用于生产玻璃熔体的熔化设备制造技术

本发明专利技术涉及在一串联布置结构中生产玻璃熔体（９），该串联布置结构包括至少一个用于玻璃原料的供料口（７）、一熔化区（２）、一澄清区（３）、一收缩部（４）、一调节区（５）和一通向处理设备的溢出口（８）。为了消除熔体的可见地保留在最终产品中的瑕疵，根据本发明专利技术，ａ）在熔化区（２）和澄清区（３）的起始端之间布置一澄清台（１９），ｂ）在供料口（７）和澄清台（１９）之间布置侧面燃烧器（１５、１７）和烟气排放口（１６、１８），ｃ）收缩部（４）在两个端部上通过端壁（１２、１３）来界定，所述端壁在玻璃熔体（９）的上方留出窄的烟气流动截面，ｄ）在收缩部（４）内部布置玻璃熔体（９）的冷却装置。本发明专利技术特别适合于制造平面玻璃和太阳能元件的面板。在此也可以预热用于燃料的氧化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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°C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。本专利技术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(Stromungswalze)。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 Bl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。通过US-PS 5 194 081已知，通过底部电极来加热玻璃原料熔化区和熔体升温区。在升温区和调节区之间布置有一底部隆起，其被称为提坝并且其外部侧壁暴露在空气中，以便冷却熔体。提坝的顶面与熔体液面的间距和在玻璃的流动方向上的长度没有说明， 因此不能也不应将底部隆起视作澄清台或用于分隔玻璃流动。公开了通过燃烧器的加热 (第5栏18至27行)，这些燃烧器处在墙壁孔(喷射口)40、41内，也就是按照通常定义的横流燃烧器，其作用局限于处在燃烧器之间的横流区域。通过这种方式，燃烧气体纵向流过调节室的流动同样是不可能的。玻璃中的流动通过箭头来标明，可清楚地看到在提坝上方和在升温室内部出现逆流和漩涡，其至少妨碍了熔体在该位置处的澄清。事实上，在同一段落的18至21行中明确说明，在流过提坝39以后(！)杂质和气泡才减少。可是，提坝39 后的池深度明显与其相违背，因此提坝39不能视为澄清台。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，以如下方式改善开始所述类型的设备，S卩在将玻璃熔体交给处理设备之前尽可能消除玻璃熔体的瑕疵、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，这些瑕疵在玻璃中持久保持可见。根据本专利技术，所述目的在开始所描述的设备中如此实现，即a)在熔化区与澄清区的起始端之间布置有一澄清台，该澄清台的顶面与玻璃熔体的在设计上预定的料位之间具有这样的间距，使得玻璃熔体从澄清区到熔化区的回流尽可能小，b)在所述至少一个供料口与所述澄清台之间在每个侧壁中均布置有侧面燃烧器 /侧出火燃烧器(kitenbrermer)和烟气排放口，c)所述收缩部在两个端部处由端壁界定，所述端壁在玻璃熔体上方为烟气留出窄的流动截面，d)在收缩部内部布置有用于玻璃熔体的冷却装置。通过这些装置的共同作用，通过如下所述地改良开头所述类型的设备，可靠并低成本地实现了所提出的目的，即在将玻璃熔体送交给后续处理设备之前尽可能消除玻璃熔体的瑕疵、比如由细小微粒、气泡、条痕、污点造成的混浊和由燃烧产物引起的色差以及厚度差，这些瑕疵在玻璃中保持持久可见。通过澄清台连同其闭锁作用，防止回流入具有强加热的熔化区中并且防止将干扰效应如特别是微粒夹带入最终产品中，同时显著改善能量效率并且保护环境。几年前申请人引入了“澄清台”的概念，因为该术语清楚表明了澄清台具有哪种几何形状和空间形状并且具有哪一种在熔体中的相对位置。在莱比锡基础工业德语出版社 1991年的词典“ABC Glas”中在第165和166页解释了术语条目“澄清”和“澄清区”。第 165页涉及通过缩短气泡上升路径消除气泡，这是通过使含气泡的熔体在又宽又薄的层中在高温下水平缓慢地沿取出方向流动、例如流过安装在熔体中的底壁来实现的。这里缩短气泡上升路径对热澄清作用做贡献。该原理保证强的澄清效果(逐字引用)。在第166页的术语条目“澄清区”下可找到类似的陈述。在所述设备的另外的设计方案中，下述方面(单独地或组合地)是特别有利的*冷却装置高度可调地布置在收缩部中，*冷却装置包括管段，该管段的轴线回形地布置在一共同的竖直平面内，*沿流动方向在冷却装置后面布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于生产玻璃熔体（９）的熔化设备（１），该熔化设备具有一包括至少一个用于玻璃原料的供料口（７）、一熔化区（２）、一澄清区（３）、一收缩部（４）、一调节区（５）和一用于把玻璃熔体（９）转送到处理设备的溢出口（８）的串联布置结构，其中该串联布置结构具有底面（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）、侧壁和顶面，其特征在于，ａ）在所述熔化区（２）与所述澄清区（３）的起始端之间布置有一澄清台（１９），该澄清台的顶面与所述玻璃熔体（９）的在结构上预定的料位之间具有如此间距，使得所述玻璃熔体（９）从澄清区（３）到熔化区（２）的回流尽可能小，ｂ）在所述至少一个供料口（７）和所述澄清台（１９）之间在每个侧壁中均布置有侧面燃烧器（１５、１７、３０）和烟气排放口（１６、１８、２９），ｃ）所述收缩部（４）在两个端部处由端壁（１２、１３）界定，所述端壁在玻璃熔体（９）的上方留出窄的用于烟气的流动截面，ｄ）在所述收缩部（４）内部布置有用于玻璃熔体（９）的冷却装置（２１、２２、２３）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·林迪希，
申请(专利权)人：索尔格投资有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE