具有分级氧供应的氧燃料燃烧器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及燃烧器组件，并且特别地涉及氧燃料燃烧器组件。更特别地，本公开涉及具有燃料输送系统和分级氧供应系统的燃烧器。
【发明内容】
[0002]提供了一种用于将氧和燃料组合以产生火焰的燃烧器装置。在示例性实施例中，燃烧器装置包括燃烧器块，其被形成为包括下游火焰室连通的氧流动通道和被布置成延伸通过氧流动通道并被构造成向火焰室中排出燃料的燃料排出喷嘴。
[0003]在示例性实施例中，燃烧器装置包括氧输送系统，其包括氧接收室、初级氧供应壳体以及分级氧供应导管。氧接收室适合于从氧源接收加压氧，并且向初级氧供应壳体供应加压初级氧的恒流，并且还向分级氧供应导管供应加压分级氧的恒流。氧排出喷嘴被布置成在朝向火焰室的方向上延伸通过初级氧供应壳体和氧流动通道。
[0004]在本公开的示例性实施例中，初级氧在压力下从在初级氧供应壳体中提供的初级氧室通过氧流动通道且围绕氧排出喷嘴流入火焰室中而与从喷嘴排出的燃料混合而在上游的第一级燃烧区中产生易燃氧一燃料混合物。此混合物被点燃以产生火焰。第一级燃烧区位于火焰室中，远离初级氧供应壳体并接近于火焰的根部处。
[0005]分级氧在压力下通过在燃烧器块中形成并与火焰室分离的分级氧供应导管从氧接收室流入在燃烧器装置中提供并被联接到火焰室的出口的火焰接收通道而向更接近于火焰尖端的位于火焰接收通道中的第二级燃烧区提供分级氧流。通过促使某些燃烧氧作为分级氧朝着火焰尖端流过分级氧导管，可以减少氮的氧化物排放并增加辐射传热。
[0006]在示例性实施例中，氧接收室位于邻近于初级氧供应壳体和在燃烧器块中形成的分级氧供应导管处。氧在压力下从氧源流入氧接收室。
[0007]氧接收室中的某些加压氧作为初级氧从氧接收室通过与初级氧室且与氧接收室连通的若干恒流氧进入孔口流入初级氧供应壳体的初级氧室中。这样，在形成于初级氧供应壳体中的初级氧室中至少保持最低水平的加压初级氧。在示例性实施例中，这些恒流氧进入孔口是圆形的，并且形成在位于初级氧室和氧接收室之间的边界壁中。
[0008]氧接收室中的某些加压氧作为分级氧从氧接收室通过恒流分级氧孔洞流入在燃烧器块中形成的分级氧导管。分级氧导管被布置成以流体连通的方式与位于燃烧器块下游的火焰接收通道连接氧接收室并提供第二级燃烧区。
[0009]提供根据本公开的示例性实施例的可变氧分流系统室为了使得系统操作员能够将氧接收室中尚存的可变量的附加加压氧分流成作为初级氧从氧接收室沿着另一路线流入初级氧供应壳体的初级氧室中而不流过在将初级氧供应壳体的初级氧室与氧接收室分离的公共边界壁中形成的恒流氧进入孔口。激活根据本公开的可变氧分流系统以打开放置在氧分流通道中的氧流量控制阀，这促使更多的初级氧被输送到设置在火焰室中的第一级燃烧区，并且按比例较少的分级氧被输送到设置在下游火焰接收通道中的第二级燃烧区。替代地，可以将氧流量控制阀部分地或完全地闭合以减小用于燃烧器装置的初级氧与分级氧的比。
[0010]所述可变氧分流系统包括以流体连通的方式与初级氧供应壳体的氧供应室连接氧接收室的氧分流通道和被布置成延伸到氧分流通道中并在其中绕着轴旋转以改变从氧接收室通过氧分流通道流入初级氧供应壳体的初级氧室中的加压氧的流量的可旋转氧流量控制阀。在示例性实施例中，与初级氧室相关联的边界壁被形成为包括若干矩形可变流量进氧口，其位于圆形恒流氧进入孔口的上游，并被布置成通向氧分流通道中并与之连通。
[0011]在考虑举例说明目前感知的执行本公开的最佳方式的示例性实施例时，本公开的附加特征将变得对于本领域的技术人员而言明显。
【附图说明】
[0012]详细描述特别地参考附图，在所述附图中:
图1是氧燃料燃烧器的沿着图2的线1-1截取的剖视图，示出了燃料排出喷嘴的第一实施例，其被构造成传导燃料并提供用于在由氧排出喷嘴传导的燃料被暴露于氧以产生被点燃的易燃氧一燃料混合物时产生平焰的装置，并且示出所述燃料排出喷嘴被布置成延伸通过初级氧供应壳体，使得从燃料排出喷嘴排出的燃料在形成于燃烧器块中的火焰室中与初级氧混合，该初级氧在压力下从初级氧供应壳体通过包含燃料排出喷嘴的各部分的氧流动通道流入火焰室中而到达在火焰根部附近的第一级燃烧区(Zl )，并且示出在初级氧供应壳体的下侧上面提供了可变氧分流系统，并且该系统包括可旋转氧流量控制阀，其被安装成用于在被布置成以流体连通的方式与位于初级氧室下面的氧接收室连接初级氧室的氧分流通道中进行人类操作员控制旋转，并被构造成改变被提供用于与从燃料排出喷嘴排出到火焰室中的燃料混合的初级氧的供应，并按比例改变通过分级氧供应导管从氧接收室排出到位于火焰尖端附近的第二级燃烧区(Z2)的分级氧的供应；
图2是图1的氧燃料燃烧器单元的透视图，部分被拆掉以示出水平延伸的燃料排出喷嘴被安装在初级氧供应壳体中并被布置成延伸通过初级氧室并在形成于燃烧器块中的火焰室的出进口(mouth)附近终止，并且示出了阀转子，其被包括在可变氧分流系统中并被构造成提供用于使图1的氧流量控制阀绕着水平旋转轴线旋转以改变作为初级氧从氧接收室排出到形成于初级氧供应壳体中的初级氧室中的加压氧的流量的装置；
图3A是图2的氧燃料燃烧器单元的一部分的放大透视图，省略了燃料排出喷嘴并拆掉了初级氧供应壳体的各部分以示出位于初级氧室中的竖直延伸氧扩散器筛、在氧扩散器筛下游的位置上的通向火焰室的氧流动通道的进口，并且氧供应壳体的边界壁(例如，底板)被形成为包括八个圆形下游恒流进氧孔口，其位于氧扩散器筛的上游并与在边界壁下面提供的氧接收室连通，以促使氧接收室中尚存的加压氧作为初级氧而恒定地流入初级氧供应壳体的氧供应室中以便通过氧流动通道的进口流入火焰室中，并且显示初级氧供应壳体边界壁(例如，底板)还被形成为包括三个矩形上游可变流量进氧口，其与位于初级氧供应壳体下面的边界壁(例如，地板)下面，使得通过氧流量控制阀的操作被分流成流过氧分流通道的补充初级氧通过这三个矩形上游可变流量进氧口进入初级氧供应壳体的初级氧室中；
图3B是类似于图3A的透视图，示出了一系列的十二个分级氧进口，其通向形成于燃烧器块中的分级氧导管中以允许氧接收室中尚存的加压氧中的某些作为分级氧恒定地流过分级氧导管而到达在火焰尖端附近的第二级燃烧区，如在图1中所表示的；
图4A是从另一观点所取的图3A和3B的燃烧器单元的透视图，并且现在示出燃料排出喷嘴的一部分，其位于初级氧供应壳体的初级氧室中并被布置成通过在氧扩散器筛中形成的开口朝着火焰室延伸，并且示出了被从侧线圆形下游恒流进氧口中的四个向上排出并越过燃料排出喷嘴进入设置在喷嘴和初级氧供应壳体的顶板之间的初级氧室的上区的初级氧的流动；
图4B是类似于图4A的视图，但示用阴影线示出了燃料排出喷嘴的一部分以图示出被从中央圆形恒流下游氧进口中的四个和三个矩形上游可变流量进氧口沿着在燃料排出喷嘴下面的路径排出并通过设置在喷嘴和初级氧供应壳体的底板之间的初级氧室的下区朝向火焰室的初级氧的流动；
图5是沿着图1的线5-5截取的剖视图，示出了在初级氧供应壳体的底板中形成的三个矩形上游半硫进氧口和八个圆形下游恒流进氧口；
图6是沿着图1的线6-6截取的剖视图；
图7是沿着图1的线7-7截取的剖视图，示出了初级氧供应壳体的下游竖直壁被形成为包括通向火焰室的氧流动通道的进口和(在其下面)通向在燃烧器块中形成的分级氧导管中的一系列的十二个分级氧孔洞；
图8是图1和2的氧燃料燃烧器单元的下游末端的视图，示出了火焰室的进口 ；
图9-18示出了将改变从氧接收室到初级氧供应壳体的初级氧室中的初级氧的流量并按比例改变从氧接收室通过分级氧供应导管的分级氧的流量的在外部阀转子的控制下的氧分流通道中的可旋转氧流量控制阀的各种旋转位置；
图9是示出了处于第一位置上的阀转子的侧面立视图；
图10是示出了处于全开第一位置上的氧控制阀的剖视图；
图11是示出了处于第二位置上的阀转子的侧面立视图；
图12是示出了从第一位置开始旋转通过约22.5°的角的处于几乎打开第二位置上的氧控制阀的剖视图；
图13是示出了处于第三位置上的阀转子的侧面立视图；
图14是示出了从第一位置开始旋转通过约45°的角的处于水平第三位置的氧控制阀的剖视图；
图15是示出了处于第四位置的阀转子的侧面立视图；
图16是示出了从第一位置开始旋转通过约63°的角的处于部分闭合第三位置的氧控制阀的剖视图；
图17是示出了处于第五位置的阀转子的侧面立视图；
图18是示出了处于闭合第五位置的氧控制阀的剖视图；以及
图19和20是示出了所选质量流量比对比指定“孔数”的图表，所述“孔数”表示图1、10、12、14、16以及18中所示的可旋转氧控制阀的阀打开的程度。
【具体实施方式】
[0013]如图1和2中所表示的，在氧燃料燃烧系统14的燃烧器装置12中包括燃料排出喷嘴10。燃烧器装置12包括喷嘴支撑固定器20，其被联接到被形成为包括火焰室24的燃烧器块22，如在图1和2中表示的。在使