专利名称：用于气体的陶瓷燃烧器和设有该燃烧器的回热式热发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于气体的陶瓷燃烧器(ceramic burner)，特别用于回热式热发生器如用于鼓风炉的热风炉的燃烧室，该陶瓷燃烧器设有用于输送第一种燃烧组分如可燃气体的第一进料通道和用于输送第二种燃烧组分如助燃空气的第二进料通道，所述第一进料通道通向一个实际上延伸的出口，所述第二进料通道至少通向一个第二出口，后者的出口基本上沿与第一出口平行的方向在第一出口下游延伸，一个延伸到所述两个出口的隔板进一步位于第一进料通道和第二进料通道之间。本发明还涉及设有这种陶瓷燃烧器的回热式热发生器。
当开动鼓风炉时，多个热风炉聚集在该鼓风炉附近，从而，从一个热风炉到另一热风炉的转换意味着始终可以通过一加热的热风炉的排放口向鼓风炉供给热空气作为反应组分。每当一热风炉与鼓风炉分开时，可通过陶瓷燃烧器由燃烧的气体将其重新加热，于是，热烟气流经燃烧室和贮热井，该贮热井吸收热烟气的热量，从而使该热量可在随后的操作步骤中再次释放给通过供料口供给热风炉的空气。
为了提高装置的效率，使供给陶瓷燃烧器的燃烧组分在热烟气流经贮热井之前尽可能充分燃烧是非常重要的。为此，为陶瓷燃烧器设计了各种不同的结构。在所提到的已知类型的燃烧器中，设有单个可燃气体进料通道和单个助燃空气进料通道的实施例是已知的。而且一个可燃气体通道在两个助燃空气进料通道之间位于中央的结构也是已知的。
助燃空气进料通道的出口包括单个开口的结构也是已知的，而且将该出口分成一组单独的开口也是已知的。例如在欧洲专利EP 0，090，096中描述了后一种结构。
虽然已知的结构已经使燃烧效率显著提高，然而，我们发现，进一步的改进仍然是可能的。特别是，已经发现，自始至终使火焰的燃烧保持在燃烧器上方尽可能靠近燃烧器是非常重要的。这是因为，如果该燃烧发生在更高的高度处，则由于燃烧组分缓慢混合，燃烧位置将可能开始明显地波动，导致火焰波动，这可能导致整个装置的振动。
因此，本发明的目的是提供这样的装置，该装置使燃烧实际上稳定地进行，最好是非常接近于出口。
现已发现一个解决方案，其不仅可用于具有一个和两个用于第二种燃烧组分的进料通道的结构，而且还可用于每一进料通道的出口是单个开口或被分成多个单独开口的结构。
本发明实际上包括第一和第二进料通道中的至少一个设有用于在工作过程中使经由上述通道排出的燃烧组分产生涡流的装置，所述涡流使得两种燃烧组分的可燃混和物形成于隔板末端的上游。我们发现，如果所述装置包括一个上述通道的横截面的急剧加宽部，该急剧加宽部位于至少第一进料通道和／或第二进料通道的出口附近，则所述涡流就可通过简单的方式产生。在急剧加宽部的位置处，经过这一加宽部流到所产生的额外空间中的燃烧组分将产生涡流，所述涡流还携带另一种燃烧组分，从而在涡流中形成可燃混和物。由于沿燃烧室纵向的涡流具有低的流速，因此该可燃混和物可就在该处被立即点燃。从而使所产生的火焰不容易被从燃烧器喷嘴头处“吹走”。
可以围绕所述出口的整个周边设置急剧加宽部。然而，我们发现，如果该加宽部由隔板的轮廓形成，就会获得最好的效果。这是因为，这样做的结果是，在涡流中可以通过非常简单且非常快捷的方式形成足够丰富的气体混和物。
当然，急剧加宽部必须足够宽，以保证充分的涡流。我们发现，如果急剧加宽部占所述通道的初始横截面的20％至35％，就会获得良好效果。
而且，我们发现，如果所述进料通道的剩余部分在急剧加宽部的下游具有一确定好的轮廊，则不仅能够获得有助于新结构成功的急剧加宽部的尺寸，而且会获得甚至更好的效果。另外发现，如果急剧加宽部后面一直到隔板的末端是一逐渐加宽部，从而形成一涡流室，就会获得最佳效果。由于逐渐加宽部的作用，所形成的涡流室达到了足够的体积以使更大体积的气体产生涡流，从而将其混合成可燃混和物。这进一步保证了恰好在隔板末端上方形成火焰的稳定性。
除了所述的陶瓷燃烧器之外，本发明还涉及一种回热式热发生器，例如一种用于鼓风炉的热风炉，其设有一个用于供给要被加热的气体的供给口和一个用以排出被加热的气体的排放口，所述热发生器包括一燃烧室和一贮热井，为了加热热发生器，所述燃烧室设有一陶瓷燃烧器，该陶瓷燃烧器是上述类型的陶瓷燃烧器。
下面参照三幅附图对本发明进行更详细的说明
图1示出了作为回热式热发生器的一个实施例的用于鼓风炉的热风炉；图2以放大的比例示出了图1中的细部Ⅱ；图3示出了该细部的另一实施例。
在图1中，参考数字1表示一个呈用于鼓风炉的热风炉形式的热发生器。该热风炉包括被一个壁4彼此隔开的一燃烧室2和一贮热井3。陶瓷燃烧器5位于燃烧室的底部。用于陶瓷燃烧器的助燃空气通过连接通道6供给，呈可燃气体形式的燃料通过连接通道7供给。助燃空气和可燃气体的混和物在燃烧室2中燃烧。燃烧所排出的烟气在燃烧室2中上升，经弯顶8转向，然后经过填满耐火砖(未示出)的贮热井3，在此处将显热释放给耐火砖。通过这一过程而被冷却的烟气经排放口9离开热风炉，图中示出了其中一个排放口。
在将耐火砖加热到足够的温度之后，停止通过通道6和7供给燃料和助燃空气，之后，通过排放口9供给冷空气。该冷空气然后流经贮热井3中的贮热区域，在此处被加热，然后经过孔口10离开热风炉。孔口10与一热空气(即所述“热风”)分配系统连接，以使其能够被供给鼓风炉。
经由连接通道1供给的可燃气体向上转进入用于可燃气体的第一进料通道13，而连接通道6合并成用于助燃空气的第二进料通道12。隔板11将进料通道12和13互相分隔开。
隔板11顶端周围的结构用标号Ⅱ表示，并以放大的比例在图2中详细地示出。图1中相应的参考数字涉及到图2中相应的部件。在图2中，可以看出，进料通道12的出口14相对于用于可燃气体的通道13的出口15而言位于更高的位置，并与其成一角度。从而，空气流可渗入到燃气流中，结果使它们混合，从而形成了可燃混和物。
进料通道13恰好在出口15下面设有一个通过使隔板11局部变窄而获得的急剧加宽部16。该急剧加宽部16与一个沿出口15方向的逐渐加宽部17邻接。从而，在急剧加宽部16、逐渐加宽部17与出口15之间形成一涡流室18。在涡流室18中，部分燃气流产生了恰好延伸到出口15上方的强烈的涡流运动，从而使其将助燃空气从通道12中带走。结果，在涡流室18中形成了丰富的可燃混和物，该可燃混和物在流经燃烧室2的主要方向上具有低速分量。如果将此丰富的可燃混和物点燃，则焰锋将在隔板11的自由端附近保持非常稳定。从而避免了火焰的波动，并且从而还防止了在整个结构中的振动现象。而且，提高了燃烧效率。
上面已经提到，本发明并不局限于已说明的结构。在许多情况下，使陶瓷燃烧器具有下列优选结构，其中，两个用于助燃空气的进料通道12a和12b相对于可燃气体进料通道13对称地设置。在此实施例中，如图3所示，设置两个隔板11a和11b来代替单个隔板11，并且，有两个出口14a和14b用于进料通道12a和12b。
如果将用于助燃空气的出口14(或14a和14b)分成多个单独的开口，可获得同样好的效果。
权利要求
1．用于气体的陶瓷燃烧器，特别是用于回热式热发生器如用于鼓风炉(1)的热风炉(1)的燃烧室(2)的陶瓷燃烧器，所述陶瓷燃烧器设有一个用于第一种燃烧组分如可燃气体的第一进料通道(13)和一个用于第二种燃烧组分如助燃空气的第二进料通道(12)，所述第一进料通道(13)通向一实际上延伸的出口(15)，所述第二进料通道至少通向一第二出口(14)，后者的出口基本上沿与第一出口平行的方向在第一出口下游延伸，一隔板(11)延伸到两个出口(14，15)，而且位于第一进料通道(13)和第二进料通道(12)之间，其特征在于第一和第二进料通道(12，13)中至少一个设有用于在工作过程中使经由所述通道排出的燃烧组分产生涡流的装置，该涡流使得两种燃烧组分的可燃混和物在隔板(11)末端上游形成。
2．根据权利要求1所述的陶瓷燃烧器，其特征在于所述装置包括一个上述通道的横截面的急剧加宽部(16)，其位于至少第一和/或第二进料通道的出口(14，15)的附近。
3．根据权利要求2所述的陶瓷燃烧器，其特征在于所述急剧加宽部(16)由隔板(11)的轮廓形成。
4．根据权利要求2或3所述的陶瓷燃烧器，其特征在于所述急剧加宽部(16)占所述通道的初始横截面的20％至35％。
5．根据权利要求2，3或4所述的陶瓷燃烧器，其特征在于所述急剧加宽部(16)后面一直到隔板(11)的末端是一逐渐加宽部(17)，从而形成一涡流室。
6．回热式热发生器，例如一种用于鼓风炉(1)的热风炉，其设有一个用于供给要被加热的气体的供给口(9)和一个用以排出被加热的气体的排放口(10)，所述热发生器包括一燃烧室(2)和一贮热井(3)，为了加热热发生器，所述燃烧室(2)设有一陶瓷燃烧器(5)，其特征在于所述陶瓷燃烧器是根据以上权利要求之一所述类型的陶瓷燃烧器。
全文摘要
用于气体的陶瓷燃烧器,特别是用于回热式热发生器如用于鼓风炉(1)的热风炉(1)的燃烧室(2)的陶瓷燃烧器,所述陶瓷燃烧器设有一个用于第一种燃烧组分如可燃气体的第一进料通道(13)和一个用于第二种燃烧组分如助燃空气的第二进料通道(12),所述第一进料通道(13)通向一实际上延伸的出口(15),所述第二进料通道至少通向一第二出口(14),后者的出口基本上沿与第一出口平行的方向在第一出口下游延伸,一隔板(11)延伸到两个出口(14,15),而且位于第一进料通道(13)和第二进料通道(12)之间,在该陶瓷燃烧器中,第一和第二进料通道(12,13)中至少一个设有用于在工作过程中使经由上述通道排出的燃烧组分产生涡流的装置,该涡流使得两种燃烧组分的可燃混和物在隔板(11)末端的上游处形成。
文档编号F23D14/22GK1282408SQ98812450
公开日2001年1月31日 申请日期1998年11月18日 优先权日1997年11月19日
发明者约翰尼斯·科内利斯·安托尼·范登贝, 姆特, 克尔特·约翰尼斯·努伊 申请人:丹尼利克里斯欧洲有限公司