CN219283328U - 用于石英加工的氢氧焰燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于石英加工的氢氧焰燃烧器，包括：混合腔体，其接受氢气和氧气的供给，进行混合；火焰喷嘴排，其包括从所述混合腔体向外并排延伸设置的多个喷嘴；和喷射腔体，其从所述混合腔体的外周部，沿所述火焰喷嘴排的方向延伸，围绕所述火焰喷嘴排，末端开放。以此技术方案，氢气、氧气在混合腔体内混合后通过火焰喷嘴排将氢氧气以线形喷出，形成线形火焰，对板状类石英材料作用时均匀性更好，喷射腔体使得火焰更加聚集。解决了石英板材类产品抛光或熔接效率低，质量差的问题，同时对火焰的均匀性进行改进。

Description

用于石英加工的氢氧焰燃烧器

技术领域

本实用新型涉及玻璃热加工领域，并且更具体地，涉及用于石英加工的氢氧焰燃烧器。

背景技术

石英玻璃为二氧化硅单一组分的玻璃，这种玻璃的硬度高，可达莫氏七级，具有耐高温、膨胀系数低、抗热震性能好、耐腐蚀，以及透光率高的优点。以这些优良的物理和化学性能而被广泛应用在高端电光源、半导体、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事等行业中，70％的石英材料均需经二次拼接、焊接或熔融加工后应用于上述领域中，石英材料在加工环节，需要进行抛光或熔接的操作，抛光或熔接部份需要使用氢氧火焰进行烧制，对石英管状类石英材料用环型或圆形的喷灯进行烧制操作，但对于石英板材类材料，特别是尺寸较大的板材，使用目前的圆形或环形喷灯加工时间长，加工时间长且烧制不均匀，费时费力。

实用新型内容

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于石英加工的氢氧焰燃烧器，以解决石英板材类产品抛光或熔接效率低，质量差的问题，同时对火焰的均匀性进行改进。

在本实用新型的第一方面，提供了一种用于石英加工的氢氧焰燃烧器。该氢氧焰燃烧器包括：

混合腔体，其接受氢气和氧气的供给，进行混合；

火焰喷嘴排，其包括从所述混合腔体向外并排延伸设置的多个喷嘴；和

喷射腔体，其从所述混合腔体的外周部，沿所述火焰喷嘴排的方向延伸，围绕所述火焰喷嘴排，末端开放。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述氢氧焰燃烧器还包括：

氢气管道，包括依次连通的氢气进气主管道、氢气分流腔和氢气进气分管道，而向所述混合腔体供给氢气；

氧气管道，包括依次连通的氧气进气主管道和氧气进气分管道，而向所述混合腔体供给氧气。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述氢气分流腔设置在所述喷射腔体的外部上侧，

所述氢气进气分管道从所述氢气分流腔向与所述混合腔体的延伸平面呈一定角度的方向延伸设置。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述氧气进气分管道向与所述喷嘴的混合腔体的延伸平面基本平行的方向延伸设置。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述混合腔体的长度延伸方向与多个所述喷嘴的排列方向一致，延伸长度与多个所述喷嘴的排列长度相匹配。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述氢气分流腔的长度延伸方向与多个所述喷嘴的排列方向一致，所述氢气分流腔的延伸长度比所述混合腔体的延伸长度短。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述氢气进气主管道和所述氧气进气主管道以相同方向延伸且并拢设置，并且在分别与氢气分流腔和氧气进气分管道连接的端部彼此相互远离。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述喷嘴设置为同等直径、壁厚、长度的单咀石英灯芯管，设置有36～48支，每支外径为2～10mm、内径为1～9mm、长度为20～50mm，

在过圆心的水平线上，相邻两个所述喷嘴外壁之间的间隔为0.05～2mm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述喷射腔体形成为方体状，所述喷射腔体四周内侧与所述火焰喷嘴排的距离为5～10mm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，多个所述氢气进气分管道设置为等同的直径、壁厚、长度，

相邻两个所述氢气进气分管道之间间隔相同，多个所述氢气进气分管道均布地与所述混合腔体连接；

多个所述氧气进气分管道设置为等同的直径、壁厚、长度，

多个所述氧气进气分管道均布地与所述混合腔体连接。

本实用新型的氢氧焰燃烧器，通过火焰喷嘴排的多个喷嘴均匀喷出氢氧气，火焰喷嘴排的多个喷嘴排列在一排上，横向阵列排列，氢氧气以线形喷出，形成线形火焰，对板状类石英材料作用时均匀性更好，加工质量更高。

而且，喷射腔体围设在火焰喷嘴排的外部并且喷射腔体设置为方形，使得火焰更加聚集，还具有防尘、防污染的作用。

并通过氢气管道包括依次连通的氢气进气主管道、氢气分流腔和氢气进气分管道的设置，均匀地向混合腔体引入氢气，通过氧气管道包括依次连通的氧气进气主管道和氧气进气分管道的设置，均匀地向混合腔体引入氧气。氢气、氧气在混合腔体内混合后，通过火焰喷嘴排喷出。解决石英板材类产品抛光或熔接效率低，质量差的问题，同时对火焰的均匀性进行改进。

并且，与混合腔体的上游侧连接的氢气进气分管道和氧气进气分管道之间呈一定的角度，使得氢气流向和氧气流向在进入混合腔体时形成夹角，氢氧气混合得更加均匀。

本实用新型的氢氧焰燃烧器结构简单，操作方便，抛光或熔接石英产品火焰面积大，高温区宽，可大大提高加工效率；且由于火焰面积宽大，为一次匀速抛光或熔接作业完成，产品受热均匀，避免反复加工的受热不均致使产品有应力缺陷；尤其在大尺寸的石英板材料产品加工中的效果更明显。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本实用新型的实施方式提供的氢氧焰燃烧器的立体结构示意图；

图2示出了本实用新型的实施方式提供的氢氧焰燃烧器的侧视示意图；

图3示出了图2的A-A剖视图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10火焰喷嘴排，11喷嘴；

20喷射腔体；

30氢气管道，31氢气进气主管道，32氢气分流腔，33氢气进气分管道；

40氧气管道，41氧气进气主管道，42氧气进气分管道；

50混合腔体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本实用新型中，氢氧焰燃烧器结构简单，抛光或熔接石英产品火焰面积大，高温区宽，可大大提高加工效率；且由于火焰面积宽大，为一次匀速抛光或熔接作业完成，产品受热均匀，避免反复加工的受热不均致使产品有应力缺陷；尤其在大尺寸的石英板材料产品加工中的效果更明显。

下面参照图1至图3来描述本实用新型的实施方式提供的用于石英加工的氢氧焰燃烧器。

如图1所示，为本实用新型的实施方式提供的氢氧焰燃烧器的结构示意图；如图2所示，为本实用新型的实施方式提供的氢氧焰燃烧器的侧视图；如图3所示，为本实用新型的实施方式图2的A-A剖视图。本实用新型的实施方式提供的氢氧焰燃烧器包括：火焰喷嘴排10、喷射腔体20、氢气管道30、氧气管道40和混合腔体50。

火焰喷嘴排10设置在喷射腔体20内并呈一字形横向设置，喷射腔体20形成为方形，一端具有与氢气管道30和氧气管道40相连的开口，另一端开放构成为气体喷出口，从喷射腔体20外通入氢气管道30进口和氧气管道40进口，通过混合腔体接受氢气管道30和氧气管道40的氢气和氧气的供给，进行混合，并将混合后的氢氧气引入至喷射腔体20内的火焰喷嘴排10。喷射腔体20的延伸长度与火焰喷嘴排10的长度相适配，从混合腔体50的外周部，沿火焰喷嘴排10的方向延伸，围绕火焰喷嘴排10，末端开放。

在一些实施方式中，火焰喷嘴排10外的喷射腔体20可以形成多层嵌套的腔体结构，以加强对火焰的聚拢效果。嵌套的内层腔体的上游侧一端可固定在混合腔体50的外壁。

火焰喷嘴排10包括并排设置的多个喷嘴11，多个喷嘴11排列在一条直线上，在喷射腔体20内等分均匀布设，呈横向线性阵列，且延伸方向一致，多个喷嘴11的首端从混合腔体50向外延伸出，并向喷射腔体20形成气体喷出口的末端延伸。从而，火焰以线形一排喷出，能更好地适用于加工板状类石英材料。

喷嘴11设置为同等直径、壁厚、长度的单咀石英灯芯管，气体喷出量均匀，以改善氢氧火焰的均匀性。喷嘴11设置有36～48支，每支外径为2～10mm、内径为1～9mm、长度为20～50mm，在过圆心的水平线上，相邻两个所述喷嘴外壁之间的间隔为0.05～2mm。优选地，每支喷嘴11的外径为4±0.5mm，内径为1.5±0.1mm，长度为25mm，在过圆心的水平线上，相邻两个所述喷嘴外壁之间的间隔为0.05～0.1mm。喷嘴11的数量可根据所加工的板状类石英材料的宽度、氢氧气流量等参数设置。

喷射腔体20四周内侧，即在竖直方向上的上、下、左、右壁面与火焰喷嘴排10的距离为5～10mm，以改善火焰的聚焦且高温区宽。

多个喷嘴11的首端连接于混合腔体50，混合腔体50设置在喷射腔体20内并与喷射腔体20的内壁面连接。如图2中示出的，混合腔体50的上壁面形成与氢气管道30连接的开口，并且开口两侧的壁面连接于喷射腔体20的内壁面；如图2中示出的，混合腔体50的左侧壁面形成与氧气管道40连接的开口；如图2中示出的，混合腔体50的右侧壁面形成与多个喷嘴11连接的开口；在一些实施方式中，混合腔体50的下壁面也可以连接于喷射腔体20的内壁面。混合腔体50与氢气管道30和氧气管道40连接形成的各开口与喷射腔体20与氢气管道30和氧气管道40相连的开口相匹配对应。

混合腔体50形成为中空圆柱状，混合腔体50的长度延伸方向与多个喷嘴11的排列方向一致，延伸长度与多个喷嘴11的排列长度相匹配，从氢气管道30和氧气管道40引入的氢气和氧气在混合腔体50混合后分流通入火焰喷嘴排10的多个喷嘴11。

氢气管道30包括依次连通的氢气进气主管道31、氢气分流腔32和氢气进气分管道33。

氢气进气主管道31与氢气储存组件或其它用于向燃烧器通入氢气的外部部件连接，在喷射腔体20的中心轴线上延伸设置，在氢气进气主管道31的下游侧设置有氢气分流腔32。

氢气分流腔32形成为中空圆柱状，长度延伸方向与多个喷嘴11的排列方向一致，即与混合腔体50的延伸方向一致，氢气分流腔32的延伸长度比混合腔体50的延伸长度短。并且，氢气分流腔32位于喷射腔体20外的外部上侧，氢气进气主管道31的尾端形成两道弯曲，延伸至喷射腔体20的上侧与氢气分流腔32连通。氢气分流腔32在延伸平面上的投影位于喷射腔体20在延伸平面上的投影的中部，氢气分流腔32的中心轴线与喷射腔体20的中心轴线一致。

再从氢气分流腔32的下游侧延伸出多个氢气进气分管道33，多个氢气进气分管道33从氢气分流腔32的下壁面均布分出，连接至混合腔体50。混合腔体50与氢气进气分管道33连接的开口与氢气进气分管道33相匹配地在混合腔体50的延伸方向上均布形成为多个。优选地，在本实施方式中，氢气进气分管道33设置为4个。通过氢气分流腔32可将氢气均匀分流，并且可设置两个以上的氢气进气分管道33，对两个以上的氢气进气分管道33均匀分流。

氢气进气分管道33从氢气分流腔32向与混合腔体50的延伸平面呈一定角度的方向延伸设置。如图2中，在本实施方式中，氢气进气分管道33垂直于混合腔体50的延伸方向所在水平面。

多个氢气进气分管道33设置为等同的直径、壁厚、长度，以进一步改善氢气管道30送气体流量的均匀性。相邻两个氢气进气分管道33之间间隔相同，4个氢气进气分管道33中位于外侧的氢气进气分管道33设置在氢气分流腔32的端部。

多个氢气进气分管道33均匀分布在喷射腔体20的顶面上，并与混合腔体50形成在上壁面的开口连接相通。并且，在本实施方式中，氢气进气分管道33对称地分布在喷射腔体20中心轴线的两侧，使得氢气管道30送气体流量的均匀性加强。

通过将氢气进气主管道31引入的氢气通过氢气分流腔32均匀分流至各氢气进气分管道33，再通过氢气进气分管道33均匀分配从混合腔体50上壁面各开口通入。

氧气管道40包括依次连通的氧气进气主管道41和氧气进气分管道42。

氧气进气主管道41与氧气储存组件或其它用于向燃烧器通入氧气的外部部件连接，在喷射腔体20的中心轴线上延伸设置，从氧气进气主管道41的下游侧延伸出多个氧气进气分管道42。

多个氧气进气分管道42从氧气进气主管道41的尾端均布分出。优选地，在本实施方式中，氧气进气分管道42设置为2个。氧气进气分管道42形成为双叉结构，一长管与氧气进气主管道41的尾端连接相通，向氧气进气主管道41延伸方向的两侧分别延伸等长距离，再从长管的两端延伸出两短管，两短管与长管相互垂直，并且，包括一长管和两短管的氧气进气分管道42向与混合腔体50的延伸平面基本平行的方向延伸设置。优选地，在本实施方式中，氧气进气分管道42向与混合腔体50的延伸平面平行的方向延伸设置。

氧气进气分管道42的延伸方向与火焰喷嘴排10的延伸方向交错规定距离设置，使氧气进气分管道42和火焰喷嘴排10不完全在一条直线上，以使氧气进气分管道42引入的氧气不会完全直接通向火焰喷嘴排10，而是经与氢气间气流交汇、流动混合后通向火焰喷嘴排10，使得氢气、氧气混合更均匀，进而氢气更均匀地被燃烧完全。

混合腔体50与氧气进气分管道42连接的开口与氧气进气分管道42相匹配地在混合腔体50的延伸方向上均布形成为多个，氧气进气分管道42从氧气进气主管道41延伸出，连接至混合腔体50，通过氧气进气分管道42将氧气均匀分流。

通过氢气进气分管道33和氧气进气分管道42与混合腔体50之间的配置关系，使得在进入混合腔体时氢气流向和氧气流向形成一定的角度，在本实施方式中，氢气流向和氧气流向之间呈90°，氢氧气在混合腔体50气流交汇，混合效果更好，更加均匀。

多个氧气进气分管道42均匀分布在喷射腔体20的侧面，并与混合腔体50形成在左侧壁面的开口连接相通。并且，在本实施方式中，氧气进气分管道42对称地分布在喷射腔体20中心轴线的两侧，使得氧气管道40送气体流量的均匀性加强。

氧气进气分管道42设置为等同的直径、壁厚、长度，以进一步改善氧气管道40送气体流量的均匀性。

通过将氧气进气主管道41引入的氧气通过氧气进气分管道42均匀分配从混合腔体50左侧壁面各开口通入。

此外，氧气进气主管道41和氢气进气主管道31以相同方向延伸且并拢设置，而且，氢气进气主管道31的尾端延伸至喷射腔体20的上方，氧气进气主管道41的尾端延伸至喷射腔体20左侧的一端，从而在与氢气分流腔32和氧气进气分管道42分别连接的端部彼此相互远离。

从而，燃烧器整体呈轴对称结构，氧气进气主管道41和氢气进气主管道31在喷射腔体20的中心轴线上延伸，氢气进气分管道33和氧气进气分管道42均匀对称地分布在喷射腔体20上，使引入火焰喷嘴排10的各处气体流量基本均衡。

此外，为进一步确保设备不污染待加工的产品，火焰喷嘴排10、喷射腔体20、氢、氧气管道30、40均用高纯度、耐高温的石英玻璃管材质。

本实用新型的实施方式中的氢氧焰燃烧器，氢氧气引入至火焰喷嘴排10的多个喷嘴11，喷嘴11以横向线性阵列排列，罩在火焰喷嘴排10外的喷射腔体20形成为方体状，有助于聚拢火焰，使火焰不会呈放射状扩散开，避免中心火焰强、外侧火焰弱，还具有防尘、防污染的作用。

喷射腔体20外通入氢、氧气管道30、40，氢、氧气管道30、40分别与混合腔体50以不同的方向连接。混合腔体50设置在氢气进气分管道33和氧气进气分管道42的下游侧，并与火焰喷嘴排10的多个喷嘴11的上游侧连通。从氢气进气主管道31引入的氢气通过氢气分流腔32分流再从氢气进气分管道均匀地引入混合腔体50，从氧气进气主管道41引入的氧气均匀地从氧气进气分管道42分流引入混合腔体50，氢、氧气在混合腔体50以大致相互垂直的方向引入混合腔体50交汇混合后引入火焰喷嘴排10的多个喷嘴11，从喷嘴11喷出，氢气与氧气的流量之比大约为2:1。

在对板状类石英材料加工时，将本实施方式的氢氧焰燃烧器通过夹具或者喷灯支架进行夹持固定，进行抛光或熔接等工艺。从氢气管道30和氧气管道40引入的氢气和氧气在混合腔体50混合，混合均匀的氢氧气从火焰喷嘴排10的喷嘴11喷出同时用点火装置点燃形成氢氧焰，对石英材料进行抛光或熔接等加工处理。

根据本实用新型的实施例，实现了以下技术效果：

本实用新型的氢氧焰燃烧器(方形石英喷灯)，通过火焰喷嘴排10的多个喷嘴11均匀喷出氢氧气，并通过氢气管道30包括依次连通的氢气进气主管道31、氢气分流腔32和氢气进气分管道33的设置，均匀地向混合腔体50引入氢气，通过氧气管道40包括依次连通的氧气进气主管道41和氧气进气分管道42的设置，均匀地向混合腔体50引入氧气。氢气、氧气在混合腔体50内混合后，通过火焰喷嘴排10喷出。解决石英板材类产品抛光或熔接效率低，质量差的问题，同时对火焰的均匀性进行改进。

并且，与混合腔体50的上游侧连接的氢气进气分管道33和氧气进气分管道42之间呈一定的角度，使得氢气流向和氧气流向在进入混合腔体50时形成夹角，氢氧气混合得更加均匀。

此外，火焰喷嘴排10的多个喷嘴11排列在一排上，火焰以线形喷出，对板状类石英材料作用时均匀性更好，加工质量更高。

而且，喷射腔体20围设在火焰喷嘴排10的外部并且喷射腔体20设置为方形，使得火焰更加聚集，还具有防尘、防污染的作用。

本实用新型的氢氧焰燃烧器结构简单，操作方便，抛光或熔接石英产品火焰面积大，高温区宽，可大大提高加工效率；且由于火焰面积宽大，为一次匀速抛光或熔接作业完成，产品受热均匀，避免反复加工的受热不均致使产品有应力缺陷；尤其在大尺寸的石英板材料产品加工中的效果更明显。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，包括：

混合腔体，其接受氢气和氧气的供给，进行混合；

火焰喷嘴排，其包括从所述混合腔体向外并排延伸设置的多个喷嘴；和

喷射腔体，其从所述混合腔体的外周部，沿所述火焰喷嘴排的方向延伸，围绕所述火焰喷嘴排，末端开放。

2.根据权利要求1所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述氢氧焰燃烧器还包括：

氢气管道，包括依次连通的氢气进气主管道、氢气分流腔和氢气进气分管道，而向所述混合腔体供给氢气；

氧气管道，包括依次连通的氧气进气主管道和氧气进气分管道，而向所述混合腔体供给氧气。

3.根据权利要求2所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述氢气分流腔设置在所述喷射腔体的外部上侧，

所述氢气进气分管道从所述氢气分流腔向与所述混合腔体的延伸平面呈一定角度的方向延伸设置。

4.根据权利要求3所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述氧气进气分管道向与所述喷嘴的混合腔体的延伸平面基本平行的方向延伸设置。

5.根据权利要求2所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述混合腔体的长度延伸方向与多个所述喷嘴的排列方向一致，延伸长度与多个所述喷嘴的排列长度相匹配。

6.根据权利要求5所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述氢气分流腔的长度延伸方向与多个所述喷嘴的排列方向一致，所述氢气分流腔的延伸长度比所述混合腔体的延伸长度短。

7.根据权利要求2所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述氢气进气主管道和所述氧气进气主管道以相同方向延伸且并拢设置，并且在分别与氢气分流腔和氧气进气分管道连接的端部彼此相互远离。

8.根据权利要求1所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述喷嘴设置为同等直径、壁厚、长度的单咀石英灯芯管，设置有36～48支，每支外径为2～10mm、内径为1～9mm、长度为20～50mm，

在过圆心的水平线上，相邻两个所述喷嘴外壁之间的间隔为0.05～2mm。

9.根据权利要求1所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

所述喷射腔体形成为方体状，所述喷射腔体四周内侧与所述火焰喷嘴排的距离为5～10mm。

10.根据权利要求2所述的用于石英加工的氢氧焰燃烧器，其特征在于，

多个所述氢气进气分管道设置为等同的直径、壁厚、长度，

相邻两个所述氢气进气分管道之间间隔相同，多个所述氢气进气分管道均布地与所述混合腔体连接；

多个所述氧气进气分管道设置为等同的直径、壁厚、长度，

多个所述氧气进气分管道均布地与所述混合腔体连接。

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