[发明专利]间接式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及其中利用炉子产生热烟气的全部产业，在该炉子中热烟气 的热能将被用于预热送入炉子中的反应物，并由此提高炉子的热效率。本 发明具体可以涉及玻璃工业，尤其是平板玻璃工业。

背景技术

根本上已知两种使用热烟气以加热气体的方法。

首先，已知包括热交换器的设备，该热交换器用于可选地通过壁利用 由炉子产生的热烟气直接加热燃烧气体。文献EP 950 031以及US 5 807 418说明了这种设备。尽管由于只包含一个单独的热交换器而具有合理的 成本，但这种方案似乎不提供可靠的或者在任何情况下足够的安全水平。 事实上，或者因为(燃烧)过程需要还原空气，或者因为燃烧器的不合理 操作，烟气经常包括未燃烧物。随着时间的推移，热交换器材料可能受到 损坏，尤其是由于与热烟气的接触而被侵蚀。热交换器的有缺陷的部分然 后将允许热的燃烧气体-假定为氧气-与这些未燃烧物接触，从而产生火 源，其后果将是灾难性的。

此外，还已知包含两步热交换的设备，所述设备使用两种不同的热交 换器。第一热交换器用于利用热烟气加热尤其为空气的中间流体，第二热 交换器用于使用先前被第一热交换器加热过中间流体加热尤其为氧气的燃 烧气体。本专利申请的所有者的专利文献US 6 071 116和US 6 250 916说 明了这种设备。这种解决方案比上述第一种更安全，因为中间流体的氧气 含量不足以点燃烟气中的未燃烧物。并且，当所述燃烧气体为氧气而中间 流体为空气时，燃烧气体/中间流体热交换器壁的穿孔将不会产生后果，因 为它涉及两种氧化剂的接触。相反，这种解决方案不适用于加热作为燃烧 气体的天然气，因为中间流体/气体热交换器的缺陷将允许天然气与热空气 (中间流体)混合并将产生爆炸。这种解决方案的另一不利因素在于其较 高的成本，因为它需要两种通过回路连接的不同热交换器。

因此，需要一种改良的热交换器，以用于避免已知设备的缺点。

发明内容

因此，本发明的主题是一种用于燃烧炉的热交换器，所述热交换器包 括一装备有用于使从炉子的燃烧器流出的热烟气通过的装置的热交换区 域，所述热交换区域中横穿有至少一个用于将待加热的燃烧气体从燃烧气 体源经由该热交换区域输送到炉子的燃烧器中的装置，所述装置设有一能 够通过热传递加热燃烧气体的壁，所述用于输送燃烧气体的装置在该热交 换区域中位于用于容纳惰性气体且设有壁的装置内，该壁能通过来自所述 热烟气的热传递加热惰性气体。

因此，在本发明的热交换器中，热烟气和燃烧气体之间的热传递或者 热交换间接地进行：越过一壁(用于输送燃烧气体的装置的壁)并通过惰 性气体氛围。

在本发明的背景下，燃烧气体是指热交换器中常用的任何气体，尤其 是诸如氧气的氧化剂、空气、富氧空气或者燃料，例如天然气。

在本发明的背景下，惰性气体是指任何对燃烧呈惰性的气体，即，除 了氧气之外的所有不可燃气体。尤其可以提及的是氩气、氦气、氖气、氪 气、氮气或者它们的混合物。所述惰性气体优选为静态的。在一个实施例 中，惰性气体不是静态的，即惰性气体在容纳惰性气体的装置中流动，但 是，这意味着(要设置)独立的供给回路并且从而设备更复杂。

用于使从炉子的燃烧器放出的热烟气通过的装置可以是本领域技术人 员公知并在常见热交换器中使用的任何装置，特别地，烟气可以以逆流于 燃烧气体或者垂直于燃烧气体的方向被引导。

用于输送燃烧气体的装置可以是本领域技术人员公知且允许燃烧气体 从燃烧气体源经由热交换区域向燃烧炉的燃烧器输送的任何适当装置。例 如，该装置可以是至少一个管或管道，是直的或者不是直的。所述装置的 横截面可以是任何规则或不规则的横截面，例如完全或基本为圆形、或者 为卵形或椭圆形或矩形、或者为具有圆角的矩形或者任何中间形状，优选 完全或基本为圆形。可以使用现有技术的热交换器所用的任何用于输送燃 烧气体的装置。