专利名称：用于高炉之热风炉的陶瓷燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高炉之热风炉的陶瓷气体燃烧器。这样一种燃烧器典型地带有在燃烧器顶部的中心区域敞口的中心气体管道和在气体管道的两侧上也在中心区域敞口的侧空气管道。本发明也涉及一种操作这种陶瓷燃烧器的方法。
用作再生式热交换器以加热高炉的鼓入空气的热风炉是已知的。从欧洲专利说明书EP-A-0306072可得知上述燃烧器。在该已知燃烧器中，气体和空气管道的排放开口的相对位置，以及与排放开口的长向侧面上由槽形成的凹座一起，意在降低混合湍流结束的点。这对火焰的稳定性以及燃烧气体燃烧的不均匀性及完全性有绝对的影响。
完全燃烧的程度，即所谓的燃尽程度，取决于燃烧器上方获得最大燃尽程度的高度，也就是说只是在燃烧器上方的某一特定高度上才能获得最大的燃尽程度。作为燃烧器上方高度之函数的燃尽程度的趋势可被假想为一升高的曲线，它渐近地接近最大燃尽程度。
本发明的一个目的是改善燃烧性质，特别是它旨在使燃尽程度和燃烧器上方高度的关系曲线变得更陡;换句话说它希望在燃烧器上方的较低高度上获得最大的燃尽程度，或者在燃烧器上方同样高度上获得较高的燃烧气体燃尽程度。
根据本发明，提供了一种用于热风炉的陶瓷气体燃烧器，包括一燃烧器顶部和在所述燃烧器顶部有相应排放开口的气体和空气管道，所述气体和空气管道包括一中心气体管道;
至少两个侧空气管道，它们在所述中心气体管道的所述排放开口的相应的相对侧面上带有所述排放开口;和至少一个中心空气管道，从俯视图上看它在所述中心气体管道内带有至少一个所述排放开口。最好，中心空气管道在中心气体管道内垂直地向上延伸到其排放开口。
最好中心空气管道在燃烧器顶部的中心区域敞口，中心气体管道和侧空气管道也在此处敞口。
中心空气管道最好为空气提供一T形流道，带有T形向上延伸腿部，并在其顶部带有沿相反方向侧向延伸到相应排放开口的T形之臂部。燃烧器采用这种设计，即可获得一种很强化的双空气混合，这会导致空气更快和更好地燃烧。所谓“双”空气混合，我们指的是在气体管道中心空气供给的额外混合效果。
中心空气管道最好带有这样一种结构，包括一向上延伸的部分和在其上部的一顶部，该顶部以悬垂的方式在向上延伸部分的两相对侧面上侧向地伸出，顶部带有定位中心空气管道之排放开口的相对侧表面。这样该顶部可以直角伸入气体流道。所获得的效果是进一步强化了混合，这是因为气体顶着并沿着中心空气管道(可故意不作成流线型)的悬垂部分回旋，从而再次改善了双空气混合的效果。
在根据本发明之陶瓷燃烧器的一种形式中，在所述燃烧器顶部中心气体管道带有一向上展宽的区域，中心空气管道的排放开口或数个排放开口位于向上展宽区域之下端的高度上。所获得的结果是仍可进一步提高混合效果。
侧空气管道最好各带有一组排放开口，它们被设置于在中心气体管道的相对侧面上的相应行列内，并且从俯视图所见中心空气管道带有一组排放开口，它们指向侧向并设置在这些位置，即其位置沿侧空气管道之排放开口的行列的纵向上相对于侧空气管道之排放开口的位置交错排列。可以认为这样可使气体和空气之间的混合更为强化。
当燃烧器带有下述一种结构时可获得本发明之陶瓷燃烧器的有效结构，即包括限定侧空气管道的相对外侧壁和将侧空气管道与中心气体管道隔开的隔离壁，并且燃烧器顶部带有一种支承侧壁和隔离壁的结构，一方面在侧壁和隔离壁上另一方面在燃烧器顶部的结构上带有配合的舌槽结构，以便水平地定位燃烧器顶部的结构。其结果是可使隔离壁避免任何向内的位移，从而不会干扰中心区域内的气流。
如果燃烧器至少部分地是由模铸混凝土制成，本发明的燃烧器就可具有一特别的优点。业已发现这样可以可观地节约建筑费用。
也可在一种操作上述陶瓷燃烧器的方法中实施本发明。具体说，最好在所供给空气的总量中，10%到20%是经由中心空气管道供给，其余的经由在中心气体管道两侧上的侧空气管道供给。
现在参照附图，以非限定例子的方式描述本发明的一个实施例，附图中
图1示出了已知燃烧器(EP-A-0306072)和根据本发明所示燃烧器的在燃烧器上方作为高度函数的燃尽程度的趋势。
图2以顶视图示出了根据本发明的陶瓷燃烧器。
图3示出了沿图2中1-1线所取的横断面。
燃烧器在一热风炉的燃烧腔内的定位和操作是已知的，这里不必详细解释。
在图1中水平轴表示在燃烧器上方的高度，垂直轴表示作为完全燃烧百分比的燃尽程度。曲线1表示EP-A-0306072之已知燃烧器的燃尽特性;曲线2表示本发明所示燃烧器的燃尽特性。由于在本发明燃烧器中所获得的“双”空气混合，所得的最大燃尽程度比较高(接近100%)，并且在燃烧器上方较低高度上得到较高的燃尽程度。用已知燃烧器可获得的在最大燃尽程度时的燃烧气体之CO含量为5，000ppmCO数量级。采用本发明的所示燃烧器该数值可减少到约100ppmCO。
图2和3示出了实施本发明的燃烧器。燃烧器带有一个在燃烧器顶部的中心区域9敞开的中心气体管道7。在中心气体管道7的相对侧面上，各侧空气管道8都有一排出口开孔6。在中心气体管道7内，有一个垂直向上延伸到一顶部的中心空气管道3，在该顶部气流方向转变为水平，这样空气经出口4侧向地射入气体流。这就赋予在中心空气管道内的空气流-T形路径。如图2所示，气体向上穿过缝隙5。如从上方在俯视图上所见，沿各排开口6，出口位于相应的开口6之间，即开口4和开口6具有交错排列的相对位置。
在图3中，可以看出中心空气管道3的侧出口4位于气体管道7开始向上展宽的高度。
将侧空气管道8与中心气体管道7隔开的隔离壁11的任何向内位移之趋势，均可由舌槽连接12克服，所述舌槽连接12位于燃烧器顶部之元件10的贴合面上，最下面元件10的贴合面上，支承隔离壁11上和燃烧器体13上。燃烧器体13和隔离壁11可由耐火混凝土铸造而成。在此例中，中心空气管3由钢件制成，钢件的外边缘嵌在混凝土中，它们的内边缘供给中心空气流。对于直角外伸顶部，例如可以在中心空气管道的垂直部分的顶部安装一T形梁。
在此例中，燃烧器顶部件10由铺在相互顶部上的三层构成。这些部件在模内已由耐火混凝土预先浇铸出。
为了使燃烧器工作，向气体管道7供入可燃气体，向管道3和8供入燃烧所需的助燃空气，在比例上管道3最好占10%到20%，侧管道8占90%到80%。由于快速和完全的混合，燃烧器就有可能减小燃烧腔的高度并改善燃烧气体的燃尽程度。有了超出按理想配比所需空气数量10%的空气，加强的空气混合可将CO的排出量减小50倍。
权利要求
1.一种用于热风炉的陶瓷气体燃烧器，带有一燃烧器顶部，气体和空气管道(7，8)在所述顶部上具有排放开口，有一中心气体管道(7)和侧空气管道(8)，所述侧空气管道(8)的排放开口(6)在所述气体管道(7)的排放开口的两个相对侧面上，其特征在于一中心空气管道(3)，在俯视图所见该中心空气管道(3)在所述气体管道(7)内有一排放开口或数个排放开口(4)。
2.如权利要求1所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述中心空气管道(3)的排放开口(4)位于所述燃烧器顶部的中心区域。
3.如权利要求1或2所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述中心空气管道(3)在所述气体管道(7)内对中地延伸。
4.如权利要求1到3中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述中心空气管道(3)为空气提供了一T形流道，其中空气沿T形的腿部向上流动，然后沿两个相对方向沿T形的臂部侧向地流到排放开口(4)。
5.如权利要求1到4中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述中心空气管道(3)带有这样一种结构，包括一向上延伸的部分和以叠置的方式在所述向上延伸部分的两相对侧面上侧向伸出的一个顶部，所述排放开口(4)位于所述顶部的侧面上。
6.如权利要求1到5中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述气体管道(7)在所述燃烧器顶部具有向上展宽区域，所述中心空气管道(3)的排放开口(4)位于所述向上展宽区域的下端的高度上。
7.如权利要求1到6中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述侧空气管道(8)各带有一组排放开口(6)，它们被设置于在所述气体管道(7)的相对侧面上的相应行列内，并且从俯视图所见所述中心空气管道(3)在这些位置带有一组侧向指向的排放开口(4)，即其位置在所述行列的纵向上相对于所述侧空气管道(8)的所述排放开口(6)交错排列。
8.如权利要求1到7中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中燃烧器顶部的结构被支承在限定所述侧空气管道(8)的燃烧器相对侧壁(13)上和将所述侧空气管道(8)与所述气体管道(7)隔开的隔离壁(11)上，并且其中一方面在所述侧壁(13)和所述隔离壁(11)上，另一方面在燃烧器顶部的结构上提供有舌槽结构，以便水平地定位燃烧器顶部的结构。
9.如权利要求1到8中的任一个所述的陶瓷气体燃烧器，其中所述燃烧器至少部分地是由模制混凝土制成的。
10.一种用以操作根据权利要求1到9中任一个所述的热风炉陶瓷气体燃烧器的方法，其中在供给的总空气量中，按体积范围为10%到20%的量是经所述中心空气管道(3)供给的，其余的是经所述侧空气管道(8)供给的。
全文摘要
一种用于热风炉的陶瓷燃烧器，带有一个在燃烧器顶部的中心区域(9)敞口的中心气体管道(7)，和在气体管道两侧上也在中心区域敞口的侧空气管道(8)。为了改善燃烧特性，有一个位于气体管道(7)内在其中开口的中心空气管道(3)。空气被供入中心空气管道(3)，并向上流动，沿两个相对方向经所述开口(4)排出。
文档编号F23D14/22GK1076490SQ9310266
公开日1993年9月22日 申请日期1993年3月16日 优先权日1992年3月16日
发明者扎科布斯·万·拉尔, 奥格斯特·胡歌·韩利斯, 鲁多浮·波纳克, 约汉斯·科·阿·夫·德·比特, 简比理·安德理·威斯特德 申请人:胡格温斯·格罗波公司