JPH04502897A - ガラス溶融炉の燃焼、および作動効率を向上させる方法と装置 - Google Patents
ガラス溶融炉の燃焼、および作動効率を向上させる方法と装置Info
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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】
ガラス溶融炉の燃焼、および作
動効率を向上させる方法と装置
技術分野
本発明はガラス溶融炉等の加熱性能と、生産性を改善するための方法と装置に関
係する。さらに詳述すれば、本発明は炉内に存在するガラス浴の頂部表面に実質
上平行に伸びる方向へ、酸素流を吹き込むために、炉壁に設けた孔1、またはボ
ートへつけた酸素ランスを使用することに関係する。吹き込んだ流れは、溶融ガ
ラスの頂部表面と密に接近した関係を保ちつつ伸びて、ガラスから離れた位置か
ら下向きに焔のブランケットを拡げてガラスと接触して、燃焼と炉内の特定領域
が焔でカバーされるのを改善すると同時に、焔の位置決めと性質をも改善し、そ
の結果として燃焼ゾーンから溶融ガラスへの伝熱と、燃焼ゾーンでの燃焼効率と
の改善が達成されることになる。
背景技術
代表的なガラス溶融炉では、大きな溶融タンクの少なくとも一部を厚い壁に作る
ので、溶融タンクの内容物への接近が制限される。ガラス製造に使用する成分を
このタンクへ入れて、加熱溶融してガラス浴を作る。溶融ガラスの一部を浴から
抜き出して製造プロセスで使用するので、浴へは原料成分を添加して浴を満たす
と共に、頂部表面を実質上一定レベルに保つ。
溶融タンク、あるいは炉の「湯たまり」の内容物の少なくとも一部を、天然ガス
、あるいは外の燃料を吹き込むバーナーノズル列を用いて、溶融ガラスの頂部表
面を横断して、溶融ガラス浴の大部分まで伸びる、いわゆる焔のブランケットな
るものを形成して加熱する“。生産性を最適化するとともに、燃料ロスを最低に
するために、炉の湯たまり領域上を、出来るだけ焔で均一にカバーすることと、
燃料が完全燃焼するように、燃焼ゾーンへ燃料と酸素を供給するのが好ましい。
しかし本タイプの炉の操業に固有な問題は、炉の湯だまりの頂部を横断する各位
置に応じて変る各種の因子によって、溶融ガラスを加熱するために燃焼を用いる
ときは、生成する焔のブランケットの性質が、焔の性質、焔の拡がり、焔による
カバーの均一性、燃焼効率、伝熱割合とその効率等の特性を含む各種の方法で異
ってくることが判明していることである。
このような変化を生ずる因子には原料ガスの供給、および/あるいは特定区域へ
の燃焼空気の供給、導管、およ、び/あるいはノズルが十分に作動しているかど
うか、あるいは一部が閉塞したり、変形していないか、および/あるいは性能が
低下していないか等の性質が含まれる。しかし焔のブランケットの組成と特性の
不均一性に対して数々の理由があるものの、ガラスを効率よく加熱する観点から
、焔の特性と加熱性能を改善するために若干の手段を備えるのが好ましい0局所
的改善を与える有効手段をめる必要性が全燃焼ゾーンに広がっているものの、焔
のブランケットの性質の欠如が極めて著しい炉の湯だまり上の領域では、このこ
とは特に顕著である。
別の問題は焔のブランケットが、溶融ガラス浴の上部表面上に位置する傾向のあ
る高さに関係する。焔のブランケットが溶融ガラスの頂上表面からある間隔をと
って存在する傾向は、浴から上方へ発散する高温ガス流の存在と、浴の頂上表面
に直接隣接して存在する燃焼ゾーン層では、酸素の存在が少量であること等を含
む、多数因子の相互作用から生ずるのである。しかしなぜ焔のブランケットが溶
融ガラス上ある間隔をとった位置に存在する傾向があるかを説明する理由とは無
関係に、焔のブランケットを下向きに強制して、焔の位置決めとカバー範囲を助
長して、それによって溶融ガラス加熱時の焔ブランケットの効率を改善するため
に、適当な方法と手段を提供することの望ましいことについての論争はなかった
。
さらに燃焼効率を向上させて、良好な燃焼効率を維持する別の問題が存在する1
選択したバーナーが作り出す燃焼ゾーンの領域内での焔のパターンを処理するた
めに、個々のバーナー位置で酸素を吹き込むために各種タイプの装置を使用する
提案を含む、広範囲な提案によって本問題は提唱されてきたが、調節した酸素の
吹き込みのような局所的な燃焼の向上を行うことで、ガラス溶融炉内の燃焼ゾー
ンがもつ複雑なニーズを説明するのに、十分適応性のある、比較的簡単で安価な
システムをめる必要が今も存在している。
発明の要約
ガラス溶融炉の湯だまり頂部の、選定した位置における焔ブランケットの位置決
めと性質を有効に変更し、それと同時に燃焼効率を改善するためと、燃焼ガスの
酸素含量を富化するために、新規で改善された方法と装置を提供することで、本
発明は従来技術のもつ上述とこれ以外の欠点を克服することができる。
本発明は従来から使用中のガラス溶融炉で遭遇する欠点を、炉の構造に広範囲で
高価な改造を行わずに克服するにある。すなわち本改善を行うには、炉壁に作る
か、あるいはバーナー(天然ガスのような燃料を吹き込むノズル)へ燃焼用空気
を供給するボートの側壁に作った孔を通して、酸素、または酸素含有ガス、例え
ば酸素富化した空気流を吹き込む簡単な電型ランスを設置して、その場合に作業
者がランスから噴出する酸素含有ガス流の調節ができることと、ガラス溶融炉中
の溶融ガラス浴から上方に、ある間隔で存在する傾向のある焔ブランケット上へ
のこれらのガスの影響が調節できるように、このランスを調節自在に製作する。
燃焼用空気を供給するボートは、溶融タンクの上方側壁に、溶融ガラスの全体と
しての流動方向に直角に設置する、燃料を吹き込むノズルは、ボート側壁を通し
て、本ボート側壁に垂直に、あるいは45度の角度で溶融タンクの方を向けて設
置する。あるガラス溶融炉にあっては、燃料ノズルを本ボートの下方、あるいは
上方につける。燃料ノズルがボート側壁を通して、あるいはボート上方に設置さ
れている場合には、溶融タンクの方を向いたボート側壁にランスをつける。
本発明の好ましい実施方法の特徴は、酸素、あるいは酸素含有ガスを、必ずしも
バーナーからの焔が最も優勢な位置ではなくて、むしろ溶融ガラス、あるいは炉
の湯だまりの中の溶融ガラスの材料上に浮んでいる、固体のガラス製造用成分を
最適に加熱するのに、焔が最も好ましい位置に存在する燃焼ゾーンの一部へ導入
するにある。従ってここで採用する手がかりは、最も効果のある場所、すなわち
溶融ガラスの頂部表面の近辺へ、焔のブランケットを下向きに広げて、焔を補足
した酸素流、または酸素リッチなガスで、同じプロセスによって焔を富化して、
燃焼ゾーンのこの重要な部分での燃焼効率を向上させるにある。
一つの好ましい実施態様では、ガラス溶融炉の焔のブランケットのノルマルなレ
ベル以下であるが、溶融ガラスの頂部表面よりは僅か上方の炉壁にドリルで孔を
あける。この孔にランスを通し、酸素流を頂部表面、すなわち溶融ガラスの上に
直接存在する燃焼ゾーン層へ吹き込む、各燃料ノズル当り、1個または数個のラ
ンスをつける。
また別の実施態様では、ボート側壁に設けた孔ヘランスを挿入する。各ボートサ
イド当り1個または数個のランスをつける。
酸素の吹き込みを行うランスは、希望する方向と性質を備えた流れを作り出すた
めに、ランスの調節が可能な薄肉タイプにするのが好ましく、その結果うまく出
来た場合には、溶融ガラスの表面での、焔の加熱効果に好影響を及ぼすことにな
る。ランスの調節は
(])ランスを形成する長い管を曲げて、ランスから噴出するガス流のねらいを
定める。
(2)ランス直径、あるいはランスの噴出口のサイズ、および/あるいはランス
噴出口の形状を変えて、各ランス毎に希望する流量と、ある範囲内でガス供給圧
を与える。
本発明のこれ以外の特徴は、長いランスの噴出端末近くにそれぞれ半径方向に伸
びるフランジメンバーをつけて、一度ランスの位置を適当に決めて、酸素、ある
いは酸素リッチガスの噴出量を決定したら、関連するランスヘフランジの位置を
固定して、ランスを挿入するために壁にドリルであけた孔の部分を密閉する。従
って望ましくない輻射。
および/あるいは対流によるロスが防止できるうえ、孔を通って炉内へ吸引され
る好ましくないガスが最少量になる本発明の特徴は薄肉のランスの使用にある。
薄肉のランスを使用すると、同一材で断面の厚いランスよりも容易に曲げられる
等の利点がある。その利点の一つは、ランスの肉厚を最少にすると、ランスが容
易に冷却されるので、使用中の過熱と、熱に起因する劣化が防止できる。
従って薄肉構造のランス(代表的にはスティンレススチール)の使用によって、
酸素、あるいは酸素リッチガスが内部を流れろことと(あるいは炉の操業中、酸
素流を遮断したとき、ランス内を正圧に保つために使用する窒素のようなパージ
ガス流のためと)、周囲の冷却用空気が外側を流れることで冷却される。
蓄熱式の炉にあっては、ランスから吹き込んだ酸素の供給が、バーナーのサイク
ルと一致して循環して、その結果炉の片側のバーナーが休止中のときは、吹き込
む酸素を停止する。
しかし好ましい実施法では、ランス中の酸素の通過をとめる時は、ランスの冷却
と、望ましくない粒子等が噴出口に入るのを防止するために、窒素のようなガス
を代りに低速度で流すのが好ましい。
本発明の酸素による富化システムの重要な特徴の一つは、比較的安価な設置コス
トで現存する炉の構造体に取りつけることができて、バーナー性能の不足を克服
するだけでなく、燃焼効率の向上と、炉の全体としての操業効率の増加が達成で
きることである。現存する炉で実施したテストでは、本発明のシステムの採用に
よって、その炉のもとの設計値以上の生産能力を十分に発揮することができた。
図面の簡単な説明
本発明の前述の特徴とこれ以外の特徴、および本発明の完全な理解は、添付図面
を用いて以下に行う詳細な説明と、特許請求の範囲から明らかになるであろう。
第1図は本発明の特徴を具体化するランス構造とその担持法を示す、ガラス溶融
炉の断面を遠近法で示した正面図である。
第2図は第1図の装置の正面拡大図であって、ランスは遠近法で示しである。
第3図は先端にラバル管を挿入したランスの正面拡大図である。
第4図は第3図に示した挿入物の拡大した正面図である好ましい実施態様の説明
本発明の好ましい実施方法によれば、溶融ガラスから若干離れた位置にある炉壁
で、しかも炉内の溶融ガラスの上部表面へ極めて接近した位置にあるランスを通
して、比較的高速度で酸素を吹き込んで、バーナーで発生した焔を溶融ガラスの
表面へ下向きに広げて、焔からガラスへの伝熱を良好ならしめる。ここで酸素の
吹き込み用に特に薄肉のランスを用い、この薄肉のためにランスが十分フレキシ
ブルで、必要に応じて曲げられるので、ランスから同時に酸素流を最も効果的に
直接噴出できて、焔からガラスへの熱エネルギーの移動を改善するためと、燃焼
の活性度それ自体の性質を改善するのに必要な酸素流を供給するために、溶融ガ
ラスへ向けて下向きに焔が広がることになる。輻射と対流の遮蔽用に、半径方向
に伸びるフランジをランスにつけて、ランスの設置用にドリルで炉壁にあけた孔
をカバーする0本遮蔽体がドリル孔を通しての熱エネルギーのロスと、好ましく
ないガスの対流を防止する。
また別の好ましい実施態様では、ランスをボートの側壁にとりつける。このこと
は、ガラス加熱用の燃料ノズルをボート側壁、あるいは燃焼用空気を入れるボー
トの上方、または下方から導入する場合に多く見られる。ボート側壁にあけた孔
から挿入するランスは、ボート横の壁に対して90度以下の角度をなして、溶融
タンクの方を向かせる。
通常この角度は約20〜60度であって、50度以下にとるのが好ましい、ラン
スを導入するために、ボートの側壁に作った孔は炉壁に平行にする、すなわちボ
ート側壁に直角、あるいは90度以下にして、炉の溶融タンクの方を向くように
する。
第1図において、通常のガラス溶融炉の部分を一般に10で示す、炉10には垂
直壁14と炉床16とから一部が構成される溶融タンク、あるいは湯だまり12
が存在する、溶融ガラス20の浴は湯だまり14内にあって、溶融ガラスの頂部
表面を22で示す。
代表的な炉を構成する材料は、図示した簡単な構造の場合よりも性質は複雑であ
るが、炉の構造の特性が周知であることと、本発明の領域外に属する従来の性質
をも備えていることは勿論である。
第1図である間隔で配置した一連のバーナー4oから、燃料が燃焼ゾーン18へ
吹き込まれた時に焔のブランケット30が生成する。この焔のブランケット30
は溶融浴20の頂部表面22から、ある間隔を保って存在する傾向がある。
ここで焔のブランケット30の各種ゾーンを形成する焔のパターンを変えて、燃
焼効率と、熱エネルギーが溶融タンク12の隣接する内容物へ移動する際の効率
とが変るようにするのが普通のやつ方である。そこで本発明では、燃焼効率の向
上と、焔のパターンの位置決めと、構成とを好ましいように変えるために、必要
に応じて利用することができる、比較的簡単で安価なシステムを提供することで
、燃焼の非効率と不適切な焔のパターンの位置決めの問題をここに提供する。
本発明の好ましい実施態様では、酸素流102を吹き込む複数のランス100(
このうち1個だけが第1図に示しである)を、炉壁14にあけた孔104からの
ぞかせる。
代表的な場合をあげると、湯だまり12の溶融ガラス20の頂部表面22から少
し上部の、炉壁のタック右の部分に孔104をあける。焔30を下向きに表面2
2の方へ向けたり、あるいは燃料の完全燃焼をはかるために、燃焼に酸素富化を
行うことで、ランスが導入する酸素流近辺で、焔のパターンの構成と位置決めが
希望通りに変えられるように、孔104にランス100を設置する。
各種のランスの位置決めと、各ランス100を用いての各種の酸素流出割合とを
試験するために、常時心に留めておくべきことは明白である。その第一は、与え
られた量の燃料を燃焼させて最大量のエネルギーを発生させるために、燃焼効率
を適度に向上させるために、酸素供給量を調節することである。第二は、ランス
出口での酸素の供給速度を調節して、酸素が希望位置まで移動するときの浪責を
最少量に保つとともに、焔を修正して幾らかでも希望パターンに近づけることで
ある。さらにランスの向きを調節して、焔のパターンが希望するタイプの位置を
再度占めるか、および/あるいは焔のパターンを変更して、焔が下向きに頂部表
面22に達するような通路に沿って酸素を流すにある。焔のパターンは頂部表面
22をねらうことで、吹き込んだ酸素流の通路102に従う傾向があるので、発
生する焔のパターン30は溶融タンク12の内容物に向って下向きに指向される
ことになる。
第2図において、ランス100の内径125、および/あるいは噴出口130の
内径は、各ランスの位置に適した酸素流が噴出できるようにテストしてきめる。
炉壁14に沿って、数フィート・の間隔でランス100を配置するのが一般的で
ある。複数のランスを炉のボートに設置する場合には、1個、ないし数個をボー
トに配置することができる、ランスをドリルであけた孔と、バーナーボートに設
置できることは勿論である。
図面ではランス100は、本技術に熟達した者には周知の通り、スティンレスス
チール、あるいはほかの耐熱材製の薄肉の細長い円管製として描いである。ラン
ス100の噴出端末120へ好ましくはキャップ132を溶接して、ランス管1
00の内径125より直径の小さい噴出孔130を備え、流量を増大するために
開口部130を拡大する必要があるときは、必要に応じてドリルで孔を大きくす
ればよく、そのためにランスを代替品と交換する必要はない、代表的な寸法をあ
げれば、ランス100の内径を約9〜19mmにとる。そのときの噴出孔130
の大きさは約5〜15mmにとる。炉10の操業中何れか1個のランスから放出
される酸素流量は、1時間当り約200〜700m3 (標準)(約700〜2
400ft’)(標準)でそのときの噴出速度は約70 m / s以上の高速
度である。
半径方向に伸びるフランジメンバー150は、可動状態でランス1oOに固定し
である。フランジメンバー150は板から作り出した環状のスティンレススチー
ル板152を、管状メンバー154に溶接したものである。ねじを切った1個、
または数個の留め金具156を管状メンバー154を通して伸ばして、ランス1
00の噴出端領域に極めて近い位置で、ランス管100ヘフランジメンバー15
0を固定する手段を提供する。
一般に175で示す従来からある担持用ブランケットを用いて、本技術に熟達し
た者には周知の通り、炉10の一部である現存する構造体177からランス10
0を支持する。
開口部130つきのランスを、ボート6個の蓄熱式側方加熱の450 t/dの
フロートガラスタンクでテストした、本ランスを挿入後、生産が7.1%増加し
、燃料消費率は6.7%減少した。
第3図のランス100には、ラパル管設計の噴出口62がついた挿入物6oが付
属する。挿入物60はランス出口でランス本体50へ溶接するか、別の適当な手
段でその場所へ固定する。挿入物6oが操業時炉から発生する熱で摩耗してしま
ったら、ラバル管挿入物の入口端末の手前でランス100を切断して少し短くし
、この短くなったランスの噴出端に新品の挿入物をはめて固定する。挿入物60
は、スティンレススチール、例えば316ステインレススチールのような耐熱鋼
で作る。
ラバルランス(例えばラバル管つきのランス100)は酸素流に高速をあたえる
ためと、酸素流の分散を少なくする目的でガラス溶融炉に設置した0表1と第4
図から、ノズル挿入物60の寸法が分かる。ラバル管を使用して高速で酸素を流
すと、焔とガラス間の酸素が流れる領域が低圧になって、その結果焔を含む周辺
のガスがガラスの方へ引っばられる結果になる。すなわち従来のランス、例えば
第2図の開口部130のランス100よりも、酸素流の分散が一層おそくなって
、ガラス溶融タンク内まで高速流が維持される。より長い距離にわたって高速が
保たれる結果、混合が促進され、その結果燃焼が拡大されて、焔の長さが短くな
る0本効果は混合を再度おそくする大直径のバーナーチップの採用で相殺される
。その結果焔は再び長くなるものの、従来のランスの場合よりもガラスにより接
近して存在する。
表 1
4種類の挿入物6oの寸法(第4図参照)(単位はmm)阻1 阻2 虱3 胆
4
B 5.0 6.6 8.4 1[1,3C30,030,035,035,0
挿入物磁3と阻4のようにB(表1)を増大すると、Aを一定に保つためにくび
れの彎曲度が犠牲になった。しかしこれがために悪い効果は現れなかった。
また排ガスの読みに、混合の促進が認められた0元のランスでは、可燃物を0.
1%、あるいはこれ以下に保つのに、排ガス中の酸素レベルを3〜4%の間に保
つ必要があった。ラバル管つきのランスでは、過剰酸素が2%、あるいはこれ以
下でこの可燃物レベルが達成できる。
ラバルランス1個を初めて取りつけた位置は、焔温度が極めて高いボートであっ
た。天井温度は1627℃から1649℃(2960から3000 ”F)まで
、15分間上昇中であった6反対側で燃焼中のときは、温度は1632”C(2
970”F)に保たれた。比較のために、バーナーチップと従来のランス、すな
わち開口部132のランス100を調節して、焔を最適状態に保った。その結果
天井温度に改善は見られなかった。中央のランスをラバル管と交換したとき、焔
は著しく短くなり、ガラスにより接近してきた。またバーナーチップを大型にし
たものを使用すると、焔が長くなった。最終的な結果は焔が広がること、ガラス
により接近した焔でガラスがうまくカバーされることであった。天井温度はどち
らの側から加熱しても、1632”C(2970”F) 一定でToった。
ラバル管つきのランスでは、焔の幅は元のランスのときと丁度同じであるが、高
さは半分に過ぎなかった。焔の底はまだガラスに接近しているが、焔のトップは
天井から遠く離れて、その結果天井温度のピークは低下し、それだけ余計エネル
ギーがガラスへ供給されることになった。
焔の形状を改善したいボートに、さらにラバルランスを設置した。従来のランス
かうむしろ迅速に広がってゆく酸素流が、周囲のガスを押のけて、焔の中に「ホ
ール」 (あな)を生成する。これらの位置でラバルランス置換を行うと、もは
やrホール」は存在せず、焔はガラスの方へ動いてより接近し、天井からは遠ざ
かることになる。ラバルランス設置後の燃料消質量は、上記ボート6個の側方加
熱蓄熱式の場合に85m’/h、(3000cfh) 、第2の類似炉の場合に
57m3/h、(2000cfh)の減になった。
表2は上記炉のラバルランスの位置、使用したラバルランスの出口直径、および
酸素流量と流速を示す。
表 2
ラバルランスの形状
右側
2 C7,643,9268
3C9,158,9251
3D 9.1 62.3 266
5U 10.2 97.6 332
5D 10.2 97.6 332
左側
I U 9.1 66.8 285
2 U 7.6 37.4 229
3 U 7.6 47.9 293
3 C9,158,0248
5tJ 10.2 102.1 3475D 10.2 102.1 347
U=上流のボート、C=中央のボート、D=下流のポートボート患5についての
流量は、出口直径がio、2mmのノズルで達成できる最大流量である。これら
の酸素流を使用するときの排ガス中の可燃物の存在が、更に大型の出口直径が1
2.1mmのノズルの製作を促進した。表3はそのときの流量と流速を示したも
のである。
表 3
表2のラバルランスの形状の変更
右側
5U 12.1 141.6 342
5D I2.1 141.6 342
左側
5 U 12.1 107.6 2605D I2.1 107.6 260
U=上流のボート、C=中央のボート、D=下流のボート表2.3から分かる通
り、本発明のラバルランスを使用すると、超音速の速度が達成できる。これらの
ラバルランスの有利な効果は、炉内で酸素流が徐々に発散する性質のためのよう
に見える。
ここで使用する「酸素」なる語には、適当な純度の酸素リッチガスを含むものと
理解されたい、また「酸素」なる語には、商品縁純度(代表値的99%純度)の
酸素と、圧力スウィングプロセスのような経済的プロセスで発生する酸素(代表
値的90%純度)とを含むものとする。また酸素が圧倒的な成分(少なくとも酸
素が約75%で、混合物の残りは実質上不活性ガス)のほかの酸素リッチガスも
これに含まれる。
また「炉壁の開口部」、あるいは添付特許請求の範囲に使用した類似述語は、「
炉のボート側壁の開口部」、「ボートの側壁の開口部」、あるいは類似表現を含
むものとする。「炉壁の開口部」なる語は、炉の側壁14にある開口部に制限す
るものではない。
FIG、1
Fl(3,3
請求の範囲
平成3年4月12日
Claims (14)
- 1.溶融ガラスの材料(20)が入った溶融タンク(12)と、一般に溶融タン ク(12)の上方に位置する燃焼ゾーン(18)とを備え、さらに溶融タンク( 12)の上へ焔(30)のブランケツトを提供するために、燃料を燃焼させるた めの燃焼手段(40)を備えた、細長いガラス溶融炉(10)でガラスを処理す る方法において、溶融ガラス材料(20)上の炉(10)の壁(14)の孔、あ るいはポート側壁の孔を通して、伸びた管状本体(59)をもつ薄肉ランス(1 00)の噴出端領域を配置することと、ランス(100)に酸素含有ガスを供給 して、噴出端領域にある開口部(130,62)を通して、吹き込んだガス流( 102)の浪費を最少にするのに十分な速度で、実質上線状通路に沿ってガス流 を吹き込むことと、焔のブランケツトから焔(30)をガラスの頂上表面(22 )に存在する、燃焼ゾーンの選択した部分の方へ向けるために、ガラスの材料( 20)上で炉(10)を横断するように、流れの通路を指向させることを特徴と するガラスの処理法。
- 2.ランス(100)の噴出端領域から、ある間隔をとって離れたランス(10 0)の薄肉管状本体(50)を曲げることでランス(100)を調節して、ラン スから放出されるガス流が、炉(10)内の焔のパターン構成を変更することが 既知である方向へ、ランス(100)の噴出端領域が向くように、噴出端領域の ねらいをつけて、それによってこれら焔(30)が熱エネルギーを溶融ガラス( 20)へ移動させるときの効率が向上することを特徴とする請求の範囲第1項記 載の方法。
- 3.炉壁の開口部(104)を通しての望ましからざるガス流と、輻射による熱 ロスを防ぐために、炉壁(14)に幅射遮蔽体(150)をつけて、本遮蔽体( 150)がランス本体(50)上に可動状態で止められていることを特徴とする 請求の範囲第1項、または第2項記載の方法。
- 4.ランス(100)から燃焼ゾーン(18)へ噴出するガス流量を、噴出用開 口部(130,62)のサイズの調節、またはランス(100)へ供給される酸 素含有ガスの圧の調節で行うことを特徴とする請求の範囲第1〜3項の何れか一 つまたはそれ以上に記載の方法。
- 5.噴出用開口部(130,62)がラバル管として設計された開口部(62) であることを特徴とする請求の範囲第1〜3項の何れか一つまたはそれ以上に記 載の方法。
- 6.炉(10)内へ噴出するガスが、ラバル管を離れるとき超音速をもつことを 特徴とする請求の範囲第5項記載の方法。
- 7.酸素含有ガスの酸素含量が容量で75%、またはこれ以上であることを特徴 とする請求の範囲第1〜6項の何れか一つまたはそれ以上に記載の方法。
- 8.酸素含有ガスの酸素含量が少なくとも容量で90%、好ましくは少なくとも 99%であることを特徴とする請求の範囲第7項記載の方法。
- 9.炉壁の開口部(104)を通して、酸素含有ガスの調節流をガラス溶融炉( 10)内へ導入する装置であって、本炉(10)が溶融ガラス(20)の材料を 含む溶融タンク(12)と、一般に溶融タンクの真上に位置する燃焼ソーン(1 8)と、燃料を燃焼して、溶融タンク(12)上へ焔(30)のブランケツトを 提供する燃焼手段(40)とを備える本装置が、炉(10)内へガス流を噴出す るための噴出開口部(104,62)がついた、端末にチツプ領域のある伸びた 管状本体つきのランス(100)から構成され、本開口部(104,62)から のガス流の方向が、端末のチツプ領域から離れた位置のランス(100)の管状 本体(50)部分を曲げることで、容易に変更できることを特徴とする装置。
- 10.炉壁の開口部(104)に隣接する位置で、実質上炉の開口部(104) を朗ざすための調整を可能にするために、ランス(100)の管状本体(50) 上に可動で位置決めが調節自在の遮蔽手段(150)を備えていて、この遮蔽手 段が、炉壁開口部(104)を通しての漏れを制限する、輻射と対流遮蔽を提供 する役をすることを特徴とする請求の範囲第9項記載の方法。
- 11.噴出用開口部(130,62)をラバル管開口部(62)として設計する ことを特徴とする請求の範囲第9項または第10項記載の装置。
- 12.ラバル管開口部(62)を規定する挿入物(60)が、ランス本体(50 )のチツプ端末領域についていることを特徴とする請求の範囲第9項または第1 0項記載の装置。
- 13.挿入物(60)がその位置に溶接したスリツプ挿入物であることを特徴と する請求の範囲第12項記載の装置。
- 14.挿入物の開口部(62)をラバル管に設計することを特徴とする噴出用開 口部つきの、ランスの噴出端領域に取りつけるべき挿入物。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022013372A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-01-18 | 大陽日酸株式会社 | ガラス熔解炉及びガラス熔解炉の運転方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100453A (en) * | 1991-03-07 | 1992-03-31 | Glasstech, Inc. | Method for recycling scrap mineral fibers |
| DE4218702C2 (de) * | 1992-06-06 | 1994-03-31 | Sorg Gmbh & Co Kg | Regenerative Schmelzwanne mit verminderter NOx-Bildung |
| US5755846A (en) * | 1992-06-06 | 1998-05-26 | Beteiligungen Sorg Gmbh & Co. Kg | Regenerative glass melting furnace with minimum NOx formation and method of operating it |
| US5405082A (en) * | 1993-07-06 | 1995-04-11 | Corning Incorporated | Oxy/fuel burner with low volume fuel stream projection |
| FR2728254B1 (fr) * | 1994-11-08 | 1997-01-31 | Saint Gobain Vitrage | Procede et dispositif pour la fusion du verre |
| US5628809A (en) * | 1995-06-13 | 1997-05-13 | Praxair Technology, Inc. | Glassmelting method with reduced volatilization of alkali species |
| FR2736347B1 (fr) * | 1995-07-06 | 1997-10-24 | Air Liquide | Procede et four a boucle pour la fusion du verre |
| FR2750977B1 (fr) * | 1996-07-11 | 1998-10-30 | Saint Gobain Vitrage | Procede et dispositif pour la reduction de l'emission de nox dans un four de verrerie |
| US5795363A (en) * | 1996-11-25 | 1998-08-18 | Ppg Industries, Inc. | Reduction of solid defects in glass due to refractory corrosion in a float glass operation |
| FR2757845B1 (fr) * | 1996-12-31 | 1999-01-29 | Air Liquide | Procede pour ameliorer le profil thermique des fours de verre et four de fusion de verre pour sa mise en oeuvre |
| US6237369B1 (en) | 1997-12-17 | 2001-05-29 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner |
| US6099398A (en) * | 1998-08-20 | 2000-08-08 | C.D.S. Inc. | Media assist gaseous nitrogen distribution system for deflashing machine |
| US6113389A (en) * | 1999-06-01 | 2000-09-05 | American Air Liquide, Inc. | Method and system for increasing the efficiency and productivity of a high temperature furnace |
| US6354110B1 (en) * | 1999-08-26 | 2002-03-12 | The Boc Group, Inc. | Enhanced heat transfer through controlled interaction of separate fuel-rich and fuel-lean flames in glass furnaces |
| US6519973B1 (en) | 2000-03-23 | 2003-02-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Glass melting process and furnace therefor with oxy-fuel combustion over melting zone and air-fuel combustion over fining zone |
| US6685464B2 (en) * | 2001-03-28 | 2004-02-03 | L'Air Liquide - Societe Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude | High velocity injection of enriched oxygen gas having low amount of oxygen enrichment |
| US20130180289A1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-07-18 | Rainer Mieth | Method and device for melting meltable stock |
| ES2886229T3 (es) * | 2019-05-13 | 2021-12-16 | Doosan Lentjes Gmbh | Instalación de incineración para material sólido y método para sustituir su inserto de tobera |
| DE102020005638A1 (de) * | 2020-09-15 | 2022-03-17 | Messer Austria Gmbh | Verfahren zum Beheizen einer Glasschmelze |
| CN113501656A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-15 | 陕西彩虹工业智能科技有限公司 | 一种柔性玻璃烤窑枪 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE26364E (en) | 1968-03-12 | Metallurgical melting amd refining process | ||
| US26364A (en) * | 1859-12-06 | Improvement in b reech - lo a | ||
| US1964544A (en) * | 1928-04-05 | 1934-06-26 | Libbey Owens Ford Glass Co | Method of firing furnaces |
| US3353941A (en) * | 1964-05-29 | 1967-11-21 | Emhart Corp | Method of melting glass |
| US3592623A (en) * | 1969-04-04 | 1971-07-13 | Air Reduction | Glass melting furnace and method of operating it |
| US3856496A (en) * | 1973-01-26 | 1974-12-24 | Leone Int Sales Corp | Glass melting furnace and process |
| US3951643A (en) * | 1973-02-26 | 1976-04-20 | Pennsylvania Engineering Corporation | Steel production method |
| SE447675B (sv) * | 1982-10-15 | 1986-12-01 | Ifm Dev Ab | Dysa for injektionslans |
| US4473388A (en) * | 1983-02-04 | 1984-09-25 | Union Carbide Corporation | Process for melting glass |
| LU86322A1 (fr) * | 1986-02-25 | 1987-09-10 | Arbed | Lance de soufflage d'oxygene |
-
1988
- 1988-10-17 US US07/259,467 patent/US4911744A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
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- 1989-08-17 EP EP89909255A patent/EP0438416A1/en not_active Withdrawn
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- 1989-08-17 BR BR898907723A patent/BR8907723A/pt not_active Application Discontinuation
- 1989-08-17 WO PCT/SE1989/000435 patent/WO1990004571A1/en not_active Ceased
-
1991
- 1991-04-17 DK DK069291A patent/DK162764C/da not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022013372A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-01-18 | 大陽日酸株式会社 | ガラス熔解炉及びガラス熔解炉の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK69291A (da) | 1991-04-17 |
| US4911744A (en) | 1990-03-27 |
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| DK69291D0 (da) | 1991-04-17 |
| DK162764B (da) | 1991-12-09 |
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