專利名稱：引燃器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于點(diǎn)燃可燃流體流的引燃器以及包括這種引燃器的燃燒器。
背景技術(shù)：
燃燒器已知可用于燃燒破壞流體流中的有害物質(zhì)。燃燒可以通過(guò)明火式裝置或者輻射式燃燒裝置在燃燒室內(nèi)進(jìn)行。在如圖6中部分示出的明火式燃燒器50內(nèi)，流體流52與燃料氣體58 —起作為混合物通過(guò)燃燒室56的入口討被引入。混合物由引燃器62中的引燃火焰60點(diǎn)燃并作為燃燒有害物質(zhì)的明火64燃燒。引燃器62包括噴射管66，具有靠近燃燒室入口的一端用于引入燃料氣體，燃料氣體由點(diǎn)火器68點(diǎn)燃并隨后在混合物通過(guò)入口 M被引入燃燒室時(shí)點(diǎn)燃混合物。這種燃燒器50存在不少問(wèn)題。相對(duì)于火焰64僅在一個(gè)位置設(shè)有引燃火焰60并且因此火焰的燃燒更容易在靠近引燃火焰的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)，而在遠(yuǎn)離引燃火焰的區(qū)域可能就無(wú)法實(shí)現(xiàn)或者無(wú)法充分地實(shí)現(xiàn)。由此，進(jìn)入燃燒室內(nèi)的混合物可能就無(wú)法完全燃燒，結(jié)果導(dǎo)致有害物質(zhì)從燃燒器中被排出。而且，引燃器中的噴射管通常相對(duì)較細(xì)，并且因此燃料氣體被通過(guò)該管以細(xì)濃縮射流噴射，這就有可能會(huì)干擾火焰64，從而造成混合物的不完全燃燒。 如果設(shè)有多于一個(gè)入口(圖6中未示出)例如用于從多于一個(gè)有害物質(zhì)來(lái)源引入流體流， 那么對(duì)每一個(gè)入口都需要有引燃器，除上述問(wèn)題以外還造成了額外費(fèi)用。在如圖7所示的輻射式燃燒器70中，燃燒室72由圍繞的基本為圓柱形的多孔壁部74構(gòu)成。燃料氣體76通過(guò)入口 80被引入外腔78并流過(guò)多孔壁部74。引燃器82生成引燃火焰84用于在壁部的內(nèi)表面點(diǎn)燃燃料氣體以形成高溫反應(yīng)區(qū)86。堰裝置88形成低溫液體90(通常是水)的堰用于溶解燃燒的流體流中的成分并且用于洗掉顆粒物。低溫液體還冷卻從燃燒器排出的流體以便于對(duì)其進(jìn)行處置。含有至少一種有害物質(zhì)的流體流92通過(guò)入口 94被引入燃燒室72內(nèi)并且通過(guò)在壁部74的表面附近與來(lái)自高溫反應(yīng)區(qū)86的氣體相接觸而燃燒。燃燒也可以通過(guò)由壁部74的相對(duì)表面生成并反射的熱量實(shí)現(xiàn)。EP0694735 中更加詳細(xì)地示出了一種輻射式燃燒器。燃燒器70會(huì)遇到很多問(wèn)題。首先，火焰86在被充分點(diǎn)燃時(shí)是圓柱形，并且由于引燃火焰84僅被設(shè)置在一個(gè)位置，因此高溫反應(yīng)區(qū)86的點(diǎn)燃在該區(qū)域內(nèi)得到保證?；鹧?6 在壁部74遠(yuǎn)離引燃器的區(qū)域可能就無(wú)法燃燒或者無(wú)法充分燃燒。壁部表面中沒(méi)有保持在高溫反應(yīng)區(qū)的區(qū)域可能會(huì)易于沉積顆粒物從而對(duì)多孔壁部造成損壞。而且，冷卻塔附近會(huì)冷卻壁部74，特別是在壁部下部的表面。另外，不會(huì)從進(jìn)一步用于冷卻燃燒室72的冷卻水中反射熱量。因此，流體流92的完全燃燒可能會(huì)隨著燃料/空氣混合物76的不完全燃燒而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。另外，提供單一的相對(duì)高能量集中的火焰可能會(huì)破壞燃燒器脆弱的需要昂貴更換費(fèi)用的多孔壁部
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于點(diǎn)燃可燃流體流的引燃器，該引燃器包括用于將燃料氣體接收到引燃器內(nèi)的入口 ；用于點(diǎn)燃燃料氣體的裝置；以及基本為環(huán)形的管路，沿環(huán)形范圍開(kāi)有圓孔，用于從入口輸送燃料氣體并且使得在燃料氣體被點(diǎn)燃時(shí)生成環(huán)形的引燃火焰。從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明其他的優(yōu)選和/或可選內(nèi)容。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參照附圖介紹本發(fā)明僅作為示例給出的實(shí)施例，在附圖中
圖Ia示出了沿圖2中的線I-I截取的穿過(guò)引燃器的截面； 圖Ib示出了沿圖2中的線J-J截取的穿過(guò)引燃器的截面； 圖2示出了引燃器的正視圖，標(biāo)出了截面線I-I和J-J ； 圖3示出了包括圖1中所示引燃器的明火式燃燒器； 圖4示出了包括圖1中所示引燃器的輻射式燃燒器； 圖5示出了包括圖1中所示引燃器的另一種明火式燃燒器； 圖6示出了現(xiàn)有技術(shù)中的明火式燃燒器； 圖7示出了現(xiàn)有技術(shù)中的輻射式燃燒器； 圖8和9示出了與燃燒器中的堰裝置整體制成的另一種引燃器。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)Dla，Ib和2，示出了用于點(diǎn)燃可燃流體流的引燃器10。引燃器包括入口 12， 入口 12可以包括用于將燃料氣體14接收到引燃器內(nèi)的文氏管裝置，燃料氣體包括燃料和空氣/氧氣的混合物。點(diǎn)火裝置16例如火花點(diǎn)火器或點(diǎn)火電極被設(shè)置用于點(diǎn)燃燃料氣體 14?；緸榄h(huán)形的管路18沿環(huán)形范圍開(kāi)口形成圓孔20。管路18從入口向圓孔輸送燃料氣體。在流出圓孔20的燃料氣體被點(diǎn)燃時(shí)，沿管路徑向生成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰。環(huán)形管路如圖所示為圓形，但是也可以被成形為其他形狀例如正方形、矩形或六邊形。在此，環(huán)形管路通過(guò)360度地輸送燃料氣體并允許氣體從入口流動(dòng)，以使得在將其點(diǎn)燃時(shí)生成環(huán)形的火焰。類似地，生成的環(huán)形火焰不必為環(huán)形，而是可以改為基本對(duì)應(yīng)于管路的形狀。例如，如果管路是矩形，那么即可生成基本為矩形的火焰。如圖la，Ib和2中所示的管路沿其環(huán)形范圍開(kāi)有圓孔20?？籽由焱ㄟ^(guò)360度以允許燃料氣體從管路近似等量地圍繞其圓周流動(dòng)。確定孔的尺寸以確保等流量的燃料氣體被圍繞圓周分配以生成穩(wěn)定的火焰。燃料氣體通常包含燃料例如烴類和氧氣或空氣的混合物。如圖1和2中所示，管路18沿徑向內(nèi)部的環(huán)形范圍開(kāi)口以使得圓孔20徑向向內(nèi)。 在通過(guò)點(diǎn)火裝置16點(diǎn)燃燃料氣體14時(shí)，在管路中徑向向內(nèi)地生成環(huán)形的引燃火焰用于圍繞要被點(diǎn)燃的流體流。在其他的設(shè)置方式中，管路可以沿軸向開(kāi)口，例如在圖2中面朝上的表面上開(kāi)口或者從頁(yè)面向外開(kāi)口。盡管生成的引燃火焰為環(huán)形，但是只需要一個(gè)點(diǎn)火器16，原因在于一旦在點(diǎn)火器區(qū)域內(nèi)點(diǎn)燃火焰，火焰就可以輕易地圍繞引燃器的圓周擴(kuò)散。因此，點(diǎn)火裝置16如圖所示被設(shè)置在引燃器圓周內(nèi)的單個(gè)位置并且在使用時(shí)點(diǎn)燃燃料氣體以形成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰。引燃火焰可能在點(diǎn)燃之后并不始終都是完整的環(huán)形，原因在于燃料氣體的流量可能不會(huì)圍繞圓周完全等量地分配或者流體流偶爾可能會(huì)熄滅部分環(huán)形火焰。但是，通常在使用中引燃器都能夠生成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰。檢測(cè)或測(cè)量裝置可以圍繞引燃器間隔設(shè)置用于檢測(cè)或測(cè)量引燃器的特性例如火焰的存在性或者燃料氣體的流量或壓力。這樣的測(cè)量裝置可以反饋至用于引燃器的可以被連接至燃料氣體供給閥或點(diǎn)火裝置的控制裝置。圖1 Ib和2中基本為環(huán)形的管路18包括用于從入口 14接收燃料氣體的充氣室 22以及用于從充氣室向圓孔20輸送燃料氣體以形成連續(xù)環(huán)形引燃火焰的圓形通道M。在使用中充氣室22圍繞管路18的環(huán)形范圍在等壓下基本等量地分配燃料氣體以使得在被點(diǎn)燃時(shí)連續(xù)的環(huán)形引燃火焰以大致相同的強(qiáng)度和尺寸基本上均勻地圍繞管路的環(huán)形范圍燃燒。這種設(shè)置方式有助于生成環(huán)形和完整的引燃火焰。管路18內(nèi)的氣體壓力可以在接近入口 12的區(qū)域內(nèi)達(dá)到最大。所以，離開(kāi)圓孔20 的氣體量可以在入口附近達(dá)到最大并且因此環(huán)形火焰可以在入口 12附近達(dá)到最大。如上所述的充氣室裝置用于圍繞管路等量地分配氣體。另外可以看出入口 12并未與通道部分 M對(duì)齊。相反通過(guò)入口進(jìn)入的氣體在通過(guò)圓孔離開(kāi)引燃器之前必須沿曲折的路徑流動(dòng)。用這種方式，如圖Ia和Ib中所示的與入口相對(duì)的充氣室表面以及擋板的上表面就用作燃料氣體流動(dòng)的擋板。引燃器可以由單片或者隨后被固定在一起的兩片或多片金屬材料模制而成。通道部分M或者引燃器中與引燃火焰接觸或緊密地靠近的其他部分可以由耐熱或耐火材料例如陶瓷材料或金屬譬如不銹鋼構(gòu)成。優(yōu)選的要避免金屬表面與引燃火焰相接觸，原因在于這樣可能會(huì)生成不合需要的氮氧化物。在使用時(shí)，燃料氣體被引入管路22并圍繞管路輸送以使其能夠從圓孔20流出。 在建立起通過(guò)孔的流動(dòng)之后，點(diǎn)火裝置16點(diǎn)燃燃料氣體，從而生成從孔徑向向內(nèi)延伸并且基本為環(huán)形結(jié)構(gòu)的引燃火焰。向管路內(nèi)引入燃料氣體的速率以及孔的尺寸被選擇用于降低向充氣室22內(nèi)逆燃的可能性。在這方面，火焰速度應(yīng)該小于燃料氣體的前進(jìn)速度?；鹧嫠俣染褪腔鹧嫦蚱湓慈剂虾脱趸瘎┓祷氐乃俣取Ｇ斑M(jìn)速度就是基本上沿徑向向內(nèi)的方向輸送氣體通過(guò)孔并且在速率上應(yīng)該大于火焰速度的速度。在氣體混合物離開(kāi)孔時(shí)，它會(huì)擴(kuò)散開(kāi) (扇狀)，由此減小前進(jìn)速度。前進(jìn)速度與火焰速度相等的固定區(qū)域因此就恰好在孔的出口以外。如果制成引燃器主體部分的材料是金屬，那么例如由陶瓷制成的耐火部分可以被設(shè)置在孔20的區(qū)域內(nèi)。引燃器在該實(shí)例中包括第一或下方的引燃器面板116，其和第二或上方的引燃器面板117 —起形成了充氣室22、通道部分M和圓孔20。第一和第二引燃器面板可以通過(guò)任意合適的方式例如螺栓被固定在一起。墊片121被圍繞引燃器面板間隔設(shè)置，用于將第一引燃器面板與第二引燃器面板隔開(kāi)。墊片確保通道部分M和圓孔20得以圍繞引燃器被準(zhǔn)確和均勻地成形。在該實(shí)例中為點(diǎn)火電極的點(diǎn)火裝置16延伸穿過(guò)第一引燃器面板的壁部并通過(guò)鍛造系統(tǒng)被制成為不透氣的。點(diǎn)火電極伸入圓孔內(nèi)以在燃料氣體流過(guò)孔時(shí)提供點(diǎn)火源。入口 12被成形在第一引燃器面板116內(nèi)，可以用接頭鎖緊螺母部件將其密封。明火式燃燒器27包括圖3中部分示出的引燃器10。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖3中并未詳細(xì)示出引燃器10。
流體流四與燃料氣體35 —起作為混合物通過(guò)燃燒室33的入口 31被引入。混合物由引燃器10中的引燃火焰37點(diǎn)燃并作為燃燒有害物質(zhì)的明火39燃燒。盡管在圖3中僅示出了火焰37中的半圓形部分，但是引燃火焰37是環(huán)形并且因此在流體流和燃料氣體的混合物通過(guò)入口 31進(jìn)入燃燒室33時(shí)圍繞流體流和燃料氣體的混合物。如本文中所用的術(shù)語(yǔ)“水平引燃器”被用于描述圖示的裝置，其中引燃器基本上垂直于進(jìn)入燃燒器內(nèi)的氣流方向延伸。通常燃燒器如圖所示為立式，并且在此情況下引燃器通常是水平的。因此，混合物被從所有側(cè)面?zhèn)认虮┞督o引燃火焰，從而確保了混合物的相對(duì)完全燃燒。這種設(shè)置方式構(gòu)成了對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，在現(xiàn)有技術(shù)中只有靠近引燃火焰的流體流部分可以穩(wěn)定地燃燒。另外，由于圓孔20相對(duì)較大并且火焰因此是低能量分布的火焰，所以流過(guò)孔的燃料氣體不會(huì)明顯地干擾主火焰39。參照?qǐng)D4，示出了包括引燃器10的輻射式燃燒器沈，用于從流體流觀中去除有害物質(zhì)。燃燒器沈包括燃燒區(qū)域，燃料氣體可以在其中燃燒以用于使流體流燃燒。在這種設(shè)置方式中，燃燒區(qū)域由被基本為圓柱形的壁部32圍繞的腔室30 構(gòu)成。壁部32是多孔的以允許燃料氣體由此通過(guò)進(jìn)入燃燒室內(nèi)用于在壁部的內(nèi)表面上燃燒。燃料氣體34通過(guò)入口 38被引入外腔室36并流過(guò)壁部32。壁部可以構(gòu)成直圓柱體、橢圓柱體、拋物柱體或雙曲柱體，以使壁部形成燃料氣體34可以在其上燃燒徑向向內(nèi)輻射熱量并使流體流燃燒的表面。還應(yīng)該理解引燃器10被設(shè)置為遠(yuǎn)離燃燒器空間有限的頂部或頭部。堰裝置44形成低溫液體46(通常是水)的堰用于溶解燃燒的流體流中的成分并且用于洗掉顆粒物。低溫液體還冷卻從燃燒器排出的流體以便于方便地對(duì)其進(jìn)行處置。引燃器10在圖4中以簡(jiǎn)化形式示出并且位于壁部36下方以及燃燒室30和堰裝置44之間。在使用時(shí)，引燃器10生成環(huán)形火焰40，不過(guò)在圖4中僅示出了環(huán)形火焰的半圓形部分。引燃火焰40在壁部的內(nèi)表面上點(diǎn)燃燃料氣體以形成火焰42。含有至少一種有害物質(zhì)的流體流28通過(guò)入口 48被引入燃燒室30內(nèi)并且通過(guò)在壁部74的表面附近與高溫反應(yīng)區(qū)42相接觸而燃燒。引燃器10被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)連續(xù)的環(huán)形引燃火焰40和基本為圓柱形的壁部32沿其各自的環(huán)形范圍接近，從而使得流過(guò)基本為圓柱形的壁部的燃料氣體34能夠被有效地點(diǎn)燃并且保持表面上的火焰。由于環(huán)形引燃火焰40確保了火焰42下部所有的圓周范圍都被點(diǎn)燃并保持燃燒，因此壁部32整個(gè)內(nèi)表面上的燃料氣體34的燃燒就得以增強(qiáng)。另外，引燃器10被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)連續(xù)的環(huán)形引燃火焰40熱隔離主燃燒反應(yīng)區(qū)42的底部免受由堰裝置上流過(guò)的相對(duì)低溫液體46產(chǎn)生的冷卻效果的影響。因此，得以在反應(yīng)區(qū)42底部更加有效地生成熱量，從而在最接近堰的底部改善來(lái)自于燃燒室的排放，例如一氧化碳和烴類(CxHy)排放。表1示出了在測(cè)試本發(fā)明實(shí)施例時(shí)觀測(cè)到的改進(jìn)。表 權(quán)利要求
1.一種用于點(diǎn)燃可燃流體流的引燃器，所述引燃器包括用于將燃料氣體接收到引燃器內(nèi)的入口 ；用于點(diǎn)燃燃料氣體的裝置；以及基本為環(huán)形的管路，沿環(huán)形范圍開(kāi)有圓孔，用于從入口輸送燃料氣體并且使得在燃料氣體被點(diǎn)燃時(shí)生成環(huán)形的引燃火焰。
2.如權(quán)利要求1所述的引燃器，其中所述管路沿徑向內(nèi)部的環(huán)形范圍開(kāi)口以使得在燃料氣體被點(diǎn)燃時(shí)在管路中徑向向內(nèi)地生成環(huán)形的引燃火焰。
3.如權(quán)利要求1或2所述的引燃器，其中在被點(diǎn)燃時(shí)，所述引燃火焰圍繞引燃器的環(huán)形范圍是連續(xù)的。
4.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的引燃器，其中所述點(diǎn)火裝置由火花點(diǎn)火器構(gòu)成。
5.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的引燃器，其中點(diǎn)火裝置由單個(gè)點(diǎn)火器構(gòu)成并且在使用時(shí)點(diǎn)燃燃料氣體以形成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰。
6.如以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的引燃器，其中基本為環(huán)形的管路包括用于從入口接收燃料氣體的充氣室以及用于從充氣室輸送燃料氣體以構(gòu)成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰的圓形通道。
7.如權(quán)利要求6所述的引燃器，其中在使用中充氣室圍繞管路的環(huán)形范圍以基本相等的壓力分配燃料氣體以使得在被點(diǎn)燃時(shí)連續(xù)的環(huán)形引燃火焰基本上均勻地圍繞管路的環(huán)形范圍燃燒。
8.一種用于從流體流中去除有害物質(zhì)的燃燒器，所述燃燒器包括燃燒區(qū)域，燃料氣體可以在其中燃燒以用于使流體流燃燒；以及如權(quán)利要求1至7所述的引燃器，用于點(diǎn)燃燃燒室內(nèi)的燃料氣體。
9.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中所述燃燒區(qū)域由腔室構(gòu)成，具有圍繞的基本為圓柱形的壁部，用于經(jīng)壁部將燃料氣體引入燃燒室內(nèi)以在由引燃器點(diǎn)燃時(shí)在所述壁部的表面上燃燒，從而能夠使流過(guò)所述腔室的流體流燃燒。
10.如權(quán)利要求9所述的燃燒器，其中所述引燃器被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)環(huán)形的引燃火焰和壁部沿其各自的環(huán)形范圍接近，從而使得流過(guò)壁部的燃料氣體能夠被有效地點(diǎn)燃并且保持表面上的火焰。
11.如權(quán)利要求10所述的燃燒器，包括位于燃燒室下游的堰裝置，用于接收燃燒的燃料流，其中引燃器被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)環(huán)形的引燃火焰熱隔離基本為圓柱形的壁部免受堰裝置上流過(guò)的相對(duì)低溫液體的影響。
12.如權(quán)利要求8至11中的任意一項(xiàng)所述的燃燒器，所述燃燒區(qū)域包括燃燒室上游的入口，用于將流體流和燃料氣體作為混合物引入燃燒區(qū)域內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的燃燒器，其中所述混合物在所述入口處由在基本為圓柱形的壁部表面上形成的火焰點(diǎn)燃。
14.如權(quán)利要求13所述的燃燒器，其中所述引燃器位于基本為圓柱形的壁部和入口之間，用于在入口處點(diǎn)燃混合物以及在基本為圓柱形的壁部表面上點(diǎn)燃燃料氣體。
15.如權(quán)利要求8所述的燃燒器，其中所述燃燒區(qū)域包括燃燒室上游的入口，用于將流體流和燃料氣體作為混合物引入燃燒區(qū)域內(nèi)，并且所述引燃器被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)環(huán)形引燃火焰圍繞要被燃燒的混合物。
16.如權(quán)利要求14所述的燃燒器，其中包括通往燃燒室的多個(gè)入口，用于將多股流體流和燃料氣體作為相應(yīng)的混合物引入燃燒室內(nèi)，并且所述引燃器被設(shè)置為使得在被點(diǎn)燃時(shí)環(huán)形引燃火焰圍繞要被燃燒的混合物，從而使得所有的混合物都能夠由所述引燃器點(diǎn)燃。
17.如權(quán)利要求11或12所述的燃燒器，其中堰裝置的一部分與引燃器整體形成，并且其中引燃器包括可關(guān)閉通道，在打開(kāi)時(shí)用于清洗引燃器的水流過(guò)所述通道并在堰上流動(dòng)， 并且在關(guān)閉時(shí)引燃器能夠形成所述環(huán)形火焰。
全文摘要
示出了一種用于點(diǎn)燃可燃流體流的引燃器(10)。引燃器包括用于將包括燃料和空氣/氧氣混合物的燃料氣體(14)接收到引燃器內(nèi)的入口(12)。點(diǎn)火裝置(16)例如火花點(diǎn)火器或點(diǎn)火電極被設(shè)置用于點(diǎn)燃燃料氣體(14)?；緸榄h(huán)形的管路(18)沿環(huán)形范圍開(kāi)口形成圓孔(20)。管路(18)從入口向圓孔輸送燃料氣體。在流出圓孔(20)的燃料氣體被點(diǎn)燃時(shí)，沿管路徑向生成連續(xù)的環(huán)形引燃火焰。
文檔編號(hào)F23G7/06GK102317685SQ201080007435
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者D. 斯坦頓 G. 申請(qǐng)人:愛(ài)德華茲有限公司