專利名稱:圓柱形高溫燃燒爐、器皿、旋風燃燒室等螺旋冷卻管壁的構造的制作方法
本發明涉及諸如燃燒爐、反應堆、容器、旋流室等高溫加工器皿，這些器皿要經受相當高的溫度，特別如那些在里面設有螺旋水冷管，用以降低溫度的器皿。
某些類型的加工用器皿，如圓柱形燃燒爐，旋風分離器，或其它類似器械，要在諸如3000°F的極端高溫下運轉，所以必須設計成連續耐受高溫而不發生故障。例如在煤炭氣化，焚化爐，燃料燃燒，煅燒窯等中使用的旋風分離器，內有一個排氣管或渦流探測器放在旋風分離器中心，并伸進分離器頂部下方的殼體里。由于排氣管的外壁和內壁都在極端高溫環境中暴露，這些器皿壁必須用包括市售陶瓷或耐火材料的材料制造。制造上述類型的排氣管完全用這類材料而不在結構上受到局限，支座上出現問題，即使不是不可能也是很困難的。例如有人建議過用金屬材料制造排氣管，而在兩面用陶瓷材料或耐火材料絕熱。但是這并不能令人滿意，因為管子的兩側都要受到高溫，而金屬被關閉在絕熱材料的中間，兩面都受到高溫。于是金屬可能達到熔化溫度使結構損壞。為解決這個問題所作的試探中，還包括在設計中，在容器的內頂部，流化柵，旋流器頸等的前方設置切向水冷管。但是這些設計的每一種，都帶來一些其他的問題，譬如密封不嚴，底座不良和使用壽命短等。
因此本發明的目的是提供出一種器皿，和與器皿共同使用的排氣管，既可以抵抗相當高的高溫，而又可相對避免結構和底座上的問題。
本發明的另一個目的是提出一種上述類型的器皿，其中有水冷螺旋管，形成器皿的壁或排氣管的一部份。
本發明還有一個目的，就是提出一種上述類型的器皿，器皿壁和/或排氣管用由耐火材料絕熱的水冷螺旋管形成，著眼于在結構上提高總成的穩定性。
本發明另一個目的，是提出一種上述類型的器皿，螺旋管在器皿中形成主結構底座，通過選擇適當的冷卻液，并對冷卻液控制溫度，便可以把螺旋形管的溫度，保持在器皿中的氣體含有的腐蝕性物質的露點以上。這些腐蝕性物質有如H2CO3、H2SO3、H2SO4等等。
本發明的另外一個目的，是提供上述類型的一種器皿，形成螺旋管的相鄰管件部份相互焊接。
為了達到上述的以及其它的目的，本發明有一個外殼，內有一般為水平延伸的進氣口和一個排出被分離顆粒的出口。有一個垂直延伸的管狀部份，從外殼的上部穿出，作為與顆粒分離后的氣體的出口，并有一個形成螺旋管的水管，至少在螺旋管的一側，有一層絕熱材料。
參照對本發明的目前最佳、但還是作為示意的實施方案的下列詳細說明，結合附圖，便可以更全面地領會關于本發明的上述簡單敘述，以及其他的目的，特點和優點。附圖內容簡介紹如下圖1是本發明器皿的一個垂直剖面圖。
圖2是1沿2-2線的水平剖面圖。
圖3是圖1標圖號3區域的局部放大圖。
圖4-6是與圖1相似的剖面圖，但表示的是本發明的另一實施施方案。
圖5是圖4，標圖號5的區域局部放大圖。
圖1-3表示的是形式為一種旋風分離器的本發明器皿的一個舉例實施方案。這分離器有一個圓柱形金屬殼體10，其上有一個敞口的上端部份10a和一個圓錐形的下端部份。有一個耐火里襯12在殼體10的里面貼靠延伸。并有上端部份12a，中心有一個孔，其設置原因在下文中有詳細敘述，有一個下部的圓錐部份12b和殼體10的端部10b組配。
進口管14在殼體10的上部作基本水平方向的延伸，并從殼體壁上的一個適當的孔中穿出，與殼體的內壁相切，圖2示意很為明確。因此，當含有夾帶顆粒材料的熱氣體進入進入管14時，是從基本和殼體內壁相切的方向上排入殼體的內部的，這樣有利于以傳統的方式促進顆粒材粒和氣體分離。有一個出口孔16在殼體10的下部上和里襯12上貫穿，使顆粒材料可以被排放到外面的加工器械(圖中未示)中去。
設有一個從上述的里襯12的上頂部12a的中心孔中穿過的水冷出口管組合件，如標圖號18所作一般示意。組合件18有一個形成一個螺旋管構造的管件20，從器皿的內部通過中心孔向上伸展，從這孔中伸出。管20的螺旋管部份的直徑，小于里襯12內壁部份的直徑，形成環形腔21。
管20的一個端部20a通過外殼10側壁和里襯12的相應部份上的適當的孔眼穿出，并橫過殼體，向上連接螺旋部份，如圖所示。管20的另一個端部20b，從螺旋形部份所處的平面向外伸展，從外殼10的上端部份中伸出，以備和外面的設備(圖中未示)連接。在圖3中表示很清楚，有連續的翅片22固定在管20的螺旋形部份的全部長度上，并在管20的螺旋部份的相鄰管段之間，用焊接或類似方法連接，以使螺旋部份成為氣密。
管組合件18還有兩個用耐火絕熱材料制造的管形部份24和26，延伸到管20的螺旋部份的兩側。如圖所示，這管形部份24和26用若干從翅片22上伸出并伸入管形部份的錨定件28，和管20的螺旋部份固定。另有圖中用標號29作一般表示的一種絕熱材料，圍繞管20的端部20a和它的螺旋部份之間的部份上。
有一個泵或類似機械(圖中未示)，連接在管端部份20a和20b之間，用以把一種冷卻液(諸如水)在管道20中循環，以降低管20的溫度。
在運行時，從進口管14中進入的氣體，被引導進殼體10內，并進入環形腔21，這樣造成的離心力使在氣體中夾帶的顆粒材料分離。被分離的顆粒材料在重力作用下下降，通過出口孔16從殼體中排出，而清潔的氣體受對流作用通過管組合件18中空部份上升，向外通往外部的器具里，供進一步加工。
螺旋管20給用耐火材料制造的部份24和26提供了一個結構底座，使它們的結構穩定。并且，可以把環繞管件的溫度保持在低于造成潛在損壞的數值以下。當被引導進環形腔21的氣體中含有腐蝕性物質如H2CO3、H2SO3、H2SO4等時，螺旋管20的溫度可以被保持在這些物質的露點以上，從而消滅任何腐蝕性。
圖4中的實施方案與圖1-3實施方案相同的組件都用相同的標圖號標志。
根據圖4所作的實施方案，設置了一個額外的螺旋形管，圖中所作的一般示意用標號30表示，這螺旋管夾在里襯12和金屬外殼110之間，其上設有連續翅片32，沿管件的全部長度伸展。
如圖5所示，有若干錨定件34從翅片32的里側伸入到里襯12的耐火材料中去，把里襯12固定。
管30的螺旋管部份，形狀和殼體10的形狀相符，在下端部份上有圓錐體形狀。螺旋管的上部水平延伸，如圖4所示，螺旋管的相鄰段用翅片32連接。
管30的下端部份30a和上端部份30b伸到殼體10的外面，如圖所示，并和泵或類似機械相連，把冷卻液通過管件循環，如上面所述的實施方案所示。因為圖4里的殼體的管組合件18的形成和冷卻方式和前面所述的實施方案相同，所以整個器皿可以在非常高溫的環境中應用。
我們知道，本發明的殼體，并非如上面所討論的兩個舉例的實施方案，僅限于在旋風分離器上使用。例如，參照圖6，器皿可以是一種加工用器皿，有外金屬殼體40和耐火里襯42，在二者間夾入螺旋管44。殼體40，里襯42和管44在殼體的上部和下部上各有一個縮頸部份。在殼體的下端部份形成一個開口的進口46，在外殼的上端部份形成一個出口48，在下縮頸部份和圓柱形壁之間，有一個錐形部份50。
管44從殼體40的下進口端部份，向上出口端部份作螺旋管形式延伸，其兩個端部44a和44b伸到殼體所處平面的外面，和上面所述的實施方案一樣，分別起進口管和出口管的作用。
有一個連續的翅片52，和管44連接，并在殼體的全部長度中，在相鄰的兩管段中伸展，使殼體成為氣密。
雖然在附圖中不能看清，但是可以理解，與前面所述的實施方案中揭示的相似錨定件，可以用于把耐火里襯42和螺旋管44固定。
一種冷卻液在被從管44的進口部分44a引入后，在殼體的全部空間里通過，然后從管道的出口端部份44b排出，把器皿熱度保持低于用其他方法可能達到的溫度。
當需要處理的材料，不論其為固體，液體或氣體狀態，被引入殼體的進口46后，向上進入殼體，在其中和反應材料完成需要的反應后，從出口48排出。
據已了解，在前面的每一實施方案中，水管的進口和出口的具體位置，可以作本發明范圍內的變化。例如，水管的進口部份和出口部份，可以都設在殼體的上部里，分別如圖6中的標圖號44c和44d所示。在這樣的結構中，水通過交替的螺旋管管段向下流動，然后通過另外一組交替的螺旋管管段向上流動，再從出口端部份44d排出。據理解這樣的循環也可以結合到任何上面所述的實施方案中去。
在本發明提出的每一實施方案中，都有一個帶排出口或不帶排出口的殼體，從結構的觀點看都有穩定的結構，而不受腐蝕的影響，益且可以耐受相當高的溫度。
在上述的揭示中，保留了一定寬度范圍里修改，變更和取代的型式，并且在某些場合里使用本發明的一些特點而不使用相關的其他特點。因此，對于后附的權利要求
作廣義的理解，并且用與權利要求
中提出的發明的精神和范圍相符的態度去對待實為理之所宜。
勘誤表CPWE85423權利要求
1.一種用以從氣體中分離夾帶的顆粒的器皿，其特征在于，器皿有一個殼體，其中有一般為水平伸展的氣體進口，和一個排出分離顆粒的出口，有一個垂直延伸的管形部份，從上述殼體的上部伸出，為與上述顆粒分離后的氣體提供一個出口，上述管形部份有一段管道形成一個螺旋管，有一個絕熱材料層至少放在上述螺旋管的一側，并有把冷卻液引入上述螺旋管的裝置。
2.如權利要求
第1項里的器皿，其特征在于另有裝置把上述管件的相鄰段連接。
3.如權利要求
第2項里的器皿，其特征在于上述連接裝置有在上述管件的相鄰管段之間延伸的翅片，與上述管段焊接。
4.如權利要求
第3項中的器皿，其特征在于它還有錨定器件從上述翅片上伸出，把上述絕熱材料固定。
5.如權利要求
第1項中的器皿，其特征在于上述絕熱材料伸展到上述螺旋管的兩側。
6.如權利要求
第1項中的器皿，其特征在于上述管形部份的一部份在上述器皿中作與上述器皿壁有間距的伸展，形成與上氣體出口相通的環形腔。
7.如權利要求
第6項中的器皿，其特征在于上述氣體進口作基本與環形腔相切的伸展，以促進上述分離。
8.如權利要求
第1項中的器皿，其特征在于上述引入裝置有上述管件的延伸段，從上述螺旋管的一端伸展，橫過上述器皿，穿過上述器皿的壁部，和上述冷卻液的供源相連。
9.如權利要求
第1項中的器皿，其特征在于上述殼體由帶耐火里襯的金屬殼體形成。
10.如權利要求
第9項中的器皿，其特征在于其中有另一管件形成一個螺旋管，在殼體和里襯之間伸展。
11.如權利要求
第10項中之器皿，其特征在于它有另一個裝置把冷卻液引入上述另一管件。
12.如權利要求
第11項中之器皿，其特征在于上述另一管件的下端部份和上端部份伸出上述殼體的外部，上述冷卻液從上述下端部份引入，從上述上端部份排出。
13.如權利要求
第11項中之器皿，其特征在于上述另一管件的兩端部都從上述殼體的一端伸出，分別把上述冷卻液引入和排出，上述冷卻液向著上述殼體的另一端循環，然后回到上述的一端。
14.如權利要求
第13項中的器皿，其特征在于上述另一管件的兩端都從上述殼體的上端伸出。
15.一種有下列各組件的器皿，其特征在于組件包括一個金屬殼體，一個上述殼體的耐火里襯，形成螺旋管在上述殼體和上述里襯之間伸展的管件，以及在上述管件上附加的連續翅片，這翅片可使上述管件形成的結構氣密，上述管件的兩端伸出上述殼體的外部，使冷卻液可從上述管中通過。
16.如權利要求
第15項中之器皿，其特征在于有一個進口在上述殼體的下端形成，接受將在上述器皿中加工的材料，在上述殼體的上部，有一個出口形成，以排出上述材料。
17.如權利要求
第15項中之器皿，其特征在于上述管件的一個端部從上述殼體的一端伸出，接受冷卻液，上述管件的另一端從上述殼體的另一端伸出，把上述冷卻液從上述殼體內排出。
18.如權利要求
第15項中之器皿，其特征在于上述管件的兩端，都從上述殼體的一端伸出，分別引入和排出上述冷卻液，上述冷卻液向上述殼體的另一端循環，并回到上述的一端。
19.如權利要求
第18項中之器皿，其特征在于上述管件的兩端，都從上述殼體的上端伸出。
專利摘要
一種用以把夾帶的顆粒從氣體中分離的器皿，器皿中有一個垂直伸展的管形部分，從殼體的一部分中通過，為將顆粒分離后的氣體提供出口。管形部分有一段管件形成一個螺旋管，在管件的全部長度上，有一條連續的翅片，從管件上伸出。翅片與鄰近的管段焊接，使螺旋管成為氣密。有一層絕熱材料在螺旋管的兩側伸展。
文檔編號B04C5/20GK85104516SQ85104516
公開日1986年12月10日 申請日期1985年6月11日
發明者斯圖爾特 申請人:福斯特惠勒能源公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan