[发明专利]用于精炼熔融玻璃的过程和装置

说明书

一种用于精炼熔融玻璃的过程和一种用于精炼熔融玻璃的装置。该过程包括：(a)提供包括多个气泡的熔融玻璃的流；(b)提供多孔体，该多孔体包括入口、与所述入口处于流体联通的出口、以及多个孔，熔融玻璃能够在所述入口和所述出口之间流动通过所述多个孔，所述多个孔由具有壁表面的壁限定；并且(c)使所述熔融玻璃流动通过所述多孔体并且通过所述多个孔，使得在所述熔融玻璃和所述孔的壁表面之间的相互作用促进气泡从所述熔融玻璃释放或者引起在所述熔融玻璃内的气泡中的至少一些萎陷或破裂以将所述气泡的尺寸减小到商业上可接受的尺寸。

技术领域

本公开针对用于生产熔融玻璃的过程(process，有时称为方法或工艺)和装置，以及更具体地说针对用于精炼(refine)熔融玻璃的过程和装置。

背景技术

基于硅的玻璃(silica-based glass)例如钠钙硅玻璃在玻璃容器和其它物品的制造中是普遍的。用于制作这样的物品的熔融玻璃按照惯例通过熔化称为在连续的池炉(tank furnace)中的一个端部中的批料(batch)的形成玻璃的材料的混合物准备。作为结果产生的熔融玻璃典型地包含不期望的相当数量的气泡，一般地称为核(seed)。这种未精炼的熔融玻璃的气泡含量典型地通过将熔融玻璃加热到相对高的温度以减少熔融玻璃的粘度从而在熔融玻璃内部的气泡能够逐渐地上升到熔融玻璃的自由表面并且在适当量的时间中逸出而减少到期望的水平。在这样的过程中，典型地依赖于在熔融玻璃内部的上升的对流流以将气泡带到熔融玻璃的表面。

发明内容

根据公开的一个方面，本公开的一般的目的是提供用于相比于传统的精炼过程增大气泡从熔融玻璃的流中被释放和/或被移除的比率的装置和过程。本公开的装置和过程也可减少这样的温度，即熔融玻璃必须在该温度下被加热以有效地精炼熔融玻璃。

本公开体现了能够彼此分开地或彼此组合地实施的许多方面。

根据公开的一个方面的用于精炼熔化物流的多孔体包括：入口、与入口处于流体联通中且在纵向方向上与入口间隔开的出口、以及多个孔，熔融玻璃能够在入口和出口之间流动通过所述多个孔。多孔体的孔由具有壁表面的壁限定，该壁表面构造成当熔融玻璃在入口和出口之间流动时与熔融玻璃相互作用以帮助精炼熔融玻璃。这可通过促进气泡从熔融玻璃中的释放实现，例如通过促进在熔融玻璃内部的气泡的合并或通过增大在熔融玻璃内部的气泡的尺寸。在其它的实施例中，这可通过将在熔融玻璃内部的气泡的尺寸减小到商业上可接受的尺寸而实现。

根据公开的另一方面，提供了用于熔化并且精炼熔融玻璃的装置，该装置包括：熔化器(melter，有时称为熔炉)、在熔化器下游的精炼机、在熔化器和精炼机之间的喉部(throat，有时称为炉喉)、以及具有入口和与入口处于流体联通中的出口的多孔体。多孔体可设置在熔化器、精炼机、和/或喉部内部。多孔体包括多个孔，熔融玻璃能够在入口和出口之间流动通过该多个孔。多孔体的孔由具有壁表面的壁限定，该壁表面构造成帮助精炼熔融玻璃。例如，壁表面可构造成促进在熔融玻璃内部的气泡的合并以增大气泡的尺寸，或壁表面可构造成将在熔融玻璃内部的气泡的尺寸减小到商业上可接受的尺寸。在一些实施例中，壁表面可构造成与熔融玻璃相互作用以生产二氧化碳(CO₂)气体、氮氧化物(NO_x)气体、或两者。

根据公开的在另一方面，提供了用于熔化和精炼熔融玻璃的装置，该装置包括：具有上游端部和相对的下游端部的熔化器；与熔化器的下游端部处于流体联通中的喉部；以及具有入口、与入口处于流体联通中的出口以及多个孔(熔融玻璃能够在入口和出口之间流动通过该多个孔)的多孔体。多孔体构造成拦截从熔化器的下游端部流动到喉部中的熔融玻璃并且与熔融玻璃相互作用以促进气泡从熔融玻璃中的释放或将在熔融玻璃内部的气泡的尺寸减小到商业上可接受的尺寸。