相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于并要求于2015年1月16日提交的英國(guó)申請(qǐng)no.1500703.2以及于2014年11月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)no.62/079,735的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引證將每篇所述現(xiàn)有申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容明確并入本文中。

本文公開(kāi)的實(shí)施例總體涉及用于構(gòu)造與玻璃熔爐相關(guān)的再生器結(jié)構(gòu)的單體(monolithic)耐火材料部件。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，形成玻璃熔爐再生器結(jié)構(gòu)的組成部分的單體耐火冠拱和爐條(托架)碹。

背景技術(shù)：

在制造玻璃的制造工藝中，包括砂、石灰、蘇打灰和其他成分的原料進(jìn)料到熔爐(有時(shí)稱為玻璃罐)中。原料在玻璃熔爐中經(jīng)受高于約2800°f(約1538℃)的溫度，這使得原料熔化并且從而形成玻璃熔融床，該玻璃熔融床離開(kāi)玻璃熔爐而進(jìn)一步在下游加工成玻璃制品。

加熱玻璃熔爐的最常用方式是通過(guò)烴燃料源(例如天然氣或油)的燃燒。烴燃料與爐內(nèi)燃燒空氣混合并燃燒，從而在離開(kāi)熔爐之前將燃燒熱能轉(zhuǎn)移到原料和玻璃熔體。

為了提高燃燒過(guò)程的熱效率，用于燃燒燃料的燃燒空氣通過(guò)再生器結(jié)構(gòu)被預(yù)熱。更具體地，燃燒空氣的供應(yīng)在包含在再生器結(jié)構(gòu)內(nèi)部的格子磚的蜂窩組中被預(yù)熱。更具體地，新鮮的燃燒空氣被抽吸通過(guò)再生器結(jié)構(gòu)中的一組加熱的格子磚，并通過(guò)熱傳遞預(yù)熱。預(yù)熱的燃燒空氣然后可與燃料混合并燃燒。廢燃燒氣體離開(kāi)玻璃熔爐并通過(guò)第二再生器結(jié)構(gòu)。當(dāng)廢氣通過(guò)第二再生器時(shí)，組中的格子體通過(guò)從廢氣傳遞的熱量被加熱。經(jīng)過(guò)一段預(yù)定的時(shí)間之后(例如15-30分鐘左右之后)，處理周期倒轉(zhuǎn)，使得在再生器結(jié)構(gòu)之一中的通過(guò)廢氣的熱傳遞被加熱的格子磚然后用于預(yù)熱新鮮的燃燒空氣，而在其他再生器結(jié)構(gòu)中的用于預(yù)熱燃燒空氣的的格子磚然后通過(guò)廢燃燒氣體的熱傳遞再次加熱。在這方面，參見(jiàn)美國(guó)專利no.3,326,541(通過(guò)引證將其全部?jī)?nèi)容明確并入本文中)。

用于建造玻璃再生器結(jié)構(gòu)的當(dāng)前工藝是非常勞動(dòng)密集的，需要許多個(gè)星期，因?yàn)樗枰贾脝为?dú)涂覆砂漿并放置的數(shù)十萬(wàn)個(gè)耐火磚。如在玻璃制造工業(yè)中眾所周知的，與再生器結(jié)構(gòu)的壁相關(guān)的砂漿接頭是結(jié)構(gòu)中最弱的部分，因此更容易受到通過(guò)再生器的腐蝕性熱氣體的退化。隨著磚接縫開(kāi)始腐蝕，形成再生器結(jié)構(gòu)的壁隨著腐蝕性氣體開(kāi)始冷凝并使壁的耐火材料溶解而面臨更大的攻擊，從而使結(jié)構(gòu)弱化。當(dāng)結(jié)構(gòu)變?nèi)鯐r(shí)，玻璃熔爐本身可能會(huì)受到損害并失效，這可能需要完全關(guān)閉和重建操作。

因此應(yīng)當(dāng)理解，如果再生器結(jié)構(gòu)(例如再生器壁、冠拱和爐條)可由較大的耐火塊制成，則將會(huì)產(chǎn)生更少的砂漿接頭，從而延長(zhǎng)再生器結(jié)構(gòu)的使用壽命并最小化由于重建而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間。因此，本文公開(kāi)的實(shí)施例提供了這樣的需要，因?yàn)楝F(xiàn)在提供了可在玻璃熔爐再生器結(jié)構(gòu)的構(gòu)造或翻新期間組裝的單體冠拱和爐條碹。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通常，本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及具有玻璃熔爐再生器，玻璃熔爐再生器具有由耐火塊形成的相對(duì)成對(duì)的側(cè)壁和端壁、形成再生器的拱形頂部的冠拱組件、以及形成再生器的內(nèi)部底板的爐條碹組件，爐條碹限定下部空間以允許燃燒空氣和/或燃燒氣體在再生器的內(nèi)部底板之下進(jìn)入/離開(kāi)再生器，其中冠拱組件和爐條碹組件中的至少一者由相鄰定位的單件單體耐火材料預(yù)制結(jié)構(gòu)形成。

在一些實(shí)施例中，冠拱由包括同心的上弧形表面和下弧形表面以及相對(duì)的成對(duì)側(cè)表面的相鄰定位的單件單體預(yù)制耐火冠拱形成，上弧形表面和下弧形表面在它們間限定基本上恒定的拱形厚度。冠拱可包括相對(duì)的端部以及向下和向外會(huì)聚的傾斜的上安裝表面和下上安裝表面，每個(gè)相對(duì)的端部具有大體豎直的端面。根據(jù)某些實(shí)施例，每個(gè)相對(duì)的端部包括大致水平的腳墊和/或冠拱包括橫向臺(tái)階，橫向臺(tái)階將上表面連接到每個(gè)傾斜的上安裝表面。

在玻璃熔爐再生器中使用的爐條碹架可為包括相對(duì)的端塊區(qū)域和將端塊區(qū)域互連的中央橋接區(qū)域的相鄰定位的單件單體預(yù)制耐火爐條碹的形式。橋接區(qū)域可限定大致水平的上表面以及弧形下表面。附加地或替代地，橋接區(qū)域可包括：平行豎直平坦的相對(duì)的成對(duì)端部腹板區(qū)段，端部腹板區(qū)段在它們之間限定相應(yīng)的成對(duì)的豎直平坦側(cè)向通道；以及中央腹板區(qū)段，中央腹板區(qū)段在它們之間限定豎直平坦的中央通道，中央通道位于側(cè)向通道之間。

根據(jù)一些實(shí)施例的爐條碹的橋接區(qū)域可包括向下和向內(nèi)會(huì)聚的成對(duì)橫向肋元件，肋元件將側(cè)向通道與中央通道分開(kāi)。肋元件可終止于相對(duì)的成對(duì)側(cè)向間隔肋中。相鄰的爐條碹的間隔肋可因此以抵接的方式彼此接觸，從而限定位于相鄰的爐條碹的橋接區(qū)域之間的豎直定向的側(cè)向通道以及中央通道。

本發(fā)明實(shí)施例還涉及如上用于玻璃熔爐再生器的單件單體預(yù)制耐火冠拱和單件單體預(yù)制耐爐條碹中的每一者。

在仔細(xì)考慮對(duì)本發(fā)明優(yōu)選示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述之后，本發(fā)明的這些和其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說(shuō)明

結(jié)合附圖參考以下對(duì)示例性非限制性說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例將被更好和更完整地理解：

圖1是再生器結(jié)構(gòu)的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單體冠拱和爐條碹；

圖2是圖1所示再生器結(jié)構(gòu)的上部的放大立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冠拱的定位；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性冠拱的放大透視圖；

圖4是圖3所示的代表性冠拱終端部的放大立體圖，冠拱以與再生器結(jié)構(gòu)相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)梁安裝；

圖5是圖1所示再生器結(jié)構(gòu)的下部的放大立體圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的爐條碹的定位；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性爐條碹的放大透視圖；

圖7是圖6所示爐條碹的側(cè)視圖；以及

圖8是圖6所示爐條碹頂俯視圖，以虛線示出了相鄰定位的爐條碹。

具體實(shí)施方式

附圖1示意性地示出了再生器結(jié)構(gòu)10的透視圖，再生器結(jié)構(gòu)由堆疊在基座14上的大型預(yù)制耐火塊(其中幾個(gè)由附圖標(biāo)記12表示)構(gòu)成，從而分別形成側(cè)壁和端壁16、18。應(yīng)當(dāng)理解，再生器結(jié)構(gòu)10與玻璃熔爐(未示出)操作組合使用。在附圖1中總體示出的再生器結(jié)構(gòu)10是用于側(cè)火焰(side-fired)玻璃熔爐的類型。然而，本文要描述的本發(fā)明實(shí)施例的屬性同樣適用于其他玻璃熔爐設(shè)計(jì)，例如端火焰(end-fired)玻璃熔爐。

再生器結(jié)構(gòu)10包括一系列端口10-1，這些端口根據(jù)操作周期用于將預(yù)熱的燃燒空氣引入玻璃熔爐(未示出)中或者從熔爐中排出燃燒氣體。再生器結(jié)構(gòu)10的頂部被一系列相鄰定位的冠拱(代表性的幾個(gè)由附圖標(biāo)記40表示)覆蓋。操作者平臺(tái)(未示出)通常設(shè)置在端口10-1附近。壁16、18在結(jié)構(gòu)上由外部直立結(jié)構(gòu)梁(通常稱為支柱20)支撐。如本領(lǐng)域已知的，支柱20通過(guò)拉桿22壓縮地緊靠壁16、18，這些拉桿在相對(duì)于再生器結(jié)構(gòu)10在橫向和縱向上均相對(duì)的成對(duì)支柱20之間延伸并與其互連。

再生器結(jié)構(gòu)的底部包括相鄰定位的爐條碹50。因此，爐條碹設(shè)置成提供用于使燃燒空氣和氣體進(jìn)入/離開(kāi)再生器結(jié)構(gòu)10的通道，并且提供用于占據(jù)上述再生器結(jié)構(gòu)10的內(nèi)部容積的格子磚(未示出)的支撐底板。

形成壁16、18以及冠拱40、爐條碹50和內(nèi)部格子磚(未示出)的各種單體耐火部件可在再生器10的構(gòu)造和/或翻新期間通過(guò)于2014年9月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列no.62/053,403(通過(guò)引證將其全部?jī)?nèi)容明確并入本文中)中更全面描述的組裝裝置和方法來(lái)定位。

如上所述，冠拱40以彼此并排相鄰的關(guān)系定位，以形成再生器結(jié)構(gòu)10的頂部(見(jiàn)圖2)。代表性的冠拱10在圖3中示出為大致對(duì)稱的單件預(yù)成形的耐火材料塊，具有同心定位的上和下弧形表面40-1、40-2，這些弧形表面在它們之間分別限定基本上恒定的拱形厚度以及相對(duì)的側(cè)表面40-3、40-4。

弧形表面40-1、40-2分別終止在相對(duì)的端部42、44中，每個(gè)端部分別具有基本上水平的腳墊42-1、44-1，用于放置在形成再生器結(jié)構(gòu)10側(cè)壁16的壁塊12的終端部分的上表面上(圖4)。最優(yōu)選地，弧形表面40-1、40-2形成具有同心中心點(diǎn)的相應(yīng)圓形段的母線。相對(duì)的向下和向外傾斜會(huì)聚的成對(duì)的上安裝表面和下安裝表面42-2、42-3和44-2、44-3在每個(gè)相對(duì)的端部42、42處終止于大致豎直的端面42-4、44-4。安裝表面42-2、42-3和44-2、44-3設(shè)置成使得每個(gè)端部42、44分別可被接納在與再生器結(jié)構(gòu)10相關(guān)的u形水平支撐梁10-5內(nèi)(參見(jiàn)圖4)。橫向臺(tái)階42-5、44-5將上表面40-1分別連接到每個(gè)端部42、44處的每個(gè)上傾斜安裝表面42-4、44-4。

如圖5所示，多個(gè)爐條碹50在再生器結(jié)構(gòu)10的底部以相鄰并排的關(guān)系定位。每個(gè)爐條碹50通過(guò)基座塊14-1支撐在基座底板14上方，從而限定爐條碹50下方的空間14-2，以允許燃燒空氣進(jìn)入/離開(kāi)再生器結(jié)構(gòu)19。爐條碹50的基本上水平的上表面50-1因此限定了用于支撐所述格子磚(未示出)的基本水平的底板。每個(gè)爐條碹50最優(yōu)選地是大致對(duì)稱的單件預(yù)成形的耐火材料塊。

示例性爐條碹50在圖6-圖8中示出，并且包括通過(guò)中央橋接區(qū)域56彼此互連的相對(duì)的端塊區(qū)域52、54。端塊區(qū)域52、54大體是豎直定向的，并且適于堆疊在相應(yīng)的一個(gè)基座塊14-1上。為了提供與基座塊14-1的互鎖關(guān)系并且使燃燒空氣和氣體的損耗最小化，每個(gè)端塊52、54的底表面52-1、54-1設(shè)置有細(xì)長(zhǎng)的舌片52-2、54-2，這些舌片與形成在緊鄰基座塊14-1的上表面上的對(duì)應(yīng)形狀的槽配合。

中央橋接區(qū)域56與端塊區(qū)域52、54單體地形成，并且限定爐條碹50的上水平表面50-1。橋接區(qū)域56還包括下弧形表面50-2，該下弧形表面與上水平表面50-1相對(duì)并且分別從端塊52、54的每一個(gè)下表面52-1、54-1延伸。下弧形表面50-2的頂點(diǎn)通常位于橋接區(qū)域56的橫向中平面處。

橋接區(qū)域56由分別相對(duì)的平行豎直平坦的成對(duì)端部腹板區(qū)段56-1a、56-1b和56-2a、56-2b以及相對(duì)的平行豎直平坦的中央腹板區(qū)段56-3a、56-3b形成。因此，豎直平坦通道58-1、58-2和58-3分別被限定在相對(duì)的成對(duì)腹板區(qū)段56-1a和56-1b、56-2a和56-2b以及56-3a和56-3b之間。成對(duì)的向下和向內(nèi)會(huì)聚的橫向肋元件60-1、62-2將側(cè)向通道58-1和58-2與中央通道58-3分開(kāi)。

每個(gè)肋元件60-1、60-2分別終止在相對(duì)的成對(duì)側(cè)向間隔肋60-1a、60-1b和60-2a、60-2b中。如在圖8中可更好看出的，每個(gè)爐條碹50的側(cè)向間隔肋60-1a、60-1b和60-2a、60-2b與相鄰定位的爐條碹50的鄰接的間隔肋60-1a、60-1b和60-2a、60-2b配合，以便共同建立豎直定向的通道62-1、62-2和62-3的相應(yīng)的組。因此，由爐條碹50中的單個(gè)爐條碹形成的通道58-1、58-2和58-3以及由相鄰定位的成對(duì)爐條碹50形成的豎直定向的通道62-1、62-2和62-3將允許空間14-2中的燃燒空氣和氣體與由爐條碹50的上平坦表面50-1建立的底板支撐的格子磚(未示出)連通。

應(yīng)當(dāng)理解，本文提供的描述目前被認(rèn)為是本發(fā)明最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例。因此，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反，旨在涵蓋包括在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。