JP2003221237A - ガラス溶融窯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煙道の内壁に付着する排ガス中の
凝縮成分を、溶解室の炉圧に変動を来すことなく、安全
かつ容易に排出除去することができるガラス溶融窯を提
供する。 【解決手段】 本発明のガラス溶融窯は、ガラス
原料を溶解する溶解室１と、溶解室１から排出された排
ガスｇが通過する煙道２と、煙道２中に設けられて排ガ
スｇを冷却する冷却面３ａを有する冷却体３と、冷却体
３に冷媒を供給する冷媒供給手段４とを備え、煙道２中
の凝縮成分を含んだ排ガスｇを冷却体３の冷却面３ａに
より冷却して排ガスｇ中の凝縮成分を冷却面３ａ上に凝
縮物ｍとして付着させた後、凝縮物ｍを冷却面３ａから
回収して煙道２外に排出除去する機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス溶融窯に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス溶融窯の溶解室から排出される排
ガス中には、ガラス原料の溶融に用いる重油燃料の燃焼
によって生じるガスのほかに、溶解室内のガラス原料の
飛散粉や蒸発物、溶解室を構成する耐火物の反応生成物
等が微粒状をなして混入している。溶解室から排出され
たこれら微粒状の物質を含む排ガスは、溶解室に連設さ
れている煙道を通過して煙突から大気中に放出される
が、大気中に放出される排ガスは環境保全の面からでき
るだけ低温であることが望ましく、このようなところか
ら、煙道の下流では、排ガスを冷却している。

【０００３】従来、大型のガラス溶融窯には、排ガスの
熱エネルギーを有効利用するために蓄熱室と呼ばれる熱
交換装置が配置され、バーナーの燃焼用空気を排ガスの
熱により予熱し、この燃焼用空気の予熱と交換によって
排ガスの低温化が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
環境対策として酸素燃焼バーナーを用いた酸素燃焼方式
のガラス溶融窯が使用されるようになり、このようなガ
ラス溶融窯では、蓄熱室を備えていないので、大気中に
放出される排ガスを低温化するために、煙道内に水を霧
状にして散布したり、煙道内に冷気を送り込んで排ガス
を冷却することが行われてきた。上記のようにして煙道
内の排ガスを冷却した場合、排ガスとともに排ガス中に
含まれる凝縮成分も冷却される結果、排ガス中の凝縮成
分が凝縮して煙道の内壁に付着し、時間の経過ととも
に、煙道内壁に付着した凝縮成分は次第に堆積し成長し
て塊となり、ついには煙道を閉塞させてしまう。このた
め、一定の時間を置いて、煙道内壁に付着した凝縮成分
の塊を掻き落して除去するといった作業が必要となる
が、この塊を掻き落すには、その都度、煙道の一部を開
放しなければならず、ガラス溶融窯の連続操業条件に悪
影響を及ぼして、生産性が低下するという問題がある。

【０００５】また、溶解室から煙突に至る排ガスの通路
である煙道は閉回路に近い空間を形成しており、煙道内
の圧力は略一定に保持されているので、煙道の一部を開
放すると、それに伴って開放部分から外気が煙道内に流
入して煙道内の圧力が上昇し、煙道の上流側にある溶解
室の内部圧力（以降炉圧と称す）に変動を生じさせる。
ガラスの溶融において炉圧の変動は溶融条件に変化をも
たらし、ガラスの品質に微妙な影響を及ぼすことになる
ために、炉圧に変動を来すような原因は極力避けなけれ
ばならない。しかも、煙道の開放時には、高温の排ガス
が開放部分から一気に外部に流出するので、人手による
凝縮成分塊の掻き落し作業には危険が伴うといった問題
がある。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、その目的とするところは、煙道の
内壁に付着する排ガス中の凝縮成分を、溶解室の炉圧に
変動を来すことなく、安全かつ容易に煙道外に排出除去
することができるガラス溶融窯を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るガラス溶融窯は、ガラス原料を溶解
する溶解室と、該溶解室から排出された排ガスが通過す
る煙道と、該煙道中に設けられて排ガスを冷却する冷却
面を有する冷却体と、該冷却体に冷媒を供給する冷媒供
給手段とを備え、前記煙道中の凝縮成分を含んだ排ガス
を前記冷却体の冷却面により冷却して排ガス中の凝縮成
分を前記冷却面上に凝縮物として付着させた後、該凝縮
物を前記冷却面から回収して煙道外に排出除去する機能
を有することを特徴とする。

【０００８】本発明のガラス溶融窯の煙道中に設けられ
る冷却体としては、酸化性の強い排ガスと高温下で長時
間接触しても腐食しない耐熱・耐酸性合金等からなり、
内部に冷媒が流動可能な中空構造であれば使用すること
ができ、排ガスを冷却する冷却面が煙道中を流れる排ガ
スに対して十分な接触面積を有し、かつ過度な圧力損失
を生じさせないように煙道中に配置されていればよい。

【０００９】冷却体に冷媒を供給する冷媒供給手段とし
ては、冷却体の温度が一定になるように冷媒の供給が可
能であれば使用することができ、耐熱管材、一般管材、
ポンプ、貯槽等からなる一般的な仕様のものが使用可能
である。

【００１０】また、本発明のガラス溶融窯は、冷却体が
冷却面上の付着物を離脱させる付着物分離手段を備え、
冷却面上に付着した凝縮物を冷却面から剥離することを
特徴とする。

【００１１】冷却体の冷却面から凝縮物等の付着物を離
脱させて煙道外に排出する付着物分離手段としては、煙
道外からの操作によって冷却面上の付着物を剥離するこ
とができる機構であれば使用可能であり、この付着物分
離手段で冷却面から離脱した付着物の落下位置に対応し
て煙道に開口部を設け、この開口部に連続して煙道外に
設けた容器に付着物を誘導するように構成すれば目的が
達せられる。

【００１２】

【作用】本発明のガラス溶融窯は、ガラス原料を溶解す
る溶解室から排出されて煙道中の凝縮成分を含んだ排ガ
スを冷却体の冷却面により冷却して排ガス中の凝縮成分
を冷却面上に凝縮物として付着させた後、凝縮物を冷却
面から回収して煙道外に排出除去する機能を有するの
で、凝縮物によって煙道が閉塞されることがなく、しか
も、凝縮物を排出する度に煙道を開放する必要がないの
で、溶解室の炉圧に変動を来すことがなく、安全かつ容
易に凝縮物を煙道外に排出除去することができる。

【００１３】また、本発明のガラス溶融窯は、冷却体が
冷却面上の付着物を離脱させる付着物分離手段を備え、
冷却面上に付着した凝縮物を冷却面から剥離するので、
冷却面上に強固に付着した凝縮物を強制的に剥離除去が
可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態の一例
について図面を参照して説明する。

【００１５】図１は、本発明のガラス溶融窯の構成を示
す概略図であり、図１において、１は溶解室、２は煙
道、３は冷却体、４は冷媒供給手段、５は付着物分離手
段、６は開口部、７は凝縮物容器、ｇは排ガス、ｍは凝
縮物、ｗは冷却水をそれぞれ示している。

【００１６】煙道２は、耐火物製の筒状体であって、上
流側の端部は溶解室１に、下流側の端部は煙突（図示省
略）にそれぞれ接続されており、この煙道２内を溶解室
１から排出された排ガスｇが上流側から下流側に向かっ
て流動する。

【００１７】冷却体３は、耐熱金属製の中空容器であ
り、一方の側に平坦で平滑な冷却面３ａを有し、冷却体
３の側面３ｂには給水口３ｃと排水口３ｄとが設けられ
ている。給水口３ｃは煙道外の冷却水供給手段４に接続
され、給水口３ｃを介して冷却水供給手段４から冷却水
ｗがこの冷却体３内に供給され、冷却面３ａを冷却する
構造になっている。冷却体３の冷却面３ａの冷却に使用
された冷却水ｗは、排水口３ｄから外部に排出される。

【００１８】冷却体３は、煙道２中において排ガスｇと
の接触面積が最大になり、かつ排ガスｇの流動を妨げな
いように配置されている。

【００１９】冷却水供給手段４は、冷却水ｗを貯留する
貯水槽４ａと、冷却体３に冷却水ｗを供給する送水ポン
プ４ｂと、貯水槽４と送水ポンプ４ｂとを接続する一般
管材４ｃと、送水ポンプ４ｂと冷却体３とを接続する耐
熱管材４ｄとから構成され、送水ポンプ４ｂで加圧され
た冷却水ｗが、耐熱管材４ｄ内を通過して冷却体３の給
水口３ｃを介して冷却体３内に供給される。

【００２０】前記において、冷却体３の冷却面３ａを冷
却するのに冷却水ｗを用いたが、冷却水ｗに限定されず
各種の冷却媒体を使用することができる。

【００２１】付着物分離手段５は、耐熱金属製の刃状部
材が煙道２外からの操作によって冷却面３ａに沿って平
行に移動し、冷却面３ａ上に堆積した凝縮物ｍを剥離す
るように構成されたものであれば使用可能である。煙道
外からの操作は、人手あるいは機械的作用のいずれによ
ってもよく、また、定期的にあるいは凝縮物ｍの堆積状
態によって作動させることができる。

【００２２】冷却体３を、冷却面３ａが煙道２の上流か
ら下流に向かって水平位置から適当な角度で傾斜するよ
うに配置すれば、排ガスｇの通過量の増加に伴って増嵩
した凝縮成分ｍが傾斜した冷却面３ａの上を滑動して落
下するので、付着物分離手段５の設置を省略することが
できる。

【００２３】開口部６は、付着物分離手段５で冷却面３
ａから離脱した凝縮物ｍの落下位置に対応して煙道２内
壁に設けられた穿孔であり、この開口部６を介して凝縮
物ｍが煙道２外に誘導される。

【００２４】凝縮物容器７は、開口部６に連続して煙道
外に設置した耐熱金属製の容器であり、開口部６を通過
した凝縮物ｍがこの容器内に収容される。

【００２５】次に、本発明のガラス溶融窯における排ガ
ス中の凝縮成分の除去方法を説明する。

【００２６】溶解室１から排出された排ガスｇは、煙道
２内を下流に向かって流動し、煙道２の途中に設けられ
た冷却体３の配設位置に到達して冷却面３ａに接触する
と、冷却水ｗで冷却された冷却面３ａに熱を奪われて急
激に温度が低下する。この排ガスｇの低温化に伴って排
ガスｇに含まれる微粒状の凝縮成分が凝縮して冷却面３
ａの上に凝縮物ｍとして付着する。

【００２７】排ガスｇの煙道２内の通過量が増加すると
ともに、冷却面３ａ上に付着した凝縮物ｍは増嵩して冷
却面３ａの上に堆積するが、ここで煙道２外からの操作
により付着物分離手段５を作動させると、付着物分離手
段５に取り付けられた刃状部材が冷却面３ａに沿って平
行に移動し、冷却面３ａ上に堆積した凝縮物ｍを剥離し
て、冷却面３から凝縮物ｍを離脱させる。

【００２８】冷却面３ａから離脱した凝縮物ｍは、煙道
２内を落下して冷却体３の下方の煙道２内壁に設けられ
た開口部６を通過し、開口部６に連続して煙道２外に配
置された凝縮物容器７内に収容される。凝縮物容器７内
から凝縮物ｍを取り出す際には、図示しないシャッター
扉などで開口部６が閉じられるようになっている。

【００２９】冷却体３によって低温化された排ガスｇ
は、さらに煙道２内を下流に向かって流動し、煙道２の
終端に接続された煙突（図示省略）から大気中に放出さ
れる冷却体３は、煙道２を通過する排ガスｇの温度ある
いは容量に応じて、配置個数を増減あるいは配置場所を
変更するのが好ましく、また、冷却水ｗの供給量を加減
することにより冷却能力を調節するのが好ましい。

【００３０】上記の実施例では、冷却体３の冷却面３ａ
を冷却するのに冷却水ｗを用いたが、冷却水ｗに限定さ
れず各種の冷却媒体を使用することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のガラス溶融窯は、凝縮成分を含
んだ排ガスを冷却体の冷却面により冷却して排ガス中か
ら凝縮成分を凝縮物として付着させ、冷却面上に堆積し
た凝縮物を煙道外に排出除去するように構成したので、
凝縮物によって煙道が閉塞されることなく、また凝縮物
を除去する際に煙道を開放しないため溶解室の炉圧に変
動を来さない。この結果、排ガス中の凝縮成分を安全か
つ容易に除去することが可能となり、生産の安定化およ
び環境保全を両立させることができるまた、本発明のガ
ラス溶融窯は、付着物分離手段により冷却面上に強固に
付着した凝縮物を強制的に剥離除去が可能となるので、
長期間に亘って排ガス中の凝縮成分を安全かつ容易に除
去することができる実用上優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス溶融窯の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 溶解室 ２ 煙道 ３ 冷却体 ３ａ 冷却面 ４ 冷媒供給手段 ５ 付着物分離手段 ６ 開口部 ７ 凝縮物容器 ｇ 排ガス ｍ 凝縮物 ｗ 冷却水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス原料を溶解する溶解室と、該溶解
   室から排出された排ガスが通過する煙道と、該煙道中に
   設けられて排ガスを冷却する冷却面を有する冷却体と、
   該冷却体に冷媒を供給する冷媒供給手段とを備え、 前記煙道中の凝縮成分を含んだ排ガスを前記冷却体の冷
   却面により冷却して排ガス中の凝縮成分を前記冷却面上
   に凝縮物として付着させた後、該凝縮物を前記冷却面か
   ら回収して煙道外に排出除去する機能を有することを特
   徴とするガラス溶融窯。
2. 【請求項２】 冷却体が冷却面上の付着物を離脱させる
   付着物分離手段を備え、冷却面上に付着した凝縮物を冷
   却面から剥離することを特徴とする請求項１に記載のガ
   ラス溶融窯。