[发明专利]DFI燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及用于加热金属材料，例如加热金属毛坯、金属板坯等的DFI(直焰冲击)燃烧器。

背景技术

DFI燃烧器用于加热各种金属材料。DFI燃烧器不是加热诸如炉子内的气氛从而间接加热材料，而是火焰直接冲击材料表面从而直接加热材料。这使燃烧器到材料的热传递效率更高。

这种燃烧器通常用在例如工业炉上，用于对金属材料的连续加热处理或不连续加热处理。这种燃烧器也可以独立使用，例如在预热或熔融材料时。

典型的DFI燃烧器包括喷嘴，喷嘴又包括至少一个燃料喷嘴口和至少一个氧化剂喷嘴口，燃料和氧化剂分别从燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口中喷出。

这种典型的DFI燃烧器输入的是气体燃料，例如天然气，以及气体氧化剂，例如氧气。为了得到对参数的控制，例如燃烧温度，燃烧产物的NO_x含量等，分别用于燃料和氧化剂的释放口可以互相间隔一定的距离布置。

但是，为了优化燃烧器在各种应用中的性能和效率，可以按照多种方式布置燃烧器喷头上分别用于燃料和氧化剂的喷嘴口。其中，喷嘴口布置方式的选择将影响燃料和氧化剂之间化学反应的表面。

自然地，需要向每个喷嘴口供应燃料或氧化剂。因此，在对于燃料和氧化剂来说均具有多个独立喷嘴口的布置中，必须提供多个供应管道。对于需要控制每个独立喷嘴口中气压以便控制燃烧特性的普通情况而言尤其如此。为了安装这些供应管道、阀等，就不得不将燃烧器做得相当大，这对于在生产线或工业炉中的布置而言是一个问题。同时，由于具有许多单独的零件，使燃烧器的生产成本和维护成本也提高了。

当加热金属材料时，经常需要使材料表面区域的更大部分获得均匀加热。例如，当连续处理金属薄板时，为了避免温度梯度等，经常需要使被处理金属薄板的整个宽度都获得均匀的加热分布曲线。因此，当采用DFI燃烧器时，就需要联合使用并排布置的多个DFI燃烧器。

当使用多个DFI燃烧器时，要使所有独立DFI燃烧器都获得均匀的加热分布曲线是一个问题。即，为了获得这样一种均匀的加热分布曲线，所有独立燃烧器都必须向材料提供相同的发热能量。由于DFI燃烧器的发热能量取决于每个相应喷嘴口的燃料和氧化剂的气压，因此所有单独的DFI燃烧器的相应喷嘴口中的这些气压必须相等。

当为了给每个单独的燃料或氧化剂喷嘴口供应燃料或氧化剂而采用管子或管道工程时，除了体积大的问题之外，由于管子或管道工程的各个部分中产生压降，例如在单独的管子、管道、阀、连接等中产生压降，因此难以获得所述的相等的气压。这些压降经常难于提前计算，因此为了使喷嘴口之间的气压相等，必须进行实际的试验，这是非常耗时的。此外，管道的改变、更换部件等都可能影响最终的喷嘴口气压，因此需要重新进行高成本的校准。

本发明解决了上述问题。

发明内容

由此，本发明提供了一种DFI燃烧器，该燃烧器包括金属块以及至少两个从金属块上伸出的喷嘴，其特征在于：每个喷嘴包括一组喷嘴口，喷嘴口组又包括至少一个燃料喷嘴口和至少一个氧化剂喷嘴口；每个喷嘴的喷嘴口组都是相同的，包括相应的燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口；金属块包括唯一的主燃料入口和唯一的主氧化剂入口；主氧化剂入口被连接到至少一个主氧化剂腔，该主氧化剂腔通过相同长度和横截面的孔连接到每个喷嘴的喷嘴口组中的至少一个氧化剂喷嘴口；主燃料入口被连接到至少一个主燃料腔，该主燃料腔通过相同长度和横截面的孔连接到每个喷嘴的喷嘴口组中的至少一个燃料喷嘴口，从而每个喷嘴的喷嘴口组中的所有相应的燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口的燃料或氧化剂的气压都相等。

“每个喷嘴的相应的燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口”在这里分别指每个相应的燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口，每个相应的燃料喷嘴口和氧化剂喷嘴口布置在每个喷嘴的每个相应的喷嘴口组中。因此，一个这种相应的燃料喷嘴口或氧化剂喷嘴口表示在每个喷嘴中有一个。

附图说明

参考本发明的示范实施例以及附图，本发明将得到详细说明，其中：

图1是沿图2中A-A平面的截面视图，表示依据本发明燃烧器的实施例的示意图。

图2是依据本发明燃烧器的实施例的示意图，该图是图1的顶视图。

图3是依据本发明燃烧器的实施例的整体视图。

图4是图3中燃烧器的横截面图。

图5是图4所示的燃烧器沿A-A平面的横截面的三维图。

图6是图4所示的燃烧器沿B-B平面的横截面的三维图。

图7是图4所示的燃烧器沿C-C平面的横截面的三维图。