本公開(kāi)內(nèi)容針對(duì)在玻璃熔體液面以下的位置處將玻璃配合料送料至窯爐中的裝置，該裝置消除了與以其他方式形成在玻璃熔體的頂部表面上的配合料覆蓋層相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

背景技術(shù)：

典型地，為玻璃熔化窯爐提供能量的天然氣燃燒器位于該窯爐的壁中。來(lái)自該燃燒器的火焰延伸橫跨窯爐的寬度或長(zhǎng)度，稍稍在窯爐內(nèi)的玻璃熔體的頂部表面的上方并且與其大致平行。熱能主要地通過(guò)傳導(dǎo)和輻射從燃燒器火焰?zhèn)鬟f至玻璃熔體的頂部表面。在典型的窯爐中，通過(guò)將原材料分布在現(xiàn)有的玻璃熔體的頂部上、以及在該玻璃熔體的頂部表面上形成原材料的配合料“覆蓋層”來(lái)添加原配合料。原配合料由干燥的顆粒構(gòu)成，其晶粒大小的范圍從大約0.02mm至1.0 mm。

以這種方式將原配合料添加至玻璃窯爐中存在多種操作困難。首先，由于干燥的配合料的低的熱傳遞系數(shù)和輻射發(fā)射系數(shù)使得其是熱量的不良導(dǎo)體。因此，在熔體的表面上的原配合料的覆蓋層起到絕緣層的作用，其降低了從燃燒器傳遞至玻璃熔體的熱能的量。

另一個(gè)問(wèn)題是，由玻璃燃燒器火焰引起的干燥材料的干擾。來(lái)自火焰的空氣流引起干擾并帶起干燥材料的湍流。干燥材料變得被夾帶在離開(kāi)窯爐煙道或煙囪的廢氣中，這個(gè)情形被稱(chēng)作“配合料帶出”，其導(dǎo)致諸如不透明度和顆粒物質(zhì)排放的環(huán)境空氣排放。由干燥的配合料的覆蓋層引起的第三問(wèn)題是，由于諸如鈉的輕質(zhì)化學(xué)元素的揮發(fā)而引起的來(lái)自玻璃熔體中的這些輕質(zhì)元素的損失。由于帶出或揮發(fā)而引起的配合料的損失改變了玻璃熔體的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致了在期望的化學(xué)規(guī)范之外的最終的玻璃的化學(xué)性質(zhì)，這改變了最終的玻璃產(chǎn)品的屬性。為了避免干燥配合料具有的這些問(wèn)題，典型地利用水（0-5％重量比）來(lái)潤(rùn)濕玻璃熔化窯爐的送料。盡管配合料的潤(rùn)濕緩解了在本文中所討論的許多問(wèn)題，但是它能夠引起其他問(wèn)題，諸如不良的配合料輸送條件，偏析，以及在玻璃熔化窯爐中用于去除所添加的水的額外能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面的一般目標(biāo)是提供用于玻璃窯爐的原配合料送料器，該送料器消除了當(dāng)配合料被送料至熔體的頂部表面上時(shí)可能形成在熔體的頂部表面上的原配合料覆蓋層，并且消除了與這樣的配合料覆蓋層相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)方面的另一個(gè)目標(biāo)是消除原配合料覆蓋層，該原配合料覆蓋層降低了從氣體燃燒器傳遞至玻璃的熱能的量，因此通過(guò)提高從燃燒器火焰?zhèn)鬟f至玻璃熔體的熱能的量來(lái)增加窯爐的效率。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)方面的另一個(gè)目標(biāo)是消除由于在高溫的揮發(fā)所導(dǎo)致的來(lái)自玻璃熔體中的諸如鈉的輕質(zhì)化學(xué)元素的損失。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)方面的又一個(gè)目標(biāo)是消除配合料帶出。本公開(kāi)內(nèi)容包括能夠彼此單獨(dú)實(shí)施或者組合實(shí)施的多個(gè)方面。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面的玻璃窯爐包括以包含具有頂部表面的玻璃熔體的窯爐熔化腔室，以及用以接收玻璃配合料并且在玻璃熔體的頂部表面的液面以下將所述材料送料至窯爐熔化腔室中的配合料送料器。

附圖說(shuō)明

從以下說(shuō)明書(shū)、所附權(quán)利要求以及附圖中將最清楚地理解本公開(kāi)內(nèi)容及其額外目標(biāo)、特征、優(yōu)點(diǎn)和方面，其中：

圖1是具有用于配合料的送料槽的玻璃熔化窯爐的示意性俯視圖，該送料槽被連接至該窯爐的底部部分。

圖2是圖1的玻璃熔化窯爐的側(cè)視圖，其示出用于將配合料送料至窯爐的底部部分中的送料槽和送料路徑。

圖3是玻璃熔化窯爐的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的側(cè)視圖，該玻璃熔化窯爐具有將配合料供應(yīng)至水平的螺旋送料器的在側(cè)面安裝的給料斗，以及在靠近窯爐的底部定位的井部中的配合料加熱器。

圖4是玻璃熔化窯爐的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的側(cè)視圖，該玻璃熔化窯爐具有將配合料供應(yīng)至豎直的螺旋送料器的在側(cè)面安裝的給料斗，以及靠近窯爐的底部定位的配合料加熱器和井部。

圖5是玻璃熔化窯爐的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的側(cè)視圖，該玻璃熔化窯爐具有浸沒(méi)式燃燒器，以及將配合料供應(yīng)至靠近窯爐的底部定位的水平的螺旋送料器的在側(cè)面安裝的給料斗。

具體實(shí)施方式

圖1圖示總地由附圖標(biāo)記10表示的玻璃熔化窯爐的示意性俯視圖。該窯爐具有用于熔化原配合料的窯爐熔化腔室12，在操作中，該窯爐熔化腔室12包含如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的熔融玻璃池14。一個(gè)或多個(gè)配合料送料槽16可以連接至窯爐10，例如，連接至其底部部分。配合料送料入口17可以聯(lián)接至每個(gè)配合料送料槽16用于將原配合料引入至送料槽。配合料送料槽16的每一個(gè)可以包括配合料送料器，例如，螺旋輸送器18。如下面更全面地描述的，配合料送料槽16的每一個(gè)可以聯(lián)接至具有出口21的加熱器20。擋板壁22可以被置于螺旋輸送器18和熔體腔室12之間。擋板壁22在熔化腔室12之前形成井部23或一系列的井部，并且可以包括加熱器20。擋板壁22可以定位在加熱器出口21和窯爐的其余部分之間，并且將加熱器20和加熱器出口21與窯爐10的其余體積隔開(kāi)。

圖2是圖1的玻璃熔化窯爐10的側(cè)視圖，其示出用于將原配合料送料至窯爐10中的配合料送料槽16和送料路徑。窯爐10中的熱量可以由在頂部安裝的加熱元件26提供，該加熱元件26可以由天然氣供能。可以使用其他類(lèi)型的加熱元件并使其位于任何適合的位置中。送料槽16的出口可以聯(lián)接至加熱器20。

加熱器20可以包括在其頂部可以具有出口21的外殼19，以及包括在外殼19內(nèi)的加熱元件。該加熱元件可以包括如期望的氣體加熱元件或電加熱元件。加熱器20還可以包括內(nèi)部螺旋輸送器24。螺旋輸送器24可以將原配合料的流從送料槽16的螺旋輸送器18提供至加熱器出口21。加熱器20可以定位于在窯爐內(nèi)位于玻璃熔化腔室12之前的井部23中，該井部23可以由擋板壁22創(chuàng)建。

擋板壁22形成井部23，原配合料在井部23中被加熱，并且在該配合料流過(guò)擋板壁22并且進(jìn)入窯爐熔化腔室12的主體積之前，該原配合料被在井部23中的加熱器部分地熔化。擋板壁22的頂部27可以低于在窯爐熔化腔室12中的玻璃熔體液面28的頂部表面。熔體液面28可以是腔室12中的熔融玻璃的上表面。

在操作中，原配合料被送料至送料入口17中并且螺旋輸送器18將原配合料輸送通過(guò)送料槽16至加熱器20中。加熱器20加熱并且部分地熔化至少一些原配合料，并且在加熱器20中的輸送器24將該配合料驅(qū)動(dòng)至加熱器出口21并且驅(qū)動(dòng)至由擋板壁22形成的井部23的下部部分中，用于在進(jìn)入熔化腔室12之前的部分熔化。該部分熔化的原配合料向上流過(guò)擋板壁22，流出井部23并且進(jìn)入窯爐熔化腔室12中。

擋板壁22形成井部，在該井部中，當(dāng)加熱器20向原材料提供熱量并且部分地熔化該原材料時(shí)，CO2可以從該原材料中釋放。來(lái)自井部中的原材料中的CO2的釋放降低了當(dāng)原材料在熔化腔室12中完全熔化時(shí)可能形成在玻璃中的CO2氣泡量。從熔融玻璃中去除CO2氣泡被稱(chēng)作精煉。在井部中的CO2的去除降低了在熔化腔室中精煉玻璃所需的時(shí)間量。當(dāng)更多的部分熔化的配合料從加熱器出口21流入井部23中時(shí)，熔化的配合料流過(guò)擋板壁22的頂部27進(jìn)入包括在窯爐熔化腔室12中的熔體池14中。

能夠改變擋板壁22的高度以獲得不同目標(biāo)。短的擋板壁22將保護(hù)送料器機(jī)構(gòu)。中等高度的擋板壁22將使得配合料在熔體池14的中部處被送料，或者在熔體池14的頂表面處被送料。在流過(guò)擋板壁22的熔化與未熔化配合料的混合物中的由加熱器20熔化的配合料的百分比可以從大約25％變化至75％，并且更特別地，當(dāng)需要時(shí)能夠從40％變化至50％。

圖3示出玻璃熔化窯爐48的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例在許多方面與圖1-圖2的實(shí)施例相似，并且貫穿附圖的多個(gè)視圖，在實(shí)施例中的相同標(biāo)記一般表示相同或?qū)?yīng)的元件。因此，實(shí)施例的描述被并入彼此中，并且對(duì)各實(shí)施例共同的主題的描述一般不在此重復(fù)。

玻璃熔化窯爐48具有腔室49，在腔室49中，給料斗30可以鄰近于窯爐熔化腔室49的壁31定位。給料斗30包括原配合料33，原配合料33通過(guò)重力被送料至包括螺旋輸送器36的送料腔室34，該螺旋輸送器36可以安裝在靠近窯爐48的底部部分47的平面處。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)靠近底部部分47可以包括在底部部分47處，或者與其間隔分開(kāi)但是與頂部相比更靠近底部處，或者在窯爐熔化腔室49內(nèi)的熔融玻璃池14的頂部表面以下的位置處。

螺旋輸送器36可以通過(guò)高熱阻接頭37聯(lián)接至包括在電機(jī)殼體41中的電機(jī)39的輸出軸38。電機(jī)殼體41可以聯(lián)接至冷卻流體42的源，該冷卻流體42的源循環(huán)通過(guò)殼體41以將電機(jī)39維持在可接受的操作溫度下。配合料送料腔室34可以通過(guò)擋板壁43與窯爐熔化腔室49的其余部分隔開(kāi)。擋板壁43的頂部44可以在窯爐熔化腔室49中的熔體液面45的頂部表面以下。能夠改變擋板壁43的高度以獲得不同目標(biāo)。短的擋板壁43將保護(hù)螺旋輸送器36免于窯爐熔化腔室49中的熔體池14的高溫。中等高度的擋板壁43將使得配合料被送料至熔體池14的中部，并且高的擋板壁43將使得配合料被送料至熔體池14的上部部分。

可以提供加熱器46以在配合料在擋板壁43的頂部44上方被驅(qū)動(dòng)之前加熱在送料腔室34和井部23中的配合料。加熱器46可以跨過(guò)在擋板壁43和窯爐熔化腔室49的壁31之間的間隙，使得可以迫使正在離開(kāi)送料腔室34的配合料通過(guò)加熱器46。替代地，加熱器46可以定位在擋板壁43的側(cè)面上，面向正在進(jìn)入的配合料，并且定位在與井部23內(nèi)的配合料接觸的窯爐壁31的側(cè)面上，使得可以迫使正在離開(kāi)送料腔室34的配合料經(jīng)過(guò)加熱器46，或者加熱器46可以位于任何其他位置中。加熱器46可以是電加熱器，感應(yīng)加熱器，氣體輻射管道，或其他適合的加熱裝置。

在操作中，重力將配合料33從給料斗30送料至送料腔室34中，并且由電機(jī)39引起的螺旋輸送器36的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)原配合料33通過(guò)送料腔室34并且向上通過(guò)或經(jīng)過(guò)加熱器46。在原配合料33被引入至窯爐熔化腔室49中的熔體池14中之前，加熱器46加熱并部分地熔化至少一些原配合料33。加熱器46的出口可以低于窯爐中的熔體液面45。

圖4示出玻璃熔化窯爐55的替代實(shí)施例，其具有窯爐熔化腔室56，以及將配合料33供應(yīng)至送料腔室的在側(cè)面安裝的給料斗50，該送料腔室是由位于窯爐熔化腔室56中的擋板壁52形成的井部51的一部分。井部51包括靠近窯爐55的底壁54定位的豎直的螺旋輸送器53，以及相應(yīng)地位于擋板壁52和窯爐55的側(cè)壁59的側(cè)面上的加熱元件57和58。窯爐55中的熱量可以由在頂部安裝的加熱元件26提供。給料斗50中的配合料33由重力送料至送料通道61，該送料通道61具有相對(duì)于給料斗50的豎直側(cè)壁63和窯爐55的底壁54成角度的傾斜的底部送料壁62。該傾斜的底部送料壁62可以與窯爐55的底壁54成在30°和60°之間的角度，并且該傾斜的底部送料壁62有助于維持至豎直的螺旋輸送器53的配合料33的平穩(wěn)流。

豎直的螺旋輸送器53被布置成將配合料33從井部51向上傳輸至擋板壁52的頂部64。豎直的螺旋輸送器53可以通過(guò)高熱阻接頭37聯(lián)接至包括在電機(jī)殼體41中的電機(jī)39的輸出軸38。電機(jī)殼體41可以聯(lián)接至冷卻流體42的源，該冷卻流體42的源循環(huán)通過(guò)電機(jī)殼體41以將電機(jī)39維持在可接受的操作溫度下。井部51通過(guò)擋板壁52與窯爐熔化腔室56隔開(kāi)。擋板壁52的頂部64可以低于窯爐熔化腔室56中的熔體液面45。加熱器元件57和58加熱在窯爐熔化腔室56中從井部51向上流過(guò)擋板壁52的頂部64而進(jìn)入的熔體池14中的配合料。加熱器元件57和58可以是電加熱器，感應(yīng)加熱器，氣體輻射管道，或者其他適合的加熱裝置。

圖5示出玻璃熔化窯爐75的另一個(gè)實(shí)施例，該玻璃熔化窯爐75具有包括側(cè)壁81和底壁79的窯爐熔化腔室82。窯爐熔化腔室82包括具有熔體液面88的玻璃熔體池14。配合料送料斗77鄰近于窯爐熔化腔室82的側(cè)壁81定位，以在重力作用下將配合料33供應(yīng)至給料斗77的底部84。窯爐熔化腔室82的側(cè)壁81中的送料開(kāi)口87在熔體液面88以下將配合料33從給料斗的底部84送料至玻璃熔體池14?？拷o料斗77的底壁90的螺旋輸送器78將配合料33從給料斗77的底部84送料通過(guò)送料開(kāi)口87，并且送料至窯爐熔化腔室82中。螺旋輸送器78靠近給料斗的底壁90大致水平地定向?？拷G爐熔化腔室82的底壁79的沉浸式加熱器76在窯爐熔化腔室82中加熱玻璃熔體池14。送料開(kāi)口87限定一平面并且在窯爐熔化腔室82中被定位在熔體液面88以下。螺旋輸送器78可以通過(guò)高熱阻接頭37聯(lián)接至包括在電機(jī)殼體41中的電機(jī)39的輸出軸38。電機(jī)殼體41可以聯(lián)接至循環(huán)通過(guò)殼體41的冷卻流體42的源以將電機(jī)39維持在可接受的操作溫度下。螺旋輸送器78的端部91與送料開(kāi)口87的平面大致對(duì)齊。沉浸式燃燒器76在窯爐熔化腔室82中的熔體池14中形成湍流以當(dāng)配合料經(jīng)過(guò)送料開(kāi)口87進(jìn)入窯爐熔化腔室82中時(shí)在窯爐熔化腔室82中提供配合料33與玻璃熔池14的混合。

本發(fā)明針對(duì)在熔體液面以下的位置處將玻璃配合料送料至窯爐中以消除與以其他方式形成在熔體的頂部表面上的玻璃配合料“覆蓋層”相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題的概念。螺旋輸送器可以用于將配合料送料至窯爐中的熔體池中。

因此，已經(jīng)公開(kāi)了用于在熔體池的頂部表面以下將配合料送料至窯爐中的設(shè)備，該設(shè)備完全地滿(mǎn)足了之前所闡述的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)和目的。已經(jīng)結(jié)合多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例呈現(xiàn)了本公開(kāi)內(nèi)容，并且已經(jīng)討論了額外的修改和變型。鑒于前述討論，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地想到其他修改和變型。本公開(kāi)內(nèi)容意在包括落在所附權(quán)利要求的精神和廣闊范圍內(nèi)的所有的這樣的修改和變型。