本發(fā)明涉及一種具有較薄的厚度的絕熱陶瓷磚瓦,更具體地,涉及在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中所使用的類(lèi)型的磚瓦,特別地,涉及在中小型的燃?xì)廨啓C(jī)的環(huán)形燃燒室中所使用的類(lèi)型的磚瓦。
背景技術(shù):
如已知,因?yàn)闄C(jī)械操作產(chǎn)生的高溫,燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室必須在內(nèi)部設(shè)置有絕熱覆蓋層。絕熱覆蓋層通常由多個(gè)磚瓦形成,磚瓦在燃燒室殼體的內(nèi)壁部上被排列成連續(xù)的行,以限定大致連續(xù)的表面。
在生產(chǎn)功率高于150兆瓦的大尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)中,絕熱磚瓦通常由耐火陶瓷材料制成。這類(lèi)材料具有非常低的熱傳導(dǎo)性,并且特別地適合在燃?xì)廨啓C(jī)中使用。在提供例如大約70兆瓦或更低的功率的較小尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)中,減少的尺寸不允許使用陶瓷磚瓦。傳統(tǒng)的陶瓷磚瓦的安裝實(shí)際上需要被布置在磚瓦和燃燒室金屬框架之間的固定系統(tǒng),其必須通過(guò)特殊工藝變薄。該固定系統(tǒng)通常被接合于被形成于陶瓷磚瓦的側(cè)部上的適合的座部中,其因此必須具有足以確保足夠的耐受截面的最小厚度;這極大地限制了陶瓷磚瓦變薄的可能性。傳統(tǒng)的固定系統(tǒng)還提供通過(guò)滑動(dòng)的磚瓦拆卸,其在小尺寸的燃燒室中由于操作者移動(dòng)的可能性的減小而不可行。
由于不可能改變殼體的外部尺寸(為了改造的需求)或者內(nèi)部燃燒容量(不影響燃燒效率),在小尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)中,變薄可能過(guò)度,并且可能危及燃燒室的支撐結(jié)構(gòu)。因此不兼容必須的加工操作,并且不能使用陶瓷磚瓦。
因此,較小尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室使用冷卻的金屬防護(hù)件被保護(hù),其尺寸(特別是厚度)允許它們的安裝,而在殼體上沒(méi)有潛在的有害影響。即使通過(guò)特殊的鑄造工藝獲得且被覆蓋有薄陶瓷層的金屬防護(hù)件也不具有相同的絕熱能力,并且必須被從壓縮機(jī)出口獲取的充足的空氣流冷卻。然而,冷卻空氣不能被傳遞到燃燒爐中,從而不利于在熱功率輸出和燃燒穩(wěn)定性方面的機(jī)械效率。而且,金屬防護(hù)件承受的過(guò)熱最多,并且必須被更頻繁地更換,從而,極大的增加了操作成本,并且增加了在維護(hù)期間的涉及它們的系統(tǒng)更換的有關(guān)于過(guò)熱的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的是提供能克服或者至少減輕上述限制的絕熱磚瓦,并且,特別地,還能被用于比使用已知的絕熱陶瓷磚瓦的燃?xì)廨啓C(jī)更小的燃?xì)廨啓C(jī)中。
本發(fā)明提供了用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室的陶瓷材料的絕熱磚瓦,其包括第一面部、第二面部、與第一面部和第二面部相鄰的側(cè)部以及在側(cè)部上的固定座部;固定座部由在第一面部上開(kāi)口的各自的凹槽限定,并且由各自的連接表面界定,該連接表面從第一面部?jī)A斜到各自的其中一個(gè)側(cè)部。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在將參考示出了非限制性的實(shí)施方式的附圖來(lái)描述本發(fā)明,其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的環(huán)形燃燒室的立體視圖,其為局部剖面的,且出于清晰的目的部分被移除;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的絕熱磚瓦的立體正視圖;
圖3是從上方所見(jiàn)的圖2的絕熱磚瓦沿圖2的平面III-III剖開(kāi)的四分之三的立體視圖;
圖4是從下方所見(jiàn)的圖2的絕熱磚瓦的四分之三的立體視圖;
圖5示出了并置于組裝位置中的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一對(duì)絕熱磚瓦;
圖6是圖1的燃燒室的固定裝置的分解立體視圖;并且
圖7是圖6的組裝的固定裝置的立體視圖;
具體實(shí)施方式
圖1示出了燃?xì)廨啓C(jī)(未全部示出)的燃燒室1。燃燒室1包括圍繞軸線延伸的環(huán)形殼體2,并且被設(shè)置有絕熱覆蓋層3,絕熱覆蓋層3在內(nèi)部覆蓋殼體2,并且限定了燃燒容積體4。圖1還示出了燃燒器殼部6,出于簡(jiǎn)化目的,未描述燃燒器殼部6。
絕熱覆蓋層3包括由耐火材料制成的多個(gè)絕熱磚瓦5,其沿圍繞燃燒室1的軸線的周長(zhǎng)被布置在相鄰的行中。可選地,絕熱覆蓋層3還可包括成排的金屬絕熱防護(hù)件7,特別地,在燃燒室的與出口鄰近的較為不熱的部分中。
絕熱磚瓦5通過(guò)固定裝置8被緊固于殼體2。每個(gè)固定裝置8都接合各自的一對(duì)相鄰的絕熱磚瓦5。
絕熱覆蓋層3的特定的行的其中一個(gè)絕熱磚瓦5在圖2至6中被詳細(xì)地示出。除非另有說(shuō)明,以下描述通常不僅應(yīng)用于在相同行中的全都相同的所有絕熱磚瓦5,還應(yīng)用于絕熱覆蓋層3的其他行的絕熱磚瓦5。
絕熱磚瓦5具有大致四邊形的形狀。更具體地,絕熱磚瓦5具有被暴露于燃燒容積體4的第一面部或者熱面部10(圖2和3)以及與熱面部10相對(duì)且被定向?yàn)槌驓んw2的第二面部或者冷面部11(圖3和4)。熱面部10和冷面部11可略微地呈弧形,根據(jù)離燃燒室1的軸線的距離,分別凹凸。絕熱磚瓦5還具有第一側(cè)部12和第二側(cè)部13,第一側(cè)部12被布置在相對(duì)于在燃燒室1中的氣體流動(dòng)方向的上游,第二側(cè)部13被布置在相對(duì)于第一側(cè)部12的下游。側(cè)部15在熱面部10和冷面部10之間以及第一側(cè)部12和第二側(cè)部13之間延伸。側(cè)部15從第一側(cè)部12到第二側(cè)部13略微地匯聚,以便在相同行中的絕熱磚瓦5在內(nèi)部且在外部限定了大致的截頭錐形表面。絕熱磚瓦5是大致相對(duì)于中間縱向軸線A(圖2)對(duì)稱的,這里的縱向被理解為表示與從第一側(cè)部12到第二側(cè)部13垂直地延伸的方向。
絕熱磚瓦5(圖2至4)具有在每個(gè)側(cè)部15上的固定座部17,固定座部17用于側(cè)部15與各自的固定裝置8的連接。固定座部17由在熱面部10上和各自的側(cè)部15上開(kāi)口的各自的凹槽限定。固定座部17在底部由相對(duì)于絕熱磚瓦5的熱面部10傾斜的連接表面18限定。在一個(gè)實(shí)施方式中,連接表面18大致是平坦的,并且以相對(duì)于熱面部10的包含在例如30°至60°之間的恒定的傾斜度從熱面部10傾斜到各自的側(cè)部15。而且,側(cè)部15在各自的固定座部17具有凹槽,以便在相同行中的兩個(gè)連續(xù)的磚瓦在它們之間限定間隙20,間隙20在底部開(kāi)口,并且允許各自的固定裝置8(在這方面,見(jiàn)圖5)通過(guò)。由于該斜面和該凹槽,連接表面18在熱面部10和冷面部11(圖3)之間的中間高度截?cái)喔髯缘膫?cè)部15。
參考圖3和4,絕熱磚瓦5的冷面部11具有凹槽部21,凹槽部21沿絕熱磚瓦5的周邊被凸起部22包圍。例如,由編織的絕熱纖維制成的絕熱層25被成形,以對(duì)應(yīng)于冷面部11的凸起部22,并且通過(guò)黏合位置(未示出)被敷于凸起部22上。在絕熱磚瓦5和燃燒室1的殼體2之間的接觸表面被限制于沿凸起部22的絕熱層25,同時(shí)凹槽部21與殼體2分開(kāi)。而且,形成絕熱層25的材料還減弱了從殼體2到絕熱磚瓦5的機(jī)械振動(dòng)的傳遞。
圖6和7詳細(xì)地示出了其中一個(gè)固定裝置8,固定裝置8在結(jié)構(gòu)上是相同的,并且可能包括一些大小差異,以允許不同行的絕熱磚瓦的連接。在一個(gè)實(shí)施方式中,絕熱磚瓦5的相同行的固定裝置8是相同的。圖7還使用虛線示出了被連接到固定裝置8的絕熱磚瓦5和燃燒室1的殼體2的部分。
固定裝置8包括組裝部件27、夾持托架28、熱防護(hù)部件30和螺釘31。在一個(gè)實(shí)施方式中,組裝部件27包括金屬片,金屬片被折疊以便限定由底部33連接的一對(duì)分叉?zhèn)缺诓?2。在一個(gè)實(shí)施方式中,被定義為在側(cè)壁部32的上邊緣32a之間的最大距離的組裝部件27的寬度比被限定在垂直于該寬度且垂直于螺釘31的插入方向的方向上的長(zhǎng)度更小。組裝部件27可彈性變形以減弱由絕熱磚瓦5傳遞的振動(dòng)。側(cè)壁部32傾斜,以配合絕熱磚瓦5的連接表面18,并且在它們之間限定凹口部34。例如,側(cè)壁部32在它們之間形成被包含于60°至120°之間的角度α。組裝部件27被成形,以便被容納于兩個(gè)相鄰的絕熱磚瓦5之間的間隙20。
組裝部件27的底部33具有開(kāi)口35,以允許將冷卻空氣供應(yīng)到夾持托架28,并且具有用于螺釘31穿過(guò)的開(kāi)口36。
在一個(gè)實(shí)施方式中,夾持托架28由被插入到在組裝部件27的側(cè)壁部32之間的凹口部34中的金屬條限定。托架部件28的寬度為,以便托架部件28首先接觸組裝部件27的底部33,并且隨后接觸側(cè)壁部32。
夾持托架28在與組裝部件27的底部的開(kāi)口35相對(duì)應(yīng)的位置具有通孔38。更進(jìn)一步,通座部39允許螺釘31插入穿過(guò)夾持托架28以及在組裝部件27中的開(kāi)口36。由螺釘31產(chǎn)生的夾持力通過(guò)夾持托架28被傳遞且分布到組裝部件27,組裝部件27隨后被穩(wěn)定地保持于其座部中。更進(jìn)一步,夾持托架28在組裝部件27的底部33上施加壓力,從而通過(guò)側(cè)壁部32傳遞期望的力抵靠絕熱磚瓦5的固定座部17的連接表面18。
熱防護(hù)部件30包括金屬合金耐高溫板,可能被覆蓋有耐火材料制成的絕熱層(未詳細(xì)示出),例如,該耐火材料為陶瓷材料。熱防護(hù)部件30覆蓋組裝部件27和夾持托架28。夾持托架28隨后在組裝部件27和熱防護(hù)部件30之間被卡在凹口部34中。熱防護(hù)部件30延伸超出側(cè)壁部32的邊緣,并且特別地,被成形為,以便封閉容納固定裝置8的間隙20。因此,熱防護(hù)部件30與相鄰的絕熱磚瓦5的熱面部10形成大致連續(xù)的表面,保護(hù)組裝部件27和夾持托架28。
面對(duì)夾持托架28的側(cè)部上,熱防護(hù)部件28具有座部40,以容納螺釘31的頭部41。限定座部40的壁部也被形成為,以便由于螺釘31的擰緊,按壓夾持托架28抵靠組裝部件27的底壁部33。螺釘31被連接到在殼體2中的座部(未示出)。
可能需要用于冷卻熱防護(hù)部件30的空氣可通過(guò)組裝部件27的開(kāi)口35和在夾持托架28中的通孔38被給進(jìn)。
能使用工具通過(guò)在熱防護(hù)部件30中的孔43到達(dá)具有用于冷卻的軸向通道42的螺釘31。
如果與傳統(tǒng)的陶瓷磚瓦比較,所述的絕熱磚瓦5有益地具有減少的厚度。實(shí)際上,由于固定座部17的其傾斜的連接表面18延伸到熱面部10的形狀,磚瓦僅有獲得與固定裝置8的有效連接所必需的厚度。反過(guò)來(lái),減少的厚度允許使用絕熱磚瓦5替代在中小尺寸燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的金屬防護(hù)件。除了較低的生產(chǎn)和維修成本,絕熱磚瓦5不需要任何冷卻空氣,僅固定裝置8可能需要。從壓縮機(jī)抽出的空氣則急劇地減少,以有益于機(jī)械效率。
配合的傾斜表面18和固定裝置8的組裝部件27的彈性側(cè)壁部32之間的連接是有益的,因?yàn)檫B接力被分布于寬廣的區(qū)域,因此減少了點(diǎn)壓力,特別是靠近倒角邊緣處。
從固定裝置8所得的益處涉及到的事實(shí)是,冷卻空氣流量被限制,并且與已知的火焰暴露固定件所需的流量相媲美,但同時(shí),所沒(méi)有的限制是,這種固定件迫使絕熱磚瓦采用最小厚度。另一方面,在最小厚度方面具有較不嚴(yán)格的限制的已知的火焰暴露固定件需要極大量的冷卻空氣,因此對(duì)整體機(jī)械效率有影響。
固定裝置8能相對(duì)于燃燒室1的殼體2在前面被連接且移除,從而有助于維修操作。而且,通過(guò)固定裝置8的絕熱磚瓦的安裝僅需要將殼體2鉆孔,以加工螺釘31的連接座部(直接地或借助接口板)。不需要可能危及燃燒室1的結(jié)構(gòu)完整性的變薄工藝。
最后,顯而易見(jiàn)的是,所述絕熱磚瓦能進(jìn)行修改和變形,而不偏離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。