JPS6117428A - 溶触ガラスが流れる通路を加熱する方法と装置 - 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】 成形機に流れる溶融ガラス供給通路即ちフイーダを加熱
する方法と装置に関する。

連続的なガラス製造ラインは、原材料が混合される混合
作業場を連続して備え、これらの材料は溶解炉に導入さ
れ、次いで脱ガスを受ける目的で溶融ガラスが流れる！
！ｉＪ榴に、そして成形機に連結される１つ又はそれ以
上の通路に導入される。これらの通路は、溶融ガラスを
移送しかつ温度に関してガラスを調整するという一つの
機能を有する。

溶融ガラスは重力によシ移送され、またその流れは時間
轟シ数メートルのオーダーの低い速度である。

ガラスの調整は温度に関して連結通路の最も重要な機能
である．即ちこれは高くかつ一定の品質の製品の製造を
可能にするところの機能である。

この調整機能は特に次の３つの補助機能を有する。

ａ）溶融ガラスの温度の加減、通常、炉の温度から成形
温度への冷却（ある場合には再加熱）。

ｂ）横及び垂直温度勾配を制限するようガラスの温度の
均一化。

Ｃ）成形機に供給されるガラスの温度の調節。

最初の補助機能は２つの異なる要領で達成し得る。

ｌ）ガラスは短時間で急速に冷却され、また次にガラス
は温度に関して均一に略せられる。この方法は内部冷却
手段゛（換気、水の循環）を必要とし、これ同一通路内
の十分な温度レベルを達成するため設置される加熱装置
の有効な効率を低減する。

更にこの方法は速度の横方向の温度勾配を排除するよう
、通路内のガラスの流れのある知識重要する。

コ）このガラスは連続的かつ極めてゆつくルと冷却され
，、マたこの方法において通路の壁を辿る損失による自
然冷却のみが用いられる。

第コの補助機能、即ちガラス温度の均一化を達成するた
めに、ガラスの流れの上面のに部領域は再加熱されねば
ならない。というのけガラスが良好な絶縁物でアシかつ
多量のガラスにおいてそれが熱いときでさλ熱の伝達が
低い値であるという事実によシ、ガラスのこの流れの上
層はガラスの中心よシも一層急速に冷えるからである。

ガラスの流れの縁部領域を再加熱するため用いられるバ
一すは、一般に冷却空気とガス燃料の予混合物を含んで
いるフィーダから供給され、このフィーダは炎が消され
る場合ある危険を生じる。

仕上げた製品の一定の品質を偵るのに必要である第３の
補助機能を達成するために、通路は複数の引き続く区域
を有し、その加熱は単一の温度センサによシ全体に亘る
要領で監視され又は制御される。

３つの前述した機能を達成するために用いられる従来の
方法は次に示す多数の欠点ヲ肩する。即ち ａ）冷却空気を用いるため炎の熱効率か低い。

ｂ）通路内を流れているガラス流の縁部区域の速択的な
加熱を確実にすることの実際的な困難性。

Ｃ）空気／ガス燃料予備混合物の使用に起因する、バー
ナに連結されるフィーダ内の爆発の危険。

ｄ）　最良の効率を得られない不完全燃焼となる、空気
／ガス炉か１比を正確に調笠することの困難性。

ｅ）電照の炎加熱手段によって、炉の稼動状況における
突然の変化に対応することの困難性。

これはガラス浴中の直接渦電流による通路の部分的又は
完全な加熱のためにガラス製造者が電気にたよるのを増
大させる。

米国特許第３、／　、２り、９３０号明細・書には、溶
融ガラスの浴又はガラスを加熱するための装部が示され
ている。このガラス浴は炉に沿って隔てられるバーナに
より加熱され、これらのバーナは例えば酸素燃都：バー
ナである。かかるバーナの１俯は、温度分布を制御せね
ばならないカラス炉の供給通路の特別な問題に合致しな
い。

近年、米国特許第３．！；　、２　３、ｇり／最明＃引
は、フィーダ内のガラスの温度均質の問題、特にガラス
の流れ表面の横平面における温度均質の間融を取扱って
いる。

この問題を解決するためこの特許に呈示される解決法は
、フィーダの横壁を通って延びる熱源、（例えばバーナ
ンによシ通路即ちフィーダを加熱することよル成り、こ
の熱は一方で溶融ガラスの浴上部に熱を放射する天井に
送られ、また他力で通路の横区域に向けられる。

実際かかる解決法は、天井の直接加熱が老化を促進しか
つ天井の交換をしはしは要するので高くつく。

更に出願人は、通路の横壁におけるバーナのような加熱
手段の存在が、通路に沿う温度分布の良好な均質性を得
ることのできないことを見出［た。

というのは通路即ちフィーダの横壁の絶縁が、前記バー
ナを通すだめの開口の区域では困離だからである。

更ＫＭ近では、フランス国特許第コ、０ココ、５３り号
、同第コ、、２２０．’ｌ　ｇ　０号及び同第コ、３　
Ｓ　Ｏ，３０９号明細隻において、炉の天井の唱″別な
朽造ヌは通路の横区域に付加の電気加熱を与えることよ
構成る別の方策によって、同じ問題を解決することが試
みられた。

現在まで提案された解決法は、この問題を簡単に＃づ解
決し得ない。

本発明による方法は、前述した欠点を排除しかつ考慮し
た問題を解決するものである。

このため本発明による１つ又はそれ以上の成形機に溶融
ガラスが流れる通路を加熱する方法は、ガラスの流れの
上面の縦方向縁部区域が酸素燃料バーナから出てかつ前
記縁部区域に向けられる炎のカーテンによって加熱され
るものである。

本発明による方法と装置は周知の方法を凌ぐ幾つかの利
点を肩する。先づ初めに、炎の熱効率における実質的な
改善は、燃焼の空気によシ与えられる窒素バラストの減
少及びその腺去を８慮して、酸素燃別バーナの使用によ
シ得られる。こうしてガスを介しての熱損が減少され、
従ってエネルギの消費が大幅に節約されるａ更に炎の温
度の上昇が、分離さする要素の新設による放射と対流に
よって炎とガラスとの間の熱の直接伝達における明確な
増大となシ、前記要素が熱いガラスの洲れの表面との接
触に基く杓結合によって熱を解放する。

更にバーナのノーズ（先端部）で混合物を与えるバーナ
の使用の事実によシ極めて安全に稼Ａ′之れ、また酸素
とガスとの間の比率は燃焼が完壁となるよう極めて容易
に調整される。更に通路内へのバーナの配備は、この通
路の上部構造を構成する耐火物の作用及び通路の下部の
熱絶縁に関する総べての問題を排除［１、着た純粋酸素
の使用に起因する対流伝達におはる改良のためになる、
本発明の賛旨は、天井の中心から放射されかつ通路のに
：　？ｉｉｉ区域に向けて傾斜される炎のカーテンによ
って通路の天井におりる加熱を達成するととである。こ
う［て一方で、炎を溶融ガラスに向けることによる熱伝
達の改良を、また他方で、横壁の一層容易な熱絶縁が認
められる、実際、ガスの燃焼は、炎がガラスに到達する
とき（衝突点）終了せねばならない、更に天井にはガス
を放出させるよう炎のカーテンにつき少なくとも７つの
開口が設けられねばならない。これらの開口は、囲い内
のガスの径路か出来る限シ熱交換を容易にするような要
領で配置されねばならず、従って放出されるガスの温度
は、通路中央の溶融ガラスの浴の温度を５０℃（また望
ましくは、２０°Ｃ）以上超λない。

加熱は、中央から通路の横に部に向う分岐する炎によシ
行なわれねばならない。これは配４ａ（単−のバーナ）
の大きな簡素化、炎の容易な相対釣合、及び炎が浴の上
で傾斜されるという事実を考〜、して良好な熱伝達を可
能にする。

本発明を実施する桓ｌの望ましい要領によれば、この方
法は、酸素炉別バーナの各炎の端部が溶融ガラスの流れ
の表面付近に位置され、炎が発生されるバーナ端部と溶
融ガラスの流れの表面との間の距離りか各炎の端部とバ
ーナの前記端部全通る垂線との間の距ｍ＋ｔａに実質的
に等しく、通路の幅りと距離ｄとの間には次の関係 が成り立つことを特徴とする。

本発明を実施する他の望ましい要領によれば、この方法
は、酸素燃料バーナが溶融ガラス浴の表面から距ｇｉｆ
ｄに配置され、これは炎の総べてのガスが燃焼されると
き前記浴上の各炎の衝突点が生じるように設定され、酸
素燃料バーナが所定位置に配置される前に同−通路内の
溶融ガラスの検温等しい溶融ガラスの温度に対応する点
として限定され、上式中Ｔ／同一通路内のガラスの最高
温度であシ、Ｔ２同一通路内のガラスの最低温度であシ
、またα同一通路内のガラス流に従いλから５まで大体
において直線的に変化する係数であシ、αの値は高速の
流れで−の付近であシ、また低速の流れで５の付近であ
ることを特徴とする。

通路が一般に実ａ的に対称であるので、バーナは対称面
内に望ましく配置され、また炎はこの平面に関して対称
に向けられるということは理解されよう。しかしこれは
通路の各横区域を「掃射」するよう幾つかの列の異なる
炎の間で異なる傾斜を有するのを排除しない。本発明の
他の目的は、通路の天井が酸累源にまた燃料ガス源に連
結される少なくとも７組の酸素燃料バーナを支持し、前
記バーナは溶融ガラスの流れの上面の縦方向縁部区域に
向けられる炎のカーテンを作シ出すような要領で方向づ
けられる１つ又はそれ以上の成形機に溶融ガラスが流れ
る通路を加熱する装倦を提供することである。

本発明の幾つかの実施例を以下添付図面を参照して限定
しない例示として説明する。

第１図と４２図は、通路、（チャネル）ν０ちフィーダ
ｌを加熱するための設備を示し、この中を溶解炉からき
て通路の下流側に配置した１つ又はそれ以上の成形機の
方向に流れる溶融ガラスが流れる。この通路／は幅りの
Ｕ字状横断面を有する。

これは底３、垂直壁ダと５を備え、またこれは天井乙に
よって上部か閉鎖され、これら総べての要素は耐火材料
で作られる。

ガラスの温度をできるだけ均一にするようガラス−〇流
れを調整する目的で、ガラスコの流れの上面、２ａの縦
方向端部区域を加熱するため、これらの区域に向けられ
た炎の２つのカーテンク１ｇが本発明に従い配置される
。

第７図と第２図に示す実施例において、炎り。

ｇの一つのカーテンはバーナ／／、／コのラツクワによ
って作シ出され、このラツクタは天井乙の中央部に垂直
縦方向に取付けられている。

炎の２つのカーテンク１ｇの垂直となす角度孔はバーナ
９の構造によって限定され、また溶融ガラスコの淵れの
上面λａ上の炎のカーテン？９ｇの衝突点、即ち卯、７
図における距東ｉ＋　ｄを変更することが可能である。

、調整は前述の如く達成される。

更に２個の排気煙火コＳと２６が煙とガスのために設け
られ、各煉穴は今説明した実施例において、ガラス上の
炎の衝突点の集気的上部に配置される。

第２図はガラス給送通路に沿って配置される一連の多数
のバーナを示す。実際、小室ｉｏ自ｐｉ個のバーナが配
置される。各バーナは次のバーナからその長さに実質的
に等しい距離（約、３０　ｃｎｒ　）隔てられる。水冷
バーナが用いられ、これはバーナと天井のバーナ開口と
の間に小ざな隙間をもって囲い内に延びる。

第３図は本発明による方法を用いた場合と用いない場合
の温度分布を示す。曲線１０θは本発明に従い変更され
るのが望まし、〈かっ通常の手段で加熱される通路、即
ちフィーダの私の温度分布を゛示す。この曲線１００は
各ガラス炉通路即ちフィーダとして周知である。　Ｔ、
２は縁部付近のだ・高温度であル、ＴＩは中心付近の最
高温度である（これらの温度分布に関する詳細は例え６
７２７７国特許シー、ココ０，９ｇ０号明細書を参照さ
れ度）。

辿路内のガラス流を考慮して、炎の衝突点の確定におけ
る流れの影等を修正するよう流れに比例する係数αが加
えられる。フィーダの最高の流れに対して、係数αはコ
に等Ｌ（、また（通常の使用状況のもとて）フィーダの
最低の流れに対して、係数αは５に等シ＜、αは流れの
作用としてこれら２つの値の間で直線的に変化する。こ
うして選択した係数の作用として温度Ｔ／ｌは次のよう
に決定される。

α＋１ 曲＃１００は、炎のカーテンの衝突点の横座標Ｌ／、２
とり、２／の確定を可能にし、これらの衝突点は平面Ｐ
（第１図）に関してほぼ対称である。本発明の方法によ
るフィーダの加熱は、曲ｍ１ｏｉによって表わされる温
度分布となシ、その最小温度Ｔ′コはＴ２よシも高い。

こうして温度分布は簡単な手段によって所望の侠領で改
善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加熱＠館が設けられる溶融ガラ
スの流れの移送通路の図式的な垂直横断面図である。 第２図は、泥１図の通路の図式的な平面図である。 卯、３図は、本発明による方法分用いる前と用いた後の
通路の横の温度分布を示す。 １９６８通路　コ００．溶融カラス　、２ａ、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラスの流れの上面の縦方向縁部区域が酸素燃料バ
   ーナから出てかつ前記縁部区域に向けられる炎のカーテ
   ンによって加熱される、１つ又はそれ以上の成形機の方
   向に溶融ガラスが流れる通路を加熱する方法。 ２、酸素燃料バーナの各炎の端部は溶融ガラスの流れの
   表面付近に位置され、炎が発生されるバーナ端部から溶
   融ガラスの流れの表面までの距離は、各炎の端部とバー
   ナの前記端部を通る垂線との間の距離ｄに実質的に等し
   く、通路の幅Ｌと距離ｄとの間には次の関係 Ｌ／３≦２ｄ≦４Ｌ／５ が成り立つ特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、酸素燃料バーナが溶融ガラス浴の表面から距離ｄに
   配置され、これは炎の総てのガスが燃焼されるとき前記
   浴上の各炎の衝突点が生じるように設定され、バーナが
   所定位置に配置される前に同一通路内の溶融ガラスの横
   温度分布曲線に基き、前記衝突点が（Ｔ１＋αＴ２）／
   （α＋１）に等しい溶融ガラスの温度に対応する点とし
   て限定され、上式中Ｔ１は通路内のガラスの最高温度で
   あり、Ｔ２は通路内のガラスの最低温度であり、またα
   は通路内のガラス流に従い２から５まで大体において直
   線的に変化する係数であり、αの値は高速の流れで２の
   付近であり、また低速の流れで５の付近である特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ４、通路が溶融ガラスの前方の流れの方向に平行な垂直
   面に関して実質的に対称であり、バーナは対称面内に配
   置され、また炎のカーテンは前記平面に関して対称に向
   けられる特許請求の範囲前記第１項ないし第３項の任意
   の１項に記載の方法。 ５、通路の天井が一方で、酸素源にまた燃料ガス源に連
   結される少なくとも１組の酸素燃料バーナを支持し、前
   記バーナは溶融ガラスの流れの上面の縦方向縁部区域に
   向けられる炎のカーテンを作り出すような要領で方向づ
   けられ、また他方で、炎のカーテンと関連される少なく
   とも１つの開口を備え、前記開口は水柱で数ミリメート
   ルのガスの過圧が空気の侵入を防止するよう溶融ガラス
   上部に維持されるような寸法を有している１つ又はそれ
   以上の成形機の方向に溶融ガラスが流れる通路を加熱す
   る装置。 ６、天井が燃料と酸素源に連結されるバーナのラックを
   備え、前記バーナがラックの縦方向及び垂直対称面に関
   してある角度傾斜されかつ前記平面に関して相互に対称
   である２つの組に分割されている特許請求の範囲第５項
   に記載の装置。 ７、バーナのラックが溶融ガラスの流れの上面に関して
   調整し得る高さに配置される特許請求の範囲第５項に記
   載の装置。