JP2004526656A5

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Publication number: JP2004526656A5
Application number: JP2002587357A
Authority: JP
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2022-04-26

Description

本発明によれば、ガラス原料の溶融は、従来のガラス炉よりも更に急速に及び／又はかなり低温で完了する。これは、燃焼している燃料からバッチ及び溶融体へ伝達される熱の割合を高め、かくして炉の燃焼空間の温度を上昇させる熱の割合を減少することによって行われる。バブラーは、屋根取り付け式バーナーの下に、バブラーから出てくる泡と接触する火炎を最大にするように設置されている。一実施例では、火炎がガラスバッチ又は溶融体の表面に当たって接触する領域の中心に関して放射状にバブラーを配置する。

創意工夫された方法である少なくとも一つの屋根取り付け式酸素−燃料バーナーを使用することにより、放射熱伝達成分に加え、顕著な対流熱伝達を提供する。この対流熱伝達は、一酸化炭素、水素、及びヒドロキシル・ラジカル（ｈｙｄｒｏｘｙｌｒａｄｉｃａｌｓ）等の反応中間体種をガラスバッチ表面で又はその近くで二酸化炭素や水蒸気等の安定した燃焼生成物と衝突させ及び最終的に反応させることにより生じる。この種の熱伝達は、酸素−燃料バーナーが一体である（バーナーブロック内で一体である）か或いは外部段階（バーナーブロックとは別体である）であるかのいずれかである場合に高められ、ガラス表面に達するまで燃焼の一部を遅延することにより火炎温度及び放射熱損を下げる。その結果、炉上部構造への熱伝達が減少する。バーナーが外部段階式である場合、随意であるが、前記ガラス形成材料の表面のところで又はその近くで燃焼を完了するために追加のオキシダントを提供するため、少なくとも一つの第２オキシダント噴射装置が溶融装置の屋根に設けられる。

本発明の一実施例では、バーナーはガラス形成材料の表面に対して実質的に垂直に取り付けられているが、垂直方向からガラス溶融装置即ち炉の下流ゾーンの方向へ最大４５度以下の角度をなすように取り付けられていてもよい。

Claims

ガラス形成バッチ材料を溶融するための方法において、
屋根及びフロアに連結された上流装入ゾーン及び下流ゾーンを画成する少なくとも一つの壁を持ち、前記装入ゾーンを画成する前記少なくとも一つの壁に前記ガラス形成バッチ材料を装入するための少なくとも一つのバッチ装入器が設けられたガラス溶融装置に前記ガラス形成バッチ材料を装入する工程、
少なくとも一つの酸素−燃料バーナーを前記バッチ材料の上にある前記屋根に設ける工程、
前記少なくとも一つの酸素−燃料バーナーを作動する工程であって、燃料及びオキシダントの燃焼による火炎を前記バッチ材料の表面近くに当てて前記バッチ材料からガラス溶融体を形成する工程、
間隔が隔てられたバブラーを前記ガラス溶融装置内に設ける工程、及び
当てられている火炎の近くで、前記ガラス溶融体に溶けることができる少なくとも一つの流体でガラス溶融体に泡を発生する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、少なくとも一つの前記バブラーからの水又は水蒸気で前記ガラス溶融体に泡を発生する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、少なくとも一つの前記バブラーからの水素、硫化水素、酸素、ＳＯ₂、ＳＯ₃、及び高温の排気ガス又は煙道ガスのうちの少なくとも一つから選択されたガスで前記ガラス溶融体に泡を発生する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記ガラス溶融装置内の作動温度を約１２０４．４４℃（２２００°Ｆ）乃至約１４２６．６７℃（２６００°Ｆ）の範囲内に維持する工程を更に含む、方法。
請求項１に記載の方法において、ガラス形成バッチ材料表面又はその近くにおいて反応性中間種を完全に燃焼する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記酸素−燃料バーナーがバーナーブロック内に設けられており、更に、少なくとも一つの酸素−燃料バーナーの前記作動工程は、同じ酸素−燃料バーナーブロックから前記オキシダントを噴射する内部段階を提供する工程及び前記酸素−燃料バーナーブロックとは別に前記オキシダントを噴射する外部段階を提供する工程のうちの少なくとも一つの工程を含む、方法。
請求項６に記載の方法において、前記ガラス形成バッチ材料の表面で又は表面近くで燃焼を完了するための追加のオキシダントを提供するため、少なくとも一つの追加のオキシダント噴射装置を前記ガラス溶融装置の前記屋根内に提供する工程を更に含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記ガラス形成バッチ材料は少なくとも一つの装入器を通って前記ガラス溶融装置に進入し、前記ガラス溶融装置の屋根の前記少なくとも一つの酸素−燃料バーナーを前記少なくとも一つの装入器に隣接する未溶融の前記ガラス形成バッチ材料の上方において提供する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記バーナーは、前記ガラス形成バッチ材料の前記表面に対して実質的に垂直に取り付けられている、方法。
請求項９に記載の方法において、前記バーナーは、前記ガラス溶融装置の前記下流ゾーンの方へ前記垂直方向から４５度以下の角度をなすように取り付けられている、方法。
請求項１に記載の方法において、前記オキシダントは、酸素濃厚空気、非純酸素、及び「工業用」純酸素からなる群から選択されたオキシダントである、方法。
請求項１に記載の方法において、前記燃料は、メタン、天然ガス、液化天然ガス、水素、プロパン、液化プロパンガス、ブタン、低ＢＴＵガス、都市ガス、発生炉ガス、オイル、灯油、ディーゼル燃料、又はこれらの混合物からなる群から選択された燃料である、方法。
請求項１に記載の方法において、前記ガラス形成バッチ材料は、コレット、シリカ、長石、霞石閃長岩、石灰岩、白雲岩、ソーダ灰、炭酸カリウム、硼砂、カオリン粘土、アルミナ、砒素、アンチモン、硫酸塩、硫化物、炭素、弗化物、バリウム酸化物、ストロンチウム酸化物、ジルコニウム酸化物、鉛酸化物、色彩形成金属酸化物、及びこれらの混合物からなる群から選択された材料である、方法。
請求項１３に記載の方法において、前記ガラス形成バッチ材料は、ソーダ・ライム・シリカガラスを製造するため、シリカ、ソーダ灰、及び石灰岩を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つの酸素−燃料バーナーを作動する前記工程は、前記少なくとも一つの酸素−燃料バーナーの下にある前記バブラーから発生した流体の泡に火炎を当てる工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、前記火炎が前記ガラス形成バッチ材料の表面に当たって接触する領域の中心に関して放射状に配置されたバブラーを提供する工程を含む、方法。
請求項１に記載の方法において、溶融ガラスを前記下流ゾーンを通してガラス精製装置に供給する工程を含む、方法。
ガラス形成バッチ材料を溶融するための方法において、
ガラス溶融装置に前記ガラス形成バッチ材料を装入する工程、
燃料及びオキシダントの燃焼による火炎を前記バッチ材料の表面の近くに当てて前記バッチ材料からガラス溶融体を形成する工程、
前記当てられた火炎の近くで、前記ガラス溶融体に、前記ガラス溶融体に溶解できる少なくとも一つの流体で泡を発生する工程、及び
０．８１ｍ ² （１平方フィート）の溶融面積当たり約１ｔのガラスの割合で、前記ガラス形成バッチ材料の少なくとも約９２％を溶融する工程を含む、方法。
請求項１８に記載の方法において、前記流体は、水、水蒸気、水素、硫化水素、酸素、ＳＯ₂、ＳＯ₃、及び高温の排気ガス又は煙道ガスのうちの少なくとも一つを含む群から選択される、方法。
請求項１８に記載の方法において、前記ガラス溶融装置内の作動温度を約１２０４．４４℃（２２００°Ｆ）乃至約１４２６．６７℃（２６００°Ｆ）の範囲内に維持する工程を更に含む、方法。
請求項１８に記載の方法において、反応中間体種を前記バッチ材料表面の近く、又は、その表面において完全に燃焼する工程を更に含む、方法。
請求項１８に記載の方法において、前記バッチ材料表面に隣接して前記火炎が当たる領域の中心に関して放射状に配置されたバブラーを提供する工程を含む、方法。
請求項１８に記載の方法において、多数の火炎を当てる手段を提供する工程であって、前記ガラス溶融体に泡を発生する工程が前記多数の火炎を当てる手段の一つ以上と関連しており、前記泡が、前記多数の火炎が前記ガラス形成バッチ材料の表面又は表面近くに当たる多数の領域近くで発生する、前記多数の火炎を当てる手段を提供する工程を含む、方法。