一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及石英玻璃锭生产器具技术领域，尤其涉及一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器。


背景技术：

2.紫外光学石英玻璃，对应jc/t185-2013《光学石英玻璃》质量标准中zs牌号紫外光学石英玻璃，其采用氢氧火焰水解四氯化硅直接法（化学气相沉积cvd技术的一种应用）制得。具体的生产工艺为：将高纯原料sicl4气体和氢气以及氧气，通过燃烧器导入沉积炉中，氢气和氧气燃烧产生水和大量的热，sicl4遇水产生水解，生成的sio2晶态微粒堆积在旋转的靶材上，并在高温下直接被融化成非晶态，形成的棒状材料，棒状材料即为合成熔石英玻璃砣料。
3.对于大尺寸紫外光学石英玻璃的制作，国内外通常采用的技术有两种：一种是先采用cvd法沉积得到直径较小的光学石英玻璃砣料，再通过二步槽沉工序制得大尺寸光学石英玻璃制品。另一种是采用cvd法直接制得大尺寸光学石英玻璃，与第一种所不同的是采用多只燃烧器直接沉积得到。
4.燃烧器作为cvd法沉积工艺中燃烧反应所需重要工艺部件，在合成石英玻璃生产过程中尤为关键。
5.传统型燃烧器是以物料为中心垂直输出，氢、氧以管环间隔均布周围输出。中心物料在大料量投入时料线会呈现边亮中虚，不能充分反应。另一方面，因料量过大降低了沉积区的温度，使得沉积面难以成型，因此无法直接实现大尺寸紫外光学石英玻璃的制备。


技术实现要素：

6.本实用新型为解决现有燃烧器中，中心物料在大料量投入时，不能充分反应问题，提供一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器，将原进料通管的输料流道末端进行重新设计为直径逐渐收缩的锥台状，使得四氯化硅气相原料在进料通管出口端处形成聚焦，改善四氯化硅气相原料分布不均的情况，得以充分反应。
7.本实用新型采用的技术方案是：
8.一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器，包括：
9.进料组件，所述进料组件具有直管状的进料通管，所述进料通管内部为贯通的输料流道，所述输料流道的末端呈内径逐渐缩小的锥台状，锥台状区域的锥角α为2~30
°
，高度h为3~20mm；
10.护料气组件，所述护料气组件设置在所述进料通管外侧；
11.供氧组件，所述供氧组件设置在所述护料气组件外侧；
12.供氢组件，所述供氢组件设置在所述供氧组件外侧；
13.以及
14.保护气组件，所述保护气组件设置在所述供氢组件外侧；
15.其中，所述进料组件导入四氯化硅气相原料，形成线性料区；所述护料气组件导入氧气，形成环形护料气风幕，并将所述线性料区位罩入其内；所述供氧组件导入氧气，形成多个呈同心圆方式布置的环形氧气风幕，并将所述环形护料气风幕罩入最内侧；所述供氢组件导入氢气，形成环形氢气风幕，并将所述环形氧气风幕、所述环形护料气风幕以及所述线性料区罩入其内；所述保护气组件导入保护气体，形成环形保护气风幕，并将环形氢气风幕罩入其内。
16.进一步地，所述进料组件还包括：
17.进料缓冲腔，所述进料缓冲腔与所述进料通管的进口端连接；
18.以及
19.进料管，所述进料管与所述进料缓冲腔连接。
20.进一步地，所述进料管的出口端出料方向不与所述进料通管的轴向中心方向重合。
21.进一步地，所述进料通管的末端整体被加工为直径逐渐收缩的喇叭口状。
22.进一步地，所述护料气组件包括：
23.两端贯通的内环通管，所述内环通管位于所述进料通管的外侧，并与所述进料通管呈同心圆结构方式布置；
24.内环缓冲腔，所述内环缓冲腔包裹设置在所述进料通管外侧，并与所述内环通管的进口端连接；
25.以及
26.内环管，所述内环管与所述内环缓冲腔连接。
27.进一步地，所述供氧组件包括：
28.进口端敞口、出口端封闭的第一环氧室管，所述第一环氧室管位于所述内环通管外，并与所述内环通管呈同心圆结构方式布置；
29.第一环氧缓冲腔，所述第一环氧缓冲腔包裹设置在所述内环通管外，并与所述第一环氧室管的进口端连接；
30.第一氧气管，所述第一氧气管与所述第一环氧缓冲腔连接；
31.若干第一氧气通管，所述第一氧气通管以所述进料通管的轴向中心为中心轴，呈圆周方式设置，其进口端与第一环氧室管连接；
32.进口端敞口、出口端封闭的第二环氧室管，所述第二环氧室管位于所述第一环氧室管外，并与所述第一环氧室管呈同心圆结构方式布置；
33.第二环氧缓冲腔，所述第二环氧缓冲腔包裹设置在所述第一环氧室管外，并与所述第一环氧室管的进口端连接；
34.第二氧气管，所述第二氧气管与所述第二环氧缓冲腔连接；
35.以及
36.若干第二氧气通管，所述第二氧气通管以所述进料通管的轴向中心为中心轴，呈圆周方式设置，其进口端与第二环氧室管连接；所述第二氧气通管合围构成的圆位于所述第一氧气通管合同构成的圆的外侧。
37.进一步地，所述供氢组件包括：
38.两端贯通的氢气室管，所述氢气室管其位于所述第二环氧室管外侧，并与所述第
二环氧室管呈同心圆结构方式布置；
39.氢气缓冲腔，所述氢气缓冲腔包裹设置在所述第二环氧室管外侧，并与所述氢气室管的进口端连接；
40.以及
41.氢气管，所述氢气管的出口端与所述氢气缓冲腔连接。
42.进一步地，所述保护气组件包括：
43.两端敞口的外环通管，所述外环通管位于所述氢气室管外侧，并与所述氢气室管呈同心圆结构方式布置；
44.外环缓冲腔，所述外环缓冲腔包裹设置在所述氢气室管外，并与所述外环通管的进口端连接；
45.以及
46.外环管，所述外环管的出口端与所述外环缓冲腔连接。
47.进一步地，所述供氧组件还包括：
48.进口端敞口、出口端封闭的第三环氧室管，所述第三环氧室管位于所述第二环氧室管与所述氢气室管之间，并与所述第二环氧室管呈同心圆结构方式布置；
49.第三环氧缓冲腔，所述第三环氧缓冲腔包裹设置在所述第二环氧室管外，并与所述第三环氧室管的进口端连接；
50.第三氧气管，所述第三氧气管与所述第三环氧缓冲腔连接；
51.若干第三氧气通管，所述第三氧气通管以所述进料通管的轴向中心为中心轴，呈圆周方式设置，其进口端与第三环氧室管连接；所述第三氧气通管合围构成的圆位于所述第二氧气通管合同构成的圆的外侧。
52.进一步地，所述进料通管、所述内环通管、所述第一环氧通管、所述第二环氧通管、所述第三环氧通管、所述氢气室管以及所述外环通管的端面齐平；
53.或者，所述第一环氧室管、所述第二环氧室管以及第三环氧室管的封闭端重合，并位于所述氢气室管的进口端处；
54.或者，所述进料缓冲腔、所述内环缓冲腔、所述第一氧气缓冲腔、所述第二氧气缓冲腔、所述第三氧气缓冲腔、所述氢气缓冲腔以及所述外环缓冲腔依次连接为一个糖葫芦状的整体。
55.本实用新型的有益效果是：
56.本实用新型为解决现有燃烧器中，中心物料在大料量投入时，不能充分反应问题，提供一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器。该燃烧器包括该燃烧器包括进料组件、护料气组件、供氧组件、供氢组件和保护气组件。本实用新型中的燃烧器，将原进料通管的输料流道末端进行重新设计为直径逐渐收缩的锥台状，且锥台状区域的锥角α为2~30
°
，高度h为3~20mm。通过上述设计使得四氯化硅气相原料在进料通管出口端处形成聚焦，改善四氯化硅气相原料分布不均的情况，得以充分反应。
附图说明
57.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
58.图1为实施例1中，燃烧器的结构示意图。
59.图2为实施例 2中，燃烧器的结构示意图。
60.图3为实施例 2中，燃烧器的气体出口处的布局示意图。
61.图4为实施例2中，沿燃烧器气体出口处径向，燃烧器的剖视结构图。
62.图5为图4中b处局部放大示意图。
具体实施方式
63.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
65.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。
66.下面结合附图对实用新型的实施例进行详细说明。
67.燃烧器作为cvd法沉积工艺中燃烧反应所需重要工艺部件，在合成石英玻璃生产过程中尤为关键。传统型燃烧器是以物料为中心垂直输出、氢氧以管环间隔均布周围输出。中心物料在大料量投入时料线会呈现边亮中虚，不能充分反应。另一方面，因料量过大降低了沉积区的温度，使得沉积面难以成型，因此无法直接实现大尺寸紫外光学石英玻璃的制备。
68.本实施例中为解决现有燃烧器中，中心物料在大料量投入时，不能充分反应的问题，提供一种用于生产大尺寸石英玻璃的高效率燃烧器，如附图1所示。该燃烧器包括进料组件100、护料气组件200、供氧组件300、供氢组件400和保护气组件500。
69.其中，进料组件100用于导入四氯化硅气相原料，形成线性料区。护料气组件200用于导入氧气，形成环形护料气风幕。线性料区位于该环形护料气风幕的中心区域。供氧组件300用于导入氧气，形成多个呈同心圆方式布置的环形氧气风幕。该多个环形氧气风幕位于环形护料气风幕外侧，与其保持同心。供氢组件400用于导入氢气，形成环形氢气风幕。该环形氢气风幕将多个环形氧气风幕、环形护料气风幕以及线性料区罩入其内。保护气组件500用于导入保护气体，形成环形保护气风幕，且环形保护气风幕位于环形氢气风幕外侧，并将其罩入其内。
70.具体的，进料组件100，通入的为四氯化硅气相原料，其包括进料管110、进料缓冲腔120和进料通管130。
71.进料通管130呈直管状，其内为贯通的输料流道131。输料流道131的末端呈内径逐渐缩小的锥台状。锥台状区域的锥角α为2~30
°
，高度h为3~20mm。相比于现有使用的进料通管，由于输料流道131的末端被加工为内径逐渐缩小的锥台状，形成中心聚焦，改善四氯化硅气相原料分布不均的情况，得以实现充分反应。
72.本技术的一个实施例中，为了降低输料流道131的末端的加工难度，进料通管130的末端整体被加工为直径逐渐收缩的喇叭口状。
73.封闭的进料缓冲腔120，其与进料通管130的进口端与连接。进料缓冲腔120的内部区域与输料流道131连通。四氯化硅气相原料进入进料缓冲腔120内进行混合，暂存，然后沿着输料流道131流动，喷出。
74.进料管110，其出口端与进料缓冲腔120连接，并与进料缓冲腔120内部区域连通。进料管110的数量为一根或者多根，多根时可增加进料量。本实施例中以一根进料管110为例示出说明。
75.本技术的一个实施例中，为了提高四氯化硅气相原料在进料缓冲腔120内的混合均匀程度，进料管110的出口端出料方向不与进料通管130的轴向中心方向重合，比如进料管110的末端与进料缓冲腔120侧面连接。四氯化硅气相原料进入进料缓冲腔120内，形成紊流，提高其均匀性，然后进入到进料通管130内。
76.护料气组件200，通入的为氧气，其包括内环管210、内环缓冲腔220和内环通管230。
77.内环通管230，其呈直管状，两端贯通。内环通管230位于进料通管130的外侧，并与进料通管130呈同心圆结构方式布置。内环通管230的出口端与进料通管130的出口端齐平。内环通管230的内壁与进料通管130之间的环形间隙为护料气流道。护料气从护料气流道通过，喷出时形成环形护料气风幕，防止四氯化硅气相原料在进料通管130末端出口处未达到反应温度而提前水解。
78.封闭的内环缓冲腔220，其包裹设置在进料通管130外侧，并与内环通管230的进口端连接。内环缓冲腔220内部区域与护料气流道231连通。
79.内环管210，其出口端与内环缓冲腔220连接，并与内环缓冲腔220内部区域连通。内环管210的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根内环管210为例示出说明。
80.供氧组件300，通入的为氧气，其包括第一氧气缓冲腔310、第一环氧室管320、第一氧气管330、第二氧气缓冲腔340、第二环氧室管350和第二氧气管360。
81.第一环氧室管320，其呈直管状，进口端敞口，出口端封闭。第一环氧室管320位于内环通管230的外侧，并与内环通管230呈同心圆结构方式布置。在第一环氧室管320的封闭端外，以进料通管130的轴向中心为中心轴，呈圆周方式均匀设置有若干贯通的第一氧气通管321。本实施例中以6根第一氧气通管321为例示出说明。第一氧气通管321的一端与第一环氧室管320的封闭端连接，两者内部连通。第一氧气通管321的另一端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。氧气从6根第一氧气通管321内喷出，合围形成环形氧气风幕。
82.第一氧气缓冲腔310，其包裹设置在内环通管230外侧，并与第一环氧室管320的进口端连接，两者内部连通。第一氧气缓冲腔310与第一环氧室管320连接后，相当于增加了第一氧气缓冲腔310的缓存空间，利于提高供氧稳定性。
83.第一氧气管330的出口端与第一氧气缓冲腔310连接，并与第一氧气缓冲腔310内部区域连通。第一氧气管330的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第一氧气管330为例示出说明。
84.第二环氧室管350，其呈直管状，进口端敞口，出口端封闭。第二环氧室管350位于第一环氧室管320的外侧，并与第一环氧室管320呈同心圆结构方式布置。在第二环氧室管350的封闭端外，以进料通管130的轴向中心为中心轴，呈圆周方式均匀设置有若干贯通的第二氧气通管351。第二氧气通管351构成的圆位于第一氧气通管321构成的圆的外侧。本实施例中以12根第二氧气通管351为例示出说明。第二氧气通管351的一端与第二环氧室管350的封闭端连接，两者内部连通。第二氧气通管351的另一端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。氧气从12根第二氧气管351内喷出，合围形成另一个环形氧气风幕。该环形氧气风幕位于由从6根第一氧气通管321内喷出合围形成环形氧气风幕的外侧。
85.封闭的第二氧气缓冲腔340，其包裹设置在第一环氧室管320外侧，并与第二环氧室管350的进口端连接，两者内部连通。第二氧气缓冲腔340与第一环氧室管320的连接后，相当于增加了第二氧气缓冲腔340的缓存空间，利于提高供氧稳定性。
86.第二氧气管360，其出口端与第二氧气缓冲腔350连接，并与第二氧气缓冲腔350内部区域连通。第二氧气管360的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第二氧气管360为例示出说明。
87.供氢组件400，通入的为氢气，其包括氢气缓冲腔410、氢气室管420和氢气管430。
88.氢气室管420，其呈直管状，两端敞口。氢气室管420位于第二环氧室管350外侧，并与第二环氧室管350呈同心圆结构方式布置。氢气室管420的出口端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。即，氢气室管420将第一氧气通管321和第二氧气通管351罩入其内。氢气室管420内壁与第二环氧室管350封闭端处的环形间隙为氢气流道口。氢气自氢气流道口喷出，形成环形氢气风幕。氢气与氧气接触反应，燃烧产生水和高温反应面，四氯化硅在高温下遇水发生水解，产生的纳米二氧化硅沉积于旋转的靶材上，高温下直接被融化成非晶态的熔石英玻璃砣料。
89.封闭的氢气缓冲腔410，其包裹设置在第二环氧室管350外侧，并与氢气室管的进口端连接，两者内部连通。
90.氢气管430，其出口端与氢气缓冲腔410连接，并与氢气缓冲腔410内部区域连通。氢气管430的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根氢气管430为例示出说明。
91.保护气组件500，其通入氧气或者惰性气体，其包括外环缓冲腔510、外环通管520和外环管530。
92.外环通管520，其呈直管状，两端敞口。外环通管510位于氢气室管420外侧，并与氢气室管420呈同心圆结构方式布置。外环通管520的出口端与进料通管130的出口端齐平。外环通管520的内壁与氢气室管420之间的环形间隙为保护气流道。保护气从保护气流道通过，喷出时形成环形保护气风幕，约束氢气和氧气，防止逃逸。同时保护气可以对外环通管520进行管壁冷却，防止高温熔融和结料。
93.外环缓冲腔510，其包裹设置在氢气室管420外，并与外环通管520的进口端连接，两者内部连通。
94.外环管530，其出口端与外环缓冲腔510连接，并与外环缓冲腔510内部区域连通。第三氧气管390的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第三氧气管390为例示出说明。
95.本技术的一个实施例中，为了简化结构，提高结构的稳定性，内环缓冲腔220位于进料通管130进口端外，其外壁与进料缓冲腔120连接。第一氧气缓冲腔310位于内环通管230进口端外侧，其外壁与内环缓冲腔220的外壁连接。第二氧气缓冲腔340位于第二环氧室管350进口端外侧，其外壁与第一氧气缓冲腔310的外壁连接。第一环氧室管320的封闭端和第二环氧室管350的封闭端重合。氢气缓冲腔410设置在第二环氧室管350进口端外侧，其外壁与第二氧气缓冲腔340外壁连接。内环缓冲腔220位于进料通管130进口端外侧，其外壁与进料缓冲腔120的外壁连接。外环缓冲腔510设置在氢气室管420进口端外侧，其外壁分别与氢气缓冲腔410连接。以上连接结构使得进料缓冲腔120、内环缓冲腔220、第一氧气缓冲腔310、第二氧气缓冲腔340、氢气缓冲腔410以及外环缓冲腔510依次连接为一个糖葫芦状的整体，其各个内部区域相互独立。
96.本实施中的燃烧器工作时：
97.四氯化硅气相原料自进料管110加注到进料缓冲腔120内，然后沿着输料流道131流动。由于输料流道131末端呈内径逐渐缩小的锥台状，形成聚焦，改善四氯化硅气相原料分布不均的情况。保护气自内环管210加注到内环缓冲腔220内，内环通管230喷出，形成环形保护气风幕，防止四氯化硅气态原料在进料通管130的出口处水解，防止进料通管130积料堵塞。氧气自第一氧气管330、第二氧气管360加注到第一氧气缓冲腔310和第二氧气缓冲腔340内，从第一氧气通管351和第二氧气通管381内喷出，形成两个环形氧气风幕。氢气自氢气流道口喷出，形成环形氢气风幕。氢气与氧气接触反应，燃烧产生水和高温反应面，四氯化硅在高温下遇水发生水解，产生的纳米二氧化硅沉积于旋转的靶材上，高温下直接被融化成非晶态的熔石英玻璃砣料。保护气从保护气流道通过，喷出时形成环形保护气风幕，约束氢气和氧气，防止逃逸。同时保护气可以对外环通管520进行管壁冷却，防止高温熔融和结料。
98.实施例2
99.一种用于生产打尺寸石英玻璃的高效率燃烧器，如附图2~5所示。该燃烧器包括进料组件100、护料气组件200、供氧组件300、供氢组件400和保护气组件500。
100.其中，进料组件100用于导入四氯化硅气相原料，形成线性料区。护料气组件200用于导入氧气，形成环形护料气风幕。线性料区位于该环形护料气风幕的中心区域。供氧组件300用于导入氧气，形成多个呈同心圆方式布置的环形氧气风幕。该多个环形氧气风幕位于环形护料气风幕外侧，与其保持同心。供氢组件400用于导入氢气，形成环形氢气风幕。该环形氢气风幕将多个环形氧气风幕、环形护料气风幕以及线性料区罩入其内。保护气组件500用于导入保护气体，形成环形保护气风幕，且环形保护气风幕位于环形氢气风幕外侧，并将其罩入其内。
101.具体的，进料组件100，通入的为四氯化硅气相原料，其包括进料管110、进料缓冲腔120和进料通管130。
102.进料通管130呈直管状，其内为贯通的输料流道131。输料流道131的末端呈内径逐渐缩小的锥台状。锥台状区域的锥角α为2~30
°
，高度h为3~20mm。相比于现有使用的进料通
管，由于输料流道131的末端被加工为内径逐渐缩小的锥台状，形成中心聚焦，即四氯化硅气相原料向中心集中，改善四氯化硅气相原料分布不均的情况，得以实现充分反应。
103.本技术的一个实施例中，为了降低输料流道131的末端的加工难度，进料通管130的末端整体被加工为直径逐渐收缩的喇叭口状。
104.封闭的进料缓冲腔120，其与进料通管130的进口端与连接。进料缓冲腔120的内部区域与输料流道131连通。四氯化硅气相原料进入进料缓冲腔120内进行混合，暂存，然后沿着输料流道131流动，喷出。
105.进料管110，其出口端与进料缓冲腔120连接，并与进料缓冲腔120内部区域连通。进料管110的数量为一根或者多根，多根时可增加进料量。本实施例中以一根进料管110为例示出说明。
106.本技术的一个实施例中，为了提高四氯化硅气相原料在进料缓冲腔120内的混合均匀程度，进料管110的出口端出料方向不与进料通管130的轴向中心方向重合，比如进料管110的末端与进料缓冲腔120侧面连接。四氯化硅气相原料进入进料缓冲腔120内，形成紊流，提高其均匀性，然后进入到进料通管130内。
107.护料气组件200，通入的为氧气，其包括内环管210、内环缓冲腔220和内环通管230。
108.内环通管230，其呈直管状，位于进料通管130的外侧，并与进料通管130呈同心圆结构方式布置。内环通管230的出口端与进料通管130的出口端齐平。内环通管230的内壁与进料通管130之间的环形间隙为护料气流道。护料气从护料气流道通过，喷出时形成环形护料气风幕，防止四氯化硅气相原料在进料通管130末端出口处未达到反应温度而提前水解。
109.封闭的内环缓冲腔220，其包裹设置在进料通管130外侧，并与内环通管230的进口端连接。内环缓冲腔220内部区域与护料气流道231连通。
110.内环管210，其出口端与内环缓冲腔220连接，并与内环缓冲腔220内部区域连通。内环管210的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根内环管210为例示出说明。
111.供氧组件300，通入的为氧气，其包括第一氧气缓冲腔310、第一环氧室管320、第一氧气管330、第二氧气缓冲腔340、第二环氧室管350、第二氧气管360、第三氧气缓冲腔370、第三环氧室管380和第三氧气管390。
112.第一环氧室管320，其呈直管状，进口端敞口，出口端封闭。第一环氧室管320位于内环通管230的外侧，并与内环通管230呈同心圆结构方式布置。在第一环氧室管320的封闭端外，以进料通管130的轴向中心为中心轴，呈圆周方式均匀设置有若干贯通的第一氧气通管321。本实施例中以6根第一氧气通管321为例示出说明。第一氧气通管321的一端与第一环氧室管320的封闭端连接，两者内部连通。第一氧气通管321的另一端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。氧气从6根第一氧气通管321内喷出，合围形成环形氧气风幕。
113.第一氧气缓冲腔310，其包裹设置在内环通管230外侧，并与第一环氧室管320的进口端连接，两者内部连通。
114.第一氧气管330，其出口端与第一氧气缓冲腔310连接，并与第一氧气缓冲腔310内部区域连通。第一氧气管330的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第一氧气管330为例示出说明。
115.第二环氧室管350，其呈直管状，进口端敞口，出口端封闭。第二环氧室管350位于第一环氧室管320的外侧，并与第一环氧室管320呈同心圆结构方式布置。在第二环氧室管350的封闭端外，以进料通管130的轴向中心为中心轴，呈圆周方式均匀设置有若干贯通的第二氧气通管351。第二氧气通管351构成的圆位于第一氧气通管321构成的圆的外侧。本实施例中以12根第二氧气通管351为例示出说明。第二氧气通管351的一端与第二环氧室管350的封闭端连接，两者内部连通。第二氧气通管351的另一端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。氧气从12根第二氧气管351内喷出，合围形成另一个环形氧气风幕。该环形氧气风幕位于由氧气从6根第一氧气通管321内喷出合围形成环形氧气风幕的外侧。
116.第二氧气缓冲腔340，其包裹设置在第一环氧室管320外侧，并与第二环氧室管350的进口端连接，两者内部连通。
117.第二氧气管360，其出口端与第二氧气缓冲腔350连接，并与第二氧气缓冲腔350内部区域连通。第二氧气管360的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第二氧气管360为例示出说明。
118.第三环氧室管380呈直管状，进口端敞口，出口端封闭。第三环氧室管380其包裹设置于其包裹设置在第二环氧室管350外侧以及氢气室管420之间，并与第一环氧室管320呈同心圆结构方式布置。在第三环氧室管380的封闭端外，以进料通管130的轴向中心为中心轴，呈圆周方式均匀设置有若干贯通的第三氧气通管381。第三氧气通管381构成的圆位于第二氧气通管351构成的圆的外侧。本实施例中以18根第三氧气通管381为例示出说明。第三氧气通管381的一端与第三环氧室管380的封闭端连接，两者内部连通。第三氧气通管381的另一端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。氧气从18根第三氧气管381内喷出，合围形成另一个环形氧气风幕。该环形氧气风幕位于由从12根第二氧气通管351内喷出合围形成环形氧气风幕的外侧。通过增设第三环氧室管380和第三氧气通管381，增加了反应面的氢氧的燃烧的充分性，提高了反应温度，解决了大量物料投入后，反应温度低导致的成型面不能成型的问题。
119.第三氧气缓冲腔370，其包裹设置在第二环氧室管350外侧，并与第三环氧室管380的进口端连接，两者内部连通。
120.第三氧气管390，其出口端与第三氧气缓冲腔370连接，并与第三氧气缓冲腔370内部区域连通。第三氧气管390的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第三氧气管390为例示出说明。
121.供氢组件400，通入的为氢气，其包括氢气缓冲腔410、氢气室管420和氢气管430。
122.氢气室管420，其呈直管状，两端敞口，位于第二环氧室管350外侧，并与第二环氧室管350呈同心圆结构方式布置。氢气室管420的出口端延伸至进料通管130末端处，两者端面齐平。即，氢气室管420将第一氧气通管321、第二氧气通管351以及第三氧气通管381罩入其内。氢气室管420内壁与第三环氧室管380封闭端处的环形间隙为氢气流道口。氢气自氢气流道口喷出，形成环形氢气风幕。氢气与氧气接触反应，燃烧产生水和高温反应面，四氯化硅在高温下遇水发生水解，产生的纳米二氧化硅沉积于旋转的靶材上，高温下直接被融化成非晶态的熔石英玻璃砣料。
123.氢气缓冲腔410，其包裹设置于其包裹设置在第三环氧室管350外侧，并与氢气室管4的进口端连接，两者内部连通。
124.氢气管430，其出口端与氢气缓冲腔410连接，并与氢气缓冲腔410内部区域连通。氢气管430的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根氢气管430为例示出说明。
125.保护气组件500，其通入氧气或者惰性气体，其包括外环缓冲腔510、外环通管520和外环管530。
126.外环通管520呈直管状，两端敞口。外环通管510位于氢气室管420外侧，并并与氢气室管420呈同心圆结构方式布置。外环通管520的出口端与进料通管130的出口端齐平。外环通管520的内壁与氢气室管420之间的环形间隙为保护气流道。保护气从保护气流道通过，喷出时形成环形保护气风幕，约束氢气和氧气，防止逃逸。同时保护气可以对外环通管520进行管壁冷却，防止高温熔融和结料。
127.外环缓冲腔510，其包裹设置在氢气室管420外，并与外环通管520的进口端连接，两者内部连通。
128.外环管530，其出口端与外环缓冲腔510连接，并与外环缓冲腔510内部区域连通。第三氧气管390的数量为一根或者多根，多根时可增加进气量。本实施例中以一根第三氧气管390为例示出说明。
129.本技术的一个实施例中，为了简化结构，提高结构的稳定性，为了简化结构，提高结构的稳定性，内环缓冲腔220位于进料通管130进口端外，其外壁与进料缓冲腔120连接。第一氧气缓冲腔310位于内环通管230进口端外侧，其外壁与内环缓冲腔220的外壁连接。第二氧气缓冲腔340位于第二环氧室管350进口端外侧，其外壁与第一氧气缓冲腔310的外壁连接。氢气缓冲腔410设置在第二环氧室管350进口段打外侧，其外壁与第二氧气缓冲腔340外壁连接。内环缓冲腔220位于进料通管130进口端外侧，其外壁与进料缓冲腔120的外壁连接。第三氧气缓冲腔370设置在第二环氧室管350进口端外侧，其外壁分别与第二氧气缓冲腔340外壁连接。外环缓冲腔510设置在氢气室管420进口端外侧，其外壁分别与氢气缓冲腔410连接。以上连接结构使得进料缓冲腔120、内环缓冲腔220、第一氧气缓冲腔310、第二氧气缓冲腔340、第三氧气缓冲腔370、氢气缓冲腔410以及外环缓冲腔510依次连接为一个糖葫芦状的整体，各个内部区域独立。第一环氧室管320的封闭端、第二环氧室管350的封闭端以及第三环氧室管的封闭端重合，该封闭端位于氢气室管420进口端附近。
130.采用实施例2中的高效率燃烧器与普通燃烧器的对比测试结果如下表所示：
类别最大四氯化硅投料量氢气耗量氧气耗量产出玻璃产品每kg玻璃耗氢每kg玻璃耗氧常规燃烧器2.4kg/h24nm3/h12nm3/h0.6kg/h40nm3/kg20nm3/kg高效率燃烧器实验16.6kg/h40nm3/h20nm3/h2.23kg/h17.94nm3/kg8.97nm3/kg高效率燃烧器实验27.2kg/h42nm3/h21nm3/h2.4kg/h17.5nm3/kg8.75nm3/kg高效率燃烧器实验37.8kg/h45nm3/h22.5nm3/h2.65kg/h16.98nm3/kg8.49nm3/kg
131.从上表可知，高效率燃烧器投料能力较常规燃烧器提升3倍左右，玻璃产出率提升4倍左右，能耗降低1倍以上。