PT1986966E - Queimador imergido de chama regulada - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO EPí GRAFE : "QUEIMADOR IMERGIDO DE CHAMA. REGULADA" A invenção diz respeito a um dispositivo compreendendo um queimador, particularmente adaptado à fusão de matérias vitrifiçáveis destinadas a um vidro à base de sílica, nomeadamente como queimador imergido, quer dizer cuja chama é desenvolvida no seio das matérias em fusão.

Os queimadores imergidos apresentam um certo número de vantagens para fundir o vidro, nomeadamente devido ao facto de eles levarem a energia de fusão directamente às matérias a fundir, o que os torna muito eficazes (menos perdas de calorias) e por outro lado devido ao facto de que eles atacam vigorosamente as matérias a transformar, o que aumenta ainda a eficácia da fusão. A utilização de queimadores imergidos para a fusão do vidro foi nomeadamente descrita na WO 9935099, WO 9937591, WO 0046161, WO 03031357, WO 03045859.

No decurso do funcionamento, pode no entanto acontecer que as matérias em fusão ou em curso de transformação reentrem no queimador, o que provoca a sua extinção. Um tal incidente 1 perturba consideravelmente o funcionamento de todo o processo de fusão e procura-se evitá-lo o mais possível. 0 requerente descobriu um meio de evitar este género de incidente. De acordo com a invenção, coloca-se em redor dos queimadores entradas suplementares de gás. Estas entradas suplementares não são elas mesmas geralmente queimadores, mas podem em compensação contribuir para a combustão do queimador, nomeadamente quando uma dessas entradas suplementares é de um gás oxidante. 0 requerente descobriu que a chama de um queimador imergido poderia ser assimilada a uma bolha que se separa de vez em quando do queimador, geralmente com uma frequência indo de 30 a 300 vezes por minutos. Este comportamento foi descoberto por medida da pressão do fluído (como um gás) de alimentação dos queimadores. Golpes são com efeito observados, os ditos golpes tendo uma frequência bastante regular. Sem ser ligado pela teoria que segue, as matérias vitrifiçáveis poderiam ter tendência a reentrar no queimador logo que a bolha se separa do queimador. De acordo com a invenção, pelo menos uma entrada de gás na proximidade do queimador favorece a regularidade da separação das bolhas e reduz consideravelmente a frequência das reentradas de matérias vitrifiçáveis no queimador. Esta entrada de gás parece desempenhar um papel de regulador da separação das bolhas. 2 0 queimador é alimentado por um comburente e um combustível reagindo em conjunto para criar uma chama. 0 comburente pode compreender o oxigénio e ser nomeadamente o oxigénio puro, o ar ou o ar enriquecido em oxigénio. 0 carburante pode nomeadamente ser o gás natural, o metano, o butano, o propano. 0 comburente e o combustível chegam geralmente de maneira concêntrica ao queimador e são geralmente misturados numa câmara colocada antes da saída do queimador. A alimentação do queimador em fuel líquido é possível. A invenção diz respeito a um processo e a um dispositivo de fusão de matérias vitrifiçáveis por pelo menos um queimador imergido gerando uma chama no seio das ditas matérias vitrifiçáveis, pelo menos uma entrada de gás separada do queimador sendo suficientemente próxima do dito queimador para interagir com a dita chama. A entrada de ar suplementar em relação ao queimador pode ter sensivelmente a mesma direcção que aquela do queimador, quer dizer o gás desta entrada suplementar pode ter uma direcção paralela àquela do comburente e do carburante alimentando o queimador. Entretanto, de preferência, o gás desta entrada suplementar é dirigido para o gás saindo do queimador. A distância entre por um lado o ponto de intersecção entre o eixo da entrada de gás separado e o eixo do queimador e por outro o orifício de saída 3 do queimador, pode por exemplo ir de 0 até ao infinito (débitos paralelos) e vai de preferência de 0 a 15 cm. A distância à qual a entrada de gás separado deve estar do queimador depende das circunstâncias, dos débitos, temperaturas, etc, de maneira que é difícil de dar a equação exacta dando esta distância. 0 essencial é que a entrada de gás deve ser suficientemente próxima do queimador para interagir com a chama do queimador, quer dizer influir sobre a sua forma ou sobre o fluxo de líquido na proximidade imediata da chama, de maneira a favorecer a separação da chama como bolha, do queimador. Geralmente, a entrada separada de gás pode estar a pelo menos de 50 cm do queimador. O gás alimentando a entrada separada pode compreender o oxigénio ou o azoto ou o ar. Ele pode participar na combustão do queimador, nomeadamente se ele compreende um gás oxidante como o oxigénio. Neste caso, ele é uma fonte suplementar de comburente.

Geralmente, o débito volúmico de gás entrando separadamente, por uma ou várias entradas separadas, representa no total (soma dos débitos de todas as entradas separadas) 2 a 20 % e de preferência 5 a 10 % da soma dos débitos volúmicos normais (volume normal: calculado nas condições normais de temperatura e de pressão) de comburente gasoso e de carburante gasoso 4 alimentando o queimador (caso em que os fluidos de alimentação do queimador são gasosos). Geralmente, a soma dos débitos volúmicos normais de comburente gasoso e de carburante gasoso vai de 0,5 Nm3/h a 150 Nm3/h.

De preferência para cada queimador, prevê-se pelo menos duas entradas de gás separadas para influir sobre o soltar de bolha da chama do queimador. De maneira ainda preferida, para cada queimador, prevê-se pelo menos duas entradas de gás separadas para influir sobre o soltar de bolha da chama do queimador. A utilização de quatro até cinco (até mesmo mais) entradas separadas por queimador é igualmente possível. A invenção diz respeito igualmente a um processo de fusão de matérias vitrifiçáveis por pelo menos um queimador imergido cuja chama tem um comportamento de bolha separando-se do queimador, os desprendimentos da dita bolha podendo ser detectados por uma medida de pressão do comburente e/ou combustível (detecção de "golpes"), pelo menos uma entrada de gás separada do queimador melhorando a regularidade dos ditos desprendimentos. A frequência dos desprendimentos vai geralmente de 30 a 300 vezes por minuto. A invenção diz respeito igualmente a um forno de fusão de matérias vitrifiçáveis compreendendo um dispositivo 5 compreendendo um queimador e pelo menos um bútio de entrada de gás a menos de 50 cm do dito queimador, o queimador sendo imergido nas matérias vitrifiçáveis no decurso da fusão ou transformação, nomeadamente para a preparação de vidro à base de sílica (quer dizer compreendendo geralmente pelo menos 30 % em peso de sílica). O dispositivo compreende de preferência pelo menos dois bútios de entrada de gás a menos de 50 cm do dito queimador e, de maneira ainda preferida, pelo menos três bútios de entrada de gás a menos de 50 cm do dito queimador. A figura 1 representa a vista de cima de um dispositivo compreendendo um queimador e três entradas de gás separadas. A figura 2 representa um forno de acordo com a invenção visto de lado. Não se representou nas figuras as entradas de combustível e de comburente alimentando os queimadores.

Representou-se sobre a figura 1 um dispositivo de acordo com a invenção visto de cima compreendendo um suporte 1 numa matéria refractária (betão refractário, pedra refractária, molibdénio, ou toda a matéria resistente ao vidro fundido), um queimador 2 no centro, envolvido por três entradas de gás separadas. Este 6 dispositivo pode ser colocado ao nivel de uma soleira de forno, o queimador desenvolvendo uma chama no interior das matérias em fusão.

Representou-se sobre a figura 2 um forno visto de lado. Este forno compreende paredes em matéria refractária, uma abobada 4 e uma soleira 5. Uma abertura 6 que atravessa a abobada pode servir para a introdução de matérias vitrifiçáveis (sílica, fundente da sílica, fluidificante, etc.) e/ou para a evacuação dos fumos. Uma abertura 7 desembocando sob o nível 8 das matérias fundidas pode igualmente ser utilizada para a introdução de matérias vitrifiçáveis. As matérias fundidas saem do forno pela garganta 13. Este forno é equipado de dois queimadores imergidos 9 desenvolvendo cada um uma chama 11 no seio das matérias em fusão, sob o nível 8. Em redor de cada queimador encontram-se duas entradas separadas de gás 10, suficientemente perto dos queimadores para regular o «soltar da bolha» do queimador.

Lisboa, 21 de Julho de 2010 7

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES Ia — Processo de fusão de matérias vitrifiçáveis por pelo menos um queimador imergido (9) criando uma chama (11) no seio das ditas matérias vitrifiçáveis fundidas, caracterizado por pelo menos uma entrada de gás (10) separada do queimador ser suficientemente próxima do dito queimador (9) para interagir com a dita chama (11). 2a - Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a distância entre por um lado o ponto de intersecção entre o eixo da entrada de gás separada (10) e o eixo do queimador (9) e por outro o orifício da saída do queimador (9); ir de 0 a 15 cm. 3a - Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o queimador (9) ser alimentado por um comburente e um combustível reagindo em conjunto para criar uma chama. 4a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o gás compreender o oxigénio ou o azoto ou o ar. 1 5a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o gás participar na combustão do queimador (9) . 6a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o débito volúmico de gás entrando separadamente representar 2 a 20 % da soma dos débitos volúmicos normais do comburente gasoso e do carburante gasoso alimentando o queimador (9). 7a - Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o débito de gás entrando separadamente representar 5 a 10 % da soma dos débitos volúmicos normais de comburente gasoso e de carburante gasoso alimentando o queimador (9). 8a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a soma dos débitos volúmicos normais de comburente gasoso e de carburante gasoso ir de 0,5 Nm3/h a 150 Nm3/h. 9a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ele compreender pelo menos duas entradas de gás (10).
2. 2 10a — Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por ele compreender pelo menos três entradas de gás (10) . 11a - Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a chama (11) ter um comportamento de bolha desprendendo-se do queimador (9) em que os desprendimentos podem ser detectados por uma medida de pressão do comburente e/ou combustível, pelo menos uma entrada de gás (10) separada do queimador melhorando a regularidade dos ditos desprendimentos. 12a - Processo de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por a frequência dos desprendimentos ir de 30 a 300 vezes por minuto. 13a — Forno de fusão de matérias vitrifiçáveis compreendendo um queimador imergido (9) nas matérias vitrifiçáveis, caracterizado por ele compreender um dispositivo compreendendo o queimador (9) e pelo menos um bútio de entrada de gás (10) a menos de 50 cm do dito queimador. 14a — Forno de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o dispositivo compreender pelo menos dois bútios de entrada de gás (10) a menos de 50 cm do dito 3 queimador . 15â - Forno de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado por o dispositivo compreender pelo menos três bútios de entrada de gás (10) a menos de 50 cm do dito queimador. 16â - Aplicação do processo ou forno de acordo com uma das reivindicações precedentes na fusão do vidro. Lisboa, 21 de Julho de 2010 4 FOLHA UNICA