專利名稱：用于玻璃熔化系統(tǒng)的非對中的氧-燃料燃燒器的制作方法
用于玻璃熔化系統(tǒng)的非對中的氧-燃料燃燒器
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于爐子的燃燒器和爐子系統(tǒng)。錐形同心氧-燃料 燃燒器已用于玻璃熔化爐的爐頂中，以在爐子中熔化一批爐料。一旦在爐頂中鉆出預(yù)定位置的孔并將燃燒器塊安裝在該孔中，則改變從該燃燒器發(fā)出的湍流焰的方向就會(huì)有限制(如果沒有能力的話)。如果要求火焰有不同方向，則要求鉆出和安裝替代(不同)的燃燒器孔，以重新定位燃燒器和火焰。現(xiàn)有爐子的設(shè)計(jì)由于其鋼構(gòu)架和爐頂接頭的膨脹，常常限制了燃燒器在爐子中可安裝的位置，其結(jié)果，總是不能達(dá)到最佳的火焰覆蓋，或燃燒器塊過分地傾斜而使燃燒器火焰達(dá)不到高效率。同心的氧-燃料燃燒器產(chǎn)生垂直于熔體的錐形火焰，錐形火焰又在熔體處產(chǎn)生圓形的火焰型式。多個(gè)間距開的燃燒器產(chǎn)生的火焰型式在熔體的表面處限制了總的火焰覆蓋。同心的燃燒器在熔體上方的燃燒空間內(nèi)均勻地燃燒。該燃燒的均勻性和強(qiáng)度可在爐頂和熔體之間的自由空間中提供過度的燃燒，導(dǎo)致傳熱不夠優(yōu)化以及熔體表面處的氮氧化物(NOx)較多。上述限制性和缺點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)在水平燃燒器中和在爐子前爐身中使用的燃燒器中。

發(fā)明內(nèi)容
將諸如氧-燃料燃燒器那樣的燃燒器提供給爐子或前爐，該燃燒器包括氣體輸送構(gòu)件和燃料輸送構(gòu)件，燃料輸送構(gòu)件具有設(shè)置在氣體輸送構(gòu)件內(nèi)部并偏離氣體輸送構(gòu)件縱向軸線的一部分。還提供了燃燒爐子或前爐中產(chǎn)物的方法，該方法包括沿著第一流動(dòng)路徑將氣態(tài)氧化劑流提供到爐子或前爐；沿著偏離于第一流動(dòng)路徑的第二流動(dòng)路徑將氣態(tài)燃料流提供到爐子或前爐；將第一流動(dòng)路徑暴露于第二流動(dòng)路徑；以及燃燒氣態(tài)氧化劑和氣態(tài)燃料以提供非圓的燃燒區(qū)域。還提供了燃燒器，由此，一個(gè)或多個(gè)氣體輸送構(gòu)件和燃料輸送構(gòu)件可沿著它們的相應(yīng)縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以控制燃燒器火焰的射出角度和生成的非圓燃燒區(qū)域。還提供了法蘭組件，其用來定向氣體輸送構(gòu)件和燃料輸送構(gòu)件相對于彼此的方向，并將這些構(gòu)件相對于彼此固定在固定位置中。


為了更完整地理解本發(fā)明，可結(jié)合以下的詳細(xì)描述來參照下面的附圖，附圖中圖IA揭示了用于爐子的本發(fā)明燃燒器的局部剖視平面圖。圖IB揭示了沿圖IA中線1B-1B截取的燃燒器的剖視圖。圖2A揭示了本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的示意圖。圖2B揭示了沿圖2A中線2B-2B截取的燃燒器的剖視圖。圖3A揭示了本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的示意圖。圖3B揭示了沿圖3A中線3B-3B截取的燃燒器的剖視圖。圖4揭示了本發(fā)明燃燒器所提供的火焰足跡
圖5A揭示了本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的示意圖。圖5B揭示了沿圖5A中線5B-5B截取的燃燒器的剖視圖。圖6A揭示了用于爐子的本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的局部剖視平面圖。
圖6B揭示了沿圖6A中線6B-6B截取的燃燒器的剖視圖。圖7A揭示了用于爐子的本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的局部剖視平面圖。圖7B揭示了沿圖7A中線7B-7B截取的燃燒器的剖視圖。圖8A揭示了用于爐子的本發(fā)明燃燒器另一實(shí)施例的局部剖視平面圖。圖8B揭示了沿圖8A中線8B-8B截取的燃燒器的剖視圖。圖9揭示了安裝在爐子的燃燒器塊內(nèi)的本發(fā)明燃燒器的局部剖視平面圖。圖10揭示了用于爐子的另一燃燒器實(shí)施例的局部剖視平面圖。圖IlA揭示了沿圖10中線11A-11A截取的燃燒器的剖視圖。圖IlB和IlC示出布置在不同位置中的圖IlA的元件的示意圖。圖12A-12C示出分別對應(yīng)于圖11A-11C的示意圖。圖13-15示出用于圖10和16的燃燒器實(shí)施例的法蘭組件的諸部件。圖16示出用于爐子的燃燒器另一實(shí)施例的局部剖視平面圖。
具體實(shí)施例方式參照圖IA和1B，圖中示出用于爐子的本發(fā)明燃燒器10，爐子例如是氧-燃料的玻璃熔化爐或爐子的前爐。有關(guān)用于爐子的燃燒器的使用還包括用于爐子前爐的燃燒器的使用。燃燒器10由氣體管12或?qū)Ч芙M成，例如用于輸送氣態(tài)氧，且該氣體管或?qū)Ч芫哂型鈧?cè)壁14，該外側(cè)壁構(gòu)造和布置成可部署在爐子的燃燒器塊內(nèi)。提供和輸送到氣體管12內(nèi)的氣體是氣態(tài)氧化劑，例如是純度為85% -100%的氣態(tài)氧；其中，如果氧純度低于100%，則其余的配比物可以是氮和/或其它惰性氣體以及它們的組合物。氣體管12的內(nèi)部空間16具有足夠的尺寸和形狀來容納設(shè)置在其中的燃料管18或?qū)Ч?。燃料?8具有外側(cè)壁20和內(nèi)部空間22。氣體管12或例如是氧化劑管彎曲，由此在氣體管12中提供彎頭24。氣體管12與氣源(未示出)流體地連通。氣體管12的螺紋外端26可確保與氣源可釋放地連接。氣體管12的相對的或遠(yuǎn)端28終止在爐子(未示出)的燃燒器塊內(nèi)，并設(shè)置在爐子內(nèi)產(chǎn)品熔體上方的選定位置處。所提供的氣態(tài)氧化劑可以是單一類型的氧化劑，例如是氧氣，或也可選自各種氣體的組合物。氣體管12的內(nèi)部16有足夠尺寸和形狀來容納設(shè)置在其中的燃料管18，如圖IA和Ib所示。燃料管18用有助于暴露于氣體管12中氧化劑的材料構(gòu)成。燃料管18的一端或近端30從氣體管12的彎頭24朝近側(cè)伸出，而燃料管18相對的或遠(yuǎn)端32終止在大致與氣體管12的端部28相同的位置處。氣體管12和燃料管18可終止在相同的部位處。燃料管18與氣態(tài)燃料源流體地連通，氣態(tài)燃料例如是天然氣、丙烷、液化石油氣(LPG)、合成氣體(由有機(jī)物固體、液體和氣體源或它們的組合物得到)以及它們的組合物。所用燃料可由單一氣態(tài)燃料或各燃料的組合來構(gòu)成。燃料管18從氣體管12伸出來的端部30也可以帶有螺紋31，以便可釋放地連接到氣態(tài)燃料源(未示出)?？商峁╅g隔或支承構(gòu)件34、36、38，將燃料管18支承在氣體管12內(nèi)，并在兩者之間提供間距開的關(guān)系，而不干擾氣體通過氣體管12的流動(dòng)。提供焊接件或密封件40，以對氣體管12中的入口 42的周緣進(jìn)行密封，燃料管18通過該進(jìn)口而插入。再參照圖1B，燃料管18在氣體管12內(nèi)部16的部署顯示得更加清楚。氣體管12從彎頭24過渡到直線結(jié)構(gòu)的那點(diǎn)開始，氣體管12和燃料管18基本上彼此平行。然而，可以看到，燃料管18在氣體管12內(nèi)的部署是非對中的；即，氣體管12和燃料管18不享有公共的縱向軸線。相反，氣體管12的縱向軸線44相對于燃料管18的縱向軸線46偏移，這將在下文中進(jìn)一步予以討論，以對特殊爐子和要在爐子內(nèi)熔化的產(chǎn)品提供燃燒器火焰和火焰足跡區(qū)域?？烧{(diào)整燃燒器來改變火焰足跡。這一點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)槔缤ㄟ^對它們部件進(jìn)行構(gòu)造和布置、氣體管和燃料管適合于圍繞它們的相應(yīng)縱向軸線44、46轉(zhuǎn)動(dòng)。圖IA和IB的燃燒器10還可構(gòu)造為一體的單元，由此，允許組合的氣體管和燃料管單元在燃燒器塊內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便有選擇地控制從燃燒器10發(fā)送到爐子內(nèi)的火焰足跡區(qū)域的部署。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的燃燒器的其它示范實(shí)施例，分別圖示在圖2A、2B;3A、3B;6A、6B ;7A、7B ;和8A、8B中。這些圖中所示的對應(yīng)于以上對于圖1A、IB所描述的元件的元件用相應(yīng)的附圖標(biāo)記分別增加100、200、300、400等來表示。圖2A和2B示出圖1A、1B的燃燒器110的另一實(shí)施例的示意圖。在圖2A和2B中，燃料管118以傾斜的關(guān)系設(shè)置在氣體管112內(nèi)，即互不平行，以使從燃燒器發(fā)射到爐子內(nèi)的火焰也在爐子內(nèi)的熔體處提供非圓的足跡。燃燒器110可具有形成一體單元的氣體管112和燃料管118，由此，單元可發(fā)生按照箭頭60所示的轉(zhuǎn)動(dòng)，以在爐子內(nèi)的熔體上提供選擇位置處的火焰足跡。燃燒器單元的轉(zhuǎn)動(dòng)可轉(zhuǎn)過360°。例如，圖2A示出流向爐子的氣態(tài)氧化劑流以及氣態(tài)燃料流。燃料管218還可足夠傾斜地布置在氣體管212內(nèi)，以使燃料管的遠(yuǎn)端232接觸到氣體管212的遠(yuǎn)端228。如此的結(jié)構(gòu)顯示在圖3A和3B中。在圖4中，示出了多個(gè)火焰足跡62，它們由圖中燃燒器10 (110、210等)的實(shí)施例提供。每個(gè)非圓足跡62或燃燒區(qū)域代表了從其相應(yīng)燃燒器發(fā)出的足跡。參照圖5A和5B，燃燒器310顯示為讓燃料管318部署在氣體管312的內(nèi)部316。燃料管318相對于氣體管312的偏移顯示在圖5B中。在圖6A和6B中，燃燒器410類似于圖2A和2B中所示的燃燒器110。尤其是，燃料管418以某一角度48引入到氣體管412內(nèi)，以使氣體管412的直段或線性段和燃料管418不平行和非同心的。燃料管418相對于氣體管412的偏移顯示在圖6B中。圖7A和7B揭示了設(shè)置在氣體管512內(nèi)的多個(gè)燃料管518。該多個(gè)燃料管518可設(shè)置成分開的和離散的管子，或替代地可形成或布置成如圖7B所示的燃料管的嵌套陣列或一體單元。圖7A中的燃料管518的布置相對于彼此是平行的，并相對于氣體管512的其中設(shè)置燃料管518的線性部分是平行的。如同本發(fā)明的其它實(shí)施例那樣，多個(gè)燃料管518和氣體管512可形成為一體單元，以便安裝在燃燒器塊內(nèi)，并隨后在燃燒器塊內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以控制爐子內(nèi)熔體處的火焰足跡區(qū)域562。燃料管518相對于氣體管512的偏移顯示在圖7B中。燃料管518的陣列可享有共同的螺紋部分531，以便可釋放地將燃料管518連接到燃料源。在圖8A和8B中，圖中示出了設(shè)置在同心布置的氣體管內(nèi)的燃料管618。S卩，主要外氣體管612具有可容納次要內(nèi)氣體管50的內(nèi)部尺寸和形狀。內(nèi)氣體管50具有尺寸和形狀適于容納燃料管618的內(nèi)部52。內(nèi)氣體管50具有與外氣體管612的入口 642對準(zhǔn)的入口 54，以使燃料管618可插入到內(nèi)氣體管50內(nèi)。在圖8A、8B中，內(nèi)氣體管50和燃料管618具有沿著各個(gè)構(gòu)件的背部的公共縱向軸線646，因此它們是同心的。燃料管618和氣體管612,50的定向也顯示在圖8B中。如同本發(fā)明的其它實(shí)施例那樣，圖8A的燃燒器610可形成為一體單元，以便安裝在爐子的燃燒器塊內(nèi)。燃料管618相對于氣體管612、50的偏移顯示在圖8B中。參照圖9，圖中示出爐子57的其中安裝燃燒器塊58的爐頂56的一部分。圖IA的燃燒器10設(shè)置在燃燒器塊58內(nèi)。應(yīng)該理解到，這里所披露的燃燒器(110、210、310、410、510,610)的其它實(shí)施例也可安裝在燃燒器塊58內(nèi)。燃燒器10等適于沿箭頭66、68的方 向移動(dòng)。相對于箭頭66，燃燒器10可依據(jù)燃燒器塊58內(nèi)希望發(fā)生的燃燒量而移至選定位置。燃料管18或多個(gè)燃料管以及氣體管12或多個(gè)氣體管的遠(yuǎn)端如圖所示終止在燃燒器塊58內(nèi)，否則的話，如果管子從燃燒器塊58暴露的話，則爐子氣氛的熱量會(huì)熔化管子。燃燒器10在燃燒器塊58內(nèi)的定位影響了在燃燒器塊58內(nèi)的燃燒，這又影響到燃燒器10提供的火焰的動(dòng)量和推力。較高動(dòng)量的火焰產(chǎn)生較小的足跡62的區(qū)域，而較低動(dòng)量的火焰產(chǎn)生較大的足跡62的區(qū)域。在區(qū)域70處存在低濃度的氧化劑，例如，當(dāng)氣態(tài)燃料燃燒時(shí)，它用盡了氧化劑并趨于尋求有較高濃度氧化劑來進(jìn)行燃燒的區(qū)域72。如圖9所示，在燃料管最靠近氣體管側(cè)壁的燃燒器遠(yuǎn)端處，燃燒器提供了濃焰。燃料管進(jìn)一步遠(yuǎn)離氣體管側(cè)壁的燃燒器遠(yuǎn)端，提供了經(jīng)氧化的貧焰。后一種情況提供了用于燃燒的增加的或更加擴(kuò)張的氧區(qū)域，由此，在影響爐子熔體的燃燒區(qū)域62或火焰足跡內(nèi)，提供了與圓形形狀相比相對較長的形狀。也可參見圖4。圖4中所示的非圓足跡也可由圖中燃燒器實(shí)施例的任何一個(gè)實(shí)施例或其組合來提供。本發(fā)明的燃燒器可用于玻璃熔化、精煉和分配。燃料管的排放點(diǎn)與氧氣管不同心，而是錯(cuò)列或偏移設(shè)置。燃燒器的偏移和/或轉(zhuǎn)動(dòng)，能使火焰方向以及生成的火焰足跡發(fā)生變化。錯(cuò)列或偏移程度或數(shù)量將增加可達(dá)到的火焰方向的數(shù)量。偏移還可通過使燃料導(dǎo)管相對于氧導(dǎo)管的傾斜來予以加強(qiáng)。雖然舉例來說，氣體管和燃料管都具有圓形橫截面，然而，燃燒器設(shè)計(jì)可包括具有不同橫截面形狀的氣體管和燃料管，橫截面形狀包括但不限于橢圓形、正方形、三角形、六角形等。燃料管可具有不同于氣體管的橫截面形狀。也可使用多個(gè)或分段的管子。箭頭66、68是相對于所有燃燒器10等所言的，如此的本發(fā)明實(shí)施例可在塊58內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。如此的轉(zhuǎn)動(dòng)可通過氣體管和燃料管的個(gè)別部件來發(fā)生，或通過由氣體管或多個(gè)氣體管和燃料管或多個(gè)燃料管形成的一體單元來發(fā)生。在燃燒過程中，燃料與氧化劑發(fā)生反應(yīng)。通過管子12、18的偏移設(shè)置，在管子最靠近的點(diǎn)處，形成富燃料火焰，而在管子間距最開的點(diǎn)處形成貧燃料區(qū)域。火焰的富燃料部分將在貧燃料側(cè)處與氧化劑發(fā)生反應(yīng)。該階段還將提供較低價(jià)氮氧化物的優(yōu)點(diǎn)和增加熱傳遞。該階段降低了在燃燒器塊58內(nèi)的預(yù)燃燒量，并減少從燃燒器塊中發(fā)出的火焰動(dòng)量。盡管火焰是湍流的，但較低動(dòng)量的火焰會(huì)減小批料表面上的速度，并減小包括但不限于硼和鉛的批料成分的揮發(fā)?；鹧嫦鄬τ跔t子較低的動(dòng)量，增加了燃料中碳的駐留時(shí)間，并增加通過煙黑輻照產(chǎn)生的發(fā)光度和傳熱。本發(fā)明的主要益處在于，氣體管和燃料管12、18分別偏置，因此,氣體和燃料流動(dòng)延遲了氣態(tài)燃料和氣態(tài)氧化劑的混合時(shí)間，直到火焰碰到原料表面64為止。來自火焰貧瘠部分的過多氧氣，繼續(xù)保持在其遠(yuǎn)離其余燃料成分的主方向上。生成的火焰足跡62或燃燒區(qū)域是如圖4和9所示的非圓形。該非圓形火焰燃燒區(qū)域能將更多能量引導(dǎo)到熔體區(qū)域內(nèi)。火焰相對于前爐或爐子分配器 較低的動(dòng)量，確?；鹧娌挥绊懙饺垠w的表面，而是“卷曲”或改變方向，變得基本上平行于熔體的表面。圖10-16揭示了用于爐子或爐子前爐的非對中氧-燃料燃燒器的其它實(shí)施例。參照圖10，圖中示出用于爐子(未示出)或爐子前爐(未示出)的燃燒器700。燃燒器700包括氧化劑輸送管702和燃料輸送管704(也被稱為燃料管704)。在該實(shí)施例中，氧化劑輸送管702構(gòu)造為具有“T形”，其中，圖10中所示的氧化劑輸送管702的端部706有螺紋，以便可釋放地將氧化劑輸送管702連接到遠(yuǎn)處的氧化劑源(未示出)。所用氧化劑可以類似于圖1-9的實(shí)施例中所用的氧化劑。在該實(shí)施例中，氧化劑輸送管702在附圖標(biāo)記708處分支，以提供接受器部分710，燃料輸送管704沿著氧化劑輸送管702的內(nèi)部712插入到該接受器部分710內(nèi)。燃料輸送管704的端部714也有螺紋，以便可釋放地連接到遠(yuǎn)處的燃料源(未示出)。所用燃料可類似于圖1-9的實(shí)施例中所用的燃料。在法蘭組件(下文中討論)的上游，且在沿著如圖10所示的氧化劑輸送管702內(nèi)部712插入之前，燃料輸送管704的一部分彎曲或傾斜。氧化劑輸送管702的中心縱向軸線716和燃料輸送管704的中心縱向軸線718盡管是平行的，但相對于彼此是偏移的。即，如圖10所示，舉例來說，燃料輸送管704設(shè)置在氧化劑輸送管702內(nèi)，使得相應(yīng)的縱向軸線相對于彼此是偏移的、非對中的。間隔件720例如通過焊接連接到燃料輸送管704的外表面，以在氧化劑輸送管702的內(nèi)部712延伸，從而對燃料輸送管704提供支承并使該燃料輸送管對準(zhǔn)以偏置在氧化劑輸送管內(nèi)。因此，氧化劑輸送管702的中心縱向軸線716延伸通過可動(dòng)法蘭722和固定法蘭730中每個(gè)的中心。由于存在間隔件720，燃料輸送管704的縱向軸線718相對于縱向軸線716偏置或非對中。再參照圖11A-11C，顯示用于氧化劑輸送管702和燃料輸送管704的法蘭組件。參照燃料輸送管704，法蘭組件包括附連到燃料管外部724的可動(dòng)的燃料側(cè)法蘭722。該法蘭722具有多個(gè)貫通的孔726，諸如螺母和螺栓那樣的機(jī)械緊固件728可通過其中進(jìn)行設(shè)置，以便可釋放地固定法蘭722，這將在下文中進(jìn)行討論。燃料輸送管704圍繞氧化劑輸送管702的縱向軸線716的轉(zhuǎn)動(dòng)，致使燃料側(cè)的法蘭722隨燃料管的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于燃料輸送管704是偏置的或非對中的，即，不在燃料側(cè)法蘭722的中心處，當(dāng)燃料法蘭被釋放和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，法蘭722和燃料管704繞氧化劑輸送管702的縱向軸線716轉(zhuǎn)動(dòng)，該縱向軸線716位于燃料側(cè)法蘭722和氧化劑側(cè)法蘭730的中心。這還顯示在圖11A-11C和12A-12C中。此外參照圖13-14，氧化劑輸送管702設(shè)置有固定的氧化劑側(cè)法蘭730，該法蘭組件的部分安裝在氧化劑管上。固定的法蘭730具有多個(gè)貫通其間的孔732，孔數(shù)量對應(yīng)于燃料側(cè)可動(dòng)法蘭722的多個(gè)孔726的數(shù)量。固定法蘭730的孔732還構(gòu)造和布置成可將機(jī)械緊固件728接納在其中。機(jī)械緊固件728的功能如同緊固件組件，以使法蘭722、730彼此可釋放地固定。
如圖10所示，燃燒器700的一部分安裝到燃燒器塊734。燃燒器塊734包括燃燒器塊外殼736，并具有空間738，如圖10所示，氧化劑輸送管702可設(shè)置在該空間內(nèi)。用于燃燒器塊734的外殼736包括至少一個(gè)諸如定位螺釘那樣的機(jī)械緊固件746，以將外殼736固定到燃燒器塊734。帶有諸如螺釘那樣機(jī)械緊固件742的限位環(huán)740固定到氧化劑輸送管702，由此，阻止氧化劑輸送管向下滑動(dòng)脫位而滑到燃燒器塊734內(nèi)。燃燒器塊734本身安裝到套筒744上，該套筒設(shè)置在爐子爐頂(未示出)或爐子前爐內(nèi)。軸襯748或適配器軸環(huán)圍繞氧化劑輸送管702的外表面750設(shè)置在燃燒器塊外殼736和所述表面750之間。軸襯748還設(shè)置有機(jī)械緊固件752，以使燃燒器700相對于燃燒器塊外殼736可釋放地固定就位。機(jī)械緊固件754設(shè)置在燃燒器塊外殼736處，以將燃燒器塊外殼可釋放地固定到軸襯748上。盡管套筒744和燃燒器塊734直接暴露于爐子的燃燒氣氛中，但氧化劑輸送管702和燃料輸送管704的相應(yīng)端部凹陷在燃燒器塊734內(nèi)，以便不與爐子氣氛直接接觸。機(jī)械緊固件728、742、752、754和746可釋放地配合，以允許燃燒器700整體地在 燃燒器塊734和套筒744內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。固定的氧化劑側(cè)法蘭730用諸如焊接那樣的方式附連到燃燒器700上。燃料輸送管704可相對于氧化劑輸送管702轉(zhuǎn)動(dòng)，而氧化劑輸送管可相對于燃燒器塊734轉(zhuǎn)動(dòng)，這將在下文中予以討論。參照圖11A-11C和12A-12C，這些圖顯示了燃料輸送管704相對于氧化劑輸送管702的定向，這樣的定向由可動(dòng)的燃料側(cè)法蘭722和固定的氧化劑側(cè)法蘭730所提供。機(jī)械緊固件728可釋放，由此，允許燃料輸送管704圍繞氧化劑輸送管702的縱向軸線716轉(zhuǎn)動(dòng)，燃料側(cè)法蘭722隨燃料管同時(shí)運(yùn)動(dòng)，如圖12A-12C中所示，描畫出氧化劑輸送管702的中心縱向軸線716。當(dāng)燃料輸送管704已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)到要求的位置時(shí)，例如，由圖IlB或IlC所示的位置，則各個(gè)法蘭722、730處相應(yīng)的孔726、732運(yùn)動(dòng)為彼此對準(zhǔn)，并與配合或致動(dòng)的機(jī)械緊固件728對準(zhǔn)，以使燃料輸送管704的法蘭722相對于氧化劑輸送管702的法蘭730固定。提供給燃料輸送管704的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍以及所述管相對于氧化劑輸送管702可具有的不同位置，僅受設(shè)置在法蘭722、730內(nèi)的對應(yīng)孔726、732的數(shù)量所限制。即，設(shè)置在可彼此對準(zhǔn)的可動(dòng)的和固定的法蘭722、730內(nèi)的孔數(shù)量越多，則燃料輸送管704相對于氧化劑輸送管702可具有的位置范圍就越大。間隔件720可連接到燃料輸送管704的外表面724，或從燃料輸送管704的外表面724延伸出，因此，圖12A-12C顯示了它們相對于氧化劑輸送管702將燃料輸送管保持在偏置或非對中位置內(nèi)的方式。再參照圖13-15，圖中示出了可動(dòng)的燃料側(cè)法蘭722和固定的氧化劑側(cè)法蘭730之間的密封結(jié)構(gòu)，其包括諸如O形圈那樣的密封件756，該密封件安裝在固定的氧化劑側(cè)法蘭730內(nèi)形成的凹陷部758內(nèi)，以與可動(dòng)的燃料側(cè)法蘭722的相對應(yīng)部分共同作用。該凹陷部758將密封件756 “座落”就位，以與燃料側(cè)法蘭722接觸。密封件756有效地密封掉由于法蘭722、730相對于彼此的可釋放嚙合而產(chǎn)生的任何泄漏。在圖16中，示出了燃燒器800的另一實(shí)施例。圖16的實(shí)施例與圖10實(shí)施例之間的唯一差別在于，與圖10所示實(shí)施例的弧形或傾斜部分相比，在進(jìn)入到氧化劑輸送管802之前，燃料輸送管804在法蘭組件上游處具有直線形狀。所有其它特征和功能類似于參照圖10實(shí)施例所描述的特征和功能。
所具有的特征類似于圖10和16所示特征的另一燃燒器實(shí)施例包括燃料輸送管704、804，它們?nèi)鐖D2A-2B和圖3A-3B實(shí)施例所示那樣傾斜。即，燃料輸送管704、804與氧化劑輸送管802、804既不平行也不對中。它們的所有其它特征和功能都類似于以上參照圖10和16實(shí)施例所討論的特征和功能。用于圖10-16實(shí)施例的氣態(tài)燃料和氣態(tài)氧化劑類似于用于圖1-9實(shí)施例的氣態(tài)燃料和氣態(tài)氧化劑。
對于以上參照圖1-16所討論的所有實(shí)施例，燃料管和氧化劑管可具有不同于用來連接到燃料和氧化劑源的螺紋端的其它端部。例如，這樣的端部可具有連接法蘭、夾具或焊接件，以將管子連接到如此的燃料和氧化劑源。應(yīng)該理解到，這里所述的實(shí)施例僅是示范的，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可作出許多變化和修改，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。所有如此的變化和修改都要被納入到本文所描述的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。應(yīng)該理解到，以上所述的實(shí)施例不僅是可替代的，而且還可是組合的。
權(quán)利要求
1.一種用于爐子或前爐的燃燒室內(nèi)的燃燒器，所述燃燒器包括氣體輸送構(gòu)件、燃料輸送構(gòu)件以及法蘭組件，所述氣體輸送構(gòu)件用來輸送氣態(tài)氧化劑，而所述燃料輸送構(gòu)件用來輸送燃料并且具有設(shè)置在所述氣體輸送構(gòu)件內(nèi)部并偏離所述氣體輸送構(gòu)件的縱向軸線的一部分，而所述法蘭組件機(jī)械地與所述氣體和燃料輸送構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，所述法蘭組件適于作轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以使所述氣體和燃料輸送構(gòu)件相對于彼此可釋放地固定，從而在所述燃燒室內(nèi)的選定部位處提供火焰足跡。
2.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述氣體輸送構(gòu)件的一部分和所述燃料輸送構(gòu)件的一部分彼此平行。
3.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料輸送構(gòu)件的一部分傾斜地設(shè)置在所述氣體輸送構(gòu)件的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，僅僅所述燃料輸送構(gòu)件可在所述法蘭組件處轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述氣體輸送構(gòu)件包括氣體管。
6.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料輸送構(gòu)件包括燃料管。
7.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料輸送構(gòu)件包括多個(gè)燃料管。
8.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述多個(gè)燃料管是一體單元。
9.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，其特征在于，所述多個(gè)燃料管傾斜地設(shè)置在所述氣體輸送構(gòu)件的內(nèi)部。
10.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，還包括至少一個(gè)支承構(gòu)件，所述至少一個(gè)支承構(gòu)件設(shè)置在所述氣體輸送構(gòu)件內(nèi)以支承所述燃料輸送構(gòu)件，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中、所述燃料輸送構(gòu)件相對于所述氣體輸送構(gòu)件保持間距開的關(guān)系，并偏離所述氣體輸送構(gòu)件的縱向軸線，以便可釋放地固定所述氣體和燃料輸送構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述法蘭組件包括安裝到所述氣體輸送構(gòu)件的第一法蘭，所述第一法蘭具有第一組多個(gè)貫穿孔；安裝到所述燃料輸送構(gòu)件的第二法蘭，所述第二法蘭具有第二組多個(gè)貫穿孔；一旦所述第一和第二法蘭相對于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)到選定位置，所述第一法蘭內(nèi)的第一組多個(gè)孔和所述第二法蘭內(nèi)的第二組多個(gè)孔布置成相對于彼此對準(zhǔn)；以及緊固件組件，用來在所述選定位置可釋放地將所述第一和第二法蘭彼此固定。
12.如權(quán)利要求11所述的燃燒器，其特征在于，所述第二法蘭固定到所述燃料輸送構(gòu)件以隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料輸送構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)而描繪出圍繞所述氣體輸送構(gòu)件的中心縱向軸線的路徑。
14.如權(quán)利要求11所述的燃燒器，其特征在于，還包括安裝到所述第一法蘭或所述第二法蘭中至少一個(gè)上的密封件，以提供所述第一和第二法蘭的密封結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求11所述的燃燒器，其特征在于，還包括安裝在所述氣體輸送構(gòu)件外表面上的軸環(huán)，所述軸環(huán)具有與其相關(guān)聯(lián)的機(jī)械緊固件，以可釋放地將所述軸環(huán)固定到所述氣體輸送構(gòu)件的外表面上，防止所述氣體輸送構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到所述爐子或所述前爐內(nèi)。
16.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述燃料輸送構(gòu)件包括位于所述法蘭組件上游的傾斜部分。
17.如權(quán)利要求I所述的燃燒器，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑選自以下組群氧、氧和氮、氧和其它惰性氣體以及它們的組合；而燃料選自以下組群天然氣、丙烷、液化石油氣、合成氣體以及它們的組合。
18.如權(quán)利要求11所述的燃燒器，其特征在于，所述緊固件組件包括機(jī)械緊固件，用來與所述第一和第二法蘭共同作用。
全文摘要
一種用于爐子或前爐的燃燒室內(nèi)的燃燒器，其包括氣體輸送構(gòu)件、燃料輸送構(gòu)件以及法蘭組件，氣體輸送構(gòu)件用來提供氣態(tài)氧化劑，而燃料輸送構(gòu)件用來提供燃料并且具有設(shè)置在氣體輸送構(gòu)件內(nèi)部并偏離氣體輸送構(gòu)件的縱向軸線的一部分，而法蘭組件機(jī)械地與氣體和燃料輸送構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，所述法蘭組件適于作轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以使氣體和燃料輸送構(gòu)件相對于彼此可釋放地固定，從而在燃燒腔室內(nèi)的選定部位處提供火焰足跡。
文檔編號(hào)F23C5/08GK102713434SQ201080060479
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者A·P·理查德森, J·A·韋恩福特, N·辛普森 申請人:琳德股份公司