火焰扫描器准直仪主体.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980106203.6

申请日:

2009.01.26

公开号:

CN101952662A

公开日:

2011.01.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):F23M 11/04变更事项:专利权人变更前:阿尔斯托姆科技有限公司变更后:通用电器技术有限公司变更事项:地址变更前:瑞士巴登变更后:瑞士巴登|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F23M 11/04申请日:20090126|||公开

IPC分类号:

F23M11/04; F23N5/08; F23N5/24

主分类号:

F23M11/04

申请人:

阿尔斯托姆科技有限公司

发明人:

P·H·蔡斯; W·M·克拉克三世; P·J·富斯科

地址:

瑞士巴登

优先权:

2008.02.19 US 12/033542

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

严志军;谭祐祥

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内容摘要

一种监测由燃烧矿物燃料的燃烧室(117)产生的火焰的火焰扫描器准直仪(201),包括:限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体(300);连接到第二腔室(304)上的第一腔室(302),第一和第二腔室(302,304)限定空心部分,第二腔室(304)比第一腔室(302)具有更大的直径;以及各自在基本与限定主体(300)的纵向轴线(362)相同的方向上延伸的多个槽口(360)。各个槽口(360)延伸通过主体(300)到达第一和第二腔室(302,304),以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。

权利要求书

1: 一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪, 包括 : 限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体 ; 连接到第二腔室上的第一腔室, 所述第一腔室和所述第二腔室限定所述空心部分, 所 述第二腔室比所述第一腔室具有更大的直径 ; 以及 各自在基本与限定所述主体的纵向轴线相同的方向上延伸的多个槽口, 各个槽口延伸 通过所述主体到达所述第一腔室和所述第二腔室, 以允许冷却 / 吹扫空气流通过槽口。
2: 根据权利要求 1 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 各个槽口包括延伸到上部 分的下部分, 各个槽口的下部分基本设置在所述纵向轴线的右侧, 而各个相应的槽口的上 部分基本设置在所述纵向轴线的左侧。
3: 根据权利要求 2 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述下部分和所述上部分 之间的接合部跨越所述纵向轴线。
4: 根据权利要求 3 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述多个槽口中的各个基 本彼此平行, 且所述多个槽口包围限定所述主体的周缘。
5: 根据权利要求 1 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 各个槽口是弯曲的, 具有伸 长的 S 形曲线, 以对在所述准直仪主体的外部和内部流动的冷却 / 吹扫空气产生涡流, 所述 伸长的 S 曲线槽口构造成促使空气湍流经过设置在所述准直仪主体中的透镜。
6: 根据权利要求 5 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述多个槽口通过限定各 个槽口的相对的第一边缘和第二边缘的构造对所述冷却 / 吹扫空气流产生涡流, 且在相邻 槽口之间的所述准直仪主体的截段部分类似于梯形, 在该梯形中, 第一边缘和第二边缘限 定所述梯形的相对的斜边, 对应于所述槽口的上部分的第一边缘的一部分和对应于所述槽 口的下部分的第二边缘的一部分与所述第一边缘和所述第二边缘的剩余部分相比限定更 尖锐的角。
7: 根据权利要求 6 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 随着所述第一边缘朝向所 述纵向轴线延伸, 所述对应于所述槽口的上部分的第一边缘的部分首先朝向所述第二边缘 向内成锥形, 且最接近所述纵向轴线的剩余的末端部分相对于限定所述准直仪主体的外径 基本垂直于第一边缘的起始部分而向外成锥形。
8: 根据权利要求 1 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述第一腔室构造成具有 比透镜筒组件的外径的直径略大的直径, 以允许所述透镜筒组件可滑动地移位而通过所述 第一腔室, 同时保持所述透镜筒组件相对于所述准直仪主体的对准。
9: 根据权利要求 8 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述第一腔室直径朝向所 述准直仪主体的端部增大, 从而随着所述第一腔室朝向在该处具有引导圆筒的所述准直仪 主体的端部延伸而提供第一腔室的成锥形的直径, 且第一腔室的剩余部分充当用于在所述 透镜筒组件相对所述准直仪主体移位期间进行持续的透镜筒观测对准的透镜筒引导部。
10: 根据权利要求 1 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述准直仪主体将具有待 接收在对应的引导管中的引导圆筒的端盖结合为整体不可分的部件。
11: 根据权利要求 10 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述准直仪主体为不锈 钢的铸件。
12: 一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪, 包括 : 限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体 ; 2 连接到第二腔室上的第一腔室, 所述第一腔室和所述第二腔室限定所述空心部分, 所 述第二腔室比所述第一腔室具有更大的直径 ; 可滑动地设置在所述准直仪主体的第一腔室中的透镜筒组件 ; 以及 设置在所述第二腔室中的偏压部件, 该偏压部件偏压所述透镜筒组件远离所述第二腔 室。
13: 根据权利要求 12 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述火焰扫描器准直仪 还包括 : 具有第一端和相对的第二端的光缆, 所述第一端设置在所述透镜筒组件的一端中, 所 述透镜筒组件的一端接合在所述第一端上的对应 n 的螺纹 ; 可滑动地设置在所述第二腔室内且贴靠所述透镜筒组件的一端的平垫圈, 所述平垫圈 使所述光缆的带螺纹的第一端延伸通过其中 ; 以及旋到所述光缆的第一端的螺纹上以朝向 所述透镜筒组件锁紧所述平垫圈的带螺纹的防松螺母。
14: 根据权利要求 13 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述平垫圈包括大于所 述第一腔室的直径、 大于所述偏压部件的直径且小于所述第二腔室的直径的外径。
15: 根据权利要求 14 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述偏压部件是压缩弹 簧。
16: 根据权利要求 15 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述火焰扫描器准直仪 还包括 : 在所述平垫圈和所述防松螺母中间的防松垫圈。
17: 根据权利要求 15 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述弹簧设置在所述第 二腔室中, 所述弹簧的一端贴靠所述平垫圈, 且所述弹簧的相对端贴靠 NPT 转接器, 所述 NPT 转接器将所述弹簧保持在所述第二腔室中, 所述弹簧压挤所述透镜筒组件远离固定在 所述准直仪主体的第二腔室中的所述 NPT 转接器。
18: 根据权利要求 17 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述 NPT 转接器通过固定 螺钉固定在所述准直仪主体的第二腔室中, 所述固定螺钉通过构造在所述准直仪主体中的 对应的孔口被接收, 且被旋入到所述 NPT 转接器中的相应的带螺纹的孔中。
19: 根据权利要求 18 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述 NPT 转接器的一端包 括带螺纹的部分, 所述带螺纹的部分接收通过其中的光缆和火焰扫描器组件的对应的带螺 纹的端部。
20: 根据权利要求 12 所述的火焰扫描器准直仪, 其特征在于, 所述火焰扫描器准直仪 还包括 : 各自在基本与限定所述主体的纵向轴线相同的方向上延伸的多个槽口, 各个槽口延伸 通过所述主体到达所述第一腔室和所述第二腔室, 以允许冷却 / 吹扫空气流通过槽口。

说明书


火焰扫描器准直仪主体

    技术领域 本发明涉及用于监测在燃烧矿物燃料的燃烧室中产生的火焰的火焰扫描器的火 焰扫描器准直仪主体, 且更具体地涉及用于新的和改型应用的这种火焰扫描器准直仪主 体, 其确保设置在其中的透镜筒组件接收足够的空气流且保持恰当地附连到光缆上, 以表 示火焰的存在和特性两者。
     背景技术 火焰扫描器监测燃烧矿物燃料的燃烧室中的燃烧过程, 以提供表示稳定的火焰的 存在或缺乏的信号。在存在稳定的火焰的情况下, 继续将矿物燃料供给到蒸汽发生器的燃 烧室中。在火焰变得不稳定, 或者完全丧失火焰 ( 称为熄火状况 ) 的情况下, 火焰扫描器提 供火焰丧失信号。 基于火焰丧失信号, 在不期望的不稳定操作状况或熄火状况发展之前, 可 停止对燃烧室的矿物燃料输送。在一些系统中, 操作人员基于火焰丧失信号来中断燃料供 应; 在其它系统中, 燃烧器管理系统 (BMS) 基于火焰丧失信号来中断燃料供应。
     传统的火焰扫描器基于监测火焰来产生电信号。 将这个产生的模拟电信号传送到 处理电子器件, 该处理电子器件与火焰扫描器分开容纳且典型地容纳在位于控制室附近的 设备架中。所产生的信号的强度典型地与被监测的火焰的强烈度成比例。如果信号强度下 降到下设定点以下, 或者升高到上设定点以上, 则中断将主燃料输送到燃烧室中。 设定点有 时被称为解扣点。
     火焰扫描器准直仪主体是防护聚集来自燃烧器火焰的光的光学构件的壳体。 在此 壳体内的光学器件将来自燃烧器火焰的光集中在诸如光缆的传输介质上以传输光, 以便于 远离热的燃烧器区在锅炉的燃烧室外部进行火焰分析。更具体地, 光缆的一端在设置在准 直仪主体内的固定的透镜筒组件中终止。但是, 存在与现有准直仪主体相关联的问题。
     例如, 使用多个螺钉将透镜筒组件固定到准直仪主体上。如果在缆线和透镜筒组 件之间存在任何张力, 则在光缆的缆纤上不存在张力的消除。 此张力会破坏精细的光纤, 从 而降低通往锅炉外部的火焰强烈度和频率分析电路的光传输。
     传统的透镜筒组件包括设置在准直仪主体内的相对较大的透镜筒。但是, 大的透 镜筒降低了通过准直仪主体的冷却空气流, 这在透镜筒和光缆的接合处之间导致过量的热 聚积。过量的热导致保持光纤就位的粘结材料削弱, 从而导致光纤从缆线的端部拉回且从 透镜筒焦点撤回, 由此降低通过其中的光功率传输。
     在场环境 ( 火焰扫描器驻留在其中 ) 中的所有硬件在这一或那一时间需要维护。 因此, 当出现需要进行部件清洁或更换的情形时, 通常对准直仪进行拆卸和重装。但是, 典 型的现场修理 / 清洁在热的准直仪上进行, 其中, 典型地使用四个 (4) 至七个 (7) 六角头固 定螺钉来组装各个准直仪, 且技术员戴着手套和 / 或站在地板格栅上, 从而存在更大的松 开螺钉的风险。如上所述, 这些固定螺钉中的一些将透镜筒组件保持在准直仪主体中。
     最后, 设置在准直仪管内的相对较大的透镜筒产生较大压降, 这限制了透镜上的 冷却 / 吹扫空气流。结果是在冷却空气流中产生的灰尘随着时间的过去而堆积在透镜上,
     非常堆积在 SUV 或旅行车的后窗上的污垢。
     因此, 存在对具有减少的部件数以降低组装成本且提供更容易的维护的火焰扫描 器准直仪主体的需要。 还存在对这样的准直仪主体的需要 : 其具有耐机械振动的设计, 以提 高对内部构件的保护, 且其改进了冷却 / 吹扫空气流, 以改进对透镜筒透镜的清洁作用。 发明内容 根据本文所示出的方面, 提供了一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火 焰的火焰扫描器准直仪。火焰扫描器准直仪包括 : 限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主 体; 连接到第二腔室上的第一腔室, 第一腔室和第二腔室限定空心部分, 第二腔室比第一腔 室具有更大的直径 ; 以及各自在与限定主体的纵向轴线基本相同的方向上延伸的多个槽 口。各个槽口延伸通过主体到达第一腔室和第二腔室, 以允许冷却 / 吹扫空气流通过槽口。
     根据本文所示出的其它方面, 提供了一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生 的火焰的火焰扫描器准直仪。火焰扫描器准直仪包括 : 限定空心部分的基本圆柱形的准直 仪主体 ; 连接到第二腔室上的第一腔室, 第一腔室和第二腔室限定空心部分, 第二腔室比第 一腔室具有更大的直径 ; 可滑动地设置在准直仪主体的第一腔室中的透镜筒组件 ; 以及设 置在第二腔室中的偏压部件, 该偏压部件偏压透镜筒组件远离第二腔室。
     通过下面的附图和详细描述对上述和其它特征进行了举例说明。
     附图简述
     现在参照附图, 附图是示例性实施例, 并且在图中, 相同元件相同地编号 :
     图 1 是具有根据本发明的一个实施例的准直仪的火焰扫描器组件的简明示意图。
     图 2 是从引导管和锅炉中取下的且具有通过光缆组件连接到头部和线轴 (spool) 组件上的透镜组件的图 1 的火焰扫描器的侧视图和更加详细的视图。
     图 3 是用以接收图 2 的火焰扫描器的引导管和冷却空气歧管联接件的一个实施例 的侧视图。
     图 4 是根据本发明的一个实施例的图 1 的透镜组件的分解透视图。
     图 5 是根据本发明的一个实施例的图 4 的透镜组件的一个示例性实施例的截面 图。
     图 6 是图 5 中的透镜组件的圈出部分的局部放大视图。
     图 7 是根据本发明的一个实施例的图 4 的透镜组件的准直仪主体的正视图。
     图 8 是图 7 的准直仪主体的放大的顶部平面图。
     图 9 是图 7 的准直仪主体的放大的底部平面图。
     图 10 是沿着图 8 的线 B-B 截取的图 7 的准直仪主体的简明截面图。
     图 11 是沿着图 7 的线 A-A 截取的准直仪主体的截面图。
     图 12 是沿着图 7 的线 C-C 截取的准直仪主体的放大截面图。
     具体实施方式
     参照附图且尤其参照图 1, 在本发明的火焰扫描器组件 100 中包括有火焰扫描器 200 和引导管组件 120, 该引导管组件 120 将火焰扫描器 200 固定到燃烧室的壁 115 上。火 焰扫描器 200 包括透镜组件 101、 光缆组件 105、 线轴组件 230 以及探测头组件 110。引导管组件 120 包括在燃烧室 117 内延伸的引导管 220, 以及设置在燃烧室 117 外部且附连到 壁 115 上的歧管联接件 250。探测头组件 110 和线轴组件 230 通过歧管联接件 250 安装到 外壁 115 上, 而透镜组件 101 在燃烧室 117 内定位在引导管 220 内部。光缆组件 105 在引 导管 220 和歧管联接件 250 内延伸, 以通过外壁 115 将线轴组件 230 和探测头组件 110 连 接到透镜组件 101 上。优选地, 透镜组件 101 和光缆组件 105 的经受高热的所有金属构件 均由 304 型不锈钢制成。火焰扫描器 100 可按期望的那样用于切圆燃烧 (T-fired) 或墙式 燃烧锅炉中, 以及与燃烧煤、 油、 燃气和 / 或其它燃料的燃烧器中的任何一个或全部一起使 用。
     透镜组件 101 包括可更换的石英透镜 103。光缆组件 105 包括从透镜 103 延伸通 过透镜组件 101 且通过保护性套管 122 的光缆 205, 保护性套管 122 将透镜组件 101 连接到 线轴组件 230 和探测头组件 110 上。保护性套管 122 由适于保护光缆 205 不受燃烧室 117 内的环境状况影响的材料制成。在所示实施例中, 保护性套管 122 由钢制的柔性软管 232 和连接到柔性软管 232 上的钢管 234 制成。但是将理解, 保护性套管 122 可由保护光缆 205 不受燃烧室 117 内的环境状况影响的任何材料制成。柔性软管 232 继而联接到准直仪 201 上, 该准直仪 201 容纳透镜。 光缆 205 将由石英透镜收集到的光传输到位于探测头组件 110 内部的析光镜 (splitter)106。可如期望的那样使用石英或其它缆线。 在此实施例中, 析光镜 106 将收集到的光引导到多个光电二极管 107a-107n 中的 各个上。优选地, 使用六个光电二极管, 但是, 可如期望的那样使用更少或更多的光电二极 管。各个光电二极管 107a-107n 将光能转化成电信号。然后将各个电信号发送到机载数字 信号处理器 108。使用机载数字信号处理器 108 代替了传统的火焰扫描器的单独的和远程 的处理电子器件。但是, 带有远程信号处理的传统的火焰扫描器将为可接收的选择。总之, 火焰扫描器 200 可输出表示燃烧室 117 中的火焰状况的信号。
     歧管联接件 250 接收来自外部源的空气, 且歧管联接件 250 内的内部通道将该空 气引导到设置在安装轴 270 内的孔口 308, 该安装轴 270 附连到套管 122 的端部上。此空气 穿过孔口 308 且穿过套管 232 到达透镜组件 101, 以冷却光缆 205 且使透镜 103 清洁不带 有碎屑。出于冷却和清洁目的, 来自歧管联接件 250 的空气也可在引导管 220 和光缆组件 105 之间经过。
     线轴组件 230 具有设置在其中的腔室, 以便接收一个或多个线圈或其它过量的光 缆 205。安装轴 270 可滑动地接收在线轴组件 230 的一端内, 且可沿轴向被推入到线轴组 件 230 中, 或者沿轴向从线轴组件 230 中向外拉出, 从而调节火焰扫描器 200 的长度。当火 焰扫描器 200 变短时, 线轴组件 230 接收过量的光缆 205, 且线轴组件 230 中的过量的光缆 205 提供足够的光缆 205 以用于火焰扫描器 200 的变长。一旦实现期望的长度, 安装轴 270 就可相对于线轴组件 230 锁紧就位, 以固定火焰扫描器 200 长度。火焰扫描器 200 长度的 这种 “伸缩” 调节允许由于宽松的制造公差或不完整记录 (poor documentation) 而引起的 火焰扫描器长度的变化, 同时仍然在现场实现恰当的装配。
     图 2 是根据本发明的一个实施例的、 从锅炉中取出的且具有通过光缆组件 105 连 接到光缆扫描器头部组件 118 上的透镜组件 101 的图 1 的火焰扫描器 200 的侧面透视图和 更加详细的视图。光缆扫描器头部组件 118 包括分别连接到光缆组件 105 上的线轴组件 230 和探测头组件 110。透镜组件 101 包括容纳透镜 ( 在图 2 中未显示 ) 的准直仪 201, 透
     镜将来自燃烧器火焰的光能耦合 (couple) 到光缆组件 105 的高温光缆 ( 未显示 ) 中。
     在倾斜的切圆锅炉上, 光缆组件 105 允许扫描器 200 倾斜成一定角, 使得扫描器总 是具有火球或油枪的清晰视野。在墙式燃烧单元上, 光缆组件 105 允许扫描器透镜具有火 焰的自由视野, 从而允许在所有操作状况下的最好的火焰辨别。
     在示例性实施例中, 例如但不限制于, 光缆 ( 未显示 ) 是封装在不锈钢外层编织 的 (overbraid) 柔性缆线 ( 未显示 ) 中的光纤束。光缆设置在保护性套管 122 内, 该保护 性套管 122 可包括通过 NPT 转接器 ( 未显示 ) 和防松螺母 233 连接到准直仪 201 上的 a1/2 英寸外部不锈钢柔性软管 232, 以及使用联接螺母 236 连接到柔性软管 232 上的 a1/2 英寸 schedule 40 管 234。管 234 连接到线轴组件 230 上。
     通过首先顺着如图 3 中所示出的引导管 220 插入限定透镜组件 101 的准直仪 201 中来实现火焰扫描器 200 的安装, 该引导管 220 安装成通过风箱或锅炉壁 115。 在墙式燃烧 的燃烧器上, 可使用刚性引导管 220( 如图 3 中所示 ) 来代替柔性引导管。但是, 在倾斜的 切圆锅炉上, 使用柔性引导管 ( 未显示 ) 来支承角倾斜。图 3 示出了引导管 220, 其安装到 冷却空气歧管联接件组件 250 上, 以与线轴组件 230 直接联接, 而无需在它们之间使用任何 转接器。 图 3 的冷却空气歧管联接件 250 包括至少一个拉销 (pull pin)260, 该拉销 260 用 于一旦火焰扫描器 200 安装在引导管 220 中就将火焰扫描器 200 固定在引导管 220 内。另 外, 图 3 的引导管 220 包括引导部 222, 该引导部 222 构造成接收准直仪 201 的端部, 以使 准直仪 201 在锅炉侧处在引导管 220 的端部处恰当地安置到对应地成形的引导部 222 中。 拉销 260 接收在设置在限定线轴组件 230( 图 2) 的一端的筒管 264 中的对应的孔口 ( 未显 示 ) 中。在示例性实施例中, 采用了两个拉销 260。
     参照图 4, 示出了准直仪 201 的分解透视图。准直仪 201 包括具有第一腔室 302 和 第二腔室 304( 参照图 10 最佳地看到 ) 的准直仪主体 300。第二腔室 304 是直径比在下面 更加详细地论述的第一腔室 302 更大的腔室。准直仪 201 还包括可滑动地设置在准直仪主 体的第一腔室 302 中的透镜筒组件 306。仍然参照图 4, 准直仪 201 还包括平垫圈 308、 防 松垫圈 310、 防松螺母 312、 偏压部件 (biasing member)314、 NPT 转接器 316 以及固定螺钉 318( 其与对应于更大直径的第二腔室 304 的准直仪主体 300 的底部分一起来保持 NPT 转接 器 316)。在所示出的示例性实施例中, 偏压部件 314 是压缩弹簧 314。
     参照图 4-6, 透镜筒组件 306 包括第一腔室 320, 该第一腔室 320 通过下者连接到 直径更小的第二腔室 322 上, 即, 通过在第一腔室 320 和第二腔室 322 之间的甚至更小的第 三腔室 324。透镜 326 设置在与第一腔室 320 相对应的透镜筒组件 306 的一端处。透镜筒 组件 306 的相对端对应于第二腔室 322, 其中第二腔室 322 的至少一部分包括螺纹 328( 在 图 6 中最佳地看到 ), 以接合光缆 332 的一端处的对应的螺纹 330。光缆 332 旋入第二腔室 322 中, 直到光缆 332 的带螺纹端的端部 334 贴靠第二腔室 322 的对应的端部 336( 见图 5), 从而相对于透镜 326 形成恰当的焦距 (focal point distance)。
     仍然参照图 4-6, 将对准直仪 201 的组装进行描述。光缆 332 可设置成通过弹簧 314 和 NPT 转接器 316, 但是如果光缆 332 的相对端没有连接到光缆扫描器头部组件 118 上, 则可在之后安装光缆 332。 带螺纹的防松螺母 312 旋到光缆 332 的一端处的对应的螺纹 330 上。然后, 在将光缆 332 的一端旋入到第二腔室 322 的螺纹 328 中直到光缆 332 的带螺纹
     端的端部 334 贴靠第二腔室 322 的对应的端部 336( 从而相对于设置在透镜筒组件 306 的 相对端处的透镜 326 形成恰当的焦距 ) 之前, 将防松垫圈 310 和平垫圈 308 分别设置在光 缆 332 的一端处的对应的螺纹 330 之上。在一个示例性实施例中, 防松垫圈 310 带有径向 向内的锯齿, 但不限于此。 然后, 向下朝向平垫圈 308 的一个表面上紧防松螺母 312, 以朝向 透镜筒组件 306 固定平垫圈 308 的相对表面。
     然后, 所产生的透镜筒组件 306 和光缆 332 的组件通过第二腔室 304 设置在准直 仪主体 300 中, 直到平垫圈 308 贴靠限定第一腔室 302 和第二腔室 304 之间的接合部的肩 部 340。( 见图 10)。平垫圈 308 包括大于第一腔室 302 的直径、 大于压缩弹簧 314 的直径 且小于第二腔室 304 的直径的外径。这样, 平垫圈 308 就可滑动地设置在第二腔室 304 内。 平垫圈 308 限定通过其中的孔口, 该孔口具有比具有螺纹 330 的光缆 332 的一端的直径更 大的直径。由平垫圈 308 限定的孔口的直径还小于限定第二腔室 322 的透镜筒组件 306 的 一部分的外径。
     弹簧 314 设置在第二腔室 304 中, 弹簧 314 的一端贴靠平垫圈 308, 且弹簧 314 的 相对端贴靠 NPT 转接器 316。NPT 转接器 316 将弹簧 314 保持在第二腔室 304 中, 且一旦 NPT 转接器 316 通过固定螺钉 318( 在图 4 中显示了三个 ) 固定在准直仪主体 300 的第二腔 室 304 中, NPT 转接器 316 就在由箭头 342( 见图 5) 指示的方向上压缩透镜筒组件 306。通 过构造在准直仪主体 300 中的对应的孔口 344 而接收固定螺钉 318, 且将螺钉 318 旋入 NPT 转接器 316 中的相应的带螺纹的孔 346 中。在 NPT 转接器 316 的一端处的带螺纹的部分接 收外部不锈钢柔性软管 232( 图 2) 的对应的带螺纹的端部。 透镜筒组件 306 由弹簧 314 保持就位。如果在扫描器 200 的操作期间出现张力, 则弹簧 314 允许透镜筒组件 306 和光缆 332 之间的张力释放。本文描述的新准直仪设计的 新颖特征是, 准直仪 201 的一个示例性实施例在拉回期间相对于不动的准直仪主体 300 将 透镜筒组件 306 保持在其中心位置上, 因此, 保持与锅炉中的燃烧器火焰活动对准, 以精确 地表示火焰的存在和特性两者。
     在一个示例性实施例中, 准直仪主体 300 的第一腔室 302 构造成具有略大于透镜 筒组件 306 的外径的直径的直径。这样, 第一腔室 302 的略微更大的直径就允许透镜筒组 件 306 可滑动移位而通过其中, 同时保持透镜筒组件 306 相对于准直仪主体 300 的对准。 在 图 5 和 10 中示出的一个示例性实施例中, 第一腔室 302 直径朝向准直仪主体 300 的端部增 大, 从而随着第一腔室 302 朝向在该处具有引导圆筒 350 的准直仪主体 300 的端部延伸而 提供第一腔室 302 的锥形 (tapered) 直径。引导圆筒 350 接收在引导管 220( 见图 3) 的引 导部 222 中。在第一腔室 302 的一端处的增大的直径扩大了用于透镜筒组件 306 的通过第 一腔室 302 的范围, 以便拉回期间进行补偿。另外, 第一腔室 302 的剩余部分充当用于在拉 回状况期间进行持续的透镜筒观测对准的透镜筒引导部。
     这样, 透镜筒组件 306 就可滑动地设置在构造成允许透镜筒 306 在与箭头 342 相 反的方向上移位的第一腔室 302 中。当光缆 332 由于光缆 332 和透镜筒组件 306 之间的任 何张力而经历在缆纤上的张力时, 透镜筒 306 在与箭头 342 相反的方向上移位。压缩弹簧 314 提供这个张力的消除, 从而保护光缆 332 的精细的光纤的完整性, 同时保持透镜筒组件 306 的第二腔室 322 的对应的端部 336 和透镜 326 之间的焦距, 且同时在透镜筒组件 306 的 任何移位期间使透镜筒组件 306 居中。
     参照图 7-11, 将在下面更加详细地描述准直仪主体 300。 图 7 示出了具有多个槽口 360 的主体 300, 各个槽口 360 在基本与限定主体 300 的纵向轴线 362 相同的方向上延伸。 多个槽口 360 中的各个彼此基本平行, 且多个槽口 360 包围限定主体 300 的周缘。各个槽 口 360 从主体 300 的外部延伸通过主体 300, 以延伸通过其中到达第一腔室 302 和第二腔 室 304, 以允许冷却 / 吹扫空气流通过槽口。各个槽口 360 包括下部分 364, 下部分 364 延 伸到上部分 366。各个槽口 360 的下部分 364 基本驻留在纵向轴线 362 的右侧, 而各个相应 的槽口 360 的上部分 366 则基本驻留在纵向轴线 362 的左侧。在下部分 364 和上部分 366 之间的接合处或接合部 368 跨越与图 7 中的截面线 A-A 对应的纵向轴线 362。
     各个槽口 360 相对于纵向轴线 362 构造有这种非线性构造, 以允许引导线材 ( 未 显示 ) 在引导管 220 中延伸, 以使主体 300 在其中居中, 而不需要使任何引导线材设置在槽 口 360 中。另外, 各个槽口 360 是弯曲的, 具有伸长的 S 曲线, 以对在准直仪主体 300 的外 部和内部流动的冷却 / 吹扫空气产生涡流。伸长的 S 曲线槽口 360 促使冷却空气湍流经过 透镜 326, 以使对透镜 326 的持续清洁最大化, 以及消除或有效地降低透镜 326 处的压降。 降低透镜 326 处的压降导致消除或有效减少随着时间的过去而堆积在透镜 326 上的灰尘, 非常像减少 SUV 或旅行车的后窗上的污垢。
     由于准直仪主体 300 在示例性实施例中是铸件 ( 例如不锈钢 ), 所以槽口 360 可成 形成使冷却 / 吹扫空气旋转经过透镜 326, 以最大程度地清洁透镜 326。在所示出的示例性 实施例中, 槽口 360 构造成产生与现有技术的准直仪主体相比更大的敞开区域, 以及促使 空气湍流经过透镜 326。
     例如但不限于, 多个槽口 360 通过分别限定各个槽口 360 的相对的第一边缘 370 和第二边缘 372 的构造对冷却 / 吹扫空气流产生涡流。在相邻的槽口 360 中间的准直仪主 体 300 的截段部分类似于梯形, 其中, 第一边缘 370 和第二边缘 372 限定梯形的相对的斜 边。
     在图 7-9 和 11 中示出的示例性实施例中, 对应于槽口 360 的上部分 366 的第一边 缘 370 的一部分和对应于槽口 360 的下部分 364 的第二边缘 372 的一部分更加向内成锥形, 或者与第一边缘 370 和第二边缘 372 的剩余部分相比限定更尖锐的角。另外, 在如图 12 中 的截面 C-C 中示出的示例性实施例中, 随着第一边缘 370 朝向纵向轴线 362 延伸, 对应于槽 口 360 的上部分 366 的第一边缘 370 的部分首先朝向第二边缘 372 向内成锥形, 且最接近 纵向轴线 362 的剩余的末端部分 374 相对于限定准直仪主体 300 的外径基本垂直于第一边 缘 370 的起始部分而向外成锥形。
     上述设计就其改进作为火焰扫描系统中的关键元素的准直仪的性能水平和寿命 的方法而言在物理上和视觉上都是新颖的。上述火焰扫描器准直仪主体的特征在于 : (a) 用于增加对内部构件的保护的耐机械振动的设计 ; (b) 用于降低的组装成本和更容易的维 护的减少的部件数 ; (c) 用于改进的冷却 / 吹扫空气流的降低的背压 ; 以及 (d) 用以改进透 镜筒透镜上的清洁作用的螺旋式冷却 / 吹扫空气流引导部。
     总之, 准直仪主体的一个示例性实施例允许透镜筒组件由弹簧保持就位。如果在 操作期间出现张力, 则弹簧允许保持透镜筒的准直仪主体和由透镜筒固定的光缆之间的张 力释放, 同时准直仪主体使透镜筒在拉回期间保持在其中心位置上, 因此保持对准以观察 燃烧器火焰活动。单个铸造准直仪主体设计允许更加敞开的区域, 以便于降低透镜处的冷却 / 吹扫空气流背压, 且增加流量以降低温度以及改进内部构件的可靠性和寿命。单个铸 造准直仪主体设计还减少了部件数, 因此最大程度地降低了现场维护时间。 例如, 示例性准 直仪主体将端盖结合到单件式铸造设计中。另外, 由于准直仪主体是铸造设计, 冷却 / 吹扫 空气路径可成形成使空气旋转经过透镜, 从而使透镜的持续清洁最大化。
     相关领域技术人员将容易地认识到, 上述准直仪主体为顾客提供了比现今提供的 硬件更加稳定耐用的硬件。另外, 已知的是此设备所处的现场环境中的所有硬件在这一或 那一时间需要维护。新的、 新颖地构造的示例性准直仪主体设计成为顾客提供用户更友好 的硬件, 以在确实出现需要部件清洁或更换的情形时进行拆卸和组装。
     虽然已经参照各示例性实施例对本发明进行了描述, 但本领域技术人员将理解, 可作出各种改变, 且各种等同物在不偏离本发明的范围的情况下可代替本发明的元件。另 外, 可作出许多修改, 以使特定的情形或材料适于本发明的教导, 而不偏离本发明的实质范 围。 因此, 意在本发明不限于公开作为为了执行本发明而构想的最佳模式的特定实施例, 而 是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施例。

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1、10申请公布号CN101952662A43申请公布日20110119CN101952662ACN101952662A21申请号200980106203622申请日2009012612/03354220080219USF23M11/04200601F23N5/08200601F23N5/2420060171申请人阿尔斯托姆科技有限公司地址瑞士巴登72发明人PH蔡斯WM克拉克三世PJ富斯科74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人严志军谭祐祥54发明名称火焰扫描器准直仪主体57摘要一种监测由燃烧矿物燃料的燃烧室117产生的火焰的火焰扫描器准直仪201,包括限定空心部分的基本圆柱形的准。

2、直仪主体300;连接到第二腔室304上的第一腔室302,第一和第二腔室302,304限定空心部分,第二腔室304比第一腔室302具有更大的直径;以及各自在基本与限定主体300的纵向轴线362相同的方向上延伸的多个槽口360。各个槽口360延伸通过主体300到达第一和第二腔室302,304,以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010081886PCT申请的申请数据PCT/US2009/0319882009012687PCT申请的公布数据WO2009/105308EN2009082751INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页。

3、说明书7页附图6页CN101952667A1/2页21一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪,包括限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体;连接到第二腔室上的第一腔室,所述第一腔室和所述第二腔室限定所述空心部分,所述第二腔室比所述第一腔室具有更大的直径;以及各自在基本与限定所述主体的纵向轴线相同的方向上延伸的多个槽口,各个槽口延伸通过所述主体到达所述第一腔室和所述第二腔室,以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。2根据权利要求1所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,各个槽口包括延伸到上部分的下部分,各个槽口的下部分基本设置在所述纵向轴线的右侧,而各个相应的槽口的上部分基本设置在所述纵。

4、向轴线的左侧。3根据权利要求2所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述下部分和所述上部分之间的接合部跨越所述纵向轴线。4根据权利要求3所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述多个槽口中的各个基本彼此平行,且所述多个槽口包围限定所述主体的周缘。5根据权利要求1所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,各个槽口是弯曲的,具有伸长的S形曲线,以对在所述准直仪主体的外部和内部流动的冷却/吹扫空气产生涡流,所述伸长的S曲线槽口构造成促使空气湍流经过设置在所述准直仪主体中的透镜。6根据权利要求5所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述多个槽口通过限定各个槽口的相对的第一边缘和第二边缘的构造对所述冷却/吹扫空气流。

5、产生涡流,且在相邻槽口之间的所述准直仪主体的截段部分类似于梯形,在该梯形中,第一边缘和第二边缘限定所述梯形的相对的斜边,对应于所述槽口的上部分的第一边缘的一部分和对应于所述槽口的下部分的第二边缘的一部分与所述第一边缘和所述第二边缘的剩余部分相比限定更尖锐的角。7根据权利要求6所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,随着所述第一边缘朝向所述纵向轴线延伸,所述对应于所述槽口的上部分的第一边缘的部分首先朝向所述第二边缘向内成锥形,且最接近所述纵向轴线的剩余的末端部分相对于限定所述准直仪主体的外径基本垂直于第一边缘的起始部分而向外成锥形。8根据权利要求1所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述第一腔室构造。

6、成具有比透镜筒组件的外径的直径略大的直径,以允许所述透镜筒组件可滑动地移位而通过所述第一腔室,同时保持所述透镜筒组件相对于所述准直仪主体的对准。9根据权利要求8所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述第一腔室直径朝向所述准直仪主体的端部增大,从而随着所述第一腔室朝向在该处具有引导圆筒的所述准直仪主体的端部延伸而提供第一腔室的成锥形的直径,且第一腔室的剩余部分充当用于在所述透镜筒组件相对所述准直仪主体移位期间进行持续的透镜筒观测对准的透镜筒引导部。10根据权利要求1所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述准直仪主体将具有待接收在对应的引导管中的引导圆筒的端盖结合为整体不可分的部件。11根据权利要。

7、求10所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述准直仪主体为不锈钢的铸件。12一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪,包括限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体;权利要求书CN101952662ACN101952667A2/2页3连接到第二腔室上的第一腔室,所述第一腔室和所述第二腔室限定所述空心部分,所述第二腔室比所述第一腔室具有更大的直径;可滑动地设置在所述准直仪主体的第一腔室中的透镜筒组件;以及设置在所述第二腔室中的偏压部件,该偏压部件偏压所述透镜筒组件远离所述第二腔室。13根据权利要求12所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述火焰扫描器准直仪还包括具有第一端和相对的。

8、第二端的光缆,所述第一端设置在所述透镜筒组件的一端中,所述透镜筒组件的一端接合在所述第一端上的对应N的螺纹;可滑动地设置在所述第二腔室内且贴靠所述透镜筒组件的一端的平垫圈,所述平垫圈使所述光缆的带螺纹的第一端延伸通过其中;以及旋到所述光缆的第一端的螺纹上以朝向所述透镜筒组件锁紧所述平垫圈的带螺纹的防松螺母。14根据权利要求13所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述平垫圈包括大于所述第一腔室的直径、大于所述偏压部件的直径且小于所述第二腔室的直径的外径。15根据权利要求14所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述偏压部件是压缩弹簧。16根据权利要求15所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述火焰。

9、扫描器准直仪还包括在所述平垫圈和所述防松螺母中间的防松垫圈。17根据权利要求15所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述弹簧设置在所述第二腔室中,所述弹簧的一端贴靠所述平垫圈,且所述弹簧的相对端贴靠NPT转接器,所述NPT转接器将所述弹簧保持在所述第二腔室中,所述弹簧压挤所述透镜筒组件远离固定在所述准直仪主体的第二腔室中的所述NPT转接器。18根据权利要求17所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述NPT转接器通过固定螺钉固定在所述准直仪主体的第二腔室中,所述固定螺钉通过构造在所述准直仪主体中的对应的孔口被接收,且被旋入到所述NPT转接器中的相应的带螺纹的孔中。19根据权利要求18所述的火焰扫。

10、描器准直仪,其特征在于,所述NPT转接器的一端包括带螺纹的部分,所述带螺纹的部分接收通过其中的光缆和火焰扫描器组件的对应的带螺纹的端部。20根据权利要求12所述的火焰扫描器准直仪,其特征在于,所述火焰扫描器准直仪还包括各自在基本与限定所述主体的纵向轴线相同的方向上延伸的多个槽口,各个槽口延伸通过所述主体到达所述第一腔室和所述第二腔室,以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。权利要求书CN101952662ACN101952667A1/7页4火焰扫描器准直仪主体技术领域0001本发明涉及用于监测在燃烧矿物燃料的燃烧室中产生的火焰的火焰扫描器的火焰扫描器准直仪主体,且更具体地涉及用于新的和改型应用的这种火。

11、焰扫描器准直仪主体,其确保设置在其中的透镜筒组件接收足够的空气流且保持恰当地附连到光缆上,以表示火焰的存在和特性两者。背景技术0002火焰扫描器监测燃烧矿物燃料的燃烧室中的燃烧过程,以提供表示稳定的火焰的存在或缺乏的信号。在存在稳定的火焰的情况下,继续将矿物燃料供给到蒸汽发生器的燃烧室中。在火焰变得不稳定,或者完全丧失火焰称为熄火状况的情况下,火焰扫描器提供火焰丧失信号。基于火焰丧失信号,在不期望的不稳定操作状况或熄火状况发展之前,可停止对燃烧室的矿物燃料输送。在一些系统中,操作人员基于火焰丧失信号来中断燃料供应;在其它系统中,燃烧器管理系统BMS基于火焰丧失信号来中断燃料供应。0003传统的。

12、火焰扫描器基于监测火焰来产生电信号。将这个产生的模拟电信号传送到处理电子器件,该处理电子器件与火焰扫描器分开容纳且典型地容纳在位于控制室附近的设备架中。所产生的信号的强度典型地与被监测的火焰的强烈度成比例。如果信号强度下降到下设定点以下,或者升高到上设定点以上,则中断将主燃料输送到燃烧室中。设定点有时被称为解扣点。0004火焰扫描器准直仪主体是防护聚集来自燃烧器火焰的光的光学构件的壳体。在此壳体内的光学器件将来自燃烧器火焰的光集中在诸如光缆的传输介质上以传输光,以便于远离热的燃烧器区在锅炉的燃烧室外部进行火焰分析。更具体地,光缆的一端在设置在准直仪主体内的固定的透镜筒组件中终止。但是,存在与现。

13、有准直仪主体相关联的问题。0005例如,使用多个螺钉将透镜筒组件固定到准直仪主体上。如果在缆线和透镜筒组件之间存在任何张力,则在光缆的缆纤上不存在张力的消除。此张力会破坏精细的光纤,从而降低通往锅炉外部的火焰强烈度和频率分析电路的光传输。0006传统的透镜筒组件包括设置在准直仪主体内的相对较大的透镜筒。但是,大的透镜筒降低了通过准直仪主体的冷却空气流,这在透镜筒和光缆的接合处之间导致过量的热聚积。过量的热导致保持光纤就位的粘结材料削弱,从而导致光纤从缆线的端部拉回且从透镜筒焦点撤回,由此降低通过其中的光功率传输。0007在场环境火焰扫描器驻留在其中中的所有硬件在这一或那一时间需要维护。因此,当。

14、出现需要进行部件清洁或更换的情形时,通常对准直仪进行拆卸和重装。但是,典型的现场修理/清洁在热的准直仪上进行,其中,典型地使用四个4至七个7六角头固定螺钉来组装各个准直仪,且技术员戴着手套和/或站在地板格栅上,从而存在更大的松开螺钉的风险。如上所述,这些固定螺钉中的一些将透镜筒组件保持在准直仪主体中。0008最后,设置在准直仪管内的相对较大的透镜筒产生较大压降,这限制了透镜上的冷却/吹扫空气流。结果是在冷却空气流中产生的灰尘随着时间的过去而堆积在透镜上,说明书CN101952662ACN101952667A2/7页5非常堆积在SUV或旅行车的后窗上的污垢。0009因此,存在对具有减少的部件数以。

15、降低组装成本且提供更容易的维护的火焰扫描器准直仪主体的需要。还存在对这样的准直仪主体的需要其具有耐机械振动的设计,以提高对内部构件的保护,且其改进了冷却/吹扫空气流,以改进对透镜筒透镜的清洁作用。发明内容0010根据本文所示出的方面,提供了一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪。火焰扫描器准直仪包括限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体;连接到第二腔室上的第一腔室,第一腔室和第二腔室限定空心部分,第二腔室比第一腔室具有更大的直径;以及各自在与限定主体的纵向轴线基本相同的方向上延伸的多个槽口。各个槽口延伸通过主体到达第一腔室和第二腔室,以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。001。

16、1根据本文所示出的其它方面,提供了一种用于监测由燃烧矿物燃料的燃烧室产生的火焰的火焰扫描器准直仪。火焰扫描器准直仪包括限定空心部分的基本圆柱形的准直仪主体;连接到第二腔室上的第一腔室,第一腔室和第二腔室限定空心部分,第二腔室比第一腔室具有更大的直径;可滑动地设置在准直仪主体的第一腔室中的透镜筒组件;以及设置在第二腔室中的偏压部件,该偏压部件偏压透镜筒组件远离第二腔室。0012通过下面的附图和详细描述对上述和其它特征进行了举例说明。0013附图简述0014现在参照附图,附图是示例性实施例,并且在图中,相同元件相同地编号0015图1是具有根据本发明的一个实施例的准直仪的火焰扫描器组件的简明示意图。。

17、0016图2是从引导管和锅炉中取下的且具有通过光缆组件连接到头部和线轴SPOOL组件上的透镜组件的图1的火焰扫描器的侧视图和更加详细的视图。0017图3是用以接收图2的火焰扫描器的引导管和冷却空气歧管联接件的一个实施例的侧视图。0018图4是根据本发明的一个实施例的图1的透镜组件的分解透视图。0019图5是根据本发明的一个实施例的图4的透镜组件的一个示例性实施例的截面图。0020图6是图5中的透镜组件的圈出部分的局部放大视图。0021图7是根据本发明的一个实施例的图4的透镜组件的准直仪主体的正视图。0022图8是图7的准直仪主体的放大的顶部平面图。0023图9是图7的准直仪主体的放大的底部平面。

18、图。0024图10是沿着图8的线BB截取的图7的准直仪主体的简明截面图。0025图11是沿着图7的线AA截取的准直仪主体的截面图。0026图12是沿着图7的线CC截取的准直仪主体的放大截面图。具体实施方式0027参照附图且尤其参照图1,在本发明的火焰扫描器组件100中包括有火焰扫描器200和引导管组件120,该引导管组件120将火焰扫描器200固定到燃烧室的壁115上。火焰扫描器200包括透镜组件101、光缆组件105、线轴组件230以及探测头组件110。引导说明书CN101952662ACN101952667A3/7页6管组件120包括在燃烧室117内延伸的引导管220,以及设置在燃烧室11。

19、7外部且附连到壁115上的歧管联接件250。探测头组件110和线轴组件230通过歧管联接件250安装到外壁115上,而透镜组件101在燃烧室117内定位在引导管220内部。光缆组件105在引导管220和歧管联接件250内延伸,以通过外壁115将线轴组件230和探测头组件110连接到透镜组件101上。优选地,透镜组件101和光缆组件105的经受高热的所有金属构件均由304型不锈钢制成。火焰扫描器100可按期望的那样用于切圆燃烧TFIRED或墙式燃烧锅炉中,以及与燃烧煤、油、燃气和/或其它燃料的燃烧器中的任何一个或全部一起使用。0028透镜组件101包括可更换的石英透镜103。光缆组件105包括从。

20、透镜103延伸通过透镜组件101且通过保护性套管122的光缆205,保护性套管122将透镜组件101连接到线轴组件230和探测头组件110上。保护性套管122由适于保护光缆205不受燃烧室117内的环境状况影响的材料制成。在所示实施例中,保护性套管122由钢制的柔性软管232和连接到柔性软管232上的钢管234制成。但是将理解,保护性套管122可由保护光缆205不受燃烧室117内的环境状况影响的任何材料制成。柔性软管232继而联接到准直仪201上,该准直仪201容纳透镜。光缆205将由石英透镜收集到的光传输到位于探测头组件110内部的析光镜SPLITTER106。可如期望的那样使用石英或其它缆。

21、线。0029在此实施例中,析光镜106将收集到的光引导到多个光电二极管107A107N中的各个上。优选地,使用六个光电二极管,但是,可如期望的那样使用更少或更多的光电二极管。各个光电二极管107A107N将光能转化成电信号。然后将各个电信号发送到机载数字信号处理器108。使用机载数字信号处理器108代替了传统的火焰扫描器的单独的和远程的处理电子器件。但是,带有远程信号处理的传统的火焰扫描器将为可接收的选择。总之,火焰扫描器200可输出表示燃烧室117中的火焰状况的信号。0030歧管联接件250接收来自外部源的空气,且歧管联接件250内的内部通道将该空气引导到设置在安装轴270内的孔口308,该。

22、安装轴270附连到套管122的端部上。此空气穿过孔口308且穿过套管232到达透镜组件101,以冷却光缆205且使透镜103清洁不带有碎屑。出于冷却和清洁目的,来自歧管联接件250的空气也可在引导管220和光缆组件105之间经过。0031线轴组件230具有设置在其中的腔室,以便接收一个或多个线圈或其它过量的光缆205。安装轴270可滑动地接收在线轴组件230的一端内,且可沿轴向被推入到线轴组件230中,或者沿轴向从线轴组件230中向外拉出,从而调节火焰扫描器200的长度。当火焰扫描器200变短时,线轴组件230接收过量的光缆205,且线轴组件230中的过量的光缆205提供足够的光缆205以用于。

23、火焰扫描器200的变长。一旦实现期望的长度,安装轴270就可相对于线轴组件230锁紧就位,以固定火焰扫描器200长度。火焰扫描器200长度的这种“伸缩”调节允许由于宽松的制造公差或不完整记录POORDOCUMENTATION而引起的火焰扫描器长度的变化,同时仍然在现场实现恰当的装配。0032图2是根据本发明的一个实施例的、从锅炉中取出的且具有通过光缆组件105连接到光缆扫描器头部组件118上的透镜组件101的图1的火焰扫描器200的侧面透视图和更加详细的视图。光缆扫描器头部组件118包括分别连接到光缆组件105上的线轴组件230和探测头组件110。透镜组件101包括容纳透镜在图2中未显示的准直。

24、仪201,透说明书CN101952662ACN101952667A4/7页7镜将来自燃烧器火焰的光能耦合COUPLE到光缆组件105的高温光缆未显示中。0033在倾斜的切圆锅炉上,光缆组件105允许扫描器200倾斜成一定角,使得扫描器总是具有火球或油枪的清晰视野。在墙式燃烧单元上,光缆组件105允许扫描器透镜具有火焰的自由视野,从而允许在所有操作状况下的最好的火焰辨别。0034在示例性实施例中,例如但不限制于,光缆未显示是封装在不锈钢外层编织的OVERBRAID柔性缆线未显示中的光纤束。光缆设置在保护性套管122内,该保护性套管122可包括通过NPT转接器未显示和防松螺母233连接到准直仪20。

25、1上的A1/2英寸外部不锈钢柔性软管232,以及使用联接螺母236连接到柔性软管232上的A1/2英寸SCHEDULE40管234。管234连接到线轴组件230上。0035通过首先顺着如图3中所示出的引导管220插入限定透镜组件101的准直仪201中来实现火焰扫描器200的安装,该引导管220安装成通过风箱或锅炉壁115。在墙式燃烧的燃烧器上,可使用刚性引导管220如图3中所示来代替柔性引导管。但是,在倾斜的切圆锅炉上,使用柔性引导管未显示来支承角倾斜。图3示出了引导管220,其安装到冷却空气歧管联接件组件250上,以与线轴组件230直接联接,而无需在它们之间使用任何转接器。0036图3的冷却。

26、空气歧管联接件250包括至少一个拉销PULLPIN260,该拉销260用于一旦火焰扫描器200安装在引导管220中就将火焰扫描器200固定在引导管220内。另外,图3的引导管220包括引导部222,该引导部222构造成接收准直仪201的端部,以使准直仪201在锅炉侧处在引导管220的端部处恰当地安置到对应地成形的引导部222中。拉销260接收在设置在限定线轴组件230图2的一端的筒管264中的对应的孔口未显示中。在示例性实施例中,采用了两个拉销260。0037参照图4,示出了准直仪201的分解透视图。准直仪201包括具有第一腔室302和第二腔室304参照图10最佳地看到的准直仪主体300。第二。

27、腔室304是直径比在下面更加详细地论述的第一腔室302更大的腔室。准直仪201还包括可滑动地设置在准直仪主体的第一腔室302中的透镜筒组件306。仍然参照图4,准直仪201还包括平垫圈308、防松垫圈310、防松螺母312、偏压部件BIASINGMEMBER314、NPT转接器316以及固定螺钉318其与对应于更大直径的第二腔室304的准直仪主体300的底部分一起来保持NPT转接器316。在所示出的示例性实施例中,偏压部件314是压缩弹簧314。0038参照图46,透镜筒组件306包括第一腔室320,该第一腔室320通过下者连接到直径更小的第二腔室322上,即,通过在第一腔室320和第二腔室3。

28、22之间的甚至更小的第三腔室324。透镜326设置在与第一腔室320相对应的透镜筒组件306的一端处。透镜筒组件306的相对端对应于第二腔室322,其中第二腔室322的至少一部分包括螺纹328在图6中最佳地看到,以接合光缆332的一端处的对应的螺纹330。光缆332旋入第二腔室322中,直到光缆332的带螺纹端的端部334贴靠第二腔室322的对应的端部336见图5,从而相对于透镜326形成恰当的焦距FOCALPOINTDISTANCE。0039仍然参照图46,将对准直仪201的组装进行描述。光缆332可设置成通过弹簧314和NPT转接器316,但是如果光缆332的相对端没有连接到光缆扫描器头部。

29、组件118上,则可在之后安装光缆332。带螺纹的防松螺母312旋到光缆332的一端处的对应的螺纹330上。然后,在将光缆332的一端旋入到第二腔室322的螺纹328中直到光缆332的带螺纹说明书CN101952662ACN101952667A5/7页8端的端部334贴靠第二腔室322的对应的端部336从而相对于设置在透镜筒组件306的相对端处的透镜326形成恰当的焦距之前,将防松垫圈310和平垫圈308分别设置在光缆332的一端处的对应的螺纹330之上。在一个示例性实施例中,防松垫圈310带有径向向内的锯齿,但不限于此。然后,向下朝向平垫圈308的一个表面上紧防松螺母312,以朝向透镜筒组件3。

30、06固定平垫圈308的相对表面。0040然后,所产生的透镜筒组件306和光缆332的组件通过第二腔室304设置在准直仪主体300中,直到平垫圈308贴靠限定第一腔室302和第二腔室304之间的接合部的肩部340。见图10。平垫圈308包括大于第一腔室302的直径、大于压缩弹簧314的直径且小于第二腔室304的直径的外径。这样,平垫圈308就可滑动地设置在第二腔室304内。平垫圈308限定通过其中的孔口,该孔口具有比具有螺纹330的光缆332的一端的直径更大的直径。由平垫圈308限定的孔口的直径还小于限定第二腔室322的透镜筒组件306的一部分的外径。0041弹簧314设置在第二腔室304中,弹。

31、簧314的一端贴靠平垫圈308,且弹簧314的相对端贴靠NPT转接器316。NPT转接器316将弹簧314保持在第二腔室304中,且一旦NPT转接器316通过固定螺钉318在图4中显示了三个固定在准直仪主体300的第二腔室304中,NPT转接器316就在由箭头342见图5指示的方向上压缩透镜筒组件306。通过构造在准直仪主体300中的对应的孔口344而接收固定螺钉318,且将螺钉318旋入NPT转接器316中的相应的带螺纹的孔346中。在NPT转接器316的一端处的带螺纹的部分接收外部不锈钢柔性软管232图2的对应的带螺纹的端部。0042透镜筒组件306由弹簧314保持就位。如果在扫描器200。

32、的操作期间出现张力,则弹簧314允许透镜筒组件306和光缆332之间的张力释放。本文描述的新准直仪设计的新颖特征是,准直仪201的一个示例性实施例在拉回期间相对于不动的准直仪主体300将透镜筒组件306保持在其中心位置上,因此,保持与锅炉中的燃烧器火焰活动对准,以精确地表示火焰的存在和特性两者。0043在一个示例性实施例中,准直仪主体300的第一腔室302构造成具有略大于透镜筒组件306的外径的直径的直径。这样,第一腔室302的略微更大的直径就允许透镜筒组件306可滑动移位而通过其中,同时保持透镜筒组件306相对于准直仪主体300的对准。在图5和10中示出的一个示例性实施例中,第一腔室302直。

33、径朝向准直仪主体300的端部增大,从而随着第一腔室302朝向在该处具有引导圆筒350的准直仪主体300的端部延伸而提供第一腔室302的锥形TAPERED直径。引导圆筒350接收在引导管220见图3的引导部222中。在第一腔室302的一端处的增大的直径扩大了用于透镜筒组件306的通过第一腔室302的范围,以便拉回期间进行补偿。另外,第一腔室302的剩余部分充当用于在拉回状况期间进行持续的透镜筒观测对准的透镜筒引导部。0044这样,透镜筒组件306就可滑动地设置在构造成允许透镜筒306在与箭头342相反的方向上移位的第一腔室302中。当光缆332由于光缆332和透镜筒组件306之间的任何张力而经历。

34、在缆纤上的张力时,透镜筒306在与箭头342相反的方向上移位。压缩弹簧314提供这个张力的消除,从而保护光缆332的精细的光纤的完整性,同时保持透镜筒组件306的第二腔室322的对应的端部336和透镜326之间的焦距,且同时在透镜筒组件306的任何移位期间使透镜筒组件306居中。说明书CN101952662ACN101952667A6/7页90045参照图711,将在下面更加详细地描述准直仪主体300。图7示出了具有多个槽口360的主体300,各个槽口360在基本与限定主体300的纵向轴线362相同的方向上延伸。多个槽口360中的各个彼此基本平行,且多个槽口360包围限定主体300的周缘。各个。

35、槽口360从主体300的外部延伸通过主体300,以延伸通过其中到达第一腔室302和第二腔室304,以允许冷却/吹扫空气流通过槽口。各个槽口360包括下部分364,下部分364延伸到上部分366。各个槽口360的下部分364基本驻留在纵向轴线362的右侧,而各个相应的槽口360的上部分366则基本驻留在纵向轴线362的左侧。在下部分364和上部分366之间的接合处或接合部368跨越与图7中的截面线AA对应的纵向轴线362。0046各个槽口360相对于纵向轴线362构造有这种非线性构造,以允许引导线材未显示在引导管220中延伸,以使主体300在其中居中,而不需要使任何引导线材设置在槽口360中。另。

36、外,各个槽口360是弯曲的,具有伸长的S曲线,以对在准直仪主体300的外部和内部流动的冷却/吹扫空气产生涡流。伸长的S曲线槽口360促使冷却空气湍流经过透镜326,以使对透镜326的持续清洁最大化,以及消除或有效地降低透镜326处的压降。降低透镜326处的压降导致消除或有效减少随着时间的过去而堆积在透镜326上的灰尘,非常像减少SUV或旅行车的后窗上的污垢。0047由于准直仪主体300在示例性实施例中是铸件例如不锈钢,所以槽口360可成形成使冷却/吹扫空气旋转经过透镜326,以最大程度地清洁透镜326。在所示出的示例性实施例中,槽口360构造成产生与现有技术的准直仪主体相比更大的敞开区域,以及。

37、促使空气湍流经过透镜326。0048例如但不限于,多个槽口360通过分别限定各个槽口360的相对的第一边缘370和第二边缘372的构造对冷却/吹扫空气流产生涡流。在相邻的槽口360中间的准直仪主体300的截段部分类似于梯形,其中,第一边缘370和第二边缘372限定梯形的相对的斜边。0049在图79和11中示出的示例性实施例中,对应于槽口360的上部分366的第一边缘370的一部分和对应于槽口360的下部分364的第二边缘372的一部分更加向内成锥形,或者与第一边缘370和第二边缘372的剩余部分相比限定更尖锐的角。另外,在如图12中的截面CC中示出的示例性实施例中,随着第一边缘370朝向纵向轴。

38、线362延伸,对应于槽口360的上部分366的第一边缘370的部分首先朝向第二边缘372向内成锥形,且最接近纵向轴线362的剩余的末端部分374相对于限定准直仪主体300的外径基本垂直于第一边缘370的起始部分而向外成锥形。0050上述设计就其改进作为火焰扫描系统中的关键元素的准直仪的性能水平和寿命的方法而言在物理上和视觉上都是新颖的。上述火焰扫描器准直仪主体的特征在于A用于增加对内部构件的保护的耐机械振动的设计;B用于降低的组装成本和更容易的维护的减少的部件数;C用于改进的冷却/吹扫空气流的降低的背压;以及D用以改进透镜筒透镜上的清洁作用的螺旋式冷却/吹扫空气流引导部。0051总之,准直仪主。

39、体的一个示例性实施例允许透镜筒组件由弹簧保持就位。如果在操作期间出现张力,则弹簧允许保持透镜筒的准直仪主体和由透镜筒固定的光缆之间的张力释放,同时准直仪主体使透镜筒在拉回期间保持在其中心位置上,因此保持对准以观察燃烧器火焰活动。单个铸造准直仪主体设计允许更加敞开的区域,以便于降低透镜处的冷说明书CN101952662ACN101952667A7/7页10却/吹扫空气流背压,且增加流量以降低温度以及改进内部构件的可靠性和寿命。单个铸造准直仪主体设计还减少了部件数,因此最大程度地降低了现场维护时间。例如,示例性准直仪主体将端盖结合到单件式铸造设计中。另外,由于准直仪主体是铸造设计,冷却/吹扫空气路。

40、径可成形成使空气旋转经过透镜,从而使透镜的持续清洁最大化。0052相关领域技术人员将容易地认识到,上述准直仪主体为顾客提供了比现今提供的硬件更加稳定耐用的硬件。另外,已知的是此设备所处的现场环境中的所有硬件在这一或那一时间需要维护。新的、新颖地构造的示例性准直仪主体设计成为顾客提供用户更友好的硬件,以在确实出现需要部件清洁或更换的情形时进行拆卸和组装。0053虽然已经参照各示例性实施例对本发明进行了描述,但本领域技术人员将理解,可作出各种改变,且各种等同物在不偏离本发明的范围的情况下可代替本发明的元件。另外,可作出许多修改,以使特定的情形或材料适于本发明的教导,而不偏离本发明的实质范围。因此,。

41、意在本发明不限于公开作为为了执行本发明而构想的最佳模式的特定实施例,而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施例。说明书CN101952662ACN101952667A1/6页11图1说明书附图CN101952662ACN101952667A2/6页12图2说明书附图CN101952662ACN101952667A3/6页13图3图4说明书附图CN101952662ACN101952667A4/6页14图5图6说明书附图CN101952662ACN101952667A5/6页15图7图8图9说明书附图CN101952662ACN101952667A6/6页16图10图11图12说明书附图CN101952662A。

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