BRPI0606821A2 - processo de fusão de matérias vitrificáveis por pelo menos um queimador imerso que gera uma chama no seio das ditas matérias vitrificáveis fundidas, dispositivo, forno de fusão de matérias vitrificáveis, aplicação do processo ou dispositivo ou forno, e, vidro - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE FUSãO DE MATéRIAS VITRIFICáVEIS POR PELO MENOS UM QUEIMADOR IMERSO QUE GERA UMA CHAMA NO SEIO DAS DITAS MATéRIAS VITRIFICAVEIS FUNDIDAS, DISPOSITIVO, FORNO DE FUSãO DE MATéRIAS VITRIFICáVEIS, APLICAçãO DO PROCESSO OU DISPOSITIVO OU FORNO, E, VIDRO. A invenção se refere à fusão de matérias vitrificáveis por pelo menos um queimador imerso (9) que gera uma chama no seio das ditas matérias vitrificáveis fundidas, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma admissão de gás (10) separada do queimador está suficientemente próxima do dito queimador (9) para interagir com a dita chama. A admissão separada (10) interage com a chama do queimador (9) para regular a mesma, o que reduz os riscos de retomo de matérias fundidas no queimador (9).
Description
"PROCESSO DE FUSÃO DE MATÉRIAS VITRIFICÁVEIS POR PELOMENOS UM QUEIMADOR IMERSO QUE GERA UMA CHAMA NOSEIO DAS DITAS MATÉRIAS VITRIFICÁVEIS FUNDIDAS,DISPOSITIVO, FORNO DE FUSÃO DE MATÉRIAS VITRIFICÁVEIS,APLICAÇÃO DO PROCESSO OU DISPOSITIVO OU FORNO, E,VIDRO"
A invenção se refere a um dispositivo que compreende umqueimador, especialmente adaptado para a fusão das matérias vitrificáveis quelevam a um vidro à base de sílica, notadamente como queimador imerso, querdizer, do qual a chama é desenvolvida no seio das matérias em fusão.
Os queimadores imersos apresentam um certo número devantagens para fusionar o vidro, notadamente devido ao fato de que elestrazem a energia de fusão diretamente dentro das matérias a fusionar, o que ostorna muito eficazes (menos perdas de calorias) e por outro lado devido aofato de que eles misturam vigorosamente as matérias a transformar, o queaumenta ainda mais a eficácia da fusão. A utilização de queimadores imersospara a fusão do vidro foi notadamente descrita em WO 9935099, WO9937591, WO 0046161, WO 03031357, WO 03045859.
No decorrer de funcionamento, pode no entanto acontecer queas matérias em fusão ou no decorrer de transformação entrem no queimador,o que provoca a extinção dos mesmos. Um tal incidente perturbaconsideravelmente o funcionamento de todo o processo de fusão e procura-seevitá-lo o máximo possível. A requerente descobriu um meio de evitar essetipo de incidente. De acordo com a invenção, dispõem-se em torno doqueimador admissões suplementares de gás. Essas admissões suplementaresnão são em si próprias geralmente queimadores, mas podem em contrapartidacontribuir para a combustão do queimador, notadamente quando uma dessasadmissões suplementares traz um gás oxidante.
A requerente descobriu que a chama de um queimador imersopodia ser assimilada a uma bolha que se solta de vez em quando doqueimador, geralmente com uma freqüência que vai de 30 a 300 vezes porminuto. Esse comportamento foi descoberto por medição da pressão do fluido(como um gás) de alimentação dos queimadores. Movimentos repentinos sãode fato observados, os ditos movimentos repentinos tendo uma freqüênciabastante regular. Sem estar ligado pela teoria que se segue, as matériasvitrificáveis poderiam ter tendência a reentrar no queimador imediatamentedepois que a bolha se solta do queimador. De acordo com a invenção, pelomenos uma admissão de gás na proximidade do queimador favorece aregularidade da soltura das bolhas e reduz consideravelmente a freqüência dasreentradas de matérias vitrificáveis no queimador. Essa admissão de gásparece desempenhar um papel de regulador da soltura das bolhas.
O queimador é alimentado por um comburente e umcombustível que reagem juntos para criar uma chama. O comburente podecompreender oxigênio e ser notadamente oxigênio puro, ar ou ar enriquecidoem oxigênio. O carburante pode notadamente ser gás natural, metano, butano,propano. O comburente e o combustível chegam geralmente de modoconcêntrico no queimador e são geralmente misturados em uma câmaracolocada imediatamente antes da saída do queimador.
A alimentação do queimador em combustível líquido é
possível.
A invenção se refere a um processo e a um dispositivo defusão de matérias vitrificáveis por pelo menos um queimador imerso que gerauma chama no seio das ditas matérias vitrificáveis, pelo menos uma admissãode gás separada do queimador estando suficientemente próxima do ditoqueimador para interagir com a dita chama. A admissão de gás suplementarem relação ao queimador pode ter sensivelmente a mesma direção que aquelado queimador, quer dizer que o gás dessa admissão suplementar pode ter umadireção paralela àquela do comburente e do carburante que alimentam oqueimador. No entanto, de preferência, o gás dessa admissão suplementar édirigido na direção do gás que sai do queimador. A distância entre por umlado o ponto de interseção entre o eixo da admissão de gás separada e o eixodo queimador e por outro lado o orifício de saída do queimador, pode porexemplo ir de 0 ao infinito (vazões paralelas) e vai de preferência de 0 a 15cm. A distância na qual a admissão de gás separada deve estar do queimadordepende das circunstâncias, das vazões, das temperaturas, etc, de modo que édifícil dar a equação exata que dá essa distância. O essencial é que a admissãode gás deve estar suficientemente próxima do queimador para interagir com achama do queimador, quer dizer influir sobre sua forma ou sobre o fluxo delíquido na proximidade imediata da chama, de modo a favorecer a soltura dachama como bolha, do queimador. Geralmente, a admissão separada de gáspode estar a menos de 50 cm do queimador.
O gás que alimenta a admissão separada pode compreenderoxigênio, ou nitrogênio ou ar. Ele pode participar para a combustão doqueimador, notadamente se ele compreende um gás oxidante como ooxigênio. Nesse caso, ele é uma fonte suplementar de comburente.
Geralmente, a vazão volúmica de gás que chegaseparadamente, por uma ou várias admissões separadas, representa no total(soma das vazões de todas as admissões separadas) 2 a 20 % e de preferência5 a 10 % da soma das vazões volúmicas normais (volume normal: levado acondições normais de temperatura e de pressão) de comburente gasoso e decarburante gasoso que alimentam o queimador (caso em que os fluidos dealimentação do queimador são gasosos). Geralmente a soma das vazõesvolúmicas normais de comburente gasoso e de carburante gasoso vai de 0,5 NmVha 150Nm3/h.
De preferência para cada queimador, são previstas pelo menosduas admissões de gás separadas para influir sobre o soltar de bolha da chamado queimador. De maneira ainda mais preferida, para cada queimador, sãoprevistas pelo menos duas admissões de gás separadas para influir sobre osoltar de bolha da chama do queimador. A utilização de quatro e mesmo cinco(e mesmo mais) admissões separadas por queimador também é possível.
A invenção também se refere a um processo de fusão dematérias vitrificáveis por pelo menos um queimador imerso do qual a chamatem um comportamento de bolha que se solta do queimador, as solturas dadita bolha podendo ser detectadas por uma medição de pressão do comburentee/ou combustível (detecção de movimentos repentinos), pelo menos umaadmissão de gás separada do queimador melhorando a regularidade das ditassolturas. A freqüência das solturas vai geralmente de 30 a 300 vezes porminuto.
A invenção também se refere a um dispositivo quecompreende um queimador e pelo menos um bico de admissão de gás amenos de 50 cm do dito queimador. O dispositivo compreende de preferênciapelo menos dois bicos de admissão de gás a menos de 50 cm do ditoqueimador, e de maneira ainda mais preferida pelo menos três bicos deadmissão de gás a menos de 50 cm do dito queimador.
A invenção também se refere a um forno de fusão de matériasvitrificáveis que compreende um dispositivo de acordo com a invenção, oqueimador sendo imerso nas matérias vitrificáveis no decorrer de fusão outransformação, notadamente para a preparação de vidro à base de sílica (querdizer que compreende geralmente pelo menos 30 % em peso de sílica).
A figura 1 representa visto de cima um dispositivo de acordocom a invenção que compreende um queimador e três admissões de gásseparadas.
A figura 2 representa um forno de acordo com a invenção visto
de lado.
Não foram representadas nas figuras as admissões decombustível e de comburente que alimentam os queimadores.Foi representado na figura 1 um dispositivo de acordo com ainvenção visto de cima que compreende um suporte 1 feito de uma matériarefratária (concreto refratário, pedra refratária, molibdênio, ou qualquermatéria que resiste ao vidro fundido), um queimador 2 no centro, circundado de três admissões de gás separadas. Esse dispositivo pode ser colocado aonível de uma soleira de forno, o queimador desenvolvendo uma chama nointerior das matérias em fusão.
Foi representado na figura 2 um forno visto de lado. Esseforno compreende paredes feitas de matéria refratária, uma abóbada 4 e uma soleira 5. Uma abertura 6 através da abóbada pode servir para a introdução dematérias vitrificáveis (sílica, fundente da sílica, fluidifícante, etc.) e/ou para aevacuação das fumaças. Uma abertura 7 que desemboca sob o nível 8 dasmatérias fundidas pode também ser utilizada para a introdução de matériasvitrificáveis. As matérias fundidas saem do forno pela canelura 13. Esse forno é equipado com dois queimadores imersos 9 que desenvolvem cada um delesuma chama 11 no seio das matérias em fusão, sob o nível 8. Em torno de cadaqueimador se encontram duas admissões separadas de gás 10, suficientementepróximas dos queimadores para regular o "soltar de bolha" do queimador.
Claims (18)
1. Processo de fusão de matérias vitrificáveis por pelo menosum queimador imerso que gera uma chama no seio das ditas matériasvitrificáveis fundidas, caracterizado pelo fato de que pelo menos umaadmissão de gás separada do queimador está suficientemente próxima do ditoqueimador para interagir com a dita chama.
2. Processo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que a distância entre por um lado o ponto deinterseção entre o eixo da admissão de gás separada e o eixo do queimador epor outro lado o orifício de saída do queimador, vai de 0 a 15 cm.
3. Processo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que o queimador é alimentado por um comburentee um combustível que reagem juntos para criar a chama.
4. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o gás compreende oxigênio ounitrogênio ou ar.
5. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o gás participa para a combustãodo queimador.
6. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que a vazão volúmica de gás quechega separadamente representa 2 a 20 % da soma das vazões volúmicasnormais de comburente gasoso e de carburante gasoso que alimentam oqueimador.
7. Processo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que a vazão de gás que chega separadamenterepresenta 5 a 10 % da soma das vazões volúmicas normais de comburentegasoso e de carburante gasoso que alimentam o queimador.
8. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que a soma das vazões volúmicasnormais de comburente gasoso e de carburante gasoso vai de 0,5 Nm3/h a 150Nm3/h.
9. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos duasadmissões de gás.
10. Processo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos três admissões degás.
11. Processo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que a chama tem um comportamentode bolha que se solta do queimador cujas solturas podem ser detectadas poruma medição de pressão do comburente e/ou combustível, pelo menos umaadmissão de gás separada do queimador melhorando a regularidade das ditassolturas.
12. Processo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que a freqüência das solturas vai de 30 a 300 vezespor minuto.
13. Dispositivo, caracterizado pelo fato de que ele compreendeum queimador e pelo menos um bico de admissão de gás a menos de 50 cmdo dito queimador.
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos dois bicos deadmissão de gás a menos de 50 cm do dito queimador.
15. Dispositivo de acordo com a reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos três bicos deadmissão de gás a menos de 50 cm do dito queimador.
16. Forno de fusão de matérias vitrificaveis, caracterizado pelofato de que ele compreende um dispositivo de acordo com uma dasreivindicações de dispositivo precedentes, do qual o queimador é imerso nasmatérias vitrificáveis.
17. Aplicação do processo ou dispositivo ou forno de uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de ser para a fusão dovidro.
18. Vidro, caracterizado pelo fato de que ele é fabricado peloprocesso ou pelo dispositivo de acordo com uma das reivindicaçõesprecedentes.
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