可縮回式點火系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可縮回式點火系統(tǒng)。一種一體化可縮回式噴燃器點火系統(tǒng)包括：噴燃器，其具有出口面和流動通道，流動通道包括與噴燃器的出口面基本重合的前端，以及定位在流動通道的前端后方的氣體入口；點火器，其包括高電壓電極，高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過絕緣體而形成點火器的末端，點火器可滑動地安裝在流動通道內(nèi)；促動器，其連接到點火器的后部部分上，并且構造成使點火器在流動通道內(nèi)前進和縮回；以及在點火器和流動通道之間的可滑動密封件，密封件定位在流動通道的氣體入口后方且在點火器的后部部分前方。
【專利說明】可縮回式點火系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本申請涉及用于噴燃器的可縮回式點火系統(tǒng)、具有可縮回式火花點火系統(tǒng)的一體化噴燃器，以及用于使用可縮回式點火系統(tǒng)來對噴燃器點火的方法。
【背景技術】
[0002]許多工業(yè)過程(包括在金屬行業(yè)中)使用噴燃器，噴燃器運行較短的時段，并且頻繁地關閉和重新點火。在一些情況下，一天可能需要重新點火幾次。因此，具有這樣的點火系統(tǒng)是必要的，即，該點火系統(tǒng)對于成千上萬次點火循環(huán)是可靠的，而且還能夠在其中常常使用噴燃器的惡劣環(huán)境中運行。
[0003]可靠點火器應當在合適位置處啟動火花，S卩，在燃料和氧化劑以可燃比例混合的地方。對于現(xiàn)有的外部點火器，難以恰當?shù)囟ㄎ稽c火器。
[0004]另外，一旦火焰啟動，點火系統(tǒng)就不起作用，直到噴燃器關閉，并且需要再次點火以重新起動為止。但是，大多數(shù)現(xiàn)有系統(tǒng)在噴燃器運行期間，都將點火器留在爐中，使得點火器暴露于來自火焰和爐的強烈輻射，以及不完全燃燒產(chǎn)物，諸如煤煙，這最終導致點火器受損。因此，點火變得不那么可靠，而且必須頻繁地維護和更換點火器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，提供一種一體化可縮回式噴燃器點火系統(tǒng)，其包括噴燃器和點火器、促動器和可滑動密封件。噴燃器具有出口面和流動通道。流動通道包括與噴燃器的出口面基本重合的前端，以及定位在流動通道的前端后方的氣體入口。點火器包括高電壓電極，高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過絕緣體而形成點火器的末端，并且點火器可滑動地安裝在流動通道內(nèi)。促動器連接到點火器的后部部分上，并且構造成使點火器在流動通道內(nèi)前進和縮回?？苫瑒用芊饧邳c火器和流動通道之間定位在流動通道的氣體入口后方且在點火器的后部部分前方。
[0006]一方面，促動器是構造成以氣動的方式使點火器前進和以氣動的方式縮回點火器的雙向氣動促動器。
[0007]另一方面，氣動促動器包括把手，把手連接到點火器的后部部分上，以使得在沒有供應加壓空氣時，能夠以手動的方式使點火器前進和縮回。
[0008]另一方面，密封件包括安裝到點火器的外表面上且沿著流動通道的內(nèi)表面可滑動地密封的密封塊。備選地，密封件包括安裝到流動通道的內(nèi)表面上且沿著點火器的外表面可滑動地密封的密封塊。
[0009]另一方面，流動通道接地，使得當點火器前進時，在高電壓電極和流動通道的前端之間產(chǎn)生間隙，跨過該間隙可產(chǎn)生電弧。備選地，點火器進一步包括接地電極，接地電極至少部分地包圍絕緣體，使得在高電壓電極和接地電極之間形成間隙，跨過該間隙可產(chǎn)生電弧。
[0010]另一方面，導引部件位于點火器外表面和流動通道的內(nèi)表面之間，以及位于流動通道氣體入口和前部面之間，導引部件用于將點火器定位在流動通道內(nèi)。導引部件可固定到點火器上，以隨點火器前進和縮回。備選地，導引部件可固定到流動通道上，以在點火器前進和縮回時保持不動。
[0011]另一方面，促動器構造成將點火器縮回到縮回位置，在該位置上，點火器的末端凹進流動通道內(nèi)。備選地，促動器構造成將點火器縮回到縮回位置，在該位置上，點火器的末端向前方延伸超過流動通道的前端。
[0012]流動通道可為燃料通道或氧化劑通道。
[0013]一方面，系統(tǒng)進一步包括構造成在接收到控制信號之后將高電壓提供給高電壓電極的高電壓變壓器，并且促動器構造成在接收到控制信號之后，使點火器前進，以及在控制信號中止之后，使點火器縮回。系統(tǒng)還可包括在對噴燃器供應燃料的燃料管道中的燃料螺線管閥，燃料螺線管閥構造成在接收到控制信號之后打開，以使得能夠有燃料流。在一個變型中，流動通道是氧化劑通道，燃料管道構造成對流動通道提供燃料流，并且燃料螺線管進一步構造成在控制信號中止之后關閉，以停止燃料流。另一方面，系統(tǒng)還可包括在對噴燃器供應氧化劑的氧化劑管道中的氧化劑螺線管閥，氧化劑螺線管閥構造成在接收到控制信號之后打開，以使得能夠有氧化劑流。
[0014]另一方面，促動器構造成在火焰檢測器檢測到噴燃器的出口面前方有火焰時，縮回點火器。
[0015]在另一個實施例中，描述了一種用于安裝在具有出口端的噴燃器的流動通道中的可縮回式點火系統(tǒng)?？煽s回式點火系統(tǒng)包括:點火器，其包括高電壓電極，高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過絕緣體而形成點火器的末端，點火器可滑動地安裝在噴燃器的流動通道內(nèi)；以及促動器，其連接到點火器的后部部分上，并且構造成以氣動的方式使點火器相對于出口端前進和以氣動的方式縮回點火器。可滑動密封件定位在點火器和流動通道之間，密封件定位在通入流動通道中的氣體入口后方且在點火器的后部部分前方。
[0016]一方面，點火器進一步包括至少部分地包圍絕緣體的接地電極。接地電極可延伸超過絕緣體。接地電極可包括從接地電極的邊緣沿徑向向內(nèi)延伸向高電壓電極的杯形部件。備選地，接地電極可包括沿徑向向外突出的唇緣。
[0017]在另一個實施例中，描述一種用于對具有出口面和流動通道的噴燃器點火的方法。方法包括使位于流動通道內(nèi)的點火器前進到前進位置，在該位置上，點火器的末端與噴燃器的出口面對齊，或者在出口面前方。點火器包括高電壓電極，高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過絕緣體而形成末端。方法進一步包括在點火器處于前進位置時，將高電壓供應到高電壓電極，以及在滿足縮回條件時，使點火器沿向后方向從前進位置縮回到縮回位置。點火器未偏置向前進位置或縮回位置。
[0018]一方面，方法進一步包括與使點火器前進的步驟基本同時啟動通往高電壓電極的高電壓。另一方面，方法進一步包括與縮回點火器的步驟基本同時中止通往高電壓電極的高電壓。
[0019]一方面，縮回條件是定時器期滿。另一方面，縮回條件是檢測到噴燃器的出口面前方有火焰。
[0020]一方面，方法進一步包括使氣體以高動量流過流動通道，其中，在縮回位置上，點火器的末端在噴燃器的出口面前方。[0021]另一方面，方法進一步包括使氣體以低動量流過流動通道，其中，在縮回位置上，點火器的末端在流動通道內(nèi)。
[0022]本文公開的系統(tǒng)的各方面可單獨使用，或者彼此結合起來使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1A是包括安裝在流動通道內(nèi)的可縮回式點火器的可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的橫截面圖，其中，點火器處于縮回位置。
[0024]圖1B是圖1A中的可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的橫截面圖，其中，點火器處于前進位置。
[0025]圖2是顯示可縮回式點火系統(tǒng)的另一個實施例的橫截面圖。
[0026]圖3是可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的末端部分的分解圖，其中，點火器包括高電壓電極和接地電極。
[0027]圖4是可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的末端部分的分解圖，其中，點火器包括高電壓電極，并且流動通道的端部用作接地電極。
[0028]圖5是可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的末端部分的分解圖，其中，點火器包括杯形末端。
[0029]圖6是可縮回式點火系統(tǒng)的實施例的末端部分的分解圖，其中，點火器包括擴口末端。
[0030]圖7是點火系統(tǒng)的示例性控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]圖1A和IB顯示可縮回式噴燃器點火系統(tǒng)10的實施例。系統(tǒng)10包括形成流動通道22的管道20，以及安裝在流動通道22內(nèi)的點火器40。流動通道22可為燃料流動通道或氧化劑流動通道。管道20安裝在具有出口面102的噴燃器100內(nèi)。當噴燃器100安裝在爐中時，出口面102可在爐中的燃燒區(qū)附近。備選地，噴燃器的出口面102可在設置在噴燃器100和爐之間的預燃器(未顯示)附近。點火系統(tǒng)10可用于任何構造的具有任何數(shù)量的單獨的或同軸的燃料和氧化劑流動通道的噴燃器中。點火系統(tǒng)10可安裝成使得點火器40在任何形狀的流動通道中，包括(但不限于)圓形流動通道、環(huán)形流動通道和橢圓形或基本長方形流動通道。
[0032]點火系統(tǒng)還可用于燃燒任何類型的燃料的噴燃器中，包括氣態(tài)燃料、液體燃料、固體燃料和它們的任何組合。如本領域中已知的那樣，在液體燃料的情況下，可提供霧化噴嘴，而在固體燃料的情況下，可對粉末燃料或粉碎燃料提供氣態(tài)載流流體。因而，當在本文論述使用燃料氣體時，要理解的是，如果燃料包括在載流氣體中的霧化液體燃料和粉末固體燃料的一種或多種，點火器系統(tǒng)將同樣有效地工作。
[0033]管道20包括內(nèi)表面28、前端30，以及具有沿徑向突出的凸緣34的后端32。通入流動通道22中的氣體入口 24定位在前端30后方。氣體(氧化劑或燃料)被提供給氣體入口 24，并且流過流動通道22，而且在流動通道22的前端30排出。在描繪的實施例中，流動通道22的前端30與噴燃器100的出口面102基本重合，要理解的是，基本重合包括流動通道22的前端30相對于噴燃器的出口面102略微凹進或略微突出。[0034]點火器40包括連接到高電壓電源(諸如典型地由點火變壓器提供的那個)上的高電壓電極42。如本領域已知的那樣，點火變壓器提供高得足以跳過空氣間隙或跨過空氣間隙產(chǎn)生火花的高電壓。通常，這個高電壓為大約6000伏至大約14000伏，這能夠跳躍高達大約0.025〃至大約0.250〃間隙。在示例性點火器中，大約7500伏的高電壓與大約0.090〃至大約0.125"的間隙結合起來使用。在下面參照圖7更詳細地描述用于高電壓電極42的控制系統(tǒng)500。高電壓電極42具有限定點火器40的末端50的前端。
[0035]高電壓電極42被絕緣體44包圍。絕緣體可為能夠阻止高電壓電極42和管道20的內(nèi)表面28之間產(chǎn)生電弧的任何電絕緣材料，包括(但不限于)陶瓷材料。如本領域中理解的那樣，當高電壓電極42和噴燃器或點火器的接地部件之間的可用距離足夠大(S卩，充分大于產(chǎn)生電弧的間隙)時，空氣間隙可用作絕緣體。在描繪的實施例中，接地電極46包圍絕緣體44。點火器40可滑動地安裝在流動通道22內(nèi)，以使得點火器能夠相對于管道20的前端30前進和縮回。點火器40可居中(例如，同軸)定位在流動通道22內(nèi)。備選地，與流動通道22的另一側(cè)相比，點火器可定位成較接近流動通道22的一側(cè)，這取決于用于對噴燃器點火的末端50的期望位置。
[0036]點火器40可在流動通道22內(nèi)在縮回位置和前進位置之間可滑動地移動。圖1A中顯示了示例性縮回位置，并且在圖1B中顯示了示例性前進位置。在縮回位置上，點火器40定位成使得末端50在燃燒區(qū)后方，以及基本得到保護而不受直接暴露于隨火焰出現(xiàn)的極端溫度狀況引起的過熱的影響。這有助于防止點火器40由于過熱以及碳和其它微粒物質(zhì)淀積在高電壓電極42和接地電極46上而受損。特別地，使點火器40凹進會有助于當點火器40定位在燃料通道中時保護點火器40不結焦，以及當點火器40位于氧化劑通道中時保護點火器40不氧化。在其中渣料或熔化裝料可往回飛濺到噴燃器100上的爐中，諸如在用于熔化金屬的爐中，縮回位置還有助于保護點火器40的末端50免受這樣的飛濺的影響。
[0037]取決于應用，縮回位置可使點火器40的末端50定位成凹進管道20內(nèi)，或者將末端50定位成超過管道20的前端30。在圖1A中指示凹進距離Dkecess，注意，此距離可為正(即，末端50從前端30凹進)或負(即，末端50延伸超過前端30)。為了描述，噴燃器可被認為是“低動量”或“高動量”，這取決于氣體流過流動通道22的速度。雖然兩個動量狀態(tài)之間的界限有些模糊，在本文使用大約200 ft/s的速度，但是可使用范圍為大約150 ft/s和大約300 ft/s的不同界限來達到相同的區(qū)別。此外，要理解的是，流速且因而對應的點火器位置連續(xù)改變，使得在本文中將噴燃器略微隨意地分成“低動量”和“高動量”僅是為了示出在定位點火器時可考慮的一些考量，以實現(xiàn)可靠點火。
[0038]對于低動量噴燃器，例如其中流過流動通道22的氣體以小于或等于大約200 ft/s的速度流動的噴燃器，處于縮回位置的末端50將在前端30后方凹進流動通道22內(nèi)達一距離，可基于若干運行參數(shù)來調(diào)節(jié)該距離，包括(但不限于)燃料和氧化劑的氣體速度，以及爐的運行溫度和狀況。在一個實施例中，凹進距離為至少大約1/2"，而在另一個實施例中為至少大約I"。
[0039]但是，對于高動量噴燃器，例如其中流過流動通道22的氣體以大于大約200 ft/s的速度流動使得火焰或燃燒區(qū)從噴燃器面102升起的噴燃器，處于縮回位置的末端50可凹進流動通道22內(nèi)，或者定位在管道20的前端30略微前方。由于氣體流的高動量和燃燒區(qū)相對于噴燃器面102的位置，即使未完全縮回到管道20內(nèi)，點火器40仍然可得到保護。將縮回位置設定在管道20的前端30前方的一個優(yōu)點是減少點火器的促動行程，即，縮回位置和前進位置之間的距離。盡管如此，即使對于高動量噴燃器，使點火器40至少略微在管道20內(nèi)縮回往往可為合乎需要的，以保護點火器末端50不受爐的輻射，以及由于靠近火焰而引起的高水平輻射、煤煙熏黑和氧化的影響。
[0040]在前進位置上，點火器40的末端50定位在燃料和氧化劑之間的交接部處或附近，在該交接部處存在的混合物在特定燃料和氧化劑富化水平的點火極限內(nèi)。在前進位置上，點火器40的末端50典型地與噴燃器100的出口面102基本對齊，或者在出口面102前方。取決于燃料類型、流動通道22的大小、在流動通道22中流動的氣體的類型(燃料或氧化劑)，以及燃料和氧化劑離開噴燃器100的速度，可沿軸向(即，相對于噴燃器100的出口面102向前方或后方)和沿徑向(即，沿著流動通道22的軸線，或者相對于軸線偏移)調(diào)節(jié)點火器40的末端50的位置。特別地，雖然描繪的實施例顯示點火器40居中定位在流動通道22內(nèi)，但要理解的是，點火器40可定位成相對于流動通道22的中心偏移，或者甚至在流動通道22的壁附近不遠處，以將末端50的前進位置定位在期望對噴燃器100實現(xiàn)可靠點火的地方。特別是對于高動量噴燃器，將點火器40定位在流動通道22的壁附近(相對于流動通道軸線偏移)，以限制點火器末端50在到達混合區(qū)之前必須前進的距離，可為必要的。
[0041]促動器70構造成在流動通道22內(nèi)在縮回位置和前進位置之間促動點火器40。在描繪的實施例中，促動器70包括通過固定支承件74安裝到管道20上的促動器缸體72。促動器缸體72驅(qū)動柱塞76，柱塞76通過連接部件78連接到點火器40的后部部分52上。優(yōu)選以氣動的方式驅(qū)動促動器缸體72，以避免需要對噴燃器100提供額外的電接線。在一個實施例中，促動器缸體72可包括用以將點火器偏置到縮回位置的彈簧，并且以氣動的方式促動促動器缸體72，以將點火器驅(qū)動到前進位置。
[0042]在另一個實施例中，如描繪的那樣，促動器缸體72是沿兩個方向被加壓空氣驅(qū)動的雙向氣動缸體。如顯示的那樣，在氣動缸體72上提供兩個空氣入口連接件71a和71b。如參照圖1A、1B和7的示例性實施例可理解的那樣，當加壓空氣供應到空氣入口連接件71b且空氣入口連接件71a排氣時，促動器缸體72沿前進方向促動柱塞76，從而使點火器40從圖1A的縮回位置前進到圖1B的前進位置。類似地，當加壓空氣供應到空氣入口連接件71a且空氣入口連接件71b排氣時，促動器缸體72沿縮回方向促動柱塞，從而使點火器40從圖1B的前進位置縮回到圖1A的縮回位置。
[0043]手動凸塊或把手80從連接部件78向外延伸，以使得在失去用于驅(qū)動氣動缸體72的空氣壓力的情況下，能夠以手動的方式促動點火器40。
[0044]雙向或雙方向氣動驅(qū)動式缸體優(yōu)于彈簧偏置式單向氣動驅(qū)動式缸體，因為彈簧偏置式機構在其中將可能使用點火系統(tǒng)10的惡劣環(huán)境中不那么穩(wěn)定可靠，而且還因為在失去加壓空氣的情況下，彈簧偏置式機構將在一個位置上失效，而且更難以手動的方式將其促動到另一個位置。
[0045]可滑動密封件60位于點火器40和管道20之間。密封件60定位在流動通道22的氣體入口 24后方且在點火器40的后部部分52前方，以便提供阻止在流動通道22中流動的氣體在流動通道20的后端32處泄漏出去的密封。在圖1A和IB中描繪的實施例中，密封件60包括靠在點火器40的外表面41上進行密封且固定到外表面41上的密封塊62,以及承座在密封塊62的外壁66中的一對密封部件64。密封部件64靠在管道20的內(nèi)表面28上進行密封。密封件60 (包括密封塊62和密封部件64)隨點火器40在縮回位置和前進位置之間行進，并且持續(xù)靠在密封管道20的內(nèi)表面28進行密封。密封部件64由與在流動通道22中流動的氣體相容的材料制成。密封部件64可為O形圈。另外，要理解的是，雖然顯示了串聯(lián)的兩個密封部件64，但也可將密封件60構建成具有一個密封部件64或串聯(lián)的三個或更多個密封部件64。
[0046]在圖2中顯示的備選實施例中，密封件160包括靠在管道的內(nèi)表面28上進行密封且固定到內(nèi)表面28上的密封塊162，以及一對密封部件164，該對密封部件164承座在密封塊162的內(nèi)壁166中，并且靠在點火器40的外表面41上進行密封。
[0047]特別是在惡劣且布滿灰塵的環(huán)境中，促動器70和點火器40的后部部分52(包括密封件60)優(yōu)選容納在密封封罩中，以保護促動器70的活動構件和密封件60免受灰塵和微粒的影響。
[0048]可將點火器的若干實施例構建成功能等效物，并且在圖3-6中顯示了四個示例性點火器的前部部分。圖3顯示了如圖1A和IB中那樣的點火器40，其中，高電壓電極42和絕緣體44被接地電極46包圍。接地電極46可完全包圍絕緣體44。備選地,接地電極46可僅圍繞絕緣體44而延伸一半。接地電極46連接到電接地件上(未顯示)。在描繪的實施例中，高電壓電極42和接地電極46突出超過絕緣體44達距離DTIP，使得足夠量的電極42和46暴露于彼此，以允許在高電壓供應到高電壓電極42時，產(chǎn)生電弧或火花。Dtip優(yōu)選為至少1/32"，以及小于大約1/4"，而且可為大約1/16"。
[0049]圖4顯示點火器140，其中高電壓電極142和絕緣體144未被接地電極包圍，而是管道20的前端30本身改為用作接地電極。在這個實施例中，高電壓電極142可包括延伸末端148，延伸末端148沿徑向向外朝管道20的前端30突出，以產(chǎn)生合適間隙，用于在點火期間產(chǎn)生電弧。
[0050]圖5和6顯示特別可用來對高動量噴燃器點火的點火器。圖5顯示點火器240具有被絕緣體244包圍的高電壓電極242，它們兩者至少部分地被接地電極246包圍。杯形部件248向前延伸，并且從接地電極246沿徑向向內(nèi)延伸，以在杯形部件248和高電壓電極242之間產(chǎn)生合適的電弧間隙。杯形部件248可與接地電極246成一體，或者固定到接地電極246上。杯形部件248用來干擾流經(jīng)點火器40的末端50的氣體的動量，以及產(chǎn)生更容易點火的再循環(huán)或低速氣穴。
[0051 ] 圖6顯示點火器340具有被絕緣體344包圍的高電壓電極342，它們兩者至少部分地被接地電極346包圍。唇緣或凸緣248從接地電極346沿徑向向外突出。唇緣248延伸到離開流動通道22的氣體流中，并且干擾該氣體流，從而在點火器40的末端50處產(chǎn)生再循環(huán)區(qū)，再循環(huán)區(qū)會加強燃料和氧化劑混合，并且在末端50附近產(chǎn)生較低速度的可點火混合物。
[0052]為了相對于管道20將點火器40定位在期望位置上，可提供導引部件90，如圖1A、IB和2中顯示的那樣。在一些實施例中，點火器40可基本在流動通道22內(nèi)居中。在其它實施例中，與流動通道22的另一個壁相比，點火器40可偏移到更接近流動通道22的一個壁的位置，使得在前進位置上，點火器40的末端50將位于燃料和氧化劑之間的混合區(qū)中。
[0053]在描繪的實施例中，導引部件90具有固定到點火器40的外表面41上的轂94，以及從轂94沿徑向向外延伸且接觸管道20的內(nèi)表面28的多個幅條92。導引部件90隨著點火器40在縮回位置和前進位置之間移動。墊子96由低摩擦材料(諸如PTFE)制成，墊子96可安裝在幅條92的徑向外端上，以防止損傷管道20的內(nèi)表面28。優(yōu)選最大程度地減少幅條92的數(shù)量，以限制導引部件90引起的流干擾量，要理解的是，需要至少兩個幅條92來定位點火器40，而且三個或更多個幅條92對于對點火器40提供穩(wěn)定支承可為優(yōu)選的。
[0054]在備選實施例中(未顯示)，導引部件90可包括多個幅條和墊子，幅條固定到管道20的內(nèi)表面28上，并且從內(nèi)表面28沿徑向向內(nèi)延伸，墊子用以有利于使幅條沿著點火器40的外表面41滑動。在這個實施例中，在點火器40相對于導引部件90在縮回位置和前進位置之間移動時，導引部件90相對于管道20保持不動。
[0055]在圖7中顯示用于點火系統(tǒng)10的示例性控制系統(tǒng)500。當噴燃器100將被點火時，控制器(未顯示)提供點火控制信號502。點火控制信號502發(fā)送到點火變壓器510和四向螺線管閥520。四向螺線管閥520具有氣動源輸入526、連接到氣動缸體72上的空氣入口連接件71a上的第一氣動輸出522、連接到氣動缸體72上的空氣入口連接件71b上的第二氣動輸出524，以及排氣口 528。閥520具有兩個位置，并且構造成使得當閥520處于第一位置時，第一輸出522連接到源輸入526上，并且第二輸出524連接到排氣口 528上，以及當閥520處于第二位置時，第一輸出522連接到排氣口 528上，并且第二輸出524連接到源輸入526上。
[0056]在沒有點火控制信號502的情況下，點火變壓器510未被激勵，并且沒有高電壓信號發(fā)送到點火器40。另外，四向螺線管閥520在第一位置上被去激勵，使得氣動源輸入526通過第二輸出524連接到氣動缸體72上的空氣入口連接件71a上，而空氣入口連接件71b通過第一輸出522連接到排氣口 528上，從而使點火器40處于縮回位置。
[0057]在接收到點火控制信號502之后，點火變壓器510被激勵，并且將高電壓信號512發(fā)送到點火器40的高電壓電極42，從而使點火器40產(chǎn)生電弧，或者產(chǎn)生可用來對噴燃器100點火的火花?；就瑫r，在接收到點火控制信號502之后，四向螺線管閥520被激勵到第二位置，使得氣動源輸入526通過第一輸出522連接到氣動缸體72上的空氣入口連接件71b上，而空氣入口連接件71a則通過第二輸出522連接到排氣口 528上，從而使點火器40移動到前進位置。只要提供了點火控制信號502，點火變壓器510就繼續(xù)將高電壓信號512發(fā)送到點火器，并且點火器被氣動缸體72保持在前進位置上。
[0058]當滿足縮回條件時，點火控制信號502中止。在點火控制信號502中止之后，點火變壓器510被去激勵，并且點火器40停止產(chǎn)生電弧。基本同時，四向螺線管閥520被去激勵，從而使點火器40移動到縮回位置?？s回條件可為點火定時器期滿、火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到點火，或者指示應當停用點火器40的任何其它條件。
[0059]控制系統(tǒng)500還可包括在對噴燃器100供應燃料的燃料管道中的燃料螺線管閥(未顯示)。燃料螺線管閥可將燃料供應到容納點火器40的流動通道22，或者供應到噴燃器100中的另一個流動通道。在接收到點火控制信號502之后，燃料螺線管閥打開，以使得能夠有燃料流。在一個實施例中，燃料螺線管閥將燃料供應到燃料通道，一旦噴燃器100點火，燃料通道將繼續(xù)接收燃料，并且因而即使在點火器40縮回且火花已經(jīng)停止時，燃料螺線管也保持打開。在另一個實施例中，燃料螺線管閥將燃料供應到燃料引燃件(fuelpilot)，并且因而燃料螺線管在點火控制信號502中止之后關閉。燃料引燃件可為噴燃器100中的單獨專用流動通道。在一個實施例中，對燃料引燃件提供流動通道22中的氧化劑，并且燃料流在點火控制信號502中止之后停止。
[0060]在另一個實施例中，控制系統(tǒng)500還可包括在對噴燃器100供應氧化劑的氧化劑管道中的氧化劑螺線管閥(未顯示)。氧化劑螺線管閥可將氧化劑供應到容納點火器40的流動通道22，或者供應到噴燃器100中的另一個流動通道。在接收到點火控制信號502之后，氧化劑螺線管閥打開，以使得能夠有燃料流。在一個實施例中，氧化劑螺線管閥將氧化劑供應到氧化劑通道，一旦噴燃器100點火，氧化劑通道將繼續(xù)接收氧化劑，并且因而即使在點火器40縮回且火花已經(jīng)停止時，氧化劑螺線管也保持打開。在另一個實施例中，氧化劑螺線管閥將氧化劑供應到僅用于點火的氧化劑管道，并且因而氧化劑螺線管在點火控制信號502中止之后關閉。
[0061]本發(fā)明在范圍上不受示例中公開的特定方面或?qū)嵤├南拗?，示例意于說明本發(fā)明的幾方面，并且功能相同的任何實施例都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。除了本文顯示和描述的那些之外，本發(fā)明的各種修改對本領域技術人員將是顯而易見的，并且意于落在所附權利要求的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種一體化可縮回式噴燃器點火系統(tǒng)，包括: 噴燃器，其具有出口面和流動通道，所述流動通道包括與所述噴燃器的所述出口面基本重合的前端，以及定位在所述流動通道的所述前端后方的氣體入口 ； 點火器，其包括高電壓電極，所述高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過所述絕緣體而形成所述點火器的末端，所述點火器可滑動地安裝在所述流動通道內(nèi)； 促動器，其連接到所述點火器的后部部分上，并且構造成使所述點火器在所述流動通道內(nèi)前進和縮回；以及 在所述點火器和所述流動通道之間的可滑動密封件，所述密封件定位在所述流動通道的所述氣體入口后方且在所述點火器的所述后部部分前方。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述促動器是構造成以氣動的方式使所述點火器前進和以氣動的方式縮回所述點火器的雙向氣動促動器。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動促動器包括把手，所述把手連接到所述點火器的所述后部部分上，以使得在沒有供應加壓空氣的情況下，能夠以手動的方式使所述點火器前進和縮回。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在地，所述密封件包括安裝到所述點火器的外表面上且沿著所述流動通道的內(nèi)表面可滑動地密封的密封塊。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述密封塊包括安裝到所述流動通道的內(nèi)表面上且沿著所述點火器的外表面可滑動地密封的密封件。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流動通道接地，使得當所述點火器前進時，在所述高電壓電極和所述流動通道的所述前端之間產(chǎn)生間隙，跨過該間隙可產(chǎn)生電弧。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述點火器進一步包括至少部分地包圍所述絕緣體的接地電極，使得在所述高電壓電極和所述接地電極之間形成間隙，跨過該間隙可產(chǎn)生電弧。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括位于所述點火器的外表面和所述流動通道的內(nèi)表面之間且位于所述流動通道氣體入口和前部面之間的導引部件，所述導引部件用于將所述點火器定位在所述流動通道內(nèi)。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導引部件固定到所述點火器上，以隨所述點火器前進和縮回。
10.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述導引部件固定到所述流動通道上，以在所述點火器前進和縮回時保持不動。
11.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述促動器構造成將所述點火器縮回到縮回位置，在該位置上，所述點火器的所述末端凹進所述流動通道內(nèi)。
12.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述促動器構造成將所述點火器縮回到縮回位置，在該位置上，所述點火器的所述末端向前方延伸超過所述流動通道的所述前端。
13.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流動通道是燃料通道。
14.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流動通道是氧化劑通道。
15.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括高電壓變壓器，所述高電壓變壓器構造成在接收到控制信號之后，將高電壓提供給所述高電壓電極，其中，所述促動器構造成在接收到所述控制信號之后，使所述點火器前進，以及在所述控制信號中止之后，縮回所述點火器。
16.根據(jù)權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在對所述噴燃器供應燃料的燃料管道中的燃料螺線管閥，所述燃料螺線管閥構造成在接收到所述控制信號之后打開，以使得能夠有燃料流。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，流動通道是氧化劑通道，其中，所述燃料管道構造成將燃料流提供給所述流動通道，以及其中，所述燃料螺線管進一步構造成在所述控制信號中止之后關閉，以停止燃料流。
18.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括在對所述噴燃器供應氧化劑的氧化劑管道中的氧化劑螺線管閥，所述氧化劑螺線管閥構造成在接收到所述控制信號之后打開，以使得能夠有氧化劑流。
19.根據(jù)權利要求1 所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述促動器構造成在火焰檢測器檢測到在所述噴燃器的所述出口面前方存在火焰時，縮回所述點火器。
20.一種用于安裝在噴燃器的流動通道中的可縮回式點火系統(tǒng)，所述流動通道具有出口端，包括: 點火器，其包括高電壓電極，所述高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過所述絕緣體而形成所述點火器的末端，所述點火器可滑動地安裝在所述噴燃器的所述流動通道內(nèi)； 促動器，其連接到所述點火器的后部部分上，并且構造成以氣動的方式使所述點火器相對于所述出口端前進和以氣動的方式縮回所述點火器；以及 在所述點火器和所述流動通道之間的可滑動密封件，所述密封件定位在通入所述流動通道中的氣體入口后方且在所述點火器的所述后部部分前方。
21.根據(jù)權利要求20所述的可縮回式點火系統(tǒng)，其特征在于，所述點火器進一步包括至少部分地包圍所述絕緣體的接地電極。
22.根據(jù)權利要求21所述的可縮回式點火系統(tǒng)，其特征在于，所述接地電極延伸超過所述絕緣體。
23.根據(jù)權利要求21所述的可縮回式點火系統(tǒng)，其特征在于，所述接地電極包括從所述接地電極的邊緣沿徑向向內(nèi)延伸向所述高電壓電極的杯形部件。
24.根據(jù)權利要求21所述的可縮回式點火系統(tǒng)，其特征在于，所述接地電極包括沿徑向向外突出的唇緣。
25.—種對噴燃器點火的方法，所述噴燃器具有出口面和流動通道，所述方法包括: 使位于所述流動通道內(nèi)的點火器前進到前進位置，在該位置上，所述點火器的末端與所述噴燃器的所述出口面對齊，或者在所述出口面前方，所述點火器包括高電壓電極，所述高電壓電極由絕緣體包圍，并且延伸超過所述絕緣體而形成所述末端； 在所述點火器處于所述前進位置時，將高電壓供應到所述高電壓電極；以及 當滿足縮回條件時，使所述點火器沿向后方向從所述前進位置縮回到縮回位置； 其中，所述點火器未偏置向所述前進位置或所述縮回位置。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，進一步包括: 與使所述點火器前進的步驟基本同時啟動通往所述高電壓電極的高電壓。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，其特征在于，進一步包括:與使所述點火器縮回的步驟基本同時中止通往所述高電壓電極的高電壓。
28.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，所述縮回條件是定時器期滿。
29.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，所述縮回條件是檢測到所述噴燃器的所述出口面前方有火焰。
30.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，進一步包括: 使氣體以高動量流過所述流動通道； 其中，在所述縮回位置上，所述點火器的所述末端在所述噴燃器的所述出口面前方。
31.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，進一步包括: 使氣體以低動量流過所述流動通道； 其中，在所述縮回位 置上，所述點火器的所述末端在所述流動通道內(nèi)。
【文檔編號】F23Q3/00GK103968416SQ201410038892
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2013年2月4日
【發(fā)明者】M.D.布津斯基, S.P.岡戈利, W.O.利特倫塔, R.J.亨德肖特, L.S.澤爾森 申請人:氣體產(chǎn)品與化學公司