用于浸没燃烧式熔化的燃烧器的制造方法_2

文档序号:9692446阅读:来源:国知局
合第一气体和第二气体。
[0014] 喷嘴可位于管的顶端上且多个气体出口可穿过所述喷嘴进入与所述管的内部连 通,从而所述混合后的气体穿过所述多个气体出口且多股混合气体射流从所述喷嘴发射。 所述多个气体出口可以以相对于所述管的纵向轴线成25°至65°的角度向外倾斜并且可以 布置在围绕该管的纵轴的圆中并沿切向于该圆的方向垂直地倾斜。替代地,该多个气体出 口可以布置在围绕所述管的纵轴的圆中并且可以每个形成为圆锥形螺旋的一段。
[0015] 在本发明的另一方面中,一种熔化玻璃的方法,包括以下步骤:将玻璃熔融物供应 入玻璃熔化室;提供第一气体流;提供第二气体流,当与所述第一气体混合时,所述第二气 体是可燃的;将第一气体流与第二气体流混合,产生可燃混合气体流;在所述熔化室中的玻 璃熔融物的表面下方,将该混合流发射进入所述熔化室,以使该混合气体流在进入所述熔 化室时膨胀;以及点燃该混合气体,在熔化室中在所述玻璃熔融物的表面下方产生膨胀火 焰并熔化所述玻璃熔融物。该工艺进一步可包括在所述混合气体进入所述熔化室时致使所 述混合气体成漩涡的步骤。
[0016] 将在以下详细描述中阐述附加特征和优点,这些特征和优点在某种程度上对于本 领域的技术人员来说根据该描述将是显而易见的,或者通过实施包括以下详细描述、权利 要求书以及附图的本文所述的实施例可认识到。
[0017] 应当理解前述总体描述和以下详细描述仅是示例性的,且用于提供概览或框架来 理解权利要求书的特性和特征。所附附图提供了对本发明的进一步理解,附图被结合在本 说明书中并构成说明书的一部分。【附图说明】了本发明的一个或多个实施方式,并与说明书 一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
【附图说明】
[0018] 下面所述的附图示出本发明的典型实施例且不应认为是本发明范围的限制,因为 本发明可允许其它等同有效的实施例。为了清晰和简明,附图不一定按比例,且附图中某些 特征和某些视图可能以放大比例或示意的形式来示出。
[0019] 图1是现有的浸入燃烧式熔化器燃烧器的剖视侧视图;
[0020] 图2是根据本发明的第一实施例的浸入燃烧式熔化器的燃烧器的局部剖视侧视 图;
[0021] 图3是图2的燃烧器的喷嘴的立体图;
[0022] 图4是图3的喷嘴的俯视图;
[0023] 图5是沿图4的线5-5截取的喷嘴的剖视图;
[0024] 图6是沿图4的线6-6截取的喷嘴的剖视图;
[0025] 图7是与图2的燃烧器一起使用的喷嘴的第二实施例的立体图;
[0026] 图8是图7的喷嘴的俯视图;
[0027] 图9是沿图8的线9-9截取的喷嘴的剖视图;
[0028] 图10是沿图8的线10-10截取的喷嘴的剖视图;
[0029] 图11是沿图8的线11-11截取的喷嘴的剖视图;以及
[0030]图12示意性示出包括图2-10的燃烧器设备的浸没燃烧式熔化系统。
【具体实施方式】
[0031] 现在将参照如附图中所示的一些实施例来详细描述本发明。在实施例描述中,阐 述了许多具体细节以便于提供对本发明的透彻理解。然而,对于本领域的技术人员来说明 显的是,在没有这些具体细节的一些或全部和具有本文没有详细描述的附加或替代细节或 特征的情形下,可以实践本发明。在其它实例中,并未对公知特征和/或工艺步骤进行详细 描述以使本发明更清楚。此外,用相同或同样的附图标记来识别相同或类似元件。
[0032] 如图2所示,根据本发明的第一实施例的用于SCM的燃烧器100包括中空管112,其 带有闭合的底端113。管112包括靠近底端113的第一端口 114和第二端口 116,第一端口 114 和第二端口 116与管112的内部连通。其它实施例中,第一端口 114和第二端口 116中一个或 多个可以位于管112的闭合底端113中。喷嘴118安装至或形成在管112的顶端中。静态混合 器120位于管112中在第一端口和第二端口 114、116与喷嘴118之间。静态混合器120构造成 在第一气体和第二气体行进穿过管并穿过静态混合器时将第一气体与第二气体混合。第一 外部源(图未示),例如燃料气体源,诸如天然气,可以通过第一气体供应管线或导管(图未 示)连接至第一端口 114,以将第一气流供应至管。第二外部源(图未示),例如氧化剂源,诸 如氧气,可以通过第二气体供应管线或导管(图未示)连接至第二端口 116,以将第二气流供 应至管112。如本领域所熟知的,流量调节器(图未示)将第一气体流和第二气体流分别控制 在所需的第一压力和第一流率以及所需的第二压力和第二流率。冷却流体F供应至冷却套 113〇
[0033] 如图3-5所最佳看到的,根据一个实施例,喷嘴118可以具有布置在围绕管112的中 心轴线的第一环中的多个内或第一气体出口 132(例如,六个出口),以及布置在围绕管112 的中心轴线的第二环中的多个外或第二气体出口 134(例如,六个出口)。第一气体出口 132 可以从管112的中心轴线以约45°的第一出口角A1向外倾斜(参见图6)。类似地,第二气体出 口 134可以从管112的中心轴线以约70°的第二出口角A2向外倾斜(参见图5)。
[0034] 喷嘴118示出带有第一气体出口 132和第二气体出口 134,第一气体出口 132位于喷 嘴118的垂直于第一出口角A1 (但可选地相对于第一出口角成一定角度)的第一截头锥部分 142,第二气体出口 134位于喷嘴118的垂直于第二出口角A2(但可选地相对于第二出口角成 一定角度)的第二截头锥部分144。然而,可选地,喷嘴118可以仅具有单个截头锥部分,其同 时包括第一和第二气体出口。可选地,喷嘴可以仅仅是管112的圆柱形延伸部,其中第一和 第二气体出口位于喷嘴的外周表面中。另一可选实施例中,可以存在一组6至12个第一气体 出口,其仅布置在围绕喷嘴118的单个环中。
[0035]行进穿过管112的第一气体G和第二气体0由静态混合器120混合且第一气体和第 二气体的混合物通过第一和第二气体出口 132、134沿第一和第二出口角A1和A2离开喷嘴 118。离开喷嘴的混合气体被点燃产生火焰。火焰在玻璃熔融物内沿第一和第二出口角A1和 A2远离喷嘴行进,使得火焰远离管的中心轴线向外扩开。相比典型的现有技术SCM燃烧器, 火焰的外扩导致燃烧气体的动量在玻璃熔融物中更水平的、扩散的和分散开,从而相比于 典型的SCM燃气器,降低了燃烧气体行进穿过玻璃熔融物的垂直速度和动量,并且降低了玻 璃的急张。在喷嘴附近产生致密火焰的燃烧器还可以有助于降低或消除熔融池中的冷指的 形成并避免在火焰喷射入玻璃熔融物的点处玻璃熔融物的冻结。
[0036] 静态混合器118可以采用任何一种构造。根据图2所示的实施例,静态混合器118是 单件式、螺旋扭曲静态或不动混合器(或简称为螺旋静态混合器),如可从StaMixCo有限责 任公司购买。螺旋静态混合器118由多个螺旋挡板或叶片(例如三个叶片121、122和123)形 成,这些挡板或叶片在直径方向上延伸跨越管112的内直径并关于管112的纵轴L对称地螺 旋弯曲或扭转。可选地,各叶片右旋扭转(叶片121、123)和左旋扭转(叶片122)。相邻叶片
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