CN104125932A - 玻璃熔融炉、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置、及玻璃制品的制造方法 - Google Patents

玻璃熔融炉、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置、及玻璃制品的制造方法 Download PDF

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    • C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces

Abstract

本发明的目的是在使用空中熔融法的玻璃熔融炉、使用上述玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法、具备上述玻璃熔融炉的玻璃制品的制造装置、以及使用上述玻璃制品的制造装置的玻璃制品的制造方法中，抑制作为玻璃原料粒子的造粒体在投入炉内时的崩裂。炉体(1)具有比收纳气相气氛(K)的熔融部(50)靠上方的烧结部(60)，烧结部(60)的水平截面比熔融部(50)小，且通过与熔融部(50)连通，使用气相气氛(K)的热量的一部分形成将玻璃原料粒子(GM)烧结的气氛(K’)，原料粒子投入装置(5)将玻璃原料粒子(GM)投入烧结部(60)，使玻璃原料粒子(GM)经过气氛(K’)而到达气相气氛(K)。

Description

玻璃熔融炉、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置、及玻璃制品的制造方法
技术领域
本发明涉及在炉内的高温气氛中将原料熔融后再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉、使用上述玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法、具备上述玻璃熔融炉的玻璃制品的制造装置、以及使用了上述玻璃制品的制造装置的玻璃制品的制造方法。
背景技术
下述专利文献1中公开了采用空中熔融法(In-flight glass meltingmethod)的玻璃熔融炉，所谓的空中熔融法是指在炉内的高温气相气氛中将玻璃原料粒子熔融而制成熔融玻璃粒子，再将上述熔融玻璃粒子聚积而制成熔融玻璃。在炉体的上壁部朝下设置玻璃原料粒子投入部，在炉体的上述玻璃原料粒子投入部的下方设置作为加热装置的燃烧器，该加热装置形成将玻璃原料粒子熔融而制成熔融玻璃粒子的气相气氛。
与现有的利用西门子型(Siemens type furnace)熔融炉的熔融法相比，上述空中熔融法可以说能够将玻璃熔融工序的能源消耗降低至1/3左右并且能在短时间内熔融，作为能够实现熔融炉的小型化、省略蓄热室、提高品质、削减CO2、缩短玻璃品种的变更时间的技术而受到瞩目。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2011/021576号
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，空中熔融法中，将作为玻璃原料粒子的造粒体从玻璃原料粒子投入部直接投入到燃烧器的火焰中时，由于由火焰喷射流的气焰及原料的迅速热分解引起的气体释放，存在造粒体崩裂、对玻璃制品的均质化和煤尘的减少产生影响的问题。
于是，本发明的目的是在使用空中熔融法的玻璃熔融炉、使用该玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法、具备该玻璃熔融炉的玻璃制品的制造装置、以及使用该玻璃制品的制造装置的玻璃制品的制造方法中，抑制造粒体投入炉内时的崩裂。
解决技术问题所采用的技术方案
作为解决上述技术问题的装置，本发明是在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉，其特征是具备：中空的炉体，加热装置，该加热装置用于在上述炉体内形成将上述玻璃原料粒子熔融的气相气氛，以及原料粒子投入部，该原料粒子投入部用于从比上述加热装置的能量释放部靠上方的原料投入口向上述炉体内投入上述玻璃原料粒子；上述炉体具有熔融部和烧结部，上述熔融部收纳上述气相气氛，上述烧结部比上述熔融部靠上方，水平截面比该熔融部小，且通过与该熔融部连通，使用上述气相气氛的热量的一部分形成将上述玻璃原料粒子烧结的气氛，并设置在面向上述原料投入口的位置。
本发明的结构可以是上述烧结部以从上述炉体的上壁部向上方突出的方式构成，在该烧结部的上部配置上述原料投入口。
此外，本发明的结构可以是上述烧结部位于上述炉体的平面方向的中央部，在该烧结部的周围配置上述加热装置。
此外，本发明的结构可以是设置多个上述加热装置。
此外，本发明的结构可以是上述加热装置以朝着投入到上述烧结部的下方的上述玻璃原料粒子的方式朝斜下方配置。
本发明的结构可以是上述加热装置位于上述炉体的平面方向的中央部，在该加热装置的周围配置上述烧结部和上述原料投入口。
此外，本发明的结构可以是设置多个上述烧结部和上述原料投入口。
此外，本发明的结构可以是上述烧结部在越靠近下侧的位置形成越宽的水平截面。
此外，本发明的结构可以是上述原料投入口以朝向斜下方的方式配置。
本发明是使用在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法，其特征是包括熔融步骤、烧结步骤和投入步骤，上述熔融步骤是在上述玻璃熔融炉的炉体内形成用于将上述玻璃原料粒子熔融的气相气氛，在收纳该气相气氛的熔融部将上述玻璃原料粒子熔融的步骤；上述烧结步骤是在上述熔融步骤前，在烧结部使用由上述气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将上述玻璃原料粒子烧结的步骤，上述烧结部比上述熔融部靠上方，水平截面比该熔融部小，且与该熔融部连通；上述投入步骤是在上述烧结步骤前，从面向上述烧结部的原料投入口向该烧结部中投入上述玻璃原料粒子的步骤。
此外，本发明是使用在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法，其特征是包括投入步骤、熔融步骤、烧结步骤和聚积步骤，上述投入步骤是向上述玻璃熔融炉内投入上述玻璃原料粒子的步骤；上述熔融步骤是使上述玻璃原料粒子通过炉内的气相气氛并将其熔融的步骤；上述烧结步骤是自上述投入步骤后，利用由上述气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将上述熔融步骤前的上述玻璃原料粒子烧结的步骤；上述聚积步骤是将在上述熔融步骤熔融的玻璃原料粒子聚积在上述玻璃熔融炉的底部以制成熔融玻璃的步骤。
此外，上述投入步骤较好是在进行上述烧结步骤的空间区域的上方进行。
此外，上述熔融步骤较好是在进行上述烧结步骤的空间区域的下方进行。
此外，上述熔融玻璃的构成是：以氧化物基准的质量百分率表示，SiO2的含量为5～75％、Al2O3的含量为7～60％、CaO的含量为7～60％，它们的总和是90％以上。
本发明也是一种玻璃制品的制造装置，其具备：上述玻璃熔融炉，对由上述玻璃熔融炉制造的熔融玻璃进行成形的成形单元，以及对上述成形后的玻璃制品进行冷却的冷却单元。
本发明也是一种玻璃制品的制造方法，其包括：使用上述的熔融玻璃的制造方法将上述玻璃原料粒子烧结后制造熔融玻璃的工序，对上述熔融玻璃进行成形的工序，以及对上述成形后的玻璃制品进行冷却的工序。
发明效果
根据本发明，即使在玻璃原料粒子使用造粒体的情况下，也可使被投入到炉体内而飞翔的玻璃原料粒子(造粒体)在烧结部的气氛中烧结后，到达气相气氛。因此，到达由燃烧器的火焰及其周边的高温部等形成的气相气氛中的玻璃原料粒子(造粒体)的崩解得到抑制，可抑制对玻璃制品的均质化和煤尘的减少产生的影响。
此外，通过在比熔融部靠上方的位置设置与熔融部连通的烧结部，在烧结部内能够容易形成利用了气相气氛的部分热量的烧结用的气氛，除抑制耗能增加外，还能够将玻璃原料粒子烧结。而且，通过向比熔融部的水平截面小的烧结部中投入玻璃原料粒子，能抑制玻璃原料粒子在水平方向的扩散，从而可高效地烧结。
附图说明
图1是具备本发明的第一实施方式的玻璃熔融炉的玻璃制品的制造装置的简略结构图。
图2是本发明的第二实施方式的玻璃熔融炉的简略结构图。
图3是本发明的第三实施方式的玻璃熔融炉的简略结构图。
图4是本发明的第四实施方式的玻璃熔融炉的简略结构图。
图5是使用本发明的实施方式的玻璃制品的制造装置的玻璃制品的制造方法的流程图。
图6是显示对造粒体进行热处理时的造粒体的直径和体积密度的变化的图。
图7是显示在高温气氛中飞翔的造粒体到烧结为止必需的移动距离的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下，参照附图，以本发明的玻璃熔融炉为中心，对熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置及玻璃制品的制造方法的第一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的玻璃熔融炉10通过所谓的空中熔融法来制造熔融玻璃G。玻璃熔融炉10通过例如将按照目标玻璃的组成混合玻璃的各成分的原料粉末且使其聚集而成的玻璃原料粒子(造粒体)GM投入到炉体1内的高温气相气氛中使其熔融，从而制成熔融玻璃粒子U。熔融玻璃粒子U聚积在炉体1的底部形成液相的熔融玻璃G。玻璃熔融炉10构成包含成形装置20的玻璃制品的制造装置30的一部分。
“气相气氛”是在空中熔融法中利用燃烧器等加热装置在炉内所形成的高温气氛，可与炉内的其他区域的气氛区分开。例如，加热装置是燃烧器的情况下，是指包含火焰的高温区域。加热装置是热等离子体的情况下，是指产生等离子体的高温区域。
玻璃熔融炉10例如具备：长方体形状的中空箱型的炉体1；在炉体1的后述的上方突出部1c的上端部(底部1d)设置的原料粒子投入装置5(以下，本说明书中也将“原料粒子投入装置”称为“原料粒子投入部”)；在上方突出部1c的下端部的周围设置的多个(图1中是两台)燃烧器7(加热装置)。
炉体1利用耐火砖等耐火材料构成壁部，且在其内部收纳高温气相气氛，并且在下部内贮留高温的熔融玻璃G。
炉体1下部的贮留熔融玻璃G的贮留部1b通过利用燃烧器7进行的加热、及根据需要而设置的未图示的加热器，将所贮留的熔融玻璃G维持在规定温度(例如1400℃左右)的熔融状态。
在炉体1的图中左侧的侧壁部，通过排气口2和排气管2a连接有废气处理装置3。在炉体1(贮留部1b)的图中右侧的侧壁部，通过导出口4和导出路4a连接有成形装置20。
贮留部1b内的熔融玻璃G自导出口4被导出至炉外，经过导出路4a被送至成形装置20。下面对玻璃制品的制造装置30和制造方法进行说明。
炉体1具有上方突出部1c，该上方突出部1c以使上壁部1a的一部分(例如平面方向的中央部)朝上方变位的方式形成。上方突出部1c形成为具有沿铅垂方向的中心轴线(以下简称为轴线)C1的有底筒状，并且以使底部1d在上侧、朝下方(炉内)开放的方式进行设置。上方突出部1c的轴线C1在第一实施方式中与炉体1的中心轴线(以下简称为轴线)C2同轴。
上方突出部1c的上下长度形成得比水平方向的宽度长。在上方突出部1c的底部1d(上端部)设置有筒状的原料粒子投入装置5，并且使原料投入口5a以朝向上方突出部1c内(炉内)、且沿铅垂方向朝下的方式开口。
原料粒子投入装置5形成为例如由金属或陶瓷等构成的单管结构，并使其中心轴线(以下简称为轴线)C1’与上方突出部1c的轴线C1同轴配置。在原料粒子投入装置5的下端开设原料投入口5a。原料粒子投入装置5的下端部贯穿上方突出部1c的底部1d，使原料投入口5a朝上方突出部1c内开口。从原料投入口5a向上方突出部1c内沿着轴线C1、C1’喷出玻璃原料粒子GM。轴线C1、C1’也是沿玻璃原料粒子GM的投入方向的直线。通过在上方突出部1c的上端部配置原料投入口5a，可以延长玻璃原料粒子GM在纵长的上方突出部1c内的通过时间。
上方突出部1c构成在其内部的气氛K’(气相气氛以外的气氛，即该气氛K’是使玻璃原料粒子GM进行烧结化的气氛，也称为“烧结处理气氛”)中对玻璃原料粒子GM进行烧结处理的烧结部60。烧结部60具有比熔融部50小的水平截面，该熔融部50在上壁部1a的下方收纳由燃烧器7产生的气相气氛K。自原料投入口5a投入到烧结部60的玻璃原料粒子GM在一边通过气氛K’中一边被烧结处理后，接着被投入到熔融部50内的气相气氛K中。
烧结部60位于比熔融部50靠上方的位置，比熔融部50的水平截面小，且以通过与该熔融部连通，使用气相气氛的热量的一部分形成将玻璃原料粒子烧结的气氛的方式，设置在面向原料投入口5a的位置，即面向原料投入口5a且与原料投入口5a连通。
通过采用比熔融部50的水平截面小的烧结部60，可抑制玻璃原料粒子GM的扩散，高效地进行烧结处理。
玻璃原料粒子GM在熔融部50通过燃烧器7的喷射方向上所形成的气相气氛K而熔融形成熔融玻璃粒子U，聚积在炉体1的贮留部1b，形成熔融玻璃G。
原料粒子投入装置5的上部侧(即轴向上与原料投入口5a相反的一侧)通过供给管9与原料供给器8连接。原料供给器8具有收纳玻璃原料粒子GM的料斗。可以从例如未图示的载气供给源向供给管9供给载气。利用该载气，将玻璃原料粒子GM从料斗侧运送到原料粒子投入装置5侧。
原料粒子投入装置5将玻璃原料粒子GM与载气一起喷出到上方突出部1c内。另外，也可以是不利用载气而通过从原料粒子投入装置5自由落下以投入玻璃原料粒子GM的结构。通过将原料粒子投入装置5与燃烧器7分开设置，可以不依赖燃烧器7的燃烧条件而使用各种气体，容易进行炉内气氛的成分调整。原料粒子投入装置5可以具备水冷结构。
燃烧器7是例如适当地配置有燃料供给喷嘴和氧供给喷嘴的现有的氧燃烧器，在上方突出部1c的周围设置在炉体1的上壁部1a。燃烧器7形成为筒状，且以使其中心轴线(以下简称为轴线)C3越往下侧越接近原料粒子投入装置5的轴线C1的方式相对于铅垂方向倾斜地配置。在燃烧器7的下端开设火焰喷射口7a(即能量释放部)。能量释放部是指加热装置中为了形成气相气氛而将作为能量的热或等离子体等释放的出口。轴线C3也是沿燃烧焰F的喷射方向的直线。燃烧器7的下端部贯穿上壁部1a，使火焰喷射口7a朝向上壁部1a下方的炉内并朝斜下方开口，沿着轴线C3喷射燃烧焰F。
各燃烧器7例如以相对于炉体1的轴线C2旋转对称的方式配置。各燃烧器7例如以各自的轴线C3在炉体1的轴线C2和原料粒子投入装置5的轴线C1’上相交的方式配置。另外，各燃烧器7也可以不仅在图1的侧视图中倾斜，在以轴线C2为中心的旋转方向上也倾斜。燃烧器7的设置数不限定于两台，三台以上也较好。从提高气相气氛的温度的对称性(即均匀性)的观点考虑，较好是在以轴线C2为中心的旋转方向上以等间隔配置多个燃烧器7。除燃烧器7外，作为形成气相气氛的加热装置，还可以具备由能产生热等离子体的一对以上的电极构成的多相电弧等离子体发生装置。
各燃烧器7的火焰喷射口7a以与原料粒子投入装置5的原料导入口相隔离的方式配置。各燃烧器7的火焰喷射口7a与原料粒子投入装置5的原料导入口之间的距离在下面详述。
通过将燃烧器7的火焰喷射口7a与原料粒子投入装置5的原料导入口隔离，可抑制玻璃原料粒子GM附着在燃烧器7的火焰喷射口7a，不会发生燃烧器7的燃烧焰F不稳定、或堵塞火焰喷射口7a。此外，也不会有火焰喷射口7a上的附着物落到炉内的熔融玻璃G中的情况，可抑制由附着物和玻璃融液的组成差引起的玻璃的不均质化，可得到高品质的熔融玻璃G。
此外，原料粒子投入装置5通过形成与燃烧器7分离的单管结构，玻璃原料粒子GM的粒径的制约小，能够使用规定粒径以上的玻璃原料粒子GM，可抑制在玻璃熔融炉10内的煤尘(粉尘)的发生。若玻璃原料粒子GM的煤尘少，则不易与废气一起被排出，原料的回收率也高。
燃烧器7在燃烧焰F的喷射方向前端侧(图1中是下方侧)形成气相气氛K。气相气氛K由燃烧器7喷射的燃烧焰F和燃烧焰F附近的高温部构成。燃烧器7的火焰喷射口7a配置在玻璃熔融炉10的上壁部1a的下面附近。在玻璃熔融炉10内的比火焰喷射口7a和上壁部1a靠上方的上方突出部1c内(即烧结部60内)，因燃烧焰F的热的对流和辐射而可形成使玻璃原料粒子GM进行烧结化的气氛K’。
为了使玻璃原料粒子GM中所含的气体成分迅速地气化、散逸，且进行玻璃化反应，燃烧器7的燃烧焰F的温度较好是设定在硅砂的熔融温度以上、即1600℃以上。
从燃烧器7喷射的燃烧焰F形成的气相气氛K的中心部的温度在燃烧焰F例如是氧燃烧焰的情况下约为2000℃，在热等离子体的情况下达到5000～20000℃。另一方面，在上方突出部1c内所形成的气氛K’的中心部的温度约为1000～1300℃。
原料粒子投入装置5的上方突出部1c的轴线C1与燃烧器7的轴线C3形成的、侧视图中朝上方开放的角度α设为10～50°范围内的角度，例如设为45°左右的角度。藉此，从烧结部60投入到气相气氛K中的玻璃原料粒子GM以较长的时间通过从各燃烧器7朝斜下方喷射的燃烧焰F内，高效地形成熔融玻璃粒子U。
使用本实施方式的玻璃熔融炉10制造的熔融玻璃G不局限于由空中熔融法制造的玻璃，在组成上没有特别限制。
建筑用或车辆用的平板玻璃所使用的钠钙玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2:65～75％、Al2O3:0～3％、CaO:5～15％、MgO:0～15％、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％、SO3:0～0.5％。
对于上述的表示数值范围的“～”，以包括记载于其前后的数值作为下限值及上限值的含义来使用，只要没有特定定义，以下在说明书中也以同样的含义使用“～”。
液晶显示器用或有机EL显示器用的基板所使用的无碱玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2:39～75％、Al2O3:3～27％、B2O3:0～20％、MgO:0～13％、CaO:0～17％、SrO:0～20％、BaO:0～30％。
等离子体显示器用的基板所使用的混合含碱玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2:50～75％、Al2O3:0～15％、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:6～24％、Na2O+K2O:6～24％。
作为其他用途，耐热容器或者物理化学用器具等所使用的硼硅酸盐玻璃的情况下，以氧化物基准的质量百分比表示，较好是具有下述组成：SiO2:60～85％、Al2O3:0～5％、B2O3:5～20％、Na2O+K2O:2～10％。
作为除此以外的玻璃组成，可以是下述构成：以氧化物基准的质量百分率表示，SiO2的含量为5～75％、Al2O3的含量为7～60％、CaO的含量为7～60％，它们的总和是90％以上。为该组成的玻璃时，在造粒体的制造过程中，由原料粉末粒子形成造粒体时起到粘合剂作用的成分容易变少，但是根据本实施方式的方法，由于在玻璃熔融炉内的烧结部将造粒体烧结，所以能够使用上述组成的玻璃作为造粒体来制造熔融玻璃。
在玻璃原料粒子GM是造粒体的情况下，作为其一例，在使用无碱玻璃的情况下，将硅砂、氧化铝(Al2O3)、硼酸(H3BO3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、碳酸锶(SrCO3)、碳酸钡(BaCO3)等原料粉末粒子按照达到目标玻璃的组成比的方式进行掺合，例如通过喷雾干燥造粒法进行聚集而制成30～1000μm左右的造粒体，从而获得玻璃原料粒子GM。
此外，该造粒体可以仅由与目标玻璃的成分组成对应的混合比的原料构成，也可以在该造粒体中还混合同一组成的玻璃碎片微粉，将其用作玻璃原料粒子GM。
作为利用喷雾干燥造粒来获得玻璃原料粒子GM的方法的一例，有如下方法：作为上述各成分的玻璃原料粉末粒子，将2～500μm范围内的玻璃原料粉末粒子与蒸馏水等溶剂用球磨机等搅拌装置以规定时间进行搅拌、混合、粉碎制成浆料后，进行喷雾干燥造粒，从而可获得上述各成分的玻璃原料粉末粒子大致均匀分散的玻璃原料粒子GM。
另外，用搅拌装置对上述的浆料进行搅拌时，从使原料粉末粒子均匀分散的目的考虑，可以混合2-氨基乙醇等分散剂，从提高造粒原料的强度的目的考虑，可以混合PVA(聚乙烯醇)等粘合剂，并在混合后进行搅拌。
本实施方式中使用的玻璃原料粒子GM除了通过上述的喷雾干燥造粒法形成外，也可以通过滚动造粒法、搅拌造粒法等干式造粒法来形成。
玻璃原料粒子GM的平均粒径(加权平均)较好是在30～1000μm的范围内。更好是使用平均粒径(加权平均)在50～500μm范围内的玻璃原料粒子GM，进一步更好是使用70～300μm范围内的玻璃原料粒子GM。将该玻璃原料粒子GM的一例放大示于图1中，较好是在1个玻璃原料粒子GM中形成与最终的目标玻璃的组成比大致相符或近似的组成比。
玻璃原料粒子GM熔融而成的熔融玻璃粒子U的平均粒径(加权平均)通常大多变为玻璃原料粒子GM的平均粒径的80％左右。从能够在短时间内加热、产生的气体容易扩散方面以及减少粒子间的组成变动方面考虑，玻璃原料粒子GM的粒径较好是选择上述的范围。
此外，这些玻璃原料粒子GM可以根据需要包含作为副原料的澄清剂、着色剂、熔融助剂、乳白剂等。此外，这些玻璃原料粒子GM中的硼酸等在高温时的蒸气压较高，所以容易因加热而蒸发，所以，可以额外地混合比作为最终制品的玻璃的组成更多的硼酸等。
本实施方式中，作为副原料含有澄清剂时，可添加所需量的包含选自氯(Cl)、硫(S)、氟(F)中的1种或2种以上的元素的澄清剂。作为其他的澄清剂，可以使用氧化锡(SnO2)。
此外，以往所使用的Sb、As氧化物等澄清剂虽然可产生泡削减效果，但是这些澄清剂的元素在减小环境负荷方面是不理想的元素，从减小环境负荷的趋势方面考虑，较好是减少它们的使用。
如图1所示，具备本实施方式的玻璃熔融炉10的玻璃制品的制造装置30将由玻璃熔融炉10制造的熔融玻璃G以规定的速度从导出口4导出，根据需要导入未图示的脱泡装置进一步进行脱泡，然后，移送至成形装置20，成形为目标形状。成形后的制品(成形品)在冷却后经过切割等机械加工，制成规定的玻璃制品。该玻璃制品由玻璃熔融炉10中制造的高品质的熔融玻璃G形成，所以可获得均质、高品质。
使用上述的本发明的玻璃熔融炉，在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后再将其聚积而制成熔融玻璃的第一实施方式的熔融玻璃的制造方法具有以下各步骤。
(1-1)熔融步骤：在玻璃熔融炉的炉体内形成用于将玻璃原料粒子熔融的气相气氛，在收纳该气相气氛的熔融部将玻璃原料粒子熔融。
(2-1)烧结步骤：在熔融步骤前，在烧结部使用由气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将玻璃原料粒子烧结，其中，上述烧结部比上述熔融部靠上方，水平截面比该熔融部小，且与该熔融部连通。
(3-1)投入步骤：在烧结步骤前，从面向烧结部的原料投入口向该烧结部中投入玻璃原料粒子。
此外，使用上述的本发明的玻璃熔融炉，在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后再将其聚积而制成熔融玻璃的第二实施方式的熔融玻璃的制造方法具有以下各步骤。
(1-2)投入步骤：向玻璃熔融炉内投入玻璃原料粒子。
(2-2)熔融步骤：使玻璃原料粒子通过炉内的气相气氛并将其熔融。
(3-2)烧结步骤：自投入步骤后，利用由气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将熔融步骤前的玻璃原料粒子烧结。
(4-2)聚积步骤：将在熔融步骤中熔融的玻璃原料粒子聚积在玻璃熔融炉的底部以制成熔融玻璃。
上述的第一实施方式和第二实施方式的熔融玻璃的制造方法中，投入步骤较好是在进行烧结步骤的空间区域的上方进行。
此外，熔融步骤较好是在进行烧结步骤的空间区域的下方进行。
图5是显示使用了本实施方式的熔融玻璃的制造方法的玻璃制品的制造方法的一实施方式的流程图。
本实施方式的玻璃制品的制造方法是，在经过基于使用玻璃熔融炉10的熔融玻璃的制造方法而进行的玻璃熔融工序S1后，将由玻璃熔融工序S1得到的熔融玻璃G送至成形装置20来实施成形为目标形状的成形工序S2。成形工序S2中得到的成形品在例如通过利用空冷的退火装置21的退火工序S3进行冷却后，通过切割工序S4切割成所需的长度，从而形成规定的玻璃制品G5。
另外，上述的玻璃制品的制造方法(及玻璃制品的制造装置30)可以根据需要具有对成形工序S2中得到的成形品、退火工序S3中得到的退火品、或切割工序S3中得到的切割品进行研磨的研磨工序(及研磨装置)。此外，根据玻璃制品G5的泡品质，也可以具有例如在导出路4a对熔融玻璃G进行脱泡的脱泡工序(及脱泡装置)。
这里，玻璃原料粒子GM由造粒体构成的情况下，其一粒一粒熔融而形成熔融玻璃粒子U，但如果将造粒体直接投入到燃烧器7的燃烧焰F(火焰)中，则由于由火焰喷射流的气焰及原料的迅速热分解引起的气体释放，造粒体有可能在形成熔融玻璃粒子U之前发生崩解。造粒体的崩解对玻璃制品的均质化和煤尘(粉尘)的减少产生影响。如果玻璃原料粒子GM的煤尘多，则该煤尘容易与废气一起被排出，原料的回收率变低。
于是，本实施方式中，在造粒体到达燃烧器7的燃烧焰F之前，将造粒体投入到炉内的上方突出部1c内的烧结部60的气氛K’中，在通过造粒体的烧结实现了高强度化之后，投入到在燃烧器7的火焰喷射方向上所形成的气相气氛K中。藉此，即使将造粒体投入到燃烧器7的燃烧焰F(火焰)中也可以抑制其崩解，可实现玻璃制品的均质化和煤尘的减少。玻璃原料粒子GM的煤尘也减少，原料不易与废气一起被排出，原料的回收率也高。
气氛K’可在玻璃熔融炉10的炉体1内利用燃烧焰F的热的对流和辐射来形成。因此，与具有另外的加热源的情况、及在炉体1之外进行烧结的情况相比，可抑制耗能的增加。
另外，为了实现玻璃原料粒子GM的烧结化，也可以考虑在炉体1之外静置造粒体，加热至作为造粒体的烧结温度而优选的1000℃左右的温度以使其烧结的方法，但该情况下，容易产生多个造粒体结合而成的块，所以需要旋转窑或在高温气氛中喷雾使其烧结，且耗费工夫。此外，利用玻璃熔融炉的废气的方法中，要形成1000℃左右的温度的烧结气氛在温度上是困难的。此外，如果设定另外的加热源，则能量负荷增加，空中熔融法的优点相对地变弱。
于是，本实施方式中，在燃烧器7的朝下的火焰喷射流无法达到的炉体1的上端部内(即上方突出部1c内的烧结部60内)，形成利用了炉内的温度较高的气相气氛K的能量的气氛K’。被投入到炉内的造粒体在上方突出部1c内飞翔的过程中被烧结处理后，到达燃烧器7形成的气相气氛K中。在造粒体到达氧燃料燃烧器7的火焰为止的期间，通过将造粒体尽可能地长时间暴露于炉内的气氛K’中，可通过烧结实现高强度化。较好是在上方突出部1c的外部采取隔热措施。
藉此，与将未烧结的造粒体直接投入燃烧器7的火焰喷射流的情况相比，可抑制造粒体的崩解。通过利用炉内的能量形成气氛K’，与设定另外的加热源的情况相比，可抑制耗能的增加。造粒体通过保持其形态，可促进玻璃化反应，使玻璃制品很好地均质化。形成气氛K’的上方突出部1c通过从炉体1的上壁部1a部分地突出，可抑制炉体1的上壁部1a的高度。
另外，由于会有气氛K’的温度不足的情况，因此也可以设置用于辅助烧结部60的烧结的加热源。例如，可使用作为高频感应加热装置的一例的高频感应线圈。该情况下，尽管会因该加热源而引起耗能增加，但是至少与在炉体1外对造粒体进行烧结的情况相比，具有耗能低的优点。
本发明人将CaO-Al2O3-SiO2系组成(称为CAS系玻璃)的造粒体通过前述的喷雾干燥造粒法进行造粒，使用未热处理的造粒体和在1000℃下实施了5小时热处理(烧结处理)的造粒体，通过空中熔融法使其玻璃化，对玻璃化后的粒子进行比较。另外，延长烧结时间是因为进行比较的造粒体的量多，为了使造粒体充分烧结，与在烧结部为了造粒体的烧结而所需的时间无关。
其结果是：使用未热处理的造粒体的情况下，与上述的无碱玻璃的造粒体相比，起到连接原料粉末粒子之间的结合剂的作用的成分少，所以熔融后的玻璃的回收率低至50～60％，作为煤尘被排出的比例大。另一方面，使用烧结处理后的造粒体的情况下，虽然起到连接原料粉末粒子之间的结合剂的作用的成分少，但是回收率高达80～90％，作为煤尘被排出的比例小。
表1示出上述CAS系玻璃的组成。以下，对于将作为CAS系玻璃的基础的表1的组成的造粒体用于本实施方式的装置和方法时的情况进行研究。
[表1]
图6是显示将例如烧结前的造粒体的体积密度为1g/cm3、直径为1mm的造粒体进行热处理时的造粒体的直径和体积密度的变化的图。根据本图可知，若将体积密度为1g/cm3、尺寸为1mm的造粒体烧结，则变为体积密度约为2g/cm3、直径约为0.8mm的造粒体。但是，烧结后的造粒体的体积密度不会超过目标玻璃的密度。
图7是显示造粒体在通过1300℃的气氛中(Tg)时到被加热至1000℃(Tp)而烧结为止必需的造粒体的移动距离的图。造粒体的移动距离相当于造粒体在各燃烧器7的火焰喷射口7a的中心与原料粒子投入装置5的原料导入口的中心之间飞翔的距离。图中实线表示体积密度为1g/cm3的造粒体的特性，图中虚线表示体积密度为1.5g/cm3的造粒体的特性，图中点划线表示体积密度为2.0g/cm3的造粒体的特性。例如，图7的实线上的点P表示如果体积密度为1g/cm3、直径为1mm的造粒体在1300℃的气氛中行进0.8m，则达到1000℃。
以下，计算上述移动距离的算式在数学式1中示出，数学式1中使用的参数在表2中示出。具体而言，将火焰中的粒子速度v对于时间t进行规定时间积分，算出移动距离，粒子的温度通过将规定时间代入Tp的t而算出。
[数学式1]
Tp＝Tg(1-exp(-At))+T0exp(-At)
A＝(1+4.3v1/2)/τT
v＝(u+τpg)(1-exp(-t/τp))+v0exp(-t/τp)
τp＝(ρpDp 2)/(18μg)
τT＝(ρP·Cp·Dp 2)/(12kg)
Tp：粒子温度，T0：粒子初期温度，Tg：气氛温度，
τT：热响应时间，Cp：粒子比热，kg：气氛导热率，
τp：运动追踪时间，ρp：粒子密度，Dp：粒径，
μg：气氛的粘性，v：火焰中的粒子速度，
v0：粒子吐出速度，u：火焰平均速度
[表2]
符号 值 单位
μg 91 μPa·s
ρp 1000 kg/m3
Dp 200 μm
τp 0.0244 S
g 9.8 m/s2
u 50 m/s
vO 9 m/s
Cp 900 J/kg
kg 230 mW/(m·k)
τt 0.130 S
Tg 1300 ℃
T0 27 ℃
参照以上的结果，通过设定玻璃原料粒子GM的直径和气氛K’的移动距离，可以在通过造粒体的烧结实现了高强度化的基础上，将造粒体投入由燃烧器7的燃烧焰F产生的气相气氛K中，可抑制造粒体的崩解。
如上所说明的那样，上述实施方式的玻璃熔融炉10是在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子GM熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃G的玻璃熔融炉，其具备：中空的炉体1；燃烧器7，该燃烧器7用于向上述炉体1内喷射火焰以形成将上述玻璃原料粒子GM熔融的气相气氛K；以及原料粒子投入装置5，该原料粒子投入装置5用于从比上述燃烧器7的火焰喷射口7a靠上方的原料投入口5a向上述炉体1内投入上述玻璃原料粒子GM；上述炉体1具有比收纳上述气相气氛K的熔融部50靠上方的烧结部60，上述烧结部60的水平截面比上述熔融部50小，且通过与上述熔融部50连通，使用上述气相气氛K的热量的一部分形成将上述玻璃原料粒子GM烧结的气氛K’，上述原料粒子投入装置5将上述玻璃原料粒子GM投入上述烧结部60，使上述玻璃原料粒子GM经过上述气氛K’而到达上述气相气氛K。
根据该结构，即使在玻璃原料粒子GM使用造粒体的情况下，也可使被投入到炉体1内而飞翔的玻璃原料粒子GM(造粒体)在气氛K’中烧结后，到达气相气氛K。因此，到达由燃烧器7的火焰及其周边的高温部形成的气相气氛K中的玻璃原料粒子GM(造粒体)的崩解得到抑制，可抑制对玻璃制品的均质化和煤尘的减少产生的影响。
此外，通过在比熔融部50靠上方的位置设置与熔融部50连通的烧结部60，在烧结部60内能够容易形成利用了气相气氛K的部分热量的气氛K’，除抑制耗能增加外，还能够将玻璃原料粒子GM烧结。而且，通过向比熔融部50的水平截面小的烧结部60中投入玻璃原料粒子GM，能抑制玻璃原料粒子GM在水平方向的扩散，从而可高效地烧结。
<第二实施方式>
接着，援用图1、参照图2，以本发明的玻璃熔融炉为中心，对熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置和玻璃制品的制造方法的第二实施方式进行说明。
第二实施方式相对于第一实施方式，具备不同的玻璃熔融炉110，对于其他的与第一实施方式相同的结构标以相同符号并省略其详细说明。
图2示出的玻璃熔融炉110也是通过空中熔融法形成熔融玻璃G的玻璃熔融炉，具备：例如长方体形状的中空箱型的炉体1，在炉体1的上壁部1a的中央部设置的一台燃烧器7，在炉体1的一对上方突出部1c的上端部(底部1d)分别设置的原料粒子投入装置5。玻璃熔融炉110构成包含上述成形装置20的玻璃制品的制造装置130的一部分。
各上方突出部1c例如夹着燃烧器7设置在其两侧，并以使各自的轴线1C沿铅垂方向的方式进行配置。在各上方突出部1c的底部1d分别设置筒状的原料粒子投入装置5，且使原料投入口5a以朝向各上方突出部1c内(炉内)、且沿铅垂方向朝下的方式开口。
各原料粒子投入装置5以使各自的轴线C1’与对应的上方突出部1c的轴线C1同轴的方式进行配置，从原料投入口5a沿着轴线C1、C1’将玻璃原料粒子GM喷出。
各原料粒子投入装置5例如以相对于炉体1的轴线C2旋转对称的方式配置。另外，各原料粒子投入装置5的设置数不限定于一对，也可以是三个以上。关于各原料粒子投入装置5，从提高玻璃原料粒子GM的投入的对称性(均匀性)的观点考虑，较好是在以轴线C2为中心的旋转方向上以等间隔配置多个。
燃烧器7具有沿铅垂方向的轴线C3，且在各上方突出部1c之间设置在上壁部1a，从火焰喷射口7a沿着轴线C3喷射燃烧焰F。
燃烧器7的火焰喷射口7a以与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a相隔离的方式配置。燃烧器7的火焰喷射口7a与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a之间的距离的详情以第一实施方式为标准。
从原料粒子投入装置5被投入到炉体1内(各上方突出部1c内)的玻璃原料粒子GM由各上方突出部1c内的烧结部60中所形成的气氛K’实施烧结处理后，由在燃烧器7的火焰喷射方向上所形成的气相气氛K熔融而形成熔融玻璃粒子U，在炉体1的贮留部1b聚积而形成熔融玻璃G。
玻璃原料粒子GM通过以沿着燃烧器7的燃烧焰F的方式投入，从而以较长的时间在火焰周边的高温气氛内通过，高效地形成熔融玻璃粒子U。通过在燃烧器7的燃烧焰F的两侧投入玻璃原料粒子GM，能用单个燃烧器7将来自一对原料粒子投入装置5的玻璃原料粒子GM高效地熔融。
<第三实施方式>
接着，援用图1、参照图3，以本发明的玻璃熔融炉为中心，对熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置和玻璃制品的制造方法的第三实施方式进行说明。
第三实施方式相对于第一实施方式，具备不同的玻璃熔融炉210，对于其他的与第一实施方式相同的结构标以相同符号并省略其详细说明。
图3示出的玻璃熔融炉210也是通过空中熔融法形成熔融玻璃G的玻璃熔融炉，例如具备：长方体形状的中空箱型的炉体1，在炉体1的上方鼓出部1e的中央部设置的一台燃烧器7，在炉体1的上方鼓出部1e的上端部1f沿铅垂方向设置的一对原料粒子投入装置5。玻璃熔融炉210构成包含上述成形装置20的玻璃制品的制造装置230的一部分。
炉体1具有以使上述上壁部1a(图3中以点划线表示)的一部分或全部朝上方鼓出的方式形成的上方鼓出部1e。上方鼓出部1e例如形成为与炉体1同轴的截棱锥形状，在其上端部1f的中央部设有向下方(炉内)延伸的下方延出部1h。下方延出部1h形成沿铅垂方向的筒状，与炉体1同轴地配置。在下方延出部1h内保持筒状的燃烧器7，且使火焰喷射口7a朝向炉内且沿铅垂方向朝下开口。
上方鼓出部1e构成在其内部所形成的气氛K’中对玻璃原料粒子GM进行烧结处理的烧结部60。烧结部60的水平截面在其下端部为最大，与上壁部1a下方的熔融部50的水平截面为同等的尺寸。烧结部60的水平截面以越往上侧越小的方式变化。
燃烧器7具有沿铅垂方向的轴线C3，且以同轴的方式保持在下方延出部1h内，从火焰喷射口7a沿着轴线C3喷射燃烧焰。
各原料粒子投入装置5例如夹着燃烧器7设置在其两侧，且以使各自的轴线C1’沿铅垂方向的方式进行配置。各原料粒子投入装置5设置在上方鼓出部1e的上端部1f，以使原料投入口5a朝向炉内且沿铅垂方向朝下开口。各原料粒子投入装置5从各自的原料投入口5a沿着轴线C1’喷出玻璃原料粒子GM。
各原料粒子投入装置5例如以相对于炉体1的轴线C2旋转对称的方式配置。另外，各原料粒子投入装置5的设置数不限定于一对，也可以是三个以上。关于各原料粒子投入装置5，从提高玻璃原料粒子GM的投入的对称性(均匀性)的观点考虑，较好是在以轴线C2为中心的旋转方向上以等间隔配置多个。
燃烧器7的火焰喷射口7a以与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a相隔离的方式配置。燃烧器7的火焰喷射口7a与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a之间的距离的详情以第一实施方式为标准。
从原料粒子投入装置5被投入到炉体1内(上方鼓出部1e内)的玻璃原料粒子GM由上方鼓出部1e内的烧结部60所形成的气氛K’实施烧结处理后，由在燃烧器7的火焰喷射方向上所形成的气相气氛K熔融而形成熔融玻璃粒子U，在炉体1的贮留部1b聚积而形成熔融玻璃G。
玻璃原料粒子GM通过以沿着燃烧器7的燃烧焰F的方式投入，从而以较长的时间在火焰周边的高温气氛内通过，高效地形成熔融玻璃粒子U。通过在燃烧器7的燃烧焰F的两侧投入玻璃原料粒子GM，能用单个燃烧器7将来自一对原料粒子投入装置5的玻璃原料粒子GM高效地熔融。上方鼓出部1e通过形成越往下侧越宽的水平截面，能高效地利用熔融部50的热量。
另外，本实施方式中可以说形成了由下方延出部1h将上方鼓出部1e分隔而成的一对烧结部。即，对应于各原料粒子投入装置5设置一对烧结部。该情况下，各烧结部的水平截面越往下侧越宽，也能高效地利用熔融部50的热量。
<第四实施方式>
接着，援用图1、参照图4，以本发明的玻璃熔融炉为中心，对熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造装置和玻璃制品的制造方法的第四实施方式进行说明。
第四实施方式相对于第一和第三实施方式，具备不同的玻璃熔融炉310，对于其他的与第一和第三实施方式相同的结构标以相同符号并省略其详细说明。
图4示出的玻璃熔融炉310也是通过空中熔融法形成熔融玻璃G的玻璃熔融炉，例如具备：长方体形状的中空箱型的炉体1，在炉体1的上方鼓出部1e的中央部设置的一台燃烧器7，在炉体1的上方鼓出部1e的上部相对于铅垂方向倾斜地设置的一对原料粒子投入装置5。玻璃熔融炉310构成包含上述成形装置20的玻璃制品的制造装置330的一部分。
各原料粒子投入装置5例如夹着燃烧器7设置在其两侧，且以使各自的轴线C1’越往下侧越接近燃烧器7的轴线C3的方式相对于铅垂方向倾斜地配置。在原料粒子投入装置5的下端开设原料投入口5a。轴线C1’也是沿玻璃原料粒子GM的投入方向的直线。原料粒子投入装置5的下端部贯穿上方鼓出部1e的倾斜部1g，使原料投入口5a朝向上方鼓出部1e内(即烧结部60内)且朝斜下方开口，沿着轴线C1’喷出玻璃原料粒子GM。
各原料粒子投入装置5例如以相对于炉体1的轴线C2旋转对称的方式配置。各原料粒子投入装置5例如以各自的轴线C1’在炉体1和燃烧器7的轴线C2、C3上相交的方式进行配置。另外，各原料粒子投入装置5也可以不仅在图4的侧视图中倾斜，在以轴线C2为中心的旋转方向上也倾斜。各原料粒子投入装置5的设置数不限定于一对，也可以是三个以上。关于各原料粒子投入装置5，从提高玻璃原料粒子GM的投入的对称性(即均匀性)的观点考虑，较好是在以轴线C2为中心的旋转方向上以等间隔配置多个。
燃烧器7的火焰喷射口7a以与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a相隔离的方式配置。燃烧器7的火焰喷射口7a与各原料粒子投入装置5的原料投入口5a之间的距离的详情以第一实施方式为标准。
从原料粒子投入装置5被投入到炉体1内(上方鼓出部1e内)的玻璃原料粒子GM由上方鼓出部1e内的烧结部60所形成的气氛K’实施烧结处理后，由在燃烧器7的火焰喷射方向上所形成的气相气氛K熔融而形成熔融玻璃粒子U，在炉体1的贮留部1b聚积而形成熔融玻璃G。
原料粒子投入装置5的轴线C1’与燃烧器7的轴线C3形成的、侧视图中朝上方开放的角度α’设为10～50°范围内的角度，例如设为45°左右的角度。藉此，投入到气相气氛K中的玻璃原料粒子GM以较长的时间通过从各燃烧器7喷射的燃烧焰内，高效地形成熔融玻璃粒子U。通过在燃烧器7的燃烧焰F的两侧投入玻璃原料粒子GM，能用单个燃烧器7将来自一对原料粒子投入装置5的玻璃原料粒子GM高效地熔融。上方鼓出部1e通过形成越往下侧越宽的水平截面，能高效地利用熔融部50的热量。
另外，本实施方式中可以说形成了由下方延出部1h将上方鼓出部1e分隔而成的一对烧结部。即，对应于各原料粒子投入装置5设置一对烧结部。该情况下，各烧结部的水平截面越往下侧越宽，也能高效地利用熔融部50的热量。
另外，本发明不限定于上述各实施方式，例如第一实施方式中也可以是只有一个燃烧器7的结构。例如，第二乃至第三实施方式中也可以是只有一个原料粒子投入装置5的结构。玻璃熔融炉10的炉体1不限定于长方体形状，也可以是例如圆筒形状。也可以具备对烧结部60内进行加热的辅助加热器。
本发明适合于使用造粒体的空中熔融法，但作为使用的玻璃原料粒子GM，也可以是将目标用途的玻璃的原料的各成分的粒子状原料粉末和造粒体混合而得的物质，还可以进一步包含玻璃碎片。
此外，上述实施方式的结构是本发明的一例，可以在不超出本发明的主旨的范围内进行各种改变。
本发明的玻璃制品的制造装置的特征是具备：上述的第一～四实施方式的玻璃熔融炉，对由玻璃熔融炉制造的熔融玻璃进行成形的成形单元，对成形后的玻璃制品进行冷却的冷却单元。
此外，本发明的玻璃制品的制造方法的特征是包括：使用上述的第一及第二的熔融玻璃的制造方法将玻璃原料粒子烧结后来制造熔融玻璃的工序，对熔融玻璃进行成形的工序，对成形后的玻璃制品进行冷却的工序。
产业上利用的可能性
本发明的技术能够广泛应用于建筑用玻璃、车辆用玻璃、光学用玻璃、医疗用玻璃、显示装置用玻璃、玻璃珠、其他普通的玻璃制品的制造。
这里引用2012年2月20日提出申请的日本专利申请2012-034296号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容作为本发明的说明书的揭示。
符号说明
1   炉体
1a  上壁部
5   原料粒子投入装置(原料投入部)
5a  原料投入口
7   燃烧器(加热装置)
7a  火焰喷射口
10、110、210、310  玻璃熔融炉
20  成形装置(成形单元)
21  退火装置(退火单元)
30、130、230、330 玻璃制品的制造装置
GM  玻璃原料粒子
U   熔融玻璃粒子
G   熔融玻璃
K   气相气氛
K’  气氛(烧结处理气氛)
50  熔融部
60  烧结部
F   燃烧焰(火焰)
S1  玻璃熔融工序
S2  成形工序
S3  退火工序

Claims (16)

1.一种玻璃熔融炉，其为在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉，其特征在于，具备：
中空的炉体，
加热装置，该加热装置用于在所述炉体内形成将所述玻璃原料粒子熔融的气相气氛，以及
原料粒子投入部，该原料粒子投入部用于从比所述加热装置的能量释放部靠上方的原料投入口向所述炉体内投入所述玻璃原料粒子；
所述炉体具有熔融部和烧结部，
所述熔融部收纳所述气相气氛，
所述烧结部比所述熔融部靠上方，水平截面比该熔融部小，且通过与该熔融部连通，使用所述气相气氛的热量的一部分形成将所述玻璃原料粒子烧结的气氛，并设置在面向所述原料投入口的位置。
2.如权利要求1所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述烧结部以从所述炉体的上壁部向上方突出的方式构成，在该烧结部的上部配置所述原料投入口。
3.如权利要求1或2所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述烧结部位于所述炉体的平面方向的中央部，在该烧结部的周围配置所述加热装置。
4.如权利要求3所述的玻璃熔融炉，其特征在于，设置多个所述加热装置。
5.如权利要求3或4所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述加热装置以朝向投入到所述烧结部的下方的所述玻璃原料粒子的方式朝斜下方配置。
6.如权利要求1或2所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述加热装置位于所述炉体的平面方向的中央部，在该加热装置的周围配置所述烧结部和所述原料投入口。
7.如权利要求6所述的玻璃熔融炉，其特征在于，设置多个所述烧结部和所述原料投入口。
8.如权利要求6或7所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述烧结部在越靠近下侧的位置形成越宽的水平截面。
9.如权利要求6～8中任一项所述的玻璃熔融炉，其特征在于，所述原料投入口以朝向所述气相气氛的方式朝斜下方配置。
10.一种熔融玻璃的制造方法，其为使用在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法，其特征在于，包括熔融步骤、烧结步骤和投入步骤，
所述熔融步骤是在所述玻璃熔融炉的炉体内形成用于将所述玻璃原料粒子熔融的气相气氛，在收纳该气相气氛的熔融部将所述玻璃原料粒子熔融的步骤；
所述烧结步骤是在所述熔融步骤前，在烧结部使用由所述气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将所述玻璃原料粒子烧结的步骤，所述烧结部比所述熔融部靠上方，水平截面比该熔融部小，且与该熔融部连通；
所述投入步骤是在所述烧结步骤前，从面向所述烧结部的原料投入口向该烧结部中投入所述玻璃原料粒子的步骤。
11.一种熔融玻璃的制造方法，其为使用在炉内的高温气氛中将玻璃原料粒子熔融后，再将其聚积而制成熔融玻璃的玻璃熔融炉的熔融玻璃的制造方法，其特征在于，包括投入步骤、熔融步骤、烧结步骤和聚积步骤，
所述投入步骤是向所述玻璃熔融炉内投入所述玻璃原料粒子的步骤；
所述熔融步骤是使所述玻璃原料粒子通过炉内的气相气氛并将其熔融的步骤；
所述烧结步骤是自所述投入步骤后，利用由所述气相气氛的热量的一部分形成的烧结处理气氛将所述熔融步骤前的所述玻璃原料粒子烧结的步骤；
所述聚积步骤是将在所述熔融步骤熔融的玻璃原料粒子聚积在所述玻璃熔融炉的底部以制成熔融玻璃的步骤。
12.如权利要求11所述的熔融玻璃的制造方法，其特征在于，所述投入步骤在进行所述烧结步骤的空间区域的上方进行。
13.如权利要求11或12所述的熔融玻璃的制造方法，其特征在于，所述熔融步骤在进行所述烧结步骤的空间区域的下方进行。
14.如权利要求11～13中任一项所述的熔融玻璃的制造方法，其特征在于，所述熔融玻璃的构成是：以氧化物基准的质量百分率表示，SiO2的含量为5～75％、Al2O3的含量为7～60％、CaO的含量为7～60％，它们的总和是90％以上。
15.一种玻璃制品的制造装置，其特征在于，具备：权利要求1～9中任一项所述的玻璃熔融炉，对由所述玻璃熔融炉制造的熔融玻璃进行成形的成形单元，以及对所述成形后的玻璃制品进行冷却的冷却单元。
16.一种玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括：使用权利要求10～14中任一项所述的熔融玻璃的制造方法将所述玻璃原料粒子烧结后来制造熔融玻璃的工序，对所述熔融玻璃进行成形的工序，以及对所述成形后的玻璃制品进行冷却的工序。
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