Система создания огненного эффекта (варианты) и способ создания огненного эффекта - RU2686968C2
Код документа: RU2686968C2
Чертежи
Описание
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее описание относится в общем к огненным эффектам и, более конкретно, к системе и способу создания огненных эффектов, используя систему топливной форсунки.
[0002] Огненные эффекты (например, видимые языки пламени) используются для обеспечения эстетических демонстраций для посетителей и других людей в большом множестве применений и индустрий, включая в себя, наряду с прочими, пиротехнические работы, сферу обслуживания (например, рестораны, кинотеатры) и парки развлечений. Огненные эффекты в общем включают в себя воспламенение и/или горение одного или более топлив. Например, факел, размещенный в ресторане, может включать в себя фитиль, который пропитан топливом (например, керосином), выполненным с возможностью сгорания при воспламенении. Сгорающие керосин и фитиль могут создавать огненный эффект, который излучает окружающий свет для посетителей в ресторане.
[0003] Огненные эффекты могут быть более эстетически привлекательными и впечатляющими, когда они являются большими и красочными. Например, огненный эффект с большим, оранжевым пламенем может быть более привлекательным и впечатляющим, чем огненный эффект с небольшим, светло-желтым пламенем. Дополнительно, небольшое, светло-желтое пламя может быть не видно, полностью или частично, в применениях на открытом воздухе в яркий день. Фактически, в применениях на открытом воздухе в частности, огненные эффекты могут выглядеть по-разному в различное время в течение дня или года в зависимости от факторов окружающей среды (например, солнечного света, погоды, загрязнения, параметров ветра). К сожалению, красочные огненные эффекты в общем соответствуют неполному сгоранию, и неполное сгорание в общем приводит к загрязнению посредством остаточных материалов (например, загрязняющих веществ), обычно называемых сажа или зола. Таким образом, теперь понятно, что существует потребность в улучшенных системах и способах создания огненных эффектов, которые сочетают в себе полное сгорание, эффективность и окрашивание, так что огненные эффекты являются эстетически привлекательными, полностью сгорающими, экономически эффективными, четко видимыми в любое данное время в процессе работы и выполнены с возможностью приспособления к факторам окружающей среды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
[0004] Некоторые варианты выполнения, соответствующие по объему первоначально заявленному объекту, обобщены ниже. Эти варианты выполнения не ограничивают объем описания, а скорее эти варианты выполнения только обеспечивают краткую сущность конкретных раскрытых вариантов выполнения. Фактически, настоящее описание может охватывать множество форм, которые могут быть аналогичны или отличны от вариантов выполнения, изложенных ниже.
[0005] В соответствии с одним аспектом настоящего описания, система включает в себя форсуночный узел с внешней форсункой и внутренней форсункой. По меньшей мере часть внутренней форсунки вставлена внутрь по меньшей мере части внешней форсунки. Система также включает в себя источник топлива с двумя или более отдельными типами топлива.
[0006] В соответствии с еще одним аспектом настоящего описания, система включает в себя контроллер автоматизации, выполненный с возможностью регулирования источника топлива, чтобы контролировать поток текучей среды от источника топлива к первой форсунке и ко второй форсунке форсуночного узла на основе факторов окружающей среды, окружающей систему.
[0007] В соответствии с еще одним аспектом настоящего описания, способ эксплуатации системы включает в себя определение факторов окружающей среды вблизи системы и сообщение по текучей среде первого типа топлива от источника топлива, который имеет два или более отдельных типов топлива, с первой форсункой, и второго типа топлива от источника топлива со второй форсункой. Способ работы также включает в себя пропускание первого типа топлива через первую форсунку при первым давлением, пропускание второго типа топлива через вторую форсунку при вторым давлением и пропускание первого типа топлива и второго типа топлива над воспламеняющим признаком, так что первый тип топлива и второй тип топлива воспламеняются для создания огненного эффекта.
[0008] Подсистемы и компоненты, которые составляют систему огненного эффекта, включают в себя различные признаки, которые по отдельности или совместно обеспечивают эффективное использование топлива, контроль и управление характеристиками пламени, относительное позиционирование элементов пламени, контроль признаков пламени на основе условий окружающей среды, контроль соответствующих загрязнений (например, сажи и золы) и улучшенные эксплуатационные характеристики. Эти различные признаки и их конкретные эффекты описаны подробно ниже.
ЧЕРТЕЖИ
[0009] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего описания будут лучше понятны после прочтения следующего подробного описания со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части на всех чертежах, на которых:
[0010] ФИГ. 1 блок-схема варианта выполнения системы огненного эффекта, включающей в себя форсуночный узел и элементы управления системой, в соответствии с настоящим описанием;
[0011] ФИГ. 2 вид в перспективе варианта выполнения, включающий в себя часть системы огненного эффекта, включающей в себя узел вставленной форсунки и систему управления признаками, встроенными в модель дракона, в соответствии с настоящим описанием;
[0012] ФИГ. 3 вид в перспективе варианта выполнения форсуночного узла, включающего в себя вставленные форсунки, в соответствии с настоящим описанием;
[0013] ФИГ. 4 вид в сечении варианта выполнения форсуночного узла, включающего в себя вставленные конфузорно-диффузорные форсунки, в соответствии с настоящим описанием.
[0014] ФИГ. 5 вид спереди форсуночного узла с ФИГ. 4 в соответствии с настоящим описанием;
[0015] ФИГ. 6 вид в сечении варианта выполнения форсуночного узла, включающей в себя три форсунки во вставленном расположении, в соответствии с настоящим описанием;
[0016] ФИГ. 7 вид спереди форсуночного узла с ФИГ. 6 в соответствии с настоящим описанием;
[0017] ФИГ. 8 вид в сечении варианта выполнения форсуночного узла, включающего в себя две сужающиеся форсунки, в соответствии с настоящим описанием;
[0018] ФИГ. 9 вид в сечении варианта выполнения форсуночного узла, включающего в себя две форсунки с по существу прямыми стенками, в соответствии с настоящим описанием;
[0019] ФИГ. 10 вид в сечении варианта выполнения форсуночного узла, включающего в себя две вставленные форсунки, в соответствии с настоящим описанием;
[0020] ФИГ. 11 вид в перспективе варианта выполнения форсуночного узла, включающей в себя две вставленные форсунки, в соответствии с настоящим описанием;
[0021] ФИГ. 12 блок-схема форсуночного узла в соответствии с настоящим описанием; и
[0022] ФИГ. 13 способ эксплуатации системы, включающей в себя форсуночный узел, в соответствии с настоящим описанием.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0023] Раскрытые здесь варианты выполнения направлены на системы и способы создания и управления огненными эффектами, которые могут быть эстетически привлекательными, четко видимыми в процессе работы, по существу полностью сгорающими, экономически эффективными и выполненными с возможностью приспособления к факторам окружающей среды (например, солнечному свету, погоде, загрязнению, параметров ветра). Раскрытые здесь варианты выполнения включают в себя системы и способы, которые используют форсуночные узлы со вставленными форсунками, которые способствуют обеспечению требуемых характеристик пламени. Например, настоящие варианты выполнения могут контролировать количества топлива, давления топлива, типы топлива и так далее, которые протекают через различные форсунки узла вставленной форсунки, чтобы достичь конкретных характеристик пламени (например, расстояния выброса, расположения газовых оболочек, видимости, содержания сажи, диаграмм рассеяния сажи). Настоящие варианты выполнения могут включать в себя или использовать конфузорно-диффузорные форсунки (например, сопла Лаваля) с форсуночными узлами для создания огненных эффектов, чтобы поддерживать конкретные характеристики пламени. Для простоты, конфузорно-диффузорные форсунки здесь могут быть названы ʺсопла Лаваляʺ. Однако также следует отметить, что варианты выполнения настоящего описания охватывают любые конфузорно-диффузорные форсунки, выполненные с возможностью ускорения прохождения газа через такие форсунки.
[0024] Возвращаясь сначала к ФИГ. 1, показана блок-схема, которая включает в себя вариант выполнения системы 10 огненного эффекта в соответствии с настоящим описанием. Система 10 может включать в себя, наряду с прочими компонентами, форсуночный узел 12. В изображенном варианте выполнения, форсуночный узел 12 включает в себя внутреннюю форсунку 14 и внешнюю форсунку 16, где по меньшей мере часть внутренней форсунки 14 вставлена внутрь и в общем концентрична с по меньшей мере частью внешней форсунки 16. В одном варианте выполнения, внутренняя и внешняя форсунки 14, 16 могут включать в себя участки, которые симметричны в осевом направлении и/или симметричны относительно плоскости, но не полностью концентричны. В вариантах выполнения в соответствии с настоящим описанием, форсуночный узел 12 выполнен с возможностью создания огненного эффекта 17 (например, факела пламени), который четко виден и выполнен с возможностью приспособления к факторам окружающей среды.
[0025] Форсуночный узел 12 в изображенном варианте выполнения выполнен с возможностью создания огненного эффекта 17 посредством ускорения или пропускания топлив (например, газообразных или по существу газообразных топлив) через внутреннюю форсунку 14 и внешнюю форсунку 16. В некоторых вариантах выполнения, регулирующее устройство может регулировать давление (и, таким образом, скорость потока) и/или температуру топлив (например, перед достижением форсунок 14, 16), так что топлива доставляются к форсункам 14, 16 с достаточно высокой скоростью потока, чтобы позволить топливам ускоряться или проходить через и, в некоторых вариантах выполнения, смешиваться внутри форсуночного узла 12. Например, в одном варианте выполнения, каждая из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16 может включать в себя сужающийся участок и расширяющийся участок. Сужающийся и расширяющийся участки могут быть выполнены с возможностью ускорения газов через форсунки 14, 16. В другом варианте выполнения, форсунки 14, 16 могут включать в себя только сужающийся участок, или форсунки 14, 16 могут включать в себя только расширяющийся участок. В любом варианте выполнения, каждая форсунка 14, 16 выполнена с возможностью ограничения пути, через который топливный газ или газы протекают, так что рабочие давления система 10 огненного эффекта (например, давления, обеспечиваемые регулирующим устройством) могут быть уменьшены, в то же время по-прежнему пропуская газы через, и смешивая газы внутри, каждой из форсунок 14, 16. Дополнительно, внутренняя форсунка 14 может заканчиваться внутри внешней форсунки 16, так что газ, текущий через входную форсунку поступает в центральный участок внешней форсунки 16. В зависимости от варианта выполнения, газы могут оставаться по существу разделенными внутри внешней форсунки 16, или газы могут смешиваться внутри внешней форсунки 16. Такие варианты выполнения будут описаны подробно ниже со ссылкой на следующие фигуры. Отметим, что в некоторых вариантах выполнения, текучая среда (например, газы), отличная от топлива, может быть использована для создания различных эффектов (например, эффекта, связанного с туманом). Также некоторые варианты выполнения могут использовать как топливную, так и нетопливную текучие среды. Топливный газ часто используется в качестве конкретного примера в настоящем описании, но ясно, что другие текучие среды могут быть использованы.
[0026] После прохождения через форсунки 14, 16 (или до ускорения в некоторых вариантах выполнения), газообразные топлива воспламеняются для создания огненного эффекта 17. В изображенном варианте выполнения с ФИГ. 1, газообразные топлива проходят через форсунки 14, 16, выходят из форсуночного узла 12 с большой скоростью и проходят над воспламеняющим признаком 18 (например, воспламенителем), который включает в себя запальное пламя, которое поджигает или воспламеняет газообразные топлива по мере их прохождения запального пламени, чтобы создать огненный эффект 17. Огненный эффект 17 переносится на расстояние от форсуночного узла 12 вследствие скорости, с которой горячие газообразные топлива покинули форсуночный узел 12. Дополнительно, огненный эффект 17 может включать в себя конкретные характеристики, основанные на различных факторах. Например, контуры каналов течения в форсунках 14, 16 форсуночного узла 12, тип используемого топлива, через какую форсунку 14, 16 различные типы топлива подаются, давление топлива и так далее образуют характеристики огненного эффекта 17, как будет описано подробно ниже.
[0027] В изображенном варианте выполнения с ФИГ. 1, система 10 включает в себя источник 20 топлива, который включает в себя газообразные топлива, которые ускоряются посредством форсуночного узла 12, как описано выше. Источник 20 топлива может включать в себя множество отделений или резервуаров (например, первый резервуар 22, второй резервуар 24 и третий резервуар 26), и каждый резервуар может включать в себя различный тип топлива. Один или более (или все) резервуаров могут включать в себя сгораемое топливо, и один или более резервуаров могут включать в себя несгораемый материал или некоторую другую текучую среду (например, окислитель, инертный газ или разбавители). Например, первый резервуар 22 в изображенном варианте выполнения может включать в себя пропан, второй резервуар 24 может включать в себя природный газ, и третий резервуар 26 может включать в себя азот или некоторый другой инертный газ. Однако в другом варианте выполнения, один или более резервуаров могут включать в себя некоторый другой тип топлива или текучей среды, не перечисленный выше, например кислород.
[0028] Дополнительно, контроллер 28 автоматизации, который включает в себя блок 30 обработки и запоминающее устройство 32, может обеспечивать выходные сигналы, которые инициируют сообщение по текучей среде одного из резервуаров 22, 24, 26 с каналом для текучей среды для любой из внутренней или внешней форсунок 14, 16, как описано выше. В изображенном варианте выполнения, один из резервуаров 22, 24, 26 может быть сообщен по текучей среде с каналом 34 для текучей среды внутренней форсунки 14, и другой из резервуаров может быть сообщен по текучей среде с каналом 36 для текучей среды внешней форсунки 16. Например, контроллер 28 автоматизации может работать для сообщения по текучей среде первого резервуара 22, имеющего подачу пропана, с каналом 36 для текучей среды внешней форсунки 16 и для сообщения по текучей среде второго резервуара 24, имеющего подачу природного газа, с каналом 34 для текучей среды внутренней форсунки 14. Контроллер 28 автоматизации может обеспечивать выходные сигналы, основанные на одном или более алгоритмах управления, которые учитывают одно или более входных значений (например, введенные вручную данные, значения измерений датчика, вводы данных). Например, в изображенном варианте выполнения, контроллер 28 автоматизации принимает входной сигнал от Интернет системы 37, которая является только одним примером коммуникационной сети, датчика 38, расположенного в окружающей среде 40 вблизи огненного эффекта 17, или от обоих. Дополнительно, входные сигналы в контроллер 28 автоматизации могут являться аналоговыми, цифровыми или обоих типов. Интернет система 37 (или другая коммуникационная сеть) и датчик 38, или некоторое другое устройство или входной сигнал в контроллер 28 автоматизации, обеспечивают контроллер 28 автоматизации информацией, касающейся факторов окружающей среды в окружающей среде 40. Например, факторы окружающей среды могут включать в себя яркость, загрязнение, солнечный свет, погоду, время дня, влажность, параметры ветра, уровни сажи от огненного эффекта 17 или некоторые другие факторы окружающей среды. В некоторых вариантах выполнения, каждая из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16 может включать в себя свой собственный соответствующий источник топлива, контроллер автоматизации, датчики, Интернет систему, программу и/или запоминающее устройство. Дополнительно, в некоторых вариантах выполнения, более двух вставленных форсунок или комплектов вставленных форсунок могут быть использованы.
[0029] Контроллер 28 автоматизации может включать в себя контроллер 41 горелки помимо блока 30 обработки. Контроллер 41 горелки выполнен с возможностью инициирования последовательности воспламенения при получении инициирующего сигнала от блока 30 обработки. Контроллер 41 горелки воспламеняет воспламеняющий признак 18 (например, воспламенитель), подтверждает воспламенение воспламеняющего признака 18 и затем переходит к выпуску топлива от источника 20 топлива к форсункам 14, 16, что в результате воспламеняет топлива для создания огненного эффекта 17. Затем блок 30 обработки может анализировать всю поступающую информацию (например, цифровой или аналоговый сигналы от датчика 38, Интернет системы 37 или некоторый другой входной сигнал) и определять вырабатывать ли сигнал для контроллера 41 горелки на начало последовательности воспламенения вновь.
[0030] Блок 30 обработки (например, контроллера 28 автоматизации), который может представлять собой множество блоков обработки, которые взаимодействуют для обеспечения конкретных функций, может исполнять машиночитаемые инструкции (например, компьютерную программу) на запоминающем устройстве 32, которое представляет собой материальный (энергонезависимый), машиночитаемый носитель. Компьютерная программа может включать в себя логику, которая принимает измерения от датчика 38, который может представлять собой множество различных датчиков, и/или Интернет системы 37 и определяет какой резервуар или резервуары источника 20 топлива сообщить по текучей среде с каналами 34, 36 для текучей среды системы 10 для создания наиболее желательного огненного эффекта 17. Наиболее желательный огненный эффект 17 может включать в себя факторы огненного эффекта, относящиеся к цвету огненного эффекта 17, яркости огненного эффекта 17, полноте сгорания огненного эффекта 17, экономической эффективности огненного эффекта 17, длине огненного эффекта 17 и/или безопасности огненного эффекта 17, наряду с прочими факторами. Компьютерная программа, исполняемая блоком 30 обработки, может учитывать все, больше или поднабор факторов огненного эффекта 17, описанных выше. Дополнительно, контроллер 28 автоматизации может взаимодействовать с различными признаками системы 10 (например, насосом, компрессором, группой различных или резервных форсунок и расположениями форсунок) для контроля над различными аспектами пламени. Например, если контроллер 28 автоматизации определяет, что требуется большее давление, компрессор может быть приведен в действие, или источник воспламенения перед входом в форсунки 14, 16 может быть приведен в действие. В качестве еще одного примера, если контроллер определяет, что вероятно форсунки 14, 16 функционируют не надлежащим образом (например, вследствие скопления сажи), клапан может перекрывать доступ к форсункам 14, 16 и направлять топлива к набору резервных форсунок. В еще одном варианте выполнения, группа различных форсунок, которые обеспечивают различные характеристики пламени, может быть выбрана для управления посредством контроллера 28 автоматизации на основе данных от датчика (например, конкретные форсунки могут быть предпочтительными для сильного ветра).
[0031] Продолжая с изображенным вариантом выполнения, контроллер 28 автоматизации выполнен с возможностью открытия и/или закрытия регулирующих клапанов 42, 44, по одному для каждой из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16 соответственно, чтобы позволять или блокировать поток текучей среды через топливные каналы 34, 36 к внутренней форсунке 14 и внешней форсунке 16 соответственно. Контроллер 28 автоматизации может открывать и/или закрывать регулирующие клапаны 42, 44 на основе измерений и/или информации от датчика 38 и Интернет системы 37 аналогично тому, как описано выше. В некоторых вариантах выполнения, контроллер 28 автоматизации может открывать или закрывать один или оба регулирующих клапана 42, 44 на определенную конечную величину, чтобы регулировать давление топлива, направляемого к любому топливному каналу 34, 36 от источника 20 топлива. Альтернативно или в сочетании с вышеописанным аспектом управления, каждый регулирующий клапан 42, 44 может включать в себя регулятор, или регулятор может быть включен в источник 20 топлива, чтобы регулировать давление. Блок 30 обработки может отдавать команду контроллеру 28 автоматизации для контроля регулятора или регулирующих клапанов 42, 44 описанным выше образом. Другими словами, в общем, контроллер 28 автоматизации может регулировать давление топлива, подаваемого к топливным каналам 34, 36 (и, в конечном счете, к внутренней форсунке 14 и внешней форсунке 16) на основе факторов окружающей среды, обеспечиваемых датчиком 38 и/или Интернет системой 37. Дополнительно, давление топлив, доставляемых к внутренней форсунке 14 и внешней форсунке 16 соответственно, может отличаться для каждой из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16, в зависимости от требуемого огненного эффекта. Например, чтобы достичь приблизительно от 30- до 40-футового (от 9,1 до 12,2 метра) пламени, давление (например, измеренное в фунтах на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм) и килопаскалях (кПа)) природного газа, доставляемого к внутренней форсунке 14, может, например, лежать в диапазоне от 10 до 40 фунт/кв. дюйм (от 69 до 276 кПа), от 20 до 30 фунт/кв. дюйм (от 138 до 207 кПа) или от 22 до 28 фунт/кв. дюйм (от 152 до 193 кПа), и давление пропана, доставляемого к внешней форсунке 16, например, может лежать в диапазоне от 1 до 20 фунт/кв. дюйм (от 7 до 138 кПа), от 5 до 15 фунт/кв. дюйм (от 34 до 103 кПа) или от 7 до 11 фунт/кв. дюйм (от 48 до 76 кПа). Отметим, что в некоторых вариантах выполнения импульсный огненный эффект 17 может быть достигнут посредством импульсной доставки топлив при вышеуказанными давлениями или иным образом к внутренней и внешней форсункам 14, 16. Например, контроллер 28 автоматизации может отдавать команду источнику 20 топлива (например, посредством регуляторов или посредством регулирующих клапанов 42, 44) для подачи пропана к внешней форсунке 16 и природного газа к внутренней форсунке 14 при постоянным давлением с пятисекундными интервалами, разделенными трехсекундными интервалами перекрытия источника топлива (например, посредством регуляторов или посредством регулирующих клапанов 42, 44). Это может привести к огненному эффекту 17, наблюдаемому через повторяющиеся пятисекундные интервалы, причем каждый разделен трехсекундными интервалами. Между интервалами контроллер 28 автоматизации может вызывать прохождение инертного газа через обе форсунки 14, 16, чтобы быстро погасить остаточное пламя. Инертный газ в некоторых вариантах выполнения также может быть использован для отведения загрязнений, включая в себя сажу и золу, от форсуночного узла 12, чтобы предотвратить их накапливание внутри форсунок 14, 16 и окружающем оборудовании или объектах. Другими словами, в общем, инертный газ будет не только гасить остаточное пламя, но также может быть использован для очистки сажи и золы, уже имеющихся внутри форсунок 14, 16, от системы 10 огненного эффекта.
[0032] Дополнительно к описанному выше, датчик 38, расположенный в окружающей среде 40 и Интернет системе 37 или других устройствах или коммуникационных системах, может быть выполнен с возможностью регистрации и/или передачи данных в отношении множества различных факторов окружающей среды 40 контроллеру 28 автоматизации, включая в себя, наряду с прочими, яркость окружающей среды (например, солнечного света), яркость огненного эффекта 17, загрязнение, температуру, параметры ветра и погоду. Например, датчик 38 может регистрировать то, что окружающая среда 40 относительно яркая, и может обеспечивать информацию, относящуюся к яркости окружающей среды 40, контроллеру 28 автоматизации. Контроллер 28 автоматизации может выполнять алгоритмы на основе информации, полученной от датчика 38, для обеспечения выходного сигнала к местоположению первого резервуара 22 (имеющего пропан) источника 20 топлива, сообщающегося по текучей среде со вторым каналом 36 для текучей среды, и к местоположению второго топливного бака 24 (имеющего природный газ) источника 20 топлива, сообщающегося по текучей среде с первым каналом 34 для текучей среды. Контроллер 28 автоматизации также может отдавать команду регулирующим клапанам 42, 44 на полное открытие, так что первый топливный бак 22 сообщен по текучей среде с внешней форсункой 16, и второй топливный бак 24 сообщен по текучей среде с внутренней форсункой 14, где пропан подается к внешней форсунке 16 с одинаковыми или различными давлением и скоростью потока как у природного газа, подаваемого к внутренней форсунке 14, в зависимости от информации, полученной блоком 30 обработки от датчика 38, Интернет системы 37 или некоторого другого входного сигнала на блок 30 обработки, и в зависимости от требуемого огненного эффекта 17. Пропан может быть ускорен через внешнюю форсунку 16, и природный газ может быть ускорен через внутреннюю форсунку 14. Газы могут выходить из форсуночного узла 12, проходить над запальным пламенем воспламенителя 18 и создавать видимый огненный эффект 17, где огненный эффект 17 достигает оптимальной комбинации яркости, экономической эффективности и полноты сгорания, на основе факторов окружающей среды, первоначально поданных на блок 30 обработки, как описано выше.
[0033] Отметим, что как указывалось выше, блок 30 обработки может исполнять компьютерную программу (например, алгоритмы управления), которые учитывают входные сигналы на основе таких факторов, как яркость, экономическая эффективность и полнота сгорания огненного эффекта 17. Дополнительно, компьютерная программа может оценивать вес каждого из этих факторов и других факторов на основе требуемой значимости таких факторов. Дополнительно, контроллер 28 автоматизации может контролировать тип топлива, подаваемого к каждому топливному каналу 24, 26 (и таким образом к любой из форсунок 14, 16), и/или скорость потока (и таким образом давление) типов топлива, подаваемых к любому топливному каналу 24, 26 (и таким образом к любой из форсунок 14, 16). Например, в одном варианте выполнения, в яркий день, контроллер 28 может отдавать команду по вышеуказанным действиям для обеспечения того, что огненный эффект 17 сгорает с четко видимым цветом при дневном свете, но по-прежнему экономически эффективно и полностью. Альтернативно, в другом варианте выполнения, в пасмурный день, контроллер 28 может отдавать команду по вышеуказанным действиям для обеспечения того, что огненный эффект 17 является полностью сгорающим и экономически эффективным, но по-прежнему видимым. Детали в отношении типов топлив, подаваемых к внутренней и внешней форсункам 14, 16, и скорости потока упомянутых топлив, в отношении достижения желаемого огненного эффекта 17, будут описаны более подробно ниже.
[0034] Возвращаясь теперь к ФИГ. 2, вид в перспективе участка варианта выполнения системы 10, и сопровождающий форсуночный узел 12 показан расположенным внутри модели 60 дракона (например, статуи или аниматронной системы). Система 10 может быть по меньшей мере частично скрыта внутри модели 60 дракона (например, внутри пасти 62 дракона 60), так что огненный эффект 17, созданный системой 10 и сопровождающим форсуночным узлом 12 выходит из пасти 62 статуи 60 дракона. Другими словами, система 10 в сочетании со статуей 60 дракона может приводить к преднамеренной иллюзии огнедышащего (например, извергающего огонь) дракона 60 для развлекательной ценности.
[0035] В изображенном варианте выполнения, компоненты системы 10 в общем скрыты в пасти 62 дракона 60. Например, со ссылкой на компоненты, описанные на ФИГ. 1, источник 20 топлива, контроллер 28, регулирующие клапаны 42, 44, Интернет система 37, блок 30 обработки и запоминающее устройство 32 и другие компоненты все могут быть скрыты из вида снаружи пасти 62 дракона 60. Некоторые компоненты внутри пасти 62 могут быть установлены на внутренней поверхности дракона 60 для размещения системы 10. Например, источник 20 топлива может быть установлен на компоненте дракона 60, так что компоненты, непосредственно и опосредованно соединенные (например, конструктивно соединенные) с источником 20 топлива, также поддерживаются. Дополнительно, форсунки 14, 16 могут свисать с верхней поверхности пасти 62 дракона 60, или могут поддерживаться компонентом, продолжающимся вверх из нижней части пасти 52 дракона 60 к форсункам 14, 16. Дополнительно, воспламенитель 18 может включать в себя запальное пламя 64, где воспламенитель 18 (например, струйная горелка) продолжается вверх (например, в направлении 66) из нижней поверхности непосредственно внутри пасти 62 дракона 60 и, по команде от контроллере 41 горелки (как описано выше), выпускает запальное пламя 64. Таким образом, газообразные топлива, ускоряемые из форсунки 14, 16, могут проходить над запальным пламенем 64 воспламенителя 18 и выходить из пасти 62 в виде огненного эффекта 17, в общем в направлении 68. В некоторых вариантах выполнения, огненный эффект 17 может иметь размеры, от запального пламени 64 в пасти дракона 62 в направлении 68, между приблизительно 10-60 футами (3-18 метров), 20-50 футами (6-15 метров) или 30-40 футами (9-12 метров). Удаление огненного эффекта 17 от пасти 52 дракона 60 может быть по меньшей мере частично определяться скоростью потока топлив, подаваемых к топливным каналам 34, 36 (и таким образом скоростью потока топлив, подаваемых к внутренней форсунке 14 и внешней форсунке 16), наряду с прочими факторами, где скорость потока и упомянутые другие факторы управляются посредством контроллера 28, как описано выше.
[0036] Возвращаясь теперь к ФИГ. 3, вид в перспективе форсуночного узла 12 показан с внутренней форсункой 14 и внешней форсункой 16. Внутренняя форсунка 14 может включать в себя резьбовой участок 70 на впускном отверстии 72 внутренней форсунки 14 для соединения внутренней форсунки 14 с соответствующим регулирующим клапаном 42 или с каналом (например, каналом 34), продолжающимся между внутренней форсункой 14 и регулирующим клапаном 42. Внешняя форсунка 16 также может включать в себя резьбовой участок 74 на впускном отверстии 76 внешней форсунки 16 для соединения внешней форсунки 16 с соответствующим регулирующим клапаном 44 или с каналом (например, каналом 36), продолжающимся между внешней форсункой 16 и регулирующим клапаном 44.
[0037] В изображенном варианте выполнения, внутренняя форсунка 14 продолжается в боковую стенку 78 внешней форсунки 16 и изгибается в по существу концентрическую ориентацию (например, относительно внешней форсунки 16) внутри внешней форсунки 16. Другими словами, по меньшей мере выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14, в изображенном варианте выполнения, по существу концентрично с выпускным отверстием 81 внешней форсунки 16 относительно продольной оси 82, продолжающейся в общем в направлении 68 внутри форсуночного узла 12. В другом варианте выполнения, выпускное отверстие 81 и выпускное отверстие 80 могут не быть по существу концентричными, но профили сечений выпускных отверстий 80, 81 могут быть по существу параллельны одной плоскости (например, плоскости, перпендикулярной направлению 68). Другими словами, в некоторых вариантах выполнения, выпускное отверстие 81 и выпускное отверстие 80 могут быть вставлены друг в друга (например, на по меньшей мере участке), но могут не быть по существу концентричными. Например, выпускные отверстия 80, 81 могут быть симметричны в осевом направлении и/или относительно плоскости. Дополнительно, в изображенном варианте выполнения, выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14 смещено от выпускного отверстия 81 внешней форсунки 16 вдоль продольной оси 82 на расстояние 84 смещения. Технические эффекты от по существу концентричности и расстояния 84 смещения форсуночного узла 12 описаны ниже.
[0038] Как описано ранее, газообразные топлива или другие текучие среды (например, несгораемые текучие среды или инертные газы) ускоряются через как внутреннюю форсунку 14, так и внешнюю форсунку 16. Например, топливо поступает во внешнюю форсунку 16 через впускное отверстие 76 внешней форсунки 16. Топливо ускоряется через внешнюю форсунку 16 и подходит к внешней поверхности 86 внутренней форсунки 14, что может частично нарушить поток топлива (например, текучей среды) через внешнюю форсунку 16. Однако выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14 смещено на расстояние 84 смещения от выпускного отверстия 81 внешней форсунки 16. Соответственно, поток топлива внутри внешней форсунки 16 может по меньшей мере частично восстановиться и/или ускориться в форсуночном узле 12 перед выходом из выпускного отверстия 81 внешней форсунки 16. Другими словами, когда поток топлива внутри внешней форсунки 16 проходит внутреннюю форсунку 14, поток может быть нарушен и может стать более турбулентным. После прохождения выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14, поток топлива из внешней форсунки 16, проходящий выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14, может частично восстановиться (например, стать менее турбулентным) вследствие (a) направленного радиально наружу давления на топливо (например, топливо, подаваемое к внешней форсунке 16) посредством потока топлива, выходящего через выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14 (например, топлива, подаваемого к внутренней форсунке 14) и (b) направленного радиально внутрь давления на топливо (например, топливо, подаваемое к внешней форсунке 16) посредством конструкции самой внешней форсунки 16.
[0039] Дополнительно, как указывалось выше, текучая среда поступает во внутреннюю форсунку 14 через впускное отверстие 72 внутренней форсунки 14 и изгибается, например, в по существу концентрическом участке внутренней форсунки 14 внутри внешней форсунки 16 или по меньшей мере участке, который по существу использует направление канала течения совместно с внешней форсункой 16. Топливо ускоряется через внутреннюю форсунку 14 и выходит из выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14 в участок внешней форсунки 16. Соответственно, топливо, ускоряемое через внешнюю форсунку 16, может образовывать по существу кольцевой слой 88 вокруг топлива, вытекающего из внутренней форсунки 14 и втекающего во внешнюю форсунку 16. Как описано выше, топливо в кольцевом слое 88 может по меньшей мере частично восстановиться после нарушения препятствием, вызванным внутренней форсункой 14, вследствие направленного внутрь давления от самой внешней форсунки 16 и направленного наружу давления от тела 90 цилиндрического потока топлива, выходящего из внутренней форсунки 14. Другими словами, кольцевой слой 88 может окружать или охватывать по существу тело 90 цилиндрического потока (например, с точки зрения объема). Тело 90 цилиндрического потока и кольцевой слой 88 могут фактически являться деформированными или криволинейными вследствие сужения и расширения внешней форсунки 16. Дополнительно, в некоторых вариантах выполнения, тело 90 цилиндрического потока и кольцевой слой 88 могут смешиваться полностью или в определенной степени вследствие конфигурации внешней форсунки 16, через которую протекает кольцевой слой 88 и через которую тело 90 цилиндрического потока течет после выхода из внутренней форсунки 14. Соответственно ясно, что кольцевой слой 88 и тело 90 цилиндрического потока внутри внешней форсунки 16 дальше по ходу выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14 могут в общем соответствовать форме внешней форсунки 16 дальше по ходу выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14 или, в некоторых вариантах выполнения, могут смешиваться вследствие формы внешней форсунки 16 дальше по ходу выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14. Таким образом, следует отметить, что могут возникать варианты геометрии ʺкольцевого слояʺ и/или ʺтела цилиндрического потокаʺ (например, относительно потока текучих сред через форсуночный узел 12), но что упомянутые термины ʺкольцевой слойʺ и/или ʺтело цилиндрического потокаʺ характеризуют общую форму потока текучей среды в одном варианте выполнения, поступающего из внешней форсунки 16 и внутренней форсунки 14 соответственно. Различные варианты выполнения, относящиеся к конфигурации и эффекту текучей среды, текущей через форсунки 14, 16, будут описаны более подробно ниже.
[0040] Продолжая с изображенным вариантом выполнения, кольцевой слой 88 может включать в себя первый тип топлива (или другой текучей среды), и тело 90 цилиндрического потока может включать в себя второй, другой тип топлива (или другой текучей среды), как описано ранее. Отметим, что текучая среда, текущая через внешнюю форсунку 16, до достижения внутренней форсунки 14 в точке, где внутренняя форсунка 14 входит во внешнюю форсунку 16, может фактически течь по всей внешней форсунке 16 и, таким образом, не будет являться ʺкольцевой пленкойʺ, до тех пор пока внутренняя форсунка 14 не пересечется с внешней форсункой 16. Топливо или текучая среда, которая составляет кольцевой слой 88, и топливо или текучая среда, которая составляет тело 90 цилиндрического потока, могут быть определены на основе факторов окружающей среды, как описано ранее, измеренных датчиком 38 и переданных через блок 30 обработки, чтобы отдать команду контроллеру 28 автоматизации, например, на регулирование источников 22 и 24 топлива и регулирующих клапанов 42 и 44 соответственно (например, как изображено на ФИГ. 1 и 2). Например, в одном варианте выполнения, кольцевой слой 88 (например, внешней форсунки 16) включает в себя пропан, который в общем сгорает более видимо при дневном свете, чем другие сгораемые топлива (например, природный газ). Тело 90 цилиндрического потока (например, поступающего из внутренней форсунки 14), например, может включать в себя природный газ, который в общем сгорает менее видимо при дневном свете, но чище и дешевле, чем другие сгораемые топлива (например, пропан). Таким образом, в яркий день, огненный эффект 17, созданный форсуночным узлом 12, может включать в себя четко видимый, горящий кольцевой слой 88 вокруг более полно сгорающего, менее дорогостоящего тела 90 цилиндрического потока. В другом варианте выполнения, кольцевой слой 88 и тело 90 цилиндрического потока могут фактически смешиваться внутри внешней форсунки 16 дальше по ходу выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14. Соответственно, огненный эффект 17 может являться ярким и полностью сгорающим, но может необязательно включать в себя ярко сгорающий внешний слой (например, оболочку) и полностью сгорающий внутренний участок, но может скорее является по существу смешанным так, что весь огненный эффект 17 является ярким и красочным, в то же время также оставаясь полностью сгорающим.
[0041] В другом варианте выполнения, кольцевой слой 88 может включать в себя природный газ, и тело 90 цилиндрического потока может включать в себя пропан, который приводит к четко видимому горению тела 90 цилиндрического потока и более полно сгорающему, менее дорогостоящему кольцевому слою 88. Альтернативно, два участка текучих сред могут смешиваться полностью, как описано выше. Дополнительно, в любом из вариантов выполнения, описанных выше, природный газ является в общем более плавучим, чем пропан, что может обеспечить "перенос" более полно сгорающим природным газом загрязняющих веществ от воспламененного или сгоревшего пропана на расстояние, так что загрязняющие вещества от пропана могут быть распределены и/или рассеяны по площади, по мере смешения с воздухом, в отличие от концентрации (например, осаждения) загрязняющих веществ от пропана в конкретной области. Как описано ранее, тип топлива, выбираемый для каждой форсунки 14, 16, может быть обеспечен командой от контроллера 28 автоматизации на основе факторов окружающей среды, измеренных и переданных от датчика 38 и/или Интернет системы 37. Дополнительно, соответствующие давления (и, таким образом, соответствующие скорости потоков) топлива в кольцевом слое 88 и топлива в теле 90 цилиндрического потока могут быть обеспечены посредством команд контроллера 28 автоматизации, как описано ранее, чтобы оптимизировать огненный эффект 17 на основе компьютерной программы, исполняемой блоком 30 обработки.
[0042] Обращаясь теперь к ФИГ. 4, вариант выполнения форсуночного узла 12 изображен на виде сбоку в сечении. Конкретно, в варианте выполнения, изображенном на ФИГ. 4, форсунки 14, 16 являются соплами Лаваля. В изображенном варианте выполнения, внутренняя форсунка 14 входит в боковую сторону 78 внешней форсунки 16 под углом 100, где угол 100 измерен между продольной осью 102 входного участка 104 внутренней форсунки 14 и продольной осью 82 форсуночного узла 12. Угол 100 может составлять между приблизительно 20 и 70 градусами, 30 и 60 градусами, 40 и 50 градусами или 43 и 47 градусами. Угол 100 может быть определен во время конструирования на основе множества факторов. Например, угол 100 может быть тупым, чтобы обеспечить лучший поток через внутреннюю форсунку 14. Другими словами, при тупом угле 100 внутренняя форсунка 14 включает в себя более постепенный изгиб 102 внутри внешней форсунки 16, что может обеспечить улучшенный поток через внутреннюю форсунку 14. Однако, используя тупой угол 100, входной участок 104 внутренней форсунки 14 может быть более длинным и представлять собой большее препятствие для преодоления потоком внутри внешней форсунки 16. Альтернативно, при остром угле 100 входной участок 104 является более коротким и представляет собой меньшее препятствие для преодоления потоком внутри внешней форсунки 16, но поток внутри внутренней форсунки 14 может испытывать увеличенный турбулентный поток вследствие резкого изменения направления потока. Дополнительно, расстояние 84 смещения может влиять на оптимальный угол 100, поскольку чем больше расстояние 84 смещения, тем большее расстояние имеется у кольцевой пленки 88 для восстановления от препятствия потоку, представленному входным участком 104 внутренней форсунки 14. Таким образом, в некоторых вариантах выполнения, расстояние 84 смещения может быть более длинным, и угол 100 более острым, что обеспечивает улучшенный поток через внутреннюю форсунку 14 и большее расстояние для восстановления потока через внешнюю форсунку 16 (например, кольцевой пленки 88).
[0043] Продолжая с ФИГ. 4, как внутренняя форсунка 14, так и внешняя форсунка 16, как описано ранее, сужаются на одном участке и расширяются на другом участке. Например, внутренняя форсунка 14 включает в себя сужающийся участок 106 и расширяющийся участок 108, и внешняя форсунка 16 включает в себя сужающийся участок 110 и расширяющийся участок 112. Между сужающимся и расширяющимся участками 106, 108 внутренней форсунки 14 имеется горловина 114 внутренней форсунки 14. Между сужающимся и расширяющимся участками 110, 112 внешней форсунки 16 имеется горловина 116 внешней форсунки 16. В изображенном варианте выполнения, выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14 расположено смежно началу сужающегося участка 110 внешней форсунки 16. Другими словами, в некоторых вариантах выполнения, расстояние 84 смещения может по существу соответствовать объединенной длине сужающегося участка 110 и расширяющегося участка 112 внешней форсунки. Это может обеспечить по меньшей мере частичное восстановление кольцевого слоя 88 во внешней форсунке 16 внутри сужающегося и расширяющегося участков 110, 112 внешней форсунки 16. Альтернативно, в некоторых вариантах выполнения, это может обеспечить большее расстояние внутри внешней форсунки 16 (например, измеренное от выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14 до выпускного отверстия 81 внешней форсунки 16), через которое газы (например, кольцевой слой 88 и тело 90 цилиндрического потока) могут смешиваться.
[0044] Вариант выполнения форсуночного узла 12 показан на виде спереди на ФИГ. 5. В изображенном варианте выполнения, выпускное отверстие 80 внутренней форсунки 14 по существу концентрично с выпускным отверстием 81 внешней форсунки 16 относительно продольной оси 82. Во время работы, кольцевой слой 88 будет расположен между внешней форсункой 16 и внутренней форсункой 14, и тело 90 цилиндрического потока выходит из внутренней форсунки 14 и включает в себя сечение в пределах внешней форсунки 16, по существу равное сечению выпускного отверстия 80 внутренней форсунки 14. Однако отметим, что сечения кольцевого слоя 88 и тела 90 цилиндрического потока, взятые в одной точке в пределах внешней форсунки 16 вдоль продольной оси 82, могут не быть точно равны сечениям кольцевого слоя 88 и тела 90 цилиндрического потока, соответственно, в другой точке в пределах внешней форсунки 16 вдоль продольной оси 82. Различия между сечениями могут возникнуть вследствие сужения и расширения внешней форсунки 16, которые уменьшают и увеличивают площадь сечения внешней форсунки 16 соответственно. Различия между сечениями также могут возникать вследствие внутренней форсунки 14, нарушающей поток во внешней форсунки 16 дальше по ходу сужающегося и расширяющегося участков 110, 112 (как показано на ФИГ. 4) внешней форсунки 16. Дополнительно, как описано выше, кольцевой слой 88 и тело 90 цилиндрического потока могут смешиваться в некоторых вариантах выполнения вследствие контура внешней форсунки 16 дальше по ходу впускного отверстия 80 внутренней форсунки 14.
[0045] Хотя варианты выполнения форсуночного узла 12, описанные выше, включают в себя внутреннюю форсунку 14 и внешнюю форсунку 16, некоторые варианты выполнения могут включать в себя более двух форсунок. Например, вариант выполнения форсуночного узла 12, имеющего три форсунки, изображен на виде сбоку в сечении на ФИГ. 6 и на виде спереди на ФИГ. 7. В изображенных вариантах выполнения, внутренняя форсунка 14 и внешняя форсунка 16 обе расположены внутри третей форсунки 120. Внутренняя форсунка 14 может входить в боковую сторону 122 третьей форсунки 120 таким же образом, как внутренняя форсунка входит в боковую сторону 78 внешней форсунки 16. Внешняя форсунка 120 может быть соединена с тем же источником топлива (например, источником 20 топлива), что и внутренняя форсунка 14 и внешняя форсунка 16. В изображенном варианте выполнения, каждая форсунка 14, 16, 120 может включать в себя различный тип топлива. Например, внутренняя форсунка 14 может включать в себя природный газ, внешняя форсунка 16 может включать в себя пропан, и третья форсунка 120 может включать в себя азот, что может способствовать ʺпереносуʺ загрязняющих веществ, например, от сгоревшего пропана на расстояние от форсуночного узла 12 после выхода из форсуночного узла 12, как аналогично описано выше со ссылкой на природный газ. Таким образом, топливо, выходящее из выпускного отверстия 124 третьей форсунки 120 (например, после прохождения через сужающийся участок 126 и расширяющийся участок 128 третьей форсунки 120), может включать в себя тело 90 цилиндрического потока, кольцевой слой 88 и второй кольцевой слой 130, радиально смежный с и окружающий кольцевую пленку 88. Как описано ранее, тело 90 цилиндрического потока, кольцевой слой 88 и второй кольцевой слой 130 могут каждый друг относительно друга включать в себя различный тип топлива. Например, тело 90 цилиндрического потока может включать в себя природный газ, кольцевой слой 88 может включать в себя пропан, и второй кольцевой слой 130 может включать в себя азот. В другом варианте выполнения, тело 90 цилиндрического потока может включать в себя азот, кольцевой слой 88 может включать в себя природный газ, и второй кольцевой слой 130 может включать в себя пропан. Любое топливо или текучая среда может быть использована для любой из трех форсунок в зависимости от требуемого огненного эффекта 17.
[0046] Отметим, что несмотря на то что некоторые варианты выполнения форсунок изображены включающими в себя конфузорно-диффузорные форсунки, в других вариантах выполнения могут быть использованы изменения типов форсунок. Например, некоторые могут являться просто сужающимися или включать в себя по существу постоянные (параллельные) стенки. На ФИГ. 8, вариант выполнения форсуночного узла 12 показан имеющим внутреннюю форсунку 14 и внешнюю форсунку 16, где внутренняя форсунка 14 и внешняя форсунка 16 являются сужающимися форсунками. Другими словами, внутренняя форсунка 14 включает в себя сужающийся участок 106, и внешняя форсунка 16 включает в себя сужающийся участок 110. Ни одна из форсунок 14, 16, в изображенном варианте выполнения, не включает в себя расширяющийся участок. Сужающиеся участки 106, 110 могут ускорять топливо через каждую соответствующую форсунку 14, 16, и топлива выходят из форсуночного узла 12 через выпускное отверстие 81 внешней форсунки 16. На ФИГ. 9, вариант выполнения форсуночного узла 12 показан имеющим внутреннюю форсунку 14 и внешнюю форсунку 16, где внутренняя форсунка 14 и внешняя форсунка 16 являются по существу форсунками с постоянными (параллельными) прямыми стенками. Другими словами, внутренний участок 140 внутренней форсунки 14 является по существу цилиндрическим, где внутренняя поверхность 142 внутреннего участка 140 внутренней форсунки 14 продолжается по существу в направлении 68, параллельном продольной оси 90. Дополнительно, внутренний участок 144 внешней форсунки 16 является по существу цилиндрическим, где внутренняя поверхность 146 внутреннего участка 144 внешней форсунки 16 продолжается по существу в направлении 68, параллельном продольной оси 90. В общем, контуры различных форсунок 14, 16, а также смещение или смещения (например, расстояние 84 смещения) между выпускными отверстиями 80, 81 форсунок 14, 16, соответственно, могут быть выбраны в зависимости от требуемого огненного эффекта 17. Например, если требуемый огненный эффект 17 требует, чтобы газы из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16 смешивались внутри форсуночного узла 12, подходящие контуры внутренней и внешней форсунок 16 и подходящее расстояние 84 смещения могут быть выбраны соответственно. Если требуемый огненный эффект 17 требует, чтобы газы из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16 оставались разделенными (например, посредством поддерживания по существу кольцевой пленки 88 и тела 90 цилиндрического потока через форсуночный узел 12), подходящие контуры внутренней и внешней форсунок 16 и расстояние 84 смещения могут быть выбраны соответственно.
[0047] Также следует отметить, что в других вариантах выполнения каналы для текучей среды форсунок могут быть соединены друг с другом или прикреплены некоторым другим образом. Один такой вариант выполнения изображен на ФИГ. 10, которая является изображением сечения внутренней и внешней форсунок 14, 16 с конкретной геометрией. В изображенном варианте выполнения, один или более топливных каналов (например, каналов 146), которые соединены с источником 20 топлива (не показан), может каждый нести различный тип топлива или текучей среды к внешней форсунке 16. Или, каждый из каналов 146 может нести одинаковое топливо или текучую среду к внешней форсунке 16. В изображенном варианте выполнения, внутренний канал 147 соединен с внутренней форсункой 14 и подает топливо или текучую среду от источника 20 топлива (не показан) к внутренней форсунке 14. Тогда форсуночный узел 12 может пропускать топлива через каждую из форсунок 14, 16, так что топлива выходят из выпускного отверстия 81 внешней форсунки 16 и проходят над запальным пламенем 64 воспламенителя 18 для создания огненного эффекта 17. Фиг. 11 показывает вид в перспективе в сечении внутренней и внешней форсунок 14, 16 с аналогичными признаками.
[0048] Другие варианты выполнения также могут существовать. Например, в одном варианте выполнения, форсуночный узел 12 может включать в себя только одну форсунку, где канал для топлива или текучей среды соединен с задней частью форсунки, и множество небольших топливных каналов могут входить в боковую стенку форсунки и оканчиваться на боковой стенке. По существу, топливо или текучая среда, проходящие через небольшие топливные каналы могут вводиться непосредственно в форсунку из боковой стенки в поток топлива или текучей среды, направляемый через форсунку из задней части форсунки.
[0049] Как описано выше, любой сгораемый или несгораемый газ может быть использован для любой из форсунок 14, 16, 120, описанных до сих пор, и упомянутый сгораемый или несгораемый газ, выбранный для каждой форсунки 14, 16, 120, из источника топлива, может быть определен на основе измерений, проведенных датчиком 38 или обеспеченных блоку 30 обработки Интернет системой 37 в отношении факторов окружающей среды. Конкретный тип газа (например, топлива), ускоряемого через каждую форсунку 14, 16, 120, может включать в себя желательные характеристики, основанные на измерениях, проведенных или обеспеченных датчиком 36 и/или Интернет системой 38, 40. Например, как описано ранее, пропан может быть выбран для одной из форсунок 14, 16, 120 для обеспечения видимого огненного эффекта 17, который может быть виден при дневном свете. Природный газ может быть выбран для одной из форсунок 14, 16, 120 для целей полного сгорания и/или экономии. В частности, природный газ может быть выбран для ночи, поскольку горение природного газа в общем видимо в темноте и является более экономически эффективным и полностью сгорающим, в отличие от пропана, который в общем видим во время дня и ночи. Дополнительно, как описано ранее, массовая скорость потока (и таким образом давление) любого из топлив, перемещающихся через любую из форсунок 14, 16, 120, может быть увеличена или уменьшена посредством действия, получаемого от выходного сигнала контроллера 28 к одному или более приводам системы (например, регулирующим клапанам).
[0050] Отметим, что конкретные элементы в ранее изображенных вариантах выполнения могут включать в себя некоторые еще не описанные изменения. Например, схематичный чертеж показан на ФИГ. 12, чтобы обеспечить общее изображение системы 10 и форсуночного узла 12. В изображенном варианте выполнения, множество конфигураций 148 форсуночного узла 12 показаны имеющими вставленные форсунки, причем соответствующие каналы газового потока обозначены стрелками 149. В некоторых вариантах выполнения, как показано первой конфигурацией 150, две форсунки могут располагаться в по существу концентрической ориентации 150 и выход внешней форсунки может располагаться дальше вдоль канала 149 газового потока, чем выход внутренней форсунки. В других вариантах выполнения, как в общем представлено второй ориентацией 152, три или более форсунок могут располагаться в по существу концентрической ориентации, и каждая соответствующая форсунка со второй наиболее близкой к центру до наиболее удаленной от центра может иметь выход, который продолжается дальше вдоль канала 149 газового потока, чем выход форсунки или форсунок, вставленных в нее. В еще одних вариантах выполнения, как в общем представлено третьей ориентацией 154, множество форсунок могут быть вставлены друг в друга, и некоторые форсунки могут иметь выходы, которые выравнены. В еще одних вариантах выполнения, форсунки, которые вставлены в форсунку, могут иметь выход, который продолжается дальше вдоль канала 149 газового потока, чем форсунка, в которую они вставлены. В соответствии с настоящим описанием, любая ориентация и количество вставленных форсунок могут быть использованы для форсуночного узла 12.
[0051] В некоторых вариантах выполнения, каждая форсунка может включать в себя сужающиеся и расширяющиеся участки, как описано ранее, чтобы способствовать ускорению горячих газов, проходящих через конкретную форсунку. Однако другие варианты выполнения могут включать в себя форсунки только с сужающимся участком, только с расширяющимся участком, только с участком с прямыми стенками (например, по существу цилиндрический) или с некоторой другой комбинацией описанных участков. Также, несмотря на то что между выпускными отверстиями вставленных форсунок в изображенных вариантах выполнения имеется смещение, в некоторых вариантах выполнения выпускные отверстия форсунок могут быть по существу выравнены. Например, две внутренние форсунки могут иметь выравненные выпускные отверстия, но оставаться смещенными относительно наиболее удаленной от центра форсунки, которая имеет выпускное отверстие, продолжающееся за выпускное отверстие наиболее близких к центру форсунок.
[0052] Дополнительно, форсунки могут быть выполнены с возможностью приема вставок, так что вставка может быть вручную вставлена в любую из форсунок, чтобы переопределить форсунки. Например, форсунка с сужающимся участком и расширяющимся участком может, на основе требуемого огненного эффекта 17, принимать вставку с только сужающимся участком, чтобы временно переопределить форсунку в качестве форсунки с только сужающимся участком. Форсунка со вставкой может быть использована до тех пор, пока не будет установлено, что требуемый огненный эффект 17 может выиграть от форсунки с как сужающимся, так и расширяющимся [участком], в результате чего вставка может быть удалена. Отметим, что начальная конфигурация форсунки может включать в себя только сужающийся участок или как сужающийся, так и расширяющийся участок, и что вставка может включать в себя только сужающийся участок или как сужающийся, так и расширяющийся участок. Дополнительно, вставка может включать в себя такие же типы участков (например, сужающийся и/или расширяющийся) как и начальная форсунка, но размеры (например, площадь сечения, наклон) различных участков могут быть иными для вставки и могут улучшать огненный эффект 17 в некоторой степени в определенных условиях (например, на основе факторов окружающей среды). Дополнительно, начальная форсунка, вставка или обе могут включать в себя участок с прямыми стенками (например, по существу цилиндрический), как описано ранее. Также, различные другие форсунки и/или вставки форсунок могут быть обеспечены в качестве групп форсунок, которые могут поочередно использоваться и выходить из использования посредством перенаправления потока топлива или перемещения группы форсунок. Другими словами, различные форсунки и/или вставки форсунок могут быть автоматически помещены в форсуночный узел 12 путем регулирования посредством контроллера 28 автоматизации, который может определить подходящую форсунку и/или вставку на основе факторов окружающей среды, принятых контроллером 28 автоматизации, в дополнение к определению подходящего источника топлива для каждой форсунки и подходящего давления для каждого источника топлива, как описано ранее. В некоторых вариантах выполнения, множество контроллеров могут быть использованы, где каждый контроллер управляет одним или более компонентами, описанными выше, и каждый контроллер может принимать команды для того же или различных блоков обработки, где каждый блок обработки принимает измерения от того же или различных датчиков и/или Интернет систем.
[0053] Продолжая с ФИГ. 12, контроллер 28 автоматизации может включать в себя или быть соединен с одним или более входными сигналами 156. Входные сигналы 156 могут включать в себя измерения факторов окружающей среды, измеренные датчиком 38, и значения факторов окружающей среды, обеспеченные Интернет системой 37. Факторы окружающей среды могут включать в себя яркость окружающей среды, яркость пламени, загрязнение окружающей среды, уровни сажи в пламени, погоду, параметры ветра, время дня и/или влажность. Дополнительно, входные сигналы 156 могут быть аналоговыми и/или цифровыми входными сигналами.
[0054] Контроллер 28 автоматизации также может включать в себя или быть соединен с одним или более приводами 158, где контроллер 28 автоматизации обеспечивает команды для приводов 158 на регулирование приводов 158. Приводы 158 могут включать в себя клапаны, регуляторы, насосы, воспламенители или другие признаки для приведения в действие различных признаков системы 10. Приводы 158 могут включать в себя приводы 158, расположенные ближе по ходу форсуночного узла 12, и приводы 158, расположенные дальше по ходу форсуночного узла 12. Например, расположенные ближе по ходу форсуночного узла 12 приводы 158 могут включать в себя вращатель, выполненный с возможностью вращения источника 20 топлива вокруг подшипника, где подшипник физически соединен с двумя или более топливными баками источника 20 топлива. Посредством вращения источника 20 топлива вокруг подшипника, один из двух или более топливных баков источника 20 топлива могут быть сообщены по текучей среде с патрубком, ведущим к одной из форсунок. В других вариантах выполнения, другой тип привода 158 может быть использован для соединения подходящего типа топлива с подходящей форсункой. Дополнительно, расположенные ближе по ходу форсуночного узла 12 приводы 158 могут включать в себя регулирующее устройство для регулирования давления (например, давлений подачи) типов топлив, по мере того как они доставляются к подходящим форсункам. Например, приводы 158 могут включать в себя насос, выполненный с возможностью нагнетания топлива к форсункам при конкретном давлении. Другие приводы 158 могут быть включены в состав для приведения в действие других участков системы 10, расположенных ближе по ходу форсуночного узла 12, в соответствии с настоящим описанием.
[0055] Один из приводов 158, расположенный дальше по ходу форсуночного узла 12, может являться вентилятором, выполненным с возможностью нагнетания вверх и/или под углом на огненный эффект 17, так что сажа, образуемая огненным эффектом 17, сдувается от системы 10 и рассеивается по площади, вместо концентрации в одном месте вблизи системы 10. В некоторых вариантах выполнения, воспламеняющий признак 18 может рассматриваться в качестве одного из приводов 158, и контроллер 28 автоматизации может контролировать воспламеняющий признак 18, чтобы определить когда использовать воспламеняющий признак 18. Например, в одном варианте выполнения, воспламеняющий признак 18 является пламенем, где топлива, проходящие через форсуночный узел 12, проходят над пламенем. Контроллер 28 автоматизации может контролировать когда воспламеняющий признак 18 имеет зажженное пламя и когда воспламеняющий признак 18 не имеет зажженного пламени. Дополнительно, один из приводов 158, расположенный дальше по ходу форсуночного узла 12, может включать в себя вращатель, выполненный с возможностью вращения группы форсунок или вставок форсунок вокруг подшипника, так что подходящая форсунка или вставка форсунки может быть помещена в форсуночный узел 12, как описано ранее. Другие приводы 158 могут быть включены в состав для приведения в действие других участков системы 10, расположенных дальше по ходу форсуночного узла 12, в соответствии с настоящим описанием.
[0056] Обращаясь теперь к ФИГ. 13, показана схема технологического процесса, изображающая способ 160 эксплуатации системы 10. Способ 160 включает в себя определение (блок 162) факторов окружающей среды вблизи форсуночного узла 12. Как описано ранее, определение факторов окружающей среды вблизи форсуночного узла 12 может включать в себя измерение факторов окружающей среды посредством датчика 38 и обеспечение измерений контроллеру 28 автоматизации. Дополнительно, Интернет система 37 может быть использована для обеспечения значений факторов окружающей среды контроллеру 28 автоматизации. Способ 160 также включает в себя сообщение по текучей среде (блок 164) подходящего типа или типов топлива от источника 20 топлива с каждой из внутренней форсунки 14 и внешней форсунки 16, на основе факторов окружающей среды, принятых контроллером 28 автоматизации. Дополнительно, способ 160 включает в себя ускорение или пропускание (блок 166) топлива через форсунки 14, 16 форсуночного узла 12 при подходящим соответствующим давлении, которые определены и регулируются контроллером 28 автоматизации (например, путем автоматизированного контроля регулирующих клапанов, регуляторов, насосов) на основе факторов окружающей среды. Дополнительно, способ 160 включает в себя пропускание (блок 168) топлива над воспламеняющим признаком 18 (например, пламенем), чтобы создать огненный эффект 17.
[0057] Несмотря на то, что конкретные признаки были изображены и описаны здесь, множество модификаций и изменений возникнут у специалистов в данной области техники. Следовательно ясно, что прилагаемые пункты формулы изобретения охватывают все такие модификации и изменения, как подпадающие под истинную сущность описания.
Реферат
Настоящие варианты выполнения относятся к системе и способу создания огненного эффекта. Вариант выполнения включает в себя форсуночный узел с внешней форсункой и внутренней форсункой. По меньшей мере часть внутренней форсунки вставлена внутрь по меньшей мере части внешней форсунки. Система также включает в себя источник топлива с двумя или более отдельными типами топлива. 9 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил.
