JP2003286032A - ガラス製品製造用の加熱設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備における放熱量を小さくして、省エネル
ギー化を図る。 【解決手段】 溶解槽用加熱装置８を備えてガラス原料
Ｇ１を溶融させる溶解槽１と、作業槽用加熱装置１２を
備えて溶解槽１にて溶融されたガラス原料Ｇ１を清澄さ
せる作業槽２と、フィーダ炉用加熱装置１４を備えて作
業槽２にて清澄されたガラス原料Ｇ１を成形させるため
の作業温度に冷却させるフィーダ炉３と、レア炉用加熱
装置１７を備えてフィーダ炉３からのガラス原料Ｇ１が
成形されたガラス製品Ｇ２を除冷させるレア炉５とが設
けられ、作業槽２およびフィーダ炉３のうち、少なくと
も一方における排熱を回収する排熱回収装置１８が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶解槽用加熱装置
を備えてガラス原料を溶融させる溶解槽と、作業槽用加
熱装置を備えて前記溶解槽にて溶融されたガラス原料を
清澄させる作業槽と、フィーダ炉用加熱装置を備えて前
記作業槽にて清澄されたガラス原料を成形させるための
作業温度に冷却させるフィーダ炉と、レア炉用加熱装置
を備えて前記フィーダ炉からのガラス原料が成形された
ガラス製品を除冷させるレア炉とが設けられているガラ
ス製品製造用の加熱設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなガラス製品製造用の加熱設
備は、ガラス製品製造設備に適応されるものであり、溶
解槽用加熱装置としてのバーナにて溶解槽を加熱してガ
ラス原料を溶融し、作業槽用加熱装置としてのバーナに
て作業槽を加熱して溶融されたガラス原料を清澄し、フ
ィーダ炉用加熱装置としてのバーナあるいは電気ヒータ
にてフィーダ炉内を加熱して清澄されたガラス原料を成
形作業に適した粘度にするために作業温度まで冷却さ
せ、レア炉用加熱装置としてのバーナあるいは電気ヒー
タにてレア炉内を成形されたガラス製品の搬送方向の上
流側の方が下流側よりも高温となるように温度勾配を形
成する状態で加熱して成形されたガラス製品に熱的歪み
が残らないように除冷させるようにしている。

【０００３】そして、この種のガラス製品製造用の加熱
設備では、作業槽およびフィーダ炉における排熱を外気
に放熱するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、上記従来
のガラス製品製造用の加熱設備では、作業槽およびフィ
ーダ炉における排熱を外気に放熱しているので、設備に
おける放熱量が大きく、省エネルギー化という面から改
善すべき点があった。

【０００５】本発明は、かかる点に着目してなされたも
のであり、その目的は、設備における放熱量を小さくし
て、省エネルギー化を図ることが可能となるガラス製品
製造用の加熱設備を提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明によれば、溶解槽用加熱装置
を備えてガラス原料を溶融させる溶解槽と、作業槽用加
熱装置を備えて前記溶解槽にて溶融されたガラス原料を
清澄させる作業槽と、フィーダ炉用加熱装置を備えて前
記作業槽にて清澄されたガラス原料を成形させるための
作業温度に冷却させるフィーダ炉と、レア炉用加熱装置
を備えて前記フィーダ炉からのガラス原料が成形された
ガラス製品を除冷させるレア炉とが設けられているガラ
ス製品製造用の加熱設備において、前記作業槽および前
記フィーダ炉のうち、少なくとも一方における排熱を回
収する排熱回収装置が設けられている。

【０００７】すなわち、排熱回収装置にて、作業槽およ
びフィーダ炉のうち、少なくとも一方における排熱を回
収することが可能となるので、排熱回収装置にて回収さ
れた排熱を熱が必要な別の箇所に供給することによっ
て、外気に放熱していた熱を設備内あるいは設備外の熱
源として活用することが可能となる。したがって、排熱
として外気に放熱していた熱を設備内あるいは設備外で
活用することが可能となって、設備における放熱量を小
さくして、省エネルギー化を図ることが可能となるガラ
ス製品製造用の加熱設備を提供できるに至った。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、前記作業
槽用加熱装置、前記フィーダ炉用加熱装置、および、前
記レア炉用加熱装置のうち、少なくともいずれかひとつ
が、先混合式のバーナを備えて構成され、前記排熱回収
装置が、回収された排熱にて前記先混合式のバーナに供
給する燃焼用空気を加熱するように構成されている。

【０００９】すなわち、例えば、作業用加熱装置を先混
合式のバーナを備えて構成する場合には、排熱回収装置
にて回収された排熱にて、作業槽用加熱装置に備えられ
た先混合式のバーナに供給する燃焼用空気を加熱するこ
とが可能となるので、作業槽およびフィーダ炉のうち、
少なくとも一方における排熱を利用して、先混合式のバ
ーナに供給される燃焼用空気を予熱しながら、そのバー
ナにて作業槽を加熱することが可能となる。したがっ
て、作業槽およびフィーダ炉のうち、少なくとも一方に
おける排熱を、作業槽、フィーダ炉、および、レア炉の
うち、少なくともいずれかひとつを加熱するために活用
することが可能となるので、設備内の排熱を設備内にて
活用し、設備における熱効率を向上させることが可能と
なって、設備自体で省エネルギー化を図ることが可能と
なる。

【００１０】ちなみに、元混合式のバーナでは、バーナ
に供給する前に、燃料ガスと燃焼用空気を混合させるた
めに、加熱された燃焼用空気と燃料ガスを混合させる
と、逆火する虞があり、回収した排熱にて元混合式のバ
ーナに供給される燃焼用空気を予熱すると、逆火が発生
して適正な燃焼を行えない虞がある。それに対して、先
混合式のバーナでは、バーナにて燃料ガスと燃焼用空気
とを混合するので、加熱された燃焼用空気と燃料ガスと
を混合させても、逆火する虞がなく、回収した排熱にて
先混合式のバーナに供給される燃焼用空気を予熱しなが
ら、その先混合式のバーナを適正に燃焼させることが可
能となる。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、前記排熱
回収装置が、回収された排熱にて加熱した空気を前記レ
ア炉に供給するように構成され、前記レア炉が、前記排
熱回収装置にて供給される空気にて除冷させるように構
成されている。

【００１２】すなわち、排熱回収装置が、回収された排
熱にて加熱した空気をレア炉内に直接供給させ、レア炉
が、排熱回収装置にてレア炉内に供給される空気にて成
形されたガラス製品を除冷させることが可能となるの
で、排熱回収装置により加熱された空気をレア炉内に拡
散させながら供給して、成形されたガラス製品を除冷さ
せることが可能となる。したがって、レア炉内の空気を
拡散させるために設けられるインナーファンなどを設け
なくても、成形されたガラス製品を除冷させることが可
能となり、コストの低減を図ることが可能となる。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば、前記排熱
回収装置が、回収された排熱にて加熱した空気を前記フ
ィーダ炉の補助空気として供給するように構成されてい
る。すなわち、加熱空気をフィーダ炉に直接供給させる
ことにより、フィーダ炉内の攪拌とともに、フィーダ炉
用加熱装置としてのフィーダ炉用バーナ、とくに元混合
式のバーナの二次空気として使用することが可能とな
る。したがって、従来、常温の空気を利用していた方式
に比べ、加熱空気を利用することにより、省エネルギー
化を図ることが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明にかかるガラス製品製造用
の加熱設備をガラス製品製造設備に適応した例について
図面に基づいて説明する。このガラス製品製造設備は、
図１および図２に示すように、ガラス原料Ｇ１を溶融す
る溶解槽１、溶融されたガラス原料Ｇ１を清澄および気
泡放出させる作業槽２、清澄されたガラス原料Ｇ１を成
形作業に適した粘度にするために作業温度まで冷却させ
るフィーダ炉３、作業温度に調整されたガラス原料を成
形する成形部４、成形されたガラス製品Ｇ２を除冷させ
るレア炉５、成形されたガラス製品Ｇ２を所望の箇所に
搬送するコンベヤ６などを備えて構成されている。

【００１５】前記溶解槽１は、溶解槽本体７の側壁部に
溶解槽用加熱装置としての溶解槽用バーナ８が複数配設
され、溶解槽本体７内の温度が溶融用設定温度（例え
ば、約１５００℃）になるように溶解槽用バーナ８を燃
焼させて、ガラス原料投入口９より投入されるガラス原
料Ｇ１を溶融させるように構成されている。ちなみに、
図示のものでは、溶解槽１の形式をエンドポート式と
し、溶解槽用バーナ８を溶解槽本体７の側壁部に固定し
て、アンダーポート式としている。

【００１６】また、溶解槽用バーナ８は、ガラス原料Ｇ
１の移送方向において、右側に配設された溶解槽用バー
ナ８を燃焼状態に切り換えかつ左側に配設された溶解槽
用バーナ８を燃焼停止状態に切り換える状態と、左側に
配設された溶解槽用バーナ８を燃焼状態に切り換えかつ
右側に配設された溶解槽用バーナ８を燃焼停止状態に切
り換える状態とに、一定時間毎に交互に切り換えるよう
に構成されている。そして、溶解槽用バーナ８の夫々に
は、蓄熱部１０が設けられ、燃焼状態に切り換えられて
いるときに、蓄熱部１０にて燃焼用空気を予熱したのち
溶解槽本体７内に供給し、燃焼停止状態に切り換えてい
るときに、溶解槽本体７内の燃焼ガスの熱を蓄熱部１０
にて蓄熱したのち排気させるように構成されている。

【００１７】前記作業槽２は、作業槽本体１１の側壁部
に作業槽用加熱装置としての先混合式の作業槽用バーナ
１２が複数配設され、作業槽本体１１内の温度が清澄用
設定温度（例えば、１３００℃）になるように作業槽用
バーナ１２を燃焼させて、溶解槽１にて溶融されたガラ
ス原料Ｇ１を清澄および気泡放出させるように構成され
ている。

【００１８】前記フィーダ炉３は、フィーダ炉本体１３
の側壁部にフィーダ炉用加熱装置としての元混合式のフ
ィーダ炉用バーナ１４が複数配設され、フィーダ炉３内
の温度がフィーダ炉用設定温度（例えば、１１００〜１
３００℃）になるようにフィーダ炉用バーナ１４を燃焼
させて、作業槽２にて清澄されたガラス原料Ｇ１を成形
作業に適した粘度になるように作業温度に冷却するよう
に構成されている。ちなみに、フィーダ炉３では、ガラ
ス原料Ｇ１の移送方向において、下流側に配設されたフ
ィーダ炉用バーナ１４の方が上流側に配設されたフィー
ダ炉用バーナ１４がよりも燃焼量を小さくするなどし
て、ガラス原料Ｇ１の移送方向の上流側から下流側に徐
々に温度を低下させるようにしている。

【００１９】前記成形部４は、フィーダ炉３にて作業温
度まで冷却されたガラス原料Ｇ１を成形型１５に鋳込
み、ガラス製品Ｇ２を成形するように構成されている。

【００２０】前記レア炉５は、レア炉本体１６にレア炉
用加熱装置１７が複数配設され、レア炉本体１６の入口
側を入口側除冷用設定温度（例えば、５００℃）にかつ
レア炉本体１６の出口側を出口側除冷用設定温度（例え
ば、１００℃）になるようにレア炉用加熱装置１７を制
御して、コンベヤ６にて搬送されるガラス製品Ｇ２を除
冷させるように構成されている。ちなみに、レア炉本体
１６の入口側の温度から出口側の温度に徐々に温度が低
下するように温度勾配を付けるようにしている。

【００２１】そして、図２に示すように、作業槽２およ
びフィーダ炉３における排熱を回収する排熱回収装置１
８が設けられ、その排熱回収装置１８が、回収された排
熱にて作業槽２の先混合式の作業槽用バーナ１２に供給
する燃焼用空気を加熱するとともに、回収された排熱に
て加熱した空気をレア炉５に供給するように構成されて
いる。

【００２２】前記排熱回収装置１８は、フィーダ炉３に
おける排熱を回収するフィーダ炉用排熱回収用熱交換器
１９、および、作業槽２における排熱を回収する作業槽
用排熱回収用熱交換器２０を備えて構成されている。そ
して、フィーダ炉用排熱回収用熱交換器１９は、回収さ
れた排熱にて作業槽２の先混合式の作業槽用バーナ１２
に供給する燃焼用空気およびフィーダ炉３用の二次空気
を予熱するように構成され、作業槽用排熱回収用熱交換
器２０は、回収された排熱にてレア炉５に供給する空気
を加熱するように構成されている。

【００２３】説明を加えると、ファーダ炉用排熱回収用
熱交換器１９は、作業槽用ファン２２にて作業槽２の先
混合式の作業槽用バーナ１２に供給する燃焼用空気の作
業槽用燃焼用空気供給路２３の途中部分に設けられ、フ
ィーダ炉用排気路２１を通して供給されるフィーダ炉本
体１３内の燃焼ガスにて、作業槽用燃焼用空気供給路２
３を流動する空気を加熱するように構成されている。そ
して、フィーダ炉用排熱回収用熱交換器１９にて加熱さ
れた空気は、その一部が、作業槽２の先混合式の作業槽
用バーナ１２における燃料用空気として、作業槽用バー
ナ１２に供給され、残りの一部が、フィーダ炉３の元混
合式のフィーダ炉用バーナ１４における二次空気とし
て、作業槽用燃焼用空気供給路２３から分岐されたフィ
ーダ炉用二次空気供給路２３ａを通して、フィーダ炉本
体１３内に直接供給するように構成されている。ちなみ
に、フィーダ炉３に供給される二次空気は、ガラス製造
業界では３次空気と称されるものであって、炉内の攪拌
をも目的として供給され、１０〜２０％がフィーダ炉用
バーナ１４の燃焼に用いられる。また、作業槽用排熱回
収用熱交換器２０は、レア炉用ファン２４にてレア炉５
に供給する空気のレア炉用空気供給路２５の途中部分に
設けられ、作業槽用排気路２６を通して供給される作業
槽本体１１内の燃焼ガスにて、レア炉用空気供給路２５
を流動する空気を加熱するように構成されている。

【００２４】ちなみに、フィーダ炉用排熱回収用熱交換
器１９においては、例えば、１１００〜１３００℃の燃
焼ガスと２５℃の燃焼用空気とを熱交換させて、５００
〜６００℃に燃焼用空気を加熱させるようにしている。
また、作業槽用排熱回収用熱交換器２０においても、例
えば、１３００℃の燃焼ガスと２５℃の空気とを熱交換
させて、５００〜６００℃に空気を加熱させるようにし
ている。

【００２５】そして、レア炉用加熱装置１７が、作業槽
用排熱回収用熱交換器２０にて加熱された空気をレア炉
本体１６内に直接吹き込むように構成され、レア炉５
が、排熱回収装置１８にて供給される空気にて除冷させ
るように構成されている。

【００２６】説明を加えると、レア炉用加熱装置１７
が、作業槽用排熱回収用熱交換器２０にて加熱されてレ
ア炉用空気供給路２５を通してレア炉５に供給される空
気を、レア炉本体１６内に直接吹き込むことにより、レ
ア炉本体１６内を加熱するように構成されている。

【００２７】そして、レア炉用加熱装置１７は、入口側
除冷用設定温度（例えば、５００℃）になるように、レ
ア炉側供給路２５を通してレア炉５に供給される空気
を、レア炉本体１６内の入口側に直接吹き込み、出口側
除冷用設定温度（例えば、１００℃）になるように、例
えば、レア炉側供給路２５を通してレア炉５に供給され
る空気に、図外の冷却ファンからの空気を混合させるな
どして、レア炉側供給路２５を通してレア炉５に供給さ
れる空気を冷却させて、レア炉本体１６内の出口側に直
接吹き込むようにしている。

【００２８】このようにして、作業槽２およびフィーダ
炉３における排熱を回収して、その回収した排熱にて、
作業槽２の先混合式のバーナ１２に供給する燃焼用空気
およびフィーダ炉３の元混合式のフィーダ炉用バーナ１
４における二次空気を予熱するとともに、回収した排熱
にて加熱された空気をレア炉本体１６内に直接吹き込む
ことによって、設備内の排熱を設備内にて活用して、設
備における熱効率の向上を図り、省エネルギー化を図る
ことができる。しかも、回収した排熱にて加熱された空
気をレア炉本体１６内に直接吹き込むことによって、レ
ア炉５内の空気を拡散させるために設けられるインナー
ファンなどを設けずに、成形されたガラス製品を除冷さ
せて、コストの低減を図ることができる。

【００２９】そして、この実施形態では、バーナに供給
する前に、燃料ガスと燃焼用空気を混合させる元混合式
のバーナについては、加熱された燃焼用空気と燃料ガス
を混合させると、逆火する虞があるので、先混合式のバ
ーナを備えた作業槽２に供給される燃焼用空気を、排熱
回収装置１８にて回収された排熱の加熱対象としてい
る。

【００３０】〔別実施形態〕 （１）上記実施形態では、排熱回収装置１８の構成とし
て、フィーダ炉用排熱回収用熱交換器１９において、フ
ィーダ炉３における排熱を回収し、その回収した排熱に
て作業槽用バーナ１２に供給する燃焼用空気を加熱し、
作業槽用排熱回収用熱交換器２０において、作業槽２に
おける排熱を回収し、その回収した排熱にてレア炉５に
供給する空気を加熱するようにしているが、排熱回収装
置１８の構成としては、作業槽２およびフィーダ炉３に
おける排熱を回収し、その回収した排熱にて作業槽用バ
ーナ１２に供給する燃焼用空気、フィーダ炉３の元混合
式のフィーダ炉用バーナ１４における二次空気およびレ
ア炉５に供給する空気を加熱するものであればよく、適
宜変更することが可能である。

【００３１】例えば、排熱回収装置１８として、フィー
ダ炉用排熱回収用熱交換器１９において、フィーダ炉３
における排熱を回収し、その回収した排熱にてレア炉５
に供給する空気を加熱し、作業槽用排熱回収用熱交換器
２０において、作業槽２における排熱を回収して、その
回収した排熱にて作業槽用バーナ１２に供給する燃焼用
空気を加熱する構成としたり、あるいは、排熱回収装置
１８として、ひとつの排熱回収用熱交換器にて、作業槽
２およびフィーダ炉３における排熱を回収し、その回収
した排熱にて加熱した空気を、作業槽用バーナ１２に燃
焼用空気として供給するとともに、レア炉５に除冷用の
空気としてレア炉本体１６内に直接吹き込むように構成
することも可能である。

【００３２】（２）上記実施形態では、排熱回収装置１
８として、作業槽２およびフィーダ炉３における排熱を
回収して、その回収した排熱にて作業槽用バーナ１２に
供給する燃焼用空気およびレア炉５に供給する空気を加
熱するようにしているが、例えば、作業槽２のみにおけ
る排熱を回収して、その回収した排熱にてレア炉５に供
給する空気を加熱するようにしてもよく、排熱を回収す
る対象およびその回収した排熱にて加熱する対象につい
ては適宜変更が可能である。

【００３３】（３）上記実施形態では、フィーダ炉用バ
ーナ１４を、元混合式のものとしたが、フィーダ炉用バ
ーナ１４を先混合式としてもよく、この場合には、排熱
回収装置１８が、回収された排熱にてフィーダ炉用バー
ナ１４に供給する燃焼用空気を加熱するように構成する
ことも可能である。

【００３４】（４）上記実施形態では、レア炉本体１６
の入口側と出口側の２箇所に、レア炉用加熱装置１７を
設けて、その２箇所から作業槽用排熱回収用熱交換器２
０にて加熱された空気をレア炉本体１６内に直接吹き込
むようにしているが、レア炉用加熱装置１７としては、
その個数については適宜変更が可能であり、作業槽用排
熱回収用熱交換器２０にて加熱された空気をレア炉本体
１６内に直接吹き込むものであればよい。

【００３５】（５）上記実施形態では、溶解槽１の形状
をエンドポート式とし、溶解槽用バーナ８を溶解槽本体
７の側壁部に固定して、アンダーポート式としている
が、例えば、サイドポート式とし、溶解槽用バーナ８を
溶解槽本体７の側壁部に稼働自在に支持して、スルーポ
ート式とするなど、溶解槽１の形状および溶解槽用バー
ナ８の形態については適宜変更が可能である。

【００３６】（６）上記実施形態では、本発明にかかる
ガラス製品製造用の加熱設備を、溶解槽１、作業槽２、
フィーダ炉３、レア炉５などを備えたガラス製品製造設
備に適応した例を示したが、上記実施形態におけるガラ
ス製品製造設備に限られるものではなく、その他、各種
のガラス製品製造設備に適応することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス製品製造設備の概略構成図

【図２】ガラス製品製造設備における要部を示す概略構
成図

【符号の説明】

１ 溶解槽 ２ 作業槽 ３ フィーダ炉 ５ レア炉 ８ 溶解槽用加熱装置 １２ 作業槽用加熱装置 １４ フィーダ炉用加熱装置 １７ レア炉用加熱装置 １８ 排熱回収装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２７Ｂ 19/02 Ｆ２７Ｂ 19/02 (72)発明者 小倉 啓宏 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 竜田 孝司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 4G014 AF01 4K056 AA05 BA02 CA10 DA02 DA04 DA22 DA26 DA32

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解槽用加熱装置を備えてガラス原料を
   溶融させる溶解槽と、作業槽用加熱装置を備えて前記溶
   解槽にて溶融されたガラス原料を清澄させる作業槽と、
   フィーダ炉用加熱装置を備えて前記作業槽にて清澄され
   たガラス原料を成形させるための作業温度に冷却させる
   フィーダ炉と、レア炉用加熱装置を備えて前記フィーダ
   炉からのガラス原料が成形されたガラス製品を除冷させ
   るレア炉とが設けられているガラス製品製造用の加熱設
   備であって、 前記作業槽および前記フィーダ炉のうち、少なくとも一
   方における排熱を回収する排熱回収装置が設けられてい
   るガラス製品製造用の加熱設備。
2. 【請求項２】 前記作業槽用加熱装置、前記フィーダ炉
   用加熱装置、および、前記レア炉用加熱装置のうち、少
   なくともいずれかひとつが、先混合式のバーナを備えて
   構成され、前記排熱回収装置が、回収された排熱にて前
   記先混合式のバーナに供給する燃焼用空気を加熱するよ
   うに構成されている請求項１に記載のガラス製品製造用
   の加熱設備。
3. 【請求項３】 前記排熱回収装置が、回収された排熱に
   て加熱した空気を前記レア炉に供給するように構成さ
   れ、前記レア炉が、前記排熱回収装置にて供給される空
   気にて除冷させるように構成されている請求項１または
   ２に記載のガラス製品製造用の加熱設備。
4. 【請求項４】 前記排熱回収装置が、回収された排熱に
   て加熱した空気を前記フィーダ炉の補助空気として供給
   するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項
   に記載のガラス製品製造用の加熱設備。