[發明專利]間接式熱交換器

有效

• 申請號: 200580039713.8
• 申請日: 2005-11-14
• 公開（公告）號: CN101061359A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: G·康斯坦丁;R·P·齊阿瓦;B·勒魯
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;C03B5/235;F23D14/66;F28D15/00;F23L15/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及其中利用爐子產生熱煙氣的全部產業，在該爐子中熱煙氣 的熱能將被用于預熱送入爐子中的反應物，并由此提高爐子的熱效率。本 發明具體可以涉及玻璃工業，尤其是平板玻璃工業。

背景技術

根本上已知兩種使用熱煙氣以加熱氣體的方法。

首先，已知包括熱交換器的設備，該熱交換器用于可選地通過壁利用 由爐子產生的熱煙氣直接加熱燃燒氣體。文獻EP?950?031以及US?5?807 418說明了這種設備。盡管由于只包含一個單獨的熱交換器而具有合理的 成本，但這種方案似乎不提供可靠的或者在任何情況下足夠的安全水平。 事實上，或者因為(燃燒)過程需要還原空氣，或者因為燃燒器的不合理 操作，煙氣經常包括未燃燒物。隨著時間的推移，熱交換器材料可能受到 損壞，尤其是由于與熱煙氣的接觸而被侵蝕。熱交換器的有缺陷的部分然 后將允許熱的燃燒氣體-假定為氧氣-與這些未燃燒物接觸，從而產生火 源，其后果將是災難性的。

此外，還已知包含兩步熱交換的設備，所述設備使用兩種不同的熱交 換器。第一熱交換器用于利用熱煙氣加熱尤其為空氣的中間流體，第二熱 交換器用于使用先前被第一熱交換器加熱過中間流體加熱尤其為氧氣的燃 燒氣體。本專利申請的所有者的專利文獻US?6?071?116和US?6?250?916說 明了這種設備。這種解決方案比上述第一種更安全，因為中間流體的氧氣 含量不足以點燃煙氣中的未燃燒物。并且，當所述燃燒氣體為氧氣而中間 流體為空氣時，燃燒氣體/中間流體熱交換器壁的穿孔將不會產生后果，因 為它涉及兩種氧化劑的接觸。相反，這種解決方案不適用于加熱作為燃燒 氣體的天然氣，因為中間流體/氣體熱交換器的缺陷將允許天然氣與熱空氣 (中間流體)混合并將產生爆炸。這種解決方案的另一不利因素在于其較 高的成本，因為它需要兩種通過回路連接的不同熱交換器。

因此，需要一種改良的熱交換器，以用于避免已知設備的缺點。

發明內容

因此，本發明的主題是一種用于燃燒爐的熱交換器，所述熱交換器包 括一裝備有用于使從爐子的燃燒器流出的熱煙氣通過的裝置的熱交換區 域，所述熱交換區域中橫穿有至少一個用于將待加熱的燃燒氣體從燃燒氣 體源經由該熱交換區域輸送到爐子的燃燒器中的裝置，所述裝置設有一能 夠通過熱傳遞加熱燃燒氣體的壁，所述用于輸送燃燒氣體的裝置在該熱交 換區域中位于用于容納惰性氣體且設有壁的裝置內，該壁能通過來自所述 熱煙氣的熱傳遞加熱惰性氣體。

因此，在本發明的熱交換器中，熱煙氣和燃燒氣體之間的熱傳遞或者 熱交換間接地進行：越過一壁(用于輸送燃燒氣體的裝置的壁)并通過惰 性氣體氛圍。

在本發明的背景下，燃燒氣體是指熱交換器中常用的任何氣體，尤其 是諸如氧氣的氧化劑、空氣、富氧空氣或者燃料，例如天然氣。

在本發明的背景下，惰性氣體是指任何對燃燒呈惰性的氣體，即，除 了氧氣之外的所有不可燃氣體。尤其可以提及的是氬氣、氦氣、氖氣、氪 氣、氮氣或者它們的混合物。所述惰性氣體優選為靜態的。在一個實施例 中，惰性氣體不是靜態的，即惰性氣體在容納惰性氣體的裝置中流動，但 是，這意味著(要設置)獨立的供給回路并且從而設備更復雜。

用于使從爐子的燃燒器放出的熱煙氣通過的裝置可以是本領域技術人 員公知并在常見熱交換器中使用的任何裝置，特別地，煙氣可以以逆流于 燃燒氣體或者垂直于燃燒氣體的方向被引導。

用于輸送燃燒氣體的裝置可以是本領域技術人員公知且允許燃燒氣體 從燃燒氣體源經由熱交換區域向燃燒爐的燃燒器輸送的任何適當裝置。例 如，該裝置可以是至少一個管或管道，是直的或者不是直的。所述裝置的 橫截面可以是任何規則或不規則的橫截面，例如完全或基本為圓形、或者 為卵形或橢圓形或矩形、或者為具有圓角的矩形或者任何中間形狀，優選 完全或基本為圓形。可以使用現有技術的熱交換器所用的任何用于輸送燃 燒氣體的裝置。