JPH02192421A - ガラス溶融炉の操作方法及び該方法に使用される炉 - Google Patents

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〕 本発明はガラスの溶融に関する改良、特に、ガラスが溶
融する溶融室と、時折ガラスが取り出される作業室とを
備える溶融炉の使用を含む方法による改良に関する。本
発明は詳細には、手製の物品の製造に使用されるガラス
の溶融に関し、物品の製造の為に職人によって使用に必
要とされる時に作業室から溶融ガラスが取り出される。

〔従来の技術〕

「ガラス」という用語は本明細書中では一般的な意味に
用いられ、異なった組成の様々な熱溶融性ガラス質物質
を含んでいる。

都合のよい形のガラス溶融炉は、溶融ガラスの固まりを
収容する溶融室、溶融ガラスに熱を供給するための溶融
室内の加熱手段及び溶融ガラスの固まりの頂部へ固体状
のバッチ材料を投入する手段を具備する。バッチ材料は
層の低い方の表面から漸次溶融し、溶融したガラスは炉
室の出口から作業室に流入し、新しいバッチ材料は溶融
室の上部に供給されてバッチ材料の層が所望の深さに保
たれる。このような炉を以後、特定の種類のものと称す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

溶融ガラスは製造工程（手動でも自動でもよい）での使
用の為に作業室から取り出される。必要ならば中間室が
溶融室と作業室の間に設けられてもよい。

特定種類の炉は連続的、画一的な製造によく適合し、そ
のような炉の産出量を変更可能にする努力がなされてい
るが、ガラスに対する要求が著しく変更される状況にお
いて、特に炉の温度が潜在的にダメージを与える変動を
被らないようにして、そのような炉を使用することが可
能であるとは満足のいくようには証明されていない。と
りわけ、加熱手段が溶融ガラスの固まりをジュール効果
によって加熱する電極を備えている場合においてこのよ
うな問題がある。

特に手製の物品の製造においては、従来一般的に、特定
種類のガラス溶融炉を使用する時に完全３交替システム
を行う必要があり、これは多くの場合、受入れ難く、或
いは不満足であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によると、通常日の作業の間は作業室内の溶融ガ
ラスの体積が、作業時間の間中は通常減少し、非作業時
間の間は増加する、特定種類の炉の操作方法が提供され
る。

故に、単式交替（８時間）システムで操作する時の、作
業室の体積■、１日の溶融室からのガラスの製造速度Ｐ
１及び１日のガラスの使用速度Ｒ間の関係はおおよそ次
の様になる。

作業室内のガラスの体積は作業時間の終了時に最少体積
Ｃまで減少し、次の作業時間の開始までに最大量に増加
する。

作業のない日（例えば日曜日）については、排出口は、
作業室が満たされた時に作業室から流れる過剰のガラス
を供給され、そのガラスは固化してその後溶融室にカレ
ットとして再導入される。

ガラスは作業室中で、作業室内のガラスの表面近傍で作
用する撹拌器によって都合よぐ、連続的に撹拌されるの
が望ましい。このため作業室内のガラス量のレベルに追
従し、室内のガラス量のレベルが上下するに従ってちょ
うどガラス表面の下に位置を保つ撹拌器が使用されるの
が好ましい。

作業室内の溶融したガラスの固まりは、センサー手段に
接続されて作用する加熱手段によって加熱されるのが望
ましい。加熱手段は、作業室内に電極を含んでいる電気
的加熱手段をガラスの最少レベルより下に備えることが
望ましく、更に、作業室内の溶融ガラスの固まりの表面
を直接加熱する手段を具備することが望ましい。

溶融されたガラスは作業室内へ、（溶融室から直接、又
は好ましくは中間保持・維持室から）作業室の下方領域
へ、好ましくはその最少可能レベルより下に導入される
のが望ましい。

望ましくは、中間室から作業室の中へガラスが流れると
ころに、作業室内のガラスのレベルが上下する時に動圧
を保つために、ガラスが溶融室から作業室への移動の際
に越える堰が設けられている。

中間室内の溶融されたガラスは、温度センサーと関連し
て作用する加熱手段によって加熱されるのが好ましく、
該加熱手段は中間室内に、中のガラスのレベルより下に
電極を含む電気的加熱手段を含み、望ましくは更に中間
室内の溶融されたガラスの固まりの表面を直接加熱する
手段を具備することが好ましい。

この発明によると、更に、少なくとも１つの作業時間と
少なくとも１つの非作業時間を有する作業交替システム
に炉を使用するのを可能にするのに特に適した特定種類
の炉が提供される。

炉は１以上の下記の特徴を備えているのが好ましい。

（ａ）作業室の最大作業レベルを規定する位置における
、作業室から延伸する排出手段。

（ｂ）作業室の最小操作可能レベルより下に位置する、
溶融されたガラスが作業室へ流入する為の入口。

（ｃ）溶融室と作業室の間の中間室であって、好ましく
はガラスが溶融室から作業室の方向へ通過する際にガラ
スの流れが越える堰が設けられる中間室。

（ｄ）少なくとも溶融されたガラスの固まりの表面に近
接しており、作業室内の溶融されたガラスの固まりを撹
拌するための撹拌手段、及び、好ましくは作業室内の溶
融ガラスのレベルに応答し、溶融ガラスのレベルの上昇
下降と共に撹拌手段を上昇下降させる感知手段。

（ｅ）作業室内の溶融したガラスの固まりを加熱し、望
ましくは温度センサーと関連して作用する加熱手段。加
熱手段は作業室内に、作業室内の溶融ガラスの最少制御
可能レベルより下に電極を含んでいる電気的加熱手段を
備えるのが好ましく、更に作業室内の溶融ガラスの固ま
りの表面を直接加熱する（放射加熱等の）手段を備える
のが望ましい。

（ｆ）溶融ガラスのレベルより下に電気的加熱手段を含
む中間室の中の加熱手段であって、望ましくは温度セン
サーと関連して作用し、好ましくは溶融ガラスのレベル
より下に電気的加熱手段を含み、望ましくは更に、中間
室内の溶融ガラスの固まりの表面を直接加熱する（例え
ば放射加熱）手段を備えるもの。

（ｇ）はぼ完全に作業室を包み囲むルーフ手段。従って
、作業室は、作業室が完全に満たされた場合に過剰の溶
融ガラスを作業室から導くこ・とを可能にする絶えず開
口した排出経路の供給の為以外には、耐火性ルーフ構造
部と、もし供給されるならば、好ましくは（例えばプラ
グまたはストッパーの供給により）使用の為に作業室か
らガラスが取り出される出口を閉じるための手段とで包
み囲まれるのが好ましい。

この発明によると更に、上記に述べた（ａ）　（ｂ）　
（ｃ）（ｄ）　（ｅ）　（ｆ）及び（ｇ）の特徴の１以
上を備える特定種類のガラス溶融炉が供給される。

本発明を説明するために実施例として選ばれた２つのガ
ラス溶融炉の、添付図面を参照して理解される詳細な説
明を以下に行う。

〔実施例〕

本発明の第１の実施例である炉は溶融室８と中間室１０
と作業室１２とを画成する基礎構造部６を具備し、この
基礎構造部はＡＺＳ耐火性物質の内層１４、耐火煉瓦の
外層１６及び手頃にはエルシル（Ｅｒｓｏｌ　：商品名
、フランス５ＥＲＰ社製）等の下地材料製の中間下地層
１８を有している。

基礎構造部の上にルーフ構造部２０が、３つの炉室を効
果的に囲みながら載置されている。

開口部２２が溶融室８内へ延在し、そこを通って任意に
カレットを含むバッチ材料が、一般的には連続的に、機
械的手段によって都合よく、もし望まれるならば溶融ガ
ラスの固まりを同じ深さに覆うように、溶融室内の溶融
ガラスの固まり上に堆積される。溶融室の壁に例えば酸
化錫製の電極２４が設けられている。使用の際、電極２
４間の電流の通過はジュール効果によって溶融室８内の
溶融ガラスの固まりを加熱し、表面におけるバッチ材料
の層が徐々に溶融され、連続的に溶融ガラスの固まりに
同化する。

中間室１０内へ開口した出口２６が溶融室８のより低い
部分から延びている。

中間室１００床から上方へ堰３０が延びており、それは
溶融室８内のバッチ材料と溶融したガラス間の界面のレ
ベルと近いレベルに達している。堰３０は中間室１０を
、壁に電極が配設されている上流の即ち上昇区画１０ａ
と、その基礎部から作業室１２の底部へ出口３２が延び
ている下流区画１０ｂとに効果的に分けている。放射加
熱器２９がルーフ２０から中間室１０の中へ下方に延び
ている。

作業室の外壁に作業用出口３４が設けられており、そこ
を通して、吹きざお等を作業室１２からの溶融ガラスの
手動取り出しの為に入れることができ、部会長くは、排
出チャンネル４４の位置によって決まる作業室のガラス
の最大レベルの上方に短い距離（例えば２５ｍｍ）を置
いて設けられている。

撹拌組立体の頭部３８を上げ下げする手段（図示せず）
を備える撹拌組立体３６がルーフ構造部に載置されてい
る。撹拌組立体は又、作業室の溶融ガラスのレベルを感
知する感知手段（図示せず）も備え、溶融ガラスのレベ
ルのいくらか下方に頭部３８を保つように、溶融ガラス
のレベルの上下動と共に頭部３８を上下させる。

作業室の底部近くの壁には壁型枠４０が設けられており
、作業室上方の炉のルーフに複数の放射加熱器４１が設
けられている。中間室と同様に、作業室内の溶融ガラス
の固まりの温度を継続的に感知するために感知手段が設
けられ、そしてそれに応じて電極４０と放射加熱器４１
の動作を制御する。

この発明の第１の実施例である炉の使用において、開口
部２２を通して溶融室８へ導入されるバッチ材料は連続
的に溶融され、出口２６を通って中間室の上昇区画１０
ａに流入し、ガラスは上方へ向かって堰を越え、このプ
ロセスの間に更に調質又は精製される。

ガラスは作業室の溶融ガラスの固まりから開口部３４を
通して手動的に取り出され、作業時間の間この体積は減
り、中間室の区画から新しく溶融されたガラスによって
補給される速度より大きい速度で取り出される。ガラス
のレベルが下がるにつれて撹拌器頭部３８が下がり、ガ
ラスを良い状態に保つ。作業時間が進行するにつれてガ
ラスのレベルは、最少量におけるレベルに達するまで、
電極４０の位置の上方の限界近くへ次第に下がる。

作業時間の終りにおいて開口部３４はストッパー３５で
塞がれ、失われる熱を最小限にして、溶融室による連続
的なガラスの溶融が減少した体積を次の作業時間の開始
までに補給する。

このようにして本発明の利用により、ガラスは溶融室で
生産されて作業室内に流れ、はぼ連続して、製品の高品
質の維持と、長期間の炉の操作を通しての全般的に不変
な温度の維持との両方が可能であり、炉、特にその壁と
電極が潜在的に損害を与えうる熱的衝撃にさらされるの
を最小限にする。

作業室３８が次の作業時間の開始に先立って所望のレベ
ルに満たされる状況（週末や祝日の様な隣接した作業時
間の間の長い期間によって、又、前の作業時間中のガラ
スの使用が少ないことによって生じる）を提供するため
に、過剰のガラスは排出チャンネル４４を通じて冷却領
域へ流れ、その中で過剰のガラスは固化し、カレットと
して後に使用され得る。加えて、１底ドレイン４６が設
けられ、それは作業室１２を空にする必要がある時にの
み使用される。

意外にも、溶融室８の体積、新たなガラスが融ける速度
、作業室１２の体積及びガラスが使用される速度間の適
切な関係が次の様なものであることが見出されている。

即ち、本発明によって提供される炉が、８時間の作業時
間のみにおけるガラスの取り出しと、それに続く２非作
業時間、つまり、作業室からガラスが取り出されない１
６時間の期間中のガラスの蓄積に十分に対処しうるちの
であるような関係である。このようにして所定種の炉の
特典は、以前はこれが実用的でなかったガラス製作の領
域において使用することができる。

さらに、この発明の方法によるガラス製造について比エ
ネルギー所要量（キロワット時／キロ）がそれと比較し
うる現在の方法におけるエネルギー所要量より著しく高
いということはなく、実際により少なくしうろことが見
出された。

炉をほぼ全体的に包み囲む能力は、特に作業室からガラ
スが取り出されない期間中における比較的少ない熱損失
と、炉全体を通して均−且つ一定の温度分布の達成を可
能にし、熱的衝撃の発生を通じて炉に引き起こされる損
害を減少させる。

第２の実施例である炉は上記の第１の実施例と同様であ
り、等価な部分を示すのにアポストロフィ（°）を付け
た同じ数字が用いられている。先ず、第２の実施例の炉
は幾何的には異なるが、さらに電極２８ａと２８ｂが、
中間室１０゛の上昇区画１０ａ′　と下流の区画１０ｂ
’の両方に設けられている。これらの電極はルーフ電極
２９゛　と共に、温度感知手段に応答して中間室を流れ
るガラスの温度を制御する。一方、出口２６を通る電極
２４と２８ａ間及び出口３２を通る電極２８ｂと電極４
０’間の電流の通過は作業室内のガラスを高品質に維持
する事が見出された。

前述の記載、特許請求の範囲或いは添付図面に開示され
、又は特定の形態で表わされ、又は、開示された機能の
実行の為の手段、開示された結果を得るための方法或い
は工程、物質や組成物の類又は群によって表現された特
徴は、適宜、単独で或いはそのような特徴を組合せて用
いることによって、異なった形で発明を達成することが
できる。

６・・・基礎構造部　　　　８・・・溶融室１０．１０
’　・・・中間室 １０ａ、１０ａ’　・・・上昇区画 １０ｂ、１０ｂ’　・・・下流区画 １２・・・作業室　　　　　２０・・・ルーフ構造部２
２・・・開口部 ２４．２８，４０．２８ａ、２８ｂ・・・電極２６．３
２・・・出口　　　２９．４１・・・放射加熱器３０・
・・堰　　　　　　　３４・・・作業用出口３５・・・
ストッパー　　４６・・・１底ドレイン

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である炉の垂直断面図、 第２図は第１図に示される炉の水平断面図、第３図は第
１の実施例の平面図、 第４図は第２の実施例である炉の垂直断面図、第５図は
一部分が第２図に、他の一部分が第３図に対応する第２
の実施例の図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融ガラスの固まりを含む溶融室を画成する基礎構
   造部と、溶融ガラスに熱を供給するための室内の加熱手
   段と、固体状態のバッチ材料を溶融ガラスの固まりの頂
   部に概そ堆積させる手段と、溶融炉室の出口から溶融ガ
   ラスが流入する作業室とを備える炉において、 通常日の作業の間、作業室の溶融したガラスの体積が作
   業時間中は減少し、非作業時間中は増加する炉の動作方
   法。 ２、作業室の体積Ｖ、溶融室からの１日のガラスの製造
   速度Ｐ、及びガラスの１日の使用速度Ｒの間の関係が、
   式 Ｖ＝（２／３）Ｐ＋Ｃ且つＲ＝（１／３）Ｐ＋Ｖ［但し
   、作業室内のガラスの体積は作業時間の終了時に最小体
   積Ｃまで減少し、次の作業時間の開始までに最大量に増
   加する。］ で表わされる請求項１記載の方法。 ３、作業室が満杯の時に製造される過剰のガラスが作業
   室からオーバーフローダクトを通って排出される請求項
   １及び２記載の方法。 ４、作業室内のガラスが撹拌手段によって撹拌される請
   求項１及び２記載の方法。 ５、作業室内のガラスのレベルが下がる時に撹拌手段が
   ガラスのレベルと一定の関係を保つ請求項４記載の方法
   。 ６、上記炉が （ａ）ガラスを加熱するための加熱手段が溶融室に設け
   られており、バッチ材料が溶融室へ導入される時に通る
   入口手段が設けられている、溶融ガラスの固まりの為の
   溶融室、及び （ｂ）溶融室から、溶融室の最少操作可能レベルより下
   の高さに設けられる入口手段を通ってガラスが流入する
   作業室 を画成する基礎構造部を具備する請求項１記載の方法に
   用いられるガラス溶融炉 ７、作業室内にガラスを撹拌するための撹拌手段を備え
   る請求項６記載の溶融炉。 ８、上記撹拌手段が高さについて調整可能であり、撹拌
   手段が作業室内のガラスのレベルが下がる時にガラスの
   レベルと一定の関係を保つように感知手段が供給される
   請求項７記載の溶融炉。 ９、上記基礎構造部が溶融室と作業室の間に中間室を画
   成する請求項６記載の溶融炉。 １０、ガラスが中間室から作業室内へ流れる時に越える
   、中間室と作業室の間の堰を備える請求項９記載の溶融
   炉。 １１、加熱手段が作業室内の最少操作可能レベルより下
   に作業室内の電極を含む電気的加熱手段を備え、温度セ
   ンサーと関連して制御可能である請求項６記載の溶融炉
   。 １２、中間室内に加熱手段を備える請求項９記載の溶融
   炉。 １３、実質的に完全に作業室を包み囲むルーフ手段を具
   備する請求項６記載の溶融炉。