CN101558016A - 用于在前炉中控制玻璃成型材料的温度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了给端部位置两侧的熔融态玻璃成型材料产生基本上均匀的温度的前炉。前炉(25，30，40，50)中的气体腔(22)、窑坎(23)、耐火砖(32)、或加热元件(34)可用来减小熔融态玻璃成型材料在端部位置(21)两侧的温度梯度。减小熔融态玻璃成型材料在端部位置(21)两侧的温度梯度允许提高玻璃纤维以及由玻璃纤维形成的最终产品的化学和物理性质。另外，端部位置两侧温度梯度的减小产生了更均匀的玻璃纤维和玻璃制品。而且，在熔融态玻璃成型材料的温度在端部位置两侧基本上相同时剪裂率减小，这使得玻璃纤维的破裂减少并且制造效率提高。

Description

用于在前炉中控制玻璃成型材料的温度的装置和方法

技术领域

本发明总体上涉及玻璃纤维成型装置中的前炉，并且更具体地，涉及将基本上均匀的温度提供给前炉端部位置两侧的熔融态玻璃成型材料的前炉。

背景技术

在成型玻璃纤维中，玻璃成型材料在玻璃熔化炉中加热直到玻璃成型材料退化至熔化状态。熔融态玻璃从玻璃熔化炉传递并且进入与玻璃熔化炉和玻璃成型机器联接的前炉。在熔融态玻璃流过前炉时，其向下穿过沿着前炉的底部以间隔开的关系定位的开口并且进入漏板。玻璃流然后通过定位于漏板中的孔口变细并且通过本领域技术人员已知的方法成型为玻璃丝或纤维。

前炉用来热调节熔融态玻璃材料，以使得其匹配玻璃成型机器的物理和化学要求。前炉包括很多开口，以将熔融态玻璃材料输送至漏板。最初或第一开口通常被称为“取出”位置并且前炉的槽中的最后开口被称为“端部位置”。现有技术已知，当熔融态玻璃材料流过前炉时，在熔融态玻璃材料内产生温度梯度。例如，端部位置处的熔融态玻璃传递温度低于其它开口处的熔融态玻璃传递温度。还已知，前炉倾向于从端壁向外部损失热量，从而引起端部位置处的熔融态玻璃材料显著更冷并且与其它开口处的熔融态玻璃相比受热不均匀。

从端部位置的热损失在图1中示出。如图1中所示，燃烧气体在定位于前炉10的顶部14和熔融态玻璃成型材料16之间的气体室12内流动。气体燃烧器15将火焰喷射入气体燃烧室12以升高并且保持气体室12内的燃烧气体的温度。气体室12中的热气体用来保持熔融态玻璃成型材料16的温度，用于优化传递。在图1中，熔融态玻璃材料16沿着两个侧壁(未示出)之间的溢料口砖17从左至右(举例来说，向下)流动并且紧邻玻璃接触壁11。熔融态玻璃成型材料16通过由溢料口砖17、17a以及漏板砖13、13a中的开口形成的端部位置21离开前炉10。在箭头19的方向上穿过端壁18出现的热损失在端部位置21处在熔融态玻璃材料16内产生温度梯度。

熔融态玻璃传递温度在端部位置21两侧的差异产生熔融态玻璃16的粘性差异，这可引起所产生玻璃纤维以及用这些玻璃纤维制造的最终产品的物理和化学性质中的变化。另外，温度差异可导致不符合工艺规范的纤维。而且，熔融态玻璃材料16在端部位置21处降低的温度产生对于在漏板内增加动力以再加热玻璃的需要。这个再加热又负面地改变漏板的性能。另外，玻璃成型材料16在端部位置21的较低温度引起所得到的玻璃纤维更高的剪裂率。这种剪裂率的增大导致高水平的废品以及加工效率的降低。

现有技术已经努力降低前炉内的温度差异并且克服上述问题。这些努力的一些示例在下面描述。

Brax的美国专利No.4,069,032公开了一种装置，其使流过前炉的熔融态玻璃的温度均匀化。这个创造性的前炉包括具有纵向脊的顶部。这些脊限定冷却气流穿过其中以冷却玻璃流的中央最热部分的中央纵向通道。侧面通道促进热气体的局部对流以再加热熔融态玻璃的侧面部分。多个纵向地隔开的电极从顶部悬挂于侧面通道上方并且插入熔融态玻璃以直接加热熔融态玻璃的通道的侧面部分。

Sheinkop的美国专利No.4,544,392公开了一种用于热调节可热软化材料(比如玻璃)的装置。该装置包括辅助加热的漏板砖，其具有非圆形开口以将熔融态玻璃从前炉底部中的开口传输至纤维成型漏板。电阻加热器元件穿过漏板砖的端部突起进入与熔融态玻璃相接触的非圆形开口。通过改变给加热器元件供电的每个电源的设置，熔融态玻璃能被选择性地进行热调节。

McMinn的美国专利No.5,327,452公开了一种用于玻璃炉的前炉，其包括槽和在槽上方的顶部。顶部中朝着熔融态玻璃的表面向下延伸的两个纵向脊在前炉内形成三个室。中央室形成用于冷却空气在熔融态玻璃流的中央部分上方流动的管道。侧室用作用于燃烧气体流动的管道。分开的出口被设置用于冷却和燃烧气体。可控阻尼器至少设置于燃烧气体出口处。平衡三个室之间的内部压力可确保冷却空气和燃烧气体没有显著的混合。邻近加热和冷却室的压力的平衡和调节据说允许熔融态玻璃的温度的精细并且准确的控制。

尽管减小前炉内温度差异的这些先前努力，该领域仍然需要一种装置和方法，用于加热端部位置处的熔融态玻璃材料以将基本上均匀的温度提供至端部位置两侧的熔融态玻璃成型材料。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，其包括：溢料口砖，其沿前炉的长度延伸；顶部，其覆盖溢料口砖的至少一部分；气体燃烧室，其定位于溢料口砖和顶部之间；定位于端部开口的下游的玻璃接触壁；端壁；以及定位于玻璃接触壁和端壁之间的气体腔。气体腔可定位为距玻璃接触壁一个从大约1英寸至大约12英寸的距离并且至少延伸至端部位置，并且优选地经过漏板砖。来自气体腔中的热的燃烧气体的热量传送穿过玻璃接触壁并且进入位于端部位置处的熔融态玻璃。该热量传送减少了熔融态玻璃成型材料在端部位置两侧的温度梯度并且将熔融态玻璃成型材料的温度调节至与其它开口处的熔融态玻璃的温度更加一致的温度。另外，通过将气体腔定位于玻璃接触壁和端部之间并且允许热的燃烧气体进入气体腔，端壁远离熔融态玻璃成型材料并且可在端部位置两侧获得更加均匀的温度。

本发明的另一目标是提供一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，其包括支撑于端部开口上游的溢料口砖上的窑坎。窑坎刚性地紧固至溢料口砖并且朝着熔融态玻璃材料的顶表面向上延伸。窑坎的形状或形式没有具体地受到限制，只要窑坎允许位于溢料口砖上或附近的熔融态玻璃材料在窑坎上方形成通路。另外，窑坎可由能承受熔融态玻璃成型材料的温度的任何材料形成。窑坎可定位于距端部位置向上游至少5英寸的距离。在操作中，窑坎迫使熔融态玻璃在气体燃烧室中的热的燃烧气体附近流动。于是，由窑坎迫使至顶表面的熔融态玻璃材料仍然与热的燃烧气体紧密接触一个延长的时间段。因而，一旦熔融态玻璃材料经过窑坎并靠近端部位置，其具有比前炉中其它开口处的熔融态玻璃材料的温度更高或更一致的温度。

本发明的又一目标是提供一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，其包括在端部开口附近支撑于溢料口砖上的耐火砖。耐火砖具有与溢料口砖和漏板砖中的开口相匹配的开口，以使得熔融态玻璃材料能通过端部位置离开前炉。耐火砖可由在性质上是非腐蚀性的或基本上非腐蚀性的任何材料形成。耐火砖的高度可以是任何期望的高度，只要耐火砖仍然浸没在熔融态玻璃材料中。在操作中，熔融态玻璃在耐火砖的上游部分上方流动，在该处其更充分且快速地由气体腔中的燃烧气体加热，因为在耐火砖上方流动的熔融态玻璃的深度降低。熔融态玻璃成型材料的这个深度降低允许来自燃烧气体的热量穿过熔融态玻璃并且更完全地加热耐火砖的上游部分上方的熔融态玻璃，从而获得与位于其它开口处的熔融态玻璃成型材料的温度更加一致的温度。另外，耐火砖降低熔融态玻璃在端部位置上方的停留时间和体积。更短的停留时间降低了熔融态玻璃在流过端部位置之前损失的热能的量，这使得熔融态玻璃成型材料在端部位置两侧的温度差异降低。

本发明的再一目标是提供一种用于将熔融态玻璃成型材料传输至玻璃成型装置的前炉，其包括：具有溢料口砖的气体燃烧室，溢料口砖包括端部位置；定位于端部位置下游的玻璃接触壁；定位于端部位置下游的端壁；以及插入在端壁、溢料口砖以及定位于溢料口砖下面的漏板之间的加热元件。加热元件的形式或类型不必受到限制，并且可以是能提供足以将端部位置处的熔融态玻璃材料的温度升高至与其它开口处的熔融态玻璃材料的温度相同或基本上相同的温度。优选地，加热元件能获得至少2100°F的温度。加热元件能使热量传递通过端壁、溢料口砖以及漏板砖，以加热紧邻玻璃接触壁的熔融态玻璃材料并且抵消通过端壁的热损失。因而，加热元件将位于端部位置处的熔融态玻璃材料的温度升高至与其它开口处的熔融态玻璃材料的温度更加一致的温度。另外，玻璃接触壁附近的熔融态玻璃材料的温度的升高使熔融态玻璃成型材料在端部位置两侧的温度梯度减小。

本发明的一个优点在于，通过降低端部位置两侧的温度梯度，能获得玻璃纤维均匀或基本上均匀的化学和物理性质。

本发明的另一个优点在于，当熔融态玻璃材料在端部位置两侧具有均匀或基本上均匀的温度时，出现剪裂率的降低。

本发明的又一个优点在于，当熔融态玻璃材料在端部位置两侧的温度梯度很小或不存在温度梯度时，流过端部位置并进入漏板的熔融态玻璃具有更加均匀的粘度。于是，能形成更加均匀的玻璃纤维和玻璃产品。

本发明的又一个优点在于，当在前炉内在玻璃接触壁和端壁之间采用气体腔时，无需另外的能源或控制系统基础结构。

本发明的又一个优点在于，加热元件允许对于给定装置的具体热需求进行控制和定制。

本发明的一个特点在于，前炉给前炉的端部位置两侧的熔融态玻璃成型材料提供了基本上均匀的温度。

本发明的前述和其它目标、特点和优点在考虑下面的详细描述后将更加完全地显现。然而，要理解到，附图是示例性的目的并且不构成本发明范围的限制。

附图说明

本发明的优点在考虑以下本发明的详细公开，尤其在结合附图时变得明了，其中：

图1是常规前炉的示意性局部截面图，示出端部位置以及穿过端壁的热损失；

图2是本发明的一个示例性实施例的示意性局部截面图，其中气体腔定位于玻璃接触壁和端壁之间；

图3是本发明的另一个示例性实施例的示意性局部截面图，其中窑坎(weir)在端部位置之前插入熔融态玻璃流；

图4是本发明的又一示例性实施例的示意性局部截面图，其中耐火砖在端部位置之前插入熔融态玻璃流；以及

图5是本发明的另一个示例性实施例的示意性局部截面图，其中加热元件用来在端部位置处加热熔融态玻璃材料。

具体实施方式

除非另外规定，这里使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的技术人员所共同地理解的相同含义。尽管与这里描述的那些类似或等同的任何方法和材料能在本发明的实践或测试中使用，但是在这里描述了优选的方法和材料。这里所引用的所有参考文献，包括出版的或相应的美国或外国专利申请、授权的美国或外国专利，以及任何其它参考文献，每个都通过参考整体地结合于此，包括存在于所引用参考中的所有数据、表格、图形以及文字。

在图中，线、层和区域的厚度为了清楚起见可以放大。要注意到，在全部附图中发现的相同的数字指示相同的元件。将理解到，在元件被称为在另一个元件“上”时，其能直接在另一个元件上或可存在插入元件。另外，要注意到，在元件被称为“邻近”另一个元件时，其能直接邻近或靠近另一个的元件或可具有插入元件。

本发明涉及前炉，其将基本上均匀的温度提供至在前炉的端部位置(端部开口)两侧的熔融态玻璃成型材料。如上所述，前炉包括多个开口，以将熔融态玻璃材料输送至漏板。最初或第一开口一般被称为“取出”位置并且前炉中的最后开口通常称为“端部位置”。可在开口两侧的熔融态玻璃材料没有显著的温度梯度时获得玻璃纤维以及由玻璃纤维形成的最终产品的均匀或基本上均匀的化学和物理性质。例如，如果开口(比如端部位置)两侧的熔融态玻璃成型材料没有温度梯度或温度梯度很小，流过开口并且进入漏板的熔融态玻璃具有更均匀的粘性。更均匀的玻璃纤维和玻璃产品可在玻璃粘性的变化降低时成型。另外，在熔融态玻璃成型材料具有与开口两侧的材料基本相同的温度时，出现剪裂率的降低。因此，可减少由玻璃纤维的破裂产生的废品并且可提高玻璃纤维的制造效率。

图2示出本发明的一个示例性实施例，其中前炉25内的燃烧气体室12延伸过玻璃接触壁11并且进入气体腔22。在操作中，熔融态玻璃成型材料16沿着溢料口砖17如由箭头28所示向下游流动(如在图2中所示从左至右)穿过在两个竖直地定位的侧壁(未示出)之间形成的通道并且紧邻玻璃接触壁11。溢料口砖17、17a沿前炉25的长度水平地延伸，并且可以是限定熔融态玻璃流的通道的壁。热的燃烧气体流过定位于顶部14和熔融态玻璃成型材料16之间的燃烧气体室12。顶部14可包括纵向地延伸的系列耐火顶部砖元件，该耐火顶部砖元件至少局部地覆盖溢料口砖17、17a。气体燃烧器15、15a将火焰喷入气体燃烧室12以升高并且保持气体室12内的燃烧气体的温度。尽管存在气体燃烧器15a，但是与前炉25内的其它开口(未示出)相比，端部位置21(端部开口)处的熔融态玻璃成型材料16通常具有减小或更低的温度并且在端部位置21两侧存在温度差异。这很大程度上是由于传统上不包括热源的端壁18的较低温度。因而，来自熔融态玻璃成型材料16的热量以比能被加热的速率更大的速率从端壁18向外(向外部)流动，引起熔融态玻璃材料16在端部位置21上具有温度梯度。如图1-5中所示，端壁18示出为由两个耐火砖元件18a和18b形成。

通过提供热的燃烧气体能进入其中并且辐射热量的气体腔22，改善了端部位置21两侧的热平衡并且熔融态玻璃成型材料16在端部位置21的宽度上具有更一致的温度。气体腔22定位于玻璃接触壁11和端壁18之间。在图2中，气体腔示出为定位于玻璃接触壁和端壁18的耐火砖元件18b之间。气体腔22使气体燃烧室12延伸超过玻璃接触壁11的一距离。要注意到，气体腔22还至少延伸至漏板砖13a的下游端，并且优选地经过漏板砖13a。气体腔22可以从玻璃接触壁11延伸从大约1英寸至或大约12英寸的距离，并且优选地从玻璃接触壁11延伸大约6英寸的距离。另外，气体腔22优选地具有与从玻璃接触壁11的顶表面至端壁18的底表面的距离相等的深度。

燃烧室12中的气体燃烧器15a可用来给气体腔22提供热量。气体室12和气体腔22中的热的燃烧气体释放能量，以便以对流形式提供热量并且将能量辐射至周围壁以及熔融态玻璃成型材料16。由于端部位置21邻近熔融态玻璃成型材料16的流的下游端，所以气体腔22提供用于端部位置21的延伸热源。具体地，来自气体腔22中的热的燃烧气体的热量传递通过玻璃接触壁11、溢料口砖17a以及漏板砖13a并且进入定位于端部位置21处的熔融态玻璃16中。这个热传递减小了熔融态玻璃成型材料16在端部位置21两侧的温度梯度并且将熔融态玻璃成型材料16的温度调整至与其它开口处的熔融态玻璃16的温度更一致的温度。另外，通过在玻璃接触壁11和端壁18之间形成气体腔22并且允许热的燃烧气体进入气体腔22，端壁18距离熔融态玻璃成型材料16一定距离并且可在端部位置21两侧获得更均匀的温度。由于气体腔22被动地加热熔融态玻璃成型材料16，所以不需要另外的能源或控制系统基础结构。

图3示出本发明的第二示例性实施例，其中窑坎23插入熔融态玻璃流16。本领域已知，熔融态玻璃成型材料16具有从熔融态玻璃成型材料16与燃烧气体室12相接触的顶表面24延伸至熔融态玻璃成型材料16与溢料口砖17相接触的底表面或底部26的温度梯度。由于溢料口砖17不经受任何外部加热，所以来自熔融态玻璃16的热量通过溢料口砖17向外流动。热量的这个向外流动降低了底表面26处的熔融态玻璃16的温度。另外，与在底表面26处或底表面26附近流动的熔融态玻璃成型材料16相比，燃烧气体室12中热的燃烧气体更容易加热顶表面24处的熔融态玻璃成型材料16，因为其接近从气体室12中的热的燃烧气体散发的热量。因而，穿过端部位置21离开前炉的熔融态玻璃成型材料16具有变化的温度，这有助于在端部位置21两侧产生温度差异。另外，由于定位于底表面26处的熔融态玻璃成型材料16沿着溢料口砖17已经行进最长的距离并且损失了沿着其长度穿过溢料口砖17的热量，端部位置21处的熔融态玻璃成型材料16具有比其它开口(未示出)处的熔融态玻璃16的温度更低的温度。

为了加热端部位置21处的熔融态玻璃材料16，窑坎23可横向于前炉30内的熔融态玻璃成型材料16的流动方向并与该流动方向垂直地定位。在图3中所示的实施例中，熔融态玻璃成型材料16如由箭头28所示在前炉30中向下游流动(如图2中所示从左至右)。气体燃烧器15、15a将火焰喷射入定位于顶部14和熔融态玻璃成型材料16之间的气体燃烧室12，以升高并且保持气体室12内燃烧气体的温度。窑坎23可以由能承受熔融态玻璃成型材料16的温度的任何材料形成。用于形成窑坎23的材料的适合示例包括但是不限于钨、钨合金、钼、钼合金、铂、铂合金或耐火氧化铬。优选地，用来形成窑坎23的材料在性质上是非腐蚀性或基本上非腐蚀性的。

窑坎23刚性地紧固至溢料口砖17并且朝着熔融态玻璃成型材料16的顶表面或顶部24向上延伸。窑坎23的形状或形式没有特别限制，只要窑坎23允许定位于溢料口砖17上面或附近的熔融态玻璃成型材料16在窑坎23上方形成通路。例如，窑坎23可形成为具有任何几何形状，比如大致矩形、正方形或棱锥形。另外，窑坎23可设计为包括各种几何槽口(比如倒“V”形或在中央具有半圆形或圆形孔)，以从窑坎23的中央引导熔融态玻璃成型材料16的流动。另外，窑坎23可具有任何期望的厚度，只要窑坎23能承受穿过前炉30的熔融态玻璃成型材料16的流动。期望地，窑坎23可具有从大约1.5英寸至大约3英寸的宽度。窑坎23不必由一个整体的部件形成。窑坎23可由接合在一起的两个或更多部件形成。

窑坎23可定位于距离端部位置21向上游至少5英寸。在优选实施例中，窑坎23定位于距离端部位置21向上游从大约5英寸至大约10英寸。窑坎优选地浸没于熔融态玻璃成型材料16中，以使得溢出窑坎23的熔融态玻璃16具有从大约1英寸至大约2英寸的深度或厚度。如由图3中的箭头28所示，在热熔融态玻璃成型材料16达到窑坎23时，熔融态玻璃成型材料16被迫向上并且允许在窑坎23上方流动的熔融态玻璃16在窑坎23上方通过。熔融态玻璃材料16的这个向上运动迫使沿着熔融态玻璃材料16的底表面26定位的“较冷”的熔融态玻璃材料16向上至熔融态玻璃材料16的顶表面24，在此处，其由气体燃烧室12中的热的燃烧气体加热。窑坎23的存在迫使熔融态玻璃16邻近气体燃烧室12中热的燃烧气体流动。因此，被窑坎23迫使到顶表面24的熔融态玻璃材料16保持与热的燃烧气体紧密接触一个延长的时间段。因而，一旦熔融态玻璃成型材料16在窑坎23上方经过并且接近端部位置21，其具有与前炉30中的其它开口(未示出)处的熔融态玻璃材料16的温度相比更高并且更一致的温度。

在图4中所示的第三实施例中，耐火砖32定位为在前炉40中溢料口砖17的上方邻近端部位置21。如图4中所示，耐火砖32具有与溢料口砖17、17a和漏板砖13、13a中的开口匹配的开口，以使得熔融态玻璃成型材料16能通过端部位置21离开前炉40。耐火砖32可由在性质上是非腐蚀性或基本上非腐蚀性的任何材料构成。适合的材料的示例包括但是不限于钨、钨合金、钼、钼合金、铂、铂合金以及耐火氧化铬。耐火砖32的高度可以是任何期望的高度，只要耐火砖32保持浸没于熔融态玻璃成型材料16中。在一些示例性实施例中，耐火砖32可具有从大约2英寸至大约3英寸的高度以及从大约7英寸至大约8英寸的长度。

为了此处描述的目的，耐火砖32分为定位于耐火砖32(定位于端部位置21的上方)中的开口的两侧上的上游部分和下游部分。在熔融态玻璃材料16在箭头28的方向上穿过前炉40流动至端部位置21时，耐火砖32的上游部分迫使熔融态玻璃成型材料16定位在溢料口砖17上或附近，以朝着表面24流动。由于熔融态玻璃流16的降低的深度，在耐火砖32的上游部分上方流动的熔融态玻璃16由气体室12中的燃烧气体更有效地并且更快速地加热。举例来说，熔融态玻璃成型材料16的深度(D₁)在耐火砖32的上游部分上方减少至深度(D₂)的距离等于耐火砖32的高度。这个深度减小允许来自燃烧气体的热量和来自气体燃烧器15、15a的热量穿透熔融态玻璃16并且更完全地加热定位于耐火砖32的上游部分上方的熔融态玻璃16，从而获得与定位在其它开口(未示出)处的熔融态玻璃成型材料16的温度更一致的温度。另外，耐火砖32的上游部分减少端部位置21上方的熔融态玻璃16的体积，并且因此减少了滞留时间。较短的滞留时间减少了熔融态玻璃16在流过端部位置21之前会损失的热能的量，这又引起熔融态玻璃成型材料16在端部位置21两侧的温度差异减小。

本发明的另一个示例性实施例在图5中示出，其中加热元件用来加热端部位置处的熔融态玻璃材料。对于这里描述的其它示例性实施例，燃烧气体在定位于前炉50的顶部14和熔融态玻璃成型材料16之间的燃烧气体室12内流动。气体室12中的热的气体用来保持熔融态玻璃成型材料16的温度，用于优化玻璃传送。尽管存在气体燃烧器15、15a，但是在箭头19的方向上穿过端壁18出现的热损失在端部位置21的熔融态玻璃成型材料16内产生温度梯度。

为了消除或减少熔融态玻璃成型材料16在端部位置21两侧的这个温度差异，前炉50包括与端壁18、溢料口砖17a以及漏板砖13a邻接地定位(优选地与之接合)的加热元件或装置34。在图5中，加热元件34示出为邻近端壁18的耐火砖元件18b。加热元件34的形式或类型不受限制，并且可以是能提供一个温度的任何装置或设备，该温度足以将端部位置21处的熔融态玻璃成型材料16的温度升高至与其它开口(未示出)处的熔融态玻璃成型材料16的温度相同或基本上相同的温度。优选地加热元件34能获得至少2100°F的温度。适合的加热元件34的示例包括任何加热装置，比如钼电极、镍铬丝、碳化硅、铂丝、喷灯、其中具有热的可燃烧气体的管道、发光棒以及其它高温热源。一个或多个加热元件34可设置于前炉50中。

在图5中，加热元件34将热传递穿过端壁18的耐火砖元件18b、溢料口砖17a以及漏板砖13a，以加热紧邻玻璃接触壁11的熔融态玻璃成型材料16并且补偿穿过端壁18的热损失，从而通常作为防护加热器。因而加热元件34使端部位置21处的熔融态玻璃成型材料16的温度升高至与其它开口(未示出)处的熔融态玻璃成型材料16的温度更一致的温度。另外，紧邻或邻近玻璃接触壁11的熔融态玻璃成型材料16的温度的升高使熔融态玻璃成型材料16在端部位置21两侧的温度梯度减小。加热元件34有利地允许控制和定制给定过程的特定热需求。

本申请的发明在上面已经一般性地和针对具体实施例进行了描述。虽然本发明已经就视为优选的实施例进行阐明，但是本领域技术人员已知的宽范围的替代可在总体公开内进行选择。本发明仅受限于所附权利要求。

Claims (20)

1.一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，该前炉包括：

溢料口砖，该溢料口砖沿所述前炉的长度延伸，熔融态玻璃成型材料在所述溢料口砖上方流动，所述溢料口砖包括多个开口，所述多个开口包括端部开口；

顶部，该顶部覆盖所述溢料口砖的至少一部分；

气体燃烧室，该气体燃烧室定位于所述溢料口砖和所述顶部之间，所述气体燃烧室容纳燃烧气体，以加热所述熔融态玻璃成型材料；

定位于所述端部开口的下游的玻璃接触壁；

端壁；以及

形成于所述玻璃接触壁和所述端壁之间的气体腔，所述气体腔与所述燃烧室流体连通，用于使所述燃烧气体流动到所述气体腔。

2.根据权利要求1所述的前炉，其中定位于所述气体腔中的所述燃烧气体辐射热量穿过所述玻璃接触壁和所述溢料口砖，以使所述端部开口处的所述熔融态玻璃成型材料的温度升高，并使所述熔融态玻璃成型材料在所述端部开口两侧的温度梯度减小。

3.根据权利要求1所述的前炉，其中所述气体腔从所述玻璃接触壁延伸从大约1英寸至大约12英寸的一距离。

4.根据权利要求3所述的前炉，其中所述气体腔的深度等于从所述玻璃接触壁的顶表面至所述端壁的底表面的距离。

5.根据权利要求1所述的前炉，其中所述气体腔至少延伸至定位于所述前炉下方的漏板砖的下游端。

6.一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，该前炉包括：

溢料口砖，熔融态玻璃成型材料在该溢料口砖上方流动至定位于所述溢料口砖中的多个开口，所述多个开口包括端部开口；以及

窑坎，所述窑坎在所述端部开口的上游支撑于所述溢料口砖上，以使得仅允许所述熔融态玻璃成型材料的流的上部流过所述窑坎并且到达所述端部开口。

7.根据权利要求6所述的前炉，其中所述窑坎定位于距离所述端部开口向上游至少5英寸处。

8.根据权利要求6所述的前炉，其中所述熔融态玻璃成型材料包括底部和所述上部，并且所述窑坎迫使所述底部处的所述熔融态玻璃成型材料朝着所述上部流动。

9.根据权利要求8所述的前炉，其中位于所述上部的所述熔融态玻璃成型材料与定位于所述溢料口砖和至少局部地覆盖所述溢料口砖的顶部之间的气体燃烧室中的燃烧气体接触，以使位于所述端部开口处的所述熔融态玻璃成型材料的温度升高，从而使所述熔融态玻璃成型材料在所述端部开口两侧的温度梯度减小。

10.根据权利要求6所述的前炉，其中所述熔融态玻璃成型材料的所述流具有横向宽度，所述窑坎形成为从所述窑坎的中央部分引导所述熔融态玻璃成型材料的所述流。

11.根据权利要求10所述的前炉，其中所述窑坎包括至少一个几何槽口，以从所述窑坎的所述中央部分引导所述熔融态玻璃成型材料的所述流。

12.根据权利要求10所述的前炉，其中所述几何槽口是圆形或半圆形孔。

13.一种用于将熔融态玻璃成型材料输送至玻璃成型装置的前炉，该前炉包括：

溢料口砖，所述熔融态玻璃成型材料在所述溢料口砖上方流动至所述溢料口砖中的多个开口，所述多个开口包括端部开口；以及

耐火砖，该耐火砖在所述端部开口上方支撑于所述溢料口砖上并且具有上游部分和下游部分，所述上游部分延伸至所述端部开口，以使得所述熔融态玻璃成型材料的流在邻近所述端部开口处的深度比在所述端部开口上游的其它所述开口处的深度更浅。

14.根据权利要求13所述的前炉，其中所述熔融态玻璃成型材料具有顶表面和底表面，并且所述耐火砖迫使所述底表面处的所述熔融态玻璃成型材料朝着所述顶表面流动。

15.根据权利要求14所述的前炉，其中所述耐火砖的所述上游部分浸没于所述熔融态玻璃成型材料中，并且所述耐火砖的所述上游部分允许所述熔融态玻璃成型材料的所述顶表面在所述耐火砖的所述上游部分上方形成通路。

16.根据权利要求13所述的前炉，其中所述更浅的深度允许来自所述燃烧气体的热量在所述耐火砖的所述上游部分上方穿透所述熔融态玻璃成型材料，以使所述端部开口处的所述熔融态玻璃成型材料的温度升高，从而使所述熔融态玻璃成型材料在所述端部开口两侧的温度梯度减小。

17.一种用于将熔融态玻璃成型材料传输至玻璃成型装置的前炉，该前炉包括：

气体燃烧室，该气体燃烧室包括溢料口砖，所述熔融态玻璃成型材料在所述溢料口砖上方流动至所述溢料口砖中的多个开口，所述多个开口包括端部开口；

定位于所述端部开口的下游的玻璃接触壁；

定位于所述玻璃接触壁下游并且与所述玻璃接触壁相邻的端壁；以及

加热元件，该加热元件插入在所述端壁、所述溢料口砖以及定位于所述溢料口砖下方的漏板之间，以减少所述熔融态玻璃成型材料在所述端部开口处的热损失。

18.根据权利要求17所述的前炉，其中所述加热元件获得至少2100°F的温度。

19.根据权利要求18所述的前炉，其中所述加热元件选自由钼电极、镍铬线、碳化硅、铂线、喷灯、其中具有可燃烧气体的管道以及发光棒构成的组。

20.根据权利要求17所述的前炉，其中所述加热元件使定位为邻近所述玻璃接触壁的所述熔融态玻璃成型材料的温度升高，并使所述熔融态玻璃成型材料在所述端部开口两侧的温度梯度减小。

Images