JPH01290535A

JPH01290535A - バッフル付きガラス溶融炉

Info

Publication number: JPH01290535A
Application number: JP11849888A
Authority: JP
Inventors: William Palmkist Ronald; ロナルド　ウイリアム　パームキスト
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-11-22
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JP2683749B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガラス溶融炉の改良に関し、特に詳細には内部
に少なくとも１枚のバッフル（じゃま板）を有し、内部
のガラスの流れを制限したり、方向づけたりして温度調
節および精製を向上させる改良されたガラス溶融炉に関
する。

（従来技術）ガラス溶融炉において溶融ガラスのうちの一点がガラス
溶融炉内にとどまる時間は滞留時間と呼ばれている。滞
留時間はガラスの品質に重大な影響を与える。実際のと
ころ、ガラス溶融炉内の溶融ガラスのすべての部分が同
一の滞留時間をもつわけではない。それ故、ガラスの一
点がガラス溶融炉の流入端から流出口まで流れていくの
にかかる最小の時間を最小滞留時間（以下ＭＲＴと称す
ることもある）と呼ぶ。

実際ガラスの品質はＭＲＴの関数である。ＭＲＴが短す
ぎるとガラスは十分に溶融しなかったり、精製されなか
ったりし、ＭＲＴが長すぎるとガラス溶融炉の効率が低
下する。このため、ＭＲＴを正確に制御する前に、ＭＲ
Ｔに影響を与える要素の特性を明らかにし、その量を定
めることが必要とされる。

ＭＲＴに影響を与える要素の１つとしてガラス溶融炉の
流入端から流出口までの最短流路が挙げられる。溶融ガ
ラスは普通ガラス溶融炉内で一律に直線的に流動するわ
けではないので、最短流路は必ずしも流入端から流出口
までの直線であるとは限らない。

ガラスの密度がガラスの温度の関数であることもよく知
られていることである。ガラス溶融炉に局部的に加熱す
るために、溶融ガラス内に温度差が生じ、より高温で軽
くなったガラスはガラス溶融炉の上部に上昇していき、
より低温で重いガラスは下部の方に沈んでいく。溶融ガ
ラスのこの動きは一般に対流と呼ばれる。

ガラス溶融炉の流入端から流出口までの最短流路はガラ
ス溶融炉内の上昇したり下降したりする溶融ガラスの流
れのパターンの関数である。加熱する位置および加熱の
大きさ、ガラス組成、ガラス溶融炉の形状寸法がガラス
溶融炉内のガラスの対流のパターンおよびＭＲＴに影響
する。加熱の大きさと位置はガラス溶融炉の中のガラス
の流れの大きさと方向に影響を与える。また、ガラスの
対流はそのガラスの赤外線透過に強力に影響され、ガラ
スの赤外線透過はガラス組成に大きく左右されるもので
あるので、ガラス組成はガラスの対流に影響を与える。

ガラス組成のわずかな変化がガラスの赤外線透過に重大
な変化をもたらすため、ガラスの赤外線透過を制御する
ことは困難である。

一方、ガラス溶融炉の形状寸法は、−旦ガラス溶融炉が
作られてしまうと最も改めるのが困難なものなので、こ
のガラス溶融炉の形状寸法がガラスの対流に影響を与え
る要素の中で最も重大なものである。

ガラス溶融炉内のガラスの体積が比較的大きくて何も拘
束されないと、ガラスは加熱の影響を受けてガラス溶融
炉内をどこでも自由に流動することができる。このよう
な加熱によって起こる何も拘束されないガラスの流動は
自由対流と呼ばれる。

ガラスを比較的小さい体積に押し込めると、例えばパイ
プやダクトの中に閉じ込めると、ガラスの流動する方向
が規定される。このようなガラスの流動は強制対流と呼
ばれる。

ガラスの流動する方向が規定されて、ガラスが強制対流
にのって流動していくようにガラス溶融炉を設計すると
ＭＲＴをより正確に制御することができる。

ガラス溶融炉が一種類のガラスだけを溶融するように設
計されたものである場合は、その特定の種類のガラスに
最適のＭＲＴを生じるように固定して形成すればよいが
、多くの種類のガラスを溶融するように設計されたもの
である場合、それぞれの種類のガラスにそのガラス成分
に適したＭＲＴを生じられるように、様々な条件の下で
の使用が可能な融通のきく設計としなければならない。

ある種類のガラスは、一定の時間持続して比較的高温に
当てた時、またガラス溶融炉の軸方向に流入端から流出
端まで延びる最短流路を横切る、水平方向に延びる面に
沿った、深さの限定された流路などのような長さを延長
した流路に沿って流れた時、品質が向上することが発見
されている。

ガラスを比較的高温に当てることによってガラスのバッ
チ材料の溶融が促進され、ガラス中に溶融しない材料の
固まりが残るという問題が大幅に減じられる。ガラス溶
融炉の横方向に延びる、深さが限定された水平の流路は
、ガラス中の気泡や固まりを凝集し、上方に移動させ、
ガラスの外に出す働きをするのと同時にガラス溶融炉内
部の流路の長さを長くしてＭＲＴを長くする働きをする
。

（発明の目的）本発明の目的は、以下に述べるようなバッフルを用いる
ことによってガラス中の気泡や固まりを除去し、ＭＲＴ
を長くしてガラスの品質を向上させる、バッフル付きガ
ラス溶融炉を提供することである。モリブデンのような
変形やクリープに対する抵抗力が大きい物質で形成され
たバッフルはまた、ガラス溶融炉を個々の領域に仕切り
、その領域それぞれに別々の温度制御を行うことも可能
にするので、色々な種類のガラス組成を溶融するのに使
用できる融通のきくガラス溶融炉となる。

本発明の他の利点は以下に述べられている。

（発明の構成）本発明によるバッフル付きガラス溶融炉は好ましい実施
例において、溶融ガラスの電解槽を内部に含む容器を形
成する、垂直に延びる側壁および底壁を有する垂直型ガ
ラス溶融炉からなっている。

ガラスを溶融する熱エネルギーをガラス溶融炉に加える
溶融手段が設けられている。溶融ガラスは流路に沿って
ガラス溶融炉の流入端から流出口まで、このようなガラ
スの一定の温度に対して特有な流速で進む。溶融ガラス
は、溶融手段が加えた熱エネルギーが少なくとも一部の
原因となって生じた、ガラス溶融炉内のガラスの温度差
によって生じる少なくとも１つの対流のパターンを形成
する。溶融ガラス内に位置しているバッフル手段は溶融
ガラスの流路を横切ってガラス溶融炉の横方向に延びる
障壁を形成している。この障壁には溶融ガラスの流路が
設けられている。バッフル手段はガラス溶融炉を少なく
とも２つの領域に仕切り、１つの領域からもう１つの領
域内に進む強制対流を起こす。バッフル手段はまた流入
端からバッフル手段に設けられた流路を通り流出口に至
るまでの溶融ガラスの流路の長さを長くし、個々の流路
の深さや体積を限定することによって自由対流を減じ、
溶融ガラスのガラス溶融炉内に滞留する最小滞留時間（
ＭＲＴ）を増加させる。

（実　施　例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、１９８２年１２月２８日に特許された米国特
許節４．３Ｂ８．５７１号に開示された種類の垂直型ガ
ラス溶融炉ｌＯを示す図である。このガラス溶融炉ＩＯ
は、流入端１１、底壁■２および垂直に延びる側壁１６
を有している。底壁１２には流出口１４があけられてい
る。ガラス溶融炉１０は溶融ガラス２０の電解槽を含ん
でいる。ガラス形成バッチ材料がバッチ表面層２２を形
成しなから周知のように溶融ガラス２０の上部の流入端
に置かれる。ガラス溶融炉１０の中心Ｃの近くに電極１
８がバッチ表面層２２を突き抜けて配されており、この
電極１８は図示しない電源に接続されている。電極１８
は周知のように電気エネルギーを溶融ガラス２０の中に
散逸させる。電気エネルギーは溶融ガラス２０の電解槽
の上部付近に集中してい・る。

第１図のガラス溶融炉ＩＯにおいて側壁１６は、電極１
８が発生する熱エネルギーが集中している部分から少し
離れているので中心Ｃより低温である。

そのため側壁１６付近の溶融ガラス２０は、中心Ｃ付近
のものより低温で重いものとなる。このためにガラス溶
融炉１０の中で、中心Ｃからバッチ表面層２２の下を水
平方向に進み、次いで側壁１６に沿って下方に進み、そ
の後底壁１２に沿って流出口１４に至る１次自由対流の
流れ２４が生じる。１次自由対流の流れ２４の一部は電
極１８およびガラス溶融炉１０の中心Ｃの方に循環する
２次自由対流２６として循環する。

ガラス溶融炉１０における最小滞留時間（ＭＲＴ）は、
ガラスの一点がバッチ表面層２２のすぐ下の側壁１６付
近の、ガラス溶融炉１０の上方の流入部における一点１
５から流出口１４まで動くのに要する時間として計算さ
れる。ガラス２０のうち幾分かは２次自由対流２６にの
って循環するが、ガラス２０の中には、電極１８付近に
集中する高温に全く触れない部分がある。高温に触れな
かったり、十分な滞留時間をかけなかったりすると材料
中の気泡や固まりが溶解しなかったり、散逸しなかった
りし、ガラスの品質に問題を生じることになる。

第２図から第６図は、ガラスの自由対流を抑制し、最小
滞留時間（ＭＲＴ）を増加させるバッフル（じゃま板）
を組み入れたガラス溶融炉の種々の実施例を示す図であ
る。第２図においてガラス溶融炉５０は流入端１１．流
出端を形成する底壁１２、および側壁１６を有している
。底壁１２には流出口１４があけられている。ガラス溶
融炉５０は、溶融ガラス２０の電解槽を含んでおり、バ
ッチ表面層２２が流入端１１に隣接した溶融ガラス２０
の表面に浮いている。ガラス溶融炉５０の中心Ｃの近く
に電極１８がバッチ表面層２２を突き抜けて配されてお
り、電気エネルギーをガラス２０に供給する。ガラス溶
融炉５０内に配されたバッフル５２はブラケット５３お
よび脚部５５によって支えられていてもよい。バッフル
５２は、流出口１４のほぼ軸方向に延びる、ガラス溶融
炉５０の流入端と流出端の間の最短流路を横切って横方
向に延びている。バッフル５２によりガラス溶融炉５０
は上領域５６と下領域５８に区分けられ、ガラス溶融炉
内部の溶融ガラス２０の体櫃は上領域５６と下領域５８
それぞれの領域に事実上分離される。

バッフル５２には上領域５６と下領域５８とを連通ずる
開口５４の形状をとった比較的小さい、溶融ガラスの流
路があけられている。開口５４は、バッフル５２をはさ
んだ圧力差を最小に保ちつつ、隣接する上領域５６と下
領域５８の溶融ガラス間に自由対流の流れが起こらない
ように上限をもつ最大直径りを有していることが好まし
い。

上領域５６では、電極１８によって散逸された熱によっ
て対流の流れ６４が生じる。この上領域の自由対流の流
れ６４は、バッチ表面層２２の底面に沿った溶融部から
側壁１６に沿って下方に進み、その後バッフル５２の上
面６０に沿って進む。図示するようにガラス２０のうち
幾分かは上領域の循環する対流の流れ６Ｂとなって循環
し、またいくらかのものは開口５４を通り下領域５８へ
流れ込む。下領域の対流の流れ６８はバッフル５２の下
面６２に沿って外側に側壁↓６に向かって進み、側壁１
Ｂに沿って下方に進んだ後、底壁１２に沿って流出口１
４に至る。下領域の循環する対流の流れ７０によってガ
ラス２０のうち幾分かは、図示するように下領域の対流
の流れ６８の中に戻される。下領域の対流の流れ６８は
、ガラス溶融炉５０の上部の熱がバッフル５２を通して
与えられた結果、下領域の、ガラス溶融炉の中心Ｃの部
分と側壁付近の部分との間に温度差が生じることによっ
て起こる。しかし、上領域の対流の流れ６４にのってバ
ッフル５２の上面６０に沿って（流出口の軸方向に延び
るガラス溶融炉の最短流路に対して直角に）進む溶融ガ
ラスは、開口５４に向かって進んでいくにつれて電極１
８に熱せられるため、中心Ｃの部分と側壁１６付近の部
分とのガラスの温度差は第１図に示したガラス溶融炉１
０におけるものよりも小さくなっているので、下領域の
対流の流れ６８は第１図に示す１次自由対流の流れ２４
よりゆっ（す動＜。バッフル５２の上面６ｏおよび下面
６２に沿ったガラス溶融炉５０の横方向の流れにより、
ガラス溶融炉５０内の流路の長さが長くなり、下領域の
より低速の対流の流れ６８と共に、ガラス溶融炉５０内
部のガラスの最小滞留時間（ＭＲＴ）を増加させる。

第３図は、前述したガラス溶融炉５０の変更例であるガ
ラス溶融炉５０ａを示す図である。第３図においてはガ
ラス溶融炉５０ａ内に複数のバッフル５２ａ　、　５２
ｂ　、　５２ｃが設けられている。バッフル５２ａ　、
　５２ｂ　、　５２ｃはそれぞれ、図示するように開口
５４ａ　、　５４ｂ　、　５４ｃを有している（以下、
総称しであるいは個別に開口付きバッフルと呼ぶ）。こ
れらの開口付きバッフル５２ａ　、　５２ｂ　、　５２
ｃそれぞれの下にさらにバッフル７２ａ　、　７２ｂ　
、　７２ｃ　　（以下、総称しであるいは個別に中間バ
ッフルと呼ぶ）が配されている。開口付きバッフル５２
および中間バッフル７２はブラケット５３および脚部５
５によって支えられていてもよい。脚部５５は、第３図
右側に示すように、その下に位置するそれぞれのバッフ
ルまたはガラス溶融炉５０ａの底壁１２に支持されてい
る。中間バッフル７２ａ　、　７２ｂ　、　７２ｃは断
面がガラス溶融炉と同様の形状をもつプレートまたは円
錐状のディスクの形状をしていることが望ましい。

バッフル７２はその周縁７３とガラス溶融炉５０ａの側
壁１Ｇとの間に溶融ガラス２０の流路即ち間隙Ｇを形成
する。開口付きバッフル５２ａ　、　５２ｂ　、　５２
ｃ　ハ脚部５５の高さによって決まる間隔Ｓだけそれぞ
れ中間バッフル７２ａ　、　７２ｂ　、　７２ｃから離
れている。脚部５５は有孔の円筒部材であってもよい。

第３図において、ガラス溶融炉の下領域５８における溶
融ガラスの流路を明確に示すために図の左側部分にある
脚部５５は省略する。第３図に示す実施例において間隔
Ｓは均一に示されている。前述したバッフルは円錐状で
、変形やクリープに対する抵抗力が大きいものが望まし
い。

ガラス溶融炉５０ａは２つの主要部即ち上領域５Ｂと下
領域５８とに分離して考えてもよい。上領域５Ｂには上
領域の自由対流の流れ６４と循環する対流の流れ６Ｇが
起こる。下領域５８には図示したような流路をたどる強
制対流の流れ７８が起こる。この強制対流の流れ７８は
、バッフル５２ａに形成された開口５４ａから側壁１６
に向かって進み、中間バッフル７２ａの周縁７３を回っ
てバッフル５２ｂに形成された開口５４ｂに向かい、同
様にして曲がりくねった流路を進み、ガラス溶融炉５０
ａの流出口１４に至る。

このようにして、ガラス２０はガラス溶融炉５０ａの上
領域５６の底部から、深さが限定され長さが長くなった
り流路に沿って進んで流出口１４に至る。ガラス溶融炉
の溶融部と流出口の間に延びるガラス溶融炉の最短流路
を横断して延びる、ガラス２０が流出口１４に至るまで
にたどらなくてはならない長い流路のためにガラスの最
小滞留時間が増加する。

開口付きバッフル５２ａ　、　５２ｂ　、　５２ｃの表
面とそれぞれの中間バッフル７２ａ　、　７２ｂ　、　
７２ｃとの間の間隔Ｓは開口付きバッフルと隣接する中
間バッフルによって境界を定められたそれぞれの流路の
空間内を通るガラスの体積あるいは垂直方向の深さを決
定し、この間隔Ｓによって、ガラス溶融炉５０ａの下領
域５８には殆どあるいは全く自由対流はなくなる。間隔
Ｓ１中間バッフルの周縁と側壁の間の間隙Ｇおよび開口
５４ａ　、　５４ｂ　、　５４ｃの直径りはそれぞれ個
々のガラス溶融炉の形状によって変化する。

第４図においてガラス溶融炉５０ｂは開口付きバッフル
５２および中間バッフル７２ｘを含んでいる。

流れのパターンは第２図および第３図に図示したものに
類似したものであり、上領域の循環する対流の流れ６Ｂ
を伴った上領域の自由対流の流れ６４と長さが長くなっ
た対流の流れ７８を含んでいる。ガラスの流路を明確に
示すために通常の支持脚は省略しである。

中間バッフル７２ｘは図示したように断熱性を有してお
り、周縁板８４によって囲まれた上下のプレート８０．
８２を含んでいる。中間バッフル７２ｘの内部には断熱
材料８６が含まれている。

断熱性を有する中間バッフル７２ｘは、ガラス溶融炉５
０ｂの上領域５６および中間バッフル７２ｘのすぐ上の
領域８９から中間バッフル７２ｘの下に位置する下部８
７に流れ込む熱の流れを減少させる。中間バッフル７２
ｘが、中間バッフル７２ｘのすぐ上の領域８９から中間
バッフル７２ｘの下の下部８７への熱の放射および伝導
を効果的に遮ぎるため、ガラス溶融炉５０ｂの底壁１２
から失われる熱は、電極から直接失われるわけではなく
て、対流の流れ即ち流路７８にあるガラスから失われる
。このため熱は下部８７にあるガラスから放出され、流
出口１４から排出されるガラスの温度が相当低くなる。

このように、ガラス溶融炉５０ｂから排出されるガラス
によってガラス溶融炉から専われる熱の量はより少なく
なるので、上領域５Ｇに供給する電力は少なくてすみ、
ガラス溶融炉５０ｂの効率が向上する。さらに、流出口
１４から排出されるガラス２０の温度が低くなっている
ので、ガラス溶融炉の下流にあるガラス冷却装置のコス
トが低減される。開口付きバッフル５２は前述した断熱
性を有する中間バッフル７２ｘと同じ様に断熱性を有す
るものであってもよいことがわかるであろう。さらに開
口付きバッフル５２は単独で配しても本明細書中に述べ
る他のバッフルと共に配してもよい。

また、ガラス溶融炉５０ｂの中心Ｃにバッチ表面層２２
を突き抜けて中心電極８８を設けてもよい。中心電極８
８は開口付きバッフル５２に高熱を与え、開口５４の付
近に非常に高温の領域９０を作る。このため、ガラス溶
融炉５０の上領域５６で溶融したガラス２０はこの非常
に高温の領域９０で熱エネルギーが大量に集中した部分
に触れる。中心電極８８は本明細書中に述べるいかなる
バッフルと共に用いてもよいが、中間バッフル７２ｘに
含まれる断熱材料によって中心電極８８が作る非常に高
温の領域９０の熱が底壁１２から失われることが阻止さ
れ領域９０の効率が高められるので、断熱性を有する中
間バッフル？２ｘと共に用いると特に有用である。

第５図は本発明によるバッフル付きガラス溶融炉のもう
１つの実施例を示す図である。第５図においてガラス溶
融炉５０ｃの下領域５８には円筒状の対向するアッパバ
ッフル９２およびロアバッフル９４が設けられている。

上領域５Ｂには前述したように上領域の自由対流の流れ
６４および上領域の循環する対流の流れ６６が起こる。

下領域５８においては強制対流の流れ７４が円筒状のア
ッパバッフル９２とロアバッフル９４の間の流路を進む
。アッパバッフル９２は円板または円形のプレート９６
およびこのプレート９６から下方に延びた同心の内側お
よび外側の円筒体９８ａ　、　９８ｂからなっている。

ロアバッフル９４は一対の上方に延びる内側および外側
の円筒体９９ａおよび９９ｂからなっている。アッパバ
ッフル９２はその下縁１００がガラス溶融炉５０ｃの底
壁１２から間隙Ｇ１だけ離れるように図示しない手段に
支持されていてもよい。あるいは、アッパバッフル９２
をその下縁１００が底壁１２に接するように配して底壁
１２に支持されるようにしてもよい。その場合、第５図
に矢印で示す方向にガラス２０が進むようにアッパバッ
フル９２の下縁１００付近に複数の孔（図示せず）をあ
けるようにする。

ロアバッフル９４の上縁１０１はアッパバッフル９２の
円形のプレート９６から間隙Ｇ２だけ離れていてもよい
。あるいは、プレート９６がロアバッフル９４の上縁１
０１に接するように配し、この上縁１０１上に支持され
るようにしてもよい。その場合、やはり第５図に矢印で
示す方向にガラス２０が進むようにロアバッフル９４の
上縁１０１付近に複数の孔（図示せず）をあけるように
する。間隙Ｇ１と６２は大きさが等しくてもよい。アッ
パバッフルの円筒体９８ａ　、　９８ｂとロアバッフル
の円筒体９９ａ　、　９９ｂは第５図に示すように互い
に半径方向に間隔Ｓだけ離れて配されている。アッパバ
ッフルの外側の円筒体９８ｂはガラス溶融炉５０ｃの側
壁１Ｂから間隙Ｇ３だけ離れている。第５図に示すよう
にアッパバッフルの円筒体９８ａ　、　９８ｂは高さＨ
を、ロアバッフルの円筒体９９ａ　、　９９ｂは高さＨ
ｂをそれぞれ有している。これまでに述べた寸法はすべ
て設計条件によって変化してもよい。

強制対流の流れ７４は、アッパバッフルの外側の円筒体
９８ｂとガラス溶融炉５０ｃの側壁１Ｂとの間の間隙Ｇ
３からこの円筒体９８ｂの下縁１００の下を通り、円筒
体９８ｂとこの円筒体９８ｂの内方に中心を同じくして
隣接するロアバッフルの外側の円筒体９９ｂとの間を通
り、その後第５図に矢印で示すような曲がりくねった流
路を進み、流出口１４に至る。

ガラス２０はこのような曲がりくねった強制対流の流れ
７４にのって流出口１４に至るので、良質のガラスを製
造するのに十分な時間の間ガラス溶融炉内に滞留する。

第６ａ図から第６Ｃ図までは本発明によりバッフル付き
ガラス溶融炉の各種の変更例を示す図である。例えば第
６ａ図においてガラス溶融炉５０ｄには、開口１０Ｂを
有する一対のバッフル１０２が配されている。ガラス２
０は流路１０８に沿って開口１０Ｂを通り抜ける。それ
ぞれの流路１０８の長さはバッフル１０２によってそれ
ほど長くなってはいないが、ガラス２０が開口１０Ｂを
通り抜けた結果幾分かの混合と精製がなされる一方、自
由対流の流れはこのバッフル１０２によって減速される
か、消されるかし、ガラス溶融炉の横方向の流れができ
るため、最小滞留時間が増加する。さらに、開口１０８
の大きさはガラス溶融炉５０ｄ内に作りたいガラス２０
の流れのパターンに基づいて決めてもよい。

例えば、ガラス２０が最も流動性のあるものである場合
、開口１０６の大きさを小さくし、ガラス２０がもっと
粘性が高いものである場合は、開口１０６をより大きく
してガラス溶融炉５０ｄ内の流れのバランスを保つよう
にする。

第６ｂ図には、円周方向に延び、互いに対面し開口１０
Ｂを有する同心の円筒状のバッフル１０４が示されてい
る。このような配置は第５図に示した配置に類似するも
のである。ガラス２０は流路１０８に沿って開口１０６
を図示したように通り抜けて流動する。

第６ｃ図は第３図に示した配置の変更例を示す図である
。第６Ｃ図において、バッフル１１０は開口１１２を有
している。バッフルｌｌＯの下に、中間バッフル１１８
がその周縁１１１がガラス溶融炉の側壁１６から間隙Ｇ
だけ離れるように配されている。

精製用プレート即ちバッフル１１４ａ、　１１４ｂがバ
ッフル１１０と中間バッフル１１８との間に配されてい
る。

精製用プレート１１４ａ、　１１４ｂはそれぞれ開口１
１Ｇを有しており、プレートの周縁１１５は側壁１Ｂか
ら間隙Ｇだけれ離れている。ガラス２０はバッフル１１
０と精製用プレート１１４ａの間、精製用プレート１１
４ａと１１４ｂの間、精製用プレート１１４ｂと中間バ
ッフル１１Ｂの間を平行な強制対流の流れ１１９にのっ
て流れていく。ガラス２０の流路となるバッフル１１０
とプレート１１４ａの間、プレート１１４ａと１１４ｂ
の間、プレートＬ１４ｂと中間バッフル１１８の間の間
隔Ｓは比較的狭いものなので、流路の深さは限られたも
のとなり、このために自由対流の速度が遅くなる。

この間隔Ｓはそれぞれ、ガラスの精製を増進させるため
ガラス２０がガラス溶融炉の最短流路に対して直角に流
れるようにバッフルやプレートの水平もしくはほぼ水平
な表面に挾まれて形成されたものである。

第７ａ図および第７ｂ図は本発明よるバッフル付きガラ
ス溶融炉のさらに別の実施例を示し、円筒状のバッフル
１２０が詳細に示されている。それぞれのバッフル１２
０は、分割された円筒部材１２０ａ。

１２０ｂ、　Ｌ２０ｃなどの１組あるいは複数組からな
る。

これらの円筒部材は、共通の対となるプレート１２１ａ
、　１２１ｂ、　１２１ｃによって挾まれていることが
好ましい。プレート１２１ａはバッフル１２０の内側寄
りの部分即ち中心Ｃ付近に開口１２２ａを有しており、
プレート１２１ｂはバッフル１２０の外側寄りの部分に
１個または複数個の孔１２２ｂを有している。同様にプ
レート１２１ｃはバッフル１２０の中心Ｃ付近に孔１２
２ｃを有している。１つ置きの円筒部材（例えば１２０
ａと１２０ｅ）の、ガラスの流路となるそれぞれの空間
１２６ａおよびＬ２［ｉｃは半径方向に一直線上に配さ
れているが、円筒部材１２０ａと１２０Ｃの間にある円
筒部材１２０ｂの空間１２６ｂは円筒部材１２０ａ、　
１２０ｃの空間１２８ａ、　１２８ｃのある位置から円
周方向にずらせて配されているので、ガラス２０は第７
ａ図に矢印１３０で示した流路に沿って、矢印に示す方
向あるいはその反対方向に曲がりくねって進む。バッフ
ル１２０を複数の分割された領域１．　　ｎ、　Ｉ［［
等に離隔するように必要ならば半径上に仕切り壁１３２
を用いてもよい。

第７ａ図の７ｂ−７ｂ線断面図である第７ｂ図にお（′
Ｘでバッフル１２０内のガラスの垂直方向の流れが示さ
れている。このガラスの流れは流路１３０に沿って、順
次プレート１２１ｃに設けられた孔１２２ｃ。

プレート１２１ｂに設けられた孔１２２ｂ、プレート１
２１ａに設けられた孔１２２ａを通り抜けて進む。

第７ｃ図および第７ｄ図には本発明に用いられる円周状
のバッフルの他の例を示す。第７Ｃ図および第７ｄ図に
示すのはそれぞれ、ガラス溶融炉の側壁１６の内側に配
される螺旋状のバッフル１４０ａ。

１４０ｂである。第７ｃ図に示されるようにバッフル１
４０ａは螺旋状の壁体１４２ａおよび１４２ｂを有する
２重の螺旋状バッフル部材を含んでおり、これによって
２本の流路１４４ａ、　１４４ｂができる。第７ｃ図に
示すように、この２本の流路にそれぞれ人口１４６ａを
設け、出口１４６ｄを１つ設けてもよい。また、この螺
旋状のバッフルをプレート１４７ａの間に積み重ねて開
口１４６ａ、　１４８ｂをあけ、第７ａ図および第７ｂ
図に示したものに類似した配置にしてもよい。螺旋状の
壁体を複数用いる場合、入口の孔は対称的に配される。

例えば、２個の螺旋状の壁体を用いる場合、入口の孔１
４８ａは１８０°離して配される。

第７ｄ図において、バッフル１４０ｂは３個の螺旋状の
壁体１４２ｃ、　１４２ｄ、　１４２ｅを有する３重の
螺旋状バッフル部材を含んでおり、これによって３本の
流路１４４ｃ、　　１４４ｄ、１４４ｅができる。プレ
ート１４７ｂに、この３本の流路それぞれに１つずつ人
口１４６ｂがあけられており、３本の流路は１つの出口
１４８ｄにつながっている。また、入口１４６ｂの孔は
やはりバッフル１４０ｂの周囲に円周状に対称的に配さ
れており、この場合は１２０’離れて配されている。

以上述べたような異なる種類のバッフルを組み合わせて
希望するような効果を達成するような設計をしてもよく
、このような設計も本発明の精神および範囲内にあるこ
とがわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電気ガラス溶融炉の概略側断面図、第２図は
、１個の開口を有するバッフルを設けた、本発明による
ガラス溶融炉の概略側断面図、第３図は、長さの長くな
った強制対流の流れのパターンを生む複数のバッフルを
有する、本発明によるガラス溶融炉の他の実施例を示す
概略側断面図、第４図は、１個の開口を有するバッフルと断熱性を有す
るバッフルを使用した、本発明によるガラス溶融炉の概
略側断面図、第５図は、円筒状のバッフルを使用した、本発明による
ガラス溶融炉のもう１つの実施例を示す概略側断面図、第６ａ図乃至第６Ｃ図は、前記実施例の変更例を示す概
略部分側断面図、第７ａ図乃至第７ｄ図は、円周状のバッフルを設けた、
本発明のさらに別の実施例を示す図である。１０．５０．５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ　−・・
ガラス溶融炉１１・・・流入端　　　　　　　１２・・
・底　壁１４・・・流出口　　　　　　　１６・・・側
　壁２０・・・溶融ガラス５２．５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、１０２゜１０４．１１
０．１２０．１４０ａ、１４０ｂ・・・バッフル５４．
５４ａ−，５４ｂ、５４ｃ、１０８，１１２−・・開　
口５６・・・上領域　　　　　　　５８・・・下領域６
４・・・上領域の自由対流の流れ６８・・・下領域の対流の流れ７４．７８，１１９・・・強制対流の流れ９２・・・ア
ッパバッフル　　　９４・・・ロアバッフル１０８．１
３０・・・流　路Ｆｉｇ、３Ｆｔ’ｇ、　４Ｆｉｇ、７ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流入端に隣接してガラスのバッチを溶融する手段
を、流出端に隣接して溶融ガラスを排出する手段を有す
るガラス溶融炉において、前記ガラス溶融炉の内部に、前記流入端と前記流出端の
間を前記ガラス溶融炉のほぼ軸方向に延びる最短流路を
横切って横方向に延びて配された、前記ガラス溶融炉内
に、前記流入端に隣接する第１の領域と前記流出端に隣
接する第２の領域を含む複数の相互に連通する領域を形
成するバッフル手段を備え、前記バッフル手段が、隣接する領域間の溶融ガラスの流
れを可能にする少なくとも１つの開口部を含んでおり、前記バッフル手段が、前記最短流路に対して直角に延び
るように規定された流路を形成することによって前記ガ
ラス溶融炉の前記流入端と前記流出端の間の溶融ガラス
の流路の長さを長くし、ガラス溶融炉における溶融ガラ
スの最小滞留時間を増加させる表面部材を含んでいるこ
とを特徴とするガラス溶融炉。
（２）前記バッフル手段によって形成された前記領域が
それぞれ、ガラス溶融炉の全体積に関して限られた体積
の溶融ガラスを含み、前記バッフル手段がそれぞれの領
域内の溶融ガラスの体積を、隣接する領域との間に限定
された流路を形成する前記開口部を除いて、隣接する領
域内の溶融ガラスの体積と実質的に分け、ガラス溶融炉
内に保持されている溶融ガラスの中で起こる自由対流の
流れを実質的に減じることを特徴とする請求項１記載の
ガラス溶融炉。
（３）前記領域の少なくとも１つが、間隔をあけて配さ
れた複数のバッフル部材を含み、該バッフル部材の間に
流路が形成されており、該間隔をあけて配されたバッフ
ル部材がそれぞれ、反対側に形成された、前記流路と連
通する少なくとも１個の開口部を有し、この連通した流
路がガラス溶融炉の前記流入端と前記流出端の間の溶融
ガラスの流れを前記最短流路に対してほぼ横方向に延び
る長さが長くなった流路に沿うように規定することを特
徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。
（４）隣接するバッフル部材が、曲がりくねった流路を
形成するように反対側に互い違いに形成された、前記流
路と連通する開口部を有していることを特徴とする請求
項３記載のガラス溶融炉。
（５）隣接するバッフル部材の間の流路内の溶融ガラス
の体積を限定し、溶融ガラス内の自由対流の流れを最小
にする、前記複数のバッフル部材の相互間の間隔をあけ
る手段を含んでいることを特徴とする請求項３記載のガ
ラス溶融炉。
（６）前記間隔をあけて配された複数のバッフル部材が
、垂直型溶融炉の内部に配され、該溶融炉の横方向に延
びる一連の垂直方向に間隔をあけて配された円錐状のバ
ッフル部材を含み、該円錐状のバッフル部材の間に流路
が形成されており、該円錐状のバッフル部材が１つ置き
に、隣接する流路の間を連通する中央の開口部を有して
おり、該中央の開口部を有する１つ置きのバッフル部材
の間の円錐状の中間バッフル部材が、隣接する流路と連
通する周部の開口部を有しており、前記相互に連通する
流路が前記溶融炉内に長さが長くなり、曲がりくねった
溶融ガラスの流路を形成して該溶融炉における最小滞留
時間を増加させ、隣接するバッフル部材が、その間に形
成される流路内のガラスの深さを該流路内の溶融ガラス
に起こる自由対流の流れを実質的に消す範囲に限定する
のに十分な接近した間隔をあけて配されていることを特
徴とする請求項３記載のガラス溶融炉。
（７）前記間隔をあけて配されたバッフル部材が、前記
最短流路を中心として半径方向に間隔をあけてぼ同心円
上に配された複数の、軸方向に延びた同心の円筒状の部
材および該円筒状の部材の軸方向の端部を遮蔽する手段
を含んでおり、該円筒状の部材がそれぞれ、反対側に形
成された、流路と連通する１個の開口部を有しており、
前記半径方向に間隔をあけて配された円筒状の部材の間
に形成された前記連通した流路がガラス溶融炉の前記流
入端と前記流出端の間の溶融ガラスの流れを長さが長く
なり曲がりくねった流路に沿うように規定することを特
徴とする請求項３記載のガラス溶融炉。
（８）前記円筒状の部材が、一方の軸方向の端部は前記
遮蔽手段で遮蔽され、他方の軸方向の端部は前記開口部
によって開放されている複数の円筒を含み、前記遮蔽手
段が前記最短流路に対して直角に延びるプレートを含ん
でいることを特徴とする請求項７記載のガラス溶融炉。
（９）前記半径方向に間隔をあけて配された円筒状の部
材が、軸方向の反対側の両端部を前記遮蔽手段で遮蔽さ
れ、円周方向の端部に沿って前記開口部によって開放し
ている複数の分割された円筒部材を含み、該半径方向に
間隔をあけて配された分割された円筒部材が、１つ置き
に円周方向にずらせて配された開放した端部を有してい
ることを特徴とする請求項７記載のガラス溶融炉。
（１０）前記バッフル部材が、ほぼ同心的に配された複
数の螺旋状のバッフル部材を含み、該螺旋状のバッフル
部材の間に螺旋状の流路が形成されており、該螺旋状の
流路のそれぞれが周部の個々の開口および中央の共通の
開口と連通しており、前記周部の個々の開口が前記バッ
フル部材の周囲に円周状に対称的に配されていることを
特徴とする請求項３記載のガラス溶融炉。
（１１）前記ガラス溶融炉が前記螺旋状の流路の軸方向
の端部を遮蔽する手段を含んでおり、前記周部の開口と
前記中央の開口が該遮蔽手段を貫通して延びていること
を特徴とする請求項１０記載のガラス溶融炉。
（１２）上方の流入部および下方の流出部を有するガラ
ス溶融炉であって、前記上方の流入部に供給されたバッチ材料を溶融し、ガ
ラス溶融炉の上部に溶融ガラスを形成する手段、溶融ガラスを前記下方の流出部から排出する手段、およ
び前記上方の流入部と前記排出手段の間を前記ガラス溶融
炉を横切って延び、該ガラス溶融炉内に少なくとも２つ
の領域を設け、該ガラス溶融炉内に含まれる溶融ガラス
の中の自由対流の速度を減じるバッフル手段を備え、該バッフル手段が、前記ガラス溶融炉における溶融ガラ
スの最小滞留時間を増加させるために前記上方の流入部
と前記排出手段の間に長さの長くなった前記溶融ガラス
の流路を形成していることを特徴とするガラス溶融炉。
（１３）前記バッフル手段が、それぞれの前記領域内の
溶融ガラスの体積を隣接する領域内の溶融ガラスの体積
と実質的に分け、それぞれの領域における自由対流の流
れの量を減じる少なくとも１つのほぼ水平な部分および
隣接する領域間に、限定的に溶融ガラスの流れを連通さ
せる手段を含むことを特徴とする請求項１２記載のガラ
ス溶融炉。
（１４）前記バッフル手段が、間隔をあけて配された複
数のバッフル部材を含み、該バッフル部材の間に流路が
形成されており、隣接する該バッフル部材が、前記バッ
フル手段を通り抜けて曲がりくねった流路を形成し、前
記ガラス溶融炉における溶融ガラスの最小滞留時間を増
加させるように、バッフル部材の反対側に互い違いに配
された、前記流路と連通する開口部を有していることを
特徴とする請求項１２記載のガラス溶融炉。
（１５）前記バッフル手段が、前記ガラス溶融炉の前記
下方の流出部を通しての前記溶融手段からの熱の損失を
阻止して溶融効率を向上させるために、前記排出手段に
隣接して配される断熱性を有するバッフルを含むことを
特徴とする請求項１２記載のガラス溶融炉。
（１６）前記バッフル手段が、半径方向に間隔をあけて
配された複数の同心の円弧状のバッフル部材を含んでお
り、該バッフル部材の間に流路が形成されており、隣接
する該バッフル部材の反対側の端部が、前記ガラス溶融
炉の前記流入部と前記排出手段の間に長さが長くなり曲
がりくねった溶融ガラスの流路を形成するように、該隣
接するバッフル部材の反対側を通る流路に対して開放し
ていることを特徴とする請求項１２記載のガラス溶融炉
。
（１７）流入端および流出端を有するガラス溶融炉にお
ける溶融ガラスの最小滞留時間を増加させ、また該溶融
ガラスの中の自由対流の速度を減じる方法において、前記ガラス溶融炉内の溶融ガラスの体積を複数の狭い流
路に分割し、該狭い流路がそれぞれ前記ガラス溶融炉内
に含まれるガラスの全体積に比べて比較的小さい体積の
溶融ガラスをその中に含むようにして、溶融ガラスの中
の自由対流の速度を減じるようにし、それぞれの流路を前記流入端と前記流出端の間の前記ガ
ラス溶融炉の一部分を横切って横方向に延びるように規
定して、前記ガラス溶融炉内の流路の長さを長くし、流
路を長くすることによって該ガラス溶融炉における溶融
ガラスの最小滞留時間を増加させることを特徴とする方
法。
（１８）溶融ガラスを前記ガラス溶融炉の前記流入端と
前記流出端の間の複数の曲がりくねった流路に沿って流
動させて該ガラス溶融炉における溶融ガラスの最小滞留
時間を増加させる工程を含むことを特徴とする請求項１
７記載のガラス溶融炉における溶融ガラスの最小滞留時
間を増加させる方法。
（１９）流入端および流出端を有する垂直型溶融炉内で
ガラスを溶融し、精製する方法において、溶融しようと
するバッチ材料を前記溶融炉の上方の流入部に供給し、前記バッチ材料を溶融して溶融ガラスを形成するエネル
ギーを供給し、前記溶融ガラス内に水平なバッフルの表面部分を設け、
前記溶融ガラスを該水平なバッフルの表面部分に沿った
流路内に流動させるようにし、それぞれの流路内の溶融
ガラスの深さを該流路内に自由対流の流れが形成される
のを阻止するのに十分な範囲に限定し、該流路を前記溶融炉の前記流入端と前記流出端の間の曲
がりくねった通路に沿うように規定して、前記溶融炉内
の流路の長さを長くし、該溶融炉における溶融ガラスの
最小滞留時間を増加させることを特徴とする方法。
（２０）前記流路を前記溶融炉の流入端と流出端の間に
延びる最短流路に対して直角に延びるように規定する工
程を含むことを特徴とする請求項１９記載のガラスを溶
融し、精製する方法。
（２１）前記溶融炉の長さ方向に延びるバッフルの表面
部分を設け、前記溶融ガラスを前記溶融炉の前記流出端
に向かって流動させるのと該流出端から離れて流動させ
るのを交互に繰り返し、流路を全体的には前記溶融炉の
横方向に延びるように規定する工程を含むことを特徴と
する請求項１９記載のガラスを溶融し、精製する方法。
（２２）前記溶融ガラスを半径方向に延びるように規定
された円周状の複数の流路の中に流動させる工程を含む
ことを特徴とする請求項１９記載のガラスを溶融し、精
製する方法。
（２３）前記溶融ガラスの流動を複数の螺旋状の流路の
中に規定する工程を含むことを特徴とする請求項１９記
載のガラスを溶融し、精製する方法。