專利名稱：陶瓷制品的燒制方法及所用窯爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制品的燒制方法，尤其涉及陶瓷制品的燒制方法以及應(yīng)用該方 法的陶瓷窯爐。
背景技術(shù)：
眾所周知，陶瓷制品窯爐可大致細(xì)分為兩大類隧道窯(tunnel kiln)和間歇窯 (intermittent kiln)。隧道窯特別適合燒制陶瓷平板和瓷磚，簡(jiǎn)單地包括一以耐火材料為內(nèi)襯的長(zhǎng)的隧 道結(jié)構(gòu)，待燒制品置于能自動(dòng)推進(jìn)的窯車或可旋轉(zhuǎn)的托輥上沿隧道向前移動(dòng)。隧道內(nèi)設(shè)有溫度控制系統(tǒng)，將窯爐沿縱向分成多個(gè)不同溫度的連續(xù)段，這樣陶瓷 制品在移動(dòng)過(guò)程中可以經(jīng)歷燒成周期的所有階段。燒成周期包括加熱和冷卻兩個(gè)階段，速度差不多快，并且大致可描述為窯爐內(nèi)沿 縱向分布的各不同的溫度段的變化曲線圖。不同的是，間歇窯通常包括一單獨(dú)的燃燒室，以包覆耐火材料的墻壁為界，待燒的 制品在其內(nèi)部不能移動(dòng)。間歇窯特別適合用于燒制大面積制品和/或具有復(fù)雜形狀以及可能有不同厚度 的壁面的制品，例如坐便器底座、臉盆和浴缸，但是也包括廚房用具，用于高壓電線的絕緣 管道的陶瓷絕緣體，或者用于污水管道的陶瓷管，以及類似的制品。間歇窯的燒成周期通過(guò)單個(gè)燃燒室內(nèi)溫度的漸變來(lái)完成，并且可描述為制品在窯 爐內(nèi)部燒制時(shí)間相應(yīng)的窯爐溫度的變化曲線圖。特別的是，燒成周期一般包括三個(gè)連續(xù)的階段，包括第一階段統(tǒng)一加熱升溫至約 1200-1300°C，中間階段保持恒溫，以及最終階段冷卻制品至環(huán)境溫度。冷卻階段分為第一快速冷卻階段，此階段制品被快速冷卻至約600°C的溫度，接著 為慢速冷卻階段，使其溫度達(dá)到環(huán)境溫度。慢速冷卻階段能使完成的制品沒(méi)有瑕疵和/或殘余應(yīng)力，否則可能會(huì)造成裂縫、 大的裂口并且有時(shí)會(huì)造成實(shí)際破損?？焖俸吐倮鋮s階段的適當(dāng)調(diào)整進(jìn)一步能使陶瓷原料呈現(xiàn)不同的化學(xué)/物理結(jié) 構(gòu)，這決定了所完成的陶瓷制品的機(jī)械性能。燃燒室內(nèi)溫度的調(diào)整大致可通過(guò)多個(gè)安裝于窯爐側(cè)面墻壁和/或拱壁以及窯爐 底面的合適位置，直接面對(duì)燃燒室內(nèi)部的無(wú)火焰噴嘴(free-flame burner)來(lái)達(dá)到。每個(gè)噴嘴均連接到燃料供應(yīng)管道，一般為甲烷氣體，以及助燃物供應(yīng)管道，一般為 來(lái)自外部環(huán)境溫度下的空氣，噴嘴開(kāi)口接近窯壁內(nèi)表面，可在燃燒室內(nèi)引發(fā)自由地燃燒的 火焰。相應(yīng)的閥門裝置連接到供料管道，使用閥門裝置來(lái)控制可燃物和燃料的流量，這 樣可通過(guò)控制火焰的強(qiáng)度來(lái)控制產(chǎn)生的熱量。與隧道窯不同的是，隧道窯整個(gè)燒成周期的持續(xù)時(shí)間決定于制品在窯內(nèi)的移動(dòng)速度，比如在不同窯段花費(fèi)的時(shí)間，顯而易見(jiàn)的是間歇窯整個(gè)燒成周期的持續(xù)時(shí)間決定于窯 內(nèi)單個(gè)燃燒室的溫度變化速度。不過(guò)間歇陶瓷窯具有很大程度的熱慣性(thermal inertia)，這會(huì)大大影響燃燒 室內(nèi)的溫度梯度。特別的是，熱慣性會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，尤其在陶瓷制品的冷卻速度比正常情況下要 快的快速冷卻階段，其并非造成最終產(chǎn)品的任何瑕疵，而是由于窯內(nèi)不可避免的熱慣性造 成該階段持續(xù)時(shí)間比原本所需的要長(zhǎng)。至少能部分解決該問(wèn)題的方法是通過(guò)熄滅噴嘴的供料管道，向窯內(nèi)引入空氣，這 樣通過(guò)空氣對(duì)流消耗一部分內(nèi)部熱量，使陶瓷制品更快的冷卻從而減少整個(gè)燒成周期的持 續(xù)時(shí)間。當(dāng)然該方法并非用于間歇陶瓷窯使用的所有噴嘴類型。特別的是，在先技術(shù)中包括有整合有熱交換器的無(wú)火焰噴嘴，其中的助燃空氣可 通過(guò)溫度基本與燃燒室內(nèi)相同的窯內(nèi)的空氣氣流與熱燃料煙氣進(jìn)行預(yù)熱。熱氣流沿噴嘴的主體內(nèi)的流出管道流動(dòng)，該流出管道通向窯爐并且穿過(guò)熱交換
ο火焰點(diǎn)燃時(shí)，助燃空氣的預(yù)熱能使窯爐具有更高的效率和整體性能，因此能減少 燃料浪費(fèi)?；鹧嫦鐣r(shí)，不能通過(guò)這些熄滅了的噴嘴的供料管道輸送冷卻氣流，這樣無(wú)論如 何冷氣流都會(huì)被通過(guò)熱交換器的熱氣流加熱，從而使燃燒室溫度太高而不能有效地冷卻其 中的制品，同時(shí)也會(huì)增加整個(gè)燒成周期的持續(xù)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)采用該類型的噴嘴減少快速冷卻時(shí)間，從而減少間歇瓷窯完 成一個(gè)燒成周期所需要的時(shí)間。本發(fā)明的另一目的為通過(guò)簡(jiǎn)易、合理并且相對(duì)便宜的方法獲得上述提到的裝置。這些目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求所述的本發(fā)明特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立權(quán)利要求描述了本發(fā) 明優(yōu)選的和/或有突出優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。特別的是，瓷窯內(nèi)部設(shè)有一用來(lái)燒制制品的裝置，該窯爐包括至少一個(gè)連接助燃 劑供料管道的火焰噴嘴，一窯爐熱氣流輸出管道，以及一用于供料管道和輸出管道之間流 體熱量交換的熱交換器。本發(fā)明方法包括當(dāng)火焰噴嘴熄滅時(shí)，通過(guò)至少一個(gè)噴嘴的輸出管道向窯爐內(nèi)引入 冷卻流體來(lái)冷卻制品。在該方法中，冷卻流體通過(guò)輸出管道逆向流動(dòng)，比如，與熱流體的常規(guī)方向相反， 從而避免熱氣流通過(guò)熱交換器。因此，冷卻流體到達(dá)燃燒室時(shí)沒(méi)有在熱交換器內(nèi)經(jīng)歷任何 加熱，從而能夠快速冷卻制品以及有效減少整個(gè)燒成周期的持續(xù)時(shí)間?！袄鋮s流體” 一般指相對(duì)于燃燒室來(lái)說(shuō)溫度更低的任何流體。本發(fā)明方法中優(yōu)選的冷卻流體包括使用外部空氣，比如環(huán)境溫度下的空氣。本發(fā)明的一優(yōu)選方式為，該方法在冷卻階段的同時(shí)通過(guò)熄滅的噴嘴的供料管道輸 入助燃劑，比如一般為常溫下的空氣。
助燃劑在熱交換器中也不會(huì)被加熱。由于熱交換器將通過(guò)兩股溫度大致相同的流 體，并且能在到達(dá)燃燒室時(shí)具有相比窯爐溫度更低的溫度，所以能夠進(jìn)行有效的散熱。兩股流體同時(shí)輸入能進(jìn)一步提高引入燃燒室的冷卻流體的整體流速，因此能更好 的散熱以及更快的冷卻窯爐。在所有階段選擇的冷卻流體流速要盡可能快，尤其在快速燒成階段，在此階段陶 瓷制品沒(méi)有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在窯爐的優(yōu)選實(shí)施例中，噴嘴的輸出管道連接閥門裝置，該閥門裝置能使輸出管 道與外部環(huán)境接通，同時(shí)也能啟動(dòng)使得輸出管道與外部環(huán)境斷開(kāi)，從而能與特殊冷卻流體 供料裝置接通，反之亦然。在本文中，噴嘴正常工作期間，燃燒室溫度比環(huán)境溫度要高，并且其內(nèi)部的熱氣流 從與外部接通的輸出管道自然流出。在噴嘴熄滅的冷卻階段，閥門裝置啟動(dòng)使輸出管道與冷卻流體供料裝置接通，迫 使冷卻流體流入輸出管道離開(kāi)燃燒室內(nèi)部。在另一窯爐的優(yōu)選實(shí)施例中，噴嘴輸出管道開(kāi)口接入文丘里管(venturi tube)的 狹窄截面，控制流體(command fluid)軸向通過(guò)文丘里管，一般為環(huán)境溫度下的外部空氣， 在狹窄截面產(chǎn)生將熱氣流抽出燃燒室所需的低壓。在本文中，冷卻流體注入窯爐內(nèi)要優(yōu)先使輸出管道內(nèi)的控制流體轉(zhuǎn)向，沿正常熱 流體的逆流方向流動(dòng)。這一轉(zhuǎn)向可簡(jiǎn)單通過(guò)阻止控制流體從文丘里管軸向流出完成，例如 可通過(guò)閉合文丘里管下游的單向閥來(lái)完成。這樣，控制流體被迫從輸出管道內(nèi)的文丘里管流向窯爐內(nèi)的燃燒室。本發(fā)明進(jìn)一步得到了促進(jìn)上述燒制方法的間歇陶瓷窯爐。窯爐包括至少一個(gè)火焰噴嘴，該噴嘴具有至少一個(gè)助燃劑供料管道，窯爐內(nèi)熱氣 流輸出管道，以及一用于供料管道和輸出管道內(nèi)流動(dòng)流體之間熱量交換的熱交換器；通過(guò) 噴嘴輸出管道供應(yīng)冷卻流體的裝置，流體沿正常熱氣流輸出方向的逆流方向流動(dòng)。這里如上述提到的，輸出管道優(yōu)先與使其能與外部環(huán)境接通的閥門裝置相連，同 時(shí)閥門裝置也能啟動(dòng)使輸出管道與外部環(huán)境斷開(kāi)從而使其與冷卻氣體提供裝置接通，反之 亦然。此方法中，當(dāng)噴嘴熄滅時(shí)啟動(dòng)閥門裝置，通過(guò)供料裝置冷卻流體被迫在輸出管道 中逆向流入燃燒室。在一不同結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，噴嘴的供料管道開(kāi)口于文丘里管的狹窄截面，文丘里 管沿輔助管道的方向插入其中，管道內(nèi)有控制流體流動(dòng)，從而能在狹窄截面創(chuàng)造低壓用于 將窯爐內(nèi)的熱氣流沿輸出管道吸出。在本文中，本發(fā)明冷卻流體供料裝置包括將控制流體轉(zhuǎn)入輸出管道的裝置，優(yōu)選 的閥門裝置用于選擇性地關(guān)閉文丘里管下游的輔助管道。由于該方法為通過(guò)關(guān)閉閥門裝置，控制流體被迫通過(guò)輸出管道逆向流動(dòng)至燃燒 室，在這里冷卻其中的陶瓷制品。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)可借助帶有圖示的

，通過(guò)閱讀下述以非限制性示例的方式進(jìn)行的說(shuō)明來(lái)詳細(xì)說(shuō)明，其中 圖1為本發(fā)明間歇陶瓷窯爐的剖視圖2和圖3為安裝于圖1中的窯爐上的無(wú)火焰噴嘴的裝置圖，描述了燒成工序的兩個(gè) 階段；
圖4和圖5為安裝于圖1中的窯爐上的無(wú)火焰噴嘴的不同的裝置圖，描述了燒成工序 的兩個(gè)階段。
具體實(shí)施例方式間歇窯爐1包括一單獨(dú)封閉的燃燒室2、以耐火材料側(cè)墻為界的窯爐內(nèi)部固定安 裝的支撐構(gòu)件3、支撐構(gòu)件上放置的待燒的陶瓷制品100。在實(shí)施例中，陶瓷制品100為衛(wèi)生用品，如坐便器底座、臉盆和浴缸，但是窯爐1也 能用于燒制其他用品，如廚房用具、用于高壓電線的絕緣管道的陶瓷絕緣體，或者用于污水 管道的陶瓷管，以及類似的制品。間歇窯爐1也可用于燒制陶瓷平板或瓷磚、耐火磚或其它制品。陶瓷制品100在整個(gè)燒成周期中在間歇窯爐1內(nèi)不能移動(dòng)，其燒成周期可根據(jù)燃 燒室2內(nèi)作為時(shí)間函數(shù)所需的溫度的程序變化來(lái)得到。多個(gè)無(wú)火焰噴嘴4恰當(dāng)?shù)匕惭b在窯爐1的側(cè)墻上，噴嘴4用于加熱燃燒室2，依此 來(lái)控制其內(nèi)部的溫度。煙囪5位于窯爐1的頂篷上，噴嘴4的火焰產(chǎn)生的熱燒成氣體通過(guò) 煙囪5排放至外部。在一些應(yīng)用實(shí)例中，噴嘴4也可安裝在窯爐頂篷和/或底部壁面上。如圖2和圖3描述的，每個(gè)噴嘴4包括一大致呈圓筒形的外殼40，插入并堵住窯爐 壁面1上的各個(gè)開(kāi)口。外殼40的前端開(kāi)口朝向燃燒室2，并且與窯爐壁面的內(nèi)表面無(wú)縫平接，其后端封 閉并且凸出至外部。一排氣口 41安裝于外殼40后端凸出的部分上。一圓柱形管道42同軸安裝至外殼40內(nèi)部，管道42的直徑小于外殼40的直徑，以 此來(lái)限定環(huán)狀管道43連接燃燒室2和排氣口 41。 圓柱形管道42前面部分呈圓錐形，其端部稍微從外殼40邊緣凸出，并且朝向燃燒 室2內(nèi)部開(kāi)口。圓柱形管道42的相反一端為封閉的，包覆在外殼40后端的凸出部分內(nèi)。一進(jìn)氣口 44安裝于圓柱形管道42的突出部分上。中心管45起始于圓柱形管道42尾端至圓錐形地帶，用橫隔板47封閉。中心進(jìn)氣口 48在圓柱形管道42的尾端上，而出氣口 49在橫隔板47的中心處，出 氣口 49將中心管45和圓柱形管道42的圓錐形地帶接通，因此與燃燒室2也接通了。如此 一來(lái)，中心管45限定了一接通進(jìn)氣口 48和燃燒室2的管道。在圖2和圖3的描述的實(shí)施例中，進(jìn)氣口 44與助燃空氣供料管6連接，助燃空氣 為直接從外部收集而來(lái)的環(huán)境溫度下的空氣，通過(guò)一壓縮機(jī)61在環(huán)形管道46內(nèi)部的壓力 下迫使該助燃空氣流向燃燒室2。進(jìn)氣口 48與燃料供料管7連接，一般為甲烷氣體。
供料管7連接一由供料管道6內(nèi)的助燃空氣壓力自動(dòng)控制的氣控流速控制器70， 通過(guò)校準(zhǔn)能一直提供正確的可燃?xì)怏w的流量，作為空氣流量的函數(shù)。最后，出氣口 41連接至排氣管8，該排氣管通過(guò)煙囪(未顯示)直接開(kāi)口至外部環(huán)
^Mi ο排氣管8連接第一閥門85，通過(guò)啟動(dòng)該閥門可選擇性地開(kāi)啟和斷開(kāi)排氣管8與外 部環(huán)境的連接。出氣口 41和第一閥門85之間的排氣管8通過(guò)輔助管道86與供料管6相連。輔助管道86連接第二閥門87，通過(guò)啟動(dòng)該閥門可選擇性地開(kāi)啟和斷開(kāi)供料管6與 排氣管8的連接。間歇窯爐1內(nèi)的制品100的燒成周期大致包括一加熱階段，噴嘴4 一般在此階段 點(diǎn)燃；一保持恒溫階段，以及接下來(lái)在環(huán)境壓力下恢復(fù)制品100的冷卻階段，噴嘴4 一般在 此階段熄滅。如上所述，冷卻階段可分為初始快速冷卻階段，在此階段制品100可快速降溫至 約600°C，接著在慢速冷卻階段降溫至250-300°C，然后開(kāi)始新的快速冷卻階段，將其降至
環(huán)境溫度。如圖2描述的，噴嘴4點(diǎn)燃時(shí)，第二閥門87閉合，助燃空氣由壓縮機(jī)61提供，通過(guò) 供料管6、環(huán)形管道46內(nèi)部，再流向開(kāi)口在燃燒室2內(nèi)部的圓柱形管道42的圓錐形地帶。燃料通過(guò)流速控制器70調(diào)節(jié)并由中心管45內(nèi)部的供料管7提供，流向橫隔板47 上的出氣口 49。這樣，可燃物和助燃空氣在圓柱形管道42的圓錐形地帶混合并點(diǎn)燃形成活活頭 噴至燃燒室2內(nèi)部。在橫隔板47上裝有用于點(diǎn)燃的特殊裝置，可使火焰點(diǎn)燃后燒至噴嘴4，由于它們 均為已知類型的這里不作說(shuō)明了。在火焰點(diǎn)燃的加熱階段，排氣管8的第一閥門85是打開(kāi)的。燃燒室2內(nèi)的熱燃燒氣的壓力稍微大于環(huán)境壓力，這樣這些氣流可通過(guò)噴嘴4的 環(huán)形管道43從圓柱形外殼40的開(kāi)口端流向出氣口 41，再?gòu)拇颂幜魅肱艢夤?，通過(guò)煙囪排 至外部。穿過(guò)環(huán)形管道43時(shí)，熱氣流從外部沖擊圓柱形管道42的側(cè)壁，該管道內(nèi)部有助燃 氣逆向流動(dòng)。圓柱形管道42的壁面采用良好的熱傳導(dǎo)材料制成，一般為金屬或更好的碳化硅， 使得來(lái)自燃燒室2的熱氣流和來(lái)自外部的助燃?xì)饽苓M(jìn)行熱能傳遞。實(shí)際上外殼40和圓柱形管道42為一逆流熱交換器。為了提高換熱效率，圓柱形管道42的側(cè)壁能添加散熱片用于提高熱量交換。熱氣流的溫度大致與燃燒室2的相同，這樣助燃?xì)馀c可燃物混合前被加熱，可提 高間歇窯爐1的整體效率和性能，因此能夠減少燃料的浪費(fèi)。熱氣流從窯爐1出來(lái)，經(jīng)排氣管8和/或煙囪5可提供給另一個(gè)間歇陶瓷窯爐內(nèi)部 (未顯示)，區(qū)別于這里描述的一個(gè)，如此可獲得更高的氣體熱量的利用以及整體能量節(jié)約。如圖3所示，為冷卻制品100來(lái)自供料管道 7的可燃物流體被截?cái)?，從而?dǎo)致噴嘴 4的火焰熄滅。
供料管道6的壓縮機(jī)61持續(xù)向窯爐燃燒室2內(nèi)引入助燃空氣。助燃空氣為環(huán)境溫度下的，這樣燃燒室2內(nèi)存在的一部分熱量可通過(guò)空氣對(duì)流消 耗，從而使得陶瓷制品100的冷卻操作條件更為溫和。助燃空氣作為冷卻流體在此階段可起到有效作用。為了加快制品100的冷卻，排氣管8的第一閥門85閉合以斷開(kāi)其與外部的連接， 同時(shí)第二閥門87打開(kāi)以使排氣管8和壓縮機(jī)61下游的供料管道6接通。這樣，空氣由壓縮機(jī)61泵入，也是沿排氣管8逆向流動(dòng)，進(jìn)入噴嘴4并從出氣口 41 流過(guò)環(huán)形管道43，流入燃燒室2?？諝饬黧w阻止了來(lái)自燃燒室2的熱氣流的輸出，因此阻礙了由外殼40和圓柱形管 道42限制的熱交換器的作用。由于該原因，由壓縮機(jī)61泵入的環(huán)境溫度下的空氣在熱交換器中沒(méi)有經(jīng)歷任何 加熱，并且當(dāng)其進(jìn)入窯爐1時(shí)，消耗更多的熱量，使得陶瓷制品100能被更快速的冷卻，從而 獲得更短的燒成周期整個(gè)持續(xù)時(shí)間。該方法能有效應(yīng)用于制品100的冷卻速度必須盡可能最高的所有階段，尤其在初 始的快速冷卻階段。顯而易見(jiàn)的是能通過(guò)增加壓縮機(jī)61的速度來(lái)增加引入窯爐燃燒室2內(nèi)的冷卻氣
體流量。描述的階段最好通過(guò)程序控制裝置進(jìn)行操作，該裝置不僅能自動(dòng)控制閥門組85 和87，也能自動(dòng)控制可燃物供料裝置以及所有其他涉及窯爐1運(yùn)行的操作組件。在圖4和圖5所示的另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣口 44與助燃空氣的供料管道6連接， 該助燃空氣通過(guò)一未顯示的壓縮機(jī)直接從外部收集的環(huán)境溫度下的空氣。供料管道6連接一自動(dòng)控制的閥門組60，可使供料管道6打開(kāi)和閉合并且可調(diào)節(jié) 提供給噴嘴4的助燃空氣的流量。進(jìn)氣口 48與可燃物供料管道7連接，類似前面的實(shí)施例，該管道包括一氣控流速 控制器70，可通過(guò)供料管道6中的助燃空氣的壓力自動(dòng)控制。出氣口 41最終連接至開(kāi)口在文丘里管狹窄截面的排氣管8。文丘里管80沿輔助管道81軸向插入，其內(nèi)部有加壓控制流體流動(dòng)，最好選擇直接 從外部收集的環(huán)境溫度下的空氣流體?？刂屏黧w從文丘里管80的進(jìn)口軸向流動(dòng)至出口，在其狹窄截面形成低壓從而使 得燃燒室2內(nèi)存在的熱流體被吸出通過(guò)環(huán)形管道43、出氣口 41以及排氣管8。沿控制流體流動(dòng)方向的文丘里管80的下游，輔助管道81連接一自動(dòng)控制的閥門 組84，可使輔助管道81打開(kāi)和閉合。如圖4所示，噴嘴4點(diǎn)燃時(shí)，閥門組60打開(kāi)，同時(shí)助燃空氣由環(huán)形管道46內(nèi)部的 供料管道6提供，從此處流向開(kāi)口在燃燒室2內(nèi)部圓柱形管道42的圓錐形地帶。與上述示例類似，可燃物采用流速控制器70調(diào)節(jié)并由中心管45內(nèi)部的供料管道 7提供，從該管道流向安裝在橫隔板47上的出氣口 49。這樣，可燃物和助燃空氣在圓柱形管道42的圓錐形地帶混合并點(diǎn)燃形成活活頭 噴至燃燒室2內(nèi)部。在加熱階段，火焰點(diǎn)燃，閥門組84打開(kāi)，同時(shí)輔助管道81中流過(guò)控制流體，可在文丘里管80的狹窄截面形成上述的低壓。該低壓能吸引燃燒室2內(nèi)存在的部分熱燃燒氣，經(jīng) 噴嘴4的環(huán)形管道43從圓柱形外殼40的開(kāi)口端流向出氣口 41。來(lái)自出氣口 41的熱氣流流入排氣管8，直到它們與文丘里管80內(nèi)的控制流體混 合，這樣流過(guò)輔助管道81的上游地帶，流至開(kāi)口處通過(guò)煙囪(未顯示)至外部。在環(huán)形管道43的交叉處，通過(guò)采用作為逆向流動(dòng)的熱交換器的外殼40和圓柱形 管道42，來(lái)自燃燒室2的熱氣流的熱能傳遞至少一部分熱量給來(lái)自外部的助燃空氣。該示例中也是如此，熱氣流流出排氣管8和/或從煙囪5能被提供給第二個(gè)陶瓷 窯，區(qū)別于這里描述的一個(gè)，可使其更快速的加熱和/或預(yù)熱其提供給噴嘴的助燃?xì)?，以獲 得整體能量的節(jié)約。如圖5所示，為了冷卻制品100，來(lái)自供料管道7的可燃物流量被截?cái)?，從而?dǎo)致噴 嘴4火焰的熄滅。同時(shí)，閥門組84啟動(dòng)以關(guān)閉文丘里管80下游的輔助管道81，這樣控制流體不會(huì)自 由流向煙囪。這樣，控制流體不會(huì)從文丘里管80軸向流出，從而被迫沿排氣管8逆向流動(dòng)，進(jìn)入 噴嘴4并沿沿環(huán)形管道43從出氣口 41流向燃燒室2?？刂屏黧w阻止了來(lái)自燃燒室2的熱氣流的輸出，因此阻礙了由外殼40和圓柱形管 道42限制的熱交換器的作用。由于該原因，控制流體，一般為上述提到的環(huán)境溫度下的空氣，沒(méi)有在熱交換器內(nèi) 加熱，并且當(dāng)其進(jìn)入窯爐1時(shí)，通過(guò)對(duì)流消耗燃燒室2內(nèi)存在的部分熱量，使陶瓷制品100 更快速的冷卻，從而獲得更短的整個(gè)燒成周期的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)控制流體在燃燒室2內(nèi)部提供時(shí)，保持閥門組60打開(kāi)，助燃劑可通過(guò)供料管道 6引入窯爐1內(nèi)。這樣，兩股空氣流同時(shí)供應(yīng)增加了注入燃燒室2的冷卻氣體的總體流速，因此能 更好的消耗熱量從而使窯爐更快速的冷卻。該方法能有效應(yīng)用于制品100的冷卻速度必須盡可能最高的所有階段而沒(méi)有發(fā) 生損壞的風(fēng)險(xiǎn)，尤其在陶瓷制品100的快速冷卻階段。不過(guò)，在慢速冷卻階段，閥門組60可被關(guān)閉，這樣制品可僅用控制流體冷卻。 上述描述的燒成階段最好采用程序控制裝置進(jìn)行操作，該裝置不僅能自動(dòng)控制閥 門組60和84，而且能自動(dòng)控制可燃物供料裝置以及窯爐1運(yùn)行所涉及到的所有其它的操作 組件。 顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)所描述的間歇窯1和制品100的燒成方法進(jìn)行多種技 術(shù)應(yīng)用特征的改進(jìn)，所有這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種在陶瓷窯爐(1)中燒制制品(100)的方法，該窯爐包括至少一個(gè)至少連接有助燃劑供料管道(46、6)的火焰噴嘴(4)、來(lái)自窯爐的熱氣流輸出管道(43、8)以及一用于供料管道(46、6)和輸出管道(43、8)內(nèi)流過(guò)的流體之間的熱量交換的熱交換器(40、42)，其特征在于該方法包括當(dāng)火焰噴嘴(4)熄滅時(shí)，通過(guò)所述的至少一個(gè)噴嘴(4)的輸出管道(43、8)向窯爐內(nèi)注入冷卻流體來(lái)冷卻制品(100)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在注入冷卻流體階段，通過(guò)至少一個(gè)熄滅 的噴嘴(4)的供料管道(46、6)同時(shí)向窯爐內(nèi)提供助燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輸出管道(43、8)與閥門組(85、87)連接， 該閥門組用于選擇性地將輸出管道(43、8)與外部環(huán)境接通或與提供冷卻流體的供料裝置 (61)接通，并且在冷卻流體注入階段，啟動(dòng)閥門組(85、87)使輸出管道(43、8)與供料裝置 (61)接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于啟動(dòng)閥門組(85、87)使輸出管道(43、8) 與供料裝置(61)接通，進(jìn)一步向供料管道(46、6)提供助燃劑，冷卻流體與助燃劑為同一流 體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于噴嘴(4)的輸出管道(43、8)開(kāi)口于文丘里 管(80)的限制截面，文丘里管內(nèi)軸向流過(guò)控制流體，在其狹窄截面形成低壓來(lái)吸出來(lái)自窯 爐(1)的熱氣流，冷卻流體的注入階段可通過(guò)將控制流體轉(zhuǎn)向進(jìn)噴嘴(4)的輸出管道(43、 8)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于控制流體的轉(zhuǎn)向可通過(guò)限制控制流體從文 丘里管(80)軸向流出來(lái)實(shí)現(xiàn)。
7.—種陶瓷窯爐，包括至少一個(gè)至少連接有助燃劑供料管道(46、6)的火焰噴嘴(4)、 來(lái)自窯爐的熱氣流輸出管道(43、8)以及一用于供料管道(46、6)和輸出管道(43、8)內(nèi)流過(guò) 的流體之間的熱量交換的熱交換器(40、42)，其特征在于該陶瓷窯爐包括經(jīng)由至少一個(gè)噴 嘴(4)的輸出管道(43、8)向窯爐內(nèi)提供冷卻流體的裝置(61、80、84)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的窯爐，其特征在于輸出管道(43、8)與閥門組(85、87)連接， 該閥門組用于選擇性地將輸出管道(43、8)與外部環(huán)境接通或與提供冷卻流體的供料裝置 (61)接通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的窯爐，其特征在于提供冷卻流體的裝置(61)進(jìn)一步向供料管 道(46、6)提供助燃劑，冷卻流體與助燃劑為同一流體。。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的窯爐，其特征在于輸出管道(43、8)開(kāi)口于文丘里管(80)的 狹窄截面，文丘里管沿輔助管道(81)插入，其中有控制流體流動(dòng)，可在其狹窄截面形成低 壓用于吸出來(lái)自窯爐(1)的熱氣流，冷卻流體提供裝置包括用于將控制流體轉(zhuǎn)入輸出管道 (43,8)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的窯爐，其特征在于轉(zhuǎn)向裝置(84)包括用于選擇性地關(guān)閉文 丘里管(80)下游的輔助管道(81)的閥門裝置(84)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在陶瓷窯爐中燒制制品(100)的方法，該窯爐包括至少一個(gè)至少連接有助燃劑供料管道(46、6)的火焰噴嘴(4)、來(lái)自窯爐的熱氣流輸出管道(43、8)以及一用于供料管道(46、6)和輸出管道(43、8)內(nèi)流過(guò)的流體之間的熱量交換的熱交換器(40、42)，其特征在于該方法包括當(dāng)火焰噴嘴(4)熄滅時(shí)，通過(guò)所述的至少一個(gè)噴嘴(4)的輸出管道(43、8)向窯爐內(nèi)注入冷卻流體來(lái)冷卻制品(100)。
文檔編號(hào)F27B9/36GK101981402SQ200980110050
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者吉安魯卡·普拉泰勒, 戴維·林度 申請(qǐng)人:薩克米伊莫拉機(jī)械合作社合作公司