專利名稱:帶有點(diǎn)火裝置的燃燒器的制作方法
本發(fā)明涉及一種帶有點(diǎn)火裝置的燃燒器，該燃燒器尤其適合于啟動(dòng)操作。本發(fā)明更特別涉及這樣一種燃燒器，其上有取輔助燃燒器形式的點(diǎn)火裝置，其中送入氣體燃料并由電打火點(diǎn)燃。
對(duì)于燃燒重的，難點(diǎn)燃的燃料，比如煤粉，通常的做法是利用不易吹滅的燃料來產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)地小的啟動(dòng)火焰，用它來點(diǎn)燃主燃料流。這又有必要提供一些裝置來點(diǎn)燃啟動(dòng)火焰，并在點(diǎn)燃主燃料流的過程中使其維持燃著狀態(tài)。如果燃燒操作要在一個(gè)封閉的，限制的和壓縮的空間中進(jìn)行，其點(diǎn)火則通常按兩個(gè)步驟進(jìn)行。首先產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火火焰，該火焰用來點(diǎn)燃一種氣體或液體燃料，由此產(chǎn)生了第二個(gè)相對(duì)大一些的火焰，接著用該火焰點(diǎn)燃主燃料流。以上過程是用以在一個(gè)壓縮燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃一個(gè)燃料流，該過程的進(jìn)行通常是借助于一個(gè)點(diǎn)火裝置和一個(gè)分立的靠氣體或液體燃料工作的啟動(dòng)燃燒器。啟動(dòng)燃燒器不僅是用來點(diǎn)燃主燃料流，還用來在主燃料流導(dǎo)入前，壓縮燃燒室。在主燃料流導(dǎo)入之前，通常由電引燃?xì)怏w火矩焰形成的點(diǎn)火裝置和啟動(dòng)燃燒器要相互仔細(xì)定位，并要相對(duì)于主燃料流方向仔細(xì)定位?？上攵?，這是一個(gè)比較繁重的操作，尤其是因?yàn)辄c(diǎn)火裝置和啟動(dòng)燃燒器安裝在一些開口中，而這要穿過燃燒室的襯耐火材料墻。
對(duì)于分立的點(diǎn)火裝置和啟動(dòng)燃燒器，一個(gè)進(jìn)一步的問題在于，由于操作和/或暴露于燃燒室內(nèi)的輻射，點(diǎn)火裝置可能容易損壞。通常，點(diǎn)火裝置以電火花工作的，該電火花是位于裝置進(jìn)入端的火花塞產(chǎn)生的，從保護(hù)火花塞自身不受機(jī)械損傷來講，這樣的火花塞位置是有利的。然而，從火花塞在此位置裝置的熱負(fù)荷來講，將火花塞布置在點(diǎn)火裝置的進(jìn)入側(cè)是不理想的。整個(gè)裝置都受到火焰高溫的影響，該火焰是由從火花塞發(fā)出的火花產(chǎn)生的。
為了解決由于采用點(diǎn)火裝置和分立啟動(dòng)燃燒器而產(chǎn)生的以上問題，已經(jīng)有人提出將點(diǎn)火裝置合并到啟動(dòng)燃燒器中，由此該點(diǎn)火裝置就得到啟動(dòng)燃燒器的保護(hù)，而不受熱或機(jī)械沖擊的影響。然而，已知的自帶點(diǎn)火裝置的啟動(dòng)燃燒器是相當(dāng)復(fù)雜和不方便的，由于這種燃燒器還要帶有適當(dāng)?shù)幕鹧嫣綔y(cè)裝置，使其更為復(fù)雜。德國書2933060中描述了一個(gè)燃燒器與點(diǎn)火裝置結(jié)合的實(shí)例。在該已知裝置里，點(diǎn)火裝置大體上居中地布置在一個(gè)啟動(dòng)燃燒器中。盡管該裝置在其示出的實(shí)施例中具有相對(duì)簡單的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)注意所示裝置未配備有火焰探測(cè)裝置，而該探測(cè)裝置對(duì)于控制燃燒器的工作是很重要的。應(yīng)當(dāng)了解，如果燃燒器是用在一個(gè)高壓燃燒室中，在點(diǎn)火裝置中產(chǎn)生的點(diǎn)火火焰就易被熄滅，接著，為了防止爆炸性混合物在燃燒室中集中，燃燒器的啟動(dòng)就要被中斷。因此，點(diǎn)火裝置和啟動(dòng)燃燒器的啟動(dòng)和工作就應(yīng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明的目的是要提供一種帶有點(diǎn)火裝置的燃燒器，該燃燒器結(jié)構(gòu)簡單并且配備有保證穩(wěn)定的和準(zhǔn)確的工作的裝置。
按照本發(fā)明，帶有點(diǎn)火裝置的燃燒器包括一個(gè)大體上是園柱形的外殼;一個(gè)具有敞開內(nèi)端的管狀元件，該內(nèi)端形成一個(gè)火焰口，所說管狀元件大體上同心地就位在外殼中;一個(gè)大體環(huán)形的前壁伸展在園柱外殼和管狀元件之間;布置在外殼和管狀元件之間所限定的空間中的導(dǎo)管裝置，該導(dǎo)管裝置分別燃料和含氧氣體供應(yīng)到燃料和含氧氣體的出口裝置，該出口裝置各自設(shè)置在環(huán)形前壁中;本燃燒器進(jìn)一步包括用來產(chǎn)生火花的裝置，該裝置設(shè)置在環(huán)形元件中，接近敞開的內(nèi)端，火花產(chǎn)生裝置是由帶有不絕緣外端部的細(xì)長電極構(gòu)成，并且大體同心地設(shè)置在管狀元件中，由此構(gòu)成了一個(gè)環(huán)形空間;還包括用來將可燃?xì)怏w混合物供入所說環(huán)形空間的裝置，環(huán)形空間中設(shè)有導(dǎo)流板組件，該組件處于電極外端的上游并與其毗連。所說擋板組件設(shè)有第一個(gè)通道裝置，用以向電極的外端部發(fā)送低速可燃混合物，還設(shè)有第二個(gè)通道裝置，用以向電極的外端部發(fā)送高速可燃混合物。上述燃燒器還進(jìn)而帶有火焰探測(cè)裝置。
按照本發(fā)明，當(dāng)以上燃燒器工作時(shí)，火花就在燃燒器敞開前端近處產(chǎn)生。該火花引燃通過環(huán)形空間的可燃?xì)怏w混合物，環(huán)形空間是處于管狀壁和細(xì)長電極之間。這樣就在燃燒器的外部產(chǎn)生了一個(gè)前導(dǎo)火焰，與已知點(diǎn)火燃燒器相比，該燃燒器的熱負(fù)荷較小，已知點(diǎn)火燃燒器中，氣體混合物在燃燒器的進(jìn)入部分就已經(jīng)點(diǎn)燃。本發(fā)明提出的燃燒器進(jìn)而對(duì)被導(dǎo)入燃燒室的燃料提供連續(xù)點(diǎn)火，這會(huì)在隨后解釋。由于在管狀元件和電極之間的環(huán)形空間中為低速可燃混合物設(shè)置了一個(gè)通道，火花通過電極發(fā)生后就在管狀元件中形成了一小股穩(wěn)定的先導(dǎo)火焰。這個(gè)穩(wěn)定的先導(dǎo)火焰接著維持流過所說環(huán)形空間的高速可燃混合物的點(diǎn)火?？紤]到該小股先導(dǎo)火焰靠低速可燃混合物產(chǎn)生，本發(fā)明的點(diǎn)火燃燒器對(duì)燃燒室內(nèi)的壓力波動(dòng)較不敏感而保持穩(wěn)定。從管狀元件的中空部分發(fā)出的火焰接著點(diǎn)燃燃料和含氧氣體的混合物，該混合物是通過在環(huán)狀前部中的出口裝置發(fā)送的。到此產(chǎn)生的火焰能用來點(diǎn)燃例如靠煤粉工作的主燃燒器。
上述電極不僅僅用來點(diǎn)燃通過由管狀元件封密的環(huán)形空間的可燃混合物，還可以用來借助電離作用探測(cè)在該環(huán)形空間中產(chǎn)生的火焰。如果有火焰形成，該電極將被充電。
按照本發(fā)明，燃燒器還配備有火焰探測(cè)裝置，它布置成能夠探測(cè)最終在燃燒器外部產(chǎn)生的火焰。這種配備保證了管狀元件中的火焰和形成在燃燒器外面的火焰的分別控制。主火焰探測(cè)系統(tǒng)最好是基于探測(cè)通過光導(dǎo)纖維傳輸?shù)募t外輻射。這種光導(dǎo)纖維裝置節(jié)省空間，而能容易地裝進(jìn)一個(gè)燃燒器通常具有的緊湊的結(jié)構(gòu)中。
本發(fā)明的再一個(gè)方面在于含氧氣體和燃料的分開出口裝置，由于在燃燒器的工作中，含氧氣體和燃料被分別噴入燃燒器外的燃燒空間。根據(jù)這種燃料/氧氣噴射原理，避免了火焰通過氧氣/燃料供應(yīng)裝置回火。如果燃燒器是用在高壓環(huán)境中，含氧氣體和燃料最好以音速供入燃燒室，以使燃燒器的工作不受燃燒室中占優(yōu)勢(shì)的壓力的影響。
現(xiàn)在僅參照附圖舉例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的軸向截面圖;
圖2是圖1所示燃燒器的前視圖;
圖3是圖1中Ⅲ處的細(xì)節(jié)放大圖。
圖示的燃燒器總地用參考號(hào)1表示，它包括一個(gè)大體上園柱形的外殼2，其上有封閉的外端部3和帶有伸入燃燒室5的環(huán)形前壁4的內(nèi)端。環(huán)形前壁4伸展在外殼2和大體上與外殼同軸設(shè)置的管狀元件6之間。管狀元件6具有構(gòu)成火焰出口的敞開前端7。在管狀元件6中設(shè)置有一個(gè)細(xì)長電極8，其前端9從管狀元件6的前端7縮進(jìn)去。細(xì)長電極8大體上與管狀元件6同心，其后端10電氣地連接到一個(gè)火花發(fā)生器11上。離開電極的前端部，電極8由一個(gè)絕緣材料的環(huán)層12包住。例如陶瓷材料。一個(gè)光導(dǎo)纖維13(圖3所示)穿過一個(gè)外殼2中的通槽設(shè)置在管狀元件6中。光導(dǎo)纖維可連接到未視出的接收器和轉(zhuǎn)換器上，以測(cè)量燃燒器工作時(shí)產(chǎn)生的火焰所發(fā)生的光的強(qiáng)度。
為了將可燃混合物供應(yīng)到電極8的非絕緣端，燃燒器上配備有一個(gè)燃料輸入導(dǎo)管14和一個(gè)空氣輸入導(dǎo)管15。輸入導(dǎo)管14和15最好相互布置成使燃料和空氣的完全混合物形成在管狀元件6中。接近電極8的前端9，可燃混合物通過導(dǎo)流板部件16被分成兩部分，導(dǎo)流板部件16上設(shè)有高速可燃混合物用的大體環(huán)形的通道17，以及低速可燃混合物用的大體環(huán)形的通道18，其上有狹窄的供應(yīng)通道19。
燃燒器外殼2進(jìn)而配備有送氧環(huán)形導(dǎo)管20和送燃料環(huán)形導(dǎo)管21，所述導(dǎo)管大體上同心地圍繞管狀元件6布置。導(dǎo)管20和21的外端處配備有噴嘴22和23，噴嘴22和23都大體上均布地配接到毗連的導(dǎo)管中。通過輸入導(dǎo)管24和25，含氧氣體和燃料可以各自送入導(dǎo)管20和21。燃燒器各不同元件之間剩余的空間可用于通過燃燒器外殼的冷卻介質(zhì)的循環(huán)。
為了點(diǎn)燃一個(gè)反應(yīng)器中的主燃燒器，例如其中采用煤粉做燃燒介質(zhì)的，上面參考附圖所描述的燃燒器通過例如一個(gè)自動(dòng)操作的閘閥系統(tǒng)插入反應(yīng)器。該燃燒器達(dá)到其工作位置后就自動(dòng)鎖定。如果煤的燃燒要在升高的壓力下進(jìn)行，就首先在反應(yīng)器內(nèi)部產(chǎn)生所要求的壓力。這樣，除了用來點(diǎn)燃煤流，本啟動(dòng)燃燒器還用來在煤導(dǎo)入反應(yīng)器前，給反應(yīng)器加壓達(dá)到所需壓力。本啟動(dòng)燃燒器分兩步點(diǎn)燃。首先，啟動(dòng)火花發(fā)生器11，在電極8和管狀元件6之間形成火花，點(diǎn)燃沿著電極8通過管狀元件傳送的可燃?xì)怏w混合物，在燃燒器的管狀元件中產(chǎn)生一股小火焰。借助于點(diǎn)燃從在分流板部件16中的通道18發(fā)送的低速混合物，在管狀元件中形成了一小股先導(dǎo)火焰，因此這樣產(chǎn)生的一股小火焰不易熄滅。接著，來自管狀元件6的火焰被用來點(diǎn)燃通過導(dǎo)管21的噴嘴23送出的燃料，同時(shí)通過導(dǎo)管20的噴嘴22提供含氧氣體。在管狀元件6中形成的火焰的電離作用使電極8產(chǎn)生電流，通過檢查電流的存在就可以檢測(cè)管狀元件6中產(chǎn)生的火焰?？吭撊紵髟诜磻?yīng)器中產(chǎn)生的火焰可以借助一個(gè)連接到光異纖維13上的接收器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在反應(yīng)器設(shè)置于所需壓力并且啟動(dòng)燃燒器的火焰充分增大后，煤/氧噴射流就通過主煤燃燒器被導(dǎo)入反應(yīng)器并被點(diǎn)燃。
應(yīng)該了解，所提出的燃燒器的應(yīng)用不局限于去點(diǎn)燃另外的燃燒器。所提出的燃燒器也可以做為一個(gè)帶有自己的點(diǎn)火裝置的主燃燒器進(jìn)行工作。
權(quán)利要求
1、一種帶有點(diǎn)火裝置的燃燒器包括一個(gè)大體上園柱形的外殼；一個(gè)帶有構(gòu)成一個(gè)火焰出口的敞開內(nèi)端的管狀元件，該元件大體上同心地安裝在外殼中；一個(gè)大體上環(huán)形的前壁延伸在園柱形外殼和管狀元件之間；設(shè)置在外殼和管狀元件之間所限定的空間中的導(dǎo)管裝置，分別用以將燃料和含氧氣體供應(yīng)到輸出裝置。該燃料和含氧氣體的輸出裝置各自設(shè)置在環(huán)形前壁里；該燃燒器進(jìn)而包括布置在管狀元件接近敞開內(nèi)端處的火花產(chǎn)生裝置，該火花產(chǎn)生裝置由一個(gè)細(xì)長的電極構(gòu)成，該電極具有一個(gè)非絕緣的外端頭并且大體上同心地布置在管狀元件中，由此構(gòu)成一個(gè)環(huán)形空間；用來將可燃?xì)怏w混合物供應(yīng)到所說環(huán)形空間的裝置；該環(huán)形空間配備有毗連電極的外端頭并在其上游的分流板部件，所說分流板部件設(shè)置有第一個(gè)通道裝置，用以朝著電極的外端頭發(fā)送低速可燃混合物，以及第二個(gè)通道裝置，用以朝著電極的外端頭發(fā)送高速可燃混合物；該燃燒器進(jìn)而配備有火焰探測(cè)裝置。
2、一種如權(quán)項(xiàng)1所述的燃燒器，其中火焰探測(cè)裝置是由連接到一個(gè)光接收器的光導(dǎo)纖維構(gòu)成。
3、一種如權(quán)項(xiàng)2所述的燃燒器，其中所說光導(dǎo)纖維是布置在管狀元件的內(nèi)部。
4、一種如權(quán)項(xiàng)1到3中任何一個(gè)所述的燃燒器，其中分流板部件上帶有為低速可燃混合物而設(shè)的一個(gè)狹窄的供應(yīng)通道和一個(gè)大體上環(huán)形的通道。
5、一種如權(quán)項(xiàng)1到4中任何一個(gè)所述的燃燒器，其中分流板部件上帶有為高速可燃混合物而設(shè)的一個(gè)大體上環(huán)形的通道。
6、一種如權(quán)項(xiàng)1到5中任何一個(gè)所述的燃燒器，該燃燒器帶有一組燃料輸出噴嘴，所說噴嘴布置在環(huán)形前壁中并且大體上均布地圍繞火焰出口配置。
7、一種如權(quán)項(xiàng)1到6中任何一個(gè)所述的燃燒器，該燃燒器帶有一組合氧氣體輸出噴嘴，所說噴嘴布置在環(huán)形前壁中并且大體上均布地圍繞火焰口配置。
專利摘要
用于點(diǎn)燃煤化氣燃燒器的點(diǎn)火裝置。該裝置包括在靠近點(diǎn)火裝置內(nèi)側(cè)端處的產(chǎn)生火花裝置；在點(diǎn)火裝置內(nèi)靠近產(chǎn)生火花裝置處的產(chǎn)生小先導(dǎo)火焰的裝置；以及提供燃料和空氣的裝置，以便在燃燒器外形成火焰而點(diǎn)燃煤/氧混合氣體。
文檔編號(hào)F23C1/12GK85103752SQ85103752
公開日1986年11月19日 申請(qǐng)日期1985年5月16日
發(fā)明者西蒙·德漢 申請(qǐng)人:國際殼牌有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan