JPS6242864B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 少なくとも１つの冷却区域を有する融解ガラ
スの搬送のための前炉において、 前記冷却区域が樋部と、該樋部上の屋根部と、
前記屋根部から下方に延在して屋根部の下方の空
間を、融解ガラスの流れの中心部分上方の中心部
チヤネルと前記ガラスの流れの各側部上方の側部
チヤネルとに実質的に分割する１対の離間された
突起部とを設け、 前記屋根部は前記中心部チヤネル上の部分にお
いて少なくとも１つの肉厚の薄い領域を有し、 前記冷却区域はさらに、肉厚の薄い該領域にわ
たり前記前炉の長手方向に延在しかつ入口部と該
入口部から長手方向に隔てられた出口部とを有す
る閉鎖された上部冷却チヤネルと、前記ガラスの
流れの各側部に対して熱を加えるための加熱装置
とを設けることを特徴とする前炉。

２ 前記の少なくとも１つの冷却区域が、入口部
と該入口部から長手方向に離間された出口部とを
有する樋部の下方において長手方向に延在する底
部冷却チヤネルを含むことを特徴とする請求の範
囲第１項記載の前炉。

３ 複数の冷却区域が存在し、前記の各上部冷却
チヤネル内の冷却用空気が独立的に制御され、前
記の各底部チヤネルにおける冷却用空気が前記上
部チヤネル内の前記冷却用空気の制御とは独立し
て独立的に制御されることを特徴とする請求の範
囲第２項記載の前炉。

４ 前記の少なくとも１つの冷却区域が、前記各
側部チヤネル内に開口する煙道口と、該各煙道口
に対する調整可能なダンパー装置とを有すること
を特徴とする請求の範囲第１項記載の前炉。

５ 前記ガラスの各側部に対する前記加熱装置が
独立的に調整可能であることを特徴とする請求の
範囲第１項記載の前炉。

６ 前記屋根部が前記樋部上に並列に置かれた複
数の屋根ブロツクを有し、前記の薄い領域は前記
屋根ブロツクの開口および該開口を覆う閉鎖ブロ
ツクによつて形成され、前記突起部が前記屋根ブ
ロツクから下方に延在することを特徴とする請求
の範囲第１項記載の前炉。

７ 前記上部冷却用チヤネルが前記屋根ブロツク
の頂部の断熱材料により画成されることを特徴と
する請求の範囲第６項記載の前炉。

８ 前記各屋根ブロツクが側壁面において隣接す
るブロツクにおけるＶ字形の溝と係合して開口を
形成する側壁面のＶ字形溝を有することを特徴と
する請求の範囲第６項記載の前炉。

９ 前記各屋根ブロツクが２つの部材に形成され
ることを特徴とする請求の範囲第６項記載の前
炉。

１０ 前記各屋根ブロツクがその中心部に開口を
有する一体の構造であることを特徴とする請求の
範囲第６項記載の前炉。

〔発明の背景〕

本発明は、ガラス融解タンク即ち炉と供給ボウ
ルとの間に使用される形式の融解ガラスの前炉に
関し、特に改善された加熱および冷却特性を有す
る前炉に関する。

ガラスの製造においては、融解ガラスはガラス
融解炉内で形成され、次いで前炉に沿つて連続す
る流れの状態で供給ボウルに対して流過し、この
ボウルから融解ガラスが型の装填物即ちゴブ内で
ガラス製品形成機械に向けて送られる。典型的な
前炉は、融解ガラスがこれに沿つて流れる断熱性
の屋根部を設けた耐火性の樋部を有する。

ガラスの温度はその断面全体にわたり均質では
ないことは周知である。ガラスは、チヤネルの側
壁面の冷却効果のため外縁部において低温とな
り、また中心部において高温である傾向を有す
る。この理由のため、ガス・バーナ、浸漬可能な
電極等の如き加熱手段がガラスの加熱のため前炉
の側面に設けられている。冷却用空気もまたガス
流の方向を横切るかその長手方向に前炉内に吹込
むことができる。適正な加熱および冷却速度によ
れば、ガラスの流れの横断方向のガラスの温度の
均一度は改善することができる。

このような１つの構成については、1976年12月
28日発行の米国特許第3999972号に記載されてい
る。この米国特許によれば、前炉は中心部の長手
方向のチヤネルを画成するこれから下垂する複数
の長手方向の突条を有する屋根部を含んでいる。
流れの長手方向縁部におけるガラス流の各部を加
熱するため前記屋根構造部の側壁面にはヒータが
設けられ、冷却用空気はガラス流の上面と接触状
態にガラス流の中心部上方を前記屋根部の流入流
出ポート間に流れる。

しかしながら、上記従来例によれば、屋根の孔
を介して直接冷却風を流入し中心部チヤネルのガ
ラス流に吹付けて冷却しているため、冷却用空気
と接触状態にあるガラス流表面に薄膜ができて冷
却効率が低下するという欠点がある。

又上記従来例によれば、各突起は単に側部チヤ
ネル内の加熱空気の対流を行なわせるものにすぎ
ず各チヤネル（中心部チヤネル及び一対の側部チ
ヤネル）は互いに相当程度の通風状態にある。従
つて、中心部チヤネル及び側部チヤネルを独立に
従つて夫々効率的に冷却及び加熱して制御するこ
とができないため、各部の冷却、加熱効率は良好
とは言えずガラス流横断方向の温度均一化に時間
がかかるという欠点がある。

〔発明の概要〕

上記の事柄に照して、本発明の目的は改善され
た構造の前炉の提供にある。

本発明の別の目的は、ガラスの流れと接触しな
い長手方向に流れる冷却用空気を有する前炉の提
供にある。

本発明の上記および他の目的は、一般に、その
上を覆う屋根部を備えた樋部と、この屋根部から
下方に延長して屋根部の下方の空間内にガラスの
流れの中心部上方に中心部チヤネルを、またガラ
スの流れの両側に側部チヤネルを実質的に分割す
る隔てて設けられた一対の突記部とからなる前炉
の提供により達成される。この屋根部は、中心部
チヤネル上の部分の肉厚が薄くなつた少なくとも
１つの領域を有する。密閉された冷却用チヤネル
が、薄い肉厚の領域にわたつて前炉の長手方向に
延長している。加熱手段がガラスの流れの両側の
部分に熱を加えるため設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の線２−２に関する横断面図、
第２図は第１図の線２−２に関する縦断面図、第
３図は第２図の線３−３に関する横断面図、第４
図は第１図の線４−４に関する前炉の均熱区域を
示す部分横断面図、第５図は屋根部ブロツクの別
の実施態様を示す平面図、第６図は第５図の屋根
ブロツクを示す側面図、第７図は屋根部ブロツク
の別の実施態様を示す平面図、第８図は第７図に
示された屋根部ブロツクを示す側面図、第９図は
屋根部ブロツクの開口上に設けられた閉鎖ブロツ
クを示す拡大端面図、および第１０図はバーナに
対して燃料を供給するための配管図である。

〔詳細な説明〕

図面特に第１図、第２図および第３図によれ
ば、本発明により構成された前炉は、金属の支持
構造部４に支持された耐火性材料の略々Ｕ字形の
チヤネル即ち樋部２を含み、断熱煉瓦６が樋部２
と支持構造部４との間に配置されている。樋部２
と支持構造部４との間には樋部２の地ならしを許
容するための酸化アルミニウム粉の層８を置くこ
とができる。

典型的には、前炉は各々が略々同じものである
複数の冷却区域１０，１２から構成することがで
きる。第２図に示されるように、例示された実施
態様においては、２つのこのような冷却区域が存
在する。供給ボウル１６が取付けられた冷却区域
１２の前端部には均熱区域１４が設けられてい
る。融解ガラスは「金属線（ML）」で示す線に
よつて示される水準において樋部２内を流れる。

各冷却区域１０，１２の屋根部１７は、ガラス
を加熱するためのバーナ２０が取付けられたバー
ナ・ブロツク１８により形成される対向位置の側
面を有する。周知の如く、これらのバーナ２０
は、前炉の両側において冷却区域１０，１２の全
長に亘つて配置されている。第１図、第２図およ
び第３図に示される実施態様によれば、屋根部１
７またはバーナ・ブロツク１８の頂部において冷
却区域１０，１２の全長に沿つて並列状に配置さ
れ支持構造部により所定位置に固定された複数の
屋根ブロツク２２を有する。各屋根ブロツク２２
は、樋部２の略々垂直方向の中心面における分割
面を有する２つの部分２４，２６で形成される。
屋根ブロツク２２は、バーナの中心線の下方でガ
ラスに向つて下方向にまた前炉の長手方向に延在
する２つの離間された突起部２８，３０を有す
る。各突起部２８，３０は、バーナ・ブロツク１
８と対面する略々円弧状の傾斜面３２と、他方の
突起部の直線状面３４と対面する直線状面３４と
を有する突起部２８，３０は下方に十分に延びて
いるので、３つの横方向に離間された屋根構造部
の下側の長手方向に延在するチヤネルが融解ガラ
スの流れの中心部上方の中心部チヤネル３６と、
ガラスの流れの両側の部分にわたる中心部チヤネ
ル３６の各側面における側部チヤネル３８，４０
との個別のチヤネルに実質的に分割される。結果
となる。

特に第１図に認められるように、屋根ブロツク
２２はこの屋根ブロツク２２の両方の部分２４，
２６の内端部から両隅部を切離すことにより形成
される両側の縁部にＶ字形の切込み部４２を有す
る。屋根ブロツク２２が並列に配置されると、係
合するＶ字形切込み部４２はブロツク２２を貫通
して延在する略々四角の開口４４を形成する。屋
根ブロツク２２の突起部２８の内端部は、他方の
突起部３０の内端部における係合溝４８と係合し
て支持構造部の構成を助けるための高い部分４６
を含んでいる。

中心部チヤネル３６と連通する屋根ブロツクを
貫通する長手方向に隔てられた開口４４は、優れ
た熱伝導率を有する耐火性材料製の閉鎖ブロツク
５０によりそれぞれ覆われている。断熱ブロツク
５２が屋根ブロツク２２の頂部に設けられ、冷却
用空気の流入のための入口部５６と冷却用空気の
出口の下流側の出口部５８とを備えた各冷却区域
１０，１２に閉鎖された長手方向の冷却チヤネル
５４を形成するため用いられる。このため、冷却
用空気は融解ガラスの流れ方向に流れる。しか
し、ある場合には、この冷却用空気を反対方向に
流れさせることが必要となるが、この場合には入
口部５６と出口部５８は逆となる。閉鎖ブロツク
５０は第９図に示されるようにその上面が波状を
なし、波状部５９は長手方向に延長し熱伝達のた
めの大きな表面積を提供する。

各冷却区域１０，１２は、一方は片側のチヤネ
ル３８と連通し他方は他の側のチヤネル４０と連
通する２つの煙道口６０を有する。各煙道口は従
来周知のダンパー・ブロツク６２と嵌合してい
る。このダンパーブロツク６２は各々、ガス・バ
ーナ２０の作動のための所要量の通気を提供しか
つ燃焼生成物の適正な排気を行なうために独立的
に調整可能である。

前述の如く、屋根ブロツク２２から突起部２
８，３０は、バーナの中心線の下方に延在してい
る。このため、突起部２８，３０の外表面３２
は、ガラスの外縁部に対して熱を輻射して温度勾
配を低減することを助けるように作用する。ま
た、屋根ブロツク２２における覆われた開口４４
を提供した結果、その中心部の屋根部分１７の長
手方向に隔てられた領域における屋根部分１７の
厚さを減少させて、冷却用空気がガラスの流れと
接触状態となることを許容することなく中心部チ
ヤネル３６から冷却チヤネル５４内の冷却用空気
に対する熱の伝達率を向上させる。

必要に応じて、前炉の長手方向に延在する樋部
２の下方の断熱ブロツク６に分割された底部冷却
チヤネル６４を形成することにより、底部の冷却
もまた提供することができる。冷却用空気を底部
の冷却チヤネル６４に対して導入するための２つ
の流れの経路を提供するため内部に仕切り６８を
有する横断方向のチヤネル６６が設けられる。こ
の導入チヤネル６４の下流側には、冷却用空気を
流出させるため導入チヤネル６４と連通する第２
の横断チヤネル７０がある。ある場合には、冷却
用空気を反対方向に流れさせることが望ましいこ
とを理解すべきであるが、この場合流入チヤネル
６４と流出チヤネル７０は逆になる。分割された
底部の冷却用チヤネル６４の２つの部分に対する
冷却用空気の量を制御するため、運動可能な邪魔
板７２を流入チヤネル６６内に設けることもでき
る。

均熱化区域１４は融解ガラスを冷却する何等の
手段も持たないが、この区域はガラスが冷却区域
１２から出た後温度が低過ぎる場合に表面を再び
加熱するためガラスを加熱する手段を有する。こ
の目的のため、第２図および第４図に示されるよ
うに、均熱化区域１４は、冷却区域の場合と同様
な方法で支持構造部４と樋部７４との間に断熱ブ
ロツク７６を有する支持構造部４に支持された耐
火材料製の略々Ｕ字形のチヤネル即ち樋部７４を
有する。同様に、バーナ・ブロツク７８は、適当
なバーナが取付けられる樋部の両側の頂部に並列
位置関係に置かれている。並列に置かれた一連の
屋根ブロツク８０はバーナ・ブロツク７８の頂部
においてチヤネルを横切つて延在している。各屋
根ブロツク８０は、バーナの中心線を下方に突出
する中心部分８２を有する一体の部材を含んでい
る。この突起部８２は、断面が略々三角形状であ
り、このため各組のバーナ・ブロツク７８に面す
る傾斜面８４を提供することにより熱が樋部７４
のガスの外側部分に対し下方向に輻射される。突
起部８２は、屋根ブロツク８０の下方で２つの外
側チヤネル８６，８８を形成する。

断熱材８５が屋根ブロツク８０の頂部および側
面を囲繞しているが、この断熱部には冷却用チヤ
ネルは形成されない。この屋根ブロツクおよび断
熱材は、２つの外側チヤネル８６，８８と連通し
て２つの煙道口９０，９２が設けられてそれぞれ
燃焼生成物の出口を提供する。煙道口９０，９２
は、従来通り、各々所要の量の通気を生じるよう
に調整することができるこれと関連した調整自在
なダンパー・ブロツク９４を独立的に有する。

各冷却区域１０，１２および上下の冷却チヤネ
ル５４，６４に対する冷却空気量は完全に独立的
に制御される。この目的のため、上部の冷却チヤ
ネル５４に対して空気を供給するため空気フアン
９６を設けることができ、このチヤネルからは内
部に制御弁１００を有する管路９８が第１の冷却
区域１０の入口部５６まで延在し、制御弁１０４
を内部に有する別の管路１０２が第２の冷却区域
１２の入口部５６まで延在している。各冷却区域
における上部の冷却用チヤネルに対する各制御弁
１００，１０４は、その各々の出口部に隣接する
ガラスの流れの表面に浸された熱伝対（簡潔化の
ため図示せず）によつて制御することができる。

底部チヤネル６４における冷却用空気は、制御
弁１１０を含み第１の冷却区域１０の入口部６６
まで延在する一方の管路１０８と、制御弁１１４
を含み第２の冷却区域１２の底部における冷却チ
ヤネルの入口部６６まで延在する第２の管路１１
２とを有する空気フアン１０６を有する同様に構
成によつて制御される。弁１１０，１１４は、そ
の各々の区域の出口部においてその底面に隣接す
るガラスの流れに浸される熱伝対によつて制御す
ることができる。

各区域の両側におけるバーナの温度は第１０図
に示される手段によつて個々に制御することがで
きるが、各区域が別個の装置を有することを理解
すべきである。前炉の両側は各区域と同様に個々
に制御される。燃焼用空気は、フアン１１６から
前炉の両側と関連する温度制御弁１１８を介して
供給される。温度制御弁１１８からは、この空気
はアスピレータ１２０に対して送られる。ガスは
圧力調整器１２２と安全弁１２４を介し、前炉の
両側と関連するガス・コツク１２６を経て送られ
る。このガス・コツク１２６は、ガバナー１２８
を介して前記区域の両側と関連するアスピレータ
１２０に対して結合されている。この混合気は、
次にアスピレータ１２０から適当な配管を経てバ
ーナが結合される前炉の両側のバーナ・マニフオ
ールド１３０内に流入する。管路１２９および管
路１３１は、燃焼空気の供給源およびガスの供給
源をそれぞれ他の区域の制御装置に対して結合す
る。温度制御弁１１８を制御することにより、各
区域の各側に対する燃焼空気の比率はアスピレー
タ１２０により制御される混合気の比率によつて
制御され、このため、ある区域の前炉のある側に
おける温度を制御することもできる。

第５図および第６図は、冷却区域において使用
することができる屋根ブロツクの別の形状を示し
ている。この実施態様によれば、屋根ブロツク１
３２は各々が下方に延在する突起部１３８，１４
０を有する２つの部分１３４，１３６からなつて
いる。外側即ちバーナ・ブロツクに対面する各突
起部１３８，１４０の部分１４２は略々傾斜しか
つ円弧状を呈しており、中心部チヤネル１４４を
画成する各突起部の部分もまた中心部のチヤネル
がガラスの流れに向つて開口する略々倒置したＶ
字形を呈するように傾斜面１４６を有する。ブロ
ツク１３２の側壁面は、バーナ・ブロツク１３２
が前炉の全長に沿つて並列位置関係に置かれるよ
うにその中心部にＶ字形の切欠き１４８を有し、
前記の実施態様と関連して述べたように閉鎖ブロ
ツク５０によつて覆われる屋根ブロツクに開口が
形成される。

第７図および第８図は、ある屋根ブロツクの別
の実施態様を示している。この場合、屋根ブロツ
ク１５０はチヤネルを横切つて延在する一体の部
材であり、バーナの中心線の下方に延在する２つ
の隔てられて下方に延在する突起部１５２，１５
４を有する。外側即ちバーナ・ブロツクに対面す
る突起部の表面１５６は斜め下方にテーパ状を呈
するが、中心部チヤネル１６０を形成する表面１
５８は斜め上方にテーパ状を呈する。屋根ブロツ
ク１５０にはその中心部に円い開口１６２が設け
られる。この開口１６２は、前炉において屋根ブ
ロツクがバーナ・ブロツク上に配置される時、前
述の如く閉鎖ブロツク５０によつて閉鎖される。

上記の構造によれば、ガラスの流れの中心部が
ガラスに触れない冷却用空気を長手方向に流すこ
とによつて冷却される前炉が構成される。各区域
の冷却空気は独立的に制御される。ガラスの流れ
の外側部分を加熱するため、前炉の両側には加熱
装置が設けられている。この各区域における両側
の加熱装置は独立的に制御される。加熱装置は、
特に前に述べた如きガス・バーナを含み、あるい
は電流がガラスの縁部に沿つて望ましい加熱作用
を生じるようにガラスの流れに対して延在しかつ
前炉の全長に沿つて適正な間隔で隔てられた電極
を設けることもできる。独立的に制御されるガラ
スの流れの中心部の底部における冷却もまた提供
される。従つて、本発明によれば、上記一対の突
起が屋根部下方空間を中心部チヤネルとその各側
部の側部チヤネルとに実質的に分割するように十
分に下方へ延びているため、中心部チヤネル及び
側部チヤネルは互いに独立構成となつて殆ど分離
されるので、加熱装置による熱は側部チヤネルに
限定されて中心部チヤネルに至り難くかつ上部冷
却チヤネルによる冷却は肉厚の薄い領域、即ち中
心部チヤネルのみに限定される。従つて、各部チ
ヤネルは他のチヤネルとは殆ど無関係に本来ガラ
ス流れの中心部のみ冷却しかつ側部のみ加熱した
いという加熱又は冷却の独立制御を行なえて各部
の制御効率を向上しその結果としてきわめて迅速
にガラス流の横断方向の温度分布の均一度を得る
ことができる。

又中心部チヤネルの上部閉鎖冷却チヤネルに対
応した屋根部に肉厚の薄い領域を設けているの
で、中心部チヤネルに所定量至る加熱空気の熱は
屋根部を介した上部閉鎖冷却チヤネルとの間の大
なる温度勾配に加うるに上記肉厚の薄い領域に帰
因する熱伝導性の良好さに基付ききわめて効率的
に上部冷却チヤネルに伝達されて中心部チヤネル
を効率的に冷却しえ、一方屋根部の一部に上部薄
肉領域を設けたことによる屋根部の凹凸に基付く
面積増大及び一対の突起部が下方に十分に突出す
ることに基付く突起部の側部面積の増大により、
全体として中心部チヤネル上方空間を囲む領域の
面積が増大しこの面積増大部からの熱の伝達放散
も大となり一層中心部チヤネルの冷却効率を向上
し、結果的に所要の冷却度を得ることができる。

又上部冷却チヤネルは閉鎖されているので、冷
却用流体がガラスの流れに直接接触してガラスの
表面上に薄膜を形成するおそれが全くなく、該薄
膜形成に帰因するガラスの冷却効率の低下を防止
し、更に一層冷却効率を大としうる。

又上記の如く、中心部チヤネルの冷却効率がき
わめて良いので、中心部チヤネル上方の屋根部を
開けて通風冷却する等の面倒な操作が不要となり
作業効率を向上しうると共に、加熱装置の燃焼生
成物が生ずる場合、この燃焼生成物が上記通風に
より中心部チヤネルまで至つてガラス流表面に堆
積し冷却効率を低下させるというおそれもない。

本文においては本発明の種々の実施態様につい
て触れたが、当業者には種々の変更例および代替
例が容易に示唆されるであろう。従つて、本発明
の範囲は頭書の特許請求の範囲の照合によつて確
定されねばならない。