專利名稱：用于回轉(zhuǎn)燃燒器的分支管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焚燒設(shè)備，更確切地說，涉及回轉(zhuǎn)燃燒器。
發(fā)明的背景回轉(zhuǎn)燃燒器往往用于垃圾處理和焚燒。一個(gè)典型示例在Jose的美國專利No.4 840 132中公開。一個(gè)類似的系統(tǒng)在Freeman的美國專利No.5097 773中公開。管式冷卻器在這種系統(tǒng)中的應(yīng)用在Filges等人的美國專利No.4 995 809中公開。
回轉(zhuǎn)冷卻器和熱交換器是公知的。Heinemann等人的美國專利No.3 859 039公開了一種回轉(zhuǎn)管式爐和行星式冷卻器。Kramm等人的美國專利No.4 131 418公開了一種回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯帶有一個(gè)由布置在一個(gè)圓筒內(nèi)的一組管子組成的冷卻器，用以實(shí)現(xiàn)與該窯內(nèi)部的熱物料的熱交換。
Haacker等人的美國專利No.4 711 297還公開了一種回轉(zhuǎn)管式冷卻器。所公開的裝置從顆粒狀材料傳熱。
用于流體流動裝置的回轉(zhuǎn)接頭是公知的。例如，Ishii等人的美國專利No.4 096 757公開了一種超聲波缺陷探測設(shè)備，該設(shè)備帶有一個(gè)布置在一根空心軸內(nèi)的探頭，該空心軸插入被檢測管子內(nèi)。另一種這樣的接頭在Samera.Jr.等人的美國專利No.4 934 744和Richardson等人的美國專利No.4 966 746中公開。
回轉(zhuǎn)燃燒器是一種用來燃燒城市垃圾和用來利用由該燃燒的副產(chǎn)品產(chǎn)生的垃圾熱發(fā)電的裝置。
然而，在現(xiàn)有燃燒器中的分支管被布置成這樣，致使將發(fā)生經(jīng)連接諸集流管的諸管子的流量的不均勻分布。在每個(gè)集流管中的諸腔室中的流動圖形是分叉的(兩向的)并將引起諸管子中的靜壓力分布相對于在對面的集流管中的諸腔室是可變的，該對面的集流管具有單向流動圖形。冷卻水將優(yōu)先流過具有較低靜壓降的那些管子。結(jié)果將是在相互連接的諸管子之間流量的不均勻的不良的分布。具有較小流量的一些管子可能具有不良的冷卻并且因而可能過熱和失效。
發(fā)明概要然而，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，先有技術(shù)的回轉(zhuǎn)燃燒器的諸缺點(diǎn)可以通過提供一種回轉(zhuǎn)燃燒器來克服，該回轉(zhuǎn)燃燒器包括一組把第1集流管(聯(lián)管箱)連接于第2集流管的管子，其中該第1集流管和第2集流管帶有一組把它們分隔成一組腔室的隔板，而且其中一根分支管布置在諸腔室中的第1腔室的最末端，用以把流體引入該第1腔室，致使該流體經(jīng)第1組管子流到第2腔室，然后流過第2組管子并返回到另一個(gè)腔室并經(jīng)布置在該腔室的最末端的第2根分支管流出。根據(jù)本發(fā)明制成的該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出在諸腔室之間的相對流動圖形，該流動圖形是一種反向流動(逆流)，借此改善該燃燒器的性能。最好是，諸管子被分組成一些管子對，而諸腔室包括相對較小的腔室和相對較大的腔室。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，該燃燒器帶有一個(gè)輸入端和一個(gè)排出端，而該相對較大的腔室布置在該輸入端而該相對較小的腔室布置在該排出端。最好是，諸集流管為圓斷面環(huán)形集流管。
在本發(fā)明的某些最佳實(shí)施例中，該排出端連接于一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭，該回轉(zhuǎn)接頭包括一個(gè)由一根內(nèi)管和一根帶有一組孔的外管組成的同軸管。最好是，一個(gè)環(huán)形隔板布置在該內(nèi)管中而一個(gè)殼體環(huán)繞該外管。
于是，本發(fā)明提供一種用來把垃圾熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽的回轉(zhuǎn)燃燒器，該燃燒器具有一對靠一組管子連接的集流管，其中一組隔板布置在諸集流管內(nèi)部，以界定一系列腔室。根據(jù)本發(fā)明，一根分支管在該燃燒器的排出端連接于每個(gè)腔室以提供與該腔室內(nèi)部的流體連通，而且該分支管布置在諸腔室的最末端，借此在諸集流管的諸腔室內(nèi)引起冷卻劑的反向流動(逆流)。在一些最佳實(shí)施例中，布置在該燃燒器的排出端的諸腔室是比分布在該燃燒器的輸入端的諸腔室相對較小的。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于提供一種焚燒和發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)用來燃燒垃圾并產(chǎn)生過量熱的部分，以及一個(gè)用來把該過量熱轉(zhuǎn)化為電力的熱交換部分，其中冷卻水被引入一個(gè)回轉(zhuǎn)燃燒器以便把垃圾熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽，該回轉(zhuǎn)燃燒器包括一對靠一組管子連接的集流管，其中一組隔板布置在諸集流管內(nèi)部，以界定一系列腔室。根據(jù)本發(fā)明的上述該方面，一根分支管在該燃燒器的排出端連接于每個(gè)腔室以提供與該腔室內(nèi)部的流體連通，而且該分支管布置在諸腔室的最末端以便在諸腔室內(nèi)造成冷卻劑的反向流動。
附圖的簡要說明

圖1是一個(gè)包括一個(gè)回轉(zhuǎn)燃燒器的焚燒系統(tǒng)的示意圖；圖2是一個(gè)回轉(zhuǎn)燃燒器的局部剖視立面視圖；圖3是圖3中所示的該燃燒器的細(xì)節(jié)的剖切透視圖；圖4A表示先有技術(shù)的回轉(zhuǎn)燃燒器的配置和管路流動圖形；以及圖4B表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明制成的回轉(zhuǎn)燃燒器的配置和管路流動圖形。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1表示一個(gè)回轉(zhuǎn)燃燒器系統(tǒng)，為了清晰去除了某些零件，如圖1中所示的一個(gè)焚燒系統(tǒng)10一般用來燃燒城市垃圾20并用來把來自焚燒的垃圾熱轉(zhuǎn)化為電力。一個(gè)供料斗30接收該城市垃圾20，然后該城市垃圾被一個(gè)推料機(jī)40推入一個(gè)燃燒器50的輸入端35，在那里該垃圾20被燃燒。燃燒受到經(jīng)風(fēng)箱60鼓入該燃燒器50中的空氣的幫助，所鼓的空氣靠一個(gè)風(fēng)扇機(jī)構(gòu)70供給該風(fēng)箱60?；液蛠碜栽撊紵钠渌腆w副產(chǎn)物80流出該燃燒器50的排出端90并流到一個(gè)爐排100上，該爐排把該灰80輸送到一個(gè)輸送系統(tǒng)110以便移出。圖1中所示的該系統(tǒng)還產(chǎn)生電力。來自燃燒器50的熱氣體在爐子120中上升并與一個(gè)鍋爐組或過熱器130相通以產(chǎn)生水蒸汽，該水蒸汽流過一個(gè)汽輪機(jī)180和發(fā)電機(jī)190以產(chǎn)生電力。該熱氣體在該爐子120中繼續(xù)運(yùn)行到一個(gè)干燥除塵器150，然后到一個(gè)布袋除塵器160以便從該氣體中去除討厭的成分。然后該氣體流入一個(gè)煙囪170以便排放到大氣中。
參照圖2和圖3，可以看到，該燃燒器50包括一組用來輸送水和用來返回汽水混合物的管子220。燃燒器50的輸入端35和排出端90各分別包括圓斷面環(huán)形(圓環(huán)形)集流管230a、230b，用以把諸管子220相互連接。位于每個(gè)環(huán)形集流管230a、230b中的是一組隔板235，其細(xì)節(jié)在下面給出。諸隔板235在諸環(huán)形集流管230a、230b的每個(gè)中界定一些腔室。如圖3中清楚所見，一組分支管250把該環(huán)形集流管230b與同軸管212相互連接。
仍然參照圖1～圖3，當(dāng)該系統(tǒng)10運(yùn)行時(shí)，液體水被泵送到一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭210，該回轉(zhuǎn)接頭經(jīng)一根同軸管212向該燃燒器50給水。然后該水作為一種水汽混合物返回該回轉(zhuǎn)接頭210。關(guān)于這一點(diǎn)，該同軸管212在這樣的意義上是同軸的，即它帶有一根同軸地布置在一根外管213中的內(nèi)管214，以便在它們之間界定一個(gè)環(huán)形區(qū)215，如在圖3中清晰所見。此外，該外管213帶有一組穿過其圓周的孔216a、216b。一個(gè)環(huán)形隔板219環(huán)繞管子214的圓周并夾在外管213與內(nèi)管214之間以便把一組孔216a與另一組孔216b隔離。環(huán)繞外管213的一部分是一個(gè)帶有與其連接的管子218a/218b的殼體217。管子218a與外管213的內(nèi)部連通而管子218b與內(nèi)管214的內(nèi)部連通。應(yīng)該指出，冷卻水流過管子218a，孔216a，沿環(huán)形區(qū)215，進(jìn)入諸分支管250中預(yù)定的一些里，然后進(jìn)入環(huán)形集流管230b。然后該冷卻水在其路上經(jīng)一些管子220流到環(huán)形集流管230a。一種水汽混合物取道另一些管子220返回回轉(zhuǎn)接頭210，因此該水汽混合物進(jìn)入內(nèi)管214，經(jīng)過孔216b流進(jìn)管子218b。上述布置在環(huán)形集流管230a/230b中的一些隔板235保證該冷卻劑供給將不會與該水汽混合物相混合。
然而，如上所述，現(xiàn)有燃燒器中的諸分支管250被布置成這樣，致使從環(huán)形集流管230b到環(huán)形集流管230a并返回230b將發(fā)生經(jīng)諸管子220的流量的不均勻分布，如以上所述和如在圖4A中進(jìn)一步所示。在產(chǎn)生于諸隔板235之間的諸小腔室236′中流動圖形是分叉的(兩向的)并將引起該小腔室236′中的靜壓分布相對于具有單向流動圖形的較大的腔室236″是可變的。該冷卻水將優(yōu)先流過具有較低靜壓降的那些管子，而且該結(jié)果將是在相互連接的諸管子220之間流量的不均勻或不良的分布。具有較小流量的一些管子220可能具有不良的冷卻并且因而可能過熱和失效。
然而，本發(fā)明提供對此問題的一種解決辦法。本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例示于圖4B。在根據(jù)本發(fā)明制成的一個(gè)燃燒器50中，冷卻水從該集流管230b被引入一些管子220。該水經(jīng)一些管子220流到對面的集流管230a，因此它經(jīng)另一些管子220返回集流管230b。一組鄰近的管子220在諸管子220的一端與該較小的腔室236′連通，并且還在諸管子220的另一端與一個(gè)較大的腔室236″連通。該流體的流動圖形示于圖4B中并且可以看出，該流體取道布置在該腔室的最末端的該分支管250進(jìn)入較小的腔室236′，流過第1組管子220′并進(jìn)入較大的腔室236″，在那里它轉(zhuǎn)向并在其路上流過第2對管子220″返回另一個(gè)較小的腔室236′。該流動取道布置在該腔室的最末端的一根分支管250流出該第2小腔室236′。在對面兩個(gè)腔室236′、236″之間的相對流動圖形本身是相反的，即一種反向流動，因?yàn)橹T分支管250布置在諸小腔室236′的最末端。于是，本發(fā)明與先有技術(shù)的不同之處在于，諸分支管250布置得在諸集流管230a、230b的諸腔室內(nèi)引起冷卻劑的反向流動。
根據(jù)本發(fā)明制成的回轉(zhuǎn)燃燒器50將表現(xiàn)出勝過先有技術(shù)中那些回轉(zhuǎn)燃燒器的許多優(yōu)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明制成的燃燒器中產(chǎn)生的該反向流動引起較平衡的和均勻的壓降出現(xiàn)在把腔室236′與236″連接的該組管子之間。這樣一來，該流量在該組管子中間被較相等地分流并且是均勻的，而且所有管子保證有必要的流量以保持它們冷卻。
雖然已經(jīng)通過一個(gè)示范性的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是所附權(quán)利要求書的精神和范圍不受該權(quán)利要求書中沒有明白地指出的任何細(xì)節(jié)的限制。綜上所述，許多替代的實(shí)施例將呈現(xiàn)于本專業(yè)的技術(shù)人員。因此，為了確定本發(fā)明的全部范圍應(yīng)該參照所附權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)燃燒器，該回轉(zhuǎn)燃燒器包括一組把第1集流管連接于第2集流管的管子，該第1集流管和第2集流管包括一組把諸集流管分隔成一組腔室的隔板，一根分支管布置在諸腔室中的第1腔室的最末端，用以把流體引入該第1腔室，其中該流體經(jīng)第1組管子流到第2腔室，然后流過第2組管子并返回到另一個(gè)腔室并經(jīng)布置在該腔室的最末端的第2根分支管流出，借此諸腔室之間的相對流動圖形是一種反向流動。
2.如權(quán)利要求1中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中諸管子被分組成一些管子對。
3.如權(quán)利要求1中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中諸腔室包括一些相對較小的腔室和一些相對較大的腔室。
4.如權(quán)利要求3中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中該燃燒器帶有一個(gè)輸入端和一個(gè)排出端，其中諸相對較大的腔室布置在該輸入端，而諸相對較小的腔室布置在該排出端。
5.如權(quán)利要求4中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中該排出端連接于一個(gè)回轉(zhuǎn)接頭。
6.如權(quán)利要求5中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中該回轉(zhuǎn)接頭包括一個(gè)由一根內(nèi)管和一根外管組成的同軸管。
7.如權(quán)利要求6中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中該外管還包括一組孔。
8.如權(quán)利要求6中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，該回轉(zhuǎn)燃燒器還包括一個(gè)布置在該內(nèi)管中的環(huán)形隔板。
9.如權(quán)利要求6中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，該回轉(zhuǎn)燃燒器還包括一個(gè)環(huán)繞該外管的殼體。
10.如權(quán)利要求1中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中諸集流管是圓斷面環(huán)形集流管。
11.一種用來把垃圾熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽的回轉(zhuǎn)燃燒器，該回轉(zhuǎn)燃燒器包括一對靠一組管子連接的集流管，其中一組布置在諸集流管內(nèi)部的隔板界定一系列腔室，而且一根分支管在該燃燒器的排出端連接于每個(gè)腔室以提供與該腔室內(nèi)部的流體連通，所述分支管布置在諸腔室的最末端，借此在諸集流管的諸腔室內(nèi)引起冷卻劑的反向流動。
12.如權(quán)利要求11中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中位于該燃燒器的該排出端的諸腔室比位于該燃燒器的一個(gè)輸入端的諸腔室相對小些。
13.如權(quán)利要求11中所述的回轉(zhuǎn)燃燒器，其中諸集流管是圓斷面環(huán)形集流管。
14.一種焚燒和發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)用來燃燒垃圾并產(chǎn)生過量熱的部分，以及一個(gè)用來把該過量熱轉(zhuǎn)化為電力的熱交換部分，其中冷卻水被引入一個(gè)回轉(zhuǎn)燃燒器以便把垃圾熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽，該回轉(zhuǎn)燃燒器包括一對靠一組管子連接的集流管，其中一組布置在諸集流管內(nèi)部的隔板界定一系列腔室，而且一根分支管在該燃燒器的排出端連接于每個(gè)腔室以提供與該腔室內(nèi)部的流體連通，所述分支管布置在諸腔室的最末端，借此在一組管子中在諸集流管的諸腔室內(nèi)引起冷卻劑的反向流動，致使該組的一部分具有與該組的另一部分的流動方向相反的流動方向。
全文摘要
公開了一種回轉(zhuǎn)燃燒器,其中一組管子(220)把第1集流管(230b)連接于第2集流管(230a),而且其中該第1集流管和第2集流管帶有一組把它們分隔成一組腔室(236)的隔板(235)。根據(jù)本發(fā)明,一根分支管布置在諸腔室中的第1腔室的最末端,用以把流體引入該第1腔室,致使該流體經(jīng)第1組管子流到第2腔室,然后流過第2組管子并返回到另一個(gè)腔室并經(jīng)布置在該腔室的最末端的第2根分支管流出。根據(jù)本發(fā)明制成的該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出在諸腔室之間的相對流動圖形,該流動圖形是一種反向流動,借此改善該燃燒器的性能。最好是,諸管子被分組成一些管子對(220′,220″),而諸腔室包括相對較小的腔室和相對較大的腔室。在一個(gè)最佳實(shí)施例中,該燃燒器帶有一個(gè)輸入端和一個(gè)排出端,而該相對較大的腔室(236″)布置在該輸入端而該相對較小的腔室(236′)布置在該排出端。最好是,諸集流管為圓斷面環(huán)形集流管。
文檔編號F23H3/00GK1200798SQ97191227
公開日1998年12月2日 申請日期1997年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月8日
發(fā)明者喬治·A·布拉肖利 申請人:西屋電氣公司