JP2000039141A

JP2000039141A - 液体燃料バ―ナ―の制御方法並びに液体燃料燃焼モニタ―装置

Info

Publication number: JP2000039141A
Application number: JP11179891A
Authority: JP
Inventors: Drasek William Von; ウィリアム・ボン・ドラセック; Pierre Bodelin; ピエール・ボードラン; Benjamin J Jurcik Jr; ベンジャミン・ジェイ・ジュルシック・ジュニア
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2000-02-08
Also published as: EP0967440A3; EP0967440A2

Abstract

(57)【要約】【課題】噴霧特性、化学量論、パワー等のオイル用バナ
ーの状態のモニター、制御を果たす方法並びに装置を提
供する。【解決手段】液体燃料用のバナーをモニター並びに／も
しくは制御する方法並びに装置である。観察された火炎
からの放射線は、化学量論や燃焼速度のようなバナーの
動作状態並びに液体燃料の噴霧に関連付けられ得る。そ
して、この情報は、バナーの動作状態をモニターに使用
され得るか、バナーの制御のためのフイードバックルー
プで使用され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼の分野に関
し、特に、火炎（フレーム）を観測することにより、オ
イルの燃焼をモニター並びに／もしくは制御することに
関する。

【０００２】

【従来技術】液体燃料と気体状の酸化剤とを使用する２
相流れシステムにおける、安定性、全体の幾何学的形
態、ＮＯｘ並びに煤のような汚染物質のレベル、温度並
びに種プロファイル、熱伝達プロファイル、並びに全体
の燃焼効率等の火炎の特性は、燃料と酸化剤との間の混
合状態に依存する。代表的には、この燃焼は、気体状の
酸化剤と、噴霧された液体燃料との反応により生じる。
気化度、小滴の軌道、並びにサイズが、液体燃料蒸気を
結果としての小滴に微細化するために使用されるメカニ
ズムにより、直接に制御されるので、火炎は、噴霧装置
の機能に非常に影響される。

【０００３】超音波噴霧器、気化器，圧力噴霧器、２−
流体噴霧器、並びに回転装置を含む、液体流を小滴流れ
に微細化するために利用可能な幾つかの一般的なクラス
の噴霧器が知られている。

【０００４】工業上の炉に代表的に使用される噴霧用噴
射器（インジェクター）は、圧力噴霧噴射器と、気体圧
噴霧器と度々称される複合流体噴射器との２つの主カテ
ゴリーに分類されている。圧力噴霧噴射器においては、
液体のみが噴射器を通り、噴霧は噴射器間の圧力降下に
より発生される。この場合、小滴の直径は、孔の出口径
に非常に関係している。一方、複合流体噴射器による噴
霧は、特徴のある小滴径、軌道噴霧パターンを有する所
望の噴霧に液体流を微細化するために、気体状の媒体の
運動エネルギーを利用している。

【０００５】燃料噴霧のためのどちらの方法にとって
も、小滴サイズ分布、軌道、並びに噴霧幾何学的形態等
の噴霧特性は、噴射器のデザインと動作状況とに依存し
ている。噴霧に関連したこれら特性は、全体の幾何学的
形態、輝度、運動量、温度プロファイル等の火炎の特徴
に、直接影響を与える。

【０００６】流体に助けられた機械的に噴霧器の作動
は、以下の幾つかのファクターにより、時間と共に変化
する。ａ．噴霧器内での炭素の生成は、燃料オイルの熱的破壊
による。この炭素の生成は、噴霧結果を、かくして、火
炎特徴を変えるオイルの流れパターンを変化させる。こ
のような変化は、プロセスにおいて好ましくない、火炎
の幾何学的形態、熱放射、耐火温度等の変動の要因とな
る。また、炭素の生成は、時には、噴霧器を詰まらせる
ことになる。ｂ．（助けるための噴霧器のための）噴霧流体の流速も
しくは圧力における変化は、プロセスにおける外的変化
により生じる場合もある。これらのパラメータは、複合
バナーを備えた炉ではバナー毎には制御もしくはモニタ
ーできない。圧力並びに／もしくは噴霧流体の流量が変
化するのに従って、噴霧特性は変化し、かくして、火炎
特性が変化する。ｃ．炉から噴霧器近くへの材料の詰まりもしくは侵入
は、気化、種、ガラス材の溜まり、もしくは、他の外部
炉に基づく噴霧器の変化を生じる。ｄ．機械的噴霧器内での詰まりは、オイルフイルターの
劣化を生じさせる。ｅ．機械的噴霧器での小滴サイズは、機械的噴霧器の出
口孔の直径により制御される。長期の動作の後に、この
出口孔の直径は、液体により受ける速度並びに剪断力に
より、大きくなり、噴霧状態が変化する。

【０００７】ガラス溶融炉等の工業上のプロセスで代表
的に使用される噴霧ノズルは、気体圧噴霧器である。こ
のクラスの噴霧器は、液体の良好の微細化を果たすため
に気体の運動エネルギーを使用している。気体圧噴霧器
での液体と気体との噴流間の相互作用は、噴霧器の内外
で生じる。いずれの場合にも、噴霧特性の劣化は、かく
して、火炎特性の変化は、ノズルの中もしくは周囲で生
じる炭素の生成のためである。ノズルの中での炭素の生
成は、プロセスからノズルへの熱伝達による炭化水素の
オイルの微細化による。ノズルで生成される少量の炭素
は、さらなる炭素炭素の生成を加速する触媒として作用
し、最終的にはノズルの著しい劣化となって、不安定も
しくは低い質の火炎となる。

【０００８】ノズルの劣化を防ぐために、定期的なスケ
ジュールの保守点検がなされるか、定期的なスケジュー
ルの視覚検査がなされる。この定期的な保守点検は、噴
霧器の動作が著しく変化しないように、かなり頻繁な周
期で噴射器をクリーニングしなければならない。代わっ
て、オペレータは、定期的な視覚検査を行い、火炎の特
性が、良好な火炎の特性のオペレータの認識に基づいて
異常と判断されれで、クリーニングが行われ得る。これ
ら両方の方法は、ノズルの劣化がスケジュールで定めら
れたときもしくは準備無しの検査の前に生じると、失敗
する。この場合、問題の発見は、温度の変化もしくは排
出される射出成分等のモニターされるプロセスパラメー
タからのみ可能である。問題となったノズルを発見でき
なかったときには、噴射器もしくはプロセス、有効なプ
ロセスの質、生成速度の劣化、並びに／もしくは有効汚
染物質を生じる。

【０００９】工業上の炉（ガラス、鉄もしくは非鉄溶融
炉等）で使用される代表的な酸素／燃料オイル用バナー
は、噴霧器の動作をモニターするためにサーモカップル
（ＴＣ）センサーを使用している。このＴＣは、燃料オ
イルの噴射ノズル近くの噴霧媒体路内に、代表的には、
配置されている。燃焼の前の噴霧媒体の常温は、周囲温
度に近い。不規則もしくは好ましくない火炎特性の場
合、ＴＣから読み取られる温度は、基本線の読取りから
ずれる。ＴＣの読取りが誤差レベルの上下、例えば、±
１０°Ｆ以上の場合には、バナーは、検査のために取り
外される。このような技術の場合の欠点は、噴霧ノズル
の劣化の初期を感知することはできず、温度と結果とし
ての火炎特性との間の相対関係が果たされない。かくし
て、温度変化が観察されると、著しいノズルの劣化が既
に生じている。

【００１０】噴霧特性に従う安価で、連続したモニター
方法が、液体燃料燃焼技術において必要とされている。
１つの方法は、水冷レンズチューブとビデオカメラとを
備えた１もしくは複数の内視鏡を使用したプロセス火炎
の視覚的モニターである。しかし、これら視覚的モニタ
ー技術は、幾つかの欠点がある。１もしくは幾つかの光
学アクセス口が必要である。このような口の位置は、厳
しく、設置は困難もしくは実現が難しい。多くのバナー
を同時に観測する１つの内視鏡の使用は、検出が難しい
火炎放射での僅かの変化の検出をする特別な分析には乏
しい。さらに、視覚的モニターシステムは、特別なレン
ズシステムとカメラとが使用されなければ、可視波長範
囲に制限される。このような特別な装備と変更とは高価
である。最後に、噴霧スプレーでの変化を検出するため
に、像を観察するオペレータが、彼の認識に基づいて噴
霧特性を決定するか、像が、変化する火炎特性のデータ
ベースを有する像パターン認識のようなコンピュータア
ルゴリズムにより処理される。

【００１１】燃料と酸化剤との間の燃焼と、高発熱反応
による射出された結果の放射は、火炎の最も多くの特徴
的態様の１つである。火炎の特徴は、噴霧特性に影響さ
れるので、火炎により射出される放射線は、また、噴霧
に対応している。火炎の放射をモニターすることによ
り、化学量論、パワー、並びに噴霧特性のようなバナー
の動作状態での間接的な情報が得られる。しかし、工業
上のバナーでの実行されているモニター設備は、幾つか
の問題があるために実用上難しい。即ち、まず、有利な
位置でのバナー近くでの位置付け視点を必要とする光学
的アクセスが、必要である。そして、次に、プロセス環
境からの過度の熱のために、水冷もしくは高速ガス冷却
プローブが一般的に必要である。

【００１２】米国特許Ｎｏ．５，１２６，７２１並びに
この特許の改良された変更である米国特許Ｎｏ．５，４
２４，５５４には、オイルで燃える一定パワーの加熱ユ
ニットを使用して火炎からの放射線をモニターすること
が開示されている。米国特許Ｎｏ．５，１２６，７２１
では、火炎のモニターの目的は、最適な燃焼空気のため
の情報を与えるためであった。この基本原理は、硫化カ
ドミウムの光電セルのような単一の広域波長ディテクタ
ーを使用して火炎の放射強度をモニターすることに信頼
をおいていた。このような適用において、設定された最
適の火炎輝度からのそれは、保守が必要であることを家
庭での使用者に警告する。米国特許Ｎｏ．５，４２４，
５５４は、火炎の放射線をモニターするための米国特許
Ｎｏ．５，１２６，７２１と同じ原理を用いているが、
家庭用の加熱ユニットで見られるように、バーナ・サイ
クル間の区別を可能とする促進回路を使用している。

【００１３】広域波長ディテクターを使用する欠点は、
夫々異なる波長での変化の検出に制限があることであ
る。モニターされる強度と関連した波長は、火炎の動作
状態を特定するために使用され得る。家庭用の加熱ユニ
ット（米国特許Ｎｏ．５，４２４，５５４並びにＮｏ．
５，１２６，７２１に係わる）において、バナーのパワ
ーは、バナーが燃焼速度（ターン・ダウン・レシオ）が
大きく変化する工業用の炉とは異なって、一定である。
化学量論と燃焼速度との両方での変化は、工業用の燃料
オイルの燃焼プロセスでは一般的に見られるので、射出
強度への影響をも、また考慮しなければならない。放射
スペクトルの単一の態様のみのモニターは、動作状態で
の上記変化を考慮するのに利用できる情報を制限してい
る。複合波長のモニターの使用は、工業用の天然ガス火
炎から化学量論とパワーとを決定するための米国特許Ｎ
ｏ．５，８２９，９６２に開示されている。さらに、観
察された信号が源（火炎）から得られ、放射線を受けて
加熱された壁もしくは溶融材料による影響は無視される
ことを確実にするために、広域もしくは単波長ディテク
ターが使用されるときに、注意を要する。

【００１４】上述した問題を解決するために、本発明の
目的は、特定の波長領域（ＵＶ領域を含む）で火炎から
の放射線の強度をモニターすることであり、噴霧器の作
用に測定された強度を関係させることである。さらに、
化学量論や燃焼速度のような全体の燃焼状態は、特定の
波長帯域で観察された放射強度に関連され得る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の装置並びに方
法は、既知の装置並びに方法での多くの問題を解決す
る。長らく知られているモニター技術は、火炎の放射線
スペクトル形状に基づいてなされている。本発明の方法
の使用においては、噴霧スプレーでの観測される変化
は、オペレターに潜在的な問題を知らせるように検出さ
れ得る。火炎での変化を検出するための感度と早い時間
の応答との組合せにより従来技術の方法とは異なって信
頼性がある。さらに、本発明は、スプレーの特性、かく
して、燃焼をモニターするための装置についてである。
噴霧特性のモニターに加えて、オイル用バナーの化学量
論とパワーとの情報は、火炎放射により決定され得る。

【００１６】本発明の主目的は、オイル用バナーの状態
のモニター、好ましくは、制御を果たす方法並びに装置
を提供することである。ここで、状態は、噴霧特性、化
学量論、並びに／もしくはパワーに関してであり得る。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第１の
態様は、液体燃料のバナーを制御するための方法であ
り、この方法は、ａ）バナー内に設けられた酸化剤（好ましくは富酸素空
気）使用手段による液体燃料（好ましくは、オイル、よ
り好ましくは、炭化水素オイル）の燃焼の火炎から射出
された放射線を観測する工程と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を光学的に伝送する工程と、ｃ）前記光学信号を処理して、この光学信号をバナーの
動作状態に関連付けさせる工程と、ｄ）前記バナーの動作状態をもとにして電気信号を発生
させる工程と、を具備する。

【００１８】好ましくは、前記発生された電気信号は、
バナーの動作状態をオペレータに知らせて、バナーの手
動調整を可能にするか、より好ましくは、個々の、もし
くは複数のバナーの１もしくは複数のバナーの流体流れ
の操作を可能にする１もしくは複数のアクチュエータの
動作を制御する。例えば、燃料、酸化剤、もしくは噴霧
流体の流量もしくは圧力が操作され得る。噴霧ガスは、
スチームと、空気と、酸素と、富酸素空気と、種々の酸
素生産プラントで生産される純粋酸素と、これらガスの
組合せもしくは混合ガスからなるグループから選ばれ得
る。

【００１９】さらに、噴霧特性の状態に関連した信号
は、燃料オイルの噴射器をクリーニングする手段として
異なる流体がバナー内に導入するきっかけのために使用
され得る。電気信号が噴霧が乏しいことを示すときに
は、制御処置は、燃料オイルの流れを停止させて、クリ
ーニングのための異なる流体に切り換える。この異なる
流体は、不活性ガス、スチーム、反応ガス、もしくは２
相流体であり得る。ガスの導入のために、不活性ガスも
しくは反応ガスが使用され得る。不活性ガスの例は、Ｎ
₂もしくはＡｒ、またはこれらの混合ガスであり、周囲
温度、もしくは好ましくは加熱される。この不活性ガス
は、高圧でランスの中に射出されて、炭素の堆積もしく
はプロセス材料により生じる詰まりを除去する。反応ガ
ス、好ましくは、Ｏ₂（モル濃度で、約２０％から約１
００％の），Ｏ₃，Ｆ₂、ＨＦ₃等、もしくはこれらの
２つ以上の組み合わせのような酸化剤は、衝撃により堆
積物を除去するだけではなく、噴射器の外に容易に搬送
され得るガス相の種を形成するように堆積材料と反応す
る。異なる可能性のある酸化剤のための基本的な全体の
反応は以下の通りである。Ｏ2 もしくはＯ3 ：Ｃ(s) ＋Ｏ2 ＞ＣＯ，ＣＯ2 Ｆ2 もしくはＨＦ：Ｃ(s) ＋Ｆ2 ，ＨＦ＞ＣＦ4 ，Ｈ2 ここで、Ｃ(s) は、固体の炭素生成物を示す。Ｆ2 やＨ
Ｆのような激しい反応ガスのために、濃度のレベルは、
最小に、好ましくは、モル濃度で約０．１％ないし約１
０％に保つ必要がある。

【００２０】２相の流体は、流体の中に懸濁された微粒
子（１μｍ以下の直径）を含む水もしくはガス（低い粒
子充填密度）からなる。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂、もしくはＺｒＯ₂のような微粒子は、堆積材料と
接触したときに、研磨剤として働く。多くの選択から、
噴射器をしてクリーニングするための手段として使用さ
れる好ましい流体は、プロセスに応じる。幾つかのプロ
セスは、特別の化学物質の添加に対して敏感であるかも
知れなく、プロセスが許容できる物質の選択は制限され
る。

【００２１】本発明の第２の態様は、液体燃料のバナー
を制御するための装置であり、この装置は、ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用手段による液体燃
料の燃焼の火炎から射出された放射線を観測するための
手段と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を光学的に伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、この光学信号をバナーの動
作状態に関連付けさせる光学プロセッサーと、ｄ）前記バナーの動作状態をもとにして電気信号を発生
させる手段と、を具備する。

【００２２】本発明の第３の重要な態様は、液体燃料の
噴霧の特性をモニターするための方法であり、この方法
は、ａ）バナーの本体内に設けられた手段を使用して、液体
燃料のバナーの火炎から射出された放射線を観測する工
程と、ｂ）火炎の特徴を表す光学信号を形成するように、光学
プロセッサーに観測された放射線を光学的に伝送する工
程と、ｃ）前記光学信号を処理して、この処理された光学信号
を液体燃料の噴霧特性に関連付けさせる工程と、ｄ）バナーの状態をオペレータに知らせる、並びに／も
しくは、噴霧ガスの圧力と流れとを制御する電気信号を
発生させる工程と、を具備する。

【００２３】本発明の第４の態様は、液体燃料の噴霧の
特性をモニターするための装置であり、この装置は、ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用手段を使用して、
液体燃料の燃焼の火炎から射出された放射線を観測する
ための手段と、ｂ）電気信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎の放射線を伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、こ光学信号を液体燃料の噴
霧特性に関連付けさせるための手段と、ｄ）液体燃料の噴霧特性をもとにして電気信号を発生さ
せるための手段と、を具備する。

【００２４】本発明の第５の態様は、液体燃料の噴霧特
性をモニターし、また、噴霧特性の状態をもとにした矯
正動作を果たすための装置であり、この装置は、ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用手段による液体燃
料の燃焼の火炎から射出された放射線を観測するための
手段と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、この光学信号を液体燃料の
特性に関連付けさせる光学プロセッサーと、ｄ）前記液体燃料の噴霧特性をもとにして電気信号を発
生させる手段と、ｅ）噴射器への燃料オイルの流れを、噴射器をクリーニ
ングするための異なる流体に切り換えるための手段と、ｆ）所定の時間クリーニングするための流体の流れをモ
ニターするための手段と、ｇ）前記異なるクリーニングするための流体から燃料オ
イルへと戻るように切替えて、噴霧の特性のモニターを
続けさせるための手段と、を具備する。

【００２５】本発明は、観測された火炎からの放射線に
基づいてオイルの噴霧の特性をモニターするための独特
の方法と装置とを提供する。この方法は、工業上プロセ
スのためのバナーで、一般的に使用されるのに充分で迅
速な応答を有することにより優れる。オイルの火焔の連
続的なモニターは、噴霧スプレーの特性の間接的で連続
したモニターを提供する。本発明のこれら並びに他の態
様は、以下の説明並びに請求の範囲から明らかになるで
あろう。

【００２６】

【発明の実施の形態】炭化水素燃料オイルのような液体
燃料と酸化剤との燃焼からの選定された波長での放射線
をモニターすることは、火炎の特性を、換言すれば、噴
霧特性と、化学量論と、パワーとを決定するための手段
を提供する。モニター装置をオイル用バナーに設置する
ためには、図１に示す次の部材が必要である。この装置
は、光学カップリング部材２、特に、好ましくは、バナ
ーの一体的部分である高温度ファイバー光学系を有す
る。火炎からの放射線は、例えば、ホトダイオードもし
くは光電子像倍管からなる単一ディテクターとバンドパ
スフイルターとの組合せと、複数のディテクター並びに
／もしくはフィルターからなる多重システムと、スペク
トロメータのような光学分散部材から選ばれた光学プロ
セッサー３を有する。火炎からの放射線の光学的処理の
後に、得られた電気信号は、信号プロセッサー４によっ
て解析される。この信号プロセッサー４は、電圧比較形
と同様に簡単にされ得るか、より精密なレベルのモニタ
ーが望まれる場合には、コンビュータが好ましい。処理
された電気信号からの結果は、電気信号に変換されて、
警告システム５に送られ、低い噴霧特性のような潜在的
な問題をオペレータに警告する。より好ましくは、前記
電気信号は、燃料と、酸化剤と、噴霧気体との少なくと
もいずれか１つの流れを、後述するように、制御並びに
調節するために使用され得る。

【００２７】この好ましいモニター制御装置は、各バナ
ーの個々のモニターと最適化とを可能にするように、工
業上の炉に設置された夫々のバナーに設けられ得る。

【００２８】図２は、テキサス州のハウストンにあるＡ
ｉｒＬｉｑｕｉｄｅＡｍｅｒｉｃａＣｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎで入手可能なＡＬＧＬＡＳＳ^TMＦＣ（商標）
として知られ、詳しくは、米国特許Ｎｏ．５，８３３，
４４７に開示されている従来のバナー１００を示す。こ
のバナー１００は、テキサス州のハウストンにあるＡｉ
ｒＬｉｑｕｉｄｅＡｍｅｒｉｃａＣｏｒｐｏｒａ
ｔｉｏｎで入手可能なＴｒｉｄｅｎｔ^TM（商標）として
知られ、詳しくは、米国特許Ｎｏ．５，８３３，４４７
に開示されている噴霧装置、即ち、液体燃料（オイル）
用噴射器（インジェクター）１３を中に備えている。こ
のオイル用噴射器１３は、酸化ガスのための入口１４を
有するハウジング１１に装着されている。そして、この
ハウジング１１は、クランプ集合体２０を使用する耐火
ブロック１２に装着されている。燃料オイル用入口１９
と、噴霧ガス用入口１８とが、噴霧オイル用スプレーの
出口１５を備えた噴射器１３に設けられている。酸化ガ
スは、耐火ブロック１２から噴射器１６をでる、そし
て、噴射器１７は、例えば、天然ガスのような気相燃料
の適用のためにのみ使用される。

【００２９】図３は、バナーのハウジングを通るように
位置され、かつオイル用噴射器１３に沿うように延びた
ファイバー光学系２１を備えている以外は、図２のバナ
ー１００に対して全てにおいて類似しているバナー１０
１の下部のみを示す。このファイバー光学系２１は、噴
霧オイル用スプレー出口１５の近くで光学的にアクセス
するための手段を提供する。噴霧特性のモニターのため
に、可能な限り噴霧ノズルに接近するようにして、噴霧
オイル用スプレー燃焼による放射線をモニターすること
が重要である。代わって、放射線は、噴射器１６，もし
くは１７を介する光学的アクセスを与えることによって
もモニターされ得る。しかし、この場合、集められた放
射線は、噴霧オイル用スプレー用出口１５から離れた位
置からであり、噴霧特性での僅かの変化を検出すること
は難しい。かくして、このバナーの幾何学的形態のため
のファイバー光学系２１の好ましい配置は、噴射器１３
に沿ってである。このファイバー光学系２１の冷却は、
耐火ブロック１２内の環状の流れ領域２２とオイル用噴
射器１３との間の環状領域（図５に示す）の中に逸らさ
れる酸化ガスの流れにより果たされる。この領域を通る
ガスの量は、入口１４から導入される全酸化剤の一部で
ある。オイル用噴射器、特に、噴霧液体燃料の出口１５
を冷却するために、全酸化ガスの一部を使用するという
思想は、前記米国特許Ｎｏ．５，８３３，４４７の従来
のデザインからである。

【００３０】上記モニターの技術は、異なる幾何学的形
態のバナーに適用可能である。図６は、前述したバナー
１００とは異なる従来のバナー２００を示す。このバナ
ー２００は、テキサス州のハウストンにあるＡｉｒＬ
ｉｑｕｉｄｅＡｍｅｒｉｃａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎで入手可能なＡＬＧＬＡＳＳＤＵＡＬ^TM（商標）とし
て知られ、また、、詳しくは、ハワイのマウイ島でのＡ
ｍｅｒｉｃａｎ／ＪａｐａｎｅｓｅＦｌａｍｅＲｅ
ｓｅａｒｃｈＣｏｍｍｉｔｔｅｅｓによる１９９８
年、１０月１１−１５日の国際シンポジウムでのＢｏｄ
ｅｌｉｎｅｔａｌによる“ＦｕｅｌＯｉｌＢｕｎｎ
ｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｏｒＨｉｇｈＴｅ
ｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅｌｔｉｎｇＡｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ”Ｅと、１９９９年５月１９日付けの米国出願
０９／３１４，７５９に開示されている。両文献とも参
考のために記載されている。このバナー２００は、ＤＵ
ＡＬ^TM（商標：Ｂｏｄｅｌｉｎｅｔａｌ）として知
られている噴霧装置，即ち、液体燃料噴射器ー３４を、
中に有する。この噴射器３４は、酸化ガスのための入口
３７を備えたハウジング３２に装着されている。このハ
ウジング３２は、クランプ集合体３１を有する耐火ブロ
ックに装着されている。燃料オイルの入口３６と、噴霧
ガスの入口３５とが、噴霧されるオイル用スプレーの出
口がバナーのブロック３０の中に延出するようにして、
噴霧器３４に設けられている。このオイル用噴霧器のラ
ンスは、中心付けテーブル３８を備えた耐火ブロック３
０内の中心に位置されている。酸化ガスはバナーのブロ
ック３０内で噴霧器３４の周りに射出する。燃料オイル
と酸化ガスとは、バナーのブロック３０内で混合し始め
て開口３９から射出される。

【００３１】図７は、バナーのハウジング内を通り、オ
イル用噴霧器３４に沿って配置されたファイバー光学系
４０を有する以外は、図６に示すバナーの全てに類似し
ている。ファイバーの冷却は、ブロックの中を流れる酸
化ガスにより果たされる。ファイバー光学系４０は、漏
れ防止シールを果たす圧縮詰め物４１によりシールされ
ている。このシール（詰め物）４１の後方で、ファイバ
ー光学系４０は、金属シースに覆われて、かとう性のシ
ース４２に続いている。また、このファイバー光学系４
０は、噴霧されるオイル用スプレーの出口近くで光学ア
クセスを提供する。

【００３２】光学アクセスのための異なる位置が図８並
びに９に示されている。図８は、耐火ブロック３０内に
配置されたファイバー光学系４０を有するバナー２０２
を示す。このファイバー光学系４０は、図８に示すよう
に光学視野がインジェクター３４の方向に向くように耐
火ブロック３０内に位置している以外は、図７と同様に
オイル用インジェクター３４に平行に配置されている。
同様の構成が、図９に示されている。このバナー２０３
では、ファイバー光学系が燃料オイルのインジェクター
３４に垂直に位置されている。

【００３３】ここで示された形態において、光学アクセ
スは、バナーの中で直接に一体化されている。ファイバ
ー光学系のケーブルが、上記図に示されているが、レン
ズとリフレクターとからなる一般の光学部材が、バナー
の幾何学的形態がこれらの使用に制限されない場合に
は、使用され得る。どの方法が使用されても、可能な限
り噴霧ノズルに接近して、噴霧されたオイルの燃焼から
の放射線をモニターすることが重要である。

【００３４】異なる幾何学的形態で示されたファイバー
光学系２１もしくは４０の最適な位置は、バナーの幾何
学的形状と、ファイバーもしくは他の光学部材と、使用
される検出システム、即ち、ディテクターの形式との間
でバランスをとることである。ファイバー光学系は、観
察される信号がスペクトル領域、即ち、所定の領域での
変化をモニターするのに充分強い位置にセットされるべ
きである。

【００３５】火炎から射出される放射線は、固有であ
り、４πラジアンに渡る空間に射出される。ディテクタ
ーに達する単位面積当たりの放射線強度（Ｗ／ｃｍ²）
として規定された放射線束は、使用される光学収集シス
テムとバナーの幾何学的形態との関数である。光源が火
炎であり、また、放射線収集システムが全ての光学部材
とディテクターとを備えたバナー（バナーが耐火ブロッ
クと金属部材との完全な集合体により構成されている場
合）であるとして、単に問題を考えることができる。火
炎からの放射線束は、燃焼速度、化学量論、燃料成分、
酸化成分、並びに噴霧特性のような動作状態に依存して
いる。火炎からの所定の放射線束において、バナーを介
する収集効率は、適当な光学システムとディテクターと
を選定するように、詳細に検査される必要がある。オイ
ル用バナーの幾何学的形態は、図２並びに６に示すよう
に非常に変化し得るので、バナーの幾何学的形態は、火
炎の放射線を集めるために使用されるデザインを示す。

【００３６】図３に示す変更されたバナー１０１に存在
する適用にとって、収集効率を高めるバナーの幾何学的
形態は、図４の拡大側面図に示されている。噴霧される
液体燃料の出口１５とファイバー光学系２１とは、図４
により詳細に示されている。このバナーの幾何学的形態
において、ファイバー光学系は、バナーの熱面（図４
で、火炎と炉とに面する領域）から距離ｌの所で、図５
に示す環状の流れ領域２２内に好ましくは配置されてい
る。第２の必須のディメンションは、噴霧器１３と、イ
ンジェクター１７を規定する耐火ブロックの壁との間の
距離ｄである（図４参照）。この場合ｄ＝ｒ_{refractory hole}−ｒ_{oil injector} ここで、ｒの添字は、噴霧される液体燃料のインジェク
ター１３の半径と、インジェクター１７を規定する耐火
ブロック内のチャンネルの半径とに関する。インジェク
ターと耐火壁との間の距離ｄは、放射線束が達するファ
イバー光学系２１を規定する孔として機能する。一方、
距離ｌは、逆二乗則に従い、ここでは、放射線強度は、
１／ｌ²に比例する。ｄのディメンションが充分に大き
く、約６ｍｍよりも大きく、又、線状の視野の光学的ア
クセスが得られる場合には、簡単な窓とレンズとの組み
合わせが、ファイバー光学系の代わりに使用され得る。
この６ｍｍのディメンションは、商業的に有用な光学部
材を表す。光学部材は、一般的にもっと小さい。

【００３７】考察に対する他の態様は、使用する光ファ
イバーの直径である。バナーは、放射線のスループット
を規定する視野での幾何学的拘束を強いるので、向上が
大径のファイバーを使用することにより得られ得る。フ
ァイバーの収集効率は、ファイバーの直径と、開口数
（ＮＡ）（開口数ＮＡは、簡単な関係ｆ_？＝１／２ＮＡ
としてｆーナンバーｆ_？に関係つけられ、ここでは、フ
ァイバーを伝播する光の許容角度を設定する使用される
ファイバー材料の特性である）とに依存している。高温
度での使用とＵＶ射出とのためには、シリカのコアとク
ラッドとを有するファイバーが好ましい。このようなフ
ァイバーは、２５°以上の角度でファイバーに入射する
光線と識別するように２５°（ＮＡ＝．２２）の許容角
度を有する。１．５ｍｍのような大きい直径の単一ファ
イバーが利用され得る（ＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃＳｙｓ
ｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，ＳｉｍｉＶａｌｌｅｙ，Ｃ
Ａ．）。しかし、大径のファイバーは、機械的に剛性が
あり、破損に耐え得る。大径のファイバーが必要な場合
には、好ましい方法は、各々が代表的には５〜２００μ
ｍの小径のファイバーを大径の単一のファイバーとなる
ように仕上げたファイバー束を使用することである。

【００３８】ディテクター、即ち、光学プロセッサー３
のために、種々のディテクター、例えば、ホトダイオー
ド、ソーラブラインド・ホトダイオード、もしくは光電
子像倍管のうちのいずれか１つが使用され得る。光学プ
ロセッサーの選定は、対象とする波長と、光学プロセッ
サーに達する放射線束とにより規定される。例えば、ホ
トダイオードのディテクターに達する放射線がディテク
ターの暗電流のレベルである場合には、光電子像倍管や
アバランチェホトダイオードのディテクターのような高
感度のディテクターを使用することが適する。

【００３９】熱的損傷を避けるようにファイバー光学系
２１，４０を冷却するために、噴霧される液体燃料のイ
ンジェクター１３，３４に沿って、所定の幾何学的形態
並びにガス流速の範囲のための噴霧される液体燃料の出
口から異なる位置での温度の測定が、ファイバーの位置
付けのための安全な評価を与える。所定の幾何学的形態
並びに流れ状態の範囲のための、熱伝達のシュミレーシ
ョンを含む計算流体力学のモデルは、ファイバーを最適
位置付けるようにする好ましい方法の１つである。ファ
イバーの位置が決定されると、光学システムは、最大の
伝送のために変えられ得る。

【００４０】図３並びに図４に示す好ましい実施の形態
において、ファイバー光学系は、液体燃料のインジェク
ターに平行に配置されているけれども、これは必須鵜よ
件でない。この平行の形態は、放射線のモニターのため
の火炎近くでの光学的アクセスを与える。

【００４１】使用されるファイバーの材料の選定は、対
象とするスペクトル範囲に依存する。使用可能な光ファ
イバーは、好ましくは、１０〜１５００μｍの直径を有
する。この好ましい直径は、光収集効率と解像度とに依
存し得る光学プロセッサーの方法によって決定される。
好ましいファイバーの材料は、ステンレス・スチールの
シースの外層を備えた石英である。この石英のファイバ
ーとステンレスのシースとは、ＮｅｗＹｏｒｋのＢｒ
ｉａｒｃｌｉｆｆＭａｎｏｒにあるＥａｓｔＣｏａｓ
ｔＳａｌｅｓＣｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＬＵ
ＭＡＢＯＮＤ４８４（商標）として知られている接着剤
のような高温接着剤を使用して接着される。ファイバー
とバナーのハウジングとの間のシールは、圧縮Ｏーリン
グ詰め物、もしくは、ＰＡのＬａｎｓｄａｌｅにあるＴ
ｈｒｅｅＥＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃによ
り開発されたクリンプ方法のような他のファイバー光学
系フィードスルー方法によりなされ得る。

【００４２】以下の例において、火炎からの射出は、図
３に示す形態を使用してモニターされた。火炎からの放
射線は、液体燃料のインジェクター１３のトップに沿っ
て配置され、１００μｍの直径の高温ファイバー光学系
により収集された。噴霧される液体燃料の出口１５に対
するファイバーの端部の位置は、過度の熱により損傷が
生じない範囲で可能な限り接近された。例えば、上述し
たデザインの規則をして、６ｍｍのｄと、ブロックの熱
面から５ないし１５ｃｍのｌに対して（図４を参照）、
３０ないし２０ｍ／ｓの冷却ガス速度で、光学的伝送と
ファイバーの冷却との間の良好な均衡が与えらることを
見出だした。

【００４３】図３に示すバナーの幾何学的形態に対し
て、噴霧される液体燃料の出口１５からの５ないし７ｃ
ｍの動作距離が使用され得ることが見出だされた。光フ
ァイバー２１の他端には、２９０ないし８００ｎｍのス
ペクトル範囲を有するＯｃｅａｎＯｐｔｉｃモデル
のＰＣ１０００ＰＣスペクトロメータ・ボードが装着さ
れた。このスペクトロメータからのスペクトル解像度
は、ファイバーの直径に依存している。この場合、１０
０μｍの直径のファイバーにより７ｎｍの解像度が得ら
れた。この結果は、火炎に見られる最も多くの二原子の
分子からの発光帯を解像するのに充分である。

【００４４】図１０は、噴霧される液体燃料の出口１５
から７ｃｍ離れて配置されたファイバーから観測された
発光スペクトルを示す。このスペクトルは、燃焼の間に
得られるスペクトルと、火炎が存在しない加熱された炉
から得られるスペクトル（基準）との間の比である。こ
のスペクトルは、噴霧流体として空気を使用し、１１０
０ｋＷで作動し、ナンバー２等級の燃料オイルを使用し
たバナーで得られた。この比のスペクトルは、ディテク
ターと、回折格子と、ファイバー光学系との波長依存性
を除いている。この比のスペクトルから、ＯＨ（３０８
ｎｍ）と、ＣＨ（４３２ｎｍ）と、Ｃ₂（５１６並びに
４７３）のような励起された分子種からの特長ピークが
明らかに認められる。これら種は、ＣＯ＋Ｏ→ＣＯ₂ ^*
のような再結合反応並びに煤放射からの部分的結果の連
続体に重ねられる。ここで、ＣＯ ₂ ^*（^*＝励起状態の
種）は、３００〜５５０ｎｍの範囲の波長に渡って射出
する。

【００４５】ＯＨ並びにＣＨ帯の一緒の領域のリアルタ
イムのモニターは、図１１に示されている。ここで、サ
ンプルは、０．５８Ｈｚで収集され、これは、１５０ｋ
Ｈｚのサンプル周波数と平均４０スペクトルとに対応す
る。噴霧圧力と観測された信号強度との関係は、異なる
時間での種々の噴霧圧力に対して、図１１に示されてい
る。良好な噴霧特性は、噴霧の高レベルに対応し、これ
はＯＨ信号り最大強度に関連されている。モニターして
いるＯＨラジカルは、周囲の燃焼酸化剤に対する感度
が、第２の実施例で説明されるように、ＣＨ発光と比較
して低いので、好ましい種である。さらに、ＣＨ帯から
の発光は、常には観察されない。かくして、ＣＨスペク
トル領域からモニターされる一体的な強度は、連続体か
らのＣＨもしくは放射線からの結果であろう。いずれの
場合でも、得られる情報は、第２の実施例で説明される
ように、また、利用され得る。

【００４６】第１の実施例において、所望の火炎特性が
２．５バールの噴霧圧力に対して観測されると、平均の
一体的ＯＨ信号は一定となり、図１２に示されるように
上限と下限とにより境界付けられるであろう。制御のこ
れら制限の設定は、シワート・コントロール・チャート
（Ｃｈｅｗｈａｒｔｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒｔｓ）
のような統計技術によりなされ得る。これら制限より上
もしくは下への信号の逸れは、燃料の噴霧における幾ら
かの変化により生じる火炎特性の変化を生じさせる。こ
の燃料噴霧の変化は、噴霧圧力の変化、燃料の物理的性
質の変化、粘土、炭素の堆積もしくは熱破損による噴霧
ノズルの劣化等の幾つかのファクターにより生じ得る。
これら現象のいずれかが、またはこれら現象の組合せが
生じると、モニターされている火炎放射の特徴が、設定
ポイントの上もしくは下への逸れとなるであろう。この
逸れが生じると、潜在的な問題が生じたことをバナーの
オペレータに警報する。

【００４７】代わって、フィードバック・ループを使用
した比較的高いレベルの制御が、上記例で使用され得
る。この場合、信号のレベルが許容範囲の外に逸れる
と、制御動作が、範囲内に値が入るようにするか自己ク
リーニング操作を導入するように霧圧力を変える等の処
置がプロセスにとられ得る、この操作は、図１に示すの
と類似しているが、図１３に示すように、バナー・コン
トローラ６と制御バルブ７とが付加されている。クリー
ニング処置のために、オイルの流れは停止されて、クリ
ーニング流体が射出される。このクリーニングは、特定
の時間に導入されるか、噴霧器のクリーニングの測定と
してのモニターされた発光信号を使用してオイルとクリ
ーニング流れとの間のサイクルとしてなされる。

【００４８】第２の例において、全体的な燃焼用酸素
が、上述したモニター方法と同じ方法でモニターされて
いる。この場合、ナンバー２の燃料オイルの流量は７７
ｋｇ／ｈｒに固定された。全体的な燃焼用酸素は、モデ
ル入力としての噴霧圧力と、一体的なＯＨとＣＨとの信
号とを使用したニューラルネットワーク（ＮＮ）のモデ
ルを構築することにより決定された。測定された酸素の
流量とＮＮモデルからの予想された値との間の比較は、
図１４に示されている。ＮＮモデルからの結果は、±
１．４％の平均エラーであった。この技術は、部分的な
火炎が、富燃料もしくは希燃料のような所望の動作状態
を保証するように燃焼用酸素をモニター並びに／もしく
は盛業するために使用され得る。

【００４９】第３の例において、火炎のモニターは、図
４に示す形態のモニターを備えたＡＬＧＬＡＳＳＦＣ
バナーでなされる。ナンバー２の等級の燃料オイルを使
用して５００ｋＷの一定のパワーでバナーを作動させた
ときの、Ｏ₂噴霧ガスの種々の圧力に対するリアルタイ
ムでの一体的なＯＨとＣＨとの信号が図１５に示されて
いる。同じ構造ではあるが、ヘビーナンバー６の等級の
燃料オイルを使用した場合には、一体的なＯＨとＣＨと
の信号は、図１６に示すように、噴霧圧力の変化に対し
て同じような状態を示す。異なる燃料の等級に対して観
測される傾向は、異なる噴霧器のデザイン並びにバナー
の幾何学的形状を使用したバナーにより観測される。か
くして、観測される結果は、オイルの等級に影響される
噴霧スプレーの特性に関係される。複合波長領域のモニ
ターにより、オイルの等級における変化は、別々の波長
領域での変化を追跡することにより決定され得る。例え
ば、噴霧圧力が、別々の波長領域での結果の信号変化を
モニターするように短時間（＜１ｍｉｎ）で変化され得
る。もし、噴霧圧力がこの名目上の値よりも小さく、ま
た、モニターされた両方の信号が同じ方向に移動してい
ると、比較的重い等級のオイルが使用されていると、結
論付けることができる。単一の狭いもしくは広い帯域で
の波長領域での発光のモニターは、これら僅かな変化を
検出することはできない。

【００５０】第４の例において、噴霧特性は、可能な実
在（ｒｅａｌ−ｗｏｒｌｄ）の産業上の状態をシュミレ
ーションするようにバナーの動作状態を変更しながら、
噴霧特性がモニターされる。バナー化学量論とパワーと
の変化は、工業上のプロセスでは代表的に生じるので、
一体的な発光の信号の依存性は、種々の状態で明らかに
されなければならない。全体のバナー動作状態での変化
とは独立した噴霧特性をモニターするために、一体的な
発光の信号をパワー並びに化学量論に関係付けさせるモ
デルが開発され得る。この例において、図３に示すバナ
ーは、変化する化学両論とパワーとでＯ₂噴霧ガス動作
とナンバー６等級の燃料オイルと共に使用された。リア
ルタイムの、一体化されたＯＨ発光信号は、種々の動作
状態と最適の噴霧特性とに対して集められた。ＮＮモデ
ルは、測定された一体的なＯＨ信号を出力するネットワ
ークへの入力として既知のパワーと化学量論とを使用す
ることにより、追跡された。モデル構造のための結果が
図１７に示されている。図１７は、測定されかつ求めら
れたＯＨ発光信号に沿う動作状態での変化を示す。この
モデルが作成されると、制御の上限と下限とが、噴霧特
性の劣化のときを決定するように与えられ得る。図１８
は、バナーのパワーと化学量論とが変化している場合を
示している。入力として流量計で測定された化学量論と
パワーとを使用すると、予想されるＯＨ信号レベルと、
これに対応するＵＣＬ並びにＬＣＬとは、測定値と比較
される。もし測定値が、ＵＣＬとＬＣＬとにより設定さ
れる境界から外れていれば、噴霧特性は劣化している。
その後に、炉のオペレータへの簡単な警報信号が送られ
るか、レガレの調節や自動クリーニングサイクルの始動
のような働きを制御する。

【００５１】最後の例において、噴霧特性は、オイル小
滴により、好ましくはレザー光源からの、散乱単色光の
強度を関係付けることにより、モニターされる。ここで
は、複合ファイバーからなるファイバー光学系が、図
３，７，８並びに９に示す構造よりも簡単で、バナー内
に導入される。構造が最も簡単な複合ファイバーは、図
１９に示すように２本のみのファイバーから構成されて
いる。この場合、一方のファイバーは、レザー光源に接
続され、他方のファイバーは、光学プロセスシステムに
接続されている。ここで、光学プロセスシステムは、単
一のディテクター・フイルター形態もしくはディテクタ
ーを備えた分散エレメントにより構成され得る。また、
レザー光源は、連続もしくはパルス光源で良い。連続光
源のために、例えば、チョッパーのような変調装置が、
光源を間欠的にオン・オフするのに好ましくは使用され
る。この形態において、集められた散乱光は、火炎放射
光のみと、火炎放射に１変調サイクルの間の小滴からの
散乱光を火炎放射光にプラスした光とからなる。そし
て、これら２つの信号を減算すると、小滴からの散乱光
のみの強度が得られ、これは、噴霧特性と関連付けられ
得る。１０μ秒以下のパルス幅のパルス光源に対して
は、ゲートを備えた検出システムが使用され得る。この
形態は、火炎放射光を完全にブロックすることができ
て、小滴からの後方散乱光のみを検出できる効果を有す
る。前述したように、散乱光の強度は、この場合モニタ
ーされる光が火炎から射出されていないことを除いて
は、噴霧特性と関連付けられ得る。補助の光源を使用し
たこの方法は、モニターされた信号からパワー並びに化
学量論の依存性を完全に排除できる効果を有する。

【００５２】上述した本発明において、多くの変更と交
換とが、本発明の範囲から逸脱しないで、上述した実施
の形態になされ得るであろうことは、当業者にとって明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の装置の概略的ブロック図であ
る。

【図２】図２は、如何なる光学アクセス手段を有さない
従来の１００−オイル用噴射器（縮小したスケール）の
側面図である。

【図３】図３は、光学カップリングが燃料噴射器に平行
に設けられた１つの非常手段を備えた光ファイバーであ
る図２の場ナーを示す図である。

【図４】図４は、オイル用噴射器と光ファイバーとの領
域のみを囲む図３の拡大図である。

【図５】図５は、オイル用噴射器とファイバー光学系と
を備えた部分のみの拡大正面図である。

【図６】図６は、光学的アクセスがなく、従来のバナー
の２００のオイル用噴射器（縮小されている）の側面図
である。

【図７】図７は、光学カップリングが、燃料噴射器と平
行に配設された一端部を有する光りファイバーである、
図６と同様のバナーを示す図である。

【図８】図８は、光学カップリングが、燃料オイル用噴
射器の出口に向いたファイバーの視野を有し、バナーの
ブロックを貫通した一端部を有する光りファイバーであ
る、図６と同様のバナーを示す図である。

【図９】図９は、光学カップリングが、燃料オイル用噴
射器の出口に対して垂直なファイバーの視野を有し、バ
ナーのブロックを貫通した一端部を有する光りファイバ
ーである、図６と同様のバナーを示す図である。

【図１０】図１０は、本発明の方法並びに装置を使用し
て熱壁炉のバックグラウンド・スペクトル（火炎が存在
しない）により分けられたオイルの火炎の放射スペクト
ルを示す図である。

【図１１】図１１は、放射信号と噴霧圧力との間の関係
を示す、一体的なＣＨとＯＨとのリアルタイムでのモニ
ターを示す線図である。

【図１２】図１２は、選定された目的値と制御上限並び
に下限とを有する噴霧特性をモニターするために使用さ
れる一体的なＯＨ信号のリアルタイムでのモニターを示
す線図である。

【図１３】図１３は、バナー・コントローラと制御バル
ブが付加された以外は、図１と同様の概略的ブロック図
である。

【図１４】図１４は、従来の流量計の測定で、ニューラ
ルネットワークを使用して燃焼酸素のリアルタイムでの
モニターを比較する線図である。

【図１５】図１５は、ナンバー２の燃料オイルを用いて
一定のパワーでバナーを動作されるためのリアルタイム
でモニターされたＯＨとＣＨとの一体的な信号で噴霧圧
力の影響を比較する線図である。

【図１６】図１６は、ナンバー６の燃料オイルを用いて
一定のパワーでバナーを動作されるためのリアルタイム
でモニターされたＯＨとＣＨとの一体的な信号で噴霧圧
力の影響を比較する線図である。

【図１７】図１７は、動作状態が変化する噴霧特性をモ
ニターするニューラルネットワーク・モデルのために使
用される、変化するバナーのパワーと化学量論で、一体
的なＯＨ信号のリアルタイムでのモニターを示す線図で
ある。

【図１８】図１８は、バナーのパワーが変化する、図１
７に示すデータを使用して発展されたモデルをもとにし
て、噴霧特性をリアルタイムでのモニターを示す線図で
ある。

【図１９】図１９は、オイルの小滴からの散乱光をモニ
ターするように、第２のファイバーによりバナー内に光
が伝送される外部のレザー光源を使用したオイル用スプ
レーのモニターを概略的に示す図である。

【符号の説明】

２…光学カップリング部材（ファイバー光学系）、３…
光学プロセッサー、４…信号プロセッサー、５…警告シ
ステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ピエール・ボードランフランス国、92170 バンベ、アブニュ・デュ・パルク、４ (72)発明者ベンジャミン・ジェイ・ジュルシック・ジュニアフランス国、78470 サン・レミー・レ・シェブルース、リュ・デ・メリシール 21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用手
段による液体燃料の燃焼の火炎から射出された放射線を
観測する工程と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を光学的に伝送する工程と、ｃ）前記光学信号を処理して、この光学信号をバナーの
動作状態に関連付けさせる工程と、ｄ）前記バナーの動作状態をもとにして電気信号を発生
させる工程と、を具備する液体燃料のバナーを制御する
ための方法。
【請求項２】前記発生された電気信号は、バナーの動
作状態をオペレータに知らせて、バナーの手動調整を可
能にする請求項１の方法。
【請求項３】前記電気信号は、個々の、もしくは複数
のバナーの１もしくは複数のバナーの流体流れの操作を
可能にする１もしくは複数のアクチュエータの動作を制
御する請求項１の方法。
【請求項４】燃料、酸化剤、もしくは噴霧流体の流量
が操作される請求項１の方法。
【請求項５】燃料、酸化剤、もしくは噴霧流体の圧力
が操作される請求項１の方法。
【請求項６】前記電気信号は、自動化されたクリーニ
ング処置により液体燃料の流を停止する処理シーケンス
を制御する請求項１の方法。
【請求項７】ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用手
段による液体燃料の燃焼の火炎から射出された放射線を
観測するための手段と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を光学的に伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、この光学信号をバナーの動
作状態に関連付けさせる光学プロセッサーと、ｄ）前記バナーの動作状態をもとにして電気信号を発生
させる手段と、を具備する液体燃料のバナーを制御する
ための装置。
【請求項８】前記火炎から射出された放射線を観測す
るための手段は、光ファイバーである請求項７の装置。
【請求項９】光学プロセッサーに観測された火炎から
の放射線を伝送するための手段は、光ファイバーである
請求項７の装置。
【請求項１０】前記バナーの動作状態をもとにして電
気信号を発生させる手段は、プログラミングの可能なロ
ジック・コントローラである請求項７の装置。
【請求項１１】前記プログラミングの可能なロジック
・コントローラは、オペレータ制御ステーションに接続
されている請求項１０の装置。
【請求項１２】ａ）バナーの本体内に設けられた手段
を使用して、液体燃料のバナーの火炎から射出された放
射線を観測する工程と、ｂ）火炎の特徴を表す光学信号を形成するように、光学
プロセッサーに観測された放射線を光学的に伝送する工
程と、ｃ）前記光学信号を処理して、この処理された光学信号
を液体燃料の噴霧特性に関連付けさせる工程と、ｄ）バナーの状態をオペレータに知らせる、並びに／も
しくは、噴霧ガスの圧力と流れとを制御する電気信号を
発生させる工程と、を具備する液体燃料の噴霧の特性を
モニターするための方法。
【請求項１３】前記電気信号は、液体燃料の流量を操
作することの可能な１もしくは複数のアクチュエータの
動作を制御する請求項１２の方法。
【請求項１４】前記電気信号は、液体燃料の噴霧流量
を操作することの可能な１もしくは複数のアクチュエー
タの動作を制御する請求項１２の方法。
【請求項１５】前記電気信号は、液体燃料の噴霧流体
圧力を操作することの可能な１もしくは複数のアクチュ
エータの動作を制御する請求項１２の方法。
【請求項１６】ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用
手段を使用して、液体燃料の燃焼の火炎から射出された
放射線を観測するための手段と、ｂ）電気信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎の放射線を伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、こ光学信号を液体燃料の噴
霧特性に関連付けさせるための手段と、ｄ）液体燃料の噴霧特性をもとにして電気信号を発生さ
せるための手段と、を具備する液体燃料の噴霧の特性を
モニターするための装置。
【請求項１７】前記火炎から射出された放射線を観測
するための手段は、光ファイバーである請求項１６の装
置。
【請求項１８】光学プロセッサーに観測された火炎か
らの放射線を伝送するための手段は、光ファイバーであ
る請求項１６の装置。
【請求項１９】前記バナーの動作状態をもとにして電
気信号を発生させる手段は、プログラミングの可能なロ
ジック・コントローラである請求項１６の装置。
【請求項２０】前記プログラミングの可能なロジック
・コントローラは、オペレータ制御ステーションに接続
されている請求項１９の装置。
【請求項２１】前記オペレータ制御ステーションは、
遠隔操作が可能である請求項１６の装置。
【請求項２２】ａ）バナー内に設けられた酸化剤使用
手段による液体燃料の燃焼の火炎から射出された放射線
を観測するための手段と、ｂ）光学信号を形成する光学プロセッサーに観測された
火炎からの放射線を伝送するための手段と、ｃ）前記光学信号を受けて、この光学信号を液体燃料の
特性に関連付けさせる光学プロセッサーと、ｄ）前記液体燃料の噴霧特性をもとにして電気信号を発
生させる手段と、ｅ）噴射器への燃料オイルの流れを、噴射器をクリーニ
ングするための異なる流体に切り換えるための手段と、ｆ）所定の時間クリーニングするための流体の流れをモ
ニターするための手段と、ｇ）前記異なるクリーニングするための流体から燃料オ
イルへと戻るように切替えて、噴霧の特性のモニターを
続けさせるための手段と、を具備する、液体燃料の噴霧
特性をモニターし、また、噴霧特性の状態をもとにした
矯正動作を果たすための装置。