陶瓷燃燒器的製作方法

2023-05-11 14:14:46

專利名稱：陶瓷燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在蓄熱式熱發生器(regenerative heat generator)(諸如鼓風爐的熱風爐)的燃燒室中4吏用的陶資燃燒器。
背景技術：
通常在公知為熱風爐的鄰近蓄熱式加熱器中進行對鼓風爐的 空氣預熱。這些熱風爐主要包括燃燒室和貯熱爐身(heat-retention shaft)。如果是內部燃燒室爐，則燃燒室和貯熱爐身^皮耐火^^構造 的壁彼此分開。如果使用陶資燃燒器，則該陶資燃燒器設置在燃燒 室的底部區域中。助燃空氣和可燃性燃料(一般為可燃氣體)被供 應到陶瓷燃燒器，並且助燃空氣和燃料的混合物在燃燒室中燃燒。 燃燒所散發出的煙道氣在燃燒室內上升，經由圓頂(cupola)而轉 向，然後經過裝滿才各子石爭的r:熱爐身。來自煙道氣的熱量糹皮才各子石爭 吸收。現在已冷卻下來的煙道氣經由排氣室和至少一個排;改口乂人爐 中逸出。
一旦格子磚被加熱到足夠的溫度，則停止對助燃空氣和燃料的 供應，並且沿相反方向朝爐中吹空氣。當空氣經過包含熱的格子磚 的貯熱爐身時，其^皮加熱，經由圓頂而轉向到燃燒室中，在燃燒室 中，其經由爐殼中的熱風出口離開爐，以供給到鼓風爐。
陶瓷燃燒器主要包括燃料室，用於將供應至陶資燃燒器的可 燃性燃料供給到混合區，以及空氣室，用於將供應至陶資燃燒器的
5助燃空氣供給到混合區。燃料室和空氣室通常由耐火磚構造的隔離 壁而彼此分開。在陶資燃燒器的出口端，可燃性燃料和助燃空氣在 混合區中混合，以形成可燃混合物。
為了獲得高效的裝置，重要的是在熱的煙道氣流過貯熱爐身之 前，燃燒組分儘可能完全地燃燒。已經對陶瓷燃燒器的出口端的設 計付諸了許多努力，以便確保高效。
但是，與這種陶瓷燃燒器相關的一個問題為如下事實因為陶 瓷燃燒器經受高溫和高溫差，所以耐火磚會收縮和膨脹。隨著時間 的推移，這會導致磚壁受損，並縮短了陶瓷燃燒器的使用壽命。
另 一個問題是可燃性燃料(例如CO氣體)從燃料室漏出並導 致排氣中的高濃度CO。該問題尤其存在於如下爐中其中，燃燒 器供給室和排氣室彼此鄰近地布置在爐的底部區域中，它們之間僅 通過耐火磚隔開。由於耐火磚的多孔性，這種通過耐火磚的分隔永 遠不會是完全氣密的。老化的磚壁加重了燃料從燃料室洩漏到例如 排氣室中。CO氣體洩漏到排氣室中，並因此進入煙氣中會導致CO 濃度過高。
另外，燃料或空氣在燃燒器供給室中的燃料室或空氣室之間的 交換會導致過早的混合，這可能導致混合物的不期望的且過早的燃燒。
從燃料室到空氣室的交換(並且反之亦然)可能導致對耐火設 計造成難以控制的損害，並加速對耐火石爭的石皮壞。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種在蓄熱式熱發生器(諸如熱風 爐)的燃燒室中使用的改進的陶乾燃燒器。通過如權利要求1所要 求保護的陶資燃燒器達到該目的。
為了達到該目的，本發明提出了一種在蓄熱式熱發生器(諸如 鼓風爐的熱風爐)的燃燒室中使用的陶資燃燒器，其中，該陶乾燃 燒器包括燃燒器供給室，該燃燒器供給室具有用於將燃燒器供給室 分成燃料室和空氣室的隔離壁。燃料室具有用於接收可燃性燃料的 燃料入口，以及用於將可燃性燃料供給到混合區的燃料出口。空氣 室具有用於接收助燃空氣的空氣入口 ，以及用於將助燃空氣供給到 混合區的空氣出口。
4艮據本發明的一個重要方面，陶資燃燒器還包
括布置在燃燒器供給室中的氣密(gastight,不透氣)金屬性燃料容 器，該燃料容器中包括燃料室，燃料容器的壁部形成了燃料室與空
氣室之間的隔離壁。
氣密金屬性燃料容器有效地防止了燃料室中的內容物洩漏到 空氣室中，因此避免了它們過早的混合。此外，金屬性燃料容器僅 受設備老化的微小影響。金屬性隔離壁不會以允許燃料從其中通過 的這種方式損壞。因此，4艮據本發明的陶瓷燃燒器以及包4舌該陶瓷 燃燒器的蓄熱式熱發生器具有延長的使用壽命。
氣密金屬性燃料容器允許燃料室有效地與燃燒器供給室內的 空氣室隔開，以及與排氣室隔開。僅通過將燃料容器安裝在其中而 將燃燒器供給室分成燃料室和空氣室。燃料室被定義為燃料容器內 部的空間，空氣室被定義為燃料容器外部的空間。更重要的是，氣 密金屬性燃料容器防止了可燃性燃料(諸如CO富氣)從燃料室到 排氣室的任何洩漏。因此，煙道氣中的CO含量不會過高。有利地，隔離壁在與朝向混合區的燃衝牛流垂直的方向上呈起伏
狀(undulated,波狀)。起伏狀的隔離壁優選地形成燃料容器內部 的燃料通道和燃衝牛容器外部的空氣通道，交替的燃料通道和空氣通 道將可燃性燃料和助燃空氣引導至混合區。隔離壁的起伏狀構造在 仍避免燃料和空氣混合的同時，允許它們到達相應的另一室中。在 隔離壁的區域中，通向混合區的交替的燃料通道和空氣通道中的燃 料和空氣被朝向混合區引導。在燃料室和空氣室的出口處，燃料和 空氣已經在進入混合區時預混合。這在混合區中提供了改善的燃料 和空氣混合，並且因此提供了更好的可燃混合物。
根據本發明的一個方面，燃料容器從位於(rest)燃燒室的支 撐邊緣上的金屬性結構懸掛下來。燃料容器在燃燒器供給室中的這 種懸掛布置延長了燃料容器的使用壽命，並因此延長了陶瓷燃燒器 的使用壽命。事實上，由於燃料容器相對於燃燒器供給室受到膨脹 和/或壓縮作用，燃料容器本身在燃燒器供給室內自由膨脹或收縮， 而不會相對於燃燒器供給室受到膨脹力和壓縮力。
金屬性結構可包括多個金屬條，金屬條可具有雙T形橫截面。
有利地，支撐邊緣包括在燃燒室的耐火砌磚(brickwork)中的 用於支撐金屬性結構的多個金屬支撐板。金屬支撐板可以被布置成 可移動地位於燃燒室的耐火砌石餘上。優選地，金屬支撐4反以互鎖構 造布置，以便抵抗張應力。金屬支撐板可用螺栓連接在一起。
燃料容器可用螺釘連接至金屬性結構。如果需要的話，這允許 容易地拆下燃料容器以便保養和更換。但是應當注意，不排除例如 通過焊接以更永久性的方式將燃料容器連接到金屬性結構。
根據本發明的一個方面，燃料容器包括多個金屬板件，這些金 屬板件優選地用螺4丁連接在一起，以形成燃料容器。因此可在現場構造燃料容器。另外，通向燃燒器供給室的通路不必大到適合整個 燃泮十容器通過。該通^各可保持相對較小。該結構的另一個優點為如
下事實如果燃並牛容器的一部分受損，則可以容易地拆下該部分以 便保養或更換，無需拆除整個陶瓷燃燒器。
優選地，金屬性結構和/或燃料容器和/或燃料容器的入口管 (inlet duct)由不4秀鋼製成。
根據本發明的另一實施例，除燃料容器外，陶瓷燃燒器可以包 括金屬性空氣容器，該空氣容器中包括空氣室。儘管在此沒有詳細 描述該空氣容器，但是將理解的是，其可以包括和燃料容器相同的 特徵，具體涉及其在燃燒器供給室中的構造和安裝。


從以下參照附圖對非限制實施例的描述中，本發明將更加顯而 易見。在這些附圖中，其中，用相同的參考標號來標示相同或相似 的元件，
圖1是穿過熱風爐的剖面示意圖，該熱風爐包括才艮據本發明的
陶瓷燃燒器；
圖2是根據本發明的陶瓷燃燒器的燃料容器的透視圖；以及
圖3是包括圖2的燃料容器和用於燃料容器的支撐結構的組件
的透^L圖。
具體實施例方式
圖1示出了穿過典型的熱風爐10的剖面，其包括由耐火磚構 造的壁16而彼此分開的燃燒室12和貯熱室14。在燃燒室12的底
9部區域18中設置有陶資燃燒器20。陶瓷燃燒器20包括燃燒器供給 室21,該燃燒器供給室具有用於向燃燒器供給室21的燃料室24供 應可燃性燃料(一ilS:為氣體)的燃料入口 22以及用於向燃燒器供 給室21的空氣室28供應助燃空氣的空氣入口 26。燃料室24和空 氣室28由隔離壁30彼此分開。燃料室24具有通向混合區34的燃 泮牛出口 32。空氣室28具有也通向混合區34的空氣出口 36。在混 合區34中，可燃性燃坤+和助燃空氣混合，以形成之後在熱風爐10 的燃燒室12中燃:曉的可燃混合物。
在熱風爐10的工作過程中，可燃性燃料和助燃空氣被供給到 陶瓷燃燒器20中，並且得到的可燃混合物^皮點燃。可燃混合物的 燃燒所散發出的煙道氣在燃燒室12中向上升。在燃燒室12的上端， 熱的煙道氣進入圓頂38，該圓頂使其轉向到裝滿才各子磚(用參考標 號40示意性地表示)的貯熱室14中。當煙道氣通過貯熱室14時， 格子石t 40吸收來自煙道氣的熱量。格子石爭40通過才冊才各(checker grid) 42保持在排氣室41上方的貯熱室14中。現在已冷卻下來的 煙道氣經由排氣室41通過排放口 43從爐10中逸出。
一旦才各子石爭40 ^皮加熱到足夠高的溫度，則4f止助燃空氣和燃 料的供《合，並且沿相反方向朝爐10中吹氣。當該空氣通過包含熱 的才各子石t 40的貯熱室14時，其#皮加熱。加熱的空氣之後經由圓頂 38供給到燃燒室12中。熱空氣最後經由熱風出口 44離開燃燒室 12，以供給到鼓風爐(未示出)中。
根據本發明的一個重要方面，陶瓷燃燒器20包括布置在燃燒 器供給室21中的氣密金屬性燃料容器48。燃料容器48的壁部形成 了隔離壁30。金屬性的隔離壁30在燃料室24與空氣室28之間形 成了氣密屏障，從而防止了任何氣體從燃料室24洩漏到空氣室28 中。更重要的是，氣密金屬性燃料容器48還避免了氣體穿過耐火 磚壁16從燃料室24洩漏到排氣室41。
10通過參照圖2和圖3可以更詳細地描述燃並+容器48。燃#+容器 48包括底座部分52;第一壁部54，與燃燒器供糹會室21的側壁一 致；第二壁部56，形成隔離壁30;以及頂部58,燃泮+室24布置在 燃料容器48中。第一壁部54中布置有第一開口 60，以連4妄至燃料 入口 22。頂部58包括用於將燃料乂人燃料容器48供給到混合區34 的第二開口 62。
第二壁部56呈起伏狀，以使在第二壁部56的區域中，交替的 空氣和燃料通道被引導至混合區34。這為空氣和燃料提供了良好的 混合條件。如乂人圖2可看到的，第二壁部56由多個連"l妄在一起的 金屬板件64構造。第一壁部54和底座部分52優選地也由這種金 屬板件64構造。這種結構，其中，各個金屬板件64例如通過螺4丁 連接在一起，允許現場將燃料容器48組裝在燃燒器供給室21中。
可參照圖3說明本發明的另一個重要方面，並且涉及燃料容器 48在燃燒器供給室21中的連接。燃燒器供給室21設置有支撐邊緣 (未示出)，該支撐邊緣上放置有金屬性結構66。金屬性結構66用 作燃料容器48的支撐結構。燃料容器48的頂部58以使燃料容器 48從金屬性結構66懸掛下來的方式連接至金屬性結構66。燃料容 器48在燃燒器供給室21中的懸掛布置防止了後者由於溫差而受到 任何膨脹力或壓縮力。因此延長了陶瓷燃燒器20的使用壽命。
金屬性結構66包括放置在支撐邊緣上的金屬性支撐板68,以 及多個平行布置且置於金屬性支撐板68上的金屬條70。如圖3所 示，金屬條70可以具有雙T形的橫截面。燃料容器48可用螺釘連 接到金屬性結構66上。來自燃料室24和空氣室28的燃料和空氣 在金屬條70之間通過，以到達混合區34。
優選地由不4秀鋼製成燃料容器48和金屬性結構66。參考標號
10熱風爐 12燃燒室 14貯熱室 16壁
18底部區i或 20陶瓷燃燒器 21燃燒器供給室 22燃料入口 24燃料室 26空氣入口 28空氣室 30隔離壁 32燃料出口 34混合區 36空氣出口 38圓頂 40才各子石爭
41排氣室 42柵格 43排放口 44熱風出口 48燃料容器 52底座部分 54第一壁部 56第二壁部 58頂部 60第一開口 62第二開口 64金屬4反件 66金屬性結構 68金屬性支撐板 70金屬條。
權利要求
1.一種在蓄熱式熱發生器的燃燒室中使用的陶瓷燃燒器，所述蓄熱式熱發生器諸如鼓風爐的熱風爐，其中，所述陶瓷燃燒器包括燃燒器供給室，具有用於將所述燃燒器供給室分成燃料室和空氣室的隔離壁，所述燃料室具有用於接收可燃性燃料的燃料入口以及用於將所述可燃性燃料供給到混合區的燃料出口，所述空氣室具有用於接收助燃空氣的空氣入口以及用於將所述助燃空氣供給到所述混合區的空氣出口，其特徵在於，在所述燃燒器供給室中布置有氣密金屬性燃料容器，所述燃料容器中包括所述燃燒室，所述燃料容器的壁部形成所述燃料室與所述空氣室之間的所述隔離壁。
2. 根據權利要求1所述的陶瓷燃燒器，其中，所述隔離壁在與朝 向所述混合區的燃料流垂直的方向上呈起<犬狀。
3. 根據權利要求2所述的陶瓷燃燒器，其中，所述起伏狀的隔離空氣通道，交替的燃並+通道和空氣通道將所述可燃性燃料和所 述助燃空氣引導至所述混合區。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的陶瓷燃燒器，其中，所述 燃料容器從位於所述燃燒室的支撐邊緣上的金屬性結構懸掛下來。
5. 根據權利要求4所述的陶瓷燃燒器，其中，所述金屬性結構包 括多個金屬條。
6. 根據權利要求5所述的陶瓷燃燒器，其中，所述金屬條具有雙 T形的一黃截面。
7. 根據權利要求4至6中任一項所述的陶覺燃燒器，其中，所述 支撐邊緣包括在所述燃燒室的耐火砌磚中的用於支撐所述金 屬性結構的多個金屬支撐板。
8. 根據權利要求7所述的陶瓷燃燒器，其中，所述金屬支撐板被 布置成可移動地位於所述燃燒室的耐火4^爭上。
9. 根據權利要求7或8所述的陶瓷燃燒器，其中，所述金屬支撐 氺反以互鎖構造布置。
10. 根據權利要求7至9中任一項所述的陶資燃燒器，其中，所述 金屬支撐板用螺栓連接在一起。
11. 根據權利要求4至10中任一項所述的陶資燃燒器，其中，所 述燃料容器用螺釘連接至所述金屬性結構。
12. 根據權利要求1至11中任一項所述的陶瓷燃燒器，其中，所 述燃料容器包括多個金屬板件。
13. 根據權利要求12所述的陶瓷燃燒器，其中，所述金屬板件用 螺釘連接在一起，以形成所述燃料容器。
14. 根據權利要求1至13中任一項所述的陶瓷燃燒器，其中，所 述金屬性結構和/或所述燃料容器和/或所述燃料容器的入口 管由不鏽鋼製成。
15. 根據權利要求1至14中任一項所述的陶瓷燃燒器，進一步包 括布置在所述燃燒器供給室中的金屬性空氣容器，所述空氣容 器中包括所述空氣室。
16. 根據前述權利要求中任一項所述的陶瓷燃燒器，其中，所述可 燃性燃料是可燃氣體。
全文摘要
本發明提出了在蓄熱式熱發生器(諸如鼓風爐的熱風爐(10))的燃燒室(12)中使用的陶瓷燃燒器(20)。陶瓷燃燒器(20)包括燃燒器供給室(21)，供給室具有將燃燒器供給室(21)分成燃料室(24)和空氣室(28)的隔離壁(30)。燃料室(24)具有接收可燃性燃料的燃料入口(22)和將燃料供給到混合區(34)的燃料出口(32)。空氣室(28)具有接收助燃空氣的空氣入口(26)和將助燃空氣供給到混合區(34)的空氣出口(36)。根據本發明的重要方面，陶瓷燃燒器(20)還包括布置在燃燒器供給室(21)中的氣密金屬性燃料容器(48)，燃料容器(48)中包括燃料室(24)，燃料容器(48)的壁部形成燃料室(24)與空氣室(28)之間的隔離壁(30)。
文檔編號C21B9/00GK101688666SQ200880014679
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月30日 優先權日2007年5月7日
發明者弗朗茨·達克斯, 弗裡德裡克·埃施曼, 特奧多爾·克羅內, 阿洛伊斯·斯彭格勒 申請人:保爾伍斯耐火材料與工程有限責任公司