專利名稱：用于生產(chǎn)玻璃熔體的熔化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)玻璃熔體的熔化設(shè)備，該熔化設(shè)備具有一串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)，該串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)玻璃原料供料口、一熔化區(qū)、一澄清區(qū)、一收縮部、一調(diào)節(jié)區(qū)以及一用于將玻璃熔體轉(zhuǎn)送到處理設(shè)備的溢出口，其中該串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)具有底面、側(cè)壁和頂面。
背景技術(shù)：
玻璃制造工藝是非常復(fù)雜的。其基于物理、化學(xué)、熱力學(xué)、熱動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)和熔體容器幾何學(xué)的原理并且重要的是也受到關(guān)于保護(hù)人類和環(huán)境不受有害物質(zhì)的侵害、節(jié)能和定價(jià)的法律規(guī)定的制約。該制造方法通?；诔^(guò)1500°C的溫度，這相當(dāng)于白熱溫度。這里重要的是，成分和參數(shù)必須在其復(fù)雜的相互作用中被分析并且常常以相互對(duì)立的方式彼此影響。從玻璃產(chǎn)品比如家庭用玻璃和玻璃容器如玻璃杯、瓶子、平面玻璃/平板玻璃的制造商的角度和從玻璃熔化設(shè)備——該玻璃熔化設(shè)備是具有大量外圍設(shè)備和建筑物的復(fù)雜工廠的部件，不是簡(jiǎn)單的槽盆比如浴槽——的制造商的角度，這也是必須注意的。由于玻璃熔化設(shè)備是必須保養(yǎng)且在必要時(shí)維修的長(zhǎng)期財(cái)產(chǎn)投資，這一點(diǎn)更加重要。在此，玻璃容器如玻璃杯、瓶子和其他盛器、以及特別是大面積的平面玻璃/平板玻璃或浮法玻璃特別棘手，因?yàn)樗鼈兪沁@樣的產(chǎn)品，即這些產(chǎn)品中的瑕疵保持持久可見(jiàn)， 比如由細(xì)小微粒、氣泡、條痕、污點(diǎn)造成的混濁/模糊和由燃燒產(chǎn)物引起的色差以及厚度差。在用于制造太陽(yáng)能元件的平面玻璃中還存在另外的問(wèn)題由于平面玻璃在此用作基片并且要求較高的透光度，因此必須基本上沒(méi)有吸收成分比如氧化鐵。本發(fā)明致力于至少在很大程度上解決這樣的問(wèn)題。通過(guò)US 3884 665 A已知，在用于制造平面玻璃的熔爐中在裝備有側(cè)面燃燒器的熔化區(qū)和無(wú)燃燒器的澄清區(qū)之間在位于爐料和熔體上的、填充有燃燒氣體的空間內(nèi)設(shè)置有一第一收縮部，但該第一收縮部不會(huì)阻礙位于該第一收縮部下方的熔體。在澄清區(qū)和用于把熔體冷卻為玻璃帶的區(qū)域之間設(shè)置有另一收縮部，其具有一底部隆起并且其在垂直方向上的流動(dòng)截面可通過(guò)一布置在底部隆起上方的移動(dòng)件/滑閥來(lái)調(diào)節(jié)。在此，玻璃熔體溫度的最大值可以低于氣體空間的所述第一收縮部的溫度，因?yàn)樵撜f(shuō)明書(shū)暗示了，熔體在澄清區(qū)內(nèi)被再度冷卻到具有適當(dāng)大的粘度。在此底部隆起不是澄清臺(tái)，因?yàn)樵诹鲃?dòng)方向上對(duì)于熔體的相應(yīng)停留時(shí)間缺乏足夠大的水平的表面。由于圓柱形的拱起部和由于在移動(dòng)件的下邊緣(與該底部隆起)之間的狹窄的水平縫隙，該停留時(shí)間特別短。通過(guò)US 3 928 014 A在平面玻璃的制造過(guò)程中已知，在方形的槽盆容積中的熔體內(nèi)部在熱路徑上產(chǎn)生兩個(gè)流道/流動(dòng)循環(huán)(Stromungswalze)。為此在爐頂中和橫向于流動(dòng)方向在供料口和取出口之間布置有多個(gè)、例如八個(gè)燃燒器組，通過(guò)改變?nèi)紵龤怏w供給量這些燃燒器組可以逐組地被調(diào)整到不同功率。在此，最高溫度范圍產(chǎn)生強(qiáng)的向上流動(dòng)并且因此也稱為“噴泉區(qū)域”。該源區(qū)不僅純功能性地和以液壓的方式將爐室分隔成熔化區(qū)和澄清區(qū)，而且也分隔開(kāi)表面處的流動(dòng)方向和槽盆底部上的流動(dòng)方向。表面流動(dòng)的取向彼此分離，而底部流動(dòng)的取向指向彼此，其中澄清區(qū)內(nèi)的流道的一部分底部流動(dòng)在朝向爐料的方向上再度混合熔化區(qū)內(nèi)的表面流動(dòng)。通過(guò)由根據(jù)圖3中的曲線B加大燃燒器組的比熱功率而造成的源區(qū)的在朝向平面玻璃槽盆方向上的加長(zhǎng)，延長(zhǎng)了源區(qū)前面的流動(dòng)路徑。由此延長(zhǎng)停留時(shí)間并因此改善玻璃質(zhì)量。在此，熔化區(qū)同澄清區(qū)的長(zhǎng)度比優(yōu)選在1.25 1和 1.50 1之間。但是這種措施加重了澄清區(qū)的長(zhǎng)度負(fù)載，因此一直存在重大問(wèn)題。在該文獻(xiàn)中也沒(méi)有公開(kāi)澄清臺(tái)。通過(guò)US 5 766 296 A和相應(yīng)的EP 0 763 503 Bl還已知，通過(guò)底部隆起強(qiáng)迫使熔化區(qū)與澄清區(qū)以及使位于它們中的流道分隔開(kāi)，并且通過(guò)位于兩側(cè)的底部電極列和位于底部電極前面的泡式噴嘴列強(qiáng)化其分隔作用。但是底部隆起沒(méi)有澄清臺(tái)的功用，因?yàn)槠湓诓Ａ?浴)池中的高度被限制在最高為兩側(cè)料位的50%，并且其截面向上顯著逐漸變細(xì)，從而盡可能少地妨礙流道。在澄清區(qū)和均化區(qū)之間在一臺(tái)階部之后直接存在有一收縮部，該收縮部在英語(yǔ)中也稱作“neck (頸部)”或“waist (腰部)”，但該收縮部沒(méi)有伸入熔體內(nèi)部。通過(guò)US-PS 5 194 081已知，通過(guò)底部電極來(lái)加熱玻璃原料熔化區(qū)和熔體升溫區(qū)。在升溫區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)之間布置有一底部隆起，其被稱為提壩并且其外部側(cè)壁暴露在空氣中，以便冷卻熔體。提壩的頂面與熔體液面的間距和在玻璃的流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度沒(méi)有說(shuō)明， 因此不能也不應(yīng)將底部隆起視作澄清臺(tái)或用于分隔玻璃流動(dòng)。公開(kāi)了通過(guò)燃燒器的加熱 (第5欄18至27行)，這些燃燒器處在墻壁孔(噴射口)40、41內(nèi)，也就是按照通常定義的橫流燃燒器，其作用局限于處在燃燒器之間的橫流區(qū)域。通過(guò)這種方式，燃燒氣體縱向流過(guò)調(diào)節(jié)室的流動(dòng)同樣是不可能的。玻璃中的流動(dòng)通過(guò)箭頭來(lái)標(biāo)明，可清楚地看到在提壩上方和在升溫室內(nèi)部出現(xiàn)逆流和漩渦，其至少妨礙了熔體在該位置處的澄清。事實(shí)上，在同一段落的18至21行中明確說(shuō)明，在流過(guò)提壩39以后(！)雜質(zhì)和氣泡才減少。可是，提壩39 后的池深度明顯與其相違背，因此提壩39不能視為澄清臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，以如下方式改善開(kāi)始所述類型的設(shè)備，S卩在將玻璃熔體交給處理設(shè)備之前盡可能消除玻璃熔體的瑕疵、比如由細(xì)小微粒、氣泡、條痕、污點(diǎn)造成的混濁/模糊和由燃燒產(chǎn)物引起的色差以及厚度差，這些瑕疵在玻璃中持久保持可見(jiàn)。根據(jù)本發(fā)明，所述目的在開(kāi)始所描述的設(shè)備中如此實(shí)現(xiàn)，即a)在熔化區(qū)與澄清區(qū)的起始端之間布置有一澄清臺(tái)，該澄清臺(tái)的頂面與玻璃熔體的在設(shè)計(jì)上預(yù)定的料位之間具有這樣的間距，使得玻璃熔體從澄清區(qū)到熔化區(qū)的回流盡可能小，b)在所述至少一個(gè)供料口與所述澄清臺(tái)之間在每個(gè)側(cè)壁中均布置有側(cè)面燃燒器 /側(cè)出火燃燒器(kitenbrermer)和煙氣排放口，c)所述收縮部在兩個(gè)端部處由端壁界定，所述端壁在玻璃熔體上方為煙氣留出窄的流動(dòng)截面，d)在收縮部?jī)?nèi)部布置有用于玻璃熔體的冷卻裝置。通過(guò)這些裝置的共同作用，通過(guò)如下所述地改良開(kāi)頭所述類型的設(shè)備，可靠并低成本地實(shí)現(xiàn)了所提出的目的，即在將玻璃熔體送交給后續(xù)處理設(shè)備之前盡可能消除玻璃熔體的瑕疵、比如由細(xì)小微粒、氣泡、條痕、污點(diǎn)造成的混濁和由燃燒產(chǎn)物引起的色差以及厚度差，這些瑕疵在玻璃中保持持久可見(jiàn)。通過(guò)澄清臺(tái)連同其閉鎖作用，防止回流入具有強(qiáng)加熱的熔化區(qū)中并且防止將干擾效應(yīng)如特別是微粒夾帶入最終產(chǎn)品中，同時(shí)顯著改善能量效率并且保護(hù)環(huán)境。幾年前申請(qǐng)人引入了“澄清臺(tái)”的概念，因?yàn)樵撔g(shù)語(yǔ)清楚表明了澄清臺(tái)具有哪種幾何形狀和空間形狀并且具有哪一種在熔體中的相對(duì)位置。在萊比錫基礎(chǔ)工業(yè)德語(yǔ)出版社 1991年的詞典“ABC Glas”中在第165和166頁(yè)解釋了術(shù)語(yǔ)條目“澄清”和“澄清區(qū)”。第 165頁(yè)涉及通過(guò)縮短氣泡上升路徑消除氣泡，這是通過(guò)使含氣泡的熔體在又寬又薄的層中在高溫下水平緩慢地沿取出方向流動(dòng)、例如流過(guò)安裝在熔體中的底壁來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這里縮短氣泡上升路徑對(duì)熱澄清作用做貢獻(xiàn)。該原理保證強(qiáng)的澄清效果(逐字引用)。在第166頁(yè)的術(shù)語(yǔ)條目“澄清區(qū)”下可找到類似的陳述。在所述設(shè)備的另外的設(shè)計(jì)方案中，下述方面(單獨(dú)地或組合地)是特別有利的*冷卻裝置高度可調(diào)地布置在收縮部中，*冷卻裝置包括管段，該管段的軸線回形地布置在一共同的豎直平面內(nèi)，*沿流動(dòng)方向在冷卻裝置后面布置有攪拌元件，女a(chǎn))在至少一個(gè)供料口與第一煙氣排放口之間布置有側(cè)面燃燒器以用于加熱并熔化玻璃原料，女b)在第一煙氣排放口和第二煙氣排放口之間布置有另外的側(cè)面燃燒器以用于完成熔化，此外* c)澄清區(qū)沒(méi)有燃燒器，*在調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)按這樣的順序布置煙氣排放口和燃燒器，使得煙氣在與玻璃熔體的表面流動(dòng)相反的方向上流出，女底面通過(guò)形成臺(tái)階部彼此分界，特別是如果各臺(tái)階部的高度在5cm和30cm之間，則這些臺(tái)階部在朝向溢出口的方向上升高，*澄清臺(tái)前面和后面的底面高度的差在IOcm和30cm之間，*玻璃熔體的料位高出澄清臺(tái)0. 2m至0. 5m、優(yōu)選高出0. 3m至0. 4m,*在玻璃熔體的總流動(dòng)方向上，澄清臺(tái)的長(zhǎng)度在0. 8m和3. Om之間、優(yōu)選在1. Om 和2. 5m之間，*熔化區(qū)和澄清區(qū)的寬度在6. Om和10. Om之間，*在澄清臺(tái)前面和后面的熔化區(qū)和澄清區(qū)內(nèi)部的槽盆長(zhǎng)度的比在2. 4和3. 0之間，*澄清區(qū)與收縮部的寬度比在0. 4和0. 6之間，*在熔化區(qū)前面連接有至少一個(gè)用于預(yù)熱用于燃料燃燒的氧化劑的預(yù)熱裝置，*所述至少一個(gè)用于預(yù)熱的裝置包括再生器組件，和/或*如果在熔化區(qū)的兩側(cè)布置有各一個(gè)再生器組件，該再生器組件通過(guò)燃燒器噴射口與玻璃熔體上方的空間相連接，并且如果在燃燒器噴射口下方和在玻璃熔體液面上方布置有小爐下口燃燒器，則熔化設(shè)備構(gòu)造成橫火焰爐。本發(fā)明也涉及一種借助于具有玻璃原料供料口的熔化設(shè)備生產(chǎn)玻璃熔體的方法， 其中該玻璃熔體通過(guò)一包括熔化區(qū)、澄清區(qū)、收縮部、調(diào)節(jié)區(qū)和溢出口的串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)輸送到最終處理裝置。為了實(shí)現(xiàn)同樣的目的和達(dá)到相同的優(yōu)點(diǎn)，這種方法的突出之處在于，a)玻璃熔體在熔化區(qū)和澄清區(qū)之間被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)澄清臺(tái)上方，該澄清臺(tái)的頂面與玻璃熔體的料位之間具有如此間距，使得玻璃熔體從澄清區(qū)到熔化區(qū)的回流盡可能小，b)在至少一個(gè)供料口和澄清臺(tái)之間通過(guò)側(cè)面燃燒器和相關(guān)的煙氣排放口來(lái)加熱玻璃熔體，c)在收縮部中通過(guò)冷卻裝置來(lái)冷卻玻璃熔體，d)在調(diào)節(jié)區(qū)中通過(guò)燃燒器和煙氣排放口來(lái)加熱玻璃熔體，燃燒器和煙氣排放口按如此順序布置，使得煙氣沿與玻璃熔體的表面流動(dòng)相反的方向流出，其中e)如此調(diào)節(jié)在玻璃熔體的流動(dòng)路徑上的功率定量供給，使得在澄清臺(tái)上方達(dá)到玻璃熔體的最高溫度。在該方法的其他設(shè)計(jì)方案中，下述方面(單獨(dú)地或者組合地)是特別有利的*通過(guò)冷卻裝置來(lái)調(diào)節(jié)熔體在澄清臺(tái)上方的流動(dòng)速度，這些冷卻裝置以可調(diào)節(jié)其高度的方式布置在收縮部中，*在流動(dòng)方向上在冷卻裝置后面通過(guò)攪拌元件攪拌熔體，*如此調(diào)節(jié)從熔化區(qū)到溢出口的玻璃熔體的溫度曲線，即以澄清臺(tái)為出發(fā)點(diǎn)，在熔化區(qū)內(nèi)使玻璃的表面流動(dòng)沿朝向供料口的方向，而在澄清區(qū)、收縮部和調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)使玻璃的表面流動(dòng)沿朝向溢出口的方向，其中在澄清臺(tái)上方僅使玻璃沿朝向溢出口的方向流動(dòng)，女玻璃熔體在熔化區(qū)和調(diào)節(jié)區(qū)之間的流動(dòng)截面變小，流動(dòng)截面階梯式地變小，女對(duì)用于燃料燃燒的氧化劑進(jìn)行預(yù)熱，女在再生器組件中預(yù)熱所述氧化劑，*以橫火焰方法運(yùn)行熔化設(shè)備，將氧化劑從再生器組件通過(guò)燃燒器噴射口引入熔化區(qū)中，和/或*把燃料供應(yīng)給位于燃燒器噴射口下方的燃燒器，火焰指向玻璃熔體上方的氣體空間內(nèi)。對(duì)于太陽(yáng)能元件的面板和平面玻璃的制造，應(yīng)用本方法和設(shè)備是特別有利的。


下面根據(jù)圖1至7詳細(xì)闡述本發(fā)明對(duì)象的兩種實(shí)施例、其工作原理和其他優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖1示出熔化設(shè)備的第一實(shí)施例的豎直縱剖視圖，圖2示出圖1對(duì)象的在燃燒器和煙氣排放口的高度上的水平縱剖視圖，圖3示出圖1的局部放大圖，圖4示出圖3對(duì)象沿著平面E-E的水平剖視圖，圖5以放大圖示出沿圖4中的箭頭P方向的水平側(cè)視圖，圖6示出具有燃燒器噴射口和小爐下口燃燒器的熔化設(shè)備的第二實(shí)施例的縮小的豎直縱剖視圖，圖7示出圖6對(duì)象的在燃燒器噴射口高度上的水平縱剖視圖。
具體實(shí)施例方式在圖1和2中示出了一熔化設(shè)備1，該熔化設(shè)備具有串連接的熔化區(qū)2、澄清區(qū)3、 收縮部4和調(diào)節(jié)區(qū)5。槽盆下部件6通過(guò)相應(yīng)的槽盆區(qū)域6a、6b和6c形成，這些槽盆區(qū)域從固體爐料的供料口 7 —直通到溢出口 8并且包含相應(yīng)量的玻璃熔體9。在供料口 7上方存在一第一端壁10而在溢出口 8上方存在另一個(gè)端壁11。收縮部4處在兩個(gè)另外的端壁 12和13之間，該收縮部的水平的下邊緣略在熔體液面上方，因此足以在玻璃熔體9上方分隔出氣體空間。接下來(lái)沿玻璃熔體的主流動(dòng)方向進(jìn)行進(jìn)一步觀察。在熔化區(qū)2內(nèi)在兩個(gè)壁區(qū)域內(nèi)各存在一組側(cè)面燃燒器15 (第一側(cè)面燃燒器組)，在兩個(gè)壁區(qū)域內(nèi)在每個(gè)第一側(cè)面燃燒器組之后各跟隨有一煙氣排放口 16。在這個(gè)位置需要最多的熱量，因?yàn)樵诖祟A(yù)熱爐料并且至少絕大部分地熔化爐料。每個(gè)第一側(cè)面燃燒器組后面各跟隨有第二組側(cè)面燃燒器17，其后面再度跟隨一煙氣排放口 18。跟著的澄清區(qū)3沒(méi)有燃燒器和排放口并且在起始端具有一在此十分重要的澄清臺(tái)19，該澄清臺(tái)在槽盆區(qū)域6b的整個(gè)內(nèi)部寬度上延伸。槽盆底部20設(shè)計(jì)成在底面20a、20b 和20c之間呈階梯狀，即，澄清臺(tái)19前方的料位為1. 45m而在調(diào)節(jié)區(qū)5中料位為1. 15m，其中要強(qiáng)調(diào)的是，這里的數(shù)值是示例性的。澄清臺(tái)19上方的料位宜選擇為在OJm和0. !之間，即大約是20-30%，從中可以看出，澄清臺(tái)19的高度相當(dāng)大。澄清臺(tái)19在總流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度在1.0m和2. Im之間，因此熔體在澄清臺(tái)19上有足夠的停留時(shí)間。在此重要的是， 熔體在澄清臺(tái)19上方的方形體積的高度較低，可是在流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度較大，以便——還由于熔體停留時(shí)間——實(shí)現(xiàn)徹底澄清。根據(jù)圖3至5在收縮部4中存在有冷卻裝置21，該冷卻裝置以可調(diào)節(jié)其高度的方式固定在兩個(gè)豎直驅(qū)動(dòng)裝置22和23上并且包括兩個(gè)回形/蛇形的管段21a和21b，這從圖 5中可以看出。管軸線位于豎直平面內(nèi)，豎直驅(qū)動(dòng)裝置22和23也是水冷的。根據(jù)圖3和4 在收縮部4中還布置有一排攪拌元件沈，這些攪拌元件固定在豎直的驅(qū)動(dòng)軸26a上。在調(diào)節(jié)區(qū)5中在兩個(gè)側(cè)上各布置有一組燃燒器M和分別一個(gè)煙氣排放口 25 (也參見(jiàn)圖1)。該運(yùn)行方法的另一個(gè)重要點(diǎn)在于，在澄清臺(tái)19上方玻璃熔體達(dá)到最高溫度。借助圖1中的流動(dòng)箭頭來(lái)闡述澄清臺(tái)19的有益作用通過(guò)在澄清臺(tái)19的兩側(cè)形成兩個(gè)流道/流動(dòng)循環(huán)(Striimimgswalze)來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的流動(dòng)條件和澄清控制條件。由于較冷的玻璃從調(diào)節(jié)區(qū)5到澄清區(qū)3的回流小得多，損耗得以下降，這是因?yàn)樵摬ＡЯ鞅仨氃谌刍瘏^(qū)或澄清區(qū)中再度被加熱，這會(huì)從工藝過(guò)程中取走相當(dāng)多的能量。正如所示的，玻璃僅在一個(gè)方向上流過(guò)澄清臺(tái)19。每單位時(shí)間的量平均相當(dāng)于所供給的爐料的量和通過(guò)溢出口輸出的玻璃量。第二流道(澄清臺(tái)19右側(cè))負(fù)責(zé)把離開(kāi)第一流道(澄清臺(tái)19左側(cè))的玻璃輸送到表面。這樣，釋放出仍有妨礙的氣泡。第二流道作為一種對(duì)于第一流道的流動(dòng)障礙來(lái)工作。調(diào)節(jié)區(qū)5中的冷卻功率高于必須從通過(guò)溢出口 8排出熔化設(shè)備1的玻璃中單獨(dú)取走的能量。第二流道的特性受工藝參數(shù)比如物料通過(guò)量/生產(chǎn)量的影響，可是也受浸入收縮部4 的區(qū)域中的冷卻裝置21的浸入深度的影響。第二流道受此影響的程度弱得多。與已知的、 底部區(qū)域中的、高度較小的障礙不同，澄清臺(tái)19使兩個(gè)流道有效地分隔開(kāi)。因此通過(guò)第二流道在熔體槽盆的高溫區(qū)域中從熔體取走與現(xiàn)有技術(shù)相比低得多的能量。
關(guān)于冷卻裝置21的重要性，要注意其管段21a、21b視浸入深度而定防止玻璃熔體9直接流入調(diào)節(jié)區(qū)5中。在管段21a和21b的鄰近區(qū)域內(nèi)玻璃被強(qiáng)冷卻，從而使玻璃不參與流動(dòng)或者僅非常少量地參與流動(dòng)。管段21a和21b的豎直調(diào)節(jié)是影響回流的玻璃的量的主要影響可能性之一。浸入深度較小時(shí)流入調(diào)節(jié)區(qū)的玻璃的量比浸入深度較大時(shí)的多。因此，基于每單位時(shí)間從設(shè)備中的恒定的取出量，再循環(huán)的玻璃的量在第一種情況下增加了而在第二種情況下降低了。 回流入熔化區(qū)中的玻璃的量主要決定再循環(huán)的玻璃量與從供料孔7出發(fā)向前流動(dòng)的玻璃相遇處的流動(dòng)區(qū)的位置和穩(wěn)定性。在現(xiàn)有技術(shù)中一方面由此實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，S卩，使盡可能大的量的玻璃再循環(huán)，可是因此另一方面也加速在從回轉(zhuǎn)點(diǎn)到收縮部4的區(qū)域內(nèi)的向前流動(dòng)。然而，由玻璃流過(guò)的該區(qū)域?qū)τ诳蛇_(dá)到的玻璃質(zhì)量來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的。在該區(qū)域中的較短的停留時(shí)間意味著較差的熔體殘留物的溶解和熔體脫氣。因此顯然，當(dāng)在收縮部4中定位這樣的元件時(shí)，質(zhì)量的調(diào)節(jié)和保證顯著依賴于操作人員的技巧和經(jīng)驗(yàn)。利用根據(jù)本發(fā)明的澄清臺(tái)19，與現(xiàn)有技術(shù)相比實(shí)現(xiàn)了有益的效果并且消除了不可靠性。通過(guò)裝入澄清臺(tái)19，明顯穩(wěn)定了設(shè)備中的流動(dòng)。模型計(jì)算和試驗(yàn)表明，冷卻裝置的位置對(duì)于整個(gè)流動(dòng)條件僅具有非常小的影響。在這樣的設(shè)備中的澄清臺(tái)19在兩個(gè)方面帶來(lái)明顯的益處通過(guò)澄清臺(tái)19把玻璃迫使到表面上。因此確保了剩余玻璃氣泡的排出。如此設(shè)計(jì)澄清臺(tái)19的長(zhǎng)度和玻璃覆蓋度，使得在澄清臺(tái)19上最低量的玻璃氣泡可以上升到表面。圖6以較小的尺寸示出了熔化設(shè)備的第二實(shí)施例的豎直縱剖視圖，該熔化設(shè)備具有在槽盆下部件6的兩個(gè)側(cè)上的再生器組件27和28、以及燃燒器噴射口四和所謂的小爐下口燃燒器30。區(qū)別在于燃燒器噴射口四和小爐下口燃燒器30與熔化區(qū)2和澄清區(qū)3的配設(shè)關(guān)系。對(duì)于熔化區(qū)和澄清區(qū)保留以前的附圖標(biāo)記。圖7示出了圖6對(duì)象在燃燒器噴射口四的高度上的水平縱剖視圖，從圖7中還得知涉及所謂的橫火焰槽，其交替地變換運(yùn)行。在其中一個(gè)階段，預(yù)熱的燃燒空氣從再生器組件27沿上排箭頭的方向流入槽盆區(qū)域6a和6b中，其中，同時(shí)通過(guò)小爐下口燃燒器30提供燃料和氧化劑(在必要時(shí)以混合物的形式)和/或增濃了氧氣的空氣以用于燃燒，這需要特殊的燃燒器結(jié)構(gòu)，但是這種燃燒器結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知。同時(shí)，燃燒氣體或者排氣沿下排箭頭的方向流入再生器組件觀中。流動(dòng)方向以確定的頻率反轉(zhuǎn)，在兩個(gè)側(cè)上的小爐下口燃燒器30也以該頻率交替地被接通。所述運(yùn)行方式也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，為此無(wú)需再進(jìn)一步闡述。然而，根據(jù)本發(fā)明，在熔化區(qū)2與澄清區(qū)3的起始端之間存在已經(jīng)描述過(guò)的澄清臺(tái) 19，更確切地說(shuō)(該澄清臺(tái)19)與收縮部4的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作(正如已經(jīng)描述的并且在圖3和5中示出的)，是非常重要的。圖6和7也應(yīng)與圖3至5結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析。 在圖6和7的情況下位于澄清臺(tái)19前方的燃燒器噴射口四的數(shù)目大于在澄清臺(tái)19后方的數(shù)目。附圖標(biāo)記列表1、熔化設(shè)備7、供料口2、熔化區(qū)8、溢出口
3、澄清區(qū)4、收縮部5、調(diào)節(jié)區(qū)
9、玻璃熔體
10、端壁
11、端壁6、槽盆下部件 12、端壁6a、槽盆區(qū)域 13、端壁6b、槽盆區(qū)域 15、側(cè)面燃燒器6c、槽盆區(qū)域 16、煙氣排放口6d、熔體液面 17、側(cè)面燃燒器18、煙氣排放口19、澄清臺(tái)20、槽盆底部20a、底面20b、底面20c、底面21、冷卻裝置2 la、管段2 lb、管段22、豎直驅(qū)動(dòng)裝置23、豎直驅(qū)動(dòng)裝置24、燃燒器25、煙氣排放口26、攪拌元件^a、驅(qū)動(dòng)軸27、再生器組件28、再生器組件29、燃燒器噴射口30、小爐下口燃燒器
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)玻璃熔體(9)的熔化設(shè)備(1)，該熔化設(shè)備具有一包括至少一個(gè)用于玻璃原料的供料口(7)、一熔化區(qū)O)、一澄清區(qū)(3)、一收縮部0)、一調(diào)節(jié)區(qū)(5)和一用于把玻璃熔體(9)轉(zhuǎn)送到處理設(shè)備的溢出口(8)的串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)，其中該串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)具有底面(20a、20b、20c)、側(cè)壁和頂面，其特征在于，a)在所述熔化區(qū)( 與所述澄清區(qū)( 的起始端之間布置有一澄清臺(tái)(19)，該澄清臺(tái)的頂面與所述玻璃熔體(9)的在結(jié)構(gòu)上預(yù)定的料位之間具有如此間距，使得所述玻璃熔體 (9)從澄清區(qū)(3)到熔化區(qū)(2)的回流盡可能小，b)在所述至少一個(gè)供料口(7)和所述澄清臺(tái)(19)之間在每個(gè)側(cè)壁中均布置有側(cè)面燃燒器(15、17、30)和煙氣排放口(16、18、29)，c)所述收縮部(4)在兩個(gè)端部處由端壁(12、1 界定，所述端壁在玻璃熔體(9)的上方留出窄的用于煙氣的流動(dòng)截面，d)在所述收縮部?jī)?nèi)部布置有用于玻璃熔體(9)的冷卻裝置01、22、23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述冷卻裝置01、22、2；3)以能調(diào)節(jié)高度的方式布置在所述收縮部中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述冷卻裝置01、22、2；3)包括管段 Ola、21b)，所述管段的軸線回形地布置在一共同的豎直平面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，在流動(dòng)方向上在所述冷卻裝置01、 22,23)之后布置有攪拌元件06)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，a)在所述至少一個(gè)供料孔(7)和第一煙氣排放口(16)之間布置有用于加熱和熔化玻璃原料的側(cè)面燃燒器(15)，b)在所述第一煙氣排放口(16)和第二煙氣排放口(18)之間布置有用于完成熔化的另外的側(cè)面燃燒器(17)，c)所述澄清區(qū)( 沒(méi)有燃燒器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)區(qū)(5)中按如此順序布置有煙氣排放口 0 和燃燒器(M)，使得煙氣沿與玻璃熔體(9)的表面流動(dòng)相反的方向流出ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述底面(20a、20b、20c)通過(guò)形成臺(tái)階部彼此分界，所述臺(tái)階部在朝向所述溢出口(8)的方向上升高。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔化設(shè)備，其特征在于，各臺(tái)階部的高度在5cm和30cm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述底面(20a、20b)在所述澄清臺(tái) (19)之前和之后的高度差在IOcm和30cm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述澄清臺(tái)(19)上方的玻璃熔體 (9)的料位在0. 2m和0. 5m之間，優(yōu)選在0. 3m和0. 4m之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述澄清臺(tái)(19)在玻璃熔體(9)的總流動(dòng)方向上的長(zhǎng)度在0. 8m和3. Om之間，最好在1. Om和2. 5m之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述熔化區(qū)( 和所述澄清區(qū)(3) 的寬度在6. Om禾口 10. Om之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，在澄清臺(tái)(19)之前和之后的熔化區(qū)(2)和澄清區(qū)(3)內(nèi)部的槽盆長(zhǎng)度的比在2. 4禾Π 3. 0之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述澄清區(qū)C3)與所述收縮部(4) 的內(nèi)寬度的比在0. 4禾Π 0. 6之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，在所述熔化區(qū)( 之前連接有至少一個(gè)預(yù)熱裝置，該預(yù)熱裝置用于預(yù)熱用于燃料燃燒的氧化劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)預(yù)熱裝置包括一再生器組件(27,28).
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔化設(shè)備，其特征在于，所述熔化設(shè)備(1)構(gòu)造為橫火焰爐，在所述熔化區(qū)( 兩側(cè)布置有各一個(gè)再生器組件07、觀)，該再生器組件經(jīng)燃燒器噴射口 09)與玻璃熔體(9)上方的空間相連接，在所述燃燒器噴射口 09)的下方、在玻璃熔體 (9)的液面的上方布置有小爐下口燃燒器(30)。
18.一種用于借助于熔化設(shè)備(1)生產(chǎn)玻璃熔體(9)的方法，該熔化設(shè)備具有用于玻璃原料的供料口(7)，其中通過(guò)一包括一熔化區(qū)O)、一澄清區(qū)(3)、一收縮部0)、一調(diào)節(jié)區(qū) (5)和一溢出口(8)的串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)把該玻璃熔體(9)輸送到最終處理設(shè)備，其特征在于，a)在熔化區(qū)( 和澄清區(qū)C3)之間引導(dǎo)所述玻璃熔體(9)經(jīng)過(guò)一澄清臺(tái)(19)，該澄清臺(tái)的頂面與玻璃熔體(9)的料位具有如此間距，使得玻璃熔體(9)從澄清區(qū)C3)到熔化區(qū) (2)的回流盡可能小，b)在至少一個(gè)供料口(7)和所述澄清臺(tái)(19)之間通過(guò)側(cè)面燃燒器(15、17、30)和相關(guān)的煙氣排放口(16、18、29)加熱所述玻璃熔體，c)在所述收縮部中通過(guò)冷卻裝置01、22、2；3)冷卻所述玻璃熔體，d)在所述調(diào)節(jié)區(qū)(5)中通過(guò)燃燒器04)和煙氣排放口0 加熱所述玻璃熔體，所述燃燒器和煙氣排放口按如此順序布置，使得煙氣在與玻璃熔體(9)的表面流動(dòng)相反的方向上流出，其中e)如此調(diào)節(jié)玻璃熔體(9)的流動(dòng)路徑上的功率定量供給，使得玻璃熔體(9)在澄清臺(tái) (19)上方達(dá)到最高溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，通過(guò)冷卻裝置01、22、2；3)調(diào)節(jié)玻璃熔體(9)在澄清臺(tái)上的流動(dòng)速度，所述冷卻裝置以能調(diào)節(jié)高度的方式布置在所述收縮部(4) 內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在流動(dòng)方向上在冷卻裝置01、22、23) 之后通過(guò)攪拌元件06)攪拌所述玻璃熔體(9)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，如此調(diào)節(jié)玻璃熔體(9)的從熔化區(qū)(2) 直到溢出口⑶的溫度曲線，即以澄清臺(tái)(19)為出發(fā)點(diǎn)，在熔化區(qū)(2)內(nèi)，引起朝向供料口 (7)的方向的表面流動(dòng)，而在澄清區(qū)(3)、收縮部(4)和調(diào)節(jié)區(qū)(5)內(nèi)，引起朝向溢出口⑶ 的方向的表面流動(dòng)，其中在澄清臺(tái)(19)上方僅引起朝向溢出口(8)的方向的流動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在熔化區(qū)⑵和調(diào)節(jié)區(qū)(5)之間，使玻璃熔體(9)的流動(dòng)截面變小。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，流動(dòng)截面的減小階梯式地進(jìn)行。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，對(duì)用于燃料燃燒的所述氧化劑進(jìn)行預(yù)熱。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，在再生器組件(27、28)中預(yù)熱所述氧化劑。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，以橫火焰方法運(yùn)行所述熔化設(shè)備(1)， 將所述氧化劑從再生器組件(27、28)通過(guò)燃燒器噴射口 09)引入熔化區(qū)O)內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其特征在于，把燃料供應(yīng)給位于所述燃燒器噴射口 (29)下方的燃燒器(30)；所述火焰指向玻璃熔體(9)上方的氣體空間內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求18的方法用于制造平面玻璃的應(yīng)用。
29.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求18的方法用于制造太陽(yáng)能元件的面板的應(yīng)
全文摘要
本發(fā)明涉及在一串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)玻璃熔體(9)，該串聯(lián)布置結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)用于玻璃原料的供料口(7)、一熔化區(qū)(2)、一澄清區(qū)(3)、一收縮部(4)、一調(diào)節(jié)區(qū)(5)和一通向處理設(shè)備的溢出口(8)。為了消除熔體的可見(jiàn)地保留在最終產(chǎn)品中的瑕疵，根據(jù)本發(fā)明，a)在熔化區(qū)(2)和澄清區(qū)(3)的起始端之間布置一澄清臺(tái)(19)，b)在供料口(7)和澄清臺(tái)(19)之間布置側(cè)面燃燒器(15、17)和煙氣排放口(16、18)，c)收縮部(4)在兩個(gè)端部上通過(guò)端壁(12、13)來(lái)界定，所述端壁在玻璃熔體(9)的上方留出窄的煙氣流動(dòng)截面，d)在收縮部(4)內(nèi)部布置玻璃熔體(9)的冷卻裝置。本發(fā)明特別適合于制造平面玻璃和太陽(yáng)能元件的面板。在此也可以預(yù)熱用于燃料的氧化劑。
文檔編號(hào)C03B5/225GK102300818SQ201080005898
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月31日
發(fā)明者A·索爾格, H·索爾格, M·林迪希 申請(qǐng)人:索爾格投資有限及兩合公司