[发明专利]熔化玻璃配合料之类物料的燃烧器

说明书

本发明涉及燃烧器，具体涉及多喷嘴的燃烧器结构。

连续的玻璃熔化方法通常需将堆积的配合料熔化成熔融玻璃液流配合料保持在一种池式熔化炉中，并供给热量一直到该料被熔化成一池熔融的玻璃液流。熔化池中通常包含了大量的熔融玻璃，以便在排出玻璃进行成形操作之前有足够的停留时间停留在熔融玻璃的液流状态，从而达到一定的均匀程度。这些在池式溶窑中的再循环液流可能导致不能充分地利用热能。传统的高架辐射加热是不充分的，因为该辐射能只有部分射向要被熔化的配合料。

作为上面叙述的传统池式玻璃熔化炉的替代物，Kunkle和Matesa的美国专利No    4381934公开了一种强化配合料液化的方法，在这种方法中大量的配合料可以在相当小的液化容器内被液化。这种方法只产生相当少量的高温废气，特别是在应用强化热源的时侯。废气中的热量也可以被回收并被用来直接加热进入液化容器的配合料流，从而改进方法总的热效率。

在加热配合料使其液化时，最好用燃烧器在炉中露出的配合料上实现最大火焰覆盖从而有效地利用热量。为了像在美国专利No    4381934中公开的那样有效地加热在加热容器中的配合料层而配置燃烧器时，有若干要考虑的因素。当燃烧器的火焰太接近配合料层时，火焰的冲击可能使料层变得不稳定。因而料层可能下坍到容器中，引起料层厚度不规则，形成不希望的产品。另外，由此而产生的涡流可能导致在燃烧器排出气流中带走的粉尘量增加。另一个要考虑的因素是，火焰不应该直接对着配合料层的上部区域，因为高热可能对附近的耐火材料产生有害作用。另外，如果燃烧器火焰必须移动一段过长的距离后才能加热壁的话，则热效率便损失了。

为了更有效地加热配合料层，可以配置另外的燃烧器，使在加热容器中沿配合料层具有更好的火焰分布。虽然这产生了较好的火焰覆盖，但是这样一种可供选择的方法，由于需要额外的燃烧器硬件和相应的工具、维修以及冷却条件，从而使加热方法复杂化了。

作为一种可供选择的方式，可以应用具有多喷嘴的单个燃烧器以减少燃烧器的数目，而同时维持有效的火焰分布。单个燃烧器便可将燃烧器火焰扩散到配合料层上而不增加额外的工具或维修费。多喷头燃烧器可以配置在料层的附近，其喷嘴可被设置成使燃烧器火焰以擦过的方式作用在配合料层上而不是直接指向料层。由此得到的多火焰擦过式燃烧器可以将热量分布在配合料层之上，而同时减小了由于火焰碰击在料层上而产生的涡流。

多出口燃烧器可以将其加热火焰分布到料层上使传输到配合料上的热量达到最大，而同时减少了火焰对配合料和周围的耐火层的直接冲击，这一点是有利的。

Shephard的美国专利No    3127156说明了一种火焰位置可控的燃烧器。许多同心管将氧气流、空气流、燃料流和水沿燃烧器的长度分开。有两个环形通道用于通过冷却燃烧器的水。在环形通道中的隔壁保证了水从一个入口接头进入，沿一侧流过燃烧器的长度，然后沿燃烧器的另一侧转到出口接头。此燃烧器在燃烧器的顶端有一个单一的火焰出口。

Love等的美国专利No    3515529说明了一种用于蓄热式玻璃熔化炉的侧面放出的燃烧器。冷却液体被引入到一个与燃烧器长度相同的室中。燃烧器用液体燃料，例如用加压的燃料油，不用引入压缩空气作雾化手段。此燃烧器只有一个出口，火焰从燃烧器的侧过射出。

Daman等的美国专利No    4391581说明了一种将燃料注入已被加热的燃烧空气通道中的燃烧器，该燃烧空气通道将格子砖同蓄热式玻璃熔化炉的部件连接起来。一根单一的中心管将例如天然气这种燃料引导通过水冷夹套，然后从一个唯一的喷嘴喷入到空气通道隧道水流通过水冷夹套冷却成角度的尖端部分。

本发明的一个目的是提供一种多出口的燃烧器，以便将燃烧器的火焰散布到配合料层上，得到更好的热量分布。外套筒中装有燃料导管和包含气体的氧气导管，这些导管与套筒等长。导管上的开口使燃料和气体在沿着燃烧器长度的混合室中混合起来。在混合室上的喷嘴将产生的火焰引导到预定的方向。装在套筒中的并和燃烧器的长度相等的冷却套管使冷却剂在套筒中循环冷却燃烧器。在本发明的一个实施例中，燃烧器的第一部分确定燃烧器在加热容器中的位置，而燃烧器的第二部分包括燃烧器喷嘴。这两部分可以是相互有角度偏离的。