CN209481467U - 一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，属石英玻璃生产器械技术领域。料保仓上呈层叠状依次套装有氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓和外罩气仓室，料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓室和外罩气仓室上依次对应状设置有料保进气管、内氢进气管、内氧进气管、中氧进气管、外氧进气管、外氢进气管、外罩气进气管。该燃烧器通过氢气内仓室补充火焰内部氢气提高火焰内部温度，外罩仓室约束氢气外仓室出来的氢气提高整体料面温度，从而提高生产效率，得到高品质石英玻璃锭。

Description

一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，属石英玻璃生产器械技术领域。

背景技术

在CVD法合成石英玻璃工艺中，燃烧器是工艺流程中的一个关键部件，以完成氢氧的混合和燃烧，将四氯化硅引入反应器内并通过氧化或者水解反应生产纳米状态的二氧化硅颗粒，在合适的温度下沉积到基体上并熔融形成石英玻璃。目前采用的燃烧器为氧气载料聚焦燃烧器，即用高纯氧气通过流量计将气态四氯化硅引入燃烧器内，四氯化硅依靠火焰内部的水解反应生成二氧化硅颗粒，在火焰束焦点附近的基体上熔融形成石英玻璃；当四氯化硅流量加大时，氢氧气气量增加，氢气逸散严重，导致料面温度不够，从而影响沉积速率和得料率。

目前，熔制石英玻璃所使用的聚焦氢氧燃烧器，基本上为氢气外环，氧气芯管的燃烧器，即有焦距的氧气流带动氢气向料面流动。当四氯化硅流量加大时，需要的氢氧气量也随之加大，导致氧气流速度增加，外部氢气进入到氧气包裹的料芯处的量减少，四氯化硅高温水解反应效率降低，降低生产速度。目前的CVD法合成石英玻璃工艺均是立足于光学级产品，其有效沉积速度最大能达到600g/h左右，想继续提高生长速度非常困难。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种通过内部氢气气路以及一个外部气罩，为燃烧器内部提供反应氢气，同时用氧气罩约束外部氢气，减少氢气逸散，进而提高氢氧气实际燃烧比率、提高料面温度，以解决现有氢氧燃烧器生产速度低，效率低等问题的合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器。

本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的：

一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，它由料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓室和外罩气仓室构成，其特征在于：料保仓上呈层叠状依次套装有氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓和外罩气仓室，料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓室和外罩气仓室相互之间分别独立，料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氧气中仓室、氧气外仓室、氢气外仓室和外罩气仓室上依次对应状设置有料保进气管、内氢进气管、内氧进气管、中氧进气管、外氧进气管、外氢进气管、外罩气进气管；所述的料保仓内设置有进料管，进料管的一端延伸至料保仓外端。

所述的料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氢气外仓室和外罩气仓室的底部分别为敞口状。

所述的料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氢气外仓室和外罩气仓室的底部敞口端口相互平齐。

所述的氧气中仓室、氧气外仓室的底部分别为封堵状。

所述的氧气中仓室的底部呈环状间隔设置有氧气中仓下连通管，氧气中仓下连通管的一端与氧气中仓室连通，氧气中仓下连通管的另一端穿过氧气外仓室并延伸至与料保仓、氢气内仓室、氧气内仓室、氢气外仓室和外罩气仓室的底部敞口端口平齐。

所述的氧气外仓室的底部呈环状间隔设置有氧气外仓下连通管，氧气外仓下连通管的一端与氧气外仓室连通，氧气外仓下连通管的另一端向下延伸并与氧气中仓下连通管端口平齐。

本实用新型的有益效果在于：

该合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器可满足大规格石英锭熔制所需的合适火焰，各仓室均可通过进气管对进气流量进行调节。使气体流量更加稳定，进而使氢、氧外混更加均匀，热效率提高；通过氢气内仓室补充火焰内部氢气提高火焰内部温度，外罩仓室约束氢气外仓室出来的氢气提高整体料面温度，从而提高生产效率，得到高品质石英玻璃锭。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的仰视结构示意图。

图中：1、进料管，2、料保进气管，3、内氢进气管，4、内氧进气管，5、中氧进气管，6、外氧进气管，7、外氢进气管，8、外罩气进气管，9、料保仓，10、氢气内仓室，11、氧气内仓室，12、氧气中仓室，13、氧气外仓室，14、氢气外仓室，15、外罩气仓室，16、氧气中仓下连通管，17、氧气外仓下连通管。

具体实施方式

该合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器由料保仓9、氢气内仓室10、氧气内仓室11、氧气中仓室12、氧气外仓室13、氢气外仓室14和外罩气仓室15构成，料保仓9上呈层叠状依次套装有氢气内仓室10、氧气内仓室11、氧气中仓室12、氧气外仓室13、氢气外仓室14和外罩气仓室15，料保仓9、氢气内仓室10、氧气内仓室11、氧气中仓室12、氧气外仓室13、氢气外仓室14和外罩气仓室15相互之间分别独立，料保仓9上设置有料保进气管2；氢气内仓室10上设置有内氢进气管3；氧气内仓室11上设置有内氧进气管4，氧气中仓室12上设置有中氧进气管5；氧气外仓室13上设置有外氧进气管6；氢气外仓室14上设置有外氢进气管7；外罩气仓室15上设置有外罩气进气管8；各进气管一端分别与对应的仓室连通；各进气管的另一端分别与对应的气源连通，以引进氢、氧气体进入对应的仓室。料保仓9内设置有进料管1，进料管1的一端延伸至料保仓9外端。

该燃烧器的料保仓9、氢气内仓室10、氧气内仓室11、氢气外仓室14和外罩气仓室15的底部分别为敞口状。料保仓9、氢气内仓室10、氧气内仓室11、氢气外仓室14和外罩气仓室15的底部敞口端口相互平齐。氧气中仓室12和氧气外仓室13的底部分别为封堵状。

氧气中仓室12的底部呈环形间隔设置有氧气中仓下连通管16，氧气中仓下连通管16的一端与氧气中仓室12连通，氧气中仓下连通管16的另一端穿过氧气外仓室13并延伸至与料保仓9、氢气内仓室10、氧气内仓室11、氢气外仓14和外罩气仓室15的底部敞口端口平齐。

氧气外仓室13的底部呈环状间隔设置有氧气外仓下连通管17，氧气外仓下连通管17的一端与氧气外仓室13连通，氧气外仓下连通管17的另一端向下延伸并与氧气中仓下连通管16端口平齐。

该燃烧器工作时，氢、氧气体通过各进气管进入各对应的仓室，同时喷出形成一道外混聚焦的火焰，并与进料管1喷出的料进行预混。相比现有燃烧器，该燃烧器的各仓室均可通过进气管对进气流量进行调节，使气体流量更加稳定，进而使氢、氧外混更加均匀，热效率提高；并且通过氢气内仓室10补充火焰内部氢气提高火焰内部温度，继而提升了料区温度，达到提升下料量的目的；通过氢气外仓14和外罩气仓室15增加了火焰的燃烧约束，即外罩气仓室15约束氢气外仓室14出来的氢气从而提高整体料面温度，从而提高生产效率，使合成石英玻璃的有效生长速度提升到1.5kg/h左右；由此解决了常规燃烧器氢气逸散，燃烧效率不足的问题，使生产的石英玻璃锭品质得以有效提高。

Claims (6)

1.一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，它由料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氧气中仓室（12）、氧气外仓室（13）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）构成，其特征在于：料保仓（9）上呈层叠状依次套装有氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氧气中仓室（12）、氧气外仓室（13）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15），料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氧气中仓室（12）、氧气外仓室（13）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）相互之间分别独立，料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氧气中仓室（12）、氧气外仓室（13）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）上依次对应状设置有料保进气管（2）、内氢进气管（3）、内氧进气管（4）、中氧进气管（5）、外氧进气管（6）、外氢进气管（7）、外罩气进气管（8）；所述的料保仓（9）内设置有进料管（1），进料管（1）的一端延伸至料保仓（9）外端。

2.根据权利要求1所述的一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，其特征在于：所述的料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）的底部分别为敞口状。

3.根据权利要求2所述的一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，其特征在于：所述的料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）的底部敞口端口相互平齐。

4.根据权利要求1所述的一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，其特征在于：所述的氧气中仓室（12）、氧气外仓室（13）的底部分别为封堵状。

5.根据权利要求4所述的一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，其特征在于：所述的氧气中仓室（12）的底部呈环状间隔设置有氧气中仓下连通管（16），氧气中仓下连通管（16）的一端与氧气中仓室（12）连通，氧气中仓下连通管（16）的另一端穿过氧气外仓室（13）并延伸至与料保仓（9）、氢气内仓室（10）、氧气内仓室（11）、氢气外仓室（14）和外罩气仓室（15）的底部敞口端口平齐。

6.根据权利要求4所述的一种合成石英玻璃生产用高生长速度燃烧器，其特征在于：所述的氧气外仓室（13）的底部呈环状间隔设置有氧气外仓下连通管（17），氧气外仓下连通管（17）的一端与氧气外仓室（13）连通，氧气外仓下连通管（17）的另一端向下延伸并与氧气中仓下连通管（16）端口平齐。