专利名称：陶瓷燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在蓄热式热发生器(regenerative heat generator)(诸如鼓风炉的热风炉)的燃烧室中4吏用的陶资燃烧器。
背景技术：
通常在公知为热风炉的邻近蓄热式加热器中进行对鼓风炉的 空气预热。这些热风炉主要包括燃烧室和贮热炉身(heat-retention shaft)。如果是内部燃烧室炉，则燃烧室和贮热炉身^皮耐火^^构造 的壁彼此分开。如果使用陶资燃烧器，则该陶资燃烧器设置在燃烧 室的底部区域中。助燃空气和可燃性燃料(一般为可燃气体)被供 应到陶瓷燃烧器，并且助燃空气和燃料的混合物在燃烧室中燃烧。 燃烧所散发出的烟道气在燃烧室内上升，经由圆顶(cupola)而转 向，然后经过装满才各子石争的r:热炉身。来自烟道气的热量纟皮才各子石争 吸收。现在已冷却下来的烟道气经由排气室和至少一个排;改口乂人炉 中逸出。
一旦格子砖被加热到足够的温度，则停止对助燃空气和燃料的 供应，并且沿相反方向朝炉中吹空气。当空气经过包含热的格子砖 的贮热炉身时，其^皮加热，经由圆顶而转向到燃烧室中，在燃烧室 中，其经由炉壳中的热风出口离开炉，以供给到鼓风炉。
陶瓷燃烧器主要包括燃料室，用于将供应至陶资燃烧器的可 燃性燃料供给到混合区，以及空气室，用于将供应至陶资燃烧器的
5助燃空气供给到混合区。燃料室和空气室通常由耐火砖构造的隔离 壁而彼此分开。在陶资燃烧器的出口端，可燃性燃料和助燃空气在 混合区中混合，以形成可燃混合物。
为了获得高效的装置，重要的是在热的烟道气流过贮热炉身之 前，燃烧组分尽可能完全地燃烧。已经对陶瓷燃烧器的出口端的设 计付诸了许多努力，以便确保高效。
但是，与这种陶瓷燃烧器相关的一个问题为如下事实因为陶 瓷燃烧器经受高温和高温差，所以耐火砖会收缩和膨胀。随着时间 的推移，这会导致砖壁受损，并缩短了陶瓷燃烧器的使用寿命。
另 一个问题是可燃性燃料(例如CO气体)从燃料室漏出并导 致排气中的高浓度CO。该问题尤其存在于如下炉中其中，燃烧 器供给室和排气室彼此邻近地布置在炉的底部区域中，它们之间仅 通过耐火砖隔开。由于耐火砖的多孔性，这种通过耐火砖的分隔永 远不会是完全气密的。老化的砖壁加重了燃料从燃料室泄漏到例如 排气室中。CO气体泄漏到排气室中，并因此进入烟气中会导致CO 浓度过高。
另外，燃料或空气在燃烧器供给室中的燃料室或空气室之间的 交换会导致过早的混合，这可能导致混合物的不期望的且过早的燃烧。
从燃料室到空气室的交换(并且反之亦然)可能导致对耐火设 计造成难以控制的损害，并加速对耐火石争的石皮坏。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在蓄热式热发生器(诸如热风 炉)的燃烧室中使用的改进的陶乾燃烧器。通过如权利要求1所要 求保护的陶资燃烧器达到该目的。
为了达到该目的，本发明提出了一种在蓄热式热发生器(诸如 鼓风炉的热风炉)的燃烧室中使用的陶资燃烧器，其中，该陶乾燃 烧器包括燃烧器供给室，该燃烧器供给室具有用于将燃烧器供给室 分成燃料室和空气室的隔离壁。燃料室具有用于接收可燃性燃料的 燃料入口，以及用于将可燃性燃料供给到混合区的燃料出口。空气 室具有用于接收助燃空气的空气入口 ，以及用于将助燃空气供给到 混合区的空气出口。
4艮据本发明的一个重要方面，陶资燃烧器还包
括布置在燃烧器供给室中的气密(gastight,不透气)金属性燃料容 器，该燃料容器中包括燃料室，燃料容器的壁部形成了燃料室与空
气室之间的隔离壁。
气密金属性燃料容器有效地防止了燃料室中的内容物泄漏到 空气室中，因此避免了它们过早的混合。此外，金属性燃料容器仅 受设备老化的微小影响。金属性隔离壁不会以允许燃料从其中通过 的这种方式损坏。因此，4艮据本发明的陶瓷燃烧器以及包4舌该陶瓷 燃烧器的蓄热式热发生器具有延长的使用寿命。
气密金属性燃料容器允许燃料室有效地与燃烧器供给室内的 空气室隔开，以及与排气室隔开。仅通过将燃料容器安装在其中而 将燃烧器供给室分成燃料室和空气室。燃料室被定义为燃料容器内 部的空间，空气室被定义为燃料容器外部的空间。更重要的是，气 密金属性燃料容器防止了可燃性燃料(诸如CO富气)从燃料室到 排气室的任何泄漏。因此，烟道气中的CO含量不会过高。有利地，隔离壁在与朝向混合区的燃冲牛流垂直的方向上呈起伏
状(undulated,波状)。起伏状的隔离壁优选地形成燃料容器内部 的燃料通道和燃冲牛容器外部的空气通道，交替的燃料通道和空气通 道将可燃性燃料和助燃空气引导至混合区。隔离壁的起伏状构造在 仍避免燃料和空气混合的同时，允许它们到达相应的另一室中。在 隔离壁的区域中，通向混合区的交替的燃料通道和空气通道中的燃 料和空气被朝向混合区引导。在燃料室和空气室的出口处，燃料和 空气已经在进入混合区时预混合。这在混合区中提供了改善的燃料 和空气混合，并且因此提供了更好的可燃混合物。
根据本发明的一个方面，燃料容器从位于(rest)燃烧室的支 撑边缘上的金属性结构悬挂下来。燃料容器在燃烧器供给室中的这 种悬挂布置延长了燃料容器的使用寿命，并因此延长了陶瓷燃烧器 的使用寿命。事实上，由于燃料容器相对于燃烧器供给室受到膨胀 和/或压缩作用，燃料容器本身在燃烧器供给室内自由膨胀或收缩， 而不会相对于燃烧器供给室受到膨胀力和压缩力。
金属性结构可包括多个金属条，金属条可具有双T形横截面。
有利地，支撑边缘包括在燃烧室的耐火砌砖(brickwork)中的 用于支撑金属性结构的多个金属支撑板。金属支撑板可以被布置成 可移动地位于燃烧室的耐火砌石余上。优选地，金属支撑4反以互锁构 造布置，以便抵抗张应力。金属支撑板可用螺栓连接在一起。
燃料容器可用螺钉连接至金属性结构。如果需要的话，这允许 容易地拆下燃料容器以便保养和更换。但是应当注意，不排除例如 通过焊接以更永久性的方式将燃料容器连接到金属性结构。
根据本发明的一个方面，燃料容器包括多个金属板件，这些金 属板件优选地用螺4丁连接在一起，以形成燃料容器。因此可在现场构造燃料容器。另外，通向燃烧器供给室的通路不必大到适合整个 燃泮十容器通过。该通^各可保持相对较小。该结构的另一个优点为如
下事实如果燃并牛容器的一部分受损，则可以容易地拆下该部分以 便保养或更换，无需拆除整个陶瓷燃烧器。
优选地，金属性结构和/或燃料容器和/或燃料容器的入口管 (inlet duct)由不4秀钢制成。
根据本发明的另一实施例，除燃料容器外，陶瓷燃烧器可以包 括金属性空气容器，该空气容器中包括空气室。尽管在此没有详细 描述该空气容器，但是将理解的是，其可以包括和燃料容器相同的 特征，具体涉及其在燃烧器供给室中的构造和安装。
从以下参照附图对非限制实施例的描述中，本发明将更加显而 易见。在这些附图中，其中，用相同的参考标号来标示相同或相似 的元件，
图1是穿过热风炉的剖面示意图，该热风炉包括才艮据本发明的
陶瓷燃烧器；
图2是根据本发明的陶瓷燃烧器的燃料容器的透视图；以及
图3是包括图2的燃料容器和用于燃料容器的支撑结构的组件
的透^L图。
具体实施例方式
图1示出了穿过典型的热风炉10的剖面，其包括由耐火砖构 造的壁16而彼此分开的燃烧室12和贮热室14。在燃烧室12的底
9部区域18中设置有陶资燃烧器20。陶瓷燃烧器20包括燃烧器供给 室21,该燃烧器供给室具有用于向燃烧器供给室21的燃料室24供 应可燃性燃料(一ilS:为气体)的燃料入口 22以及用于向燃烧器供 给室21的空气室28供应助燃空气的空气入口 26。燃料室24和空 气室28由隔离壁30彼此分开。燃料室24具有通向混合区34的燃 泮牛出口 32。空气室28具有也通向混合区34的空气出口 36。在混 合区34中，可燃性燃坤+和助燃空气混合，以形成之后在热风炉10 的燃烧室12中燃:晓的可燃混合物。
在热风炉10的工作过程中，可燃性燃料和助燃空气被供给到 陶瓷燃烧器20中，并且得到的可燃混合物^皮点燃。可燃混合物的 燃烧所散发出的烟道气在燃烧室12中向上升。在燃烧室12的上端， 热的烟道气进入圓顶38，该圆顶使其转向到装满才各子砖(用参考标 号40示意性地表示)的贮热室14中。当烟道气通过贮热室14时， 格子石t 40吸收来自烟道气的热量。格子石争40通过才册才各(checker grid) 42保持在排气室41上方的贮热室14中。现在已冷却下来的 烟道气经由排气室41通过排放口 43从炉10中逸出。
一旦才各子石争40 ^皮加热到足够高的温度，则4f止助燃空气和燃 料的供《合，并且沿相反方向朝炉10中吹气。当该空气通过包含热 的才各子石t 40的贮热室14时，其#皮加热。加热的空气之后经由圆顶 38供给到燃烧室12中。热空气最后经由热风出口 44离开燃烧室 12，以供给到鼓风炉(未示出)中。
根据本发明的一个重要方面，陶瓷燃烧器20包括布置在燃烧 器供给室21中的气密金属性燃料容器48。燃料容器48的壁部形成 了隔离壁30。金属性的隔离壁30在燃料室24与空气室28之间形 成了气密屏障，从而防止了任何气体从燃料室24泄漏到空气室28 中。更重要的是，气密金属性燃料容器48还避免了气体穿过耐火 砖壁16从燃料室24泄漏到排气室41。
10通过参照图2和图3可以更详细地描述燃并+容器48。燃#+容器 48包括底座部分52;第一壁部54，与燃烧器供纟会室21的侧壁一 致；第二壁部56，形成隔离壁30;以及顶部58,燃泮+室24布置在 燃料容器48中。第一壁部54中布置有第一开口 60，以连4妄至燃料 入口 22。顶部58包括用于将燃料乂人燃料容器48供给到混合区34 的第二开口 62。
第二壁部56呈起伏状，以使在第二壁部56的区域中，交替的 空气和燃料通道被引导至混合区34。这为空气和燃料提供了良好的 混合条件。如乂人图2可看到的，第二壁部56由多个连"l妄在一起的 金属板件64构造。第一壁部54和底座部分52优选地也由这种金 属板件64构造。这种结构，其中，各个金属板件64例如通过螺4丁 连接在一起，允许现场将燃料容器48组装在燃烧器供给室21中。
可参照图3说明本发明的另一个重要方面，并且涉及燃料容器 48在燃烧器供给室21中的连接。燃烧器供给室21设置有支撑边缘 (未示出)，该支撑边缘上放置有金属性结构66。金属性结构66用 作燃料容器48的支撑结构。燃料容器48的顶部58以使燃料容器 48从金属性结构66悬挂下来的方式连接至金属性结构66。燃料容 器48在燃烧器供给室21中的悬挂布置防止了后者由于温差而受到 任何膨胀力或压缩力。因此延长了陶瓷燃烧器20的使用寿命。
金属性结构66包括放置在支撑边缘上的金属性支撑板68,以 及多个平行布置且置于金属性支撑板68上的金属条70。如图3所 示，金属条70可以具有双T形的横截面。燃料容器48可用螺钉连 接到金属性结构66上。来自燃料室24和空气室28的燃料和空气 在金属条70之间通过，以到达混合区34。
优选地由不4秀钢制成燃料容器48和金属性结构66。参考标号
10热风炉 12燃烧室 14贮热室 16壁
18底部区i或 20陶瓷燃烧器 21燃烧器供给室 22燃料入口 24燃料室 26空气入口 28空气室 30隔离壁 32燃料出口 34混合区 36空气出口 38圓顶 40才各子石争
41排气室 42栅格 43排放口 44热风出口 48燃料容器 52底座部分 54第一壁部 56第二壁部 58顶部 60第一开口 62第二开口 64金属4反件 66金属性结构 68金属性支撑板 70金属条。
权利要求
1.一种在蓄热式热发生器的燃烧室中使用的陶瓷燃烧器，所述蓄热式热发生器诸如鼓风炉的热风炉，其中，所述陶瓷燃烧器包括燃烧器供给室，具有用于将所述燃烧器供给室分成燃料室和空气室的隔离壁，所述燃料室具有用于接收可燃性燃料的燃料入口以及用于将所述可燃性燃料供给到混合区的燃料出口，所述空气室具有用于接收助燃空气的空气入口以及用于将所述助燃空气供给到所述混合区的空气出口，其特征在于，在所述燃烧器供给室中布置有气密金属性燃料容器，所述燃料容器中包括所述燃烧室，所述燃料容器的壁部形成所述燃料室与所述空气室之间的所述隔离壁。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷燃烧器，其中，所述隔离壁在与朝 向所述混合区的燃料流垂直的方向上呈起<犬状。
3. 根据权利要求2所述的陶瓷燃烧器，其中，所述起伏状的隔离空气通道，交替的燃并+通道和空气通道将所述可燃性燃料和所 述助燃空气引导至所述混合区。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷燃烧器，其中，所述 燃料容器从位于所述燃烧室的支撑边缘上的金属性结构悬挂下来。
5. 根据权利要求4所述的陶瓷燃烧器，其中，所述金属性结构包 括多个金属条。
6. 根据权利要求5所述的陶瓷燃烧器，其中，所述金属条具有双 T形的一黄截面。
7. 根据权利要求4至6中任一项所述的陶覺燃烧器，其中，所述 支撑边缘包括在所述燃烧室的耐火砌砖中的用于支撑所述金 属性结构的多个金属支撑板。
8. 根据权利要求7所述的陶瓷燃烧器，其中，所述金属支撑板被 布置成可移动地位于所述燃烧室的耐火4^争上。
9. 根据权利要求7或8所述的陶瓷燃烧器，其中，所述金属支撑 氺反以互锁构造布置。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的陶资燃烧器，其中，所述 金属支撑板用螺栓连接在一起。
11. 根据权利要求4至10中任一项所述的陶资燃烧器，其中，所 述燃料容器用螺钉连接至所述金属性结构。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的陶瓷燃烧器，其中，所 述燃料容器包括多个金属板件。
13. 根据权利要求12所述的陶瓷燃烧器，其中，所述金属板件用 螺钉连接在一起，以形成所述燃料容器。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的陶瓷燃烧器，其中，所 述金属性结构和/或所述燃料容器和/或所述燃料容器的入口 管由不锈钢制成。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的陶瓷燃烧器，进一步包 括布置在所述燃烧器供给室中的金属性空气容器，所述空气容 器中包括所述空气室。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的陶瓷燃烧器，其中，所述可 燃性燃料是可燃气体。
全文摘要
本发明提出了在蓄热式热发生器(诸如鼓风炉的热风炉(10))的燃烧室(12)中使用的陶瓷燃烧器(20)。陶瓷燃烧器(20)包括燃烧器供给室(21)，供给室具有将燃烧器供给室(21)分成燃料室(24)和空气室(28)的隔离壁(30)。燃料室(24)具有接收可燃性燃料的燃料入口(22)和将燃料供给到混合区(34)的燃料出口(32)。空气室(28)具有接收助燃空气的空气入口(26)和将助燃空气供给到混合区(34)的空气出口(36)。根据本发明的重要方面，陶瓷燃烧器(20)还包括布置在燃烧器供给室(21)中的气密金属性燃料容器(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)与空气室(28)之间的隔离壁(30)。
文档编号C21B9/00GK101688666SQ200880014679
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月30日 优先权日2007年5月7日
发明者弗朗茨·达克斯, 弗里德里克·埃施曼, 特奥多尔·克罗内, 阿洛伊斯·斯彭格勒 申请人:保尔伍斯耐火材料与工程有限责任公司