本实用新型涉及一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，属石英玻璃生产设备技术领域。
背景技术：
在利用有机硅为原料，生产沉积二氧化硅疏松体的工艺中，燃烧器是工艺流程中的一个关键部件，完成氢氧的混合和燃烧，将有机硅原料引入反应器内并通过氧化反应生产纳米状态的二氧化硅颗粒，在合适的温度下沉积到基体上形成特定密度及其分布的二氧化硅疏松体。
目前生产沉积二氧化硅疏松体的工艺中，采用的燃烧器多为单点或者多点集中下料燃烧器，即用高纯氮气通过流量计将气态有机硅蒸汽引入燃烧器内，有机硅依靠火焰内部的氧化反应生成二氧化硅颗粒，在目标基体上形成一定密度分布的二氧化硅疏松体；当有机硅流量加大时，未沉积而逸散的二氧化硅飞料颗粒数量剧增，导致料面温场有较大的变化，从而进一步影响沉积疏松体的密度及其分布，以及实际得料率和生长速率。
在另一方面，生产沉积二氧化硅疏松体所使用的集中式下料燃烧器，基本上为料芯外侧有保护气的燃烧器，即料芯的有机硅蒸汽在保护气的包裹下喷射至基体附近后开始于氧气反应燃烧。当有机硅流量加大至一定程度时，需要的氧气量随之增加后，在着料点位置形成集中的燃烧区域，产生了局部高温区，破坏了整个基体表面的温场分布，从而导致生成的二氧化硅疏松体密度和分布情况与预期相偏离，导致最终电熔石英玻璃的品质下降。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：提供一种可有效增大料芯的有效截面积和散布面积，使有机硅蒸汽得到充分的反应空间和反应时间后，均匀的沉积在基体靶面上；以解决现有集中下料燃烧器沉积过于集中造成的疏松体均匀性不够以及不同料量下温场会出现剧烈变化等问题的用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器。
本实用新型的技术方案是：
一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，它由原料及载料气仓室、氧气内仓室、氢气内仓室、氧气外仓室和氢气外仓室构成，其特征在于：原料及载料气仓室内套装有氧气内仓室，氧气内仓室内套装有氢气内仓室；原料及载料气仓室的外圆周上设置有氧气外仓室；氧气外仓室的外圆周上设置有氢气外仓室。
所述的原料及载料气仓室和氧气内仓室分别呈覆杯状，氧气内仓室上设置有氧气内仓进气管，氧气内仓进气管的一端贯穿原料及载料气仓室与氧气源连接；所述的原料及载料气仓室和氧气内仓室之间通过氧气内仓进气管连接。
所述的原料及载料气仓室顶部设置有进料管，进料管一端与原料及载料气仓室连通；进料管另一端与料仓连通。
所述的原料及载料气仓室和氧气内仓室之间设置有环空。
所述的氢气内仓室为上端呈锥形的圆管状，氢气内仓室内设置有圆盘形分隔板，由此形成氢气内仓室的上腔和下腔，圆盘形分隔板底部呈内、外环形状均布有多个氢气内仓出气管，氢气内仓出气管与氢气内仓室的上腔连通，氢气内仓室的下腔端口上密封设置有圆盘形筛板，圆盘形筛板上与氢气内仓出气管对应设置有多个氢气孔，各氢气内仓出气管的下端口分别延伸至对应的氢气孔内，氢气内仓出气管的下端口低于氢气孔端面。
所述的内、外环形状均布的氢气内仓出气管之间呈错位状设置。
所述的氢气内仓出气管的下端口呈向外弯折。
所述的氢气内仓室顶部设置有氢气内仓室进气管，氢气内仓室进气管的一端与氢气内仓室的上腔连通，氢气内仓室进气管的另一端贯穿氧气内仓室和原料及载料气仓室与氢气源连接；所述的原料及载料气仓室、氧气内仓室和氢气内仓室之间通过氢气内仓进气管连接。
所述的氧气内仓室和氢气内仓室之间设置有环空。
所述的氧气外仓室内设置有圆环形分隔板，由此形成氧气外仓室的上腔和下腔，圆环形分隔板底部呈环形均布有多个氧气外仓出气管，氧气外仓出气管与氧气外仓室的上腔连通，氧气外仓室的下腔端口上密封设置有圆环形筛板，圆环形筛板上与氧气外仓出气管对应设置有多个氧气孔，各氧气外仓出气管的下端口分别延伸至对应的氧气孔内，氧气外仓出气管的下端口低于氧气孔端面。
所述的氧气外仓出气管的下端口呈向内弯折。
所述的氧气外仓室上设置有氧气外仓进气管，氧气外仓进气管的一端与氧气外仓室的上腔连通，氧气外仓进气管的另一端与氧气外仓气源连通。
所述的氢气外仓室的上端呈鼓肚状，氢气外仓室上设置有氢气外仓进气管，氢气外仓进气管一端氢气外仓室连通，氢气外仓进气管的另一端与氢气外仓气源连通。
本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
该用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器结构简单，实用性好；原料及载料气仓室、氧气内仓室、氢气内仓室、氧气外仓室和氢气外仓互为独立，通过在原料及载料气仓室的内外设置保护气体，可满足二氧化硅疏松体均匀熔制所需的合适火焰，同时，该燃烧器各仓室均可通过进气管对进气流量进行调节。使气体流量更加稳定，进而使氢、氧外混更加均匀，产生的料面温场更加均匀；并且通过原料及载料气仓室的环形下料口下料，使原料更加均匀分布于内外火焰束中，进而使其燃烧更为充分且均匀分布于着料面；另一方面，通过氢气内仓室和外仓室，可控制内外火焰形成不同的火焰束，达到分散原料燃烧和均衡温场的目的；由此解决了现有集中下料燃烧器沉积过于集中造成的疏松体均匀性不够以及不同料量下温场会出现剧烈变化等的问题，特别适用于以有机硅为原料熔制生产二氧化硅疏松体使用。
附图说明
图1为本实用新型的剖视结构示意图；
图2为本实用新型的仰视结构示意图；
图3为图1中的a处放大示意图；
图4为本实用新型的氢气内仓室的结构示意图。
图中：1、原料及载料气仓室，2、氧气内仓室，3、氢气内仓室，4、氧气外仓室，5、氢气外仓室，6、进料管，7、氧气内仓进气管，8、圆盘形分隔板，9、氢气内仓出气管，10、圆盘形筛板，11、氢气孔，12、氢气内仓室进气管，13、圆环形分隔板，14、氧气外仓出气管，15、圆环形筛板，16、氧气孔，17、氧气外仓进气管，18、氢气外仓进气管。
具体实施方式
该用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器由原料及载料气仓室1、氧气内仓室2、氢气内仓室3、氧气外仓室4和氢气外仓室5构成，原料及载料气仓室1内套装有氧气内仓室2。原料及载料气仓室1和氧气内仓室2分别呈覆杯状，原料及载料气仓室1顶部设置有进料管6，进料管6一端与原料及载料气仓室1连通；进料管6另一端与料仓连通，以在工作中提供原料。
氧气内仓室2上设置有氧气内仓进气管7，氧气内仓进气管7的一端贯穿原料及载料气仓室1与氧气源连接。氧气内仓进气管7的一端与氧气内仓室2连通。原料及载料气仓室1和氧气内仓室2之间通过氧气内仓进气管7连接，由此使原料及载料气仓室1和氧气内仓室2之间形成固定，原料及载料气仓室1和氧气内仓室2之间设置有环空，工作中，经进料管6进入原料及载料气仓室1内的原料由原料及载料气仓室1和氧气内仓室2之间的环空端口呈环形喷出。
氧气内仓室2内套装有氢气内仓室3；氢气内仓室3为上端呈锥形的圆管状，氢气内仓室3内设置有圆盘形分隔板8，由于圆盘形分隔板8在氢气内仓室3内的设置，从而将氢气内仓室3分割形成氢气内仓室3的上腔和下腔，圆盘形分隔板8的底部呈内、外环形状均布有多个氢气内仓出气管9，内、外环形状均布的氢气内仓出气管9之间呈错位状设置。氢气内仓出气管9与氢气内仓室3的上腔连通，氢气内仓室3的下腔端口上密封设置有圆盘形筛板10，圆盘形筛板10上与氢气内仓出气管9对应设置有多个氢气孔11，各氢气内仓出气管9的下端口分别延伸至对应的氢气孔11内，氢气内仓出气管9的下端口低于氢气孔11端面；氢气内仓出气管9的下端口呈向外弯折状（向圆盘形筛板10的圆周方向弯折）。
氢气内仓室3顶部设置有氢气内仓室进气管12，氢气内仓室进气管12的一端与氢气内仓室3的上腔连通，氢气内仓室进气管12的另一端贯穿氧气内仓室2和原料及载料气仓室1与氢气源连接；以在工作中为氢气内仓室3提供氢气。原料及载料气仓室1、氧气内仓室2和氢气内仓室3之间通过氢气内仓室进气管12连接；由此使原料及载料气仓室1、氧气内仓室2和氢气内仓室3之间形成固定。氧气内仓室2和氢气内仓室3之间设置有环空，工作中，经氢气内仓室进气管12进入氢气内仓室3内的氢气由氧气内仓室2和氢气内仓室3之间的环空端口呈环形喷出。
原料及载料气仓室1的外圆周上设置有氧气外仓室4；氧气外仓室4对原料及载料气仓室1的外圆周形成围合状，氧气外仓室4内设置有圆环形分隔板13，由此将氧气外仓室4分割形成氧气外仓室4的上腔和下腔，圆环形分隔板13的底部呈环形均布有多个氧气外仓出气管14，氧气外仓出气管14与氧气外仓室4的上腔连通，氧气外仓室4的下腔端口上密封设置有圆环形筛板15，圆环形筛板15上与氧气外仓出气管14对应设置有多个氧气孔16，各氧气外仓出气管14的下端口分别延伸至对应的氧气孔16内，氧气外仓出气管14的下端口低于氧气孔16端面；氧气外仓出气管14的下端口呈向内弯折状（向圆盘形筛板10的中心点弯折）。
氧气外仓室4上设置有氧气外仓进气管17，氧气外仓进气管17的一端与氧气外仓室4的上腔连通，氧气外仓进气管17的另一端与氧气外仓气源连通，以在工作中为氧气外仓室4提供氧气。
氧气外仓室4的外圆周上设置有氢气外仓室5。氢气外仓室5的上端呈鼓肚状，氢气外仓室5对氧气外仓室4形成围合状；氢气外仓室5上设置有氢气外仓进气管18，氢气外仓进气管18一端与氢气外仓室5连通，氢气外仓进气管18的另一端与氢气外仓气源连通。
该用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器工作时，氢、氧气体通过各进气管分别进入各对应的仓室，并同时喷出形成一道外混聚焦的火焰，该火焰与原料及载料气仓室1喷出的环形料带进行预混；从而达到原料充分、均匀燃烧并于沉积面形成均匀沉积的目的。
具体为：
工作时，由氢气外仓室5下端口喷出的氢气成环形的气帘（气筒）；从而对原料及载料气仓室1喷出的环形原料带、氧气内仓室2、氢气内仓室3和氧气外仓室4喷出的气体形成围合的外保护气体；进而避免其外溢。这一过程中；由氧气内仓室2喷出的氧气和氢气内仓室3喷出的氢气形成环形的气帘，在原料及载料气仓室1喷出的环形料带的内侧形成内保护气体。其中，由于氧气外仓出气管14的下端口呈向内弯折，氢气内仓出气管9的下端口呈向外弯折，氧气外仓出气管14喷出的氧气，氢气内仓出气管9喷出的氢气与原料及载料气仓室1垂直喷出的环形料带形成交叉，并共同作用在熔制二氧化硅疏松体的基础把面上形成折（反）射；从而可使环形料带与外保护气体和内保护气体更好的混合，由此可满足二氧化硅疏松体均匀熔制所需的合适火焰，使二氧化硅原料均匀分布于内外火焰束中，其燃烧更为充分且均匀分布于着料面上。
同时，通过对各仓室的进气管的调节，可对进气流量进行控制；使气体流量更加稳定，进而使内外氢、氧气及二氧化硅原料混合更加均匀，产生的料面温场更加均衡。并且通过对各仓室的进气管进气流量的控制；可控制内外火焰行程形成不同的火焰，由此达到分散原料燃烧和均衡温场的目的；由此解决了现有集中下料燃烧器沉积过于集中造成的疏松体均匀性不够以及不同料量下温场会出现剧烈变化等的问题，特别适用于以有机硅为原料熔制生产二氧化硅疏松体使用。
1.一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，它由原料及载料气仓室（1）、氧气内仓室（2）、氢气内仓室（3）、氧气外仓室（4）和氢气外仓室（5）构成，原料及载料气仓室（1）内套装有氧气内仓室（2），氧气内仓室（2）内套装有氢气内仓室（3）；原料及载料气仓室（1）的外圆周上设置有氧气外仓室（4）；氧气外仓室（4）的外圆周上设置有氢气外仓室（5）；其特征在于：所述的氢气内仓室（3）为上端呈锥形的圆管状，氢气内仓室（3）内设置有圆盘形分隔板（8），由此形成氢气内仓室（3）的上腔和下腔，圆盘形分隔板（8）底部呈内、外环形状均布有多个氢气内仓出气管（9），内、外环形状均布的氢气内仓出气管（9）之间呈错位状设置；氢气内仓出气管（9）与氢气内仓室（3）的上腔连通，氢气内仓室（3）的下腔端口上密封设置有圆盘形筛板（10），圆盘形筛板（10）上与氢气内仓出气管（9）对应设置有多个氢气孔（11），各氢气内仓出气管（9）的下端口分别延伸至对应的氢气孔（11）内，氢气内仓出气管（9）的下端口低于氢气孔（11）端面；氢气内仓出气管（9）的下端口呈向外弯折。
2.根据权利要求1所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的原料及载料气仓室（1）和氧气内仓室（2）分别呈覆杯状，氧气内仓室（2）上设置有氧气内仓进气管（7），氧气内仓进气管（7）的一端贯穿原料及载料气仓室（1）与氧气源连接；所述的原料及载料气仓室（1）和氧气内仓室（2）之间通过氧气内仓进气管（7）连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的原料及载料气仓室顶部设置有进料管（6），进料管（6）一端与原料及载料气仓室（1）连通；进料管（6）另一端与料仓连通。
4.根据权利要求1所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的原料及载料气仓室（1）和氧气内仓室（2）之间设置有环空。
5.根据权利要求1所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的氢气内仓室（3）顶部设置有氢气内仓室进气管（12），氢气内仓室进气管（12）的一端与氢气内仓室（3）的上腔连通，氢气内仓室进气管（12）的另一端贯穿氧气内仓室（2）和原料及载料气仓室（1）与氢气源连接；所述的原料及载料气仓室（1）、氧气内仓室（2）和氢气内仓室（3）之间通过氢气内仓室进气管（12）连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的氧气内仓室（2）和氢气内仓室（3）之间设置有环空。
7.根据权利要求1所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的氧气外仓室（4）内设置有圆环形分隔板（13），由此形成氧气外仓室（4）的上腔和下腔，圆环形分隔板（13）底部呈环形均布有多个氧气外仓出气管（14），氧气外仓出气管（14）与氧气外仓室（4）的上腔连通，氧气外仓室（4）的下腔端口上密封设置有圆环形筛板（15），圆环形筛板（15）上与氧气外仓出气管（14）对应设置有多个氧气孔（16），各氧气外仓出气管（14）的下端口分别延伸至对应的氧气孔（16）内，氧气外仓出气管（14）的下端口低于氧气孔（16）；氧气外仓出气管（14）的下端口呈向内弯折。
8.根据权利要求7所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的氧气外仓室（4）上设置有氧气外仓进气管（17），氧气外仓进气管（17）的一端与氧气外仓室（4）的上腔连通，氧气外仓进气管（17）的另一端与氧气外仓气源连通。
9.根据权利要求1所述的一种用于熔制二氧化硅疏松体的氢氧焰石英燃烧器，其特征在于：所述的氢气外仓室（5）的上端呈鼓肚状，氢气外仓室（5）上设置有氢气外仓进气管（18），氢气外仓进气管（18）一端氢气外仓室（5）连通，氢气外仓进气管（18）的另一端与氢气外仓气源连通。
技术总结