CN102460014A - 用于燃烧器的涡旋调整装置 - Google Patents

Abstract

一种用于调整在燃烧粉末状或细粒状、液体和/或气体燃料的、尤其用于转炉的燃烧器里面的空气和/或燃烧气体的流出方向、尤其是涡旋的装置，具有至少一个初级空气通道（1）和至少一个燃烧喷嘴（2），所述初级空气通道（1）具有至少一个包括许多平行导流片（9）的导流片组（8），其中所述导流片（9）相互间围绕一个公共轴线（11）可旋转和/或可相互移动地支承，并且在基本位置具有至少一个第一组相互对中的空隙（10），它们共同构成一个通道（12），其中在与基本位置相比相互间逐渐旋转或移动导流片（9）时该通道（12）具有一个偏离基本位置的、尤其倾斜和/或弯曲的、尤其螺旋形的走向。设有一个用于旋转或移动导流片（9）的调整装置。

Description

用于燃烧器的涡旋调整装置

技术领域

本发明涉及一个用于调整在燃烧粉末状或细粒状、液体和/或气体燃料的、尤其用于转炉的燃烧器里面的空气和/或燃烧气体的流出方向、尤其是涡旋的装置，具有至少一个初级空气通道和至少一个燃烧喷嘴。

本发明还涉及另一用于燃烧粉末状或细粒状、液体和/或气体的燃料、尤其用于转炉的燃烧器，具有至少一个初级空气通道和至少一个燃烧喷嘴。

背景技术

为了在转炉燃烧器中利用初级空气影响火苗形状，通常使多个燃烧器配备两个初级空气通道。这些空气通道可以同轴地设置在燃料通道以外或者设置在燃料通道之间。至少一个油喷枪位于中心。通常使喷嘴横截面从燃烧器的冷端可调整地构成。涡旋空气通道在喷嘴端部上配有螺旋形旋流器。轴向空气喷嘴大多发散地构成并且具有圆环形横截面或者分成多个横截面扇形段，它们可以是圆形或矩形的。也已知结构形式，它们具有中心设置的空气通道，但是它几乎不影响火苗形状。

所有这种流出系统的意义和目的都是，由两个空气流、即由轴向分量和旋转或径向分量产生适应于火苗形状的派生空气流。

此外已知具有可调整的涡旋叶片的结构以及轴向可移动的锥形旋流器或涡旋装置的结构。

由DE-PS 2 127 474已知一个具有刚性折弯的燃气喷嘴的燃烧器，它借助于夹紧螺栓固定在其位置上。一个涡旋调整装置在这种结构中由此实现，可以在松开夹紧螺栓以后逐一地调整每个喷嘴，其中这种调整只能从燃烧器的热侧实现。由此得出，为了调整涡旋必需停止、冷却和拆出燃烧器。

由DD –PS 132 022已知一个燃烧器，其中刚性地安装空气输送系统。根据给定的、但是在运行中不可调整的结构能够在这里给出直到80°的调整角，但是它们在运行中不能改变。

EP 132 831 A1给出一个喷射燃烧器，其中使用柔性管。在这种结构中充分利用波纹的柔性管表面，它由环形波纹软管构成，用于实现更好的混合。这种软管可以以弯曲的位置安装，由此可以增强旋流。在这个结构中没有规定因而也不能在运行中改变调整角。

EP 642 645 B1也给出上述形式的涡旋调整装置。在此初级空气通道含有许多柔性管，其背离燃烧器喷嘴的端部与燃烧器的轴线同轴地移动和/或在燃烧器的轴向上可移动地支承并且其面对燃烧器喷嘴的端部在燃烧器轴向上移动地和/或可旋转地支承。通过这种方式将同轴的、圆环形的空气流分解成分流，其中轴向空气分流可以无级地置于所期望的旋转，由此以适合的方式影响火苗形状。为此只需唯一的空气通道，其中这种结构的优点在燃烧技术上在于，通过均匀地混合空气到燃料里面实现更平静的火苗导向。但是在由EP 642 645 B1已知的结构中的缺陷是，柔性管为了调整涡旋的弯曲特性不能在其整个长度上任意准确地控制，并且首先也在于这种状况，柔性管的端部由于管支承的作用点只能直线地延伸并且有时还可以竖立，由此导致发散的流动。

发明内容

因此本发明的目的是，进一步改进流出方向的调整性，用于能够实现更好地监控和调整火苗形状。尤其能够实现，可以沿着弯曲的轨迹更好地调整空气输送，同时减小设备费用和结构尺寸。同时也能够实现发散的或会聚的气流。

为了实现这个目的按照本发明的装置基本由此组成，所述初级空气通道具有至少一个包括许多平行导流片的导流片组，其中所述导流片相互间围绕一个公共轴线可旋转和/或可相互移动地支承，并且在基本位置具有至少一个第一组相互对中的空隙，它们共同构成一个通道，其中在与基本位置相比相互间逐步旋转或移动导流片时该通道具有一个偏离基本位置的、尤其倾斜和/或弯曲的、尤其螺旋形的走向，并且设有一个用于旋转或移动导流片的调整装置。通过这种方式和方法使初级空气流分解成多个分空气流，其中对于每个分空气流设有一个通道，它由许多前后设置的导流片组的平行导流片的空隙构成。这种结构能够以简单的方式和方法实现，通过各个导流片的相互移动或旋转影响这个通道的走向，其中所述导流片的各个空隙达到以或多或少的程度相互错开设置的位置或者以或多或少的程度搭接的位置。如果各个导流片分别以一个相同的角度相互旋转，以相同导流片厚度为前提给出通道的螺旋形走向，由此产生特别有利的旋转。

在此能够实现任意的精细调整，如果各个导流片可以占据任意的调整位置的时候。因此尤其在各个导流片旋转时，每个导流片从基本位置以与导流片组的前面的导流片相比更大的角度围绕公共的旋转轴线旋转，由此以简单的方式和方法实现在导流片组中构成的直到通道各自端部的通道弯曲走向，因为与现有技术不同没有直线的端部段。由于弯曲的通道走向得到流体旋流。

备选地使各个导流片在燃烧器径向上这样移动，使每个导流片从基本位置以与导流片组的前面的导流片相比更大的行程移动，由此实现相对于燃烧器轴线倾斜的通道走向。根据是否进行离开燃烧器轴线或向着燃烧器轴线径向调整，给出发散的或收敛的流体。

通过组合导流片围绕公共的轴线旋转与导流片在径向上的移动可以同时地不仅调整流体的涡旋而且调整流体的发散/收敛。

在按照本发明的调整装置中特别节省空间并且可以设置许多分空气流在规定的初级空气横截面里面。使各个通道对于初级空气流无需自身的结构上的装置，如果导流片具有许多相应的用于构成通道的空隙，由此实现特别节省空间的布置，由此也在小的初级空气通道外尺寸时可以利用足够地用于涡旋调整的通道。几乎可以在初级空气横截面内部实现任意的通道布置，由此满足尽可能高度灵活性的要求。在此按照优选的改进方案规定，所述导流片具有许多组在基本位置分别相互对中的空隙，它们分别共同构成通道，其中该通道在圆周方向上优选均匀分布地设置。

按照本发明的结构另一优点在于，由于导流片更好地冷却初级空气通道。尤其当所述空隙由导流片外圆周上的槽构成的时候是这种情况，它对应于一个优选的改进方案。在导流片组中构成的各个通道由上述的槽和初级空气通道的外壳限制。由此使在各个通道中流动的分空气流与外壳接触，由此实现更好的冷却。

按照一个优选的改进方案与有效的涡旋调整相结合由此实现特别有效的空气导引，所述初级空气通道具有环形的横截面并且所述导流片基本完全充满横截面。所述导流片基本完全充满初级空气通道的环形横截面，由此不保留初级空气的剩余横截面，它在涡旋调整的意义上不会有影响。

如果为了调整收敛或分散的流体要实现导流片的径向移动，每个通道必需在自身的导流片组中构成。与此相关优选地规定，设有许多导流片组，它们分别具有至少一个通道。在此导流片组有利地围绕燃烧器轴线分布地设置。

为了防止，在导流片组旁边可能流动的空气对空气流的调整施加不利影响，按照优选的改进方案规定，在面对燃烧器喷嘴的导流片组一侧上一个在初级空气通道横截面上（除了导流片组通道口）延伸的密封板固定在初级空气通道里面。由此使在导流片组旁边经过的空气向着密封板流动并且在那里穿过在密封板中规定的开孔导引，这些开孔与与密封板相邻的导流片的空隙对中。

按照另一优选的结构由此实现进一步改进流体特性，使导流片组的导流片相互顶靠。由此实现在由导流片组构成的通道里面的均匀流动并且尤其防止出现旋流。

为了调整所期望的流出方向，已经提到，设有用于使导流片旋转或移动的调整装置。在此有利地使所述调整装置包括至少一个穿过导流片的、优选在导流片旋转轴线以外延伸的、可旋转的调整杆。在此该调整杆可以在一端上固定，由此使调整杆的可摆动的自由端的摆动导致，被调整杆穿过的导流片根据各个导流片与构成调整杆旋转点的固定端部的各自距离不同程度地旋转或移动，由此使在导流片组中构成的通道可以从轴线平行的走向改变到相应倾斜或弯曲、例如螺旋线形的走向。在此该结构的优点是，所述调整杆的一端固定在燃烧器固定的零部件、尤其是密封板上的轴承里面，并且所述调整杆的另一端与第一调整环共同作用或者固定在该调整环里面。在此为了涡旋调整优选地规定，所述调整环围绕导流片的旋转轴线可旋转地支承。这种调整环允许简单地作用旋转驱动装置。旋转驱动装置例如可以包括一个齿套，其齿与驱动装置小齿轮啮合或者通过连杆驱动。

为了实现在调整杆移动时的纵向补偿优选地规定，所述调整杆的至少一个端部、优选调整环一侧的端部在纵向上可偏移地支承在导向体里面。

为了以简单的方式和方法使调整杆的调整转换成导流片的旋转运动，有利地规定，所述调整杆穿过导流片的断口、尤其是长孔，其纵向尺寸在导流片的径向上至少对应于调整杆的两倍直径。

其中，所述燃烧器的涡旋特征取决于调整杆摆动所实现的在导流片组中构成的通道的弯曲。在此所述涡旋调整装置例如为了构成螺旋线形延伸的通道或者为了构成偏离螺旋线形的通道走向可以预配置。例如由此改变涡旋调整装置的运动，使调整杆以与导流片的旋转轴线不同的径向距离作用在各导流片上，由此在每个导流片上存在不同的转换比。这一点可以在结构上特别简单的方式由此实现，所述调整杆在导流片的基本位置相对于导流片的旋转轴线倾斜地延伸，其中在调整杆与导流片的旋转轴线之间的距离从燃烧器固定支承的调整杆端部在可旋转的端部方向上减小。

为了一方面使导流片旋转并且为了另一方面使导流片在径向上移动优选设有两个独立的操纵部件。在此为了旋转导流片优选使操纵部件作用在可旋转支承的第一调整环上。

为了径向偏移调整杆的调整环侧的端部有利地设有一个角度杆。在此这样构成和设置角度杆，通过它使轴向操纵方向转换成调整杆的调整环侧的端部的径向偏移。为此优选地规定，在角度杆上作用第二调整环，它可以在轴向上偏移。

为了实现组合地调整流体的涡旋和发散/收敛，用于导流片径向偏移的操纵部件、尤其是角度杆在导流片旋转时一起导引。为此优选这样构成，使操纵部件为了使第一调整环旋转具有至少一个用于第二调整环的同步体。在此该同步体同时作为第二调整环的轴向导向。

总之，由于按照本发明的、由具有许多导流片的导流片组组成的涡旋调整装置结构也明显地降低加工成本并降低逻辑费用，因为只需预存地保持许多相同构造的导流片，其中对于涡旋调整装置所需的导流片是标准零部件，它们成本有利地获得。

作为可选择的结构本发明规定，所述导流片组由可变形的材料、尤其是橡胶体构成。在这种结构中保留按照本发明的优点，其中通过面对燃烧器口的部件一侧相对于背离燃烧器口侧的旋转可以调整旋流。相同或类似的驱动装置可以在具有导流片组的变化中使用。

附图说明

下面借助于在附图中简示的实施例详细解释本发明。附图中：

图1以局部截面图示出涡旋调整装置的基本位置，

图2示出沿着图1剖视线II-II的横截面图，

图3以局部截面图示出涡旋调整装置的旋转位置，

图4示出沿着图3的剖视线IV-IV的横截面图，

图5以截面图示出变化的结构，其中可以调整流体的发散/收敛，

图6示出沿着图5剖视线VI-VI的横截面图，

图7示出按照图6剖视线VII-VII的纵向截面图，

图8以按照图5的剖视线VIII-VIII的截面图示出导流片的基本位置，

图9以导流片的调整位置示出按照图8的视图。

具体实施方式

如图1所示柔性的涡旋调整装置与燃烧器流出喷嘴2间隔地位于圆环形的初级空气通道1里面。在此由燃烧器外壳3和圆柱形壁体4限制初级空气通道1。其它用于燃料的通道5,6和7位于初级空气通道1内部。

设置在初级空气通道1里面的涡旋调整装置由导流片组8组成，它由许多导流片9组合到一起。该导流片9一般具有分布在圆周上的空隙10，它们在图1和2所示的涡旋调整装置的基本位置相互对中，由此得到直线的、平行于燃烧器轴线11的通道12走向。为了调整涡旋设有基于轴线11径向相互对置的调整杆13，其面对燃烧器喷嘴2的端部可旋转地支承在密封板14里面，其中密封板14固定在初级空气通道1里面、且尤其是圆柱形管4上。在背离燃烧器喷嘴2的调整杆13端部上调整杆13固定在围绕轴线11可旋转支承的调整环15上。该调整环15具有齿轮16，一个未示出的旋转驱动装置的小齿轮与该齿轮啮合。在按照图2的视图中可以看出，调整杆13通过旋转轴承18固定在调整环15上。在图1中看出，旋转轴承18在轴线11方向上延伸的导向体19里面移动地在调整环15上导引。

在图1的剖视部位，其中调整杆13的部位在剖视面中旋转，调整杆13在密封板14里面借助于球体20全方位可旋转地支承。此外可以看出，调整杆13如何穿过导流片9。为此导流片9具有长形断口21，其中长形结构考虑这种状况，调整杆13的调整环侧的端部在调整环15旋转时位于与剖视面更小的法向距离的位置。

在调整环15对应于双箭头22旋转后得到在图3和4中所示的涡旋位置，其中在导流片组8里面构成的通道12具有弯曲的走向，由此使初级空气相应地涡旋。在按照图4的视图中以虚线表示通道12。

在图5-9中示出变化的结构，它能够同时调整涡旋和流体的收敛/发散。与按照图1-4的结构不同不是设有唯一的导流片组8，在其中构成所有的通道12，而是设有许多导流片组8，在其中构成通道12（图6）。对在圆周方向上分布设置的导流片组8附设调整环25。导流片组8的各个导流片分别借助于两个穿过导流片的调整杆13固定，其一端可旋转地固定在密封板14里面，其另一端穿过调整环25的长孔23。

为了调整流出方向相应地改变通道12的走向，其中不仅使导流片按照双箭头24径向移动而且使导流片围绕燃烧器轴线11按照双箭头22旋转（图6）。为了使导流片在径向上移动设有一个角度杆26，其旋转轴线由销轴27构成并且其侧腿以28和29表示。侧腿28在其自由端上支承销轴30，它具有两个断口，在其中容纳和导引两个调整杆13。侧腿29在其自由端上具有销轴31，它在一个固定在调整环33上的连杆32里面导引。一个操纵部件34与调整环33共同作用，操纵部件可以在轴向上移动。在此操纵部件34的轴向调整引起角度杆26的摆动（如同通过虚线表示的那样）并且基本径向偏移调整杆13的调整环侧的端部，由此使调整杆13相应地径向向外或向内摆动并且对应于双箭头24携带导流片组8的导流片。在此产生向着燃烧器轴线或离开燃烧器轴线倾斜的通道12走向，这导致收敛或发散的流体。

由于调整环25旋转实现涡旋调整。在按照图7的截面图中可以看出，为了使调整环25旋转设有调整环35，它与调整环25通过螺杆36连接。在此在调整环25和35的圆周上设有许多螺杆36。通过操纵部件37实现调整环35对应于双箭头22的旋转。如同由图8与9的比较给出的那样，调整环25在旋转时携带穿过调整环25长孔23的调整杆13，由此从在图8所示的基本位置开始给出在图9中所示的位置，在该位置导流片组8的导流片为了构成弯曲的通道12走向相互间旋转地设置。角度杆26相应地一起旋转，其中调整杆13在销轴30的断口38里面在纵向上移动地导引并且这样设计断口尺寸，使得它们允许实现调整杆13相对于销轴30的相应摆动性。

在调整环25旋转时原则上携带角度杆26，其中由按照图7的视图给出，调整环33在螺杆36上轴向导引，在调整环的连杆32里面支承角度杆26。

为了调整发散/收敛的流体如上所述在轴向上调整操纵部件34（图5）。在此操纵部件34具有U形轮廓的环形部件39，它在轴向上与调整环33上的凸起形状结合地共同作用。在圆周方向上实现调整环和U形轮廓的相对运动，其中为了减小摩擦可以在调整环33上或在U形轮廓39上设有滚子。

Claims (20)

1.一种用于调整在燃烧粉末状或细粒状、液体和/或气体燃料的、尤其用于转炉的燃烧器里面的空气和/或燃烧气体的流出方向、尤其是涡旋的装置，具有至少一个初级空气通道和至少一个燃烧喷嘴，其特征在于，所述初级空气通道（1）具有至少一个包括许多平行导流片（9）的导流片组（8），其中所述导流片（9）相互间围绕一个公共轴线（11）可旋转和/或可相互移动地支承，并且在基本位置具有至少一个第一组相互对中的空隙（10），它们共同构成一个通道（12），其中在与基本位置相比相互间逐渐旋转或移动导流片（9）时该通道（12）具有一个偏离基本位置的、尤其倾斜和/或弯曲的、尤其螺旋线形的走向，并且设有一个用于旋转或移动导流片（9）的调整装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导流片（9）具有许多组在基本位置分别相互对中的空隙（10），它们共同分别构成通道（12），其中所述通道（12）在圆周方向上优选均匀分布地设置。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述初级空气通道（1）具有环形的横截面并且所述导流片（9）基本完全充满横截面。

4.如权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，所述空隙（10）由导流片（9）外圆周上的槽构成。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，设有许多导流片组（8），它们分别具有至少一个通道（12）。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导流片组（8）围绕燃烧器轴线（11）分布地设置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，在面对燃烧器喷嘴（2）的导流片组（8）一侧上一个在初级空气通道（1）横截面上（除了导流片组（8）通道（12）口）延伸的密封板（14）固定在初级空气通道（1）里面。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述导流片组（8）的导流片（9）相互顶靠。

9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述调整装置包括至少一个穿过导流片（9）的、优选在导流片（9）旋转轴线（11）以外延伸的、可旋转的调整杆（13）。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调整杆（13）的一端固定在燃烧器固定的零部件上、尤其是密封板（14）上的轴承里面，并且所述调整杆（13）的另一端与第一调整环（15,25）共同作用或者固定在该调整环里面。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一调整环（15,25）围绕导流片（9）的旋转轴线（11）可旋转地支承。

12.如权利要求9，10或11所述的装置，其特征在于，所述调整杆（13）的至少一个端部、优选调整环一侧的端部在纵向上可偏移地支承在导向体（11）里面。

13.如权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述调整杆（13）穿过导流片（9）的断口、尤其是长孔，其纵向尺寸在导流片（9）的径向上至少对应于调整杆（13）的两倍直径。

14.如权利要求9至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述调整杆（13）在导流片（9）的基本位置相对于导流片（9）的旋转轴线（11）倾斜地延伸，其中在调整杆（13）与导流片（9）的旋转轴线（11）之间的距离从燃烧器固定支承的调整杆（13）端部在朝向可旋转的端部方向上减小。

15.如权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于，设有一个用于使第一调整环（15,25）旋转的操纵部件。

16.如权利要求10至15中任一项所述的装置，其特征在于，为了径向偏移调整杆（13）的调整环侧的端部设有一个角度杆（26）。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，在角度杆（26）上作用有第二调整环（33），它可以在轴向上偏移。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述操纵部件为了使第一调整环（15,25）旋转具有至少一个用于第二调整环（33）的同步体（36）。

19.如上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述导流片组（8）由可变形的材料、尤其是橡胶体构成。

20.一种用于燃烧粉末状或细颗粒的、液体和/或气体的燃料的、尤其用于转炉的燃烧器，具有至少一个初级空气通道和至少一个燃烧喷嘴，其特征在于如权利要求1至19中任一项所述的装置。

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