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TW201302646A - 玻璃熔融爐、熔融玻璃之製造方法、玻璃物品之製造方法及玻璃物品之製造裝置 - Google Patents

玻璃熔融爐、熔融玻璃之製造方法、玻璃物品之製造方法及玻璃物品之製造裝置 Download PDF

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TW201302646A
TW201302646A TW101121556A TW101121556A TW201302646A TW 201302646 A TW201302646 A TW 201302646A TW 101121556 A TW101121556 A TW 101121556A TW 101121556 A TW101121556 A TW 101121556A TW 201302646 A TW201302646 A TW 201302646A
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TW
Taiwan
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glass
raw material
material particle
material particles
particles
Prior art date
Application number
TW101121556A
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English (en)
Inventor
Chikao Tanaka
Tatsuya Yamashita
Osamu Sakamoto
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

本發明目的在於提供一種可抑制玻璃原料附著於燃燒器前端部、又玻璃原料粒子之大小限制少的玻璃熔融爐等。本發明之玻璃熔融爐具備：爐體，其容納熔融玻璃；原料粒子投入部，其配置在爐體之上部並將已配合目的玻璃組成混合原料粉末所集合之玻璃原料粒子投入至爐體之內側；及燃燒器，其與原料粒子投入部隔離設置，且在原料粒子投入部之下方形成加熱氣相環境，該加熱氣相環境係用以將玻璃原料粒子加熱熔融並製成熔融玻璃粒子。

Description

玻璃熔融爐、熔融玻璃之製造方法、玻璃物品之製造方法及玻璃物品之製造裝置 發明領域
本發明係有關於一種玻璃熔融爐、熔融玻璃之製造方法、玻璃物品之製造方法及玻璃物品之製造裝置。
發明背景
現在，從板玻璃、瓶玻璃、及纖維玻璃開始直到顯示裝置用玻璃，量產規模玻璃多數是基於以玻璃熔融爐(以下僅稱為「熔融爐」)熔融玻璃原料的西門子型熔融爐(Siemens type furnace)所生產。在西門子型熔融爐之熔融法中係將粉末狀玻璃原料之混合物投入至已先在熔融爐進行熔融的玻璃熔液面上，並藉由燃燒器等將其成塊(以下亦稱為「玻璃配料」)者加熱，使熔解從其表面開始進行並徐緩地製成玻璃熔液。此時，熔液上之玻璃配料會從易於反應或熔融的物質開始依序熔出，因此容易在原料層內形成難熔融性物質。又，在相同理由下，在熔液形成的初始狀態下，局部上看來，會生成組成與玻璃配料相異的玻璃熔液而容易產生熔液的不均化。此外，西門子型熔融爐需要大量的能量，因此期望可削減熔融爐之消耗能量。最近，作為顯示裝置用途的玻璃板，在高品質及高附加價值之玻璃物品的需要上不斷大增且能量消費亦大增，關於玻璃物品製造的節省能量技術之開發乃重要且當務之急之課題。
基於上述背景，就節省能量型之玻璃製造技術之 一例而言，有提議一種玻璃物品之製造方法，係在高溫氣相環境中加熱熔融由玻璃原料混合物所構成之微細粒子(造粒物)並製成熔融玻璃粒子，接著聚積熔融玻璃粒子而形成液體相(玻璃熔液)(參照如專利文獻1、2)。而，以下，將該熔融玻璃之製造方法稱為氣中熔融法(in-flight glass melting method)。依據該氣中熔融法，與習知西門子型熔融爐之熔融法相較之下，據說可將玻璃熔融步驟之消耗能量減低至1/3程度且可在短時間內進行熔融，作為可圖謀熔融爐之小型化、蓄熱室之省略、品質提升、CO2削減及玻璃品種變更時間的縮短之技術而備受注目。
第10圖係顯示專利文獻1中記載之熔融爐的剖面示意圖。專利文獻1之熔融爐100作為形成高溫氣相環境K100之加熱機構，具備有複數條的電弧電極102及氧燃燒噴嘴103。藉由該等複數電弧電極102形成的熱電漿電弧、或氧燃燒噴嘴103的氧燃燒焰(火焰)F100，可在爐體101內形成約1600℃以上的高溫氣相環境K100。將玻璃原料粒子R100投入至該高溫氣相環境K100中，藉此在高溫氣相環境K100內使玻璃原料粒子R100變成液狀玻璃粒子U100(以下亦稱為「熔融玻璃粒子」)。液狀玻璃粒子U100會落下而積於爐體101之爐底部101A並成為玻璃熔液G100。
在氣中熔融法中，使用氧燃燒器作為加熱機構時，如第10圖顯示，係將玻璃原料粒子投入至氧燃燒器之燃燒火焰中，並在火焰中形成液狀玻璃粒子。所以，使用具備供給玻璃原料粒子之原料供給路以及分別供給燃燒氣 體及燃料氣體之氣體供給路的氧燃燒器。
例如，專利文獻2記載的熔融爐具備朝下安裝於熔融爐頂壁的氧燃燒器，且在該氧燃燒器連接有用以供給含氧之助燃氣體及燃料氣體的氣體供給系，以及用以供給玻璃原料粒子的原料供給系。在該熔融爐中，使氧燃燒器燃燒朝下形成火焰的同時，從氧燃燒器將玻璃原料粒子朝下供給至其火焰中，以使在火焰中生成液狀玻璃粒子，並使已生成之液狀玻璃粒子聚積於火焰正下方的爐底部而形成玻璃熔液。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-297239號公報
專利文獻2：日本特開2008-290921號公報
發明概要
如上述，氣中熔融法中使用的習知氧燃燒器於燃燒器前端部具備有原料吐出口與燃料氣體或燃燒氣體的吐出口成一體。此種燃燒器可形成火焰同時可將粉體導入至其火焰中，且其與熔融機構及熔融材料之供給機構成為一體化結構，故而具有易於利用且裝置的整體空間亦小之優點，一般常被利用。然而，本發明人等使用上述構成之燃燒器來進行玻璃氣中熔融法的研究時發現：直徑數μm~數10μm的微細玻璃原料粒子會部分滯留於燃燒器前端部的 原料吐出口附近，且容易附著於燃燒器前端部。更揭示：一旦玻璃原料粒子及由其所生之飛散物．揮發物附著於燃燒器前端部且徐緩地肥大化而變成鐘乳石狀，不僅火焰會變不穩定，還有玻璃原料粒子通過的吐出口會徐緩阻塞之問題。一旦在燃燒器前端部形成此種鐘乳石狀物，不僅會引起前述火焰的不穩定化及吐出口之阻塞，已肥大化之鐘乳石狀物還可能往燃燒器下方的玻璃熔液落下。其結果，恐因落下的鐘乳石狀物與玻璃熔液之組成差而造成製造之熔融玻璃及玻璃物品變得不均質，使玻璃物品品質降低。
又，通常，氣中熔融法係在長期連續作業下進行，因此燃燒器亦需長期連續使用。一旦於燃燒器前端部附著玻璃原料粒子並形成鐘乳石狀物，即必須停止燃燒器並進行燃燒器之清掃或交換，因此在生產面上，使玻璃原料粒子難以附著於燃燒器前端部且不會形成鐘乳石狀之附著物的技術開發相當重要。
此外，玻璃原料粒子的小粒徑可能會成為玻璃熔融爐內之粉塵及鐘乳石狀物之原因。在高溫氣相環境下玻璃原料粒子可熔融之範圍內，以大粒徑的玻璃原料粒子為佳。另一方面，在習知的具備供給玻璃原料粒子之原料供給路與分別供給燃燒氣體及燃料氣體之氣體供給路成一體的燃料燃燒器中，其結構上會限制玻璃原料粒子的粒徑。因此，以玻璃原料粒子之粒徑不受限制之方法為宜。
從以上背景，本發明目的在於提供一種可抑制玻璃原料附著於燃燒器前端部、又玻璃原料粒子之大小限制 較少的玻璃熔融爐及熔融玻璃之製造方法。
又，本發明目的在於提供一種使用上述熔融玻璃之製造方法的玻璃物品之製造方法。
此外，本發明目的在於提供一種具有上述玻璃熔融爐的玻璃物品之製造裝置。
本發明提供一種玻璃熔融爐，其具備：爐體，其容納熔融玻璃；原料粒子投入部，其配置在前述爐體之上部並將玻璃原料粒子投入至前述爐體之內側；及燃燒器，其與前述原料粒子投入部隔離設置，且在前述原料粒子投入部之下方形成加熱氣相環境，該加熱氣相環境係用以將前述玻璃原料粒子加熱熔融並製成熔融玻璃粒子。
在本發明之玻璃熔融爐中，前述燃燒器之前端部與前述原料粒子投入部之投入口至少在水平方向隔離且係個別設置為宜。
在本發明之玻璃熔融爐中，前述燃燒器之前端部係朝下設置在前述原料粒子投入部之投入口周圍為宜。
在本發明之玻璃熔融爐中，其在前述玻璃原料粒子即將進入前述原料粒子投入部之處以及前述原料粒子投入部中之至少一處，具有預熱前述玻璃原料粒子之原料粒子預熱機構為宜。
在本發明之玻璃熔融爐中，具備複數前述燃燒器，且該等複數燃燒器亦可為前端部配置在前述原料粒子投入部之投入口周圍以該原料粒子投入部為中心之圓周 上。
在本發明之玻璃熔融爐中，前述原料粒子投入部亦可更具有玻璃屑投入部，將玻璃屑片投入至與前述玻璃原料粒子之投入位置不同的位置。
在本發明之玻璃熔融爐中，前述原料粒子投入部亦可具備原料粒子投入管及配置在該原料粒子投入管周圍的氣體供給管。
在本發明之玻璃熔融爐中，前述燃燒器宜設置成：相對於前述原料粒子投入部中鉛直向下之原料粒子投入軸，該燃燒器引發之燃燒焰所形成之角度α在0度≦α≦45度。
本發明提供一種熔融玻璃之製造方法，係藉由燃燒器之燃燒焰形成加熱氣相環境，並從設置在該加熱氣相環境上方且與前述燃燒器個別設置的原料粒子投入部，將已配合目的玻璃組成混合原料粉末而成之玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境中，藉此使前述玻璃原料粒子熔融並製成熔融玻璃粒子。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，使前述原料粒子投入部之投入口與前述燃燒器之前端部至少在水平方向隔離且個別設置，藉此使前述玻璃原料粒子在離開前述原料粒子投入部之投入口的部位與燃燒焰接觸為宜。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，前述玻璃原料粒子之重量平均粒徑在30~1000μm範圍為宜。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，在將前述玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境之前，預先將該玻璃原料粒 子加熱為宜。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，前述玻璃原料粒子之重量平均粒徑在50~3000μm範圍為宜。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，亦可自前述燃燒器之前端部噴出燃燒焰，且前述燃燒器之前端部係配置在前述原料粒子投入部之投入口周圍以該投入口為中心之圓周上。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，亦可自前述原料粒子投入部之一部分將玻璃屑片投入至與前述玻璃原料粒子之投入位置不同的位置。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，亦可自前述原料粒子投入部之投入口前端外周對下方噴出氣體。
在本發明之熔融玻璃之製造方法中，宜自前述燃燒器向下噴出燃燒焰，以使得相對於前述原料粒子投入部中鉛直向下之原料粒子投入軸，燃燒焰所形成之角度α在0度≦α≦45度。
本發明提供一種玻璃物品之製造方法，其包含：使用前述任一者記載之熔融玻璃之製造方法來製造熔融玻璃之步驟；成形該熔融玻璃之步驟；及將成形後之玻璃徐冷之步驟。
本發明提供一種玻璃物品之製造裝置，其具備：前述任一者記載之玻璃熔融爐；將該玻璃熔融爐所製得之熔融玻璃予以成形之成形機構；及將成形後之玻璃徐冷之徐冷機構。
本發明提供一種玻璃珠之製造方法，其包含：使用前述任一者記載之熔融玻璃之製造方法來製造熔融玻璃之步驟；及冷卻該熔融玻璃之步驟。
本發明之玻璃熔融爐藉由具備個別分開的投入玻璃原料粒子之原料粒子投入部，及用以形成將玻璃原料粒子加熱熔融之加熱氣相環境的燃燒器，可抑制玻璃原料粒子或熔融玻璃粒子等附著於燃燒器前端部。又，由於本發明之玻璃熔融爐的玻璃原料粒子之粒徑限制小，因此可藉由使用預定粒徑以上的玻璃原料粒子來抑制玻璃熔融爐內的粉塵。
本發明之熔融玻璃之製造方法係藉由燃燒器之燃燒焰形成加熱氣相環境，並藉由與燃燒器個別設置的原料粒子投入部將玻璃原料粒子投入至該加熱氣相環境中，使玻璃原料粒子加熱熔融並製成熔融玻璃粒子之構成。所以，可抑制玻璃原料粒子或熔融玻璃粒子等附著於燃燒器前端部而肥大化，可抑制並防止已肥大化之附著物落下至玻璃熔液，又可藉由使用預定粒徑以上的玻璃原料粒子來抑制玻璃熔融爐內的粉塵，故而可製造均質的熔融玻璃。
又，本發明之玻璃物品之製造方法藉由使用上述熔融玻璃之製造方法，可提供均質且高品質的玻璃物品。
此外，本發明之玻璃物品之製造裝置藉由具備上述玻璃熔融爐，可製造均質且高品質的玻璃物品。
圖式簡單說明
第1圖係示意地顯示本發明玻璃熔融爐之第1實施形態的剖面圖。
第2圖係顯示本發明玻璃熔融爐所具備之原料粒子投入部之第1例的剖面圖。
第3圖係顯示本發明玻璃熔融爐所具備之原料粒子投入部之第2例的剖面圖。
第4圖係顯示第1圖中所示玻璃熔融爐中氧燃燒器與原料粒子投入部之配置的示意圖。
第5圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器與原料粒子投入部之配置之第2例的示意圖。
第6圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器之配置之第3例的示意圖。
第7圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器之配置之第4例的示意圖。
第8圖係顯示使用本發明之熔融玻璃之製造方法來製造玻璃物品之方法一例的流程圖。
第9圖係顯示實施本發明熔融玻璃之製造方法來製造玻璃珠之裝置的一實施形態之構成圖。
第10圖係顯示專利文獻1中記載之玻璃熔融爐的剖面示意圖。
用以實施發明之形態
以下，就本發明之玻璃熔融爐、熔融玻璃之製造方法、玻璃珠之製造方法、玻璃物品之製造方法及玻璃物 品之製造裝置之一實施形態加以說明，惟，本發明並不受以下實施形態限制。
第1圖係示意地顯示本發明之玻璃熔融爐之第1實施形態的剖面圖。第1圖顯示之玻璃熔融爐可使用於本發明之熔融玻璃之製造方法及玻璃物品之製造方法。
第1圖顯示之本實施形態之玻璃熔融爐10係在爐體1內之加熱氣相環境K中，將由玻璃原料混合物所構成之玻璃原料粒子GM加熱熔融並製成熔融玻璃粒子U之裝置。
在本發明中，玻璃原料粒子GM係指：已配合作為最終目的之玻璃組成的目的玻璃之各成分粒狀原料粉末；或是已使該等原料粉末混合集合之造粒物；或是混合有原料粉末與造粒物之混合物。又，該等中亦可含有玻璃屑片作為玻璃原料。本發明之玻璃原料粒子之粒徑可較在習知氣中熔融燃燒器中所利用者更大。藉此，可減少因玻璃熔融爐10之爐體1內的氣流而飛起之玻璃原料粒子GM，故而可抑制粉塵。於第1圖顯示擴大玻璃原料粒子GM之一例，在已使原料粉末混合集合之造粒物之一玻璃原料粒子GM中，其組成可與作為最終目的之玻璃組成大致呈一致或近似。而，有關玻璃原料粒子GM的詳細將於後述。
基本上，氣中熔融法雖係為了製造由複數(通常3成分以上)成分所構成之玻璃而將造粒物熔融來製造玻璃之方法，但在本發明中，玻璃原料粒子GM並不受限於如前述為造粒物的態樣，即便其未經造粒亦可。玻璃原料粒子GM在加熱氣相環境K中會藉由玻璃原料之熱分解(例如，從 金屬碳酸鹽至金屬氧化物之熱分解等)、以及成為玻璃成分之反應及熔解即所謂玻化反應等化學反應，而變成液狀玻璃粒子(熔融玻璃粒子U)。已投入至爐體1內之玻璃原料粒子GM在通過高溫的加熱氣相環境K期間會被熔融而成為熔融玻璃粒子U，且該熔融玻璃粒子U會落下至下方並聚積於爐體1底部而形成熔融玻璃G。當玻璃原料粒子GM係由造粒物構成時，其一粒粒的粒子會被熔融而成為熔融玻璃粒子U，造粒物中有一部分在熔融尚未結束時即落下至熔融玻璃G上亦可。又，造粒物中有一部分造粒物在變成熔融玻璃粒子U之前已崩塌亦可。
第1圖顯示之玻璃熔融爐10具備：中空箱型的爐體1；原料粒子投入部5，其朝下設置在爐體1上部之爐壁部1A且用以將玻璃原料粒子GM投入至下方；複數的氧燃燒器7(在第1圖顯示之例中為2架)，其與原料粒子投入部5隔離設置，且貫通爐體1上部之爐壁部1A以傾斜向下的態樣設置於原料粒子投入部5周圍，以使得氧燃燒焰F朝向原料粒子投入部5下方形成；及形成於爐體1底部之熔融玻璃G的貯留部1B。原料粒子投入部5之噴出口與氧燃燒器7之噴出口的位置關係，以其等噴出口外周部間的水平方向之最低距離在1cm以上、或在氧燃燒器7最大外周徑長之10%以上這兩者中之較大值為宜。又，原料粒子投入部5與氧燃燒器7的位置關係，以其等噴出口外周部間的水平方向之最低距離在3cm以上、或在氧燃燒器7最大外周徑長之20%以上這兩者中之較大值較宜。此外，原料粒子投入部5與氧燃燒器7的 位置關係以其等噴出口外周部間的水平方向之最低距離在5cm以上或在氧燃燒器7之最大外周徑長之30%以上兩者中之較大值更宜。在此，氧燃燒器7有時可在氧燃燒器外周具有用以冷卻氧燃燒器本身的水冷管。此態樣下的氧燃燒器之噴出口之最大外周徑長係包含水冷管的最大外周徑長。而，以下，將原料粒子投入部5之噴出口表記為投入口5A，且將氧燃燒器7之噴出口表記為前端部7A。
氧燃燒器7可在其燃燒焰之噴射方向前端側(第1圖中之下方側)形成加熱氣相環境K。加熱氣相環境K係由從氧燃燒器7噴射之氧燃燒焰F及氧燃燒焰F近側之高溫部構成。
在此種構成的玻璃熔融爐中，藉由燃燒器之燃燒焰形成加熱氣相環境，並藉由在該加熱氣相環境上方設置與前述燃燒器個別設置之原料粒子投入部，來將已配合目的玻璃組成而混合原料粉末之玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境中，藉此可使前述玻璃原料粒子熔融並製成熔融玻璃粒子而獲得熔融玻璃。
在本發明中，爐體1上部係包含爐體1之爐壁部1A及側壁1C之上部的範圍。而，爐體1之形狀並不限於第1圖顯示之箱型的長方體形狀，亦可為構成圓筒狀者。又，雖將原料粒子投入部5設置在鉛直方向向下，但並不限於此，只要是向下形態則傾斜設置亦可。此外，雖將爐體1之爐壁部1A設為平坦形狀，但並不限於此，亦可為拱形或圓頂形等形狀。
爐體1的底部側為熔融玻璃G的貯留部1B，係透 過形成在爐體1之側壁1C之底部側的排出口4從爐體1將熔融玻璃G排出至外部所構成。而，舉一例而言，具備有本實施形態之玻璃熔融爐10的玻璃物品之製造裝置係構成可於從爐體1排出熔融玻璃G之方向的下游側連接成形裝置20等，並藉由成形裝置20將已形成之熔融玻璃G成形成目的形狀而獲得玻璃物品。而，依氣泡品質，亦可在成形裝置20前方設置減壓脫泡裝置。
爐體1係由耐火磚等耐火材形成，並構成為可貯留高溫的熔融玻璃G。在爐體1之貯留部1B設置有未圖示的加熱器，並構成為可視情況將貯留在貯留部1B中之熔融玻璃G以熔融狀態保持在目的溫度(例如1400℃左右)。爐體1之側壁部1C係隔著排氣口2及排氣管2a而連接有排放氣體處理裝置3。
原料粒子投入部5具備筒狀的原料粒子投入管，在原料粒子投入部5之上部側隔著供給管9而連接有由容納玻璃原料粒子GM之進料斗所構成的原料供給器8，且在供給管9連接有供給載送氣體的載送氣體供給源(省略圖示)，該載送氣體係用以將玻璃原料粒子GM往原料粒子投入部5之原料粒子投入管搬送。藉此，可從形成於原料粒子投入部5下端的投入口5A投下玻璃原料粒子GM。而，在此雖就供給載送氣體之情況加以說明，但亦可使用不依靠載送氣體而藉由機械性機構使玻璃原料粒子GM自由落下並投入至加熱氣相環境K的方法。
又，在本發明中，當增大玻璃原料粒子GM之粒 徑時，為了熔融其玻璃原料粒子GM，以加熱氣相環境K賦予的能量亦會增大。在本發明中，宜於原料粒子投入部5設置預先加熱玻璃原料粒子GM之原料粒子預熱機構60、61，在玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境之前，預先加熱玻璃原料粒子。如此一來，藉由設置預先加熱玻璃原料粒子GM的原料粒子預熱機構60、61，可減少以加熱氣相環境K賦予玻璃原料粒子GM之能量。於原料粒子預熱機構60、61所行之加熱並非用以熔融玻璃原料粒子GM。由於原料粒子投入部5的結構相當簡單，因此易於設置原料粒子預熱機構60、61，尤其以設置於原料粒子投入部5之原料粒子投入管的原料粒子預熱機構60其效果很高。又，藉由設置該原料粒子預熱機構60、61，當玻璃原料粒子GM含有玻璃屑片時，可包含玻璃屑片一起預熱，因此具有可減少以加熱氣相環境K賦予玻璃原料粒子GM之能量的效果。此外，在可將玻璃原料粒子GM之粒徑製成較習知者更大之該點上，針對玻璃熔融爐10之爐體1內的粉塵抑制可發揮非常大的效果。而，即使玻璃原料粒子GM較小，在投入至玻璃熔融爐10之爐體1內之前進行預熱仍具有能量節減效果。
此外，在本發明中，具有與氧燃燒器7個別的原料粒子投入部5，因此可在不受氧燃燒器7之燃燒條件影響下使各種氣體噴出。藉此，例如在玻璃熔融初始時，有可輕易地進行玻璃熔融爐10之爐體1內環境氣體之成分調整的效果。
第2圖係顯示原料粒子投入部5之第1例的剖面圖，第3圖係顯示原料粒子投入部5之第2例的剖面圖。
第2圖顯示之原料粒子投入部5係由筒狀原料粒子投入管51所構成之單管結構。在本發明中，由於可採用此種單純的結構，因此玻璃原料粒子GM之粒徑的自由度高，又可擴大粒徑參差的許可範圍。因此，如前述，玻璃原料粒子GM等中亦可含有玻璃屑片，且可在一定條件下存在有玻璃屑片的粒度參差。而，玻璃屑片的大小係以可在加熱氣相環境K下熔融之尺寸為限度並因應氧燃燒器7之輸出作決定。原料粒子投入管51的材質可舉如金屬或陶瓷等。原料粒子投入管51具備水冷結構亦可。本實施形態的玻璃熔融爐10所具備之原料粒子投入部5雖可如第2圖顯示之藉由原料粒子投入管51而構成的單管結構，但以第3圖顯示之結構為宜。
第3圖顯示之原料粒子投入部50係具備以原料粒子投入管51為中心的雙套管結構，且於該原料粒子投入管51外側具備與原料粒子投入管51為同心圓狀配置之筒狀的氣體供給管52。氣體供給管52的材質可舉如同於前述原料粒子投入管51之材質者。氣體供給管52連接有氣體供給裝置(省略圖示)。該例之原料粒子投入部50可從原料粒子投入管51將玻璃原料粒子GM投下至爐體1內，同時可使空氣及氧氣以外之氮氣或氬氣等惰性氣體等氣體以圍繞著原料粒子投入部50之投入口5A的方式從氣體供給管52朝下噴出。而，該氣體係除燃燒氣體以外者。藉此，可從氣體供給管52將氣體噴附至原料粒子投入管51的前端部外周。所以，玻璃原料粒子GM會變得難以附著於原料粒子投入部50之投入口5A。即，玻璃原料粒子GM會變得難以附著於原料粒 子投入管51之噴出口外周及氣體供給管52之噴出口。所以，在原料粒子投入部50不會引起玻璃原料粒子GM的附著物肥大化且不會生成鐘乳石狀物，故而可抑制投入口5A之阻塞，除此之外，來自外周之氣體供給還具有將原料送入管冷卻之效果，且具有隔絕濕潤環境且防止結露之效果。從氣體供給管52噴附的氣體藉由與從玻璃熔融爐10之爐體1產生之熱進行交換而加熱亦可。
原料粒子投入部5、50之原料粒子預熱機構60具有例如：感應加熱原料粒子投入管51之方法；藉由輻射加熱器加熱之方法；藉由電加熱器加熱之方法；及，利用以玻璃熔融爐10之爐體1產生之熱之方法等。原料粒子預熱機構60可如第1圖顯示設置在原料粒子投入部5的外部側，或可設置在原料粒子投入部5之原料粒子投入管51的內部側。在本發明中，由於具有與氧燃燒器7個別的原料粒子投入部5，因此原料粒子投入部5之大小有自由度，且可在原料粒子投入部5之外或內設置原料粒子預熱機構60。其他，亦有在即將進入原料粒子投入管51之處設置加熱區域進行預熱之方法，如第1圖顯示在供給管9之途中設置原料粒子預熱機構61等。又，原料粒子預熱機構亦可如第1圖顯示之原料粒子預熱機構60、61，位在原料粒子投入部5及供給管9之途中兩處。
玻璃原料粒子GM若非是藉由後述之噴乾造粒法，而是在特別藉由轉動造粒法或攪拌造粒法等乾式造粒法而成之造粒物，則造粒後必須進行乾燥。所以，當玻璃原料粒子 GM係藉由乾式造粒法而成之造粒物時，尤以藉由原料粒子預熱機構60、61，將造粒物在投入至玻璃熔融爐10之爐體1之前進行乾燥，以使在較低的含水狀態下投入至玻璃熔融爐10之爐體1為宜。當玻璃原料粒子GM特別大時，使用原料粒子預熱機構61較為適當。
氧燃燒器7係作為氧燃燒器公知之適切配置有燃料及氧供給噴嘴的氧燃燒器。氧燃燒器7連接有：將燃料供給至燃料供給噴嘴的燃料供給裝置(省略圖示)；及，將含氧之燃燒氣體供給至燃燒氣體供給噴嘴的氣體供給裝置(省略圖示)。
為了使玻璃原料粒子GM中所含氣體成分迅速地氣化散逸以促使玻化反應進行，氧燃燒器7之氧燃燒焰F的溫度宜設定在玻璃原料之矽砂的熔融溫度以上之1600℃以上。藉此，從原料粒子投下部5投下至爐體1內之玻璃原料粒子GM可藉由氧燃燒焰F所形成的加熱氣相環境K迅速地氣化散逸，同時可藉由高溫加熱而成為熔融玻璃粒子U，並著落於爐體1底部成為熔融玻璃G。
當氧燃燒焰F為例如氫氧燃燒焰時，藉由從氧燃燒器7噴射之氧燃燒焰F而形成的加熱氣相環境K之中心部溫度約在2000~3000℃。
氧燃燒器7之前端部7A宜在原料粒子投入部5之投入口5A周圍配置複數個。在第1圖顯示之例中，2架的氧燃燒器7、7之前端部7A係以傾斜向下且朝內的態樣在爐體1上部之爐壁部1A左右對稱地包夾原料粒子投入部5之投入 口5A，具體上，氧燃燒器7、7之前端部7A與原料粒子投入部5之投入口5A係配置成以預定間隔直線狀排列。如上述，藉由以原料粒子投入部5之投入口5A為中心使氧燃燒器7、7之前端部7A左右對稱配置，可以良好的對稱性形成藉由氧燃燒器7、7之氧燃燒焰F而成的加熱氣相環境K，且可均一地加熱從原料粒子投入部5投入之玻璃原料粒子GM。
第4圖係顯示第1圖顯示之玻璃熔融爐10中氧燃燒器7、7與原料粒子投入部5之配置的示意圖，第5圖係顯示玻璃熔融爐10中氧燃燒器7、7與原料粒子投入部5之配置之第2例的示意圖。
如第4圖顯示，氧燃燒器7、7以相對於原料粒子投入部5之玻璃原料粒子GM的投入軸(於第4圖以符號A表示)，其氧燃燒焰F的噴射方向(於第4圖以符號B表示)所形成之角度α在0度≦α≦45度的方式傾斜配置為宜。即，氧燃燒器7、7係設置成相對於原料粒子投入部5中鉛直向下之原料粒子投入軸A，其氧燃燒焰F所形成之角度α在0度≦α≦45度為宜。在此，玻璃原料粒子GM之投入軸A係表示從原料粒子投入部5所投下之玻璃原料粒子GM的中心軸。又，氧燃燒焰F的噴射方向B係表示藉由氧燃燒器7噴射之氧燃燒焰F的中心軸。以上述範圍之角度α來設置氧燃燒器7、7，藉此可使氧燃燒器7、7朝向鉛直軸之玻璃原料粒子GM的投入軸A對著原料粒子投入部5下方噴附氧燃燒焰F、F。藉此，正從原料粒子投入部5之投入口5A沿著投入軸A落下中的玻璃原料粒子GM可有效率地通過藉其氧燃燒焰F、F所形成的加 熱氣相環境K。
在此，氧燃燒器7之前端部7A中心與原料粒子投入部5之投入口5A中心的水平距離可因應下述兩點來適當設定：使正落下中的玻璃原料粒子GM有效率地通過藉氧燃燒焰F所形成的加熱氣相環境K之目的，及氧燃燒器7的能力。例如，當玻璃原料粒子GM的落下高度d(從原料粒子投入部5之投入口5A起至氧燃燒焰F、F之接點間之距離)在0.2~0.7m時，氧燃燒器7宜相對於投入軸A以呈10度≦α≦30度之角度來設置。藉此，可進一步加長氧燃燒器7引發的氧燃燒焰F與玻璃原料粒子GM的接觸時間，進而可較有效率地將玻璃原料粒子GM加熱熔融並製成熔融玻璃粒子U。而，氧燃燒焰F、F之接點係設在加熱氣相環境K中藉由熱成像儀(例如Jenoptik社製、Vario THERMO InSb)而測定之氣體溫度超過1700℃之區域的上端位置。
又，當玻璃原料粒子GM的落下高度d在0.2~0.7m時，宜將自原料粒子投入部5之玻璃原料粒子GM的投入軸A與從原料粒子投入部5之投入口5A投下之玻璃原料粒子GM的擴散軸(於第4圖以符號C表示)所形成的角度β設定在0度≦β≦15度之範圍。藉此，可使從原料粒子投下部5之投入口5A所投下的玻璃原料粒子GM有效地分散至氧燃燒器7引發的氧燃燒焰F中，並可有效率地加熱熔融玻璃原料粒子GM且製成熔融玻璃粒子U。在此，玻璃原料粒子GM的擴散軸C係指描繪從原料粒子投入部5所投下之玻璃原料粒子GM之擴散範圍的外緣之線。
氧燃燒器7、7亦可如第5圖顯示設置成以鉛直向下(角度α=0度)與原料粒子投入部5略平行。此時，必須因應氧燃燒器7之前端部7A中心與原料粒子投入部5之投入口5A中心的水平距離、及氧燃燒器7之能力來調整角度β，該角度β係由原料粒子投入部5之玻璃原料粒子GM的投入軸A以及從原料粒子投入部5之投入口5A投下之玻璃原料粒子GM的擴散軸C所形成。如第5圖顯示，當氧燃燒器7、7以鉛直向下設置時，例如在玻璃原料粒子GM的落下高度d為0.2~0.7m的情況下，宜將角度β設定在0度≦β≦15度範圍。藉此，可使從原料粒子投下部5之投入口5A所投下之玻璃原料粒子GM有效地分散至氧燃燒器7引發的氧燃燒焰F中，並可有效率地加熱熔融玻璃原料粒子GM且製成熔融玻璃粒子U。
本實施形態之玻璃熔融爐10中氧燃燒器7之設置數並不限定於2架，在3架以上亦相當適合。
第6圖係顯示第1圖顯示之玻璃熔融爐10中氧燃燒器7之配置之第3例的示意圖，第7圖係顯示第1圖顯示之玻璃熔融爐10中氧燃燒器7之配置之第4例的示意圖。在第6圖及第7圖中，為了使氧燃燒器7之配置明瞭易懂，乃除去玻璃熔融爐10之爐壁部1A，從玻璃熔融爐10上方示意地顯示出氧燃燒器7、氧燃燒焰F、及從原料粒子投入部5所投下之玻璃原料粒子GM的樣子。
在第6圖顯示之實施形態中，3架氧燃燒器7係以等間隔朝下配置在原料粒子投入部5周圍以原料粒子投入 部5為中心之圓周上。又，在第7圖顯示之實施形態中，6架氧燃燒器7係以等間隔朝下配置在原料粒子投入部5周圍以原料粒子投入部5為中心之圓周上。第6圖及第7圖顯示之各氧燃燒器7的設置角度α與第4圖或第5圖中所示之態樣相同。
如此一來，藉由將複數氧燃燒器7以等間隔配置在以原料粒子投入部5為中心之圓周上，可進一步提高由複數氧燃燒器7之氧燃燒焰F而形成的加熱氣相環境K之對稱性，並可較均一地加熱從原料粒子投入部5投入之玻璃原料粒子GM。
而，在本發明中，氧燃燒器7的設置數並不限定於上述之2架、3架、或6架，可任擇為1架、4架、5架、或7架以上，而從使氧燃燒器7之氧燃燒焰F形成的加熱氣相環境K之對稱性提升之觀點看來，則以將2架以上的氧燃燒器7以等間隔配置在以原料粒子投入部5為中心之圓周上為宜。
本實施形態之玻璃熔融爐10具備：至少在水平方向分離且作為個體之投入玻璃原料粒子GM的原料粒子投入部5、以及噴出用以形成加熱熔融玻璃原料粒子GM之加熱氣相環境K之氧燃燒焰F的氧燃燒器7，藉此可使玻璃原料粒子在離開前述原料粒子投入部之投入口的部位與燃燒焰接觸。藉由設置成上述形態，可抑制玻璃原料粒子GM附著於氧燃燒器7前端部，並可消除該附著物之肥大化而抑制鐘乳石狀物的形成。所以，氧燃燒器7之燃燒焰不會變不穩定，又氧燃燒器7之吐出口不會被阻塞。又，由於不會形成鐘乳 石狀物，因此不會有鐘乳石狀物落下至氧燃燒器7下方的熔融玻璃G上，且不會因已落下之鐘乳石狀物與玻璃熔液之組成差而造成玻璃不均質化，進而可獲得高品質的熔融玻璃G。
此外，藉由將原料粒子投入部50設定成第3圖顯示之雙套管結構，亦可減低玻璃原料粒子GM附著於原料粒子投入部5之投入口5A附近，可消除該附著物之肥大化並進而抑制鐘乳石狀物的形成。
使用本實施形態之玻璃熔融爐10製造的熔融玻璃G只要為藉由氣中熔融法製造之玻璃，組成上即未有限制。所以，可為鈉鈣玻璃、混合鹼系玻璃、或無鹼玻璃中任一者。又，所製造之玻璃物品的用途並不限定於建築用或車輛用，亦可為例如平板顯示器用或其他各種用途。
在使用於建築用或車輛用板玻璃之鈉鈣玻璃的情況下，以氧化物基準之質量百分率表示計，具有SiO2：65~75%、Al2O3：0~3%、CaO：5~15%、MgO：O~15%、Na2O：10~20%、K2O：0~3%、Li2O：0~5%、Fe2O3：0~3%、TiO2：0~5%、CeO2：0~3%、BaO：0~5%、SrO：0~5%、B2O3：0~5%、ZnO：0~5%、ZrO2：0~5%、SnO2：0~3%、及SO3：0~0.5%之組成為宜。
在使用於液晶顯示器用或有機EL顯示器用基板之無鹼玻璃的情況下，以氧化物基準之質量百分率表示計，具有SiO2：39~75%、Al2O3：3~27%、B2O3：0~20%、MgO：0~13%、CaO：0~17%、SrO：0~20%、及BaO：0 ~30%之組成為宜。
在使用於電漿顯示器用基板之混合鹼系玻璃的情況下，以氧化物基準之質量百分率表示計，具有SiO2：50~75%、Al2O3：0~15%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO：6~24%、及Na2O+K2O：6~24%之組成為宜。
就其他用途而言，在使用於耐熱容器或理化學用器具等之硼矽酸玻璃的情況下，以氧化物基準之質量百分率表示計，具有SiO2：60~85%、Al2O3：0~5%、B2O3：5~20%、及Na2O+K2O：2~10%之組成為宜。
在本實施形態中，準備下述任一種玻璃原料粒子GM：前述任一種用途之玻璃原料的各成分粒狀原料粉末；將其等原料粉末配合目的玻璃組成所混合集合之造粒物；或，混合有原料粉末與造粒物之混合物。又，亦可使該等玻璃原料粒子GM含有玻璃屑片作為玻璃原料。上述之所以可達成係因為本發明不同於習知氣中熔融用之所謂粉燃燒器，而是個別設置有原料粒子投入部5與氧燃燒器7。而，在一般的玻璃原料中，多以拌合器等將玻璃原料粒子與玻璃屑片混合來進行投入。然而，在本發明之原料粒子投入部5中，無需先將玻璃原料粒子GM與玻璃屑片混合，且在原料粒子投入部5中可從個別的位置投入玻璃原料粒子GM與玻璃屑片。具體而言，只需將玻璃原料粒子GM之投入管與玻璃屑片之投入管個別設置即可。此乃因為，藉由使之從原料粒子投入管51等筒狀原料粒子投入部5自由落下，便可投入至加熱氣相環境K中。在這點上無需以拌合器等將玻 璃原料粒子GM與玻璃屑片混合，故而此設定具有無需將玻璃原料粒子GM進一步細片化之效果。尤其在造粒物的情況下，不會有造粒物因拌合而損壞變成微粉的情況發生，更有效用。
以下，將就玻璃原料粒子GM為造粒物之情況加以說明。例如，以玻璃原料粒子GM為造粒物之情況為例，在適用無鹼玻璃之一例的情況下，將矽砂、氧化鋁(Al2O3)、硼酸(H3BO3)、氫氧化鎂(Mg(OH)2)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、及碳酸鋇(BaCO3)等原料粉末調合成與目的玻璃組成一致，並藉由例如噴乾造粒法加以集合而製作成重量平均粒徑30~1000μm之造粒物，可獲得玻璃原料粒子GM。
就從原料粉末調製作為造粒物之玻璃原料粒子GM的方法而言，可使用噴乾造粒法等方法，且以使已分散溶解有原料粉末之水溶液噴霧至高溫環境中並乾燥固化的造粒法為宜。又，該造粒物可僅以對應於目的玻璃成分組成之混合比之原料構成，亦可於其造粒物進一步混合同一組成的玻璃屑微粉並將此作為玻璃原料粒子GM使用。
就藉由噴乾造粒而獲得玻璃原料粒子GM之一例方法而言，係將作為上述各成分原料粉末之2~500μm範圍原料粉末分散至蒸餾水等溶媒中構成漿料，並將該漿料以球磨機等攪拌裝置攪拌預定時間進行混合粉碎後再行噴乾造粒，藉此可獲得上述各成分原料粉末已大致均一分散之玻璃原料粒子GM。
而，以攪拌裝置攪拌前述漿料時，在原料粉末均一分散之目的下，可混合2-胺乙醇等分散劑後再行攪拌；在使造粒原料之強度提升之目的下，可混合PVA(聚乙烯醇)等黏結劑後再行攪拌。
在本實施形態中使用之玻璃原料粒子GM除上述噴乾造粒法以外，亦可藉由轉動造粒法及攪拌造粒法等乾式造粒法形成。
在未設置原料粒子預熱機構60、61的情況下，玻璃原料粒子GM的重量平均粒徑在30~1000μm範圍為宜。較理想係使用重量平均粒徑在50~500μm範圍內的玻璃原料粒子GM，又以70~300μm範圍內的玻璃原料粒子GM尤宜。將該玻璃原料粒子GM之一例擴大顯示於第1圖中，而在一玻璃原料粒子GM中，其組成以大致一致或近似於作為最終目的之玻璃組成為宜。
在設有原料粒子預熱機構60的情況下，玻璃原料粒子GM為尺寸較上述者更大的原料粉末、造粒物、或該等之混合物亦可。在利用尺寸較大的造粒物時，相較於上述噴乾造粒法，一般以混合攪拌造粒法或壓縮造粒法等乾式造粒法較易於進行製造。若考慮到從原料粒子投入部5連續投下玻璃原料粒子GM的同時進行預熱之設定，由於原料預熱所需的熱量與粒徑成2倍比例，因此在設有原料粒子預熱機構60的情況下，玻璃原料粒子GM的重量平均粒徑在50~3000μm範圍為宜。較理想係使用重量平均粒徑在50~1500μm範圍內的玻璃原料粒子GM，又以70~1000μm範圍 內的玻璃原料粒子GM尤宜。
在設有原料粒子預熱機構61的情況下，玻璃原料粒子GM為尺寸較上述者更大的原料粉末、造粒物、或該等之混合物亦可。就原料粒子預熱機構61而言，若考慮到迴轉窯或流動層加熱等方法，可設定對應需求的加熱時間；但若考慮到粉體的處理性及在原料粒子投入管51中之流動性，則在設有原料粒子預熱機構61的情況下，玻璃原料粒子GM的重量平均粒徑在50~50000μm範圍為宜。較理想係使用重量平均粒徑在50~10000μm範圍內的玻璃原料粒子GM，又以50~3000μm範圍內的玻璃原料粒子GM尤宜。
如此一來，由於使用原料粒子預熱機構60、61便可利用造粒成本較噴乾造粒法更低的乾式造粒法之造粒物且型態較大的造粒物，因此玻璃熔融爐10之爐體1內的粉塵會變少，且在可減低包含製造熔融玻璃G上之材料成本及能量成本的總製造成本之觀點上，亦有效果。
玻璃原料粒子GM已熔融的熔融玻璃粒子U之重量平均粒徑通常多在玻璃原料粒子GM之重量平均粒徑的80%左右。從可在短時間內加熱、易於散放發生氣體之觀點以及可減低粒子間組成變動之觀點看來，玻璃原料粒子GM之粒徑宜選擇在前述範圍內。
又，該等玻璃原料粒子GM視需求可包含澄清劑、著色劑、熔融助劑及乳白劑等作為副原料。又，該等玻璃原料粒子GM中之硼酸等在高溫時之蒸氣壓較高，故而容易因加熱而蒸發，因此可混合較最終製品之玻璃組成多 餘的量。
在本實施形態中含有澄清劑作為副原料時，可添加所需份量之包含選自於由氯(Cl)、硫(S)及氟(F)中之1種或2種以上元素的澄清劑。就其他澄清劑而言，可使用氧化錫(SnO2)。
又，自習知即使用之Sb、As氧化物等澄清劑雖可產生氣泡削減效果，但該等澄清劑之元素在減低環境負荷面乃不適當之元素，從減低環境負荷之方向性看來，宜削減其等之利用。
本發明之玻璃物品之製造裝置具備有：上述本發明之玻璃熔融爐10；將該熔融爐10所製得之熔融玻璃予以成形之成形機構；及將成形後之玻璃徐冷之徐冷機構。在該玻璃物品之製造裝置中，可在預定速度下將以玻璃熔融爐10所製造之熔融玻璃G從排出口4排出，並視需求導入至脫泡裝置進一步加以脫泡後，移送至成形裝置20成形成目的形狀，製造玻璃物品。
如以上所製造之玻璃物品係如上述藉由高品質的熔融玻璃G所形成，因此可獲得高品質的玻璃物品。
又，本發明之玻璃物品之製造方法包含：藉由上述本發明之玻璃熔融爐來製造熔融玻璃之步驟；成形該熔融玻璃之步驟；及將成形後之玻璃徐冷之步驟。第8圖係顯示使用本發明之熔融玻璃之製造方法來製造玻璃物品之方法一例的流程圖。
依照第8圖顯示之方法來製造玻璃物品時，只要藉由使 用上述玻璃熔融爐10之上述熔融玻璃之製造方法所進行的玻璃熔融步驟S1而製得熔融玻璃G，並經過成形步驟S2將熔融玻璃G送至成形裝置20成形成目的形狀後，即在徐冷步驟S3進行徐冷，並在切斷步驟S4中切斷成所需長度，藉此可獲得玻璃物品G5。
而，視需求，可增設將成形後之熔融玻璃加以研磨之步驟來製造玻璃物品G5。
本發明之玻璃熔融爐及玻璃物品之製造裝置並不限定於第1圖顯示之例，作為形成加熱氣相環境K之加熱機構，除了具備氧燃燒器7，可再加上使熱電漿發生之以一對以上電極構成的多相弧電漿發生裝置。而，以氧燃燒焰F的情況而言，其中心溫度在氧燃燒的狀況下約2000℃，而在熱電漿的情況下則在5000~20000℃範圍。
第9圖係顯示實施本發明之熔融玻璃之製造方法來製造玻璃珠(玻璃粒體)之裝置的一實施形態者，本實施形態之製造裝置30係具備下述構件所構成：容納部34；原料粒子投入部5，其係朝下設置成貫通容納部34之頂部34A且用以將玻璃原料粒子GM投入至下方；及複數氧燃燒器7、7，其係朝下設置在原料粒子投入部5周圍，且貫通容納部34之頂部34A，以使得氧燃燒焰F朝向原料粒子投入部5下方形成。第9圖顯示之製造裝置30與前述實施形態之玻璃熔融爐10為類似結構，惟將前述裝置之爐體1變更為容納部34之一點不同。其他構成同於前述第1圖顯示之玻璃熔融爐10之構成，有關相同元件的部分係賦予相同符號並省略相同元件 之說明。而，此時，作為玻璃原料粒子GM以使用造粒物為宜。
在本實施形態之製造裝置30中，容納部34的內部容納有具備不鏽鋼製桶狀貯留部31的搬送載運器32。又，雖未圖示，但容納部34之框體表面已以冷卻水加以冷卻。此外，容納部34之側壁部隔著排氣管33而連接有排放氣體裝置35。
而，在第9圖中雖予以省略，但在容納部34之側壁部形成有可使容納部34成為密閉狀態的開關門，且搬送載運器32可藉由開啟開關門而移動至容納部34外部。
與前述所說明之實施形態的情況同樣地，從原料粒子投入部5將玻璃原料粒子GM投入至由氧燃燒器7之氧燃燒焰F所構成之加熱氣相環境K，藉此可使玻璃原料粒子GM在加熱氣相環境K中熔融並製成熔融玻璃粒子U，且使該熔融玻璃粒子U落下至不鏽鋼製之貯留部31進行冷卻，並獲得玻璃珠GB。因此，在本實施形態之裝置30中，貯留部31係設為將熔融玻璃粒子U冷卻而製成玻璃珠GB並聚積玻璃珠GB之構成。雖未圖示，但為了在熔融玻璃粒子U生成後立刻進行冷卻，亦可在較加熱氣相環境K前端更下方處裝設噴附冷卻氣體之裝置。而，在本實施形態之裝置30中，貯留部31與搬送載運器32並非必須構件，亦可省略該等而做成在容納部34之底部34B承接熔融玻璃粒子U之結構，屆時，容納部34之內部空間與底部34B係構成為可冷卻熔融玻璃粒子U。
第9圖顯示之製造裝置30係將投入玻璃原料粒子GM之原料粒子投入部5、與噴出氧燃燒焰F之氧燃燒器7分離而個別具備之構成，該氧燃燒焰F係用以形成將玻璃原料粒子GM加熱熔融之加熱氣相環境K。所以，可抑制玻璃原料粒子GM往氧燃燒器7前端部之附著以及該附著物已肥大化之鐘乳石狀物的形成。因此，不會有鐘乳石狀物落下而可製造均一品質的玻璃珠GB。
如上述方法所製得之玻璃珠GB可作為玻璃珠直接利用，或可與其他原料混合利用，又可投入至其他熔融爐中來利用於玻璃物品之製造。
本發明之玻璃珠之製造方法包含：藉由上述本發明之玻璃熔融爐來製造熔融玻璃之步驟；及冷卻該熔融玻璃之步驟。
產業上之可利用性
本發明之技術可廣泛地適用於建築用玻璃、車輛用玻璃、光學用玻璃、醫療用玻璃、顯示裝置用玻璃、玻璃珠、及其他一般玻璃物品之製造。
而，在此係引用2011年6月17日所提出申請之日本專利申請案2011-135182號之說明書、專利申請範圍、圖式及摘要之全部內容，並納入作為本發明之揭示。
1、101‧‧‧爐體
1A‧‧‧爐壁部
1B‧‧‧貯留部
1C‧‧‧側壁(部)
2‧‧‧排氣口
2a、33‧‧‧排氣管
3‧‧‧排放氣體處理裝置
4‧‧‧排出口
5、50‧‧‧原料粒子投入部
5A‧‧‧投入口
7‧‧‧氧燃燒器
7A‧‧‧前端部
8‧‧‧原料供給器
9‧‧‧供給管
10‧‧‧玻璃熔融爐
20‧‧‧成形裝置
30‧‧‧製造裝置
31‧‧‧貯留部
32‧‧‧搬送載運器
34‧‧‧容納部
34A‧‧‧頂部
34B‧‧‧底部
35‧‧‧排放氣體裝置
51‧‧‧原料粒子投入管
52‧‧‧氣體供給管
60、61‧‧‧原料粒子預熱機構
100‧‧‧熔融爐
101A‧‧‧爐底部
102‧‧‧電弧電極
103‧‧‧氧燃燒噴嘴
A‧‧‧原料粒子投入軸
B‧‧‧氧燃燒焰F的噴射方向
C‧‧‧玻璃原料粒子GM的擴散軸
d‧‧‧玻璃原料粒子GM的落下高度
F、F100‧‧‧氧燃燒焰
G‧‧‧熔融玻璃
GB‧‧‧玻璃珠
GM‧‧‧玻璃原料粒子
G100‧‧‧玻璃熔液
K‧‧‧加熱氣相環境
K100‧‧‧高溫氣相環境
R100‧‧‧玻璃原料粒子
U‧‧‧熔融玻璃粒子
U100‧‧‧液狀玻璃粒子
α、β‧‧‧角度
S1‧‧‧玻璃熔融步驟
S2‧‧‧成形步驟
S3‧‧‧徐冷步驟
S4‧‧‧切斷步驟
G5‧‧‧玻璃物品
第1圖係示意地顯示本發明玻璃熔融爐之第1實施形態的剖面圖。
第2圖係顯示本發明玻璃熔融爐所具備之原料粒子投 入部之第1例的剖面圖。
第3圖係顯示本發明玻璃熔融爐所具備之原料粒子投入部之第2例的剖面圖。
第4圖係顯示第1圖中所示玻璃熔融爐中氧燃燒器與原料粒子投入部之配置的示意圖。
第5圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器與原料粒子投入部之配置之第2例的示意圖。
第6圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器之配置之第3例的示意圖。
第7圖係顯示本發明玻璃熔融爐中氧燃燒器之配置之第4例的示意圖。
第8圖係顯示使用本發明熔融玻璃之製造方法來製造玻璃物品之方法一例的流程圖。
第9圖係顯示實施本發明熔融玻璃之製造方法來製造玻璃珠之裝置的一實施形態之構成圖。
第10圖係顯示專利文獻1中記載之玻璃熔融爐的剖面示意圖。
1‧‧‧爐體
1A‧‧‧爐壁部
1B‧‧‧貯留部
1C‧‧‧側壁(部)
2‧‧‧排氣口
2a‧‧‧排氣管
3‧‧‧排放氣體處理裝置
4‧‧‧排出口
5‧‧‧原料粒子投入部
5A‧‧‧投入口
7‧‧‧氧燃燒器
7A‧‧‧前端部
8‧‧‧原料供給器
9‧‧‧供給管
10‧‧‧玻璃熔融爐
20‧‧‧成形裝置
60、61‧‧‧原料粒子預熱機構
F‧‧‧氧燃燒焰
G‧‧‧熔融玻璃
GM‧‧‧玻璃原料粒子
K‧‧‧加熱氣相環境
U‧‧‧熔融玻璃粒子

Claims (20)

  1. 一種玻璃熔融爐，具備：爐體，其容納熔融玻璃；原料粒子投入部，其配置在前述爐體之上部並將玻璃原料粒子投入至前述爐體之內側；及燃燒器，其與前述原料粒子投入部隔離設置，且在前述原料粒子投入部之下方形成加熱氣相環境，該加熱氣相環境係用以將前述玻璃原料粒子加熱熔融並製成熔融玻璃粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項之玻璃熔融爐，其中前述燃燒器之前端部與前述原料粒子投入部之投入口至少在水平方向隔離且係個別設置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之玻璃熔融爐，其中前述燃燒器之前端部係朝下設置在前述原料粒子投入部之投入口周圍。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之玻璃熔融爐，其係在前述玻璃原料粒子即將進入前述原料粒子投入部之處以及前述原料粒子投入部中之至少一處，具有預熱前述玻璃原料粒子之原料粒子預熱機構。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之玻璃熔融爐，其具備複數前述燃燒器，且該等複數燃燒器之前端部係配置在前述原料粒子投入部之投入口周圍以該原料粒子投入部為中心之圓周上。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之玻璃熔融爐，其中 前述原料粒子投入部更具有玻璃屑投入部，其將玻璃屑片投入至與前述玻璃原料粒子之投入位置不同的位置。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之玻璃熔融爐，其中前述原料粒子投入部具備原料粒子投入管及配置在該原料粒子投入管周圍的氣體供給管。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之玻璃熔融爐，其中前述燃燒器係設置成：相對於前述原料粒子投入部中鉛直向下之原料粒子投入軸，該燃燒器引發之燃燒焰所形成之角度α在0度≦α≦45度。
  9. 一種熔融玻璃之製造方法，係藉由燃燒器之燃燒焰形成加熱氣相環境，並從設置在該加熱氣相環境上方且與前述燃燒器個別設置的原料粒子投入部，將已配合目的玻璃組成混合原料粉末而成之玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境中，藉此使前述玻璃原料粒子熔融並製成熔融玻璃粒子。
  10. 如申請專利範圍第9項之熔融玻璃之製造方法，其係使前述原料粒子投入部之投入口與前述燃燒器之前端部至少在水平方向隔離且個別設置，藉此使前述玻璃原料粒子在離開前述原料粒子投入部之投入口的部位與燃燒焰接觸。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之熔融玻璃之製造方法，其中前述玻璃原料粒子之重量平均粒徑在30~1000μm範圍。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之熔融玻璃之製造方法，其係在將前述玻璃原料粒子送至前述加熱氣相環境之 前，預先將該玻璃原料粒子加熱。
  13. 如申請專利範圍第12項之熔融玻璃之製造方法，其中前述玻璃原料粒子之重量平均粒徑在50~3000μm範圍。
  14. 如申請專利範圍第9至13項中任一項之熔融玻璃之製造方法，其係自前述燃燒器之前端部噴出燃燒焰，且前述燃燒器之前端部係配置在前述原料粒子投入部之投入口周圍以該投入口為中心之圓周上。
  15. 如申請專利範圍第9至14項中任一項之熔融玻璃之製造方法，其係自前述原料粒子投入部之一部分將玻璃屑片投入至與前述玻璃原料粒子之投入位置不同的位置。
  16. 如申請專利範圍第9至15項中任一項之熔融玻璃之製造方法，其係自前述原料粒子投入部之投入口前端外周對下方噴出氣體。
  17. 如申請專利範圍第9至16項中任一項之熔融玻璃之製造方法，其係自前述燃燒器向下噴出燃燒焰，以使得相對於前述原料粒子投入部中鉛直向下之原料粒子投入軸，燃燒焰所形成之角度α在0度≦α≦45度。
  18. 一種玻璃物品之製造方法，包含：使用如申請專利範圍第9至17項中任一項之熔融玻璃之製造方法來製造熔融玻璃之步驟；成形該熔融玻璃之步驟；及將成形後之玻璃徐冷之步驟。
  19. 一種玻璃物品之製造裝置，具備：如申請專利範圍第1至8項中任一項之玻璃熔融爐； 將該玻璃熔融爐所製造之熔融玻璃予以成形之成形機構；及將成形後之玻璃徐冷之徐冷機構。
  20. 一種玻璃珠之製造方法，包含：使用如申請專利範圍第9至17項中任一項之熔融玻璃之製造方法來製造熔融玻璃之步驟；及冷卻該熔融玻璃之步驟。
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