JPH10310438A - テクニカルガラス製造プロセス及び該プロセス用バーナー - Google Patents

テクニカルガラス製造プロセス及び該プロセス用バーナー

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JPH10310438A
JPH10310438A JP9355949A JP35594997A JPH10310438A JP H10310438 A JPH10310438 A JP H10310438A JP 9355949 A JP9355949 A JP 9355949A JP 35594997 A JP35594997 A JP 35594997A JP H10310438 A JPH10310438 A JP H10310438A
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年 高羽
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーナーを改良し低い運動量を伴なう１つの
ブルーフレームを生成できるようにする。 【解決手段】 青色で実質的に核種を削減しないノン・
ハード・フレームと呼ばれる炎を用いたテクニカルガラ
ス製造工程に関し、また本工程実施のバーナー１に関す
る。このバーナーは燃焼空間９内にガスを供給するため
の３つの同軸のダクト( ３, ５, ７) を有し、それぞれ
名付けて、オキシダント供給の為の中央ダクト３と、燃
料供給の為の中間環状ダクト５と、オキシダント供給の
為の周縁環状ダクト７とを有し、その全オキシダント流
量率Ｑo TOT は次式で定義される。 【数１】 Ｑc ：バーナーの名目燃料消費量、Ｒ0 ：燃料とオキシ
ダント間の量率、Ｒ：超過量。低運動量を有す当該炎を
得るには所定寸法条件を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス燃料、特に天
然ガス用のバーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】ほとんどの工業的炉、例えばガラス製造
用の炉においては、放射による熱の伝播が主要な役割を
はたす。しかしながらこの熱伝播は、一方では燃焼放射
パワーに基づき、他方では空間的な分布・分配に基づく
ものである。ガラス製造業においては、炉内である種類
のガラス、例えば液晶（ＬＣＤ）などのテクニカルガラ
スを作ることにおいて観られるものであるが、これはお
よそ１ｍｍの厚さを要求する。すなわちその炉を加熱す
る炎（フレーム）に関しては極めて適正な特性を必要と
するものである。
【０００３】これらの特性においては、一方では、好適
に例えばすすの粒子などのスペシーズ( 核種) を実質的
に削減しないような１つの炎を有し、そして他方では、
その放出レンジが約２μｍ〜５μｍの波長帯域における
所謂「ブルーフレーム( 青炎) 」であることが認識され
ている。ブルーフレームはこれら２つの条件を満たすも
のである。即ちそれら条件はまず、すすが生成しないこ
と、そして、そのすすの放出（エミッション）はそのす
べての部分において起こり、一方では、２．２μｍ〜
２．８μｍの放出レンジが良いとされる水蒸気から放出
され、他方では、２．８μｍ〜３μｍのみならず４μｍ
〜５μｍの放出レンジにおける炭素の二酸化化合物から
の放出であることにある。
【０００４】最後に、１つの炎からの熱伝播はその運動
量（モメンタム）と密接に関係することが判っている。
つまり、炎の運動量が大きければ大きいほど、この炎か
らの熱伝播が縦の下方流にシフトされる。また、前述し
たテクニカルガラスの製造のためには、その炎はある制
限された（又は低い）運動量をもっていることもまた要
求される事項であることが明らかであり、即ちこれは
「ノン・ハード」である炎であり、好ましくは、そのバ
ーナーに面する耐火性の炉壁を過剰に加熱しないような
ソフトなものである必要がある。
【０００５】例えば、出願人としての会社名で開示した
ＦＲ−Ａ−１４４１６７１には、ハイドロカーボンガ
ス、特に天然ガスのためのバリアブルフレーム（可変
炎）バーナーが例示されている。これは、１つの中央ダ
クトと中間環状ダクトおよび周縁環状ダクトを形成する
ように集中的に配された複数の管部材をもつバーナーと
して知られている。この中央ダクトはオキシダント( 酸
化体) で満たされ、周縁環状ダクトは燃料で満たされ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仮に１
つのブルーフレームを得るためにこのバーナーの炎を調
整することが可能であったとしても、この炎は１つの高
い運動量を有する複数の炎によってのみ得られるもので
あり、これはすなわち「ハード・フレーム」であると言
える。そこで本発明の目的は、前述した種類のバーナー
を改良して、そのバーナーが低い運動量を伴なう１つの
「ブルー」フレームを生成できるようにすることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の現状に鑑
みて成されたものであり、上記問題を解決し目的を達成
するために次のような手段を講じている。すなわち、本
発明のバーナーは、ガス燃料、特に天然ガス用のバーナ
ーに係わるものであり、燃焼空間内にガスを供給するた
めの３つの同軸のダクトを有し、それぞれ名付けて、オ
キシダントの供給のための中央ダクトと、燃料の供給の
ための中間環状ダクトと、オキシダントの供給のための
周縁環状ダクトから構成された構造のバーナーとしてい
る。
【０００８】また、トータルなオキシダント・フローレ
ート（流量率）Ｑo TOT は、次式によって定義されてい
る。すなわち、
【数３】 Ｑc は、バーナーの名目の燃料消費量を表わす。Ｒ
0 は、燃料とオキシダントとの間の化学量的レシオ。Ｒ
は、化学量的な度合い( 量) であり、低運動量を有する
ブルーフレームを得るためには、３つのダクト( 管) は
次式を満足する。
【０００９】
【数４】 Ｄ1 は、中央ダクトの直径であり、Ｄ2 は、中間環状ダ
クトの内径であり、Ｄ3 は、中間環状ダクトの外径であ
り、Ｄ4 は、周縁環状ダクトの内径であり、Ｄ5 は、周
縁環状ダクトの外径であり、中央ダクトは、そのバーナ
ーの軸について２０°〜４５°の間の角度、好ましくは
４０°の角度を成すフレアー（広がり）がついた壁端を
有している。
【００１０】本発明は次に示す特徴のうちの１つ又はそ
れ以上を含んでいてもよい。すなわち、中間環状ダクト
は１つの内壁終端をもち、これはバーナーの軸方向にお
いてある角度を有し、例えばこの軸について５°〜３０
°の間の角度、好ましくは２５°の角度を成す。周縁環
状ダクトは１つの中間壁端をもち、これはバーナーの軸
の方向においてある角度を有し、例えばこの軸について
５°〜３０°の間の角度、好ましくは２５°の角度を成
す。中央ダクトの出口端は、その周縁ダクトの出口端に
対応して０〜１．５Ｄ1 、例えば、好ましくはＤ1 に等
しい距離ｈによりセットバックされている。
【００１１】また本発明は、テクニカルガラスの製造の
ためのプロセスにも関連し、例えば、液晶ディスプレイ
スクリーン用のカラスに関係するそのガラスバス( 槽)
は、少なくとも１つの炎によって熱っせられ、少なくと
もその１つの炎は青色をしたノン・ハード・フレームで
あり、所謂、１つのエミッション( 放出）スペクトラム
を有し、本質的には２μｍ〜５μｍの長さに置かれてい
ることを特徴とするものであり、実質的には核種を含ま
ず、そして特にすすは含まないものである。
【００１２】なお、本発明の他の特徴および作用効果
は、添付する図面を参照しながら以下に記載した説明か
ら明らかとなるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のバーナーについて
の複数の実施形態例および、それらの変形例を挙げて詳
しく説明する。図１には、本発明に基づく１つのバーナ
ー１を例示している。このバーナー１は、燃焼空間９の
中にガスを供給するための３本のダクト３，５及び７を
具備している。即ちこれら３本のダクト３，５及び７
は、バーナー１のＸ−Ｘ軸の廻りに集中的に配されてい
る。
【００１４】ダクト３は、そのガス取入れ口端部１１に
よって、オキシダント、例えば酸素のフローレートを制
御するための構成部材１３と接続されている。中間環状
ダクト５は、燃料、例えば天然ガスのフローレートを制
御するための構成部材２１に接続する取入れ口端部１５
を具備している。
【００１５】また、周縁環状ダクト７は、オキシダント
のための取入れ口端部１９を有してしている。このダク
ト７は、オキシダント、例えば酸素のフローレートを制
御するための構成部材１９によって酸素が供給される。
図１に示される如く、バーナー１はパッセージ（経路）
２３に導かれ、これはガラス製造業におけるタップホー
ルとして参照される耐火性ブロック２５のものである。
このブロック２５のパッセージ２３は、燃焼空間９の方
向に開口して成るフレアードパッセージ２７に開いてい
る。
【００１６】図１および図２に見られる如く、このバー
ナーの出口終端は、その一方ではブロック２５でできた
パッセージ２３によって形成され、その他方では中央チ
ューブ２９および中間チューブ３１という２本の管部材
によって形成されており、これらは、燃焼プロセスで発
生する熱に耐えられるように耐熱スチールで作られてい
る。また図２に示されるように、中央ダクト３は直径Ｄ
1 を有している。中間環状ダクト５は内径Ｄ2 と外径Ｄ
3 を有している。周縁環状ダクト７は内径Ｄ4 と外径Ｄ
5 を有している。
【００１７】流入ガスによる希薄の欠如においては、燃
料とオキシダントとが極めて迅速に、そしてできるだけ
均一に混合されるという状態でのみ、すすの無い炎を生
成することが可能である。この目的を達成するため、お
よび「ブルー」フレームの生成のためにその炎の運動量
を削減するためには、チューブ２９と３１の終端が機械
加工がきく（即ち可削性をもつ）ものである。つまり、
中央ダクト３は１つのフレアードウォール（拡張壁）の
端部４１を有し、中間環状ダクト５は１つの内壁終端４
２をもち、バーナー１の軸Ｘ−Ｘ方向においてある角度
α2 を有し、例えばこの軸について５°〜３０°の間の
角度、好ましくは２５°の角度を成している。
【００１８】また、周縁環状ダクト７は１つの中間壁終
端をもち、バーナー１の軸Ｘ−Ｘの方向においてある角
度α3 を有し、例えばこの軸について５°〜３０°の間
の角度、好ましくは２５°の角度を成していることを特
徴とする。前述の中央ダクトの出口終端４５は、その周
縁環状ダクト７の出口終端に対応して０〜１．５Ｄ1 、
例えば、好ましくはＤ1 に等しい距離ｈによりセットバ
ックされて成ることを特徴としている。
【００１９】さらに、周縁環状ダクト７の出口終端は、
耐火性のブロック２５内において、タップホール２３の
壁と、フレアードパッセージ（拡張経路）２７の壁との
間の交差によって規定される平面Ｐ内に配設されてい
る。中央ダクト３の出口終端を規定している内部チュー
ブ２９の終端４５は、この平面Ｐに対応する距離ｈによ
ってセットバックされている。
【００２０】このバーナー１はある通常のパワーのため
にデザインされており、これはこのバーナーの通常の燃
料消費Ｑc が組み合わされる。この通常の流量率Ｑc に
対応して、Ｄ1 〜Ｄ5 が示すバーナーの各部位の寸法が
固定化される。
【００２１】「ブルー」フレームを生成するためには、
燃焼空間に供給されたすべての燃料を燃やすために必要
な化合物を生成する混合物の化学的量と等しいかそれよ
りも多くのオキシダントの供給が必要となる。トータル
なこのオキシダントの流量率Ｑo TOT は次式によって定
義される。すなわち、
【数５】 なお、Ｑc はバーナーの名目の燃料消費量を表わし、Ｒ
0 は燃料とオキシダントとの間の化学量的レシオ。Ｒは
化学量的な量であって、低運動量を有するブルーフレー
ムを得るためにはそのバーナーが用いられるガラス製造
アプリケーションによる進歩発展において規定される化
学量的な超過値である。
【００２２】低い運動量を有するブルーフレームを生成
するためには、出願人の会社は、次に示すＤ1 〜Ｄ5 の
各寸法の関係を計算することにより決定した。即ち、
【数６】
【００２３】このバーナーは、その燃料およびオキシダ
ントの流れによる他には何らの冷却も無い極めて高い温
度（約１６００℃）の環境において運用される。このバ
ーナーを用いれば低運動量の「ブルー」フレームが得ら
れ、よって、バーナーに対面する耐熱壁を過熱( オーバ
ーヒート) することはない。
【００２４】（その他の変形例）なお、本発明は前述し
た各実施形態例の他にも本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。本発明のバーナーにお
ける組合せや使用する材料等は例示したものに限らず任
意に設定することができる。例えば、各部位の形状・寸
法ならびに材質等は、作用効果のために必要に応じて種
々の変更が可能であると共に、他の技術との適宜な組合
せも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上、本発明の実施形態例および変形例
に基づく説明の如く、本発明のガラス製造プロセスおよ
びそのためのバーナーによれば、バーナーを前述のよう
に改良し制御することによって、低い運動量を伴なう１
つのブルーフレームを生成できるようなバーナーを提供
でき、これによってテクニカルガラスの製造が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくバーナーの一部を断面で示す構
造図。
【図２】図１中のバーナーの符号IIで示された箇所を詳
しく示す拡大図。
【符号の説明】
１…バーナー、 ３…中央ダクト、 ５…中間環状ダクト、 ７…周縁環状ダクト、 ９…燃焼空間、 １１…取入れ口（ガス用）、 １９…取入れ口（オキシダント用）、 ２３…パッセージ（経路）、 ２５…ブロック、 ２７…拡張経路、 ２９…中間チューブ、 ４１…拡張壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエール・ボデラン フランス国、92170 バンベ、アブニュ・ デュ・ジェネラル・ドゥ・ゴール 35 (72)発明者 小黒 孝 東京都江東区東雲１丁目９番１号テイサン 株式会社内 (72)発明者 中野 一義 東京都江東区東雲１丁目９番１号テイサン 株式会社内 (72)発明者 パトリック・ルクール フランス国、91460 マルクシ、リュ・ト ゥルーズ・ロートレック ５ (72)発明者 高羽 年 東京都江東区東雲１丁目９番１号テイサン 株式会社内 (72)発明者 田中 博之 東京都江東区東雲１丁目９番１号テイサン 株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テクニカルガラス、特に液晶ディスプレ
    イ用ガラスの製造プロセスにおいて、 少なくとも１つの炎によって加熱されるガラス槽中にお
    いては、 前記炎はノン・ハード・フレームであり、色が青く、実
    質的に核種を削減しないものを含む炎であることを特徴
    とするテクニカルガラス製造プロセス。
  2. 【請求項２】 前記青色の炎のエミッション・スペクト
    ルは、本質的には２μｍ〜５μｍであることを特徴とす
    る、請求項１に記載の製造プロセス。
  3. 【請求項３】 ガス燃料、特に天然ガスのためのバーナ
    ー( １) は、請求項１および請求項２の何れか１項に記
    載の製造プロセスに基づいて改良されることを許容し、 燃焼空間( ９) 内にガスを供給するための３つの同軸の
    ダクト( ３, ５, ７)を有し、それぞれ名付けて、オキ
    シダントの供給のための中央ダクト( ３) と、燃料の供
    給のための中間環状ダクト( ５) と、オキシダントの供
    給のための周縁環状ダクト（７）とを有して成り、 トータルなオキシダント・フローレートＱo TOT は次式
    によって定義される。 【数１】 Ｑc は、バーナーの名目の燃料消費量を表わし、 Ｒ0 は、燃料とオキシダント( 酸化体) との間の化学量
    的レシオを表わし、 Ｒは、化学量的量であり、低運動量を有するブルーフレ
    ームを得るために３つのダクトは次式を満足する。 【数２】 Ｄ1 は、中央ダクトの直径であり、 Ｄ2 は、中間環状ダクトの内径であり、 Ｄ3 は、中間環状ダクトの外径であり、 Ｄ4 は、周縁環状ダクトの内径であり、 Ｄ5 は、周縁環状ダクトの外径であり、 前記中央ダクト( ３) は、そのバーナーの軸( Ｘ−Ｘ)
    について２０°〜４５°の間の角度( α1 ) 、好ましく
    は４０°の角度を成すフレアーがついた壁終端( ４１)
    を有していることを特徴とする、請求項１および請求項
    ２に記載のバーナー。
  4. 【請求項４】 中間環状ダクト( ５) は１つの内壁終端
    ( ４２) をもち、これはバーナー( １) の軸( Ｘ−Ｘ)
    方向においてある角度( α2 ) を有し、この軸について
    ５°〜３０°の間の角度、好ましくは２５°の角度を成
    すことを特徴とする、請求項３に記載のバーナー。
  5. 【請求項５】 前記周縁環状ダクト( ７) は１つの中間
    壁終端をもち、これはバーナー( １) の軸( Ｘ−Ｘ) の
    方向においてある角度( α3 ) を有し、この軸について
    ５°〜３０°の間の角度、好ましくは２５°の角度を成
    すことを特徴とする、請求項３および請求項４の何れか
    の１項に記載のバーナー。
  6. 【請求項６】 前記中央ダクトの出口終端( ４５) は、
    その周縁環状ダクト( ７) の出口終端に対応して０〜
    １．５Ｄ1 、好ましくはＤ1 に等しい距離ｈによりセッ
    トバックされて成ることを特徴とする、請求項３〜請求
    項６の何れかの１項に記載のバーナー。
JP35594997A 1996-12-26 1997-12-25 テクニカルガラス製造プロセス及び該プロセス用バーナー Expired - Fee Related JP4241952B2 (ja)

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