CN108623130A - 一种蓄热式玻璃坩埚窑炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蓄热式玻璃坩埚窑炉，包括：内置炉膛及其顶部设置炉盖的炉体、排烟引风机、助燃风机、燃烧器及其安装于所述炉体的热能回收器；所述热能回收器包括助燃空气分流室、气体收集室以及内置蓄热体的蓄热室，其中，所述助燃空气分流室连通蓄热室，所述气体收集室连通蓄热室；所述燃烧器包括燃料入管、混合腔及其喷口，所述喷口和燃料入管分别连通混合腔，其中，所述混合腔设置气孔；燃烧器安装于热能回收器，其中，气孔连通所述蓄热室，喷口连通炉膛，所述炉膛内安装有坩埚；所述助燃风机排气口连接所述助燃空气分流室；所述排烟引风机吸气口连接所述气体收集室。本蓄热式玻璃坩埚窑炉利于燃烧，节约能源；同时，可以提高保温的性能。
Description
技术领域
本发明涉及热工技术领域，具体是一种废热再利用的玻璃窑炉。
背景技术
玻璃的生产制造属于高耗能高污染产业，但是玻璃制品已经是我们生活的必需品。在玻璃生产行业中，会产生大量废弃玻璃，这些废弃玻璃通过重新熔化成型而得以重复利用，避免了直接排放影响环境的弊端。
然而，传统的用于熔化废弃玻璃的玻璃坩埚窑炉的炉体保温性能差、缺乏热量循环利用，不利于节能。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种蓄热式玻璃坩埚窑炉。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种蓄热式玻璃坩埚窑炉，包括：内置炉膛及其顶部设置炉盖的炉体、排烟引风机、助燃风机、燃烧器及其安装于所述炉体的热能回收器；所述热能回收器包括助燃空气分流室、气体收集室以及内置蓄热体的蓄热室，其中，所述助燃空气分流室通过第一开口连通蓄热室，所述气体收集室通过第二开口连通蓄热室，所述助燃空气分流室设置有用于控制第一开口启闭的第一电磁阀，所述气体收集室设置有用于控制第二开口启闭的第二电磁阀；所述燃烧器包括燃料入管、混合腔及其喷口，所述喷口和燃料入管分别连通混合腔，其中，所述混合腔设置气孔；燃烧器安装于热能回收器，其中，气孔连通所述蓄热室，喷口连通炉膛，所述炉膛内安装有坩埚；所述助燃风机吸气口连接大气，排气口连接所述助燃空气分流室；所述排烟引风机吸气口连接所述气体收集室，排气口连接大气。
使用的时候，气体燃料经过燃料入管进入燃烧器的混合腔，同时助燃空气分流室的空气进入燃烧器的混合腔和气体燃料混合，经过点火（可由点火装置点火），气体燃烧，火苗经过喷口喷出，进入炉膛，加热安装于炉膛内的坩埚，从而加热放置于坩埚内的废弃玻璃，使废弃玻璃熔化，重复成型利用；以上过程，伴随着第一电磁阀、第二电磁阀、助燃风机和排烟引风机的协调工作而实现热量循环重复利用，实现节能和持续保温目的。具体工作原理为：助燃风机工作，将空气抽入助燃空气分流室，第一电磁阀打开（同时第二电磁阀关闭），空气经过第一开口灌入蓄热室，从而进入燃烧器的混合腔和燃气混合燃烧以提供热量，一定时间后，助燃风机停止工作，第一电磁阀关闭，停止给燃料入管通气（具体可以在燃料入管和燃烧器连接处设置用于控制燃气通断的燃气开关）同时排烟引风机工作，第二电磁阀打开，排烟引风机将炉膛内燃烧后的高温废气经燃烧器的喷口、燃烧器的混合腔、排气口进入蓄热室，然后经过第二开口排放在空气中，期间，由于高温废气经过蓄热体，所以可以给蓄热体加热，蓄热体温度升高（废气温度降低），起到储蓄能量的目的；而后，助燃风机工作，将空气抽入助燃空气分流室，第一电磁阀打开（同时第二电磁阀关闭），常温空气经过第一开口灌入蓄热室，常温空气经过蓄热体，之前高温的蓄热体可以给常温空气进行预加热，常温空气温度升高后进入燃烧器的混合腔，此时给燃料入管通气（燃气开关打开），高温空气和燃料气体混合后点燃，加热炉膛；以上工作交替循环进行，不断将废气热量储蓄在蓄热体后用来加热进入炉内即将参与燃烧的气体，将参与燃烧的气体温度提前升高，利于燃烧，节约能源；同时，可以提高保温的性能。
在一些实施方式中，所述蓄热体将蓄热室分割成蓄热低温腔及其蓄热高温腔，其中，所述蓄热低温腔连通助燃空气分流室，蓄热高温腔连通气孔。
在一些实施方式中，所述助燃空气分流室为圆柱状，气体收集室为与所述圆柱状助燃空气分流室同心的圆环状，炉膛为圆柱状，数量为两个以上的燃烧器均布安装于所述炉盖；其中，每个燃烧器分别对应设置一个蓄热室。
在一些实施方式中，所述坩埚的数量为两个以上均布在炉膛底部，所述燃烧器的喷口设置在相邻两个坩埚之间。喷口出来的火苗可以同时加热相邻坩埚的侧壁，提高热量利用效率。
在一些实施方式中，所述炉膛底部中心还设置有环形反射墙。
在一些实施方式中，所述环形反射墙为耐火砖材料。
反射墙可以具有吸热和反射热量的效果，即，将热量反射回坩埚一侧，提高热利用率，发射墙自身会吸热，可以将热量锁住，起到保温和重复加热炉膛的效果。
在一些实施方式中，所述炉体底部设有玻璃收集坑，所述玻璃收集坑上部设有入口槽，环形反射墙底部设有过槽；其中，所述入口槽和过槽均和环形反射墙的内腔连通。如果坩埚破裂，熔化的玻璃液体撒落在炉膛底部，可以进入过槽，经入口槽流入玻璃收集坑内收集起来，，以避免影响窑炉的正常使用，即，重换坩埚即可继续使用。
在一些实施方式中，所述第一电磁阀包括第一气缸和第一阀片，所述第一阀片固定于第一气缸的伸缩杆；当伸缩杆外伸，第一阀片顶住第一开口，当伸缩杆缩回，第一阀片开启第一开口；所述第二电磁阀包括第二气缸和第二阀片，所述第二阀片固定于第二气缸的伸缩杆；当第二气缸的伸缩杆外伸，第二阀片顶住第二开口，当第二气缸的伸缩杆缩回，第二阀片开启第二开口。
在一些实施方式中，所述蓄热体的为蜂窝陶瓷蓄热体。
附图说明
图1为本发明一实施方式的蓄热式玻璃坩埚窑炉截面示意图；
图2为图1所示蓄热式玻璃坩埚窑炉的A处放大示意图；
图3为本发明的蓄热式玻璃坩埚窑炉中炉膛内坩埚和燃烧器分布示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，一种蓄热式玻璃坩埚窑炉，包括：内置炉膛202及其顶部设置炉盖201的炉体20、排烟引风机60、助燃风机50、燃烧器30及其安装于所述炉体20的热能回收器10；所述热能回收器10包括助燃空气分流室101、气体收集室104以及内置蓄热体105的蓄热室23，其中，所述助燃空气分流室101通过第一开口1011连通蓄热室23，所述气体收集室104通过第二开口1012连通蓄热室23，所述助燃空气分流室101设置有用于控制第一开口1011启闭的第一电磁阀1013，所述气体收集室104设置有用于控制第二开口1012启闭的第二电磁阀1014；所述燃烧器30包括燃料入管301、混合腔304及其喷口305，所述喷口305和燃料入管301分别连通混合腔304，其中，所述混合腔304设置气孔303；燃烧器30安装于热能回收器10，其中，气孔303连通所述蓄热室23，喷口305连通炉膛202，所述炉膛202内安装有坩埚40；所述助燃风机50吸气口连接大气，排气口连接所述助燃空气分流室101；所述排烟引风机60吸气口连接所述气体收集室104，排气口连接大气。以上，流经燃料入管的燃料气体即可以在燃气罐一侧控制，也可以在燃料入管和燃烧器连接处安装起到打开和关闭管内燃气的燃气开关302。
使用的时候，气体燃料经过燃料入管进入燃烧器的混合腔，同时助燃空气分流室的空气进入燃烧器的混合腔和气体燃料混合，经过点火（可以在喷口处设置点火装置----点火器，其中，点火器可以安装在炉体上，点火部对准喷口的出口、也可以通过人工点火），气体燃烧，火苗经过喷口喷出，进入炉膛，加热安装于炉膛内的坩埚，从而加热放置于坩埚内的废弃玻璃，使废弃玻璃熔化，重复成型利用。
以上过程，伴随着第一电磁阀、第二电磁阀、助燃风机和排烟引风机的协调工作而实现热量循环重复利用，实现节能和持续保温目的。
具体工作原理为：助燃风机50工作，通过管道501将大气的空气抽入助燃空气分流室，第一电磁阀打开（同时第二电磁阀关闭），空气经过第一开口灌入蓄热室，从而进入燃烧器的混合腔和燃气混合燃烧以提供热量，一定时间后（这个时间可以根据认为需要设置，也可以根据经验值设定），助燃风机停止工作，第一电磁阀关闭，停止给燃料入管通气（具体可以在燃料入管和燃烧器连接处设置用于控制燃气通断的燃气开关302）同时排烟引风机60工作，第二电磁阀打开，排烟引风机60将炉膛内燃烧后的高温废气经燃烧器的喷口、燃烧器的混合腔、排气口进入蓄热室，然后经过第二开口进入排烟引风机通过管排风管道601排放在空气中，期间，由于高温废气经过蓄热体，所以可以给蓄热体加热，蓄热体温度升高（废气温度降低），起到储蓄能量的目的；而后，再进入循环，即，助燃风机工作，将空气抽入助燃空气分流室，第一电磁阀打开（同时第二电磁阀关闭），常温空气经过第一开口灌入蓄热室，常温空气经过蓄热体，之前高温的蓄热体可以给常温空气进行预加热，常温空气温度升高后进入燃烧器的混合腔，此时给燃料入管通气（燃气开关打开），高温空气和燃料气体混合后点燃，加热炉膛；以上工作交替循环进行，不断将废气热量储蓄在蓄热体后用来加热进入炉内即将参与燃烧的气体，将参与燃烧的气体温度提前升高，利于燃烧，节约能源；同时，可以提高保温的性能。
以上工作步调可以通过控制器统一控制，即，控制器控制助燃风机、排烟引风机、第一电磁阀、第二电磁阀、燃气开关及其点火器的协调工作，以达到自动化生产的目的。
对于窑炉形状的一种实施方式，可以采取以下设计：
所述蓄热体105将蓄热室23分割成蓄热低温腔102及其蓄热高温腔103，其中，所述蓄热低温腔102连通助燃空气分流室101，蓄热高温腔103连通气孔303。所述助燃空气分流室101为圆柱状，气体收集室104为与所述圆柱状助燃空气分流室101同心的圆环状，炉膛202为圆柱状，数量为两个以上的燃烧器30均布安装于所述炉盖201；其中，每个燃烧器30分别对应设置一个蓄热室23。
基于以上设计，坩埚40的布置可以为：所述坩埚40的数量为两个以上均布在炉膛202底部，所述燃烧器30的喷口305设置在相邻两个坩埚40之间。
进一步地，以上的窑炉的炉膛202底部还设置有环形反射墙2021。
进一步地，所述炉体20底部设有玻璃收集坑21，所述玻璃收集坑21上部设有入口槽22，环形反射墙2021底部设有过槽213；中，所述入口槽22和过槽213均和环形反射墙2021的内腔2022连通。
第一电磁阀1012和第二电磁阀1014的结构可以相同，其一种实施方式为：所述第一电磁阀1013包括第一气缸和第一阀片，所述第一阀片固定于第一气缸的伸缩杆；当伸缩杆外伸，第一阀片顶住第一开口，当伸缩杆缩回，第一阀片开启第一开口；所述第二电磁阀1014包括第二气缸和第二阀片，所述第二阀片固定于第二气缸的伸缩杆；当第二气缸的伸缩杆外伸，第二阀片顶住第二开口，当第二气缸的伸缩杆缩回，第二阀片开启第二开口。
以上，所述蓄热体105为蜂窝陶瓷蓄热体。
图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，包括：内置炉膛（202）及其顶部设置炉盖（201）的炉体（20）、排烟引风机（60）、助燃风机（50）、燃烧器（30）及其安装于所述炉体（20）的热能回收器（10）；
所述热能回收器（10）包括助燃空气分流室（101）、气体收集室（104）以及内置蓄热体（105）的蓄热室（23），其中，所述助燃空气分流室（101）通过第一开口（1011）连通蓄热室（23），所述气体收集室（104）通过第二开口（1012）连通蓄热室（23），所述助燃空气分流室（101）设置有用于控制第一开口（1011）启闭的第一电磁阀（1013），所述气体收集室（104）设置有用于控制第二开口（1012）启闭的第二电磁阀（1014）；
所述燃烧器（30）包括燃料入管（301）、混合腔（304）及其喷口（305），所述喷口（305）和燃料入管（301）均连通混合腔（304），其中，所述混合腔（304）设置气孔（303）；燃烧器（30）安装于热能回收器（10），其中，气孔（303）连通所述蓄热室（23），喷口（305）连通炉膛（202），所述炉膛（202）内安装有坩埚（40）；
所述助燃风机（50）吸气口连接大气，排气口连接所述助燃空气分流室（101）；所述排烟引风机（60）吸气口连接所述气体收集室（104），排气口连接大气。
2.根据权利要求1所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述蓄热体（105）将蓄热室（23）分割成蓄热低温腔（102）及其蓄热高温腔（103），其中，所述蓄热低温腔（102）连通助燃空气分流室（101），蓄热高温腔（103）连通气孔（303）。
3.根据权利要求1所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述助燃空气分流室（101）为圆柱状，气体收集室（104）为与所述圆柱状助燃空气分流室（101）同心的圆环状，炉膛（202）为圆柱状，数量为两个以上的燃烧器（30）均布安装于所述炉盖（201）；
其中，每个燃烧器（30）分别对应设置一个蓄热室（23）。
4.根据权利要求3所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述坩埚（40）的数量为两个以上均布在炉膛（202）底部，所述燃烧器（30）的喷口（305）设置在相邻两个坩埚（40）之间。
5.根据权利要求1所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述炉膛（202）底部还设置有环形反射墙（2021）。
6.根据权利要求5所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述炉体（20）底部设有玻璃收集坑（21），所述玻璃收集坑（21）上部设有入口槽（22），环形反射墙（2021）底部设有过槽(213)；
其中，所述入口槽（22）和过槽(213)均和环形反射墙（2021）的内腔（2022）连通。
7.根据权利要求5所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述环形反射墙（2021）为耐火砖。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述第一电磁阀（1013）包括第一气缸和第一阀片，所述第一阀片固定于第一气缸的伸缩杆；
当伸缩杆外伸，第一阀片顶住第一开口，当伸缩杆缩回，第一阀片开启第一开口；
所述第二电磁阀（1014）包括第二气缸和第二阀片，所述第二阀片固定于第二气缸的伸缩杆；
当第二气缸的伸缩杆外伸，第二阀片顶住第二开口，当第二气缸的伸缩杆缩回，第二阀片开启第二开口。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的蓄热式玻璃坩埚窑炉，其特征在于，所述蓄热体（105）为蜂窝陶瓷蓄热体。
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