔位于相互不同的角度距离处，例如角度距离分别为90°、120°和150°。当一排中的所有喷孔5e都装配有图8A所示种类的盲插塞5f时，流体的两个排出喷射可限定有关该管5已转动位置的相互对应角。
其余的喷孔5e可分别装配有图8B和图8C所示种类的喷嘴5g和5h，从而还可调节自该管中流出的流量。例如，可将具有小孔的喷嘴5g设置于靠近该管的外端，而将具有大孔的喷嘴5h拧入该管的内端。这就可以在该管的纵向上获得不同的流量。
可使用几种不同类型的螺纹喷嘴5g，5h，例如孔直径为5，10，12，15和20mm。
图9和图10表示了一种双重密封装置35，其功能类似于两个可变光圈或快门，且其位于连接法兰36上，该连接法兰36用于在供应装置的内侧连接到炉壁2a上，所述内侧具有一个底缘47。该密封装置35具有在密封设备37上的两列密封件，该密封设备37为一圆环形式且其包括一个转向法兰49，一中央螺栓39可转动地支承所述密封设备，且所述密封设备具有弧形槽38，螺栓39可在该槽38内移动。
每个转向法兰49还具有弧形槽，螺栓39可在该槽内移动。该转动法兰49具有一个转向臂40，依靠该转向臂40，法兰49可通过装配在框架部件10上的一气压缸或液压缸(未示出)的活塞杆(未示出)而转动，所述法兰49的转动使得密封件37根据该法兰的转动方向径向朝外或者径向朝内移动。
该密封件的径向朝内移动导致所述密封件与管5邻接。当朝另一个方向转动时，该密封件移开与管5的接合，从而可轴向移动该管。
如自图10中明显所见，该双重密封装置35的两部分轴向分离。经由设置在外围的风向袋或短接管45将一流体输送给中间空间42，在图示情况下该流体为第二气体。这样在空间42内维持一相对于锅炉的超压，该超压可在管5处于插入位置时防止燃烧室3泄漏。
经由一条单独的管道(未示出)给该风向袋45供应第二气体，该第二气体与输送给燃烧室的一样。这样供应的流体就具有了两种用途。
在实际中已发现所述种类的双重密封装置，其具有结合管的轴向移动用于密封目的的单独的第二气体供应，比仅具有单套前述种类密封件的装置更有效，该单套密封件的作用类似于一个可变光圈或快门。该装置还确保了采用摄像机镜头60的前述调整过程的结果的可靠性。
图10中的参考数字47代表与双重密封装置相关联的底缘，而参考数字48代表一种间隔元件，49代表两个转向法兰以及50代表两个导向缘。
该炉子设备的维护同正常一样进行，首先移出用过的微型组件，再通过将新微型组件连接在所移出组件先前占据的地方来应用新组件。为了获得最好的功能，在开始使用新微型组件之前进行前述类型的测试。所移出的微型组件的维护与修理可在例如工厂里进行。
在典型的可使用本发明的供应装置的燃烧设备的情况下，管通常具有3-6米的长度。但也可采用较长及较短的管长度。供应装置的微型组件的结构使得该装置较容易适应不同的个别情况所要求的管长度。
权利要求
1.一种用于给生热设备例如锅炉、锻烧炉或熔炉(2)的燃烧室(3)供应流体的供应装置，其中，该供应装置包括a)管(5)，其被支承于所述生热设备的外部并包括沿周边上的孔(5e)，b)驱动装置(20-27)，用于经由所述生热设备的壁中的开口将所述管(5)轴向移入及移出该生热设备，c)装置(13-16)，用于可移动地在所述管的外端支承所述管，该装置被构造为可使所述管绕其纵轴转动，d)装置(5g)，位于所述管(5)的外端用于连接一柔性管(7)，所述柔性管(7)的功能是自一供应源输送流体，e)转动部件，例如钢针(8)或刷子，用于结合所述管的向内和/或向外的移动清洗所述管，f)装置(30)，用于输送冷却剂给所述管(5)，g)在所述管(5)内的一个或多个优选为具有螺纹的孔(5e)，所述孔适合于接收插塞(9；5f，5g，5h)，该插塞优选地为能够拧入所述孔内的插塞，所述供应装置的特征在于所述一个或多个插塞(9)内具有摄像机镜头(60)，所述摄像机镜头通过相关的导线连接(61)可以进行在线研究和/或光电记录，它们可用于改变室(3)内的燃烧过程。
2.根据权利要求1的一种供应装置，其特征在于至少一个所述镜头(60)为广角镜头。
3.根据权利要求1或2的一种供应装置，其特征在于所述插塞具有环绕所述镜头的输出孔(63)，通过该输出孔可以排出清洗和冷却流体。
4.根据权利要求3的一种供应装置，其特征在于所述清洗和冷却流体与输送给所述燃烧室(3)的流体相同。
5.根据权利要求3或4的一种供应装置，其特征在于所述镜头(60)及位于所述插塞(9)内的所述镜头部分距离所述插塞的周边表面有一径向距离，以便能够将对流能及辐射能自冷却管壁传递给所述镜头。
6.根据权利要求1-5中任一项的一种供应装置，其中所述管具有一外筒表面(5a)，该外筒表面具有沿周边上的容纳所述插塞的孔，其特征在于一或多条冷却剂管(5c)在该外筒表面(5a)和内管(5b)之间延伸或螺旋延伸，其中所述一或多条冷却剂管(5c)的内端敞开且所述内管(5b)的和所述外筒(5a)的内端封闭，以便在所述外筒(5a)、所述内管(5b)及所述一或多条冷却剂管(5c)之间的空间里形成一条螺旋流体回流通道(5a)。
7.根据权利要求6的一种供应装置，其特征在于所述螺旋冷却剂管用所述管和所述环绕筒之间的壁代替。
8.根据权利要求1-7中任一顶的一种供应装置，其包括用于使所述管转动的驱动装置，其特征在于在计算机辅助图象分析的帮助下，响应于所述图象分析所获得的有关燃烧室内燃烧状况的信号和信息，通过所述管的喷嘴来调节所供应流体的流出方向、流率以及流体压力。
9.根据权利要求1-8中任一项的一种供应装置，其中所述管具有一种密封装置(35)，该密封装置(35)环绕壁(2a)中的开口并具有密封件，所述密封件在它们的密封位置与所述管(5)啮合，同时驱动装置(40)可将所述密封件移动至第一位置及第二位置，在所述第一位置，所述管(5)可以自由地轴向移动，在所述第二位置，所述密封件与在设定位置处的所述管密封接合，其特征在于双列密封件(37)轴向分隔开设置；且至少在所述管(5)位于插入状态时，所述两列密封件之间的空间(42)保持处于一过压之下。
10.根据权利要求9的一种供应装置，其特征在于经由一条单独的管道从所述供应源输送流体给所述中间空间(42)，该流体与输送给管(5)和燃烧室的流体是一样的，例如第二气体。
全文摘要
一种用于给熔炉(2)或技术上相当的设备的燃烧室(3)供应流体的装置。该装置具有一管，该管具有沿周边上的孔(5e)且被支承于该熔炉燃烧室(3)的外部，以及具有用于将该管轴向移入及移出所述燃烧室壁中的开口的装置。经由一柔性管(7)供应流体。一种清洗装置设置在该供应装置的外壳内，其功能是当该管向内和/或向外移动时清洗该管。具有喷嘴作用的螺纹插塞被拧入一或多个孔(5e)内，通过该插塞将流体输送给燃烧室。该插塞之一(9)具有一种摄像机镜头(60)，该摄像机镜头能够对该室(3)内的燃烧过程进行在线研究和/或光电记录。
文档编号F23M11/00GK1395666SQ0180367
公开日2003年2月5日 申请日期2001年1月12日 优先权日2000年1月14日
发明者乌尔夫·哈格斯特伦, 埃里克·努勒柳斯 申请人:伊科姆股份公司