JPH02295B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は微粒子のリサイクルを伴う溶融ガラス
原料の予備加熱及び液化の方法に係る。

［従来技術と問題点］ 米国特許第4519814号［デマレスト
（Demarest）］には、ガラス溶融原料分即ちガラ
スバツチの受ける液化段階からの排ガスに接触せ
しめてこのガラスバツチを予熱する２段式ガラス
バツチ液化工程について開示されている。かかる
構成においては、特に燃焼熱源が空気の代りに酸
素で燃焼する場合バツチ予熱段階で比較的小量の
排ガスを伴い、そのため乾燥した粉末状バツチ原
料に対する排ガス流の直接接触が排ガス流による
微粒子原料の比較的小量の飛沫伴出と共に行われ
る。廃熱のバツチ原料中への直接的再利用は、存
来の再生式炉に比較して低プラント製造コストな
らびにより効率的熱回収の見地からきわめて有利
なことである。而しながら、通常小量の粒子の飛
沫同伴が発生し、これは従来の微粒子分離装置に
より直接熱回収装置系の利点を著しく損うことな
しに容易に取り戻すことができる。回収した微粒
子の処分は環境関係や廃水処理の増加コストによ
る問題を引き起こすことが有る。微粒子をバツチ
混合物にリサイクルすることは、特に同伴された
原料のロスによりバツチ混合物の組成が僅かに変
化したり、微粒子のリサイクルにより若干の原料
コストの節約が実現できることが有る点を考えた
場合、廃物処理問題の解決への良好なアプローチ
である。かかるアプローチは米国特許第3880629
号［ダリン（Dulin）その他］、第4208201号［レ
ツク（lueck）］及び第4349367号［クルムビーデ
（Krumwiede）］に示されている。残念なことに
は、微小粒子が容易に排流中に再度飛沫混入さ
れ、その結果回収微粒子のリサイクルが飛沫伴出
問題を悪化し粒子再生装置系の負荷を増大させる
ことが有る。

米国特許第3030094号［セーマン（Saeman）］
及び第3508742号［ミニギシ（Minigishi）］に記
載のガラスバツチ溶解構成には予熱が含まれるが
微粒子取扱いのための記載が欠けている。米国特
許第4113459号［マツトミユーラ（Mattmuller）］
には、ガラスバツチ予熱器からダストを分離する
装置が示されているが集めたダスト粒子の処分に
ついての開示が無い。米国特許第4185984号［キ
ヨナガ（Kiyonaga）］には、グラスバツチの予熱
及び溶解器へのバツチの分離送り部分について開
示されているが予熱段階より失われる微粒子につ
いてはなにもふれていない。

［発明の構成］ 本発明によれば、バツチ予熱容器から排ガスよ
り分離せる微粒子が大した再飛沫同伴を行うこと
なくバツチ溶解工程にリサイクルされる。収集し
た微粒子を再飛沫同伴の行われ易いバツチ混合ス
テーシヨン又は予熱容器へ戻すのではなくリサイ
クルされた微粒子は予熱段階をバイパスし、かな
りの時間にわたり燃焼ガス流にさらされる前に微
粒子は液化バツチ原料に迅速に溶融し合体するよ
うにバツチが液化されつつあり若しくは液化し終
つている所の工程域に別に送られる。収集微粒子
を溶解相が存在し温度が微粒子の少なくともかな
りの部分の溶解点より高い所の個所の装置系に戻
すことにより、粒子相互及び若しくは他のバツチ
粒子に対する粘着が促進され、それにより再飛沫
同伴が抑えられ、微粒子の大部分が効果的に液化
マス体中に混入される。この本発明の特徴は、バ
ツチ原料を予熱し次に別の強く加熱した領域内で
迅速に液化しそれによりリサイクルされた微粒子
を予熱バツチ原料と一緒に直接に強く熱せられた
液化域に導入するような工程において容易に得ら
れる。２本の送り流は別々に液化器へ流入しても
良いが、微粒子が液化器へ入る直前これを予熱さ
れたバツチに添加するのが好ましい。それとは別
に、微粒子は液化器の下流側の液化された原料に
送つても良く、そこで微粒子は迅速に溶融マス体
に融け込む。

本発明のその他の特徴及び利点は次の詳細説明
及び図面より明かにされる。

［実施例］ 本文ではガラス製造作業に関連して本発明を説
明しているが、最終製品のガラス条件は本発明の
係る方法の特性に対し影響を及ぼす必要がない点
明白にせねばならぬ。従つて、本発明はガラスバ
ツチの製法に限られるものではなく予熱及び液化
によるすべての粉状物質の加工を包含するもので
ある。製品はガラス質、一部ガラス質のもの、セ
ラミツク若しくは金属質のもので良い。

第１図において、バツチ原料を液化容器１１に
送りかつ該液化容器よりの排ガスを浮け入れるロ
ータリキルン１０の全体構成が示されている。容
器１２が液化器１１の下方に設けられ液化原料を
後加工を要する場合これを受入れる。本好適実施
例に含まれるロータキルン型の予熱器及び液化容
器の構造及び作動の詳細については米国特許第
4519814号［デマレスト（Demarest）］が参照さ
れる。予熱器及び液化器の詳細構造は本発明にと
り重要ではない点理解さるべきである。

粒状のガラスバツチ原料などの供給原料が送り
シユート１４を介しロータリキルン１０の入口端
に送られる。ロータリキルンの入口端には固定排
出箱１５が周りに設けられロータリキルンを出る
排ガスを微粒子セパレータ１７に通ずるダクト１
６の方に向ける。微粒子セパレータは静電沈殿器
やサイクロンセパレータなど当業者には周知のさ
まざまな形態のもので良いが、好適とされるタイ
プはガスから粒子をろ過する複数個の耐熱性繊維
製バツクにガスを通すバツグセパレータである。
この普通のセパレータ装置の場合、一群のバツグ
は定期的に流れ外に取り出し、堆積粒子がセパレ
ータ装置のホツパ部分１８内に落下できるようバ
ツグを震動させる。典型的なソーダ・石灰・シリ
カの均一なガラスバツチ組成材の処理加工する
際、重量当り10から30の微粒子が製作ガラスの重
量当りそれぞれ1000に対して収集される点が判明
している。収集される微粒子の主要成分は通常ソ
ーダ灰、石灰石、白雲石の順である。普通、シリ
カ源の原料（砂）は微粒子にはバツチにおけるよ
りもかなり低比率で含まれてある。微粒子の比量
及び組成物の相対量は加工処理に用いる各原料の
粒度細やかさいかんに依存する。

本発明によれば、微粒子原料は溶解工程に再流
通する。従つて、第１図に示す実施例において、
ホツパ１８はスクリユーフイーダ１９に通じこの
フイーダ１９により原料はニユーマチツクコンベ
ヤ装置などのコンベヤ（概略図示）に送られる。
リサイクルされた微粒子は直接液化器１１に送ら
れ従つて予熱段階をバイパスする。これに関連し
て、スクリユーフイーダ２１で液化器のための主
要バツチ送り装置に原料を送り込むコンベヤ装置
からの微粒子原料を受入れるようビン２０が設け
られる。微粒子が予熱バツチ流中に導入する地点
は排ガス流がなく再飛沫同伴を防止するのが好ま
しい。液化器（好適には酸素燃焼によるバーナ）
内における強力加熱は主として液化器内部に流入
時きわめて迅速な放射加熱により微粒子の溶融に
役立つ。その結果、粒子は普通なら再飛沫同伴を
引起こしかねない燃焼ガス流の作用を受ける機会
が殆ど無い。

以上とは別の構成例として、コンベヤ装置は微
粒子を液化器１１より下流の受け容器１２に送つ
ても良く、そこで微粒子は例えばスクリユーフイ
ーダ（図示省略）により内部に保たれた液化原料
の本体の表面上に送られる。小粒子サイズのため
かつガラスバツチよりの微粒子が比較的容易に溶
解する成分になり易いので、液化原料に接触する
ことにより移送する熱は普通微粒子を迅速に溶か
すのに十分である。液化原料は通常次に均質化処
理を受けるので、受け容器１２内の微粒子の沈殿
により最終製品に不均質を引起こすことはない。

更に第１図において、予熱器１０は外部円筒形
の鋼外殻体２５と絶縁ライニングならびに任意な
るも内部鋼シリンダ（図示省略）を有する普通の
ロータリキルンの形態のもので良い。ロータリキ
ルンは、加熱中の粒状原料を入口から液化器１１
へ送るよう水平面より僅かに傾いた角度でその円
筒軸線の周りに回転できるよう取付けられてい
る。ロータリキルンの出口端は固定ハウジング２
６で囲まれ、この実施例の場合本発明の移送構成
が詳細を後述する如くハウジング２６内に入れら
れている。排気ダクト２７が液化器１１からロー
タリキルン１０中に延び、液化器中の燃料燃焼熱
源からの燃焼製品を予熱器内に送り、そこで廃ガ
スからの熱がバツチ原料に移される。チユーブ２
８により予熱器から加熱バツチ原料が液化器に送
られる。チユーブ２８は手入れの便宜上液化器１
１上方の面域から予熱器を離れておけるよう十分
な長さのものであり、又、チユーブ２８は重力に
よるバツチ原料の流れを自由にするよう十分な傾
き（好適には少なくとも約45゜）をもつ。チユー
ブ２８はじようご部２９に通じ、そこでリサイク
ルされた微粒子などの補充原料がバツチ送り流に
添加される。このじようご部２９は液化器１１内
に延びる調節式送りチユーブ３０に通じ、その詳
細については第４図と第５図及び第６図に関連し
て説明する。

好適な液化器の実施例は本文にその内容を引用
せる米国特許第4381934号［クンクルその他
（Kunkle et al）］に開示の如きタイプのもので
ある。好適実施例においては、バツチ原料のライ
ニングが側壁上及びほぼ垂直な軸線の周りに回転
する鋼ドラム３５の底部上に維持されている。図
示例において、ドラム３５は複数個の支持ローラ
３８及び整列ローラ３９上に回転できるよう取付
けた円形フレーム３７から垂れ下がる複数本のロ
ツド３６により支持されている。ドラム３５の底
部の中心開口により液化原料が液化器から受け容
器１２内に自由に流れることができる。固定せる
耐火性カラー４１が設けられ落下流を包囲する。
又、ドラム３５の底部に取付けた回転フランジ４
２を水含有の環状固定とい４３内に延ばせるなど
して液化器の回転部分と固定周囲構造部との間に
シールを設けるのが望ましい。ドラム３５の上部
開口は固定蓋組立体４５によりおおわれており、
その蓋４５はセラミツク耐火材又は水冷金属より
構成され、外周に延びる固定フレーム部材４６上
に支持されている。蓋４５には液化器内部の加熱
のための１本又は多くのバーナ４７が設けられ
る。液化器の外周に隔てられて設けられた複数本
のバーナを使用するのが望ましい。バツチ原料は
液化器内のライニング上に沈殿し、バーナからの
燃焼が行われる中央空所を残す。

図示実施例のバツチ移送機構の好適構成は第２
図に示すフイーダの出口端の横断面図及び第３図
に示す端面図に見られる。第２図に示すバツチ移
送機構の基本的特徴はロータリキルン１０の出口
端に取付けたバケツトエレベータ型の構成であ
り、これによりバツチ原料は十分な高さに上昇さ
れ吐出されるチユーブ２８を重力落下して流れ落
ちる。チユーブ２８は、バツチを送るべき液化器
における位置により定められかつ予熱器と液化器
との間のへだたりを受入れるよう定められる任意
の長さで良い。チユーブ２８を通るバツチの走行
距離とバケツトエレベータ装置によりバツチの上
昇する高さとは相互に関連し、原料が重力で自由
に流動する角度により制限される。好ましくはな
いが追加の走行長を予熱器から液化器への走行の
一部にわたりバツチ原料を水平方向に送るスクリ
ユーフイーダなどの如き補助機械装置により達成
することができる。第２図及び第３図に示すバケ
ツトエレベータはロータリキルンの中心線に向け
内方半径方向に開口し複数枚の仕切り板５２によ
り複数のバケツトチヤンバ５１に仕切られる円形
チヤネル５０により形成される。このチヤネル５
０は、チヤネルをロータリキルンの唇状部から軸
方向かつ半径方向にへだてる一体のフランジ５５
に支持されている。バケツトは、ロータリキルン
を出るバツチ原料がバケツト内に自由に落下する
ようにロータリキルンの唇状部から半径方向外方
にへだてられている。ロータリキルンの端部から
のバケツトの軸方向へだたりはロータリキルンか
ら落下するバツチ原料がバケツトに入り込む前に
先ず落下するたな状態を形成するようにした随意
的特徴である。この特徴の目的は粉状バツチ原料
の衝撃によるバケツトの摩耗を低減せしめること
にある。たな面域は、たな面域内の仕切りの欠除
によりフランジ面域の底部内に常に乗るバツチ原
料５６の一部を保持するよう構成される。このよ
うに、ロータリキルンから落下するバツチはバケ
ツトエレベータ機構の金属面上ではなくバツチの
この保留部分５６上に着陸する。第３図に示す実
施例において、バケツト仕切り５２は原料が装置
の上部に送られるまで原料の放出を防止するよう
角度が付けられている。ここで、原料は自由にバ
ケツトから受け皿５８に流れる。装置の他の要素
部材との干渉を阻止するため受け皿５８の底面は
円錐形扇形の形状をしている。受け皿５８の下部
コーナには原料がチユーブ２８内に流下できるよ
うにした開口が形成されている。

第２図及び第３図に示す好適なるも選択的の特
徴はロータリキルン１０の放出端に設けた格子６
０にある。この格子は、ロータリキルンからバケ
ツト５１に送られる原料が格子を通過せねばなら
ないようロータリ表面の内面と整列している。従
つて、格子はロータリキルン内に形成することの
あるすべての不当に大型の原料の集塊を分離する
働きを行う。格子６０を通過しない非常に大型の
塊りのすべては格子からバイパス放出シユート６
１に直接送られることによりバケツトエレベータ
をバイパスする。バツフルプレート６２（第２
図）が設けられバイパスシユート路をバケツトエ
レベータから隔離させるのを促進する。バケツト
エレベータをオーバフローするロータリキルンか
らの原料の波もすべて放出シユート６１を通る。

第４図と第５図及び第６図には、好適実施例の
完全なる開示をするため本文に示されている送り
チユーブ３０の詳細について示している。而しな
がら、この送りチユーブ構成は本発明の一部では
なく他の発明者の発明に係る斬新な構成である。
バツチ原料を液化容器１１内に送り込むためその
他の構成も本発明に関連して使用できる点理解す
べきである。これらの選択的構成には、米国特許
第4529428号［グロエチンガ（Groetzinger）］に
示す如きバツフルを設けた簡単な真伸なチユーブ
又はシユートが含まれる。第４図において、液化
容器の内部を見下ろす方向に見てドラム３５には
その内面に保持された粉状原料の層７０が有る。
この絶縁層７０は運転中その厚みが変動し、入つ
てくるバツチ原料を層７０の適宜部分上に堆積す
るため送りチユーブ出口の向きが調節可能になつ
ている。図示例では、この調節は送りチユーブ３
０に角度状端部分７１を設けることにより達成さ
れている。送りチユーブの主要部分７２がその長
手方向軸線の周りに回転する際、この角度状先端
部７１は弧にそつて動き送りチユーブの端部開口
を層７０のさまざまな部分の上方に整列させるこ
とができる。従つて、液化器外部の送りチユーブ
部分の簡単な一部分により液化器内のバツチの吐
出地点を変えることができる。一般に、ライニン
グ７０の垂直面の最上部分上にバツチ原料を送る
のが好ましい。バツチ層を超えて中心の方へ余り
にも離れて原料を送ると、液化器内ガス流にバツ
チ原料が不当に伴入され、又ライニング７０の水
平端面上にバツチ原料を送るとドラム３５の上方
縁部にそつてバツチが不当に堆積する結果となる
ことが有る。

第５図に見られる如く、角度状先端部分７１の
角度には主要送りチユーブ部分７２よりも大きい
水平成分が設けられ、先端部分７１は隣接する層
７０及びドラム３５の部分の動きのほぼ接線方向
に向けられている。この向きにより、送りチユー
ブから吐出されるバツチ原料に回転する液化器ド
ラム内の原料の運動量より一層一様な運動量が付
与され、それによりバツチが動きつつある層７０
上に着地した場合における原料の散乱及びほこり
立ちを最小に抑える。

送りチユーブ３０詳細構造が第５図及び第６図
に示される液化容器内における高温度に耐えるよ
う、チユーブには冷却装置を設けるのが好まし
い。図示例における冷却構成には、外部シリンダ
体７４と内部シリンダ体７５との間に環状の冷却
通路が形成されている。この環状体内に仕切り７
６を設け冷却剤のための多重通路を構成する。流
体接続口７７及び７８がそれぞれ冷却剤の送り込
み及び排出用に設けられており、冷却剤には水が
好ましい。第５図に示すように、チユーブをリモ
ートコントロールで回転するための作動装置取付
けの目的で液化器外部の送りチユーブ３０の一部
に半径方向に延びるタブ７９を設けても良い。

当業者には自明のその他の変更及び修正は、本
文記載の特許請求の範囲により決められる本発明
の範囲を離別することなく実施できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の微粒子リサイクル構成を有す
るロータリキルン予熱器及びロータリ液化容器を
示す側面図、第２図は本発明の好適実施例による
バツチエレベータ装置を示す第１図のロータリキ
ルンのバツチ吐出端の垂直横断面図、第３図は第
２図の線３−３によるロータリキルンのバツチ吐
出端の垂直横断面図、第４図は調節式送りチユー
ブの好適実施例を示す蓋を除いた液化器容器の一
部分を示す平面図、第５図は第４図の送りチユー
ブの拡大垂直横断面図、第６図は第５図の送りチ
ユーブの線６−６による横断面図である。 １０…ロータリキルン又は予熱器、１１…液化
器、１２…受け容器、１４…シユート、１７…微
粒子分離器、２８…送りチユーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉状原料を高温ガスとの接触により予熱し、
   それにより微粒子状原料がガスにより伴出され、
   予熱された原料が液化領域に移送され該領域で強
   烈な加熱により原料が少なくとも一部溶解の液化
   状態に急速に変化せしめられるバツチ原料の処理
   加工のための方法にして、伴出された微粒子をガ
   スから分離し、これを液化直前に予熱された原料
   に添加し微粒子を液化質量体内に混合させること
   を特徴とするバツチ原料の処理加工方法。 ２ 微粒子が予熱された原料が液化領域に入る直
   前予熱された原料に添加される特許請求の範囲第
   １項による方法。 ３ 予熱された原料に対する微粒子の添加が予熱
   されたガスと接触せずに行われる特許請求の範囲
   第２項による方法。 ４ 微粒子が予熱された原料とは別に液化領域に
   送られる特許請求の範囲第１項による方法。 ５ 予熱のためのガスが液化領域からの排ガスよ
   りなる特許請求の範囲第１項による方法。 ６ 原料がガラス製造バツチ成分よりなる特許請
   求の範囲第１項による方法。 ７ 粉状原料を予熱領域における高温ガスとの接
   触により予熱し、それにより微粒子状原料がガス
   により伴出され始め、予熱された原料が液化領域
   に移送され該領域で強烈な加熱により原料が少な
   くとも一部溶解の液化状態に急速に変化せしめら
   れるバツチ原料の処理加工のための方法にして、
   伴出された微粒子をガスから分離し、分離微粒子
   を予熱領域に通過させることなく直接液化領域に
   送り微粒子を液化質量体内に混合させることを特
   徴とするバツチ原料の処理加工方法。 ８ 分離微粒子が液化領域に入る予熱された原料
   の流れに添加される特許請求の範囲第７項による
   方法。 ９ 分離微粒子が液化領域に入る際予熱された原
   料と混合するようになる特許請求の範囲第７項に
   よる方法。 １０ 液化領域における原料が液化される際傾斜
   面を流下する特許請求の範囲第７項による方法。 １１ 粉状原料はガラス製造バツチ成分よりなる
   特許請求の範囲第７項による方法。 １２ 粉状原料を高温ガスとの接触により予熱
   し、それにより微粒子状原料がガスにより伴出さ
   れ、予熱された原料が液化領域に移送され該領域
   で強烈な加熱により原料が少なくとも一部溶解の
   液化状態に急速に変化せしめられるバツチ原料の
   処理加工のための方法にして、伴出された微粒子
   をガスから分離し微粒子を冷却領域から下流の液
   化された原料に添加することを特徴とするバツチ
   原料の処理加工方法。 １３ 液化された原料が液化領域から排出され分
   離微粒子が添加される液化原料たまり含有の容器
   内に受けられる特許請求の範囲第１２項による方
   法。 １４ 液化された原料が分離微粒子の添加後均質
   化処理を受ける特許請求の範囲第１３項による方
   法。 １５ 原料がガラス製造バツチ原料よりなる特許
   請求の範囲第１２項による方法。 １６ 分離微粒子の最大成分はソーダ灰である特
   許請求の範囲第１５項による方法。 １７ 粉状バツチ成分の混合物が高温ガスとの接
   触により予熱され、予熱された混合物が液化段階
   に移送され該段階で予熱混合物が少なくとも一部
   溶解の状態に変化せしめられ、混合物の組成は予
   熱段階におけるガスによる混合物の特定成分の不
   均衡な伴出により変えられるバツチ原料を液化す
   るための多段階方法にして、予熱段階より下流側
   の混合物に該混合物の組成変更を是正するのに十
   分な量の減耗成分を送ることを特徴とするバツチ
   原料を液化するための多段階方法。 １８ 成分が液化段階で添加される特許請求の範
   囲第１７項による方法。 １９ 成分が液化段階より下流側で添加される特
   許請求の範囲第１７項による方法。