TW519533B - Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner - Google Patents

Description

519533 A7 B7 五、發明説明（j ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發明領域 本發明係關於一種玻璃炫爐其具有至少-氧-燃料燃 燒器於玻璃熔爐頂，炫化玻璃形成原料，㈣㈣，及使 用氧-燃㈣燒$之方法。特別本發明係關於—種玻璃炫 爐具有至少一氧-燃料燃燒器於破璃熔爐頂用於熔化玻璃 形成原料，而無需使用蓄熱器或換熱器來改良玻璃產物熔 化速率及品質，及使用氧_燃料燃燒器之方法。 發明背景 -般使用具找化區段及精煉區段之f熱鼓換熱爐 製造玻璃。蓄熱爐或換熱爐不似其他類型爐，採用至少一 蓄熱1§或換熱器於操作空氣_燃料燃燒器。至少一蓄熱器 或換熱器其可有多種不同形狀及尺寸用於預熱空氣_燃料 燃燒器使用的空氣。蓄熱器巾，預熱通常係經由將來自溶 化室之既有廢氣之熱傳熱至以棋盤式堆疊的耐火磚。該磚 又放熱給進來的空氣，空氣將用於燃燒燃料。通常換熱器 主要係由雙層壁管路組成，其中來自熔化室之廢氣流入中 官，廢氣係於通過環形通路之空氣逆流或順流。但蓄熱器 或換熱為性此可能隨時間而劣化，原因為當蓄熱器或換熱 器接觸含化學污染物之廢氣歷長時間時，蓄熱器或換熱器 被部分阻塞或破壞。被部分阻塞或破壞的蓄熱器或換熱器 對空氣-燃料燃燒器性能造成不良影響，因而降低玻璃生 產速率及燃料效率。 因此已知採用氧-燃料燃燒器於多種爐來供給或全 替代空氣-燃料燃燒器。氧-燃料燃燒器設計為可產生類 然 似 (請先閲讀背面之注意事項再_馬本頁) NI衣· tr«馬本 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇x297公釐） -4- 519533 A7 B7 五、發明説明（2 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 驾知工軋·燃料燃燒器之焰及傳熱。特別氧.燃料燃燒器設 =十為火焰平行或大致平行玻璃表面。此等燃燒器向上傳熱 入爐頂也環繞耐火材料及進人玻璃。傳熱可藉來自焰之直 接輕射及來自玻璃爐耐火上方結構之再㈣達成”】、量熱 藉對流或傳導移轉給玻璃。玻璃爐之容量受熔化室内部最 高耐熔溫度所限。如此使用氧_燃料燃燒器之一大憂慮係 燃燒器高溫以及爐耐熔頂與壁過熱關聯的風險。 併旦本發明湘以氧燃㈣燒所料成之較高焰溫及較低 貝里速顯著增同傳熱進人玻璃’同時維持财熔溫度於 工具限度以内。此係利用至少一部氧，料燃燒器垂直 大致垂直玻璃表面點火達成，而非如習知之平行配置。 由燃燒器垂直玻璃表面點火’火焰之對流性質及韓射性 用來移轉能量給玻璃形成原料，而非僅移_射熱。如此 火焰發光部及高溫部係於玻璃形成原料緊鄰附近（即使並 ^直接接觸）俾提高透過_傳熱。辕射為距熱源距離之 才曰數函數’根據本發明之玻雜爐藉㈣傳熱遠比習知爐 更大。此外高溫焰衝擊玻璃形成原料透過焰衝擊區的對流 傳熱大致增加。結果傳熱給玻璃及批料之速率增高導致玻 2化與精煉速率顯著增高。此外因大半傳熱直接來自較^皿衝擊焰而非來自魏材料，故玻魏爐之溶化能力增 高’而耐熔材料未熱劣化。 、一如此本發明之目的係提高玻璃熔爐之溶化能力而不會 增高爐頂及爐壁過熱的風險。本發明之另_目的係維持特 定玻璃生產速率而無需使用蓄熱器或換熱器。本發明 或 藉 質 此 之又 (請先閲讀背面之注意事項再_舄本頁)

、1T 本絲尺度適用中國M^TW^iy 五、發明説明（3 ) 一目的係於玻璃熔化過程減少Ν〇χ的形成。本發明之又另 一目的係對每特定能力比習知空氣燃料玻璃熔爐或習知氧 燃料玻璃熔爐縮小玻璃熔爐所需大小。本發明之又另一目 的係對每噸熔化的玻璃比習知空氣燃料玻璃熔爐減少總能 源需要1。本發明之另一目的係提供一種玻璃熔爐其可更 有效利用其能力及操作上更有彈性，如此降低生產每噸玻 璃之熔爐投資成本。 發明概述 簡吕之，根據本發明提供一種用於由玻璃形成原料生 產精煉玻璃之耐熔内襯玻璃熔爐。玻璃熔爐包括一頂藉側 壁連接至一底，及界定一細長腔室有一熔化段及一下游精 煉段及至少一氧-燃料燃燒器位於玻璃熔爐頂部内部。氧_ 燃料燃燒器有内中央筒形燃料導管用於提供氣態燃料及一 外筒形氧導管係與中央燃料出口同心用於提供氧氣。燃燒 器之設計可控制氣態燃料速度及來自氧_燃料燃燒器之氧 ，因此氣態燃料與氧速度大致相等而提供概略氣態燃料及 氧層流，而燃燒玻璃形成原料之頂面附近，並產生一焰其 衝擊玻璃形成原料表面，及其具有柱形中部。 本發明也包括一種於耐熔内襯玻璃熔爐由玻璃形成原 料生產精煉玻璃之方法。該方法包括下列步驟，進給玻璃 形成原料至玻璃熔爐之熔化段，及設置至少一氧_燃料燃 燒器於玻璃熔爐頂内部，其有一内中央筒形氣態燃料導管 用於供給氣態燃料，及一外筒形氧導管，該導管係與中燃 料出口同心用於提供氧氣。來自氧_燃料燃燒器之氣態燃 519533 A7 B7 五、發明説明（ 製 料與氧速度經控制成氣態燃料，及氧之速度大致相等而提 供概略層流之氣態燃料流，及概略氧層流而燃燒玻璃形成 原料頂面附近，及產生一焰其衝擊玻璃形成原料表面，及 其具有近似柱形之中部。焰係利用來自至少一部氧-燃料 燃燒器之焰涵蓋範圍熔化熔化段之玻璃形成原料而無需使 用蓄熱器或換熱器。然後精煉後之熔融玻璃由精煉段撤出 圖式之簡單說明 由後文參照附圖之詳細說明將更為明瞭本發明之進一 步特點及其他目的及優點，附圖中： 第1圖為根據本發明之玻璃熔爐之縱剖面圖； 第2圖為第1圖之玻璃熔爐沿線2-2所取之剖面圖； 第3圖為第1圖之玻璃熔爐沿線3_3所取之剖面圖， 例說明兩具氧-燃料燃燒器毗鄰爐之上游端壁； 第4圖為第1圖之玻璃熔爐沿線3_3所取之另一幅剖 圖不例a兒明邮t鄰爐上游端壁之氧-燃料燃燒器； 第5圖為氧-燃料燃燒器之剖面圖，及來自氧-燃料燃 燒器之燃燒器焰之示意代表圖；及 第ό圖為圖表示例說明根據本發明之氧_燃料燃燒器之 上工作曲線及下工作曲線。 較佳具體例之細節說明 參照附圖’顯示玻璃熔爐10用於提供熔融玻璃給玻璃 則爐12，其中熔融玻璃進一步被精煉，及隨後進給至一或 夕部玻璃形成機器如容器、纖維化器等（圖中未顯示卜考 示 面 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 訂 石氏張尺度 (CNS) -m I ·ι -7- 519533

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ附圖，品瞭解為求清晰起見，某些構造細節未提供於視 圖，原因為此等細節一旦於本發明揭示及解說後係屬業界 習知及眾所周知。 玻璃熔爐10典型包括一細長通道有一上游端壁14及一 下游端壁16，側壁18、底面2〇及頂面22，全部皆由適當耐 熔材料如鋁氧，矽氧，鋁氧_矽氧，锆，鍅氧-鋁氧_矽氧 等製成。頂面22顯示為通常有一弧形橫至通道縱軸，但頂 面可具有大半任何適當設計。玻璃熔爐1〇之頂22係位於玻 璃形成原料表面上方約3至10呎。如業界眾所周知，玻璃 熔爐10可選擇性包括一或多起泡器24及/或電增壓電極。 起泡器及/或電增壓電極提高玻璃批料溫度，及增加於批 料蓋底下之熔融玻璃的循環。 玻璃熔爐10包括二連續段，亦即熔化段26及下游精煉 段28。熔化段26被視為玻璃熔爐10之上游段，其中玻璃形 成原料30使用業界眾所周知之該型進給器件32進料至溶爐 。玻璃形成原料30可為典型用於製造玻璃之原料混合物。 品了解玻璃形成原料3 〇之組成係依據待生產之玻璃類型而 疋。通常材料包括含矽氧材料，包括俗稱碎玻璃的研細玻 ㈣碎屑。其他形成玻璃的材料包括長石，石灰石，多買石 ，蘇打灰，鉀鹼，硼砂及礬土有可使用。為了改變玻璃性 質，也可添加小量坤，銻，硫酸鹽，碳及/或氟化物。此 外可添加成色金屬氧化物來獲得預定色彩。 玻璃形成原料30於玻璃溶爐10之溶化段26之溶融玻璃 表面上形成一層固體粒子批料層。漂浮的固體形成玻璃形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂

519533 五、發明説明（6) 成原料30之批料粒子主要係由至少一部氧-燃料燃燒器 熔化，該燃燒器具有經控制的撞擊焰形狀及長度且係安枣 於玻璃熔爐10頂22。需了解，發現安裝至少一部氧_燃= 燃燒器34於玻璃熔爐10之頂22位於根據本發明之形成破璃 原料30上方可提高固體玻璃形成原料之熔化速率，及同時 維持周圍耐火材料之工作溫度於可接受的工作限度以内。 如此處使用’’至少一部氧-燃料燃燒器，，一詞表示一戋 多部氧-燃料燃燒器。此外如此處使用，，主要藉至少一部氧 -燃料燃燒器，，一詞表示其中至少7〇%熔化玻璃形成原料能 量係來自至少一部氧-燃料燃燒器的情況。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 特定具體例中，如第1、2及4圖所示，玻璃熔爐1〇包 括三架氧-燃料燃燒器34。一架氧-燃料燃燒器34係位於二 毗鄰設置之下游氧-燃料燃燒器上游。但需了解任何數目 之氧-燃料燃燒器34可設置於爐1〇頂22之任何適當位置於 批料上方俾便熔化玻璃形成原料3〇。例如二架氧_燃料燃 燒器34係設置成並排關係（第3圖），或使用單一架氧_燃料 燃燒器（第4圖）。雖言如此，根據本發明，玻璃溶爐頂22 之各氧-燃料燃燒器34之角向定向須使產生的焰％大致垂 直破璃料表面，而產生衝擊於玻璃表面之焰。較佳具體例 中，氧-燃料燃燒器34相對於玻璃形成原料3〇夾角約9〇土1〇 度。發現玻璃生產速率及生產的玻璃品質可藉下述辦法改 良，根據本發明使用纟有經過控制之衝擊焰形狀及長度的 至少一部向下方向點火的氧-燃料燃燒器34熔化玻璃形成 原料30而改良。 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公 五、發明説明（7 ) 參照第5圖，於玻璃熔爐1〇頂22内部之至少一架氧_燃 料燃燒34具有一内中央筒形氣態燃料4〇用於提供氣態燃 料’及一根外筒形氧導管42其係與中央燃料出口同心用於 供給氧氣流。氧-燃料燃燒器34依據玻璃熔爐1〇之尺寸及 預定拉扯速率而定具有容量於約1_10 MM Btu/hr之範圍。 氧_燃料燃燒器34係設計成比較空氣中存在的氧更高百分 比的氧，如此來自氧-燃料燃燒器h之焰36衝擊區上方溫 度大致高於利用空氣_燃料燃燒器之習知玻璃熔爐溫度。 雖吕如此如業界眾所周知，氧-燃料燃燒器34提供之焰溫 度係依據燃料品質及氧/燃料比而定。較佳具體例中，氧_ 燃料燃燒器34之氧濃度典型係占燃燒燃料所需氧之化學計 算量至約95-120%程度。但燃料/氧比可改變而產生玻璃熔 爐10之某種工作範圍而執行一或多種預定性質，包括例如 氧化還原私度，種日日含置及/或大半任何其他玻璃性質。 氧-燃料燃燒器34由位於玻璃熔爐1〇頂22之燃燒器段 38向下伸展。各燃燒器段38包括一個開口具有内徑ο。至 少與同形氧氣導管42之外徑相等。燃燒器段湖口之内徑 為約2·8对。氧燃料燃燒器34末端由燃燒器段％末端 埋頭約3-18时距離（LBb)。需瞭解燃燒器段％之介於氧燃 料燃燒器34末端與燃燒器段末端間之開口可用來聚焦燃燒 裔’及防止燃燒器焰之向外開展。燃燒器段獅由業界 眾人所周知之耐炼材料製成，且可具有大半任何適當形狀如 矩形等。 燃燒器段38底 面可與頂22之内表 面齊平，或底面可凸 本紙張尺度適用中國國家標準（。叫八4規格（210、乂1^釐 A7 ~---—_ 五、發明説明（8 ) '—~--- 於頂内表面下方2·18忖而保護頂，及促成形成衝擊焰圖樣 ’於玻璃形成原料衝擊點具有控制焰速度。此外如第5圖 所示，氧-燃料燃燒器34之燃料導管4〇及氧導代向下伸 入燃燒器段38内U止於距麵形成原料3q表面大致相 等垂直高度。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 才艮據本發明’由至少一部氧·燃料燃燒器以產生的向 7取向的衝擊焰36經準確控制而導引熱能朝向玻璃形成原 料30，及熔融玻璃表面且遠離周圍耐熔材料藉此減少玻璃 熔爐10之頂22及側壁18過熱的風險。衝擊焰％可如化學加 工業界習知及標準作法藉此種控制器件控制。例如閥、熱 偶、熱敏電阻耦合適當伺服電路，加熱器控制器等為易得 且習用於控制來自氧-燃料燃燒器34之品質及燃料及氧速 度。於玻璃熔爐10内產生之溫度側錄（pr〇file)通常於玻璃 熔爐全長較為均勻，此乃與使用空氣-燃料燃燒器之玻璃 溶爐或習知氧燃料熔爐而氧-燃料燃燒器係位於侧壁，且 發火平行玻璃表面之玻璃溶爐相反。典型使用至少一部氧 -燃料燃燒器34之玻璃嫁爐10内部溫度為約23〇〇-3 100°F。 衝擊焰36係藉由控制來自至少一部氧_燃料燃燒器34之燃 料及氧之相對速度與最高及最低速度準確控制。 相對速度亦即氣態燃料與氧之速度需大致相等而獲得 概略氣態燃料層流及概略氧層流向下流至玻璃形成原料3〇 表面。較佳具體例中，來自氧-燃料燃燒器34之氣態燃料 及氧氣之相對速度彼此變化不超過約20%。此外氧-燃料 燃燒器34出口之氧氣與燃料流速間之最大差異不超過約50 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 519533 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（9) 標準呎/秒。需了解燃料層流及氧層流可避免燃料及氧過 早混合，允許延遲混合，及於玻璃形成原料30頂面附近燃 燒而產生一焰36其具有概略為柱形之中部，及其撞擊玻璃 形成原料表面，藉此提供最大傳熱給玻璃形成原料。”中 部”表示自由射出區54，容後詳述。 除了提供大致相等的氧及燃料流速外，燃料及氧流衝 擊玻璃形成原料30表面之最高及最低速度需控制為可防止 夾帶玻璃批料或玻璃批料相對於側壁18及頂22異位，同時 維持最佳對流傳熱給玻璃形成原料表面。需了解玻璃批料 相對於側壁18及頂22異位將對耐熔材料造成不良影響，可 能縮短玻璃熔爐10之工作壽命。 氧·燃料燃燒器34之燃料及氧之最大及最小速度也需 控制為可駕馭來自衝擊焰36之最大能量而未損害周圍耐熔 材料。來自衝擊焰3 6之最大能量係藉由使釋放至玻璃溶爐 10燃燒空間之熱量減至最低，而使最大傳熱至玻璃形成原 料3 0達成。氧-燃料燃燒器3 4之最高及最低工作速度範圍 係可對玻璃形成原料30產生可接受的傳熱速率而未損害耐 熔材料爐壁及上方構造，該速度範圍係由氧·燃料燃燒器 之同心管-於-管設計，燃燒器段開口幾何，及來自氧-燃 料燃燒器34之燃料及氧速度決定。 參照第6圖顯示一圖表包括一上工作曲線44及一下工 作曲線46。圖表之X軸係以無維度參數（H/id)定義，圖表之 y軸係以燃燒器段之梢端之最大焰速度（VBb)定義。上工作 曲線44及下工作曲線46表示對指定（H/id)之於燃燒器段38 (請先閱讀背面之注意事項再^Γ本頁) £ 訂

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、發明説明（ 梢端最大及最小允許速度（VBb)及界定三工作區段；上工 作區#又48、中工作區段50及下工作區段52。上工作區段48 表示速度過高或不安全的工作區段，下工作區段52表示不 具熱效率之區段。中工作區段50界定根據本發明之氧·燃 料燃燒器34之可接受的工作區。如第6圖所示，（H/id)參數 為約6-30，及燃燒器段梢端之最大容許速度（VBb)為55〇呎/ 私。需了解中工作區段50提供所需衝擊焰36之柱形狀及預 定傳熱性質給玻璃形成原料3〇。 氧-燃料燃燒器34之上工作曲線44及下工作曲線46係 由第四次羃直線多項式表示：

VBb=a+b(H/id)+c(H/id)2+d(H/id)3+e(H/id)4...... I 其中， VBb =於燃燒器段末端之最大速度（叹/秒） Η由燃燒段末端至玻璃形成原料頂面距離（吸） if燃燒器段開口内部直徑（叹） 對第6圖所示之上工作曲線44而言，H/id比為約6-2〇 ，及VBb係於約190-550呎/秒之範圍，係數值如下： 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 a—571.0801 ’ b=-187.2957，c=30.1164，d=-1.8198及e=0.〇4 。對第ό圖所示之下工作曲線46而言，H/id比為約6-30， 及VBb係於約50-300呎/秒之範圍，係數值如下：a=-1〇3 6111 ，b=38.9939，c=-2.8772，d=0.1033 及 e=-0.00125。對如 上提供之特定（Η)及（id)而言，H/id參數經設定（圖表之乂軸） ，其又決定燃燒器段梢端之氧-燃料燃燒器34之最大速度 (VBb)(圖表之y軸）’該參數係介於上工作曲線44與下工作 國家標準（。奶）八4規格（210\297公襲） -13 - 519533 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（„) 曲線46間俾提供所需衝擊柱形焰36的形狀及預定傳熱性質 而熔化玻璃形成原料3〇。 參照第5圖’根據本發明，顯示於第6圖之中間工作區 段50工作時’衝擊焰36之柱形。衝擊焰36為軸對稱柱形焰 ’有二分立流區：自由射出區54，停滯區56及壁射出區58 自由射出區54為未受阻礙的衝擊焰區。於自由射出區 54内部，於焰衝擊玻璃形成原料3〇表面前焰％產生柱形。 柱形焰係因氧及燃料流之控制出氣速度產生。結果於自由 射出區54内部，氧及燃料流由燃燒器段38開口流動產生介 於二流間經控制之剪應力，其對延長長度獲得經過控制的 層流因而提供二流之準確控制混合及部分控制燃燒。於自 由射出區54達到的部分控制燃燒對出現衝擊焰刊之傳熱特 性具有關鍵重要性。焰形狀具有燃燒器段38末端與玻璃形 成原料30表面間一半距離H/2之焰直徑〇2係由如下關係式 定義： 1.5id^D2^ id+〇.15H...... Π 其中， id=燃燒器段開口内部直徑， 由燃燒器段末端至玻璃形成原料頂面距離， D2=介於燃燒器段末端與玻璃形成原料表面間一半距 離之焰直徑。 第二區亦即停滯區56為焰36穿透熱界限層並衝擊玻璃 形成原料30表面該區。於此區56，焰36穿透熱界限層，衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐

-14- 發明説明（ ====，於表面形成尖銳壓力梯度，其可加 。机動，使焰沿被衝擊面呈輕射狀向外展開 品，末端係疋義為玻璃形成原料表面上衝擊焰36產 制^度降至〇的位置。於停滯區％内部藉由小心控 =自然存在於玻璃形成原料3G表面的熱邊界層 、與’肖除’如此衰減其強力耐熱性質。如此衝擊焰％ 古熱更谷易穿入部分炫化之玻璃形成原料30 。此外於 ㈣56内部，焰36之亮度顯著增高，其促進㈣傳熱至 相對較冷的破璃原料30内部。 於停滯區56之徑向邊界開始壁射出區58。於此區焰％ 大致平仃衝擊表面，熱邊界層係沿衝擊表面且由停滞區56 向外伸展，如此熱邊界層開始積聚，回復表面對熱流入玻 璃形成原料表面的抗性。 口自由射出區54經過控制的焰熱產生係由於氧，料燃 燒器34之管-於管同心設計，燃燒器段38開口之内部直徑 ⑹及氧與燃料流之相對速度及最大及最小速度的結果。 藉由選擇性控制氧·燃料燃燒器34之設計，燃燒器段^之 幾何設計及氧與燃料流之速度，可產生氧與氣體流間之剪 應力降低，提供經控制的部分燃燒及減少發出熱輕射。需 瞭解藉由於所述中間操作段50操作氧-燃料燃燒器Μ，自 由射出區54產生之焰熱及於停滯區56之玻璃原料表面之傳 熱阻力皆減至最低，因而使停滯區產生之熱量增至最大。 自由射出區54產生之熱為下列製程的結果。首先，自 由射出區54經過控制之部分燃燒允許於玻璃形成原料川表 -15- 519533 五、發明説明（ 13 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 面之經過控制的燃燒，藉此使燃燒過程接近玻璃形成原料 表面。燃燒過程接近玻璃形成原料3〇表面，於玻璃形成原 料產生升南的溫度梯度，藉此改良對流傳熱。第二，自由 射出區54經控制之部分燃燒，對燃燒氣體及燃燒產物的化 學解離產生可接受的溫度。此等解離物種—旦撞擊玻璃形 成原料30之相對較冷的表面，部分重新組合，放熱，於玻 璃形成原料表面產生大量熱。來自放熱反應之熱量進一步 擴大對流傳熱過程。 於玻璃形成原料30表面之停滯區56之熱阻減至最低係 由於下列因素所得結果。第_，熱邊界層經由控制焰^之 動i及小〜控制玻璃形成原料3〇表面之燃燒特性而被消除 。第二，局部表面產熱允許低導熱玻璃形成原料3〇轉變成 顯著較佳之導熱熔融玻璃材料。此種轉變允許表面產生的 熱置更有效穿透至玻璃形成原料深度。熱穿透能力改良可 下降溶融玻璃表面溫度’提高焰36與溶融玻璃表面間之溫 度梯度而擴大對流傳熱過程。 熔融玻璃由玻璃熔爐10之熔化段26流至精煉段28。較 佳具體例中，精煉段28包括至少_下游氧_燃料燃燒器“ 安裝於玻㈣爐_22。下游氧韻相燒㈣具有前述 相同設計，且需於相同條件下丄作接受經過控制的變化來 達到預定衝擊焰之淨效果。例如衝擊焰3G可調整為更亮而 影響炼化特性。下游氧_燃料燃燒器34係定位成可於正常 對流流傾向於升高的位置，例如玻㈣爐10之2/3至3/4長 度位置。 私紙張尺度適❼酬家縣 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 、11

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五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 舄瞭解至少一部下游氧-燃料燃燒器34可改良移動至 成I區之玻璃品質’其改良方式係藉由大致提升玻璃表面 里度促進溶化與混合而去除表面瑕巍，例如不完全反應 之玻璃形成原料或未充分混合的表面材料。此外，至少一 P下私氧-燃料燃燒器提供材料前進流動之障壁，促成 熔嘁玻璃内部之天然對流流動，使更熱的玻璃於玻璃形成 原料下方流回，藉此防止熔融玻璃之正向湧浪，提高熔化 效果，及升高精煉區之玻璃溫度。向前移動之玻璃也較熱 ，如此導致更快速精煉及前進區段之燃料消耗減少。此外 ，用於通常於下游玻璃面有發泡體層之玻璃熔爐，下游氧 -燃料燃燒器34可減少發泡。需了解藉由減少發泡，可提 高熱量傳至玻璃材料本體，因而減少玻璃熔爐1〇所需熱能 ，及改進玻璃熔爐的工作效率。 至少一部安裝於頂之氧-燃料燃燒器34可設置於新玻 璃熔爐10或反向嵌合於既有之玻璃熔爐因而大致縮小工廠 空間，及比較空氣燃燒爐或，，習知，，側邊點火氧·燃料爐提 高玻璃品質。需了解本發明比較相同空氣燃料爐或習知氧 -燃料爐，但其未如此所述至少有一部頂安裝式氧_燃料燃 燒益者，有助於大致提高拉扯速率，降低玻璃熔爐1〇之壁 溫’及改良玻璃品質。此外如業界已知，與全部空氣燃 料燃燒器系統相反，使用至少一部氧-燃料燃燒器可察覺 地減少NOx的產生。 此處所述專利及文獻皆併述於此以供參考。 雖然已經就某些特定具體例說明本發明，但業界人士 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項本頁) 、?! ml m •17- 519533 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（15 了解其他具體例也屬於隨附之申請專利範圍之精髓及範圍 内0 元件標號對照 10··.玻璃熔爐 34···氧-燃料燃燒器 12…前爐 3 6 —焰 14··.上游端壁 38.··燃燒器段 16·..下游端壁 40-2···導管 18···側壁 44··.上工作曲線 20…底面 46···下工作曲線 22··.頂 4 8…上工作區段 24···起泡器 50···中工作區段 26.··熔化段 52…下工作區段 2 8...精煉段 54…自由射出區 30.·.玻璃形成原料 56·.·停滞區 32···進給器件 %···壁射出區 (請先閱讀背面之注意事項再本頁)

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Claims (1)

1. 519533 8 8 8 ABC告公 六、申請專利範圍 卜月曰 91.12.06 修正 第87120977號專利再審查案申請專利範圍修正本 1· 種生產精煉玻璃之方法’其係於一财溶内概玻璃熔 爐内’由玻璃形成原料生產而得，該玻璃溶爐具有一 藉侧壁連接至一底的頂，其界定出一具有一熔化段及 一下游精煉段的長形通道，該方法包含下列步驟： 進給玻璃形成原料至玻璃熔爐之熔化段； 提供至少一氧-燃料燃燒器，其埋設於玻璃熔爐頂 之燃燒器段内部，該氧-燃料燃燒器具有一内中央筒形 氣態燃料導管以用於提供氣態燃料，以及一外筒形氧 導管，其係與内燃料導管同心以用於提供氧氣，該至 少一氧_燃料燃燒器係具有一縱軸，其實質上垂直於玻 璃形成原料的表面；及 控制該源自氧-燃料燃燒器之氣體燃料與氧的最大 速度，該氧-燃料燃燒器係位於一工作區段内之燃燒器 段出口處，該工作區段係由上工作曲線根據如下第四 次羃直線多項式定義： VBb=a+b(H/id)+c(H/id)2+d(H/id)3+e(H/id)4 I 其中， VBb =於燃燒器段末端之最大速度（呎/秒）， H=由燃燒器段末端至玻璃形成原料頂面距離（呎）， id=燃燒器段開口内部直徑（呎），且 其中， H/id= 6-20， VBb= 190-550 呎/秒’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ' " ' -19 - ABCD 519533 六、申請專利範圍 a= 571.0801， b= -187.2957， c= 30.1164， d= -1.8198， e= 0.04 5 及下工作曲線根據如下第四次羃直線多項式定義 VBb=a+b(H/id)+c(H/id)2+d(H/id)3+e(H/id)4 I 其冲，VBb、Η及1係如前所界定者，且 H/id= 6-30， VBb= 50-300 呎/秒， a= -103.6111 » b= 38.9939， c= -2.8772， d= 0.1033， e= -0.00125 因而於玻璃形成原料之頂表面附近燃燒，且產生 一具有約略呈柱形之中部的焰； 利用來自至少一氧-燃料燃燒器之焰涵蓋而熔化溶 化段之玻璃形成原料； 於精煉段精煉熔融玻璃形成原料；以及 由精煉段撤出已被精煉的玻璃。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含提供至少 一氧-燃料燃燒器之步驟，該燃燒器係埋置於玻璃熔爐 衫張尺度適用中國國家標準（CNS)續格（21〇χ2贈) A BCD 519533 六、申請專利範圍 頂之燃燒器段内位於下游精煉段上方。 3· 一種生產精煉玻璃之方法，其係於一耐溶内概玻璃溶 爐内，由玻璃形成原料生產而得，該玻璃熔爐具有一 藉側壁連接至一底的頂，其界定出一具有一溶化段及 一下游精煉段的長形通道，該方法包含下列步驟： 進給玻璃形成原料至玻璃熔爐之熔化段，以形成 一玻璃形成原料表面； 裝 提供至少一氧-燃料燃燒器，其埋設於玻璃熔爐頂 之燃燒器段内部，該至少一氧-燃料燃燒器係具有一縱 軸，其實質上垂直於玻璃形成原料的表面；及 訂 控制該源自於至少一氧-燃料燃燒器之氣體燃料與 氧氣的速度’以使得一焰形成一自由射出區，其延伸 於燃燒器段與一停滯區間； 其中該自由射出區内之焰具有一約略的柱形，其 具有一以下列關係式所定義之焰直徑： 1.5id^D2^ id +0.15H 其中： id ==燃燒器段之開口的内直徑， Η =燃燒器段之末端到玻璃形成原料之頂面的距 離， D2 =在燃燒器段之末端到玻璃形成原料表面間 之一半距離處的焰直徑； 利用來自至少一氧-燃料燃燒器之焰涵蓋而熔化熔 化段之玻璃形成原料；以及 本紙張尺度適用中關家標準（CNS) A4規格⑵似297公爱） -21- Α8· Β8 C8

   >、' 丫呀乎不J漳巳固 519533 其中該停滯區係自射出

   璃形成原料的表面朝外徑向散佈。 由精煉段撤出已被精煉的玻璃。 4·如申請專利範圍第3項之方法，其中， 5 ·如申請專利範圍第4項之方法，其中該由至少一氧燃料 燃燒器所產生之焰係包括一壁射出區，其自該該停滯 區朝外徑向延伸，於此區中該焰係大致平行於該玻璃 形成原料表面流動，而使玻璃形成原料之熱邊界層開 始積聚，藉此以回復對熱流入玻璃形成原料表面之表 面抗性。 帙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）