一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器，包括一端封閉且具有中空內(nèi)腔管狀的燃燒器本體和在所述燃燒器本體內(nèi)靠近封閉端處設(shè)的渦輪，所述燃燒器本體內(nèi)的中部設(shè)有一內(nèi)開口；所述燃燒器還包括一通過渦輪控制打開或閉合所述內(nèi)開口的錐形塞，在渦輪和內(nèi)開口之間設(shè)有燃料進口，燃燒器本體未封閉端形成燃料出口。該燃燒器具有了可啟閉功能，通過控制天然氣燃燒器的啟閉即可實現(xiàn)換向燃燒，可取消生產(chǎn)線上的換向控制室，節(jié)約投資、節(jié)省空間。
【專利說明】一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器及其加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒器領(lǐng)域，特別是涉及一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器。

【背景技術(shù)】
[0002]燃料換向蓄熱式燃燒技術(shù)是由英國Hotwork Development公司和British Gas公司合作開發(fā)推出的新式的蓄熱式燃燒技術(shù)，近幾十年以來在玻璃窯爐，特別是浮法玻璃熔窯上廣泛應(yīng)用。該技術(shù)采用窯池兩側(cè)蓄熱室蓄熱，蓄熱室是用耐火材料做成的格子磚作為蓄熱體；回收了 85%以上的煙氣廢熱，并用這些熱量加熱空氣、返回爐中助燃，極大減少了燃料消耗。浮法玻璃熔窯屬淺池橫焰池窯，主要包括:投料端、長形窯池、熔窯煊體、兩側(cè)蓄熱室、流道等，其結(jié)構(gòu)為:熔窯煊體位于窯池上方、為燃料提供燃燒空間，投料端和流道分別位于窯池兩端，蓄熱室位于窯池兩側(cè)。浮法玻璃熔窯換向燃燒的工作原理如下:窯池兩側(cè)分布燃燒器和蓄熱室，一側(cè)的助燃空氣經(jīng)蓄熱室加熱進入熔窯助燃另一側(cè)燃燒器噴射的燃料在熔窯中燃燒，燃燒一定時間后，產(chǎn)生的廢煙氣攜帶余熱充分加熱了一側(cè)的蓄熱室，助燃空氣和燃料則分別換從另一側(cè)進入，如此以固定的時間為周期、兩側(cè)燃燒器輪流交替開啟的有規(guī)律換向燃燒。
[0003]可換向燃燒的玻璃窯爐可以回收煙氣余熱、節(jié)約能源，除應(yīng)用于玻璃制造，還可廣泛應(yīng)用于水泥制造、冶煉鋁等行業(yè)的熱熔窯爐。天然氣作為優(yōu)質(zhì)清潔的能源被廣泛應(yīng)用，為了實現(xiàn)天然氣的換向燃燒，都會在生產(chǎn)線上靠近熱熔窯爐的一端設(shè)置換向控制室，通過按照一定時間間隔控制天然氣輸送管路的啟閉使窯爐兩側(cè)的燃燒器輪流點火，進而實現(xiàn)換向燃燒。換向控制室是通過室內(nèi)平鋪式施工，用管道、管件把諸如換向閥等各種閥門和設(shè)備連接在一起，組成一整套燃燒換向控制系統(tǒng)，這種傳統(tǒng)的建設(shè)方式，施工周期長，占地面積大，投入人力物力多，經(jīng)常與其他專業(yè)產(chǎn)生交叉施工；其工程繁瑣、各支管換向控制操作復(fù)雜；不僅會影響工程的總體質(zhì)量，還會給原有的玻璃生產(chǎn)線燃燒系統(tǒng)造成安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器，包括一端封閉且具有中空內(nèi)腔管狀的燃燒器本體和在所述燃燒器本體內(nèi)靠近封閉端處設(shè)的渦輪，所述燃燒器本體內(nèi)的中部設(shè)有一內(nèi)開口 ；所述燃燒器還包括一通過渦輪控制打開或閉合所述內(nèi)開口的錐形塞，在渦輪和內(nèi)開口之間設(shè)有燃料進口，燃燒器本體未封閉端形成燃料出口。
[0005]所述錐形塞由帶有外螺紋的連桿和與所述內(nèi)開口配合的塞頭組成。
[0006]在所述燃燒器本體位于所述渦輪的位置上、下方分別設(shè)有壓縮空氣出口和壓縮空氣進口。
[0007]所述渦輪由一組氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪組成，所述氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪的外表面設(shè)有渦紋，且渦紋大小相同、方向相反。
[0008]所述氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪的中心開有一同軸同孔徑的帶有內(nèi)螺紋的通孔，所述錐形塞連桿的外螺紋與所述通孔內(nèi)螺紋相配合。
[0009]在所述燃燒器本體上、下方對應(yīng)在所述氣動正旋渦輪位置設(shè)有正旋壓縮空氣出口和正旋壓縮空氣進口 ；在所述燃燒器本體上、下方對應(yīng)在氣動反旋渦輪位置設(shè)有反旋壓縮空氣出口和反旋壓縮空氣進口。
[0010]所述正旋壓縮空氣出口與所述反旋壓縮空氣進口相連通。
[0011]所述反旋壓縮空氣出口連有延伸至燃料出口的壓縮空氣導(dǎo)管。
[0012]所述塞頭為錐形或圓臺形。
[0013]本發(fā)明還有一目的在于，提供上述燃燒器的加工方法，具體步驟為:
[0014](1)、采用分段機械加工分上、下兩部分加工燃燒器本體；
[0015](2)、采用機械加工的方法，加工錐形塞、氣動正旋渦輪、氣動反旋渦輪；
[0016](3)、組裝燃燒器本體、錐形塞、氣動正旋渦輪、氣動反旋渦輪、壓縮空氣導(dǎo)管，即得到用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]1)使玻璃窯爐的天然氣燃燒器具有了可啟閉功能，通過控制天然氣燃燒器的啟閉即可實現(xiàn)換向燃燒；2)可取消生產(chǎn)線上的換向控制室，節(jié)約投資、節(jié)省空間；3)把推動氣動反旋渦輪的壓縮空氣引至燃料出口附近作為冷卻風(fēng)，能夠冷卻燃燒器噴嘴，延長燃燒器和噴嘴磚的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示為本發(fā)明燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容，并對本發(fā)明作進一步闡述，但這些實施例絕非對本發(fā)明有任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書的啟示下對本發(fā)明實施例中所作的任何變動都將屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
[0021]本發(fā)明提供一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器，包括:燃燒器本體1、錐形塞2、氣動正旋渦輪3、氣動反旋渦輪4、燃料進口 5、正旋壓縮空氣進口 6、正旋壓縮空氣出口 7、反旋壓縮空氣進口 8、反旋壓縮空氣出口 9、壓縮空氣導(dǎo)管10、內(nèi)開口 11、燃料出口 12。
[0022]燃燒器本體1是一中空的圓管，一端封閉，一端設(shè)有燃料出口 12，在燃燒器本體1中空的內(nèi)腔中部設(shè)有內(nèi)開口 11，內(nèi)腔中靠近封閉端處設(shè)有兩個相鄰的空間分別容納氣動正旋渦輪3和氣動反旋渦輪4，氣動正旋渦輪3和氣動反旋渦輪4的外表面均有渦紋，且渦紋大小相同、方向相反，這兩個渦輪中心開有同軸同樣孔徑的通孔，通孔內(nèi)有內(nèi)螺紋。內(nèi)腔中還設(shè)有一錐形塞2，錐形塞由連桿和塞頭組成，連桿為圓柱形，外表面有外螺紋，設(shè)在氣動正旋渦輪3和氣動反旋渦輪4中心的通孔內(nèi)，其外螺紋與通孔的內(nèi)螺紋相配合；連桿的末端固設(shè)一塞頭，塞頭的形狀與內(nèi)開口 11契合；塞頭可以為錐形、圓臺等形狀，相應(yīng)內(nèi)開口 11的形狀也為錐形或圓臺等形狀，以使塞頭可以開啟或閉合內(nèi)開口 11。在容納渦輪的空間與內(nèi)開口 11之間設(shè)有燃料進口 5，該燃料進口 5位于燃燒器本體1的下端。
[0023]燃燒器本體1的下端對應(yīng)于氣動正旋渦輪3和氣動反旋渦輪4的位置處，還分別設(shè)有正旋壓縮空氣進口 6和反旋壓縮空氣進口 8 ;對應(yīng)地，燃燒器本體1的上端對應(yīng)于氣動正旋渦輪3和氣動反旋渦輪4的位置處，還分別設(shè)有正旋壓縮空氣出口 7和反旋壓縮空氣出口 9。反旋壓縮空氣出口 9連有壓縮空氣導(dǎo)管10，該壓縮空氣導(dǎo)管10延伸至燃料出口 12附近。
[0024]該燃燒器是按照下述方法加工的:
[0025](1)、采用分段機械加工分上、下兩部分加工燃燒器本體1，即燃燒器本體中心線以上為本體上部、中心線以下為本體下部；
[0026](2)、采用機械加工的方法，加工錐形塞2、氣動正旋渦輪3、氣動反旋渦輪4 ；
[0027](3)、組裝燃燒器本體1、錐形塞2、氣動正旋渦輪3、氣動反旋渦輪4、壓縮空氣導(dǎo)管10，即得到用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器。
[0028]本發(fā)明提供的用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器通過壓縮空氣驅(qū)動氣動正旋渦輪3或氣動反旋渦輪4旋轉(zhuǎn)，由于正旋和反旋渦輪表面的渦瓣大小相同、角度相反，所以可以在氣流的沖擊下分別產(chǎn)生正旋和反旋的效果，當渦輪旋轉(zhuǎn)時，通過氣動正旋渦輪3或氣動反旋渦輪4中心的內(nèi)螺紋咬合錐形塞2連桿表面的外螺紋，使連桿產(chǎn)生軸向位移，帶動錐形塞2沿著燃燒器本體1的中心線軸向移動、使塞頭與燃燒器本體內(nèi)開口 11閉合或分離，達到控制燃燒器內(nèi)天然氣通道開啟或關(guān)閉的作用，從而使燃燒器具有啟閉功能。實際應(yīng)用中該燃燒器在玻璃窯爐兩側(cè)成對使用，為了提高壓縮空氣的利用率，將玻璃窯爐一側(cè)燃燒器的正旋壓縮空氣出口 7通過管道與另一側(cè)燃燒器的反旋壓縮空氣進口 8連接，當壓縮空氣推動一側(cè)燃燒器的氣動正旋渦輪旋轉(zhuǎn)帶動連桿使錐形塞2與燃燒器本體內(nèi)開口 11閉合時，同時會通過管道到另一側(cè)推動另一側(cè)燃燒器的氣動反旋渦輪反向旋轉(zhuǎn)，使錐形塞2與燃燒器本體內(nèi)開口 11分離，由此實現(xiàn)聯(lián)動，壓縮空氣導(dǎo)管10與反旋壓縮空氣出口 9連接，延伸至燃料出口 12附近，可以實現(xiàn)對不燃燒一側(cè)燃燒器的燃料出口 12的冷卻，可延長燃燒器的使用壽命ο
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器，其特征在于，包括一端封閉且具有中空內(nèi)腔管狀的燃燒器本體和在所述燃燒器本體內(nèi)靠近封閉端處設(shè)的渦輪，所述燃燒器本體內(nèi)的中部設(shè)有一內(nèi)開口；所述燃燒器還包括一通過渦輪控制打開或閉合所述內(nèi)開口的錐形塞，在渦輪和內(nèi)開口之間設(shè)有燃料進口，燃燒器本體未封閉端形成燃料出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述錐形塞由帶有外螺紋的連桿和與所述內(nèi)開口配合的塞頭組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，在所述燃燒器本體位于所述渦輪的位置上、下方分別設(shè)有壓縮空氣出口和壓縮空氣進口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃燒器，其特征在于，所述渦輪由一組氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪組成，所述氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪的外表面設(shè)有渦紋，且渦紋大小相同、方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃燒器，其特征在于，所述氣動正旋渦輪和氣動反旋渦輪的中心開有一同軸同孔徑的帶有內(nèi)螺紋的通孔，所述錐形塞連桿的外螺紋與所述通孔內(nèi)螺紋相配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的燃燒器，其特征在于，在所述燃燒器本體上、下方對應(yīng)在所述氣動正旋渦輪位置設(shè)有正旋壓縮空氣出口和正旋壓縮空氣進口 ；在所述燃燒器本體上、下方對應(yīng)在氣動反旋渦輪位置設(shè)有反旋壓縮空氣出口和反旋壓縮空氣進口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒器，其特征在于，所述正旋壓縮空氣出口與所述反旋壓縮空氣進口相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述反旋壓縮空氣出口連有延伸至燃料出口的壓縮空氣導(dǎo)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8任一所述的燃燒器，其特征在于，所述塞頭為錐形或圓臺形。
10.權(quán)利要求1-9任一所述燃燒器的加工方法，其特征在于，具體步驟為: (1)、采用分段機械加工分上、下兩部分加工燃燒器本體； (2)、采用機械加工的方法，加工錐形塞、氣動正旋渦輪、氣動反旋渦輪； (3)、組裝燃燒器本體、錐形塞、氣動正旋渦輪、氣動反旋渦輪、壓縮空氣導(dǎo)管，即得到用于玻璃窯爐換向燃燒的燃燒器。
【文檔編號】C03B5/235GK104478196SQ201410826719
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】劉心明, 陳雙七, 王健, 韓立平, 王迎春 申請人:秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計院