ES2953665T3

ES2953665T3 - Quemador para un horno de materiales vitrificables y procedimiento de gestión del quemador

Info

Publication number: ES2953665T3
Application number: ES21165296T
Authority: ES
Inventors: Oleg Boulanov
Original assignee: Comb Consulting Italy Srl; Combustion Consulting Italy SRL
Current assignee: Comb Consulting Italy Srl; Combustion Consulting Italy SRL
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2041-03-26
Also published as: EP3885650B1; HUE062974T2; IT202000006502A1; HRP20230796T1; EP3885650A1; PL3885650T3; EP3885650C0

Abstract

La presente divulgación se refiere a un quemador (1) para un horno (9) para materiales vitrificables, que comprende un tanque (90) que tiene una pluralidad de paredes (901) que definen una cámara de fusión (902). Específicamente, dicho quemador (1) comprende :- al menos un inyector (100), configurado para generar, en uso, una llama dentro de dicha cámara de fusión (902), - un conjunto de cubierta (20), que comprende un cuerpo de carcasa (21) y un circuito de refrigeración (22), configurado para permitir la circulación de un fluido refrigerante dentro de dicho cuerpo de carcasa (21); y en el que dicho cuerpo de carcasa (21) rodea de forma extraíble al menos parte de dicho al menos un inyector (100) y es apto para estar asociado con una pared (901).) del horno (9) para permitir una conexión de dicho al menos un inyector (100) y dicha pared (901) del tanque (90). y en el que dicho quemador (1) comprende además al menos una base (110) y en el que dicho al menos un inyector (100) está asociado de manera estable con dicha base (110) para formar un conjunto de inyección (10) y en el que dicho conjunto de inyección (10) está asociado de manera removible con el cuerpo de carcasa (21) del conjunto de cubierta (20).); y en el que dicho quemador (1) comprende además una pluralidad de inyectores (100) asociados de manera estable con dicha base (110) y dispuestos para formar una línea recta o dispuestos desplazados de una línea recta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Quemador para un horno de materiales vitrificables y procedimiento de gestión del quemador

La presente invención se refiere, en general, a un quemador para un horno de materiales vitrificables. También es objeto de la presente invención un horno de materiales vitrificables que comprende el quemador antes mencionado.

Los materiales vitrificables son materiales que se llevan a y/o mantienen en estado líquido, en hornos, dentro de procesos de producción para fabricar, por ejemplo, lana de vidrio, fibra de vidrio y, más en general, vidrio. La masa líquida de materiales vitrificables fundidos que está contenida dentro del horno se denomina, en general, "baño fundido".

Para llevar el material vitrificable a una temperatura igual o superior a su temperatura de fusión, los hornos de fusión pueden estar provistos de uno o más quemadores que generan energía térmica mediante la combustión de una mezcla de combustible y carburante. Los quemadores están provistos de uno o más inyectores a los que se alimentan un combustible y un carburante, por separado o premezclados entre sí. A través de uno o más inyectores se hace pasar una llama que alcanza, en general, una temperatura comprendida entre 1700 °C y 2700 °C aproximadamente, con el fin de llevar y mantener la temperatura del baño fundido entre 1300 °C y 1600 °C aproximadamente. Para soportar estas temperaturas, los quemadores están fabricados con materiales tales como acero inoxidable, otros aceros resistentes a altas temperaturas o acero común con un revestimiento especial y, en general, comprenden una camisa de agua, es decir, un circuito de refrigeración.

En particular, pueden utilizarse los denominados quemadores "sumergidos", es decir, dispuestos por debajo de la superficie libre del baño fundido. La llama generada por un inyector de un quemador sumergido se produce, por tanto, dentro del baño fundido y, en consecuencia, también los gases calientes resultantes de la combustión se emiten por debajo de la superficie libre del baño fundido. Por esta razón, a la salida de un inyector de un quemador sumergido, los gases calientes resultantes de la combustión provocan la formación de burbujas dentro del baño fundido.

Esto es especialmente ventajoso desde el punto de vista de la eficacia del intercambio de calor. De hecho, la formación de burbujas aumenta la superficie de intercambio de calor entre los gases calientes resultantes de la combustión y el baño fundido e induce un movimiento turbulento en este último, lo que favorece la mezcla de los gases calientes resultantes de la combustión y el baño fundido.

Sin embargo, el movimiento turbulento del baño fundido dentro del horno afecta negativamente a la vida útil de los quemadores sumergidos. En particular, el movimiento turbulento del baño fundido dentro del horno acelera el desgaste de un quemador sumergido y, por tanto, reduce la vida útil del mismo.

Por un lado, dado que el baño fundido tiene una composición química básica altamente corrosiva y se lleva, y mantiene, a una temperatura elevada, el movimiento turbulento provoca la agitación del material corrosivo a altas temperaturas. Esto da como resultado el desgaste por fricción y la corrosión de las superficies, como las paredes del horno y los quemadores, con las que el baño fundido entra en contacto a gran velocidad. Este fenómeno es aún más agresivo sobre todo cerca de los quemadores, donde el movimiento turbulento es más vigoroso.

Por otra parte, la agitación continua del baño fundido, debida al movimiento turbulento, también provoca el contacto alternativo del quemador con masas de material fundido o gas a diferentes temperaturas. En otras palabras, el quemador está sometido continuamente a choques térmicos, que tienden a provocar la formación de grietas o fracturas en él. En ocasiones, las grietas o fracturas pueden ser tan profundas que alcanzan el circuito de refrigeración y provocan una pérdida del refrigerante que circula por él.

El efecto del desgaste y/o la presencia de grietas pueden causar graves daños en el quemador sumergido, hasta el punto de afectar a uno o más inyectores, tanto como para requerir la sustitución completa del propio quemador.

Se conocen quemadores relacionados a partir de los documentos US 2013/086949 y US3260587 que, sin embargo, no divulgan una pluralidad de inyectores dispuestos para formar una línea recta o dispuestos de manera desplazada con respecto a una línea recta, un conjunto de cubierta que comprende un cuerpo de carcasa que rodea de forma extraíble al menos parte de cada inyector, y al menos una base asociada de forma estable a dicha pluralidad de inyectores. Otro quemador relacionado de la técnica anterior se conoce a partir del documento EP3135639, que divulga una pluralidad de inyectores en un compartimento de refrigeración, donde no todos los inyectores tiene una cámara de combustión en comunicación con la cámara de fusión a través de una boca de comunicación.

La presente divulgación tiene por objeto facilitar un quemador que permita superar los inconvenientes antes mencionados con referencia a la técnica anterior y/o lograr otras ventajas. Además, en el presente documento se divulga que un horno y un procedimiento para gestionar un quemador pueden superar los inconvenientes antes mencionados con referencia a la técnica anterior y/o lograr otras ventajas. El quemador de acuerdo con la presente invención se puede usar como quemador sumergido, lo que soluciona los inconvenientes antes mencionados, pero también se puede usar de manera ventajosa como quemador no sumergido.

Esto se consigue mediante un quemador, un horno que comprende el quemador y un procedimiento de gestión como se define en las respectivas reivindicaciones independientes. Características secundarias y formas de realización particulares del objeto de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes correspondientes.

Como se ha anticipado, la presente invención se refiere a un quemador para un horno de materiales vitrificables, que comprende un tanque que tiene una pluralidad de paredes que definen una cámara de fusión. El quemador de acuerdo con la presente invención comprende una pluralidad de inyectores, cada uno de los cuales está configurado para generar, en uso, una llama dentro de dicha cámara de fusión. En el contexto de la presente divulgación, cuando se utiliza la expresión "al menos un inyector", se refiere a cada inyector de la pluralidad de inyectores.

En particular, de acuerdo con la presente invención, cada inyector tiene una cámara de combustión configurada para estar en comunicación fluídica con la cámara de fusión a través de una boca de comunicación, un circuito de alimentación de oxidante a través de una entrada de oxidante, y un circuito de alimentación de combustible a través de una entrada de combustible. La cámara de combustión está, por tanto, abierta a la cámara de fusión, a un circuito de alimentación de oxidante y a un circuito de alimentación de combustible. En otras palabras, cada inyector está provisto de una cámara de combustión que está conectada fluídicamente a un circuito de alimentación de oxidante, a través de una entrada de oxidante, y a un circuito de alimentación de combustible, a través de una entrada de combustible. Cuando el oxidante y el carburante se juntan en el interior de la cámara de combustión, se produce una combustión que genera energía térmica en forma de llama. La cámara de combustión está en comunicación fluídica con la cámara de fusión, es decir, está abierta a la cámara de fusión a través de una boca de comunicación. Dado que la cámara de combustión está conectada de manera fluídica con la cámara de fusión del tanque, la llama generada en ella puede llegar, o acercarse, al material vitrificable dentro de dicha cámara de fusión.

El quemador de acuerdo con la presente invención comprende además: una base, un conjunto de cubierta, que comprende a su vez un cuerpo de carcasa y un circuito de refrigeración.

Como se ha mencionado, el quemador comprende, además, al menos una base. La pluralidad de inyectores se asocia de forma estable a dicha base para formar un conjunto de inyección. En otras palabras, el conjunto de inyección comprende una base a la que se fija la pluralidad de inyectores.

Los inyectores están asociados de forma estable a la base y están dispuestos para formar una línea recta, o bien, están dispuestos de manera desplazada con respecto a una línea recta. En otras palabras, el conjunto de inyección comprende una pluralidad de inyectores, dispuestos a lo largo de una línea recta o desplazados con respecto a una línea recta, fijados a dicha base. La asociación de múltiples inyectores a una sola base facilita la asociación o disociación simultánea de los mismos con respecto al cuerpo de carcasa. En otras palabras, manipulando únicamente la base, es posible separar de forma sustancialmente simultánea la pluralidad de inyectores del cuerpo de carcasa. Como resultado, las operaciones de mantenimiento y sustitución del quemador, en particular del cuerpo de carcasa, resultan más fáciles y rápidas. La presencia de una pluralidad de inyectores incrementa ventajosamente la capacidad del quemador para generar, y por tanto suministrar, energía térmica a la cámara de fusión. Además, su disposición a lo largo de una línea recta o sustancialmente desplazados a lo largo de una línea recta permite maximizar la convección térmica, para el mismo uso de combustible y oxidante, y un mejor control de la convección térmica.

Como se ha anticipado, el quemador comprende además un conjunto de cubierta. El conjunto de cubierta comprende a su vez un cuerpo de carcasa y un circuito de refrigeración configurado para permitir la circulación de un fluido refrigerante dentro del cuerpo de carcasa.

En particular, el cuerpo de carcasa rodea de manera extraíble al menos parte de cada inyector y puede asociarse a una pared del horno para permitir una conexión de cada inyector con la pared del tanque. Es decir, el cuerpo de carcasa está asociado de forma extraíble al conjunto de inyección; es decir, el cuerpo de carcasa y el conjunto de inyección pueden acoplarse de forma reversible. En otras palabras, el conjunto de inyección está asociado de forma extraíble al cuerpo de carcasa del conjunto de cubierta.

Es decir, cada inyector está rodeado, al menos parcialmente, por el cuerpo de carcasa. Cada inyector del quemador de acuerdo con la presente invención está, al menos parcialmente, rodeado por el cuerpo de carcasa y se pone en comunicación fluídica con la cámara de fusión. Además, cada inyector se enfría gracias a la presencia del circuito de refrigeración dentro del cuerpo de carcasa. De hecho, cada inyector se enfría por contacto con el cuerpo de carcasa que, a su vez, se enfría mediante el circuito de refrigeración. De este modo, cada inyector, un componente bastante delicado, está especialmente protegido.

De acuerdo con la presente invención, el cuerpo de carcasa y cada inyector están fabricados como elementos o cuerpos físicamente distintos acoplados mecánicamente entre sí de forma reversible. Dado que el cuerpo de carcasa del quemador de acuerdo con la presente invención está asociado de forma reversible o extraíble al al menos un inyector, se deduce que es posible separar o desconectar el al menos un inyector y el cuerpo de carcasa sin dañar o afectar a su funcionalidad. De este modo, por ejemplo, el conjunto de inyección puede separarse del cuerpo de carcasa durante las operaciones de mantenimiento. En uso, cada inyector queda preservado por el cuerpo de carcasa y, por tanto, cada inyector puede reutilizarse. De hecho, el cuerpo de carcasa sólo se dañará debido a un contacto o proximidad prolongados con el baño fundido. Para restaurar la funcionalidad de todo el quemador solo habrá que sustituir el conjunto de cubierta dañado por uno nuevo. Como resultado, de forma ventajosa, se prolonga la vida útil del al menos un inyector, ya que éste puede volver a utilizarse acoplándose a un nuevo conjunto de cubierta.

Por lo tanto, cuando un quemador se identifica como dañado, es posible sustituir únicamente el conjunto de cubierta. De hecho, el quemador de acuerdo con la presente invención permite sustituir únicamente el conjunto de cubierta, en particular el cuerpo de carcasa, con respecto al al menos un inyector. En otras palabras, el mantenimiento de un quemador de acuerdo con la presente invención requiere realizar una sustitución selectiva únicamente del cuerpo de carcasa dañado. Por lo tanto, es posible restablecer la funcionalidad de todo el quemador sustituyendo únicamente el cuerpo de carcasa. De forma ventajosa, esto da como resultado un ahorro en los costes porque el al menos un inyector, un componente crítico y delicado, queda preservado, mientras que basta con sustituir el cuerpo de carcasa. Este ahorro se vuelve aún más significativo si el quemador de acuerdo con la presente invención se usa como quemador sumergido y teniendo en cuenta que, de media, la vida útil de un quemador sumergido tradicional puede ser bastante corta, es decir, del orden de 3 a 4 meses, por lo que dichas sustituciones deben llevarse a cabo con bastante frecuencia.

Además, la disociación de todo el conjunto de inyección del cuerpo de carcasa puede permitir, de forma ventajosa, una extracción o separación facilitada de la pluralidad de inyectores del cuerpo de carcasa, es decir, con respecto al cuerpo de carcasa.

Otra ventaja derivada del quemador de acuerdo con la presente invención consiste en poder fabricar el conjunto de cubierta y la pluralidad de inyectores con diferentes materiales de acuerdo con las necesidades y condiciones de funcionamiento a las que se someterá el quemador.

Además, como se anticipó, el contacto o proximidad con el baño fundido, que está en agitación turbulenta continua, somete al cuerpo de carcasa a cambios de temperatura que pueden dar lugar a la formación de tensiones internas en el material que compone el propio cuerpo de carcasa. Dichas tensiones internas pueden propagarse de una zona a otra del material que compone el cuerpo de carcasa e inducir una deformación o degradación del propio cuerpo de carcasa. Si el quemador estuviera hecho como un cuerpo solidario, es decir, con continuidad de material entre el cuerpo de carcasa y cada inyector, estas tensiones internas podrían llegar a estos últimos. De manera ventajosa, en el quemador de acuerdo con la presente invención, el cuerpo de carcasa y el conjunto de inyección son cuerpos o elementos distintos; por lo tanto, dado que no hay continuidad de material entre cada inyector y el cuerpo de carcasa, no se pueden transmitir tensiones internas del material que constituye el cuerpo de carcasa al material que constituye cada inyector, y viceversa. En otras palabras, cualquier tensión interna permanece confinada dentro del cuerpo de carcasa sin riesgo de dañar uno o más inyectores debido a las mismas.

Además, las operaciones de mantenimiento se vuelven particularmente simples y fáciles a través de la asociación mediante el acoplamiento reversible entre el conjunto de cubierta, en particular el cuerpo de carcasa, y cada inyector.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el cuerpo de carcasa comprende una pluralidad de asientos. Cada asiento puede alojar dentro de sí mismo, al menos parcialmente, un inyector de dicha pluralidad de inyectores. En particular, el número de asientos de la pluralidad de asientos es igual al número de inyectores de la pluralidad de inyectores. De ello se deduce que, en uso, cada inyector está alojado, al menos parcialmente, dentro de un asiento respectivo.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el cuerpo de carcasa es un cuerpo hueco en forma de caja que tiene una pared interior que delimita cada asiento de la pluralidad de asientos. Cada asiento puede configurarse como un orificio pasante. Es decir, el cuerpo de carcasa puede ser un cuerpo en forma de caja que tiene múltiples cavidades, delimitadas por la pared interior del propio cuerpo de carcasa, que actúan como asientos para alojar o encerrar al menos parcialmente, respectivamente, un inyector de la pluralidad de inyectores. En otras palabras, cada inyector está, al menos en parte, alojado dentro de una cavidad respectiva, es decir, un asiento, del cuerpo de carcasa.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, la pared interior tiene un grosor de al menos 3 a 4 mm aproximadamente y está configurada para interponerse entre el circuito de refrigeración y cada inyector. Es decir, la pared interior está situada entre el circuito de refrigeración y cada inyector. En otras palabras, el circuito de refrigeración no está en contacto directo con el asiento destinado a alojar cada inyector. Por lo tanto, la pared interior evita el contacto directo de cada inyector, que, como se anticipó, es un componente particularmente delicado del quemador, con un circuito dentro del cual circula el fluido refrigerante. La pared interior tiene preferentemente un grosor de al menos 3 mm y 4 mm. Es decir, el grosor mínimo de la pared interior es, preferentemente, de 3 a 4 mm. Se ha demostrado empíricamente que este grosor es, por un lado, el grosor mínimo para garantizar que, incluso en el caso de que el cuerpo de carcasa se deteriore tanto como para dar lugar a la formación de grietas, éstas no se propaguen de un lado a otro de la pared interior. Por otra parte, este grosor también ha demostrado ser el grosor máximo para garantizar un intercambio térmico entre cada inyector y el circuito de refrigeración suficiente para permitir una refrigeración eficaz de cada inyector. De este modo, se evita, o al menos se limita, de forma ventajosa el riesgo de derrame, o cualquier fuga o pérdida, del fluido refrigerante desde el circuito de refrigeración dentro del asiento de cada inyector y, al mismo tiempo, se garantiza el intercambio de calor entre el circuito de refrigeración y cada inyector.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el cuerpo de carcasa puede comprender una pluralidad de partes configuradas para acoplarse entre sí de forma reversible para obtener una sola pieza. En otras palabras, el cuerpo de carcasa puede formarse a partir de una pluralidad de partes acopladas entre sí de forma reversible para hacer dicha una pieza o una pieza que puede manipularse de manera individual. De este modo, de forma ventajosa, es posible reemplazar de manera selectiva una o más partes dañadas que deben cambiarse. Por lo tanto, en general, la vida útil del quemador de acuerdo con la presente divulgación se puede prolongar aún más. Además, de acuerdo con este aspecto preferido, dado que el cuerpo de carcasa no está hecho como una pieza solidaria, es decir, un monobloque, las tensiones internas que puedan desarrollarse dentro del material que constituye una de las partes del cuerpo de carcasa tampoco pueden transmitirse a las otras partes del cuerpo de carcasa.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el cuerpo de carcasa comprende una pared superior, destinada en uso a orientarse hacia la cámara de fusión, y una pluralidad de nervaduras que se proyectan desde dicha pared superior. En otras palabras, el cuerpo de carcasa comprende una pared configurada para orientarse hacia la cámara de fusión y una pluralidad de nervaduras que se proyectan, están en voladizo o sobresalen desde la pared superior hacia la cámara de fusión. Dichas nervaduras pueden actuar de forma ventajosa como elementos de retención para el material desvitrificado, especialmente en caso de que el quemador de acuerdo con la presente invención se use como quemador sumergido. En este caso, de forma ventajosa, la presencia de las nervaduras contribuye a la estabilización de la capa de material desvitrificado, que se forma durante el funcionamiento del horno, en la pared superior del cuerpo de carcasa, evitando o reduciendo el riesgo de que se desprenda de este último. De acuerdo con otro aspecto preferido, las nervaduras inciden en la línea recta a lo largo de la cual o con respecto a la cual están dispuestos los inyectores de la pluralidad de inyectores. En otras palabras, las nervaduras que se proyectan desde la pared superior del cuerpo de carcasa están dispuestas para no ser paralelas a la línea recta a lo largo de la cual o con respecto a la cual están dispuestos los inyectores. Es decir, las nervaduras están dispuestas de manera transversal a la línea recta a lo largo de la cual o con respecto a la cual están dispuestos los inyectores.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el quemador comprende un elemento de ajuste, alojado en dicha cámara de combustión, y configurado para acoplarse, al menos en parte, a dicha cámara de combustión para variar un espacio hueco o espacio libre de la cámara de combustión. El espacio libre o espacio hueco de la cámara de combustión significa la porción o región dentro de la cual se genera la llama. En particular, el espacio hueco se define como el espacio interpuesto, es decir, incluido, entre la boca de comunicación y el elemento de ajuste. Por lo tanto, el tamaño del espacio libre o espacio hueco depende de la distancia del elemento de ajuste desde la boca de comunicación de la cámara de combustión. Al variar el tamaño del espacio libre, es posible ajustar la distancia a la que se genera la llama con respecto a la cámara de fusión. Esto es particularmente ventajoso ya que, dependiendo de la composición del baño fundido, puede ser útil aumentar o disminuir el contacto de la llama con el material vitrificable. Por lo tanto, de forma ventajosa, es posible variar la distancia de la llama desde la cámara de fusión, por ejemplo entre un ciclo de fusión y el siguiente, dependiendo de la composición del material vitrificable que se va a fundir o mantener en estado fundido.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el elemento de ajuste puede asumir una posición de cierre, donde cierra una comunicación fluídica al menos entre la cámara de combustión y el circuito de alimentación de oxidante y el circuito de alimentación de combustible. En otras palabras, el elemento de ajuste puede colocarse dentro de la cámara de combustión para obstruir al menos la entrada de oxidante y la entrada de combustible. En otras palabras, el elemento de ajuste puede ocupar o asumir una posición tal que se impide o se cierra una comunicación fluídica entre la cámara de combustión y la cámara de fusión. Se deduce que, en particular, cuando el quemador de acuerdo con la presente invención se emplea como quemador sumergido, se puede evitar una entrada de baño fundido dentro del circuito de alimentación de oxidante y el circuito de alimentación de combustible. Esto es particularmente ventajoso para evitar, durante el tiempo de inactividad del horno, en particular en caso de una parada de emergencia, que parte del baño fundido aún contenido dentro de la cámara de fusión que entra en la cámara de combustión pueda llegar a la entrada del circuito de alimentación de oxidante y del circuito de alimentación de combustible y pueda solidificarse dentro de los mismos.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, en dicha posición de cierre el elemento de ajuste sobresale de la cámara de combustión hacia la cámara de fusión. Es decir, en dicha posición de cierre, el elemento de ajuste sobresale o está en voladizo con respecto a la cámara de inyección hacia la cámara de fusión. Esto es particularmente ventajoso en caso de que cuando el quemador de acuerdo con la presente invención se emplee como quemador sumergido y durante un tiempo de inactividad del horno, parte del material vitrificable se haya solidificado dentro del espacio libre de la cámara de combustión. En este caso, de hecho, moviendo el elemento de ajuste hasta dicha posición de cierre, es posible triturar el material solidificado, expulsarlo de la cámara de combustión y restaurar la funcionalidad de cada inyector.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el vástago se extiende entre un extremo superior y un extremo inferior opuesto, en donde el extremo superior está orientado hacia la boca de comunicación y puede tener una configuración cónica o plana. En otras palabras, el extremo superior puede tener una forma cónica o afilada. Esto facilita la trituración de cualquier material que se haya solidificado dentro del espacio libre de la cámara de combustión durante el tiempo de inactividad del horno. Además, este aspecto puede ser útil en caso de que sea necesario modificar el movimiento turbulento dentro de la cámara de fusión. En tal caso, el extremo superior en voladizo podría actuar como un elemento perturbador o de desviación dentro del baño fundido y, por lo tanto, cambiar su curso.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el elemento de ajuste de cada inyector puede moverse de manera independiente al elemento de ajuste de los otros inyectores o puede moverse junto con el elemento de ajuste de los otros inyectores. Es decir, el elemento de ajuste de cada inyector puede moverse, o no, simultáneamente con respecto a los elementos de ajuste de los otros inyectores de la pluralidad de inyectores del quemador. Esto permite elegir si se ajusta o no el espacio libre de cada inyector al mismo tiempo. En otras palabras, es posible aumentar o disminuir el volumen de espacio libre dentro de la cámara de combustión conjuntamente para todos los inyectores del conjunto de inyección, o es posible ajustar el volumen de espacio libre dentro de la cámara de combustión de manera independiente para cada inyector individual. En particular, si el elemento de ajuste de cada inyector está hecho para poder moverse junto con el elemento de ajuste de los otros inyectores, esto es particularmente útil en caso de que el quemador sea un quemador sumergido: en caso de una parada de emergencia del horno, es posible llevar todos los elementos de ajuste a una posición de cierre al mismo tiempo, protegiendo a todos los inyectores de la misma manera.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el quemador es un quemador sumergido. Eso significa que el quemador de acuerdo con la presente invención se puede usar preferentemente como quemador sumergido. En otras palabras, el quemador de acuerdo con la presente invención puede asociarse preferentemente con una pared del tanque del horno de materiales vitrificables para dar como resultado, en uso, una posición "sumergida" o por debajo de la superficie libre del material vitrificable en el estado fundido. En este caso, el cuerpo de carcasa del quemador está destinado a colocarse, al menos inicialmente durante el uso, en contacto con el material vitrificable en estado fluido. Por lo tanto, en uso, la pluralidad de inyectores no se coloca directamente en contacto con el material vitrificable contenido en dicha cámara de fusión. En uso, una pluralidad de inyectores no están en contacto directo con el baño fundido ya que están protegidos, mediante el cuerpo de carcasa, contra el material desvitrificado que se solidifica en el cuerpo de carcasa o están protegidos contra el gas de combustión, es decir, la llama, que genera cada inyector.

La presente invención también se refiere a un horno de materiales vitrificables que comprende un tanque que tiene una o más paredes que definen una cámara de fusión y un quemador, de acuerdo con uno o más de los aspectos descritos anteriormente y mejor presentados en detalle a continuación.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el quemador está asociado a una pared del tanque del horno antes mencionado de modo que, en uso, esté por debajo de la superficie libre del material vitrificable fundido. En otras palabras, el quemador está asociado o acoplado a una de las paredes del tanque en una posición tal que, en uso, está por debajo de la superficie libre del material vitrificable en estado líquido. Por lo tanto, el quemador incluido en el horno antes mencionado puede actuar como quemador sumergido.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el horno de materiales vitrificables comprende un circuito de alimentación de oxidante y un circuito de alimentación de combustible configurados para suministrar, respectivamente, a la pluralidad de inyectores del al menos un quemador el oxidante y el combustible en estado líquido o en estado gaseoso. En otras palabras, el horno comprende un circuito de suministro de combustible y un circuito de suministro de oxidante configurado para alimentar combustible y oxidante a cada inyector, respectivamente. Preferentemente, el circuito de suministro de combustible y el circuito de suministro de oxidante están separados o son independientes entre sí. Dependiendo de la temperatura a la que se suministran el combustible y el oxidante, se encuentran en estado líquido o gaseoso.

Finalmente, la presente invención se refiere además a un procedimiento para gestionar un quemador, como se ha definido hasta ahora, en un horno de materiales vitrificables que comprende un tanque que tiene una pluralidad de paredes que definen una cámara de fusión. Este procedimiento comprende las etapas de:

- realizar una comunicación fluídica entre una pluralidad de inyectores y dicha cámara de fusión y generar una llama dentro de la cámara de fusión a través de dicha pluralidad de inyectores,

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores a un cuerpo de carcasa y rodear, al menos parcialmente, dicha pluralidad de inyectores con dicho cuerpo de carcasa,

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores a una de las paredes que definen dicha cámara de fusión a través del cuerpo de carcasa,

- poner en comunicación fluídica dicha pluralidad de inyectores con un circuito de alimentación de oxidante y un circuito de alimentación de combustible,

- alimentar dicha pluralidad de inyectores con oxidante y con combustible en estado líquido o gaseoso.

Preferentemente, el procedimiento proporciona el suministro independiente o por separado de oxidante y combustible en estado líquido o gaseoso a cada inyector.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el procedimiento antes mencionado comprende además la etapa de retirar el cuerpo de carcasa de la pluralidad de inyectores en caso de que sea necesario retirarlo y de reemplazar, al menos parcialmente, el cuerpo de carcasa retirado por un nuevo cuerpo de carcasa o una nueva porción del cuerpo de carcasa. En otras palabras, el procedimiento incluye preferentemente retirar, si está dañado, el cuerpo de carcasa y reemplazar el cuerpo de carcasa retirado por un nuevo cuerpo de carcasa o reemplazar una porción del mismo. Es decir, el procedimiento proporciona además, de forma ventajosa, la sustitución de un cuerpo de carcasa retirado por un nuevo cuerpo de carcasa o la sustitución de una porción retirada de un cuerpo de carcasa por una nueva porción del cuerpo de carcasa para restablecer la funcionalidad del quemador.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el procedimiento antes mencionado comprende además las etapas de proporcionar para cada inyector de la pluralidad de inyectores un elemento de ajuste y mover dicho elemento de ajuste dentro de dicho un inyector de la pluralidad de inyectores para ajustar la distancia de la llama generada por dicho inyector de la pluralidad de inyectores con respecto a la cámara de fusión. En otras palabras, el procedimiento incluye una etapa de variar o ajustar el espacio libre dentro de la cámara de combustión, con las consiguientes ventajas ya explicadas.

Finalmente, de acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el procedimiento antes mencionado comprende además la etapa de mover dicho elemento de ajuste dentro de un inyector de la pluralidad de inyectores para cerrar al menos una comunicación fluídica entre dicho inyector de la pluralidad de inyectores y la cámara de fusión y/o para cerrar una comunicación fluídica entre dicho inyector de la pluralidad de inyectores y dicho circuito de alimentación de oxidante y dicho circuito de alimentación de combustible. Por lo tanto, el procedimiento contempla además evitar una comunicación fluídica entre una cámara de combustión y la cámara de fusión y/o entre la cámara de combustión y el circuito de alimentación de oxidante y el circuito de alimentación de combustible, obteniéndose las ventajas ya explicadas.

Otras ventajas, características y métodos de uso del objeto de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las formas de realización de la misma, presentada a modo de ejemplo no limitativo.

Sin embargo, es evidente que cada forma de realización del objeto de la presente invención puede presentar una o más de las ventajas enumeradas anteriormente; sin embargo, no se requiere que cada forma de realización presente simultáneamente todas las ventajas enumeradas.

Se hará referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:

- La Figura 1 representa una vista esquemática en sección de una pluralidad de quemadores de acuerdo con la presente invención asociados a un tanque de un horno de materiales vitrificables;

- la Figura 2A representa una vista esquemática en perspectiva de un conjunto de inyección de acuerdo con la presente invención;

- la Figura 2B representa una vista esquemática en perspectiva de un conjunto de cubierta de acuerdo con la presente invención (el circuito de refrigeración no está visible);

- la Figura 2C representa una vista esquemática en perspectiva de un quemador de acuerdo con la presente invención (el circuito de refrigeración no está visible);

- la Figura 3 representa una vista en perspectiva de un quemador de acuerdo con la presente invención;

- la Figura 4 representa una vista esquemática en sección parcial de un quemador de acuerdo con la presente invención;

- las Figuras 5A y 5B representan una vista en sección parcial de un conjunto de cubierta de acuerdo con la presente invención;

- las Figuras 6A y 6B muestran una vista esquemática en sección de un inyector de acuerdo con la presente invención, en donde el vástago está en una primera posición y una segunda posición, respectivamente;

- la Figura 7 muestra una vista en sección de un inyector de acuerdo con la presente invención;

- la Figura 8 representa una vista en sección de un conjunto de inyección de acuerdo con la presente invención.

Con referencia a la Figura 1 adjunta, una forma de realización de un horno para materiales vitrificables de acuerdo con la presente invención se denota en su conjunto con el número de referencia 9.

En el contexto de la presente divulgación, un horno de materiales vitrificables se define como un aparato que puede calentar material vitrificable hasta llevarlo a un estado líquido y/o mantener el material vitrificable en estado líquido. Por lo tanto, el horno 9 de materiales vitrificables puede fundir material vitrificable hasta llevarlo a un estado líquido y/o mantenerlo en tal estado. En particular, dentro del alcance de la presente invención, material vitrificable se refiere a todas las materias primas que se pueden transformar en vidrio o que tienen las propiedades del vidrio. Los materiales vitrificables comprenden generalmente óxidos (tales como, por ejemplo, Si, Ca, K, Mr, Mn, Fe) que se introducen en la composición del relleno. El horno 9 de materiales vitrificables comprende un tanque 90. Dicho tanque 90 incluye, a su vez, una o más paredes 901 asociadas entre sí para formar una cámara de fusión 902, dentro de la cual, en uso, está contenido el baño fundido. En particular, la cámara de fusión 902 puede estar delimitada por una pared inferior 901 a, una o más paredes laterales 901b y una pared superior 901c, opuesta a dicha pared inferior 901a. Las paredes 901 pueden estar provistas de un recubrimiento protector, que puede incluir una o más capas de recubrimiento aislante o de supresión del calor, tal como capas de recubrimiento de material refractario, colocadas internamente en la cámara de fusión 902 como un escudo contra altas temperaturas. Como se ha anticipado, de hecho, el baño fundido se lleva y se mantiene a una temperatura de 1300 °C a 1600 °C aproximadamente.

Las paredes 901 pueden estar provistas de al menos un sitio para alojar un quemador 1. De hecho, el horno 9 de materiales vitrificables comprende al menos un quemador 1 de acuerdo con uno o más aspectos de la presente invención definidos a continuación. El al menos un quemador 1 está asociado o puede asociarse a una pared 901a, 901b, 901c del tanque 90. El quemador 1 puede asociarse en varias posiciones a una pared 901 del tanque 90. En particular, el quemador 1 puede actuar como "quemador sumergido". Es decir, el quemador 1 puede asociarse o acoplarse a una pared 901 del tanque 90 de modo que, en uso, quede por debajo de la superficie libre del material vitrificable, es decir, el baño fundido. Con este fin, preferentemente, el al menos un quemador 1 está asociado o puede asociarse a una pared inferior 901 a o una pared lateral 901 b del tanque 90.

De acuerdo con esto, la expresión "quemador sumergido" significa, dentro del alcance de la presente invención, un quemador 1 que puede asociarse a una pared 901 de un tanque 90 de un horno 9 de materiales vitrificables para disponerse, en uso, por debajo de la superficie libre, es decir, la superficie o nivel, del baño fundido. Por tanto, el quemador sumergido genera y transfiere energía térmica directamente dentro del baño fundido.

Además, de acuerdo con un aspecto particular de la presente invención, el horno 9 de materiales vitrificables comprende un circuito de alimentación de oxidante 30 y un circuito de alimentación de combustible 40, que pueden alimentar el al menos un quemador 1 con oxidante y combustible, respectivamente. El circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40 pueden suministrar el oxidante y el combustible, respectivamente, al al menos un quemador 1, de modo que la energía térmica se genera en forma de una llama. En otras palabras, la mezcla de combustible y carburante dentro del quemador 1 da como resultado un fenómeno de combustión del que se deriva una llama. El circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40 están configurados para estar en comunicación fluídica con el al menos un quemador 1 y, en particular, con cada inyector 100 del al menos un quemador 1.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40 están configurados para suministrar al conjunto de inyección 10 del al menos un quemador 1 el oxidante y el combustible en estado líquido o en estado gaseoso. Preferentemente, el circuito de suministro de combustible 40 y el circuito de suministro de oxidante 30 están separados o son independientes entre sí.

El oxidante puede alimentarse en estado líquido (por ejemplo, el oxígeno alcanza el estado líquido a una denominada temperatura criogénica igual a -182 °C) o en estado gaseoso, por ejemplo a temperatura "ambiente" o a una temperatura de 600 °C aproximadamente (precalentado). Dentro del alcance de la presente invención, se puede usar oxígeno, aire o aire con oxígeno añadido como oxidante. Además, el peróxido de hidrógeno, u otro elemento o mezcla que pueda estar en estado líquido a temperatura "ambiente", puede usarse también como oxidante.

El carburante se puede alimentar en estado líquido (por ejemplo, el gas natural alcanza el estado líquido a una temperatura criogénica de -160 °C) o en estado gaseoso, a temperatura "ambiente" o precalentado a 400 °C. El queroseno, la gasolina u otros elementos químicos o mezclas que pueden estar en estado líquido a temperaturas "ambiente" también pueden alimentarse como carburante. En el contexto de la presente invención, el término temperatura "ambiente" se refiere a un intervalo de temperatura comprendido entre 20 °C aproximadamente y 40 °C aproximadamente. Además, se puede usar gas natural, propano, butano, hidrógeno, monóxido de carbono y/o una mezcla de los mismos (por ejemplo, gas de síntesis) como combustible.

En particular, si el circuito de alimentación de oxidante 30 y/o el circuito de alimentación de carburante 40 están configurados para alimentar respectivamente el oxidante o el carburante a una temperatura inferior a la temperatura a la que el inyector está funcionando generalmente, entonces, de forma ventajosa, el envío de oxidante y/o combustible puede contribuir a enfriar aún más cada inyector 100. Un experto en la técnica puede identificar esta temperatura a la que generalmente funciona el quemador. Es decir, un experto en la técnica puede saber cuál es la temperatura o el intervalo de temperaturas en las que funciona normalmente un quemador.

De acuerdo con la presente invención, el horno 9 de materiales vitrificables está provisto además de un sistema de refrigeración (no mostrado en las figuras) configurado para permitir que un fluido de refrigeración, tal como agua, circule dentro de un circuito de refrigeración del al menos un quemador 1. En otras palabras, el sistema de refrigeración está configurado para alimentar el circuito de refrigeración del al menos un quemador 1.

De acuerdo con la presente invención, el quemador 1 comprende una pluralidad de inyectores. Cuando se utiliza la expresión "al menos un inyector", se refiere a cada inyector 100 que forma parte de la pluralidad de inyectores. Cada inyector 100 está configurado para generar, en uso, una llama dentro de la cámara de fusión 902. En otras palabras, cada inyector 100 está configurado para generar energía térmica, en forma de una llama, para ser transferida a la cámara de fusión 902. En particular, cada inyector 100 está configurado para desarrollar, en uso, energía térmica en forma de una llama dentro de la cámara de fusión 902. Con este fin, cada inyector 100 tiene una cámara de combustión 101 configurada para estar en comunicación fluídica con la cámara de fusión 902. Es decir, la cámara de combustión 101 está configurada para abrirse a la cámara de fusión 902. Por lo tanto, la cámara de combustión 101 tiene una boca de comunicación 105 a través de la cual la llama puede llegar a la cámara de fusión 902 y fundir, y/o mantener en estado líquido, el material vitrificable contenido dentro de esta última. La cámara de combustión 101 está, además, conectada de forma fluídica al circuito de alimentación de oxidante 30 y al circuito de alimentación de combustible 40 del horno 9 de materiales vitrificables. Dicho de otra manera, el circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40 están abiertos dentro de la cámara de combustión 101. En particular, la cámara de combustión 101 está en comunicación fluídica con el circuito de alimentación de oxidante 30 a través de una entrada de oxidante 301 y con el circuito de alimentación de combustible 40 a través de una entrada de combustible 401.

El quemador 1 comprende además un conjunto de cubierta 20, que incluye a su vez un cuerpo de carcasa 21 y un circuito de refrigeración 22, configurado para permitir la circulación de un fluido refrigerante dentro de dicho cuerpo de carcasa 21. En particular, el cuerpo de carcasa 21 está configurado para rodear de manera extraíble al menos parte de cada inyector 100. El cuerpo de carcasa 21 y el al menos un inyector 100 están conectados de forma extraíble o reversible de modo que cada inyector 100 se aloja o recibe, al menos parcialmente, dentro del cuerpo de carcasa 21. Como resultado del acoplamiento, por lo tanto, cada inyector 100 está encerrado, al menos parcialmente, por el cuerpo de carcasa 21. De esta manera, el cuerpo de carcasa 21 actúa como un alojamiento para cada inyector 100. De hecho, el cuerpo de carcasa 21 está configurado para alojar o recibir cada inyector 100. Preferentemente, cada inyector 100 está encerrado completamente por el cuerpo de carcasa 21.

Además, de acuerdo con la presente invención, el cuerpo de carcasa 21 puede asociarse a una pared 901 del tanque 90 para permitir una conexión de cada inyector 100 a la pared 901 del tanque 90. El cuerpo de carcasa 21 puede acoplarse a una pared 901 del tanque 90 para permitir una conexión de cada inyector 100 con la pared 901.

En particular, el cuerpo de carcasa 21 puede asociarse o acoplarse a una pared 901 para orientarse hacia la cámara de fusión 902 del horno 9 de materiales vitrificables y como resultado, en uso, hacer contacto o estar cerca del baño fundido. Por lo tanto, en particular, al menos parte del cuerpo de carcasa 21, en uso, se comunica, es decir, está en contacto directo, con la cámara de fusión 902. Cada inyector 100 se recibe, al menos parcialmente, dentro del cuerpo de carcasa 21, donde este último actúa como un elemento protector para cada inyector 100 con respecto al entorno de la cámara de fusión 902. De hecho, el cuerpo de carcasa 21 está configurado para proteger cada inyector 100 contra la proximidad al baño fundido y permitir que se enfríe mediante el circuito de refrigeración 22. Preferentemente, cada inyector 100 está encerrado completamente por el cuerpo de carcasa 21. De este modo, tanto el efecto de protección ofrecido por el cuerpo de carcasa 21 como el efecto de enfriamiento ofrecido por el circuito de enfriamiento 22 aumentan.

Como se mencionó anteriormente, el cuerpo de carcasa 21 puede asociarse o acoplarse a una pared 901 del tanque 90 del horno 9 de materiales vitrificables. En otras palabras, a través del cuerpo de carcasa 21 es posible asociar o acoplar cada inyector 100 a la pared 901 del tanque 90 del horno 9 de materiales vitrificables. Por lo tanto, cada inyector 100 puede acoplarse o asociarse a una pared 901 del tanque por medio del cuerpo de carcasa 21. Es decir, cada inyector 100 puede acoplarse o asociarse indirectamente a una pared 901 del tanque a través del cuerpo de carcasa 21. En particular, de acuerdo con la presente invención, el cuerpo de carcasa 21 puede acoplarse o asociarse de forma reversible a una pared 901 del tanque 90. Es decir, el cuerpo de carcasa 21 puede desacoplarse o disociarse de la pared 901 del tanque 90, mediante desmontaje mecánico o desconexión mecánica, sin romper o comprometer la integridad estructural de las partes del mismo. Dado que cada inyector 100 está acoplado indirectamente a una pared del tanque 90 por medio de, o a través de, el cuerpo de carcasa 21, el desacoplamiento de este último de la pared 901 permite la separación del cuerpo de carcasa 21 y de cada inyector 100, lo que permite el mantenimiento del quemador 1. Además, preferentemente, el acoplamiento reversible del cuerpo de carcasa 21 puede realizarse para proporcionar una asociación suficientemente estable entre cada inyector 100 y la pared 901 del tanque 90 para permitir que se mantenga la posición relativa entre ellos. De este modo, se evita el desprendimiento accidental o inadvertido del quemador 1 con respecto a la pared 901.

De acuerdo con este mismo aspecto preferido, cada inyector 100 está asociado de forma extraíble al cuerpo de carcasa 21 del conjunto de cubierta 20. Por lo tanto, de acuerdo con este aspecto, el quemador 1 es un cuerpo modular que comprende cada inyector 100 y un conjunto de cubierta 20 que tiene un cuerpo de carcasa 21, en donde dicho cuerpo de carcasa 21 y cada inyector 100 están acoplados o asociados entre sí por medio de un acoplamiento de tipo extraíble. Por lo tanto, el quemador 1 es un cuerpo componible o uno que puede ensamblarse acoplando el cuerpo de carcasa 21 a cada inyector 100. En otras palabras, el cuerpo de carcasa 21 y cada inyector 100 pueden, en uso, formar un cuerpo monolítico, es decir, una pieza única o que puede manipularse de manera individual. El acoplamiento reversible se realiza, preferentemente, para garantizar una asociación suficientemente estable entre cada inyector 100 y el cuerpo de carcasa 21 para permitir que se mantenga la posición relativa entre ellos. En otras palabras, el cuerpo de carcasa 21 y cada inyector 10 pueden configurarse para lograr un acoplamiento estable; es decir, un acoplamiento que es fuerte, no está flojo, no está suelto y no se afloja accidentalmente. De este modo, se puede evitar o prevenir el desprendimiento o desacoplamiento accidental o involuntario del cuerpo de carcasa 21 con respecto a cada inyector 100, y viceversa. Además, como resultado del acoplamiento, cada inyector 100 y el cuerpo de carcasa 21 pueden desacoplarse o desmontarse entre sí, mediante desmontaje mecánico o desconexión mecánica, sin romper o comprometer la integridad estructural de las partes. Al estar acoplado de forma reversible o extraíble, la separación del cuerpo de carcasa 21 de cada inyector 100 permite que cada inyector 100 y el cuerpo de carcasa 21 se separen 0 desconecten sin dañar o afectar a su funcionalidad. Por lo tanto, por ejemplo, como parte de las operaciones de mantenimiento, es posible separar cada inyector 100 del cuerpo de carcasa 21 dañado por el contacto con o la proximidad al baño fundido y reemplazar este último con un nuevo cuerpo de carcasa 21. Se deduce que, de manera ventajosa, el quemador 1 de acuerdo con la presente invención puede permitir la separación y el reemplazo del conjunto de cubierta 20, en particular del cuerpo de carcasa 21, con respecto a cada inyector 100.

De acuerdo con un aspecto preferido de la invención, el quemador 1 puede asociarse a una pared 901 del tanque 90 de un horno 9 de materiales vitrificables de modo que, en uso, esté por debajo de la "superficie libre" del baño fundido contenido dentro de la cámara de fusión 902. Es decir, el quemador 1 se puede emplear o usar particularmente como quemador sumergido. Por lo tanto, el quemador 1 de acuerdo con la presente invención es particularmente adecuado para su uso como quemador sumergido.

En particular, cuando el quemador 1 de acuerdo con la presente invención está asociado al horno 9 para actuar como un quemador sumergido, el cuerpo de carcasa 21 está destinado a hacer contacto, al menos en las fases o momentos de uso iniciales, con el material vitrificable en el estado líquido. En tal caso, cada inyector 100, aunque siempre está en comunicación, en uso, con la cámara de fusión 902, no está en contacto directo con el baño fundido ya que está protegido, por el cuerpo de carcasa 21, contra el material desvitrificado que tiende a solidificarse en el cuerpo de carcasa 21, o está protegido además contra el gas de combustión, es decir, la llama, que genera el mismo inyector 100.

De acuerdo con la presente invención, el quemador 1 comprende además al menos una base 110 en la que cada inyector 100 está asociado de forma estable para formar un conjunto de inyección 10. Es decir, el quemador 1 comprende un conjunto de inyección 10 y, a su vez, cada inyector 100 es parte del conjunto de inyección 10. Por lo tanto, el conjunto de inyección 10 comprende cada inyector 100 y una base 110 asociados de forma estable entre sí. La base 110 y cada inyector 100 están fijados entre sí para formar una pieza única o que puede manipularse de manera individual. De acuerdo con este mismo aspecto preferido, el conjunto de inyección 10 está asociado de forma extraíble al cuerpo de carcasa 21 del conjunto de cubierta 20. Por lo tanto, de acuerdo con este aspecto, el quemador 1 es un cuerpo modular que comprende un conjunto de inyección 10 y un conjunto de cubierta 20 que tiene un cuerpo de carcasa 21, en donde dicho cuerpo de carcasa 21 y el conjunto de inyección 10 están acoplados o asociados entre sí por medio de un acoplamiento de tipo extraíble. Por lo tanto, el quemador 1 es un cuerpo componible o uno que puede ensamblarse acoplando el cuerpo de carcasa 21 al conjunto de inyección 10. En otras palabras, el cuerpo de carcasa 21 y el conjunto de inyección 10 pueden formar un cuerpo monolítico, es decir, una pieza única o que puede manipularse de manera individual. El acoplamiento reversible se realiza, preferentemente, para garantizar una asociación suficientemente estable entre cada inyector 100 y el cuerpo de carcasa 21 para permitir que se mantenga la posición relativa entre ellos. Por ejemplo, el conjunto de inyección 10 y el conjunto de cubierta 20 pueden acoplarse a través de medios de acoplamiento reversibles, tales como medios de acoplamiento reversibles conocidos como, por ejemplo, medios de acoplamiento reversibles roscados. Al estar acoplado de forma reversible o extraíble, la separación del cuerpo de carcasa 21 con respecto al conjunto de inyección 10 permite que cada inyector 100 y el cuerpo de carcasa 21 se separen o desconecten entre sí sin dañar o afectar a su funcionalidad. De este modo, por ejemplo, como parte de las operaciones de mantenimiento, es posible separar el conjunto de inyección 10 del cuerpo de carcasa 21 dañado por el contacto con el baño fundido y sustituir este último por un nuevo cuerpo de carcasa 21. Se deduce que, de manera ventajosa, el quemador 1 de acuerdo con la presente invención puede permitir la separación y el reemplazo del conjunto de cubierta 20, en particular del cuerpo de carcasa 21, con respecto al conjunto de inyección 10.

De acuerdo con la presente invención, el quemador 1 es un quemador de tipo "lineal". Los inyectores de la pluralidad de inyectores están colocados a lo largo de una línea recta o desplazados con respecto a una línea recta. En otras palabras, el conjunto de inyección incluye una pluralidad de inyectores 100 asociados a la base y alineados entre sí, es decir, dispuestos entre sí en una fila, o forman una línea recta. Dicho de otro modo, el conjunto de inyección 10 comprende una fila de inyectores 100. De forma alternativa, la pluralidad de inyectores 100 puede estar dispuesta de tal manera que los inyectores 100 de la pluralidad de inyectores estén desplazados entre sí con respecto a una línea recta. Dicho en otras palabras, los inyectores 100 de la pluralidad de inyectores pueden estar dispuestos en un patrón en zigzag con respecto a una línea recta. Preferentemente, los inyectores 100 de la pluralidad de inyectores están separados entre sí de manera equidistante para garantizar una mejor distribución de la energía térmica durante el funcionamiento del quemador 1.

De acuerdo con un aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 comprende una pluralidad de asientos 204, cada uno de los cuales puede alojar o acomodar dentro de él, al menos parcialmente, un inyector. De acuerdo con este aspecto, el número de asientos 204 es igual al número de inyectores. Por lo tanto, el cuerpo de carcasa 21 está configurado de tal manera que cada inyector 100 de la pluralidad de inyectores puede recibirse, al menos parcialmente, dentro de un asiento respectivo 204. Por lo tanto, cada inyector 100 de la pluralidad de inyectores está, al menos en parte, protegido por el cuerpo de carcasa 21. En particular, cuando la pluralidad de inyectores 100 están dispuestos a lo largo de una línea recta, es decir, en una fila, el cuerpo de carcasa 21 puede comprender una pluralidad de asientos 204 también dispuestos en una línea recta. De manera alternativa, cuando la pluralidad de inyectores 100 está dispuesta en un patrón en zigzag o desplazada con respecto a una línea recta, el cuerpo de carcasa 21 puede comprender una pluralidad de asientos 204 dispuestos de la misma manera.

De acuerdo con este aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 es un cuerpo hueco en forma de caja que tiene una pared interior 203 que define la pluralidad de asientos 204. Es decir, el cuerpo de carcasa 21 está configurado como un cuerpo hueco en forma de caja en el sentido de que está atravesado por una pluralidad de asientos 204. Cada asiento 204 está configurado preferentemente como un orificio pasante dentro del cuerpo de carcasa 21. Cada asiento 204 está delimitado, es decir, encerrado, por la pared interior 203 del cuerpo de carcasa 21. Incluso más preferentemente, cada asiento 204 está conformado para lograr un acoplamiento de forma con el al menos un inyector 100. En otras palabras, cada asiento 204 está conformado para ser complementario a cada inyector 100 que, al menos parcialmente, debe acomodarse o recibirse dentro de él. En particular, cada asiento 204 puede tener una conformación cilíndrica. Se pueden proporcionar otras conformaciones diferentes para la pared interior 203 y, en consecuencia, para cada asiento 204. En particular, tales conformaciones diferentes dependen de la forma de cada inyector 100 que debe recibirse, al menos en parte, dentro del asiento 204 respectivo.

De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, la pared interior 203 está configurada además para interponerse entre el circuito de refrigeración 22 y cada inyector 100 y tiene un grosor mínimo de 3 a 4 mm aproximadamente. Es decir, el grosor mínimo está comprendido preferentemente entre 3 mm y 4 mm. De este modo, el riesgo de que una grieta se propague hasta alcanzar el circuito de refrigeración 22 es limitado, pero se garantiza un intercambio de calor suficiente entre cada inyector 100 y el circuito de refrigeración 22. Es decir, la pared interior 203 está configurada para separar el circuito de enfriamiento 22 con respecto a cada inyector 100. Por lo tanto, la pared interior 203 actúa como una pared divisoria entre cada inyector 100 y el circuito de refrigeración 22 con el que se proporciona el conjunto de cubierta 20. En otras palabras, la pared interior 203 puede dificultar o evitar un contacto directo entre el circuito de refrigeración 22 y cada inyector 100. Es decir, se deduce que el circuito de refrigeración 22 ni rodea ni está en contacto directo con cada inyector 100.

De acuerdo con otro aspecto preferido, cada inyector 100 está completamente acomodado o alojado dentro del respectivo asiento 204 en el cuerpo de carcasa 21. En particular, cada inyector 100 está "al ras" o "al mismo nivel" con un borde libre de dicho asiento 204. De forma alternativa, cada inyector 100 está parcialmente en voladizo con respecto al asiento 204. Es decir, cada inyector 100 puede estar parcialmente expuesto fuera del cuerpo de carcasa 21. Es decir, cada inyector 100 puede, en parte, sobresalir o estar en voladizo fuera del cuerpo de carcasa a través del asiento 204.

El cuerpo de carcasa 21 comprende además, de acuerdo con otro aspecto preferido, una pared superior 206 destinada a orientarse hacia la cámara de fusión 902 del tanque 90. En otras palabras, la pared superior 206 está destinada a orientarse hacia la cámara de fusión 902. Por lo tanto, en uso, la pared superior 206 puede estar en contacto directo con el baño fundido. Esto sucede, en particular, cuando el quemador 1 actúa como quemador sumergido.

Preferentemente, el cuerpo de carcasa 21 comprende además una pared inferior 207 opuesta a la pared superior 206. La pared inferior 207 está configurada para colocarse haciendo contacto con, o para apoyarse contra o colindar con, la base 110 del conjunto de inyección 10. Por lo tanto, la pared interior 203 se extiende entre la pared superior 206 y la pared inferior 207. De este modo, se deduce que cada asiento 204 está configurado como un orificio pasante que se desarrolla entre la pared superior 206 y la pared inferior 207.

El cuerpo de carcasa 21 comprende además, de acuerdo con otro aspecto preferido, una pluralidad de paredes laterales 205 destinadas a asociarse a una pared 901 del tanque 90. En otras palabras, la pluralidad de paredes laterales 205 del cuerpo de carcasa 21 se colocan, en uso, haciendo contacto con una pared 901 del tanque 90. En particular, las paredes laterales 205 pueden, en uso, estar en contacto con un asiento de alojamiento en una pared 901 del tanque 90.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 comprende además un reborde perimetral 209. Dicho reborde perimetral 209 se extiende, es decir, sobresale o se proyecta, de forma perimetral desde las paredes laterales 205 y se encuentra en el mismo plano que la pared inferior 207. En otras palabras, el reborde perimetral 209 rodea las paredes laterales 205. El reborde perimetral 209 puede estar provisto de una pluralidad de orificios pasantes 210 para permitir la inserción de elementos de fijación roscados, conocidos por sí mismos, para acoplar de forma reversible el cuerpo de carcasa 21 a una pared 901 del tanque 90.

El circuito de refrigeración 22, de acuerdo con un aspecto preferido, es una camisa de agua. En otras palabras, el circuito de refrigeración 22 comprende uno o más canales interconectados o compartimentos interconectados hechos dentro de la cubierta de carcasa 21, configurados para que circule por ellos un flujo de agua u otro fluido de refrigeración. El circuito de refrigeración 22 está configurado para conectarse de forma fluídica al sistema de refrigeración del horno 9 de materiales vitrificables. En otras palabras, el circuito de refrigeración 22 comprende una pluralidad de canales o compartimentos realizados entre la pared interior 203 y las paredes laterales 205 del cuerpo de carcasa 21.

Preferentemente, las paredes laterales 205, la pared superior 206 y la pared inferior 207 son planas. De forma alternativa, la pared superior 206 puede tener un perfil sustancialmente en forma de V, cuyo vértice se encuentra en el asiento 204. En otras palabras, la pared superior 206 puede comprender una primera porción 206a y una segunda porción 206b, que se encuentran en planos incidentes, para formar dicho perfil en forma de V. Dicho de otro modo, la primera porción y la segunda porción de la pared superior 206 pueden estar en pendiente, o inclinadas, hacia el asiento 204.

Incluso más preferentemente, para simplificar la construcción, al menos las paredes laterales 205 y la pared inferior 207 son ortogonales entre sí.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 comprende una pluralidad de nervaduras 208 que sobresalen o se proyectan desde la pared superior 206. En otras palabras, dichas nervaduras 208 se extienden desde la pared superior 206 y están destinadas, en uso, a orientarse hacia la cámara de fusión 902. Preferentemente, las nervaduras 208 se extienden ortogonalmente con respecto a la pared superior 206. Preferentemente, además, las nervaduras 208 se extienden entre un primer borde libre y un segundo borde libre, opuesto al primer borde libre, de la pared superior 206. Como alternativa, las nervaduras 208 se extienden entre un primer borde libre y un segundo borde libre, opuesto al primer borde libre, de la primera porción y la segunda porción de la pared superior 206.

Las nervaduras 208 actúan como elementos para retener el material desvitrificado, que en el momento de la activación del horno de materiales vitrificables 9 tiende a desarrollarse en contacto con el quemador, en particular si dicho quemador 1 actúa como un quemador sumergido. En este caso, de hecho, poco después de la ignición del horno 9 de materiales vitrificables, la parte del baño fundido que entra en contacto con la pared superior 206 de la carcasa 21, enfriada por medio del circuito de refrigeración 22, experimenta, debido a la diferencia de temperatura con dicha pared superior 206, un fenómeno de desvitrificación a consecuencia del cual se solidifica. Como resultado de este fenómeno, se forma una capa de material desvitrificado en la pared superior 206 del cuerpo de carcasa 21. Dado que dicha capa de material desvitrificado tiene un alto poder de aislamiento térmico, actúa como un elemento protector de la pared superior 206 del cuerpo de carcasa 21. La presencia de dichas nervaduras 208 contribuye a la estabilización de la capa de material desvitrificado en la pared superior 206 del cuerpo de carcasa 21, evitando el riesgo de que se desprenda de la misma.

La capa de material desvitrificado también puede formarse cerca o alrededor de la boca de comunicación 105 de cada inyector 100. En particular, en caso de que cada inyector 100 esté parcialmente en voladizo con respecto al cuerpo de carcasa 21, el material desvitrificado formado en este último alrededor o cerca de la porción en voladizo del inyector 100 contribuye a proteger el inyector 100 contra el contacto directo con el baño fundido.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 comprende una pluralidad de partes o subcuerpos 21a, 21b configurados para asociarse entre sí de forma reversible. En otras palabras, el cuerpo de carcasa 21 puede configurarse como un conjunto de una pluralidad de partes o subcuerpos 21 a, 21 b que pueden ensamblarse de manera reversible para formar una pieza única o que puede manipularse de manera individual. Dicho de otra manera, el cuerpo de carcasa 21 puede fabricarse ensamblando de manera reversible múltiples partes 21a, 21b o subcuerpos entre sí. Dichas partes o subcuerpos 21a, 21b pueden ser, por ejemplo, para simplificar la construcción y el montaje, simétricos entre sí.

En particular, de acuerdo con otro aspecto preferido, si la pluralidad de inyectores 100 está dispuesta en línea recta, las nervaduras 208 en la pared superior 206 están dispuestas para incidir en la línea recta a lo largo de la cual están dispuestos los inyectores 100. Es decir, las nervaduras 208 están dispuestas de manera transversal a la línea recta a lo largo de la cual o con respecto a la cual los inyectores están dispuestos de manera desplazada. Incluso más preferentemente, las nervaduras 208 están dispuestas de manera ortogonal con respecto a la línea recta a lo largo de la cual o con respecto a la cual los inyectores 101 están dispuestos de manera desplazada. Además, preferentemente, las nervaduras 208 pueden ser paralelas entre sí. Incluso más preferentemente, las nervaduras 208 están separadas de manera equidistante entre sí.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el quemador 1 comprende además un elemento de ajuste 102 alojado en la cámara de combustión 101 de cada inyector 100 y configurado para acoplarse, al menos parcialmente, a dicha cámara de combustión 101 para variar un espacio hueco o espacio libre de la cámara de combustión 101. El espacio libre es el espacio interpuesto, es decir, incluido, entre la boca de comunicación 105 y el elemento de ajuste 102. Por lo tanto, espacio libre, o espacio hueco, se refiere a la región o porción de la cámara de combustión 101 en comunicación con la cámara de fusión 902 y no acoplada por el elemento de ajuste 102. En otras palabras, el espacio libre, o espacio hueco, se define como la región o porción de la cámara de combustión 101 que está abierta hacia la cámara de fusión 902 y que carece del elemento de ajuste 102. Por tanto, el espacio libre o espacio hueco de la cámara de combustión 101 es la porción o región dentro de la cual se genera la llama. Por lo tanto, el tamaño del espacio libre o espacio hueco depende de la distancia del elemento de ajuste 102 desde la boca de comunicación 105 de la cámara de combustión 101.

De acuerdo con otro aspecto preferido, cada cámara de combustión 101 se extiende principalmente a lo largo de una dirección longitudinal h. Preferentemente, dicha dirección longitudinal h es una dirección sustancialmente ortogonal a la pared 901 del tanque 90, con la que se pretende asociar el quemador 1 en uso. Además, de acuerdo con este mismo aspecto preferido, el elemento de ajuste 102 puede ocupar una primera posición a lo largo de la dirección longitudinal h y al menos una segunda posición a lo largo de la dirección longitudinal h, en donde la primera posición está asociada a una primera dimensión de dicho espacio libre de la cámara de combustión 101 y la segunda porción está asociada a una segunda dimensión de dicho espacio libre de la cámara de combustión 101. En otras palabras, el elemento de ajuste 102 puede ocupar una primera posición y, al menos, una segunda posición dentro de la cámara de combustión 101 para determinar una primera dimensión del espacio hueco o espacio libre y una segunda dimensión del espacio hueco o espacio libre, respectivamente. Por lo tanto, el quemador 1 se configura de tal manera que la dimensión del espacio libre o espacio hueco varía dependiendo de la posición ocupada por el elemento de ajuste 102.

Cuanto menor sea la dimensión del espacio libre o espacio hueco, menor será la distancia entre la llama generada y la cámara de fusión 902. Por lo tanto, dependiendo de la posición del elemento de ajuste con respecto a la boca de comunicación 105 de la cámara de fusión 101, es posible ajustar la distancia de la llama desde la cámara de fusión 902. Esto es particularmente ventajoso ya que, dependiendo de la composición del baño fundido, puede ser útil ajustar el contacto o la proximidad de la llama con el material vitrificable. Por lo tanto, de forma ventajosa, es posible variar la distancia de la llama desde la cámara de fusión 902 entre un primer ciclo de fusión y un segundo ciclo de fusión de acuerdo con la composición del material vitrificable que se va a fundir.

De acuerdo con un aspecto preferido, además, una de dicha primera posición y segunda posición del elemento de ajuste 102 puede ser una posición de cierre, es decir, una posición en la que el elemento de ajuste 102 evita una comunicación fluídica con el circuito de alimentación de combustible 40 y el circuito de alimentación de oxidante 30. Es decir, el elemento de ajuste 102 puede asumir una posición de cierre en la que cierra o interrumpe al menos una comunicación fluídica entre dicha cámara de combustión 101 y el circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40. En otras palabras, el elemento de ajuste 102 puede cerrar una comunicación fluídica entre la cámara de combustión 101 y el circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40. Más específicamente, el elemento de ajuste 102 puede asumir una posición tal que se impide o se cierra la comunicación fluídica entre la cámara de combustión 101, la entrada de combustible 401 y la entrada de oxidante 301. Esto es particularmente útil si el quemador 1 actúa como quemador sumergido. De este modo, se evita por completo que parte del baño fundido pueda filtrarse, entrar o penetrar en la cámara de combustión 101 y, posiblemente, solidificarse dentro de dichas entradas 301,401.

Incluso más preferentemente, dicha posición de cierre es una posición en la que el elemento de ajuste 102 impide además la comunicación fluídica entre la cámara de combustión 101 y la cámara de fusión 902. Es decir, el elemento de ajuste 102 también está configurado para acoplarse completamente a la cámara de combustión 101 para evitar una comunicación fluídica con la cámara de fusión 902. En otras palabras, el elemento de ajuste 102 está configurado para ocupar completamente la cámara de combustión 101 hasta que la boca de comunicación 105 se cierre. Esto es particularmente útil si el quemador 1 actúa como quemador sumergido. De este modo, se evita por completo que parte del baño fundido pueda filtrarse, entrar o penetrar en la cámara de combustión 101 y, posiblemente, solidificarse en la misma.

Incluso más preferentemente, en la posición de cierre, dicho elemento de ajuste 102 sobresale, al menos parcialmente, de la cámara de combustión 101 hacia la cámara de fusión 902. Es decir, el elemento de ajuste 102 está configurado de manera que, en la posición de cierre, se extiende parcialmente dentro de la cámara de fusión 902. En otras palabras, al menos parte del elemento de ajuste 102, en la posición de cierre, se extiende dentro de la cámara de fusión 902.

De acuerdo con otro aspecto preferido, cada inyector 100 comprende un cuerpo tubular 103 que se extiende, o desarrolla, principalmente a lo largo de la dirección longitudinal h. Es decir, el cuerpo tubular que define cada inyector 100 tiene una dimensión predominante en la dirección longitudinal h. En otras palabras, el al menos un inyector 100 es un cuerpo hueco, es decir, tiene un orificio pasante dispuesto axialmente a través del mismo cuerpo. Por lo tanto, cada inyector 100 tiene una superficie exterior y una superficie interior opuesta, que se desarrollan a lo largo de una dimensión principal que coincide con dicha dirección longitudinal h. La cámara de combustión 101 se define como el volumen subtendido por la superficie interna del inyector 100. El cuerpo tubular 103 de acuerdo con la presente invención puede tener una sección transversal circular o poligonal. En otras palabras, un cuerpo tubular 103 se refiere a, por ejemplo, un cilindro hueco, un prisma hueco o un paralelepípedo hueco.

Incluso más preferentemente, cada inyector 100 se define como un cuerpo de camisa cilíndrico que se desarrolla principalmente a lo largo de la dirección longitudinal h. Es decir, cada inyector 100 comprende un cuerpo cilíndrico que se extiende principalmente a lo largo de la dirección longitudinal h y que tiene un orificio pasante dispuesto axialmente a través del cuerpo cilíndrico. La cámara de combustión 101 se define como el orificio pasante dispuesto axialmente a través del cuerpo cilíndrico 103. Por lo tanto, la cámara de combustión 101 se define como una hendidura o cavidad preferentemente cilíndrica dispuesta axialmente dentro del cuerpo tubular, que tiene un diámetro igual al diámetro interior del cuerpo tubular hueco 103. Es decir, la cámara de combustión 101 también tiene una dirección principal de desarrollo, a lo largo de dicha dirección longitudinal h.

De esta manera, cada inyector 100 puede construirse como un cuerpo tubular hueco 103 que se extiende principalmente a lo largo de la dirección longitudinal y que tiene, por ejemplo, una sección transversal poligonal. La cámara de combustión 101 puede definirse, por otro lado, como una hendidura o cavidad que tiene una sección poligonal y que se desarrolla axialmente a lo largo de dicho cuerpo tubular 103.

De acuerdo con este mismo aspecto preferido, el elemento de ajuste 102 comprende, o consiste en, un vástago 107 que puede deslizarse axialmente dentro de dicha cámara de combustión 101. Preferentemente, el vástago 107 se extiende entre un extremo superior 107a, orientado hacia la boca de comunicación 105, y un extremo inferior opuesto 107b. Es decir, el vástago 107 también se desarrolla principalmente a lo largo de la dirección longitudinal h entre dichos dos extremos 107a, 107b. El vástago se recibe, al menos parcialmente, dentro del orificio pasante del inyector 100, por lo tanto dentro de la cámara de combustión 101, y puede trasladarse dentro de esta última. Por lo tanto, el vástago 107 puede moverse entre al menos una primera posición y una segunda posición dentro del orificio pasante, es decir, dentro de la cámara de combustión 101. Por lo tanto, de acuerdo con este aspecto preferido, el espacio libre se define como el volumen comprendido entre la superficie interior del inyector 100 y el extremo superior 107a del vástago 107. En otras palabras, el espacio libre es igual al volumen de la cámara de combustión 101 comprendido entre la boca de comunicación 105 y el extremo superior 107a del vástago 107. Por lo tanto, el espacio libre está cerrado o delimitado en un lado por el extremo superior 107a del vástago 107. Por lo tanto, una traslación del vástago 107 dentro de la cámara de combustión 101 corresponde a un cambio en el tamaño del espacio libre o hueco. Por lo tanto, el vástago 107 está configurado para trasladarse a lo largo de la dirección longitudinal h para ocupar, dentro de la cámara de combustión 101, una primera y al menos una segunda posición. Por lo tanto, una traslación del vástago 107 a lo largo de la dirección longitudinal h, cambia la distancia de la llama desde la cámara de fusión 902.

Además, de acuerdo con este mismo aspecto preferido, el extremo superior 107a del vástago 107 puede tener una configuración cónica o plana. En otras palabras, el extremo superior 107a del vástago 107 puede tener una conformación afilada o puntiaguda o es sustancialmente plano. Además, de acuerdo con otro aspecto preferido, el extremo inferior 107b del vástago 107 puede estar roscado. En otras palabras, el extremo inferior 107b del vástago 107 puede tener una conformación afilada o puntiaguda o ser sustancialmente plano. Preferentemente, de acuerdo con este mismo aspecto, la cámara de combustión 101 también comprende una porción contrarroscada para permitir un movimiento de rototraslación del vástago 107 dentro de ella.

De acuerdo con otro aspecto preferido, el elemento de ajuste 102 se puede hacer funcionar de forma manual o automática, por ejemplo mediante un motor eléctrico o hidráulico. Es decir, el elemento de ajuste 102 se puede activar manualmente, por ejemplo mediante un operario, o automáticamente mediante un motor. El desplazamiento del elemento de ajuste 102 dentro de cada inyector puede lograrse manualmente o conectando el mismo elemento de ajuste 102 a un motor, tal como un motor eléctrico o neumático. Por lo tanto, la posición del elemento de ajuste 102 dentro de la cámara de inyección 101 se puede controlar de forma automática o manual.

De acuerdo con un aspecto preferido, el elemento de ajuste 102 de cada inyector 100 puede moverse de manera independiente al elemento de ajuste 102 de los otros inyectores 100 o puede moverse junto con el elemento de ajuste 102 de los otros inyectores 100. Es decir, la posición asumida por un elemento de ajuste 102 puede ser independiente, o no, con respecto a la de los otros elementos de ajuste 102. En otras palabras, cada elemento de ajuste 102 puede activarse de manera individual o por separado; o, como alternativa, cada elemento de ajuste 102 solo puede activarse junto con los otros elementos de ajuste 102.

De acuerdo con un aspecto preferido, el cuerpo de carcasa 21 y/o el conjunto de inyección 10 y/o cada inyector 100 pueden estar hechos de una aleación de metal refractario. En particular, el cuerpo de carcasa 21 y/o el conjunto de inyección 10 y/o cada inyector 100 pueden estar hechos de acero inoxidable austenítico (por ejemplo, AISI 310-310S), o de una aleación de hierro-cromo-aluminio (por ejemplo, aleaciones Kanthal®) o de una superaleación de estructura austenítica de níquel-cromo (por ejemplo, Inconel®). Por ejemplo, de acuerdo con las condiciones de funcionamiento a las que se someterá el quemador durante el uso, el cuerpo de carcasa 21 y/o el conjunto de inyección 10 y/o cada inyector 100 pueden estar hechos de materiales diferentes entre sí.

Finalmente, un procedimiento para gestionar un quemador 1 como el descrito hasta ahora es la materia objeto de la presente invención. En la descripción de dicho procedimiento, los elementos del quemador 1 involucrados en el procedimiento y que tienen la misma función y la misma estructura que los elementos descritos anteriormente, conservan el mismo número de referencia y no se describen nuevamente en detalle.

En particular, dicho procedimiento de gestión se puede implementar en un horno 9 de materiales vitrificables que comprende un tanque 90 que tiene una pluralidad de paredes 901 que definen una cámara de fusión 902.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento antes mencionado comprende las etapas de:

- realizar una comunicación fluídica entre una pluralidad de inyectores 100 y dicha cámara de fusión 902 y generar una llama dentro de la cámara de fusión 902 a través de dicha pluralidad de inyectores 100,

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores 100 a un cuerpo de carcasa 21 y rodear, al menos parcialmente, la pluralidad de inyectores 100 con dicho cuerpo de carcasa 21,

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores 100 a una de las paredes 901 que definen dicha cámara de fusión 902 a través de un cuerpo de carcasa 21,

- enfriar el cuerpo de carcasa 21 haciendo circular un fluido de refrigeración;

- poner en comunicación fluídica dicha pluralidad de inyectores 100 con un circuito de alimentación de oxidante 30 y un circuito de alimentación de combustible 40;

- alimentar dicha pluralidad de inyectores 100 con oxidante y con combustible en estado líquido o gaseoso.

En otras palabras, el procedimiento comprende conectar de forma fluídica cada inyector 100 de la pluralidad de inyectores con la cámara de fusión 902 de un tanque 90 para generar dentro de la cámara de fusión 902 una pluralidad de llamas, por lo tanto, calor, para hacer que el material vitrificable se funda.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento permite además proteger, al menos parcialmente, cada inyector 100 rodeándolo, al menos parcialmente, con un cuerpo de carcasa 21. Además, el método antes mencionado incluye asociar o acoplar de forma extraíble cada inyector 100 a una de las paredes 901 a través del cuerpo de carcasa 21. Por lo tanto, si es necesario, el cuerpo de carcasa 20 puede retirarse de la pared 901 y de cada inyector 100. Es decir, si se produce un mal funcionamiento del quemador 1, es posible desconectar el cuerpo de carcasa 21, por ejemplo para comprobar la integridad del mismo quemador 1. En uso, el cuerpo de carcasa 21 puede enfriarse haciendo circular un fluido de refrigeración. En particular, el enfriamiento del cuerpo de carcasa 21 puede lograrse dejando que un fluido de refrigeración, tal como agua, circule o fluya dentro de un circuito de refrigeración 22 del cuerpo de carcasa 21. En este caso, mediante el contacto o la proximidad entre el cuerpo de carcasa 21 y cada inyector 100, también es posible enfriar este último.

Además, el procedimiento incluye la etapa de poner en comunicación fluídica cada dicho inyector 100 con un circuito de alimentación de oxidante 30 y un circuito de alimentación de combustible 40 y la etapa de alimentar dicho al menos un inyector 100 con oxidante y con combustible en un estado líquido o gaseoso. En otras palabras, el procedimiento también comprende alimentar cada dicho inyector con oxidante y alimentar cada inyector también con combustible. El combustible y el oxígeno se pueden suministrar a cada inyector en un estado líquido o gaseoso. Preferentemente, el combustible y el oxidante se suministran a cada inyector 100 en el estado criogénico. De esta manera, la temperatura de cada inyector 100 se reduce debido a la adición de combustible y oxidante a una temperatura significativamente más baja que la temperatura a la que se somete cada inyector 100 debido a la proximidad a la cámara de fusión 902 y por efecto de la combustión a partir de la cual se genera la llama. Además, preferentemente, el combustible y el oxidante se alimentan a cada inyector por separado, es decir, de manera individual o independiente, entre sí.

Preferentemente, el procedimiento puede comprender además las etapas de:

- retirar el cuerpo de carcasa 20 de la pared 901 y la pluralidad de inyectores 100 en caso de que sea necesario retirarlo;

- reemplazar, al menos parcialmente, el cuerpo de carcasa (21) retirado por un nuevo cuerpo de carcasa (20) o una nueva porción del cuerpo de carcasa (21).

De acuerdo con un aspecto preferido, el procedimiento puede incluir además la etapa de reemplazar el cuerpo de carcasa 21 retirado por un nuevo cuerpo de carcasa 21 o de reemplazar, al menos parcialmente, dicho cuerpo de carcasa 21 por una nueva parte correspondiente del cuerpo de carcasa 21. Es decir, en caso de que sea necesario, es posible reemplazar un cuerpo de carcasa dañado 21 por un nuevo cuerpo de carcasa 21 y/o es posible reemplazar solo una parte del cuerpo de carcasa dañado 21 por una nueva parte correspondiente para restablecer la funcionalidad del quemador 1. En otras palabras, es posible retirar y reemplazar selectivamente solo el cuerpo de carcasa 21, o una parte del mismo, para restablecer la funcionalidad completa del quemador 1. Por lo tanto, se deduce que es posible restablecer la plena operatividad del quemador 1 solo retirando y reemplazando el cuerpo de carcasa 21, o una parte del mismo, mientras se conservan los otros componentes del quemador 1.

Además, de acuerdo con un aspecto preferido, el procedimiento puede incluir la etapa de: proporcionar a cada inyector 100 de la pluralidad de inyectores un elemento de ajuste 102 y mover dicho elemento de ajuste 102 dentro de al menos un inyector 100 para ajustar la distancia de la llama generada por dicho al menos un inyector 100 con respecto a la cámara de fusión 902.

Finalmente, de acuerdo con un aspecto preferido, el procedimiento también puede incluir mover el elemento de ajuste 102 dentro de un inyector 100 para cerrar una comunicación fluídica entre dicho inyector 100 y la cámara de fusión 902 y/o para cerrar una comunicación fluídica entre dicho inyector 100 y dicho circuito de alimentación de oxidante 30 y dicho circuito de alimentación de combustible 40. Es decir, el procedimiento puede incluir además desplazar el elemento de ajuste 102 dentro de un inyector 100 de modo que dicho elemento de ajuste 102 se lleve a una posición de modo que se impida una comunicación fluídica entre el al menos un inyector 100 y la cámara de fusión 902 y/o a una posición donde se impida una comunicación fluídica entre el al menos un inyector 100 y el circuito de alimentación de oxidante 30 y el circuito de alimentación de combustible 40.

El objeto de la presente invención se ha descrito hasta ahora con referencia a las formas de realización de la misma. Debe entenderse que puede haber otras formas de realización que se refieran a la misma invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Quemador (1) para un horno (9) de materiales vitrificables, comprendiendo el horno (9) un tanque (90) que tiene una o más paredes (901) que definen una cámara de fusión (902), en donde dicho quemador (1) comprende:

- una pluralidad de inyectores (100) dispuestos para formar una línea recta o dispuestos de manera desplazada con respecto a una línea recta, en donde cada inyector está configurado para generar, en uso, una llama dentro de dicha cámara de fusión (902),

- al menos una base (110), en donde dicha pluralidad de inyectores (100) está asociada de forma estable a la base para formar un conjunto de inyección (10),

- un conjunto de cubierta (20), que comprende un cuerpo de carcasa (21) y un circuito de refrigeración (22), configurado para permitir la circulación de un fluido refrigerante dentro de dicho cuerpo de carcasa (21);

y en donde dicho cuerpo de carcasa (21) rodea de manera extraíble al menos parte de cada inyector (100) y está asociado de manera extraíble al conjunto de inyección (10) y puede asociarse a una pared (901) del horno (9) para permitir una conexión de cada inyector (100) a dicha pared (901) del tanque (90);

y en donde cada inyector (100) tiene una cámara de combustión (101) configurada para estar en comunicación fluídica con: dicha cámara de fusión (902) a través de una boca de comunicación (105), un circuito de alimentación de oxidante (30) a través de una entrada de oxidante (301), y un circuito de alimentación de combustible (40) a través de una entrada de combustible (401).

2. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho cuerpo de carcasa (21) comprende una pluralidad de asientos (204) y en donde el número de asientos (204) es igual al número de inyectores de dicha pluralidad de inyectores (100) y en donde cada asiento (204) puede alojar dentro de sí mismo, al menos parcialmente, un inyector de dicha pluralidad de inyectores (100).

3. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho cuerpo de carcasa (21) es un cuerpo hueco en forma de caja que tiene una pared interior (203) que delimita cada asiento (204), y en donde dicha pared interior (203) está configurada para interponerse entre el circuito de refrigeración (22) y dicho al menos un inyector (100) y tiene un grosor de al menos 3 a 4 mm.

4. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde dicho cuerpo de carcasa (21) comprende una pluralidad de partes (21a, 21b) configuradas para acoplarse entre sí de forma reversible para obtener una sola pieza.

5. Quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho cuerpo de carcasa (21) comprende una pared superior (206), destinada en uso a orientarse hacia la cámara de fusión (902), y una pluralidad de nervaduras (208) que se proyectan desde dicha pared superior (206).

6. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dichas nervaduras (208) inciden con respecto a dicha línea recta.

7. Quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un elemento de ajuste (102) alojado en dicha cámara de combustión (101) y configurado para acoplarse, al menos parcialmente, a dicha cámara de combustión (101) para variar un espacio hueco o espacio libre de la cámara de combustión (101).

8. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho elemento de ajuste (102) puede asumir una posición de cierre donde cierra al menos una comunicación fluídica entre dicha cámara de combustión (101) y dicho circuito de alimentación de oxidante (30) y dicho circuito de alimentación de combustible (40).

9. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde en dicha posición de cierre dicho elemento de ajuste (102) sobresale, al menos parcialmente, de la cámara de combustión (101) hacia la cámara de fusión (902).

10. Quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde dicho al menos un inyector (100) comprende un cuerpo tubular (103) que se extiende principalmente a lo largo de una dirección longitudinal (h) y en donde dicha cámara de combustión (101) se define como un orificio pasante dispuesto axialmente a través del cuerpo tubular (103), y en donde dicho elemento de ajuste (102) comprende un vástago (107) que puede deslizarse axialmente dentro de dicha cámara de combustión (101).

11. Quemador (1) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dicho vástago (107) se extiende entre un extremo superior (107 a) y un extremo inferior opuesto (107b), en donde dicho extremo superior (107a) está orientado hacia la boca de comunicación (105) y puede tener una configuración cónica o sustancialmente plana.

12. Quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde dicho elemento de ajuste (102) de cada inyector (100) puede moverse de manera independiente al elemento de ajuste (102) de los otros inyectores (100) o puede moverse junto con el elemento de ajuste (102) de los otros inyectores (100).

13. Quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho quemador es un quemador sumergido.

14. Horno (9) de materiales vitrificables que comprende un tanque (90) que tiene una o más paredes (901) que definen una cámara de fusión (902) y un quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Horno (9) de materiales vitrificables de acuerdo con la reivindicación 14, en donde dicho quemador (1) está asociado a una pared (901) de modo que, en uso, está por debajo de la superficie libre del material vitrificable fundido.

16. Horno (9) de materiales vitrificables de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, que comprende un circuito de alimentación de oxidante (30) y un circuito de alimentación de combustible (40) configurados para suministrar, respectivamente, a cada inyector (100) de la pluralidad de inyectores del al menos un quemador (1) el oxidante y el combustible en estado líquido o en estado gaseoso.

17. Procedimiento para gestionar un quemador (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, en un horno (9) de materiales vitrificables que comprende un tanque (90) que tiene una o más paredes (901) que definen una cámara de fusión (902), en donde dicho procedimiento comprende las etapas de:

- realizar una comunicación fluídica entre dicha pluralidad de inyectores (100) y dicha cámara de fusión (902) y generar una llama dentro de dicha cámara de fusión (902) a través de dicha pluralidad de inyectores (100),

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores (100) a un cuerpo de carcasa (21) y rodear, al menos parcialmente, dicha pluralidad de inyectores (100) con dicho cuerpo de carcasa (21),

- conectar de forma extraíble dicha pluralidad de inyectores (100) a una de las paredes (901) que definen dicha cámara de fusión (902) a través del cuerpo de carcasa (21),

- enfriar el cuerpo de carcasa (21) haciendo circular un fluido de refrigeración;

- poner en comunicación fluídica dicho al menos un inyector (100) con un circuito de alimentación de oxidante (30) y un circuito de alimentación de combustible (40);

- alimentar dicha pluralidad de inyectores (100) con oxidante y con combustible en estado líquido o gaseoso.

18. Procedimiento para gestionar un quemador de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende además la etapa de:

- retirar el cuerpo de carcasa (21) de dicha pluralidad de inyectores (100) en caso de que sea necesario retirarlo; - reemplazar, al menos parcialmente, el cuerpo de carcasa (21) retirado por un nuevo cuerpo de carcasa (21) o una nueva porción del cuerpo de carcasa (21).

19. Procedimiento para gestionar un quemador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 o 18, que comprende además la etapa de:

- proporcionar, para cada inyector de dicha pluralidad de inyectores, un elemento de ajuste (102),

- mover dicho elemento de ajuste (102) dentro de un inyector (100) de dicha pluralidad de inyectores para ajustar la distancia de la llama generada por dicho un inyector (100) con respecto a la cámara de fusión (902).

20. Procedimiento para gestionar un quemador de acuerdo con la reivindicación 19, que comprende además la etapa de:

- mover dicho elemento de ajuste (102) dentro de un inyector (100) de dicha pluralidad de inyectores para cerrar al menos una comunicación fluídica entre dicho inyector (100) y la cámara de fusión (902) y/o para cerrar una comunicación fluídica entre dicho un inyector (100) y dicho circuito de alimentación de oxidante (30) y dicho circuito de alimentación de combustible (40).