[发明专利]用于生产玻璃熔体的熔化设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产玻璃熔体的熔化设备，该熔化设备具有一串联布置结构，该串联布置结构包括至少一个玻璃原料供料口、一熔化区、一澄清区、一收缩部、一调节区以及一用于将玻璃熔体转送到处理设备的溢出口，其中该串联布置结构具有底面、侧壁和顶面。

背景技术

玻璃制造工艺是非常复杂的。其基于物理、化学、热力学、热动力学、静力学和熔体容器几何学的原理并且重要的是也受到关于保护人类和环境不受有害物质的侵害、节能和定价的法律规定的制约。该制造方法通常基于超过1500℃的温度，这相当于白热温度。这里重要的是，成分和参数必须在其复杂的相互作用中被分析并且常常以相互对立的方式彼此影响。

从玻璃产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从玻璃熔化设备——该玻璃熔化设备是具有大量外围设备和建筑物的复杂工厂的部件，不是简单的槽盆比如浴槽——的制造商的角度，这也是必须注意的。由于玻璃熔化设备是必须保养且在必要时维修的长期财产投资，这一点更加重要。

在此，玻璃容器如玻璃杯、瓶子和其他盛器、以及特别是大面积的平面玻璃/平板玻璃或浮法玻璃特别棘手，因为它们是这样的产品，即：这些产品中的瑕疵保持持久可见，比如由细小微粒、气泡、条痕、污点造成的混浊/模糊和由燃烧产物引起的色差以及厚度差。在用于制造太阳能元件的平面玻璃中还存在另外的问题：由于平面玻璃在此用作基片并且要求较高的透光度，因此必须基本上没有吸收成分比如氧化铁。本发明致力于至少在很大程度上解决这样的问题。

通过US 3884 665 A已知，在用于制造平面玻璃的熔炉中在装备有侧面燃烧器的熔化区和无燃烧器的澄清区之间在位于炉料和熔体上的、填充有燃烧气体的空间内设置有一第一收缩部，但该第一收缩部不会阻碍位于该第一收缩部下方的熔体。在澄清区和用于把熔体冷却为玻璃带的区域之间设置有另一收缩部，其具有一底部隆起并且其在垂直方向上的流动截面可通过一布置在底部隆起上方的移动件/滑阀来调节。在此，玻璃熔体温度的最大值可以低于气体空间的所述第一收缩部的温度，因为该说明书暗示了，熔体在澄清区内被再度冷却到具有适当大的粘度。在此底部隆起不是澄清台，因为在流动方向上对于熔体的相应停留时间缺乏足够大的水平的表面。由于圆柱形的拱起部和由于在移动件的下边缘(与该底部隆起)之间的狭窄的水平缝隙，该停留时间特别短。

通过US 3 928 014 A在平面玻璃的制造过程中已知，在方形的槽盆容积中的熔体内部在热路径上产生两个流道/流动循环为此在炉顶中和横向于流动方向在供料口和取出口之间布置有多个、例如八个燃烧器组，通过改变燃烧气体供给量这些燃烧器组可以逐组地被调整到不同功率。在此，最高温度范围产生强的向上流动并且因此也称为“喷泉区域”。该源区不仅纯功能性地和以液压的方式将炉室分隔成熔化区和澄清区，而且也分隔开表面处的流动方向和槽盆底部上的流动方向。表面流动的取向彼此分离，而底部流动的取向指向彼此，其中澄清区内的流道的一部分底部流动在朝向炉料的方向上再度混合熔化区内的表面流动。通过由根据图3中的曲线B加大燃烧器组的比热功率而造成的源区的在朝向平面玻璃槽盆方向上的加长，延长了源区前面的流动路径。由此延长停留时间并因此改善玻璃质量。在此，熔化区同澄清区的长度比优选在1.25∶1和1.50∶1之间。但是这种措施加重了澄清区的长度负载，因此一直存在重大问题。在该文献中也没有公开澄清台。

通过US 5 766 296 A和相应的EP 0 763 503 B1还已知，通过底部隆起强迫使熔化区与澄清区以及使位于它们中的流道分隔开，并且通过位于两侧的底部电极列和位于底部电极前面的泡式喷嘴列强化其分隔作用。但是底部隆起没有澄清台的功用，因为其在玻璃(浴)池中的高度被限制在最高为两侧料位的50％，并且其截面向上显著逐渐变细，从而尽可能少地妨碍流道。在澄清区和均化区之间在一台阶部之后直接存在有一收缩部，该收缩部在英语中也称作“neck(颈部)”或“waist(腰部)”，但该收缩部没有伸入熔体内部。