[发明专利]玻璃熔化炉及玻璃熔化方法

说明书

技术领域

本发明涉及使玻璃原料熔化的玻璃熔化炉及玻璃熔化方法。

背景技术

制造玻璃制品的方法一般由以下工序构成：使玻璃原料熔化而得到熔融玻璃的熔化工序、除去熔融玻璃的气泡而使熔融玻璃澄清的澄清工序、以及将澄清后的熔融玻璃成形为预定形状的成形工序。

上述工序中，熔化工序是将按照玻璃制品的组成称量多种原料并混合而成的玻璃原料投入到熔化炉中、并加热至与玻璃的种类相应的温度而使其熔化的工序。

熔化炉在使玻璃原料熔化的熔化室的前壁上具备原料投入口，在熔化室的后壁上具备取出口，在从原料投入口至取出口的流路的侧壁上具备多个燃烧器，多个燃烧器向熔化室内喷出火焰来对熔化室内的玻璃进行加热而使其熔化。燃烧器喷出使天然气、重油等燃料与气体混合燃烧而形成的火焰。

一般而言，作为混合在燃料中的气体，可以使用空气和含氧气气体中的任意一种。在使用空气的空气燃烧的情况下，占空气约78体积%的氮气在对燃烧没有贡献的情况下被排出到炉外。在使用含氧气气体的氧气燃烧的情况下，与空气燃烧的情况相比，排气量较少，因此，热效率高且CO₂排出量和NO_x排出量少。

作为混合在燃料中的气体，也可以使用空气与含氧气气体混合而成的混合气体(例如参考专利文献1)。这种情况下，含氧气气体在混合气体中所占的比例越高，则燃烧后的气体中含有的水分浓度越高，因此，熔化室内的熔融玻璃中溶解的水分量增多。溶解在熔融玻璃中的水分在澄清工序中形成气泡而浮起。因此，通过优化熔融玻璃中溶解的水分量，能够在澄清工序中促进熔融玻璃内气泡的生长而促进气泡的浮起，从而能够制造缺陷少的玻璃制品。

但是，在使用空气与含氧气气体混合而成的混合气体作为混合在燃料中的气体的情况下，与空气燃烧的情况相比，NO_x排出量有时也增多(例如参考非专利文献1)。详细而言，在混合气体中的氧气浓度低于93体积%且超过25体积%的情况下，与空气燃烧的情况相比，NO_x排出量增多。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-128549号公报

非专利文献

非专利文献1：R&D神户制钢技报，Vol.51，No.2(2001.9)，p.8~12，“酸素富化空気による省エネルギと低NOx燃焼に関する研究(关于利用富氧空气的节能和低NO_x燃烧的研究)”

发明内容

发明所要解决的问题

因此，本发明中，以抑制CO₂和NO_x的排出量的增加并且调节熔化室内的熔融玻璃中溶解的水分量为目的，对在熔化炉中设置空气助燃燃烧器和氧气助燃燃烧器这两种燃烧器的技术方案进行了研究。

但是，仅在熔化炉中设置空气助燃燃烧器和氧气助燃燃烧器这两种燃烧器时，有时会由于设置在熔化室的侧壁上的排气口的影响而难以充分调节熔化室内的燃烧后的气体中含有的水分浓度。结果，有时难以充分调节熔化室内的熔融玻璃中溶解的水分量。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供能够抑制CO₂和NO_x的排出量的增加并且能够充分调节熔融玻璃中溶解的水分量的玻璃熔化炉。

用于解决问题的手段

为了解决上述目的，本发明提供一种玻璃熔化炉，具备使玻璃原料熔化的熔化室和设置在从该熔化室的前壁至后壁的流路的侧壁上的多个燃烧器，所述多个燃烧器向所述熔化室内喷出火焰来对所述熔化室内的玻璃进行加热而使其熔化，所述玻璃熔化炉中，

所述多个燃烧器使用喷出使燃料与含氧气气体混合燃烧而形成的火焰的氧气助燃燃烧器和喷出使燃料与空气混合燃烧而形成的火焰的空气助燃燃烧器这两种燃烧器，

所述多个燃烧器每一小时的总燃烧热量的30%以上且90%以下由所述氧气助燃燃烧器产生，

用于将所述熔化室内的燃烧后的气体排出到外部的排气口以相对的方式在所述熔化室的两侧壁中的每个侧壁上各配置一个，或者仅在所述熔化室的两侧壁中的一个侧壁上配置一个，或者配置在所述熔化室的前壁或后壁，

将所述排气口与所述前壁之间的前后方向上的距离和所述排气口与所述后壁之间的前后方向上的距离中的最大距离设为L时，在与所述排气口在朝前的方向和/或朝后的方向上相距0.6L以上的区域内设置至少一个所述氧气助燃燃烧器和至少一个所述空气助燃燃烧器，