玻璃熔融裝置及玻璃熔融方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術提供一種即使為相當量的玻璃原料，也可一邊在縱型圓筒狀玻璃熔融塔中下落一邊迅速且穩(wěn)定地熔融的玻璃熔融裝置及玻璃熔融方法。本發(fā)明專利技術為依次具備具有供給玻璃原料的玻璃原料供給口的原料供給裝置、以及將供給的下落狀態(tài)的玻璃原料進行加熱而制成熔融玻璃的縱型圓筒狀玻璃熔融塔的玻璃熔融裝置及使用其的玻璃熔融方法，在縱型圓筒狀玻璃熔融塔中，相對于其切線方向，設有至少具備供給燃料氣體的第1噴嘴及供給含氧氣體的第2噴嘴的管狀火焰生成裝置。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及。特別是涉及即使為相當量的玻璃原料，也可使之一邊下落一邊極其迅速且穩(wěn)定地進行熔融的。
技術介紹
以往，已知使粉末狀態(tài)的玻璃原料用規(guī)定的氣體燃燒器進行加熱熔融，制成具有規(guī)定粘度的溶液狀態(tài)的熔融玻璃的玻璃熔解裝置(例如，參照專利文獻I)。更具體而言，如圖11所示，是在熔解室202前后分別連續(xù)設置原料投入部203與清澄室204并且在熔解室202中具備生成燃燒火焰的多根氣體燃燒器201 (201a 201e)的玻璃熔解裝置200，并且是在熔解室202的原料投入部側設置的至少一個氣體燃燒器中設置玻璃原料供給機構207而成的玻璃熔解裝置200，玻璃原料供給機構207將含有玻璃原 料或者碎片或者它們的混合原料的至少一部分的粉粒體供給至氣體燃燒器201a、201b的燃燒火焰中。此外，還提出了使用了如下構成的等離子體裝置的玻璃熔融裝置，S卩，將高壓施加在陽極(等離子體炬)與陰極之間而使電弧發(fā)生，對此應用工作氣體(空氣等)，形成等離子體流(例如，參照專利文獻2 )。更具體而言，如圖12 Ca) (b)所示，是包括以下結構而成的玻璃熔融裝置301 原料加熱部303，在將玻璃原料的一部分或者全部成型為粒子狀而進行調(diào)整的混合玻璃原料(W)通過時，利用加熱至碳酸鹽的分解反應溫度以上的等離子體加熱熔融裝置306來形成氣相氣氛；以及玻璃熔液部304，是經(jīng)加熱的玻璃原料被供給至上部的構成、用于儲留玻璃熔液308。進而，提出了一種光焰燃燒器，其為適用于玻璃熔解爐等的橫型圓筒狀光焰燃燒器，可形成管狀火焰，并且形成光焰，還可利用火焰輻射(例如，參照專利文獻3)。更具體而言，如圖13 (a) (b)所示，為如下構成在形成橫型圓筒狀燃燒空間402的燃燒器本體401的內(nèi)面，具備使空氣與燃料氣體的混合氣向切線方向噴出的噴出部404，將從該噴出部404噴出的混合氣在燃燒空間402中進行回旋，形成管狀火焰而進行燃Jyti o并且，是如下構成的光焰燃燒器450，即，在燃燒空間402的軸向中的一端402a的壁面中心部，具備使燃料氣體從該壁面中心部向軸向進行噴射的軸向燃料噴射部405，從燃燒空間402的軸向中的另一端402b使光焰408噴出。專利文獻I :日本特開平11 - 11953號公報(權利要求書等)專利文獻2 :日本特開2006 - 199549號公報(權利要求書等)專利文獻3 :日本特開2009 - 222291號公報(權利要求書等)
技術實現(xiàn)思路
然而，專利文獻I公開的玻璃熔融裝置中，雖然可使較大量的玻璃原料進行熔解，但是出現(xiàn)制成熔融玻璃需要數(shù)十小時這樣相當長的熔解時間之類的問題。此外，即使為了熔融爐的維護等而產(chǎn)生停止玻璃熔融裝置工作的必要的情況下，在使玻璃熔融裝置下降至規(guī)定溫度而進行必要的作業(yè)之后，為了以高溫狀態(tài)進行再運轉，需要過度長的時間，因此出現(xiàn)事實上不可能的問題。因此，在公開的玻璃熔融裝置中，沒有維護這樣的概念，在產(chǎn)生了停止工作的必要的情況下，必須將裝置整體進行廢棄而進行更換，這是極其不經(jīng)濟的。此外，專利文獻2中公開的玻璃熔融裝置雖然對于使較少量的玻璃原料進行熔融的情況，存在使用等離子體熔融裝置而可用較短時間進行熔融的可能性，但是由于為定點加熱方式，因此出現(xiàn)無法適用于使相當量的玻璃原料進行熔融的情況這樣的問題。此外，存在必須將向玻璃熔融裝置中提供的玻璃原料成型為規(guī)定粒徑、例如3mm以下的粒子狀這樣的制約，還出現(xiàn)工序數(shù)增加、或者制造時間變長、甚至制造時的成品率下降這樣的問題。 進而，即使為使用了專利文獻3中公開的含有管狀火焰的光焰燃燒器時，對于堿石灰玻璃原料等，也出現(xiàn)無法迅速且均勻地熔解這樣的問題。S卩，堿石灰玻璃原料等以硅砂等天然成分為主成分，除此以外，還大量含有熔點等不同的不同種類的原料，存在這些玻璃原料平均粒徑(D50)的偏差大，而且容易發(fā)生二氧化碳這樣的事實。由此，因這些玻璃原料的平均粒徑(D50)的偏差、二氧化碳的影響而導致出現(xiàn)堿石灰玻璃原料的熔解時間過長、或者熔解狀態(tài)變得不均勻這樣的問題。因此，本專利技術的專利技術者等進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)通過依次具備規(guī)定的原料供給裝置與包含管狀火焰生成裝置的玻璃熔融塔，從而可將下落中的玻璃原料迅速且連續(xù)地進行熔融，由此完成了本專利技術。S卩，本專利技術的目的是提供即使為相當量的玻璃原料，也不必將玻璃原料成型為規(guī)定粒徑，且排除了發(fā)生的二氧化碳等的影響，可迅速且連續(xù)地進行熔融的玻璃熔融裝置、以及使用這種玻璃熔融裝置而成的玻璃原料的有效率的熔融方法。根據(jù)本專利技術，提供了一種玻璃熔融裝置，其特征在于，依次具備具有供給玻璃原料的玻璃原料供給口的原料供給裝置、以及將供給的下落狀態(tài)的玻璃原料進行加熱而制成熔融玻璃的縱型圓筒狀玻璃熔融塔，在縱型圓筒狀玻璃熔融塔中，相對于其切線方向，設置具備供給燃料氣體的第I噴嘴和供給含氧氣體的第2噴嘴的管狀火焰生成裝置，從而可解決上述課題。S卩，通過依次具備這樣的原料供給裝置與玻璃熔融塔，從而不必將玻璃原料成型為規(guī)定粒徑，且排除了發(fā)生的二氧化碳等的影響，無論熔融的玻璃原料量如何，都可將下落中的玻璃原料迅速且連續(xù)地進行熔融。另外，通過這樣構成，從而用于玻璃原料熔融的管狀火焰沿著縱型圓筒狀玻璃熔融塔的內(nèi)壁進行移動，可到達所得熔融玻璃，所以可將其進一步用作加熱保溫的熱源，甚至在玻璃原料熔融時，可得到極其高的能量效率。此外，在這種玻璃熔融塔的下端設置所得熔融玻璃的儲留部，因此通過邊攪拌邊滯留規(guī)定時間，從而即使假如有加熱熔融不充分的玻璃原料等，也可制成均勻流動狀態(tài)的熔融玻璃。此外，在構成本專利技術的玻璃熔融裝置時，優(yōu)選作為管狀火焰生成裝置，沿垂直方向從上方開始，至少設置第I管狀火焰生成裝置及第2管狀火焰生成裝置，與這些第I管狀火焰生成裝置及第2管狀火焰生成裝置對應，分別設置第I玻璃原料供給口及第2玻璃原料供給口。通過這樣構成，即使為使多種玻璃原料進行熔融時,也可對每種玻璃原料選擇多個管狀火焰生成裝置及玻璃原料供給口，即使為相當量的玻璃原料，也可更穩(wěn)定地進行熔融。此外，在構成本專利技術的玻璃熔融裝置時，優(yōu)選在原料供給裝置中設置攪拌裝置，該攪拌裝置為超聲波振動裝置、壓電振動裝置、馬達振動裝置、旋轉混合機、或者螺旋送料器中的任一種。通過這樣構成，可有效地防止玻璃原料的凝聚，即使為相當量的玻璃原料，也可更穩(wěn)定地進行熔融。 此外，在構成本專利技術的玻璃熔融裝置時，優(yōu)選設置定量供給裝置，其在原料供給裝置的下方設置規(guī)定寬度的狹縫，介由該狹縫，一邊使玻璃原料簾狀地下落，一邊對縱型圓筒狀玻璃熔融塔定量地進行供給。通過這樣構成，可連續(xù)且定量地供給玻璃原料，即使為相當量的玻璃原料，也可更穩(wěn)定地進行熔融。此外，在構成本專利技術的玻璃熔融裝置時，優(yōu)選在原料供給裝置與圓筒狀玻璃熔融塔之間設有絕熱裝置或者冷卻裝置。通過這樣構成，從而即使在原料供給裝置中使玻璃原料滯留規(guī)定時間的情況下，也可容易地防止其間加熱引起的凝聚。此外，在構成本專利技術的玻璃熔融裝置時，優(yōu)選在玻璃熔融塔的下端具備用于使所得熔融玻璃進一步加熱熔融的加熱裝置。通過這樣構成，即使由于環(huán)境條件等的變動、玻璃原料的配合偏差等，僅用管狀火焰生成裝置進行加熱而導致發(fā)生了玻璃原料未成為完全熔解狀態(tài)的情況，也可利用與玻璃熔融塔不同的加熱裝置，制成均勻溫度且良好流動狀態(tài)的熔融玻璃本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種玻璃熔融裝置，其特征在于，依次具備具有供給玻璃原料的玻璃原料供給口的原料供給裝置、以及將供給的下落狀態(tài)的玻璃原料進行加熱而制成熔融玻璃的縱型圓筒狀玻璃熔融塔，在所述縱型圓筒狀玻璃熔融塔中，相對于其切線方向，設有至少具備供給燃料氣體的第1噴嘴及供給含氧氣體的第2噴嘴的管狀火焰生成裝置。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：真鍋千秋，石塚悟，
申請(專利權)人：興亞硝子株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：