專利名稱：玻璃熔融爐、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造裝置以及玻璃制品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高溫的氣相氣氛中將玻璃原料粒子形成為液態(tài)的玻璃粒子來制造熔融玻璃的玻璃熔融爐、利用該玻璃熔融爐的熔融玻璃的制造方法、具備該熔融爐的玻璃制品的制造裝置以及使用上述制造方法的玻璃制品的制造方法。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1、2中揭示了一種玻璃熔融爐，該玻璃熔融爐作為在高溫的氣相氣氛中將玻璃原料粒子熔融、聚積來制造熔融玻璃的玻璃熔融爐，在玻璃熔融爐的頂部具備玻璃原料粒子投入部和用于形成將玻璃原料粒子熔融的高溫氣相氣氛的加熱單元。該玻璃熔融爐為以下裝置將從玻璃原料粒子投入部投入爐內(nèi)的玻璃原料粒子在利用加熱單元加熱的高溫氣相氣氛中熔融以形成液態(tài)玻璃粒子，再使液態(tài)玻璃粒子聚積在玻璃熔融爐底部以形成玻璃融液，然后將玻璃融液暫時(shí)積存在玻璃熔融爐底部后將其排出。此外，這樣的熔融玻璃的制法作為玻璃的空中熔化法(日語気中溶融法an-flight melting))被知曉。與現(xiàn)有的利用西門子窯(日語夕一 > 窯)的熔融法相比，通過該空中熔化法，能夠?qū)⒉Ａ廴诠ば虻哪茉聪慕档椭?/3左右并且能在短時(shí)間內(nèi)熔融，從而被認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)熔融爐的小型化、蓄熱室的省略、品質(zhì)的提高、CO2的削減、玻璃品種的變更時(shí)間變短。這樣的玻璃的空中熔化法作為節(jié)能技術(shù)受到關(guān)注?？墒牵瑥牟Ａг狭Ｗ油度氩客度氲牟Ａг狭Ｗ右话闶褂弥屏３闪絀mm以下的粒子。投入到玻璃熔融爐中的玻璃原料粒子在高溫的氣相氣氛中下降(飛翔)期間一粒一粒熔融而成為液態(tài)玻璃粒子，液態(tài)玻璃粒子向下方落下而聚積在玻璃熔融爐底部，從而形成玻璃融液。由該玻璃原料粒子生成的液態(tài)玻璃粒子也表現(xiàn)為玻璃液滴。為了在高溫的氣相氣氛中在短時(shí)間內(nèi)由玻璃原料粒子生成液態(tài)玻璃粒子，玻璃原料粒子的粒徑須為如上所述的很小的粒徑。此外，一般的情況下，由每個(gè)玻璃原料粒子生成的每個(gè)液態(tài)玻璃粒子須為具有大致相同玻璃組成的粒子。由于玻璃原料粒子和液態(tài)玻璃粒子都是很小的粒子，因此在玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子時(shí)所產(chǎn)生的分解氣體成分不會(huì)被封閉在生成的液態(tài)玻璃粒子的內(nèi)部而是幾乎全部都被排放到液態(tài)玻璃粒子外部。因此，在液態(tài)玻璃粒子聚積的玻璃融液中產(chǎn)生氣泡的可能性很小。另一方面，各玻璃原料粒子為構(gòu)成原料成分大致均一的粒子，由此產(chǎn)生的各液態(tài)玻璃粒子的玻璃組成也彼此均一。由于液態(tài)玻璃粒子間的玻璃組成的差異較小，因此在大量的液態(tài)玻璃粒子聚積而形成的玻璃融液內(nèi)產(chǎn)生玻璃組成不同的部分的可能性較小。因此，現(xiàn)有的玻璃熔融爐所必需的用于使玻璃融液的玻璃組成變得均質(zhì)的均質(zhì)化技術(shù)在空中熔化法中根本不需要。即使出現(xiàn)少數(shù)的液態(tài)玻璃粒子與其它大部分的液態(tài)玻璃粒子在玻璃組成上不同的情況，由于液態(tài)玻璃粒子為粒徑很小的粒子，因此由玻璃組成不同的少數(shù)液態(tài)玻璃粒子產(chǎn)生的在玻璃融液中的玻璃組成的異質(zhì)區(qū)域也很小，因而該異質(zhì)區(qū)域容易在短時(shí)間內(nèi)變得均質(zhì)而消失。這樣，空中熔化法中能夠減少玻璃融液的均質(zhì)化中所需要的熱能， 縮短均質(zhì)化所需的時(shí)間。作為形成高溫氣相氣氛的加熱單元，專利文獻(xiàn)1的玻璃熔融爐具備多根電弧電極 (日語7 —々電極)、氧燃燒噴嘴，通過多根電弧電極形成的熱等離子體電弧、使用氧燃燒噴嘴的氧燃燒火焰(Flame)在爐內(nèi)形成約1600°C以上的高溫氣相氣氛。通過向該高溫氣相氣氛中投入玻璃原料粒子，使玻璃原料粒子在高溫氣相氣氛內(nèi)變化為液態(tài)玻璃粒子。此夕卜，作為專利文獻(xiàn)1中使用的玻璃原料粒子，從能夠在短時(shí)間內(nèi)變化為液態(tài)玻璃粒子、產(chǎn)生氣體的排放容易的角度考慮，使用粒徑為0.5mm(加權(quán)平均)以下的粒子。而且，從因玻璃原料粒子的微粉化而引起的成本上升以及生成的液態(tài)玻璃粒子間的玻璃組成變化減小的角度考慮，使用粒徑為0. 01mm(加權(quán)平均)以上的粒子。另一方面，作為加熱單元，專利文獻(xiàn)2的玻璃熔融爐具備朝下安裝在玻璃熔融爐的頂壁上的氧燃燒器。該氧燃燒器與氣體供應(yīng)系統(tǒng)及原料供應(yīng)系統(tǒng)連接以供應(yīng)氧濃度90 容量％以上的助燃?xì)怏w和玻璃原料。因此，通過該玻璃熔融爐，可在使氧燃燒器燃燒而向下形成火焰的同時(shí)，從氧燃燒器將玻璃原料粒子向下供應(yīng)到其火焰中，在火焰中生成液態(tài)玻璃粒子，將生成的液態(tài)玻璃粒子聚積在火焰正下方的爐底部，從而形成玻璃融液。該氧燃燒器以貫穿玻璃熔融爐的頂壁的上游側(cè)壁面的方式進(jìn)行配置。此外，專利文獻(xiàn)2的玻璃熔融爐中，設(shè)置有將在玻璃原料熔融時(shí)產(chǎn)生的廢氣排放到爐外的排氣口。該排氣口設(shè)置在玻璃熔融爐的頂壁的下游側(cè)壁面并且與抽風(fēng)機(jī)連接，通過驅(qū)動(dòng)抽風(fēng)機(jī)，將玻璃熔融爐內(nèi)的廢氣吸引至煙道而排出。利用專利文獻(xiàn)1、2的玻璃熔融爐制造出的約1600°C的熔融玻璃從玻璃熔融爐供應(yīng)至溫度調(diào)整槽或者澄清槽中，在這里冷卻至可成形的溫度(鈉鈣玻璃為約1000°C左右)。 然后，該熔融玻璃可供應(yīng)至浮法錫槽、熔融成型機(jī)、軋制成型機(jī)、吹塑成型機(jī)、壓模機(jī)等玻璃制品的成形單元，在這里成形為各種形狀的玻璃制品。然后，利用退火單元將成形的玻璃制品冷卻至大致室溫，其后，在經(jīng)過根據(jù)需要而進(jìn)行的利用切割單元的切割工序和/或其它后續(xù)工序后，制成所需的玻璃制品?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2007-297239號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2008-120609號(hào)公報(bào)發(fā)明的揭示發(fā)明所要解決的課題可是，專利文獻(xiàn)1、2中公開的空中熔化設(shè)備中，玻璃原料粒子、熔融的玻璃粒子的一部分變成霧狀而浮游，乘著廢氣氣流上浮而沒有到達(dá)爐底的玻璃融液，然后吸引至煙道而排出到外部。此時(shí)，浮游在爐內(nèi)的粒子并不是全部都被吸引至煙道而除去，而是其中一部分粒子附著在爐壁上。附著于爐壁的粒子侵蝕爐壁的爐材，或者該粒子與爐材的反應(yīng)產(chǎn)物從爐壁上剝離而落在玻璃融液面上，從而發(fā)生使熔融玻璃的品質(zhì)降低之類的問題。特別是專利文獻(xiàn)2的設(shè)備中，從利用氧燃燒器的原料熔融部到煙道為止的距離較長(zhǎng)，因此很有可能經(jīng)常發(fā)生上述問題。從玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子而聚積于爐底的路徑偏離而達(dá)到浮游狀態(tài)的上述粒子可能由下述粒子構(gòu)成未熔融的玻璃原料粒子、熔融的液態(tài)玻璃粒子和其固化后的粒子、玻璃原料粒子變?yōu)橐簯B(tài)玻璃粒子的過程中的粒子(例如玻璃原料粒子中的原料的一部分(碳酸鹽等)發(fā)生分解的粒子、表面熔融的粒子和其固化后的粒子等)、由這些粒子的破碎物形成的粒子等。此外，如果在玻璃原料粒子以外并用玻璃碎片的粒子來制造熔融玻璃，則投入到熔融爐中的玻璃碎片粒子的一部分也會(huì)有未到達(dá)玻璃融液面而成為浮游的粒子的情況。例如，微小的玻璃碎片粒子、玻璃碎片粒子熔融后的粒子、已熔融的玻璃碎片粒子再度固化的粒子、由這些粒子的破碎物形成的粒子等可能會(huì)成為浮游的粒子。而且，還可能會(huì)有落下的玻璃碎片粒子等碰撞到玻璃融液的表面時(shí)所產(chǎn)生的液態(tài)玻璃的飛沫或其固化物成為浮游的粒子的情況。以下，將來源于這些玻璃原料粒子或玻璃碎片粒子等且沒有到達(dá)爐底的玻璃熔融液的液面的粒子稱為浮游粒子。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供能夠抑制因浮游粒子附著于爐壁而引起的熔融玻璃的品質(zhì)下降的玻璃熔融爐、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造裝置以及玻璃制品的制造方法。解決課題所采用的技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃熔融爐，其為在玻璃熔融爐內(nèi)的氣相氣氛中使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子、再使該液態(tài)玻璃粒子聚積在玻璃熔融爐的底部以形成玻璃融液、然后將該玻璃融液排出的玻璃熔融爐，其特征在于，具備貫穿上述玻璃熔融爐的頂部而設(shè)置的煙道；俯視時(shí)配置在上述煙道的周圍并且在上述玻璃熔融爐內(nèi)的上部爐壁部朝下設(shè)置的多個(gè)玻璃原料粒子投入部；針對(duì)上述多個(gè)玻璃原料粒子投入部中的各個(gè)投入部設(shè)置的、用于在玻璃原料粒子投入部的下方形成使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子的氣相部的加熱單元；聚積上述液態(tài)玻璃粒子以形成玻璃融液的爐底部；以及將上述玻璃融液排出的排出部。此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種熔融玻璃的制造方法，其特征為使用本發(fā)明的玻璃熔融爐來制造熔融玻璃。根據(jù)本發(fā)明的玻璃熔融爐及熔融玻璃的制造方法，在玻璃熔融爐的頂部配置煙道，在該煙道的周圍配置多個(gè)玻璃原料粒子投入部，因此在玻璃原料粒子投入部下方的氣相部中生成的浮游粒子和在該氣相部附近生成的浮游粒子可以被高效地吸引至煙道并排到外部進(jìn)行除去，而不會(huì)飛向玻璃熔融爐的爐壁。藉此，附著于爐壁上的浮游粒子的附著量劇減，因此能夠防止因浮游粒子附著于爐壁而引起的爐壁的損傷和熔融玻璃的品質(zhì)下降。上述氣相部能夠使在該氣相部中通過的玻璃原料粒子變成液態(tài)玻璃粒子，是處于高溫氣氛狀態(tài)下的氣相部。該氣相部在各個(gè)玻璃原料粒子投入部的下方形成。因此，用于形成該氣相部的加熱單元也針對(duì)各個(gè)玻璃原料粒子投入部進(jìn)行設(shè)置。另外，在玻璃原料粒子進(jìn)行空中熔化時(shí)，使從玻璃原料粒子投入部投入的玻璃原料粒子通過在玻璃原料粒子投入部下方形成的氣相部中進(jìn)行熔融。熔融的玻璃原料粒子變成液態(tài)玻璃粒子而朝下方落下，成為玻璃融液后暫時(shí)積存，再供應(yīng)至下游側(cè)。這里所說的玻璃熔融爐的上部爐壁部是指玻璃熔融爐的頂部以及離頂部的內(nèi)壁為Im以內(nèi)的側(cè)壁的范圍。此外，根據(jù)本發(fā)明，上述玻璃熔融爐較好是俯視時(shí)沿著以上述煙道為中心的同心圓上配置上述多個(gè)玻璃原料粒子投入部。根據(jù)本發(fā)明，各個(gè)玻璃原料粒子投入部下方的氣相部產(chǎn)生的上述浮游粒子可通過煙道均勻地吸引除去。此外，根據(jù)本發(fā)明，用于形成上述氣相部的加熱單元較好是可產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由可產(chǎn)生熱等離子體的一對(duì)以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，在由氧燃燒器產(chǎn)生的氧燃燒火焰的情況下能夠形成約2000°C的高溫氣氛，在熱等離子體的情況下能夠形成5000 20000°C的高溫氣氛。因此，能夠在短時(shí)間內(nèi)使下降的玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子。另外，氧燃燒器及多相電弧等離子體發(fā)生裝置可以單獨(dú)設(shè)置，也可以兩者并用。此外，作為用于形成氣相部的加熱單元的氧燃燒器，可使用與玻璃原料粒子投入部成為一體的燃燒器。此外，根據(jù)本發(fā)明，上述玻璃熔融爐較好是構(gòu)造成以鉛垂方向?yàn)橹行妮S的大致圓筒狀，并且俯視時(shí)在其大致中央部設(shè)有上述煙道。根據(jù)本發(fā)明，爐內(nèi)的負(fù)壓在爐內(nèi)的全部區(qū)域中變得大致均一，所以能夠?qū)t內(nèi)的浮游粒子更加穩(wěn)定地吸引除去。此外，根據(jù)本發(fā)明，上述玻璃熔融爐較好是具備將玻璃碎片投入的多個(gè)玻璃碎片投入部，該多個(gè)玻璃碎片投入部朝下設(shè)置在上述玻璃熔融爐的上述爐壁部并且隔著規(guī)定的間隔進(jìn)行設(shè)置以包圍上述多個(gè)玻璃原料粒子投入部的整體。根據(jù)本發(fā)明，使玻璃碎片從多個(gè)玻璃碎片投入部落下，用該玻璃碎片的下落流將各玻璃原料粒子投入部下方的氣相部整體包圍，將高溫的氣相部和爐壁隔開，并且使在高溫的氣相部中產(chǎn)生的欲飛向爐壁的上述浮游粒子附著在投下中的玻璃碎片的表面上，將其捕集而落下。藉此，能夠可靠地阻止浮游粒子附著在爐壁上。此外，本發(fā)明中還能對(duì)玻璃碎片進(jìn)行預(yù)熱并利用下降流來穩(wěn)定火焰。還有，上述玻璃熔融爐較好是具備用于在上述玻璃碎片投入部下方形成對(duì)玻璃碎片進(jìn)行加熱的氣相部(以下也稱為第二氣相部)的加熱單元 (以下也稱為第二加熱單元)。也可以與玻璃碎片投入部相鄰地設(shè)置該第二加熱單元。藉此，能夠?qū)ο陆抵械牟Ａ槠M(jìn)行加熱，有利于玻璃碎片的熔融。玻璃碎片較好是在該第二氣相中變?yōu)橹辽俦砻嬉夯牟ＡЯＷ?、再到達(dá)玻璃融液面。此外，根據(jù)本發(fā)明，上述玻璃熔融爐較好是俯視時(shí)沿著以上述煙道為中心的同心圓上配置上述多個(gè)玻璃碎片投入部。此外，本發(fā)明的上述玻璃碎片投入部較好是設(shè)為用于投入上述碎片的短徑(a)為 0. Imm < a < 50mm的玻璃碎片。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于玻璃碎片的尺寸，考慮到玻璃碎片自身受玻璃熔融爐內(nèi)的氣流影響而成為浮游粒子的可能性較小這一點(diǎn)以及在玻璃制品的制造工序內(nèi)或者從市場(chǎng)回收、 儲(chǔ)藏玻璃碎片并將玻璃碎片搬運(yùn)到玻璃碎片投入口的操作上的效率，對(duì)其短徑進(jìn)行了規(guī)定。本發(fā)明中，較好是將具有這樣的短徑(a)的玻璃碎片從玻璃碎片投入部投入爐內(nèi)，在利用第二加熱單元而形成的第二氣相部中對(duì)下降中的玻璃碎片進(jìn)行加熱。另外，本發(fā)明中，上述短徑(a)的玻璃碎片規(guī)定為留在網(wǎng)眼的篩孔徑(Opening 開孔)的尺寸為0. Imm的篩中、并且通過網(wǎng)眼的篩孔徑(開孔)的尺寸為50mm的篩的玻璃碎片。因此，根據(jù)本發(fā)明的玻璃熔融爐，能夠以無需進(jìn)行預(yù)熱的方式將玻璃原料粒子和自身很少飛散的玻璃碎片投入到玻璃熔融爐中進(jìn)行熔融。藉此，適合作為用于進(jìn)行數(shù)十噸 /天以上以及數(shù)百噸/天以上的玻璃制品生產(chǎn)的大規(guī)模熔融爐。此外，還可以設(shè)置氣體供應(yīng)部，用于將來自本發(fā)明的上述煙道的廢氣的一部分供應(yīng)至從上述玻璃碎片供應(yīng)部投入之前的玻璃碎片進(jìn)行預(yù)熱。根據(jù)本發(fā)明，利用從煙道排出的高溫氣體對(duì)從玻璃碎片投入部投入的玻璃碎片進(jìn)行預(yù)熱，因此能夠使玻璃熔融爐內(nèi)維持在高溫，并且能夠促進(jìn)玻璃碎片的熔融化。此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種玻璃制品的制造裝置，其特征在于具備本發(fā)明的玻璃熔融爐、設(shè)置于該玻璃熔融爐的上述排出部的下游側(cè)的對(duì)熔融玻璃進(jìn)行成形的成形單元、對(duì)成形后的玻璃進(jìn)行退火的退火單元。此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種玻璃制品的制造方法，其特征在于包括利用本發(fā)明的熔融玻璃的制造方法來制造熔融玻璃的工序、對(duì)該熔融玻璃進(jìn)行成形的工序和對(duì)成形后的玻璃進(jìn)行退火的工序。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的玻璃熔融爐以及熔融玻璃的制造方法，能夠抑制因浮游粒子附著于爐壁而引起的爐壁、煙道的損傷和熔融玻璃的品質(zhì)下降，從而能夠長(zhǎng)期制造品質(zhì)良好的熔融玻璃。此外，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置以及玻璃制品的制造方法，由于可以利用本發(fā)明的熔融玻璃的制造裝置及制造方法來制造品質(zhì)良好的熔融玻璃，因此能夠長(zhǎng)期生產(chǎn)品質(zhì)良好的玻璃制品。附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1為構(gòu)成本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置的實(shí)施方式1的玻璃熔融爐的縱向剖視圖。圖2為圖1中所示的玻璃熔融爐的主要部分的俯視剖視圖。圖3為構(gòu)成本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置的實(shí)施方式2的玻璃熔融爐的縱向剖視圖。圖4為圖3中所示的玻璃熔融爐的主要部分的俯視剖視圖。圖5為表示實(shí)施方式的玻璃制品的制造方法的實(shí)施方式的流程圖。發(fā)明的
具體實(shí)施例方式下面，按照附圖對(duì)本發(fā)明的玻璃熔融爐、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造裝置以及玻璃制品的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖示的玻璃熔融爐中，用于形成使玻璃原料粒子變成液態(tài)玻璃粒子的氣相部(以下也稱為第一氣相部)的加熱單元(以下也稱為第一加熱單元)由氧燃燒器構(gòu)成。使玻璃原料粒子變成液態(tài)玻璃粒子的第一氣相部由氧燃燒器的火焰中和火焰附近的高溫部構(gòu)成。用于向該氣相部供應(yīng)玻璃原料粒子的玻璃原料粒子投入部與氧燃燒器形成一體，在氧燃燒器出口附近供應(yīng)燃燒氣體的管和供應(yīng)氧氣的管以及供應(yīng)玻璃原料粒子的管同軸構(gòu)成。將該玻璃原料粒子投入部與氧燃燒器的組合稱為第一加熱組合件。玻璃原料粒子、其熔融而生成的液態(tài)玻璃粒子、由玻璃原料粒子變?yōu)橐簯B(tài)玻璃粒子的過程中的粒子 (僅表面部分變?yōu)橐簯B(tài)玻璃的粒子等)在以下的實(shí)施方式的圖中用粒子22來表示，在以下的說明中稱為玻璃原料粒子等22。另一方面，使玻璃碎片成為至少表面液化的玻璃粒子的第二氣相部中，玻璃碎片投入部與氧燃燒器分離，并且向第二氣相部供應(yīng)玻璃碎片的管和氧燃燒器配置成靠近上部爐壁部。將該玻璃碎片投入部與氧燃燒器的組合稱為第二加熱組合件。圖1為構(gòu)成本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置的實(shí)施方式1的玻璃熔融爐10的縱向剖視圖，圖2為玻璃熔融爐10的除去了頂部的主要部分的俯視剖視圖。另外，圖2中，詳述的第一加熱組合件18和第二加熱組合件20簡(jiǎn)略地用〇標(biāo)記表示。玻璃熔融爐10具備熔融槽12和作為玻璃融液G的排出部的出口(未圖示)，熔融槽12、出口由周知的耐火磚構(gòu)成。此外，熔融槽12構(gòu)成為以鉛垂方向?yàn)橹行妮S的大致圓筒狀，在圖2的俯視圖中，在其頂壁14的大致中央部沿鉛垂方向設(shè)置有貫穿頂壁14的煙道 16。該煙道16介以冷卻裝置17、集塵裝置19而與抽風(fēng)機(jī)21連接，通過驅(qū)動(dòng)抽風(fēng)機(jī)21，可以通過煙道16吸引熔融槽12內(nèi)的廢氣。該廢氣用冷卻裝置17冷卻至規(guī)定溫度后，通過集塵裝置19將廢氣中的塵埃除去，然后用抽風(fēng)機(jī)21將廢氣排到外部。另外，煙道16不一定必須要配置在頂壁14的大致中央部，不過，為了如下所述那樣使熔融槽12內(nèi)的壓力(負(fù)壓) 在熔融槽12的全部區(qū)域內(nèi)大致均勻，煙道16較好是配置在頂壁14的大致中央部。此外，也可以設(shè)置氣體供應(yīng)部23，用于利用從煙道16排出的廢氣、將其供應(yīng)至從第二加熱組合件20投入之前的玻璃碎片沈進(jìn)行預(yù)熱。這種情況下，在將來自煙道16的廢氣導(dǎo)至冷卻裝置17之前，使如圖1的雙點(diǎn)劃線所示的廢氣系統(tǒng)25繞至第二加熱組合件20 的玻璃碎片投入筒；34。然后，根據(jù)需要將供應(yīng)至玻璃碎片投入筒34且對(duì)玻璃碎片沈的預(yù)熱作出了貢獻(xiàn)的廢氣從玻璃碎片投入筒34導(dǎo)至冷卻裝置17，利用集塵裝置19將廢氣中的塵埃除去，然后用抽風(fēng)機(jī)21排到外部。通過該方式，能夠利用從煙道16排出的高溫氣體對(duì)從第二加熱組合件20投入的玻璃碎片沈進(jìn)行預(yù)熱，因此能夠使玻璃熔融爐10內(nèi)維持在高溫、并且能夠促進(jìn)玻璃碎片沈的熔融化。此外，在熔融槽12的上部爐壁部即頂壁14配置有8臺(tái)第一加熱組合件18、18…… 和8臺(tái)第二加熱組合件20、20……，利用它們形成在爐內(nèi)氣相氣氛中使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子的8個(gè)第一氣相部和用于將玻璃碎片熔融的8個(gè)第二氣相部。各組合件的氧燃燒器分別以火焰朝下的方式貫穿頂壁14進(jìn)行設(shè)置。在圖2的俯視圖中，8臺(tái)第一加熱組合件18、18……以等間隔設(shè)置在以煙道16(中心軸0)為中心的同心圓上。此外，8臺(tái)第二加熱組合件20、20……以等間隔設(shè)置在以煙道 16為中心的同心圓上，并且包圍8臺(tái)第一加熱組合件18、18。另外，不僅是在頂壁14，第一加熱組合件18和第二加熱組合件20在熔融槽12的上部的側(cè)壁時(shí)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。 如果第一加熱組合件18和第二加熱組合件20設(shè)置在側(cè)壁上，則設(shè)置在熔融槽12的在鉛垂方向上距離頂壁14的內(nèi)壁Im的高度內(nèi)的側(cè)壁上。其原因在于，如果第一加熱組合件18和第二加熱組合件20設(shè)于熔融槽12的在鉛垂方向上距離頂壁14的內(nèi)壁超過Im處，則第一加熱組合件18中，第一加熱組合件18與玻璃融液面的鉛垂距離變得過小而與水平方向成的角度變小，導(dǎo)致將玻璃粒子噴射到對(duì)面的壁面上，結(jié)果產(chǎn)生爐壁侵蝕和與之相伴的污染； 此外，第二加熱組合件20中，玻璃碎片會(huì)以未經(jīng)充分預(yù)熱的狀態(tài)落在玻璃融液G上。第一加熱組合件18和第二加熱組合件20較好是設(shè)在熔融槽12的在鉛垂方向上距離頂壁14的內(nèi)壁90cm的高度內(nèi)，更好是設(shè)在距離頂壁14的內(nèi)壁50cm的高度內(nèi)。
此外，第一加熱組合件18的臺(tái)數(shù)并不限定于8臺(tái)，只要能夠包圍煙道16，2臺(tái)以上即可。同樣地，第二加熱組合件20的臺(tái)數(shù)也不限定于8臺(tái)，只要能夠形成下述的利用下落的玻璃碎片流將玻璃原料粒子流包圍的形態(tài)，既可以是7臺(tái)以下，也可以是9臺(tái)以上。此外， 第一加熱組合件18的配置方式也不限定于上述的同心圓上，也可以是包圍煙道16的方式， 例如沿三角形上、四邊形上、橢圓形上進(jìn)行配置的方式。但是，為了將各個(gè)第一加熱組合件 18,18的來自玻璃原料粒子等22、22……的浮游粒子24J4……通過煙道16均勻地吸引除去，較好是上述的在同心圓上的配置方式。同樣地，第二加熱組合件20的配置方式也不限定于上述的同心圓上，也可以是包圍第一加熱組合件18、18……的方式，例如沿三角形上、 四邊形上、橢圓形上進(jìn)行配置的方式。但是，為了利用第一加熱組合件18、18……的熱對(duì)從第二加熱組合件20、20……投入的玻璃碎片沈、26……進(jìn)行均勻加熱，較好是上述的在同心圓上的配置方式。此外，該熔融槽12如前所述構(gòu)成為大致圓筒狀，并且俯視時(shí)在其大致中央部設(shè)置有煙道16，因此爐內(nèi)的負(fù)壓在爐內(nèi)全部區(qū)域內(nèi)變得大致均一，從而能夠?qū)t內(nèi)的浮游粒子 24、24……穩(wěn)定地從煙道16吸引除去。構(gòu)造成玻璃融液G積存于熔融槽12和上述出口的各槽內(nèi)，并通過上述出口使在熔融槽12中制造出的玻璃融液G流向下游。作為第一加熱組合件18，使用的是一體形成有玻璃原料粒子投入部的氧燃燒器 28。該氧燃燒器28為作為無機(jī)粉體加熱用燃燒器而公知的適當(dāng)?shù)嘏渲昧嗽?、燃料?助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴的氧燃燒器。氧燃燒器觀前端部的噴嘴30從中心部向外周部按照燃料供應(yīng)噴嘴、一次燃燒用助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴、玻璃原料供應(yīng)噴嘴和二次燃燒用助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴的順序整體以同心圓狀進(jìn)行排列。從噴嘴30向下噴射火焰32，通過氣體搬運(yùn)或者機(jī)械搬運(yùn)將玻璃原料粒子從上述玻璃原料粒子供應(yīng)噴嘴供應(yīng)至該火焰32 (即第一氣相部) 中。藉此，能夠可靠地在短時(shí)間內(nèi)使玻璃原料粒子變成液態(tài)玻璃粒子。另外，雖未圖示，但在該氧燃燒器觀上還連接有向玻璃原料供應(yīng)噴嘴供應(yīng)玻璃原料粒子的玻璃原料粒子供應(yīng)系統(tǒng)、向燃料供應(yīng)噴嘴供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及向一次燃燒用助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴和二次燃燒用助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴供應(yīng)助燃?xì)怏w的氣體供應(yīng)系統(tǒng)。如上，在使用一體形成有玻璃原料粒子投入部的氧燃燒器觀時(shí)，由于氧燃燒器觀兼用作玻璃原料粒子投入部，因此不需要另外設(shè)置玻璃原料粒子投入部。然而，也可以與氧燃燒器觀相鄰地另外設(shè)置向氧燃燒器觀的火焰32中投入玻璃原料粒子的玻璃原料粒子投入部。另外，作為用于形成第一氣相部的第一加熱單元，并不限定于氧燃燒器28，也可以在熔融槽12的壁面上設(shè)置可產(chǎn)生熱等離子體的由一對(duì)以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置，或者在熔融槽12上同時(shí)設(shè)置氧燃燒器觀和上述多相電弧等離子體發(fā)生裝置。 還有，為了使玻璃原料粒子等22中含有的氣體成分迅速地氣化、散逸，且促進(jìn)玻璃化反應(yīng)， 較好是將氧燃燒器觀的火焰32、熱等離子體的溫度設(shè)定在硅砂的熔融溫度以上即1600°C 以上。藉此，第一氣相部?jī)?nèi)的玻璃原料粒子等22可通過火焰32和/或熱等離子體而迅速地氣化、散逸，并且通過高溫下的加熱而成為液態(tài)玻璃粒子，然后落在熔融槽12內(nèi)的玻璃融液G的表面上。此外，由于液態(tài)玻璃粒子聚積形成的玻璃融液被火焰32和/或熱等離子體繼續(xù)加熱，因此可保持在玻璃化的形態(tài)。另外，為火焰32的情況下，在氧氣燃燒時(shí)其中心溫度約為2000°C ；為熱等離子體的情況下，其中心溫度為5000 20000°C。玻璃原料粒子的平均粒徑較好為30 1000 μ m,更好為50 500 μ m,非常好為 70 300 μ m。玻璃原料粒子在第一氣相部中變?yōu)橐簯B(tài)玻璃粒子時(shí)，多數(shù)情況下其最初的平均粒徑減少至8成左右。第二加熱組合件20由玻璃碎片投入筒(玻璃碎片投入部)34和作為第二加熱單元的2支氧燃燒器36、36構(gòu)成。由2支氧燃燒器36、36形成的2束火焰42、42和其周邊的高溫區(qū)域構(gòu)成第二氣相部。玻璃碎片投入筒34貫穿頂壁14地沿鉛垂方向配置，從在其下端形成的投入口 38 投下玻璃碎片26、26……。該玻璃碎片投入筒34與通過氣體搬運(yùn)或者機(jī)械搬運(yùn)來搬運(yùn)玻璃碎片26、26……的碎片搬運(yùn)系統(tǒng)(未圖示)連接，將下述尺寸的玻璃碎片沈、26……搬運(yùn)至玻璃碎片投入筒34中。此外，作為玻璃碎片投入筒34的材質(zhì)，可以例示經(jīng)水冷的金屬或者
陶瓷等。氧燃燒器36為作為氧燃燒加熱用燃燒器而公知的適當(dāng)?shù)嘏渲昧巳剂?、助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴的氧燃燒器。使火焰42從氧燃燒器36的噴嘴40斜向下噴射，并將火焰42噴射在下降中的玻璃碎片26、26……上。藉此，對(duì)玻璃碎片沈、26……可靠地加熱。雖然會(huì)因投入的玻璃碎片26的量等而不同，但經(jīng)火焰42加熱的玻璃碎片沈被加熱至1000°C 1800°C 而落在玻璃融液G上。另外，雖未圖示，但在該氧燃燒器36上還連接有向燃料供應(yīng)噴嘴供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)系統(tǒng)和向燃燒用助燃?xì)怏w供應(yīng)噴嘴供應(yīng)助燃?xì)怏w的氣體供應(yīng)系統(tǒng)。另外，不僅僅在頂部，在玻璃熔融爐的上部的側(cè)壁設(shè)置第二加熱組合件時(shí)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在側(cè)壁設(shè)置第二加熱組合件時(shí)，可設(shè)在玻璃熔融爐的在鉛垂方向上距離頂部的內(nèi)壁Im的高度內(nèi)。這是因?yàn)椋?dāng)?shù)诙訜峤M合件設(shè)在玻璃熔融爐的在鉛垂方向上距離頂部的內(nèi)壁超過Im處時(shí)，第二加熱組合件與玻璃融液面之間的鉛垂距離變得過小而與水平方向所成的角度變小，導(dǎo)致將玻璃碎片噴射到對(duì)面的壁面上，產(chǎn)生爐壁損傷及侵蝕和與之相伴的污染。第二加熱組合件較好是設(shè)于玻璃熔融爐的在鉛垂方向上距離頂部的內(nèi)壁 80cm的高度內(nèi)，更好是設(shè)于距離頂部的內(nèi)壁60cm的高度內(nèi)。另外，本發(fā)明中的“玻璃碎片”是指與本發(fā)明中作為最終目的物的玻璃制品的玻璃具有的組成大致相同的玻璃組成所構(gòu)成的玻璃碎片。該玻璃碎片通常是在本發(fā)明中由在爐底部形成的玻璃融液制造作為最終目的物的玻璃制品的工序中產(chǎn)生的。但是，并不限定于此，也可以是產(chǎn)生自與作為本發(fā)明的最終目的物的玻璃制品的玻璃具有的組成大致相同的玻璃組成所構(gòu)成的其它的玻璃制品的制造工序的玻璃碎片，或者產(chǎn)生自使用由本發(fā)明制得的最終目的物的玻璃制品的工序的玻璃碎片等。上述其它的玻璃制品的制造工序中的玻璃熔融爐不限定于使用了空中熔化法的玻璃熔融爐。由于玻璃碎片的玻璃組成與由玻璃原料粒子形成的玻璃的玻璃組成大致相同，因此玻璃碎片熔解形成的液態(tài)玻璃和由玻璃原料粒子形成的液態(tài)玻璃混合形成的玻璃融液的玻璃組成變得均一，并且均質(zhì)化所需的熱能少、所需的時(shí)間也短。玻璃碎片的玻璃組成較好是與由玻璃原料粒子形成的液態(tài)玻璃粒子的玻璃組成相同，但若在熔融槽的爐底部形成的玻璃融液成為玻璃制品的期間玻璃組成僅發(fā)生微小變化(例如氧化硼等揮發(fā)性氣體成分的氣相揮發(fā)等)，則這樣的玻璃組成的微小差別是允許的。
另外，由于玻璃碎片由已成為玻璃的物質(zhì)構(gòu)成，因此被加熱的玻璃碎片只通過熔解即成為液態(tài)的玻璃粒子。另一方面，玻璃原料粒子通過玻璃原料的熱分解(例如由金屬碳酸鹽熱分解為金屬氧化物的熱分解等)、被稱為玻璃化反應(yīng)的玻璃形成成分的反應(yīng)及熔融等化學(xué)反應(yīng)而成為液態(tài)的玻璃粒子。雖然固體粒子成為液態(tài)的玻璃粒子的機(jī)理對(duì)于玻璃原料粒子和玻璃碎片是不同的，但生成的液態(tài)的玻璃粒子為玻璃組成大致相同的液態(tài)的玻璃粒子。此外，氧燃燒器36、36以夾著玻璃碎片投入筒34、隔著規(guī)定的間隔的方式進(jìn)行配置。即，在玻璃碎片投入筒34的周圍配置氧燃燒器36、36的噴嘴40、40。還有，氧燃燒器36、36以使其火焰方向(b)相對(duì)于玻璃碎片投入筒34的碎片投入軸(O1)所成的角度(θ )為1° < θ < 75°的方式傾斜地配置。如上，以朝著作為鉛垂軸的碎片投入軸(O1)噴射火焰42的方式、以相對(duì)于碎片投入軸(O1)成Γ < θ <75°的角度設(shè)置氧燃燒器36，因此，來自玻璃碎片投入筒34、沿著碎片投入軸(O1)下落中的玻璃碎片26、26……可高效地通過其火焰42中。這里，氧燃燒器36前端部的噴嘴40與玻璃碎片投入筒34的投入口 38之間的水平距離可根據(jù)使下落中的玻璃碎片沈、26……高效地通過其火焰42中的目的和氧燃燒器38的能力進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。例如，當(dāng)玻璃碎片沈的落下高度可采用1 :3m時(shí)，氧燃燒器36更好是以使其與玻璃碎片投入軸(O1)成10°彡θ彡30° 的角度進(jìn)行設(shè)置。藉此，能夠使氧燃燒器36的火焰42對(duì)玻璃碎片沈烘烤更長(zhǎng)時(shí)間，因此能夠使玻璃碎片26的更大部分熔融。另外，與氧燃燒器觀同樣，也可以在熔融槽12的壁面設(shè)置可產(chǎn)生熱等離子體的由一對(duì)以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置來代替氧燃燒器36。此外，也可以在熔融槽12上同時(shí)設(shè)置氧燃燒器36和上述多相電弧等離子體發(fā)生裝置。氧燃燒器36的火焰 42的溫度及熱等離子體的溫度與上述溫度相同。此外，利用從玻璃碎片投入筒34、34……投下的大量玻璃碎片26 J6形成的玻璃碎片流來形成以煙道16為中心將第一氣相部包圍的包圍形態(tài)。該玻璃碎片流形成為在鉛垂方向上具有中心軸的大致筒形狀，具有將熔融槽12的爐壁44與浮游粒子Μ、24……隔開的功能。接著，對(duì)如上所述構(gòu)成的熔融玻璃的制造裝置的作用進(jìn)行說明。實(shí)施方式的玻璃熔融爐為將玻璃原料粒子熔融的熔融爐。第一氣相部為利用作為第一加熱單元的8臺(tái)氧燃燒器觀、28……而形成的火焰32、32……和在其周圍形成的高溫區(qū)域，在該第一氣相部中使玻璃原料粒子變?yōu)橐簯B(tài)玻璃粒子。即，從氧燃燒器觀、28……將玻璃原料粒子投入爐內(nèi)，對(duì)在火焰32、32……中下降的玻璃原料粒子等22加熱、使其熔融成為液態(tài)玻璃粒子。從玻璃原料粒子經(jīng)由玻璃原料粒子等22、22……而形成的液態(tài)玻璃粒子朝下方落下，聚積于爐底部60成為玻璃融液G，玻璃融液G暫時(shí)積存于爐底部60。液態(tài)玻璃粒子不必以單個(gè)粒子形式到達(dá)爐底部60或玻璃融液G表面。也可以是 2個(gè)以上的液態(tài)玻璃粒子在氣相中融合后而落在爐底部60或玻璃融液G表面。在對(duì)這樣的玻璃原料粒子進(jìn)行加熱、熔融時(shí)，玻璃原料粒子等22、22……的一部分變?yōu)楦∮瘟Ｗ訉?duì)、24……，現(xiàn)有技術(shù)中，該浮游粒子Μ、24……從第一氣相部散逸出來而浮游在爐內(nèi)。所以，實(shí)施方式的熔融槽12在頂壁14的大致中央部配置有煙道16，并且在該煙道16的周圍配置有8臺(tái)第一加熱組合件18、18……。因此，爐內(nèi)的浮游粒子24J4……被煙道16的吸引力吸引并排到爐外進(jìn)行除去，而不會(huì)飛向周圍的爐壁44。藉此，根據(jù)該熔融槽12，附著于爐壁44的浮游粒子M、24……的附著量劇減，因此能夠防止因浮游粒子對(duì)、24……附著于爐壁44而引起的爐壁損傷和玻璃融液G的品質(zhì)下降。此外，該熔融槽12中，投入玻璃原料粒子并且從8支玻璃碎片投入筒34、34……投下玻璃碎片26 J6……，形成由以煙道16為中心的大致圓筒狀的玻璃碎片流產(chǎn)生的包圍形態(tài)。即，使玻璃碎片26 J6……從8支玻璃碎片投入筒34、34……落下以包圍浮游粒子對(duì)、 24……，從而將浮游粒子24J4……與爐壁44隔開。于是，使將要飛向爐壁44的浮游粒子 24,24……的一部分附著于下落中的玻璃碎片26 J6……的表面而捕集，從而使其落入熔融槽12的玻璃融液G。藉此，根據(jù)該熔融槽12，能夠利用該包圍形態(tài)抑制浮游粒子M、24……飛向爐壁 44，因此能夠可靠地阻止浮游粒子M、24附著在爐壁44上。另一方面，對(duì)于從玻璃碎片投入筒34、34……投入的玻璃碎片，考慮到碎片自身飛散的情況較少這一點(diǎn)以及在玻璃制造工序中或者從市場(chǎng)回收、儲(chǔ)藏玻璃碎片，并將玻璃碎片搬運(yùn)到玻璃碎片投入口的操作上的效率，并且為了將玻璃碎片投入玻璃碎片投入筒34、 34……，較好是對(duì)其粒徑進(jìn)行規(guī)定。作為玻璃碎片的粒徑，較好是其短徑(a)為0. Imm < a < 50mm。該短徑(a)的玻璃碎片較好是留在網(wǎng)眼的篩孔徑(Opening 開孔)的尺寸為0. Imm 的篩中、并且通過網(wǎng)眼的篩孔徑(開孔)的尺寸為50mm的篩的玻璃碎片。從防止玻璃碎片的飛散和對(duì)玻璃碎片進(jìn)行上述操作的角度考慮，非常好是玻璃碎片的短徑(a)為5mm < a <20mm。此外，玻璃碎片投入部較好是具有用于將該尺寸的玻璃碎片投入的結(jié)構(gòu)(投入筒的內(nèi)徑等)。另外，即使短徑(a)為50mm以上，使浮游粒子附著在投下中的玻璃碎片的表面并將其捕集的效果也沒有變化。實(shí)施方式中，將具有這樣的短徑(a)的玻璃碎片從玻璃碎片投入筒34、34……投入爐內(nèi)，通過氧燃燒器36、36的火焰42、42對(duì)下降中的玻璃碎片沈、26……進(jìn)行加熱。經(jīng)加熱的玻璃碎片26 J6……朝下方落下。玻璃碎片通過第二加熱組合件而變成的至少表面液化的玻璃粒子也可以在到達(dá)玻璃融液G的表面之前其2個(gè)以上融合，然后融合的液態(tài)玻璃粒子落在玻璃融液G上。由于該至少表面液化的玻璃粒子是較大的粒子，因此下落中的液態(tài)玻璃粒子容易相互接觸， 在多個(gè)液態(tài)玻璃粒子接觸時(shí)會(huì)有發(fā)生融合而形成更大的液化玻璃粒子或塊狀物的情況。還有許多液化的玻璃粒子形成為一體的液體流而到達(dá)玻璃融液G的情況。如果單位時(shí)間內(nèi)從 1個(gè)玻璃碎片投入筒；34、34……投入的玻璃碎片的量增多，則容易引起這樣的液化的玻璃粒子的融合。另外，雖然只要能用氧燃燒器36使玻璃碎片沈在其下降中完全熔融即可，但由于玻璃碎片沈的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微粒狀的玻璃原料粒子的尺寸，因此玻璃碎片沈難以完全熔融。因此，未熔融的玻璃碎片沈、26……會(huì)落在爐內(nèi)的玻璃融液G的表面上，不過，在該情況下，未熔融的玻璃碎片26 J6……會(huì)被氧燃燒器觀、36的熱和來自爐體的輻射熱加熱而熔融，從而成為玻璃融液G，所以也沒有問題。此外，氧燃燒器36并不是僅對(duì)玻璃碎片沈單獨(dú)進(jìn)行預(yù)熱，其還對(duì)玻璃原料粒子等22和熔融槽12內(nèi)的玻璃融液G進(jìn)行加熱，因此，與設(shè)置在爐外的玻璃碎片的預(yù)熱裝置在功能上完全不同。如上所述，雖然沒有必要利用第二加熱組合件在第二氣相部中使玻璃碎片沈完全液化，但通過這樣配置多個(gè)氧燃燒器36、36……可提高玻璃碎片沈的熔融率，因此能夠減少用于玻璃融液均質(zhì)化的二次加熱所需的熱量。而且，通過增加氧燃燒器36的支數(shù)，能夠?qū)ΣＡ槠?646……進(jìn)行均等的加熱，因此可進(jìn)一步提高熔融率。另外，通過增加氧燃燒器36的使用支數(shù)，還能夠?qū)⒀跞紵?6改變?yōu)樾∧芰π偷难跞紵鳌＝宕耍軌蚬?jié)約氧燃燒器36所使用的燃料。因此，根據(jù)該熔融槽12，能夠?qū)⒉Ａг狭Ｗ雍筒Ａ槠度肴廴诓?2并將其熔融，因而適合作為用于進(jìn)行數(shù)十噸/天以上以及數(shù)百噸/天以上的玻璃制品生產(chǎn)的大規(guī)模熔融爐。圖3為構(gòu)成本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置的實(shí)施方式2的玻璃熔融爐50的縱向剖視圖，圖4為玻璃熔融爐50的除去了頂部的主要部分的俯視剖視圖，對(duì)于與圖1、圖2中所示的玻璃熔融爐10相同或者類似的構(gòu)件標(biāo)以相同的符號(hào)進(jìn)行說明。玻璃熔融爐50的熔融槽52構(gòu)造成長(zhǎng)方體形，在作為上部爐壁部的頂壁M設(shè)有分別朝下貫穿頂壁討的1根煙道、8臺(tái)第一加熱組合件18、18……和8臺(tái)第二加熱組合件20、 20……。這些煙道16、第一加熱組合件18、18……和第二加熱組合件20、20……的配置方式與圖1、圖2所示的配置方式相同。該熔融槽52雖然呈長(zhǎng)方體形，但通過在煙道16的周圍配置第一加熱組合件18、 18……并以包圍第一加熱組合件18、18……的方式配置第二加熱組合件20、20……，也能夠獲得與圖1、圖2所示的玻璃熔融爐10相同的效果。另外，圖3、圖4的符號(hào)56為出口，經(jīng)由出口 56將在熔融槽52中熔融的玻璃融液 G供應(yīng)至下游側(cè)。由煙道16、第一加熱組合件18、18……和第二加熱組合件20、20……構(gòu)成的熔融組合件配置在熔融槽52的玻璃融液G的上游側(cè)，但配置位置并不限定于此，也可以配置在中游側(cè)、下游側(cè)和全部區(qū)域。此外，也可以在頂壁M設(shè)置多個(gè)熔融組合件。此外，實(shí)施方式中，例示了具備第二加熱組合件20的玻璃熔融爐10、50，但在僅具備玻璃碎片投入筒；34而不具備作為用于形成氣相的加熱單元的氧燃燒器的玻璃熔融爐中也可使用本發(fā)明。圖5為表示實(shí)施方式的玻璃制品的制造方法的實(shí)施方式的流程圖。圖5中，除了作為玻璃制品的制造方法的構(gòu)成要素的熔融玻璃制造工序(Si)、利用成形單元的成形工序 (S2)和利用退火單元的退火工序(S3)之外，還示出了根據(jù)需要使用的切割工序及其它后續(xù)工序(S4)。在圖1 圖4的熔融槽12、52中熔融的玻璃融液G經(jīng)過出口及未圖示的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)被送至成形單元進(jìn)行成形(成形工序)。成形后的玻璃通過退火單元進(jìn)行退火而使成形后固化的玻璃的內(nèi)部不殘存殘留應(yīng)力(退火工序)，再根據(jù)需要進(jìn)行切割(切割工序)，并經(jīng)過其它后續(xù)工序而成為玻璃制品。例如，平板玻璃的情況下，利用成形單元將玻璃融液G成形為玻璃帶，將其通過退火單元退火后，切割成所需的大小，并根據(jù)需要進(jìn)行研磨玻璃端部等后續(xù)加工，從而獲得平板玻璃。
通過本發(fā)明的熔融玻璃制造方法制造的熔融玻璃只要是通過空中加熱熔化法制造的熔融玻璃，在組成方面都沒有限制。所以，也可以是鈉鈣玻璃或硼硅酸鹽玻璃。此外， 所制造的玻璃制品的用途不局限于建筑用和車輛用，可以例舉平板顯示器用及其它各種用途。建筑用或車輛用的平板玻璃所用的鈉鈣玻璃的情況下，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成Si02 =65 75%、Al2O3 :0 3%、CaO :5 15%、MgO 0 15%, Na2O 10 20%、K2O 0 3%、Li2O 0 5%、Fii2O3 0 3%、11 0 5%、 0 3%、BaO :0 5%、SrO :0 5%、B2O3 :0 5%、ZnO :0 5%、ZrO2 :0 5%、SnO2 0 3%、S03 0 0. 5%。液晶顯示器用或者有機(jī)EL顯示器用的基板所用的無堿玻璃的情況下，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成39 70%、A1203 3 25%、B203 1 20%,MgO 0 10%、CaO 0 17%、SrO 0 20%、BaO 0 30%。等離子體顯示器用的基板所用的混合含堿玻璃的情況下，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示,較好是具有下述組成50 75%、A1203 0 15%、Mg0+Ca0+Sr0+Ba0+ai0 6 24 %、Na2CHK2O :6 24 %。作為其它用途，耐熱容器或者物理化學(xué)用器具等所用的硼硅酸鹽玻璃的情況下， 以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成SiA =60 85%、Al2O3 :0 5%、 B2O3 5 20%、Na2CHK2O :2 10%。本實(shí)施方式雖然對(duì)第一加熱組合件及玻璃碎片投入筒在鉛垂方向上朝下設(shè)置的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但并不限定于此，只要是朝下，也可以是玻璃原料粒子加熱組合件及玻璃碎片投入筒傾斜設(shè)置的實(shí)施方式。本實(shí)施方式雖然對(duì)第一加熱組合件和玻璃碎片投入筒兩者都設(shè)置于玻璃熔融爐的頂部的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但并不限定于此，只要兩者在熔融爐的上部爐壁即可，因此例如也可以是第一加熱組合件設(shè)置于玻璃熔融爐的頂部而玻璃碎片投入筒設(shè)置于玻璃熔融爐的側(cè)壁的實(shí)施方式。本實(shí)施方式雖然對(duì)設(shè)置1根煙道的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但并不限定于此，也可以在設(shè)置1根煙道的位置設(shè)置多個(gè)煙道，只要這些煙道按照與1根煙道起到同樣的排煙效果的方式進(jìn)行設(shè)置即可。本實(shí)施方式對(duì)玻璃熔融爐的頂面做成平面形狀的情況進(jìn)行了說明，但不限定于此，玻璃熔融爐的頂面也可以做成拱形、穹頂形等。而且，本實(shí)施方式還對(duì)并用玻璃碎片和玻璃原料粒子來制造熔融玻璃的例子進(jìn)行了說明，但并用玻璃碎片并不是必須的，也可以僅由玻璃原料粒子來制造熔融玻璃。而且， 并用玻璃碎片的情況下，本實(shí)施方式雖然對(duì)使用用于對(duì)投入的玻璃碎片進(jìn)行加熱的第二加熱單元的例子進(jìn)行了說明，但第二加熱單元的使用(和由此形成的第二氣相部的形成)不是必須的。即，無需采用特別的構(gòu)成以用于對(duì)投入爐內(nèi)且在氣相中落下的玻璃碎片進(jìn)行加熱，也可以將玻璃碎片投入由玻璃原料粒子生成的玻璃融液中使該玻璃碎片熔融。此時(shí)，如果出現(xiàn)玻璃融液的溫度下降等問題，則可以采用對(duì)玻璃融液加熱的裝置等來解決熱能的不足。此外，本實(shí)施方式對(duì)在玻璃熔融爐中有1個(gè)由煙道、多個(gè)第一加熱組合件和任選
15的第二加熱組合件構(gòu)成的組合的玻璃熔融爐進(jìn)行了說明，但也可以在玻璃熔融爐中設(shè)置多個(gè)這樣的組合。例如，在圖3和圖4的玻璃熔融爐50中，具有1個(gè)由煙道16、多個(gè)第一加熱組合件18、18……和第二加熱組合件20、20……構(gòu)成的組合，但也可以在玻璃熔融爐中設(shè)置 2個(gè)以上這樣的組合。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性利用本發(fā)明制造的熔融玻璃可使用浮法錫槽、熔融成型機(jī)、軋制成型機(jī)、吹塑成型機(jī)、壓模機(jī)等成形裝置成形為各種形狀的玻璃制品。另外，在這里引用2009年7月8日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2009-161841號(hào)的說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要的所有內(nèi)容作為本發(fā)明說明書的揭示。符號(hào)的說明10…玻璃熔融爐、12···熔融槽、14···頂壁、16…煙道、17…冷卻裝置、18…第一加熱組合件(玻璃原料粒子投入部及用于形成氣相部的加熱單元)、19…集塵裝置、20···第二加熱組合件(玻璃碎片投入部及用于形成第二氣相的加熱單元)、21···抽風(fēng)機(jī)、22···第一氣相部中的玻璃原料粒子等、23···氣體供應(yīng)部、24···浮游粒子、25…廢氣系統(tǒng)、26···第二氣相部中的玻璃碎片、28···氧燃燒器、30…噴嘴、32···火焰、34···玻璃碎片投入筒、36···氧燃燒器、 38···投入口、40···噴嘴、42···火焰、44···爐壁、50···玻璃熔融爐、52···熔融槽、54···頂壁、56··· 出口、60···爐底部
權(quán)利要求
1.一種玻璃熔融爐，為在玻璃熔融爐內(nèi)的氣相氣氛中使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子、再使該液態(tài)玻璃粒子聚積在玻璃熔融爐的底部以形成玻璃融液、然后將該玻璃融液排出的玻璃熔融爐，其特征在于，具備貫穿所述玻璃熔融爐的頂部而設(shè)置的煙道；俯視時(shí)配置在所述煙道的周圍并且在所述玻璃熔融爐內(nèi)的上部爐壁部朝下設(shè)置的多個(gè)玻璃原料粒子投入部；針對(duì)所述多個(gè)玻璃原料粒子投入部中的各個(gè)投入部設(shè)置的、用于在玻璃原料粒子投入部的下方形成使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子的氣相部的加熱單元；聚積所述液態(tài)玻璃粒子以形成玻璃融液的爐底部；以及將所述玻璃融液排出的排出部。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃熔融爐，其特征在于，俯視時(shí)所述玻璃熔融爐在沿著以所述煙道為中心的同心圓上配置所述多個(gè)玻璃原料粒子投入部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述加熱單元為可產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由可產(chǎn)生熱等離子體的一對(duì)以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述玻璃熔融爐構(gòu)成為以鉛垂方向?yàn)橹行妮S的大致圓筒狀，并且俯視時(shí)在其大致中央部設(shè)有所述煙道。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述玻璃熔融爐具備將玻璃碎片投入的多個(gè)玻璃碎片投入部，該多個(gè)玻璃碎片投入部朝下設(shè)置在所述玻璃熔融爐的所述爐壁部并且隔著規(guī)定的間隔進(jìn)行設(shè)置以包圍所述多個(gè)玻璃原料粒子投入部的整體。
6.如權(quán)利要求5所述的玻璃熔融爐，其特征在于，俯視時(shí)所述玻璃熔融爐在沿著以所述煙道為中心的同心圓上配置所述多個(gè)玻璃碎片投入部。
7.如權(quán)利要求5或6所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述玻璃碎片投入部設(shè)為用于投入所述玻璃碎片的短徑(a)為0. Imm < a < 50mm的玻璃碎片。
8.如權(quán)利要求7所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述短徑(a)的玻璃碎片為留在網(wǎng)眼的篩孔徑的尺寸為0. Imm的篩中、并且通過網(wǎng)眼的篩孔徑的尺寸為50mm的篩的玻璃碎片。
9.如權(quán)利要求5 8中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述玻璃熔融爐具備加熱單元，該加熱單元用于在所述玻璃碎片投入部的下方形成使玻璃碎片成為至少表面液化的玻璃粒子的氣相部。
10.如權(quán)利要求5 9中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐，其特征在于，設(shè)有氣體供應(yīng)部，該氣體供應(yīng)部用于將來自所述煙道的廢氣的一部分供應(yīng)至從所述玻璃碎片投入部投入之前的玻璃碎片進(jìn)行預(yù)熱。
11.一種熔融玻璃的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐制造熔融玻璃。
12.—種玻璃制品的制造裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的玻璃熔融爐、設(shè)置于該玻璃熔融爐的所述排出部的下游側(cè)的對(duì)熔融玻璃進(jìn)行成形的成形單元、 對(duì)成形后的玻璃進(jìn)行退火的退火單元。
13.一種玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括利用權(quán)利要求11所述的熔融玻璃的制造方法制造熔融玻璃的工序、對(duì)該熔融玻璃進(jìn)行成形的工序和對(duì)成形后的玻璃進(jìn)行退火的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠抑制因浮游在爐內(nèi)的粒子附著于爐壁而引起的熔融玻璃的品質(zhì)下降的玻璃熔融爐、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造裝置以及玻璃制品的制造方法。本發(fā)明的熔融槽(12)在頂壁(14)的大致中央部配置有煙道(16)，在該煙道(16)的周圍配置有8臺(tái)第一加熱組合件(玻璃原料粒子投入部和用于形成使玻璃原料粒子成為液態(tài)玻璃粒子的氣相部的加熱單元的組合)(18、18……)。因此，浮游在爐內(nèi)的粒子(浮游粒子)(24、24……)被煙道(16)的吸引力吸引并排到爐外進(jìn)行除去，而不會(huì)飛向周圍的爐壁(44)。藉此，根據(jù)該熔融槽(12)，附著于爐壁(44)的浮游粒子(24、24……)的附著量劇減，因此能夠防止因浮游粒子(24、24……)附著于爐壁(44)而引起的爐壁損傷和玻璃融液(G)的品質(zhì)下降。
文檔編號(hào)C03B3/02GK102471113SQ20108003020
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者大川智, 宮崎誠司, 田中千禾夫, 酒本修 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社