玻璃熔炉中的向上倾斜燃烧器制造技术

本发明专利技术提供了一种玻璃熔化熔炉，其中燃烧器升高到玻璃熔化表面上方并且以相对于玻璃熔化表面成向上的角度取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃熔炉中的向上倾斜燃烧器
本专利技术涉及玻璃的生产，更具体地讲涉及玻璃熔化熔炉的结构和操作的改良。
技术介绍
在玻璃熔化熔炉中，本专利技术是可用的，燃料在熔炉内部空间内燃烧以产生燃烧热，该燃烧热熔化存在于玻璃熔化熔炉中的玻璃制造材料。这种玻璃熔化熔炉可遇到若干操作缺陷中的任一种。一个此类缺陷就是玻璃熔化熔炉内的燃烧形成氮氧化物。另一个缺陷是熔炉顶部(“炉冠”)的内表面的可能的劣化，这据信是由炉冠的内表面和熔化的玻璃制造材料所散发的挥发性物质相互作用造成的。本专利技术提供了独特的熔炉结构和操作模式，其允许减少或避免这些缺陷。美国专利6,253,578公开了一种降低熔炉冠部损坏风险的熔炉结构。这种结构虽然可用，但在现实的玻璃制造操作中，其适用性可能十分有限。美国专利8,256,245公开了一种玻璃熔化熔炉，其中燃烧器朝向玻璃制造材料。本专利技术与该公开内容不同并被认为提供了卓越的操作优势。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是熔炉，其包括：(A)彼此面对的后壁和前壁、以及彼此面对的两个侧壁，这四个壁限定了内部空间；位于内部空间上方且与四个壁接触的炉冠；至少一个能够通过其将玻璃制造材料馈送到内部空间中以进行熔化的开口；至少一个位于前壁中的能够通过其将熔融玻璃排出内部空间的开口；以及位于内部空间内且与四个壁的内部接触的熔融玻璃层，其中熔融玻璃的上表面到侧壁与炉冠的接合处的距离为3.5英尺至5.5英尺；和(B)至少一个燃烧器，其位于侧壁中的开口中，该开口位于熔融玻璃的上表面到侧壁的顶部的距离的35％至65％，其中燃烧器被取向成能够产生朝向炉冠延伸到内部空间中的火焰，火焰沿着相对于穿过燃烧器的水平面形成至多15度的角度的直线。本专利技术的另一个方面是玻璃熔化方法，该方法包括：(A)在熔炉中提供玻璃制造材料，该熔炉包括彼此面对的后壁和前壁、以及彼此面对的两个侧壁，这四个壁限定了内部空间；位于内部空间上方且与四个壁接触的炉冠；至少一个能够通过其将材料馈送到内部空间中以进行熔化的开口；至少一个位于前壁中的能够通过其将熔融玻璃排出内部空间的开口；以及位于内部空间内且与四个壁的内部接触的熔融玻璃层，其中熔融玻璃的上表面到侧壁与炉冠的接合处的距离为3.5英尺至5.5英尺；以及(B)在燃烧器中燃烧燃料和气态氧化剂，该燃烧器位于侧壁中的开口中，该开口位于熔融玻璃的上表面到侧壁的顶部的距离的35％至65％，并且燃烧器被取向成能够产生朝向炉冠延伸到内部空间中的火焰，火焰沿着相对于穿过燃烧器的水平面形成至多15度的角度的直线，并且其中火焰的可见部分不接触相对的侧壁，不接触熔融玻璃，并且不接触炉冠。附图说明图1是可用于实践本专利技术的玻璃熔化熔炉的透视示意图。图2是图1的熔炉的顶视图。图3是图1的熔炉的剖视图，沿穿过燃烧器11的竖直面截取。图4A是可用于本专利技术的燃烧器的透视图。图4B是图4A的燃烧器的顶视图。图5是另一个可用于本专利技术的燃烧器的前平面图。具体实施方式参见图1、图2和图3，熔炉1为玻璃熔化熔炉或任何其它熔炉，其中投料机暴露在由于熔炉内的燃烧提供的非常高的温度下。可用于实践本专利技术的其它熔炉的示例包括焚化炉、以及用于熔化非铁材料(诸如铜或铝)的熔炉以及用于加热或重新加热铁和钢物体(诸如条、杆和锭)的熔炉。在玻璃熔化熔炉中，玻璃制造成分诸如纯碱、硝石、硅石、硅酸钠和/或玻璃碎片(“碎玻璃”)通过进料口31(图2)馈送到熔炉中，在熔炉中共同熔化以形成熔融玻璃炉底6。熔炉1包括侧壁2A和2B、端壁3和具有开口9的前壁4，存在于熔炉1的内部中的熔融玻璃可通过该开口流出熔炉1。图3所示的炉冠5邻接侧壁2A和2B、端壁3和前壁4。侧壁2A和2B的顶部被认为是熔炉的内部从侧壁的斜面21(通常为竖直的)变化至炉冠内表面23的取向所在的位置，该炉冠内表面可为弯曲的(如图3所示)或平面的，诸如水平的或相对于竖直方向成角度。为了便于观察熔炉1的内部，炉冠5在图1和图2中未示出。熔炉1可设置有一个燃烧器11，但优选地在侧壁2A和2B上设置多个燃烧器11。图1和图2示出了这种布置方式的多种可能实施方案中的一种，相对侧壁中的燃烧器以交错的布置方式设置使得燃烧器不直接面向彼此。向每个燃烧器11中馈送气态氧化剂15和燃料16。本文将进一步描述合适的氧化剂和燃料。参见图3，燃烧器11(如上所述这可能是存在的唯一的此类燃烧器，或者优选地为熔炉中的一个或优选地两个侧壁中的多个其它此类燃烧器11中的一个)位于侧壁2A中，使得熔融玻璃6的上表面8到侧壁中的开口39的距离为熔融玻璃的上表面8到侧壁2A的顶部(开口39位于侧壁2A中)的总距离的35％至65％。已安装根据本专利技术的一个或多个燃烧器11，使得燃烧器产生从燃烧器延伸到位于侧壁中的开口39或穿过侧壁中的开口向上朝向炉冠5延伸的火焰，火焰沿着相对于穿过燃烧器的水平面H-H形成至多15度(优选地大于零度)的角度G的线A-A。线A-A被认为是假想线，它与火焰最外侧边缘等距(等间隔)，并沿着从燃烧器的出口进入熔炉的方向延伸。例如，当燃烧器形成宽的扁平火焰时，线A-A被认为是位于火焰平面内的假想线且与平面中火焰的外边缘等距；并且当燃烧器形成锥形火焰时，线A-A被认为是作为该锥形的旋转轴的假想线。线A-A被认为在燃烧器的开口处与燃烧器相交，从该开口处燃料与氧气冒出并燃烧。火焰沿其从燃烧器延伸出的线A-A优选地位于与侧壁垂直的竖直面中，火焰从该侧壁延伸至熔炉中。也就是说，在四个壁形成一个矩形的熔炉中，火焰优选地“笔直穿过”熔炉内部朝向相对的侧壁延伸。然而，这个竖直面可形成相对于火焰从其延伸的侧壁至多30度的角度。在操作过程中，每个燃烧器11都在熔炉1的内部内燃烧气态氧化剂15和燃料16。向每个燃烧器11中馈送气态氧化剂15。氧化剂15是含有氧气的任何气体或气态混合物。一种合适的氧化剂15为空气，氧含量为20.9体积％。优选地，气态氧化剂15的氧含量为至少21体积％，更优选地大于50体积％，甚至更优选地大于85体积％。具有所需氧含量的氧化剂15可通过多种方法中的任一种提供。该氧化剂可购自已具有所需氧含量的独立商业来源。氧化剂可通过将空气与氧含量高于氧化剂15的所需最终氧含量的较高含量料流混合而获得；在这种情况下，较高含量料流可购自独立的商业来源，或可通过现场商业空气分离单元生产，该空气分离单元生产氧含量高于氧化剂15的所需总氧含量的产品料流。合适的燃料16包括任何气态烃或液态烃，诸如在标准条件下(即在25℃和1个大气压下)呈液态的燃油或一种烃或多种烃的混合物。优选的燃料为在标准条件下呈气态的烃，诸如天然气、甲烷、丙烷等等。氧化剂15或燃料16或两者可从其来源通过进料管馈送到每个燃烧器11中，每个燃烧器都有单独的进料管。或者，氧化剂15或燃料16或两者可通过歧管馈送到多个燃烧器11中，所述歧管由来自其来源的一根进料管提供。将氧化剂和燃料馈送到一个或多个燃烧器11并进行燃烧。如本文所公开的提供进料速度和化学计量比以实现本专利技术的益处。将氧化剂和燃料馈送到每个燃烧器11的速度应使得当氧化剂和燃料在燃烧器内燃烧时，燃烧所产生的可见火焰部分不接触熔炉1中与燃烧器所在侧壁相对的侧壁。这有助于防止相对的侧壁过度劣化。此外，将氧化剂和燃料馈送到燃烧器11的速度应使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔炉，包括：(A)彼此面对的后壁和前壁、以及彼此面对的两个侧壁，所述四个壁限定了内部空间；位于所述内部空间上方且与所述四个壁接触的炉冠；至少一个能够通过其将玻璃制造材料馈送到所述内部空间中以进行熔化的开口；至少一个位于所述前壁中的能够通过其将熔融玻璃排出所述内部空间的开口；以及位于所述内部空间内且与所述四个壁的内部接触的熔融玻璃层，其中所述熔融玻璃的上表面到所述侧壁与所述炉冠的接合处的距离为3.5英尺至5.5英尺；和(B)至少一个燃烧器，所述至少一个燃烧器位于侧壁中的开口中，所述开口位于所述熔融玻璃的所述上表面到所述侧壁的顶部的距离的35％至65％，其中所述燃烧器被取向成能够产生朝向所述炉冠延伸到所述内部空间中的火焰，所述火焰沿着相对于穿过所述燃烧器的水平面形成至多15度的角度的直线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/0959991.一种熔炉，包括：(A)彼此面对的后壁和前壁、以及彼此面对的两个侧壁，所述四个壁限定了内部空间；位于所述内部空间上方且与所述四个壁接触的炉冠；至少一个能够通过其将玻璃制造材料馈送到所述内部空间中以进行熔化的开口；至少一个位于所述前壁中的能够通过其将熔融玻璃排出所述内部空间的开口；以及位于所述内部空间内且与所述四个壁的内部接触的熔融玻璃层，其中所述熔融玻璃的上表面到所述侧壁与所述炉冠的接合处的距离为3.5英尺至5.5英尺；和(B)至少一个燃烧器，所述至少一个燃烧器位于侧壁中的开口中，所述开口位于所述熔融玻璃的所述上表面到所述侧壁的顶部的距离的35％至65％，其中所述燃烧器被取向成能够产生朝向所述炉冠延伸到所述内部空间中的火焰，所述火焰沿着相对于穿过所述燃烧器的水平面形成至多15度的角度的直线。2.一种玻璃熔化方法，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·U·埃尤哈，小林尚，E·J·埃文森，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US