專利名稱：用于氣體的陶瓷燃燒器和設(shè)有該燃燒器的回?zé)崾綗岚l(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體的陶瓷燃燒器(ceramic burner)，特別用于回?zé)崾綗岚l(fā)生器如用于鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)爐的燃燒室，該陶瓷燃燒器設(shè)有用于輸送第一種燃燒組分如可燃?xì)怏w的第一進(jìn)料通道和用于輸送第二種燃燒組分如助燃空氣的第二進(jìn)料通道，所述第一進(jìn)料通道通向一個(gè)實(shí)際上延伸的出口，所述第二進(jìn)料通道至少通向一個(gè)第二出口，后者的出口基本上沿與第一出口平行的方向在第一出口下游延伸，一個(gè)延伸到所述兩個(gè)出口的隔板進(jìn)一步位于第一進(jìn)料通道和第二進(jìn)料通道之間。本發(fā)明還涉及設(shè)有這種陶瓷燃燒器的回?zé)崾綗岚l(fā)生器。
當(dāng)開(kāi)動(dòng)鼓風(fēng)爐時(shí)，多個(gè)熱風(fēng)爐聚集在該鼓風(fēng)爐附近，從而，從一個(gè)熱風(fēng)爐到另一熱風(fēng)爐的轉(zhuǎn)換意味著始終可以通過(guò)一加熱的熱風(fēng)爐的排放口向鼓風(fēng)爐供給熱空氣作為反應(yīng)組分。每當(dāng)一熱風(fēng)爐與鼓風(fēng)爐分開(kāi)時(shí)，可通過(guò)陶瓷燃燒器由燃燒的氣體將其重新加熱，于是，熱煙氣流經(jīng)燃燒室和貯熱井，該貯熱井吸收熱煙氣的熱量，從而使該熱量可在隨后的操作步驟中再次釋放給通過(guò)供料口供給熱風(fēng)爐的空氣。
為了提高裝置的效率，使供給陶瓷燃燒器的燃燒組分在熱煙氣流經(jīng)貯熱井之前盡可能充分燃燒是非常重要的。為此，為陶瓷燃燒器設(shè)計(jì)了各種不同的結(jié)構(gòu)。在所提到的已知類型的燃燒器中，設(shè)有單個(gè)可燃?xì)怏w進(jìn)料通道和單個(gè)助燃空氣進(jìn)料通道的實(shí)施例是已知的。而且一個(gè)可燃?xì)怏w通道在兩個(gè)助燃空氣進(jìn)料通道之間位于中央的結(jié)構(gòu)也是已知的。
助燃空氣進(jìn)料通道的出口包括單個(gè)開(kāi)口的結(jié)構(gòu)也是已知的，而且將該出口分成一組單獨(dú)的開(kāi)口也是已知的。例如在歐洲專利EP 0，090，096中描述了后一種結(jié)構(gòu)。
雖然已知的結(jié)構(gòu)已經(jīng)使燃燒效率顯著提高，然而，我們發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步的改進(jìn)仍然是可能的。特別是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，自始至終使火焰的燃燒保持在燃燒器上方盡可能靠近燃燒器是非常重要的。這是因?yàn)椋绻撊紵l(fā)生在更高的高度處，則由于燃燒組分緩慢混合，燃燒位置將可能開(kāi)始明顯地波動(dòng)，導(dǎo)致火焰波動(dòng)，這可能導(dǎo)致整個(gè)裝置的振動(dòng)。
因此，本發(fā)明的目的是提供這樣的裝置，該裝置使燃燒實(shí)際上穩(wěn)定地進(jìn)行，最好是非常接近于出口。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一個(gè)解決方案，其不僅可用于具有一個(gè)和兩個(gè)用于第二種燃燒組分的進(jìn)料通道的結(jié)構(gòu)，而且還可用于每一進(jìn)料通道的出口是單個(gè)開(kāi)口或被分成多個(gè)單獨(dú)開(kāi)口的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明實(shí)際上包括第一和第二進(jìn)料通道中的至少一個(gè)設(shè)有用于在工作過(guò)程中使經(jīng)由上述通道排出的燃燒組分產(chǎn)生渦流的裝置，所述渦流使得兩種燃燒組分的可燃混和物形成于隔板末端的上游。我們發(fā)現(xiàn)，如果所述裝置包括一個(gè)上述通道的橫截面的急劇加寬部，該急劇加寬部位于至少第一進(jìn)料通道和／或第二進(jìn)料通道的出口附近，則所述渦流就可通過(guò)簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生。在急劇加寬部的位置處，經(jīng)過(guò)這一加寬部流到所產(chǎn)生的額外空間中的燃燒組分將產(chǎn)生渦流，所述渦流還攜帶另一種燃燒組分，從而在渦流中形成可燃混和物。由于沿燃燒室縱向的渦流具有低的流速，因此該可燃混和物可就在該處被立即點(diǎn)燃。從而使所產(chǎn)生的火焰不容易被從燃燒器噴嘴頭處“吹走”。
可以圍繞所述出口的整個(gè)周邊設(shè)置急劇加寬部。然而，我們發(fā)現(xiàn)，如果該加寬部由隔板的輪廓形成，就會(huì)獲得最好的效果。這是因?yàn)?，這樣做的結(jié)果是，在渦流中可以通過(guò)非常簡(jiǎn)單且非?？旖莸姆绞叫纬勺銐蜇S富的氣體混和物。
當(dāng)然，急劇加寬部必須足夠?qū)?，以保證充分的渦流。我們發(fā)現(xiàn)，如果急劇加寬部占所述通道的初始橫截面的20％至35％，就會(huì)獲得良好效果。
而且，我們發(fā)現(xiàn)，如果所述進(jìn)料通道的剩余部分在急劇加寬部的下游具有一確定好的輪廊，則不僅能夠獲得有助于新結(jié)構(gòu)成功的急劇加寬部的尺寸，而且會(huì)獲得甚至更好的效果。另外發(fā)現(xiàn)，如果急劇加寬部后面一直到隔板的末端是一逐漸加寬部，從而形成一渦流室，就會(huì)獲得最佳效果。由于逐漸加寬部的作用，所形成的渦流室達(dá)到了足夠的體積以使更大體積的氣體產(chǎn)生渦流，從而將其混合成可燃混和物。這進(jìn)一步保證了恰好在隔板末端上方形成火焰的穩(wěn)定性。
除了所述的陶瓷燃燒器之外，本發(fā)明還涉及一種回?zé)崾綗岚l(fā)生器，例如一種用于鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)爐，其設(shè)有一個(gè)用于供給要被加熱的氣體的供給口和一個(gè)用以排出被加熱的氣體的排放口，所述熱發(fā)生器包括一燃燒室和一貯熱井，為了加熱熱發(fā)生器，所述燃燒室設(shè)有一陶瓷燃燒器，該陶瓷燃燒器是上述類型的陶瓷燃燒器。
下面參照三幅附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明

圖1示出了作為回?zé)崾綗岚l(fā)生器的一個(gè)實(shí)施例的用于鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)爐；圖2以放大的比例示出了圖1中的細(xì)部Ⅱ；圖3示出了該細(xì)部的另一實(shí)施例。
在圖1中，參考數(shù)字1表示一個(gè)呈用于鼓風(fēng)爐的熱風(fēng)爐形式的熱發(fā)生器。該熱風(fēng)爐包括被一個(gè)壁4彼此隔開(kāi)的一燃燒室2和一貯熱井3。陶瓷燃燒器5位于燃燒室的底部。用于陶瓷燃燒器的助燃空氣通過(guò)連接通道6供給，呈可燃?xì)怏w形式的燃料通過(guò)連接通道7供給。助燃空氣和可燃?xì)怏w的混和物在燃燒室2中燃燒。燃燒所排出的煙氣在燃燒室2中上升，經(jīng)彎頂8轉(zhuǎn)向，然后經(jīng)過(guò)填滿耐火磚(未示出)的貯熱井3，在此處將顯熱釋放給耐火磚。通過(guò)這一過(guò)程而被冷卻的煙氣經(jīng)排放口9離開(kāi)熱風(fēng)爐，圖中示出了其中一個(gè)排放口。
在將耐火磚加熱到足夠的溫度之后，停止通過(guò)通道6和7供給燃料和助燃空氣，之后，通過(guò)排放口9供給冷空氣。該冷空氣然后流經(jīng)貯熱井3中的貯熱區(qū)域，在此處被加熱，然后經(jīng)過(guò)孔口10離開(kāi)熱風(fēng)爐?？卓?0與一熱空氣(即所述“熱風(fēng)”)分配系統(tǒng)連接，以使其能夠被供給鼓風(fēng)爐。
經(jīng)由連接通道1供給的可燃?xì)怏w向上轉(zhuǎn)進(jìn)入用于可燃?xì)怏w的第一進(jìn)料通道13，而連接通道6合并成用于助燃空氣的第二進(jìn)料通道12。隔板11將進(jìn)料通道12和13互相分隔開(kāi)。
隔板11頂端周圍的結(jié)構(gòu)用標(biāo)號(hào)Ⅱ表示，并以放大的比例在圖2中詳細(xì)地示出。圖1中相應(yīng)的參考數(shù)字涉及到圖2中相應(yīng)的部件。在圖2中，可以看出，進(jìn)料通道12的出口14相對(duì)于用于可燃?xì)怏w的通道13的出口15而言位于更高的位置，并與其成一角度。從而，空氣流可滲入到燃?xì)饬髦?，結(jié)果使它們混合，從而形成了可燃混和物。
進(jìn)料通道13恰好在出口15下面設(shè)有一個(gè)通過(guò)使隔板11局部變窄而獲得的急劇加寬部16。該急劇加寬部16與一個(gè)沿出口15方向的逐漸加寬部17鄰接。從而，在急劇加寬部16、逐漸加寬部17與出口15之間形成一渦流室18。在渦流室18中，部分燃?xì)饬鳟a(chǎn)生了恰好延伸到出口15上方的強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動(dòng)，從而使其將助燃空氣從通道12中帶走。結(jié)果，在渦流室18中形成了豐富的可燃混和物，該可燃混和物在流經(jīng)燃燒室2的主要方向上具有低速分量。如果將此豐富的可燃混和物點(diǎn)燃，則焰鋒將在隔板11的自由端附近保持非常穩(wěn)定。從而避免了火焰的波動(dòng)，并且從而還防止了在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)現(xiàn)象。而且，提高了燃燒效率。
上面已經(jīng)提到，本發(fā)明并不局限于已說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。在許多情況下，使陶瓷燃燒器具有下列優(yōu)選結(jié)構(gòu)，其中，兩個(gè)用于助燃空氣的進(jìn)料通道12a和12b相對(duì)于可燃?xì)怏w進(jìn)料通道13對(duì)稱地設(shè)置。在此實(shí)施例中，如圖3所示，設(shè)置兩個(gè)隔板11a和11b來(lái)代替單個(gè)隔板11，并且，有兩個(gè)出口14a和14b用于進(jìn)料通道12a和12b。
如果將用于助燃空氣的出口14(或14a和14b)分成多個(gè)單獨(dú)的開(kāi)口，可獲得同樣好的效果。
權(quán)利要求
1．用于氣體的陶瓷燃燒器，特別是用于回?zé)崾綗岚l(fā)生器如用于鼓風(fēng)爐(1)的熱風(fēng)爐(1)的燃燒室(2)的陶瓷燃燒器，所述陶瓷燃燒器設(shè)有一個(gè)用于第一種燃燒組分如可燃?xì)怏w的第一進(jìn)料通道(13)和一個(gè)用于第二種燃燒組分如助燃空氣的第二進(jìn)料通道(12)，所述第一進(jìn)料通道(13)通向一實(shí)際上延伸的出口(15)，所述第二進(jìn)料通道至少通向一第二出口(14)，后者的出口基本上沿與第一出口平行的方向在第一出口下游延伸，一隔板(11)延伸到兩個(gè)出口(14，15)，而且位于第一進(jìn)料通道(13)和第二進(jìn)料通道(12)之間，其特征在于第一和第二進(jìn)料通道(12，13)中至少一個(gè)設(shè)有用于在工作過(guò)程中使經(jīng)由所述通道排出的燃燒組分產(chǎn)生渦流的裝置，該渦流使得兩種燃燒組分的可燃混和物在隔板(11)末端上游形成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷燃燒器，其特征在于所述裝置包括一個(gè)上述通道的橫截面的急劇加寬部(16)，其位于至少第一和/或第二進(jìn)料通道的出口(14，15)的附近。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷燃燒器，其特征在于所述急劇加寬部(16)由隔板(11)的輪廓形成。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陶瓷燃燒器，其特征在于所述急劇加寬部(16)占所述通道的初始橫截面的20％至35％。
5．根據(jù)權(quán)利要求2，3或4所述的陶瓷燃燒器，其特征在于所述急劇加寬部(16)后面一直到隔板(11)的末端是一逐漸加寬部(17)，從而形成一渦流室。
6．回?zé)崾綗岚l(fā)生器，例如一種用于鼓風(fēng)爐(1)的熱風(fēng)爐，其設(shè)有一個(gè)用于供給要被加熱的氣體的供給口(9)和一個(gè)用以排出被加熱的氣體的排放口(10)，所述熱發(fā)生器包括一燃燒室(2)和一貯熱井(3)，為了加熱熱發(fā)生器，所述燃燒室(2)設(shè)有一陶瓷燃燒器(5)，其特征在于所述陶瓷燃燒器是根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述類型的陶瓷燃燒器。
全文摘要
用于氣體的陶瓷燃燒器,特別是用于回?zé)崾綗岚l(fā)生器如用于鼓風(fēng)爐(1)的熱風(fēng)爐(1)的燃燒室(2)的陶瓷燃燒器,所述陶瓷燃燒器設(shè)有一個(gè)用于第一種燃燒組分如可燃?xì)怏w的第一進(jìn)料通道(13)和一個(gè)用于第二種燃燒組分如助燃空氣的第二進(jìn)料通道(12),所述第一進(jìn)料通道(13)通向一實(shí)際上延伸的出口(15),所述第二進(jìn)料通道至少通向一第二出口(14),后者的出口基本上沿與第一出口平行的方向在第一出口下游延伸,一隔板(11)延伸到兩個(gè)出口(14,15),而且位于第一進(jìn)料通道(13)和第二進(jìn)料通道(12)之間,在該陶瓷燃燒器中,第一和第二進(jìn)料通道(12,13)中至少一個(gè)設(shè)有用于在工作過(guò)程中使經(jīng)由上述通道排出的燃燒組分產(chǎn)生渦流的裝置,該渦流使得兩種燃燒組分的可燃混和物在隔板(11)末端的上游處形成。
文檔編號(hào)F23D14/22GK1282408SQ98812450
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月19日
發(fā)明者約翰尼斯·科內(nèi)利斯·安托尼·范登貝, 姆特, 克爾特·約翰尼斯·努伊 申請(qǐng)人:丹尼利克里斯歐洲有限公司