JP2012240899A - Apparatus and method for melting glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス熔融装置およびガラス熔融方法に関する。特に、相当量のガラス原料であっても、落下させながら、極めて迅速かつ安定的に熔融することが可能なガラス熔融装置およびガラス熔融方法に関する。 The present invention relates to a glass melting apparatus and a glass melting method. In particular, the present invention relates to a glass melting apparatus and a glass melting method that can melt even a considerable amount of glass raw material extremely quickly and stably while dropping.
従来、粉末状態のガラス原料を、所定のガスバーナーを用いて加熱熔融させ、所定粘度を有する溶液状態の熔融ガラスとするガラスの溶解装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
より具体的には、図11に示すように、溶解室202の前後に、原料投入部203と、清澄室204と、をそれぞれ連設するとともに、溶解室202に、燃焼火炎を生成する複数本のガスバーナー201(201a〜201e)を備えたガラスの溶解装置200であって、溶解室202の原料投入部側に設置した少なくとも一つのガスバーナーに、ガラス原料又はカレット又はこれらの混合原料の少なくとも一部を含む粉粒体を、ガスバーナー201a、201bの燃焼火炎中に供給するガラス原料供給手段207を設けてなるガラスの溶解装置200である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a glass melting apparatus is known in which a powdery glass material is heated and melted using a predetermined gas burner to form a molten glass having a predetermined viscosity (for example, see Patent Document 1).
More specifically, as shown in FIG. 11, a raw material charging unit 203 and a refining chamber 204 are connected in series before and after the melting chamber 202, and a plurality of combustion flames are generated in the melting chamber 202. Glass melting device 200 provided with a gas burner 201 (201a to 201e) of at least one of a glass raw material, cullet, or a mixed raw material thereof, in at least one gas burner installed on the raw material input side of the melting chamber 202. This is a glass melting apparatus 200 provided with glass raw material supply means 207 for supplying a part of the granular material into the combustion flame of the gas burners 201a and 201b.
また、陽極(プラズマトーチ)と、陰極との間に高電圧をかけてアークを発生させ、これに作動ガス(空気等)を適用して、プラズマ流を形成する構成のプラズマ装置を用いたガラス熔融装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
より具体的には、図12(a)〜(b)に示すように、ガラス原料の一部または全部を粒子状に成形して調整された混合ガラス原料(W)が通過する際に、炭酸塩の分解反応温度以上に加熱するプラズマ加熱熔融装置306によって、気相雰囲気を形成する原料加熱部303と、加熱されたガラス原料が上部に供給される構成であって、ガラス融液308を貯留するためのガラス融液部304と、を含んでなるガラス熔融装置301である。
In addition, a glass using a plasma apparatus configured to generate a plasma flow by applying a high voltage between an anode (plasma torch) and a cathode to generate an arc and applying a working gas (air, etc.) thereto. A melting apparatus has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
More specifically, as shown in FIGS. 12 (a) to 12 (b), when the mixed glass raw material (W) adjusted by forming part or all of the glass raw material into particles passes, A raw material heating unit 303 for forming a gas phase atmosphere and a heated glass raw material are supplied to the upper portion by a plasma heating and melting apparatus 306 that heats the salt decomposition reaction temperature or higher, and the glass melt 308 is stored. A glass melt device 301 including a glass melt portion 304 for carrying out the process.
さらに、ガラス溶解炉等に適用される横型円筒状の輝炎バーナであって、管状火炎が形成できるとともに、輝炎を形成して、火炎輻射も利用できる輝炎バーナが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
より具体的には、図13(a)〜(b)に示すように、横型円筒状の燃焼空間402を形成するバーナ本体401の内面に、接線方向に向けて空気と燃料ガスとの混合気を噴出させる噴出部404を備え、当該噴出部404から噴出した混合気が燃焼空間402において旋回し、管状火炎を形成して燃焼する構成である。
それとともに、燃焼空間402の軸方向における一端402aの壁面中心部に、当該壁面中心部から、軸方向に燃料ガスを噴射させる軸方向燃料噴射部405を備え、燃焼空間402の軸方向における他端402bから輝炎408を噴出させる構成の輝炎バーナ450である。
Further, a horizontal cylindrical luminous flame burner applied to a glass melting furnace or the like has been proposed (for example, a luminous flame burner capable of forming a tubular flame, forming a luminous flame, and using flame radiation (for example, And Patent Document 3).
More specifically, as shown in FIGS. 13A to 13B, a mixture of air and fuel gas is formed on the inner surface of the burner body 401 forming the horizontal cylindrical combustion space 402 in the tangential direction. The air-fuel mixture jetted from the jet part 404 swirls in the combustion space 402 to form a tubular flame and burn.
In addition, an axial fuel injection portion 405 that injects fuel gas in the axial direction from the center of the wall surface is provided at the center of the wall surface of one end 402 a in the axial direction of the combustion space 402, and the other end in the axial direction of the combustion space 402. This is a luminous flame burner 450 configured to eject the luminous flame 408 from 402b.
しかしながら、特許文献1に開示されたガラス熔融装置では、比較的多量のガラス原料を熔解させることができるものの、熔融ガラスとするのに、数十時間という相当な熔解時間を要するという問題が見られた。
また、熔融窯のメンテナンス等のために、ガラス熔融装置の動作を停止する必要が生じた場合であっても、ガラス熔融装置を所定温度に低下させて必要な作業をした後、高温状態にして再稼動するためには、過度に長時間を要することから、事実上不可能であるという問題が見られた。
したがって、開示されたガラス熔融装置において、メンテナンスという概念はなく、動作を停止する必要が生じた場合には、装置全体を廃棄して、交換しなければならず、極めて不経済であった。
However, in the glass melting apparatus disclosed in Patent Document 1, although a relatively large amount of glass raw material can be melted, there is a problem that a considerable melting time of several tens of hours is required to obtain molten glass. It was.
In addition, even if it is necessary to stop the operation of the glass melting apparatus for maintenance of the melting furnace, etc., after the necessary work by lowering the glass melting apparatus to a predetermined temperature, it is brought to a high temperature state. Since it takes an excessively long time to restart, there was a problem that it was virtually impossible.
Therefore, in the disclosed glass melting apparatus, there is no concept of maintenance, and when it is necessary to stop the operation, the entire apparatus must be discarded and replaced, which is extremely uneconomical.
また、特許文献2に開示されたガラス熔融装置は、比較的少量のガラス原料を熔融させる場合については、プラズマ熔融装置を用い、比較的短時間で熔融できる可能性はあるものの、スポット的な加熱方式であることから、相当量のガラス原料を熔融させる場合には適用できないという問題が見られた。
また、ガラス熔融装置に提供するガラス原料を所定粒径、例えば、3mm以下の粒子状に成形しなければならないという制約があって、工程数が増えたり、製造時間が長くなったり、さらには、製造時の歩留まりが低下したりするという問題も見られた。
In addition, the glass melting apparatus disclosed in Patent Document 2 uses a plasma melting apparatus to melt a relatively small amount of glass raw material, but may be melted in a relatively short time. Since it is a system, the problem that it was not applicable when a considerable amount of glass raw material was melted was seen.
In addition, there is a restriction that the glass raw material to be provided to the glass melting apparatus has to be molded into a predetermined particle size, for example, a particle shape of 3 mm or less, the number of processes increases, the manufacturing time becomes longer, There was also a problem that the production yield was reduced.
さらに、特許文献3に開示された管状火炎を含む輝炎バーナを用いた場合であっても、ソーダ石灰ガラス原料等について、迅速かつ均一に熔解できないという問題が見られた。
すなわち、ソーダ石灰ガラス原料等は、珪砂等の天然成分を主成分としているほか、融点等が異なる異種原料を多く含んでおり、それらガラス原料の平均粒径(D50)のばらつきが大きい上に、炭酸ガスが発生しやすいとう事実がある。
よって、これらのガラス原料の平均粒径(D50)のばらつきや、炭酸ガスの影響によって、ソーダ石灰ガラス原料の熔解時間が長くなったり、熔解状態が不均一になったりするという問題が見られた。
Furthermore, even when the luminous flame burner including the tubular flame disclosed in Patent Document 3 is used, there has been a problem that the soda-lime glass raw material cannot be melted quickly and uniformly.
That is, soda-lime glass raw materials and the like mainly contain natural components such as silica sand, and contain many different types of raw materials having different melting points and the like, and the variation in the average particle diameter (D50) of these glass raw materials is large. There is a fact that carbon dioxide is easily generated.
Therefore, the dispersion | variation in the average particle diameter (D50) of these glass raw materials and the influence that the melting time of a soda-lime glass raw material becomes long by the influence of a carbon dioxide gas, or the melting state became uneven was seen. .
そこで、本発明の発明者らは、鋭意研究した結果、所定の原料供給装置と、管状火炎生成装置を含むガラス熔融塔と、を順次に備えることによって、落下中のガラス原料を、迅速かつ連続的に熔融できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、相当量のガラス原料であっても、ガラス原料を所定粒径に成形することなく、かつ、発生する炭酸ガス等の影響を排除して、迅速かつ連続的に熔融可能なガラス熔融装置、およびそのようなガラス熔融装置を用いてなる、ガラス原料の効率的な熔融方法を提供することを目的とする。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted intensive research, and as a result, by sequentially providing a predetermined raw material supply device and a glass melting tower including a tubular flame generating device, a falling glass raw material can be rapidly and continuously produced. The present invention has been completed by finding that it can be melted.
That is, the present invention is capable of melting quickly and continuously even if a considerable amount of glass material is used, without forming the glass material into a predetermined particle size and eliminating the influence of the generated carbon dioxide gas or the like. An object of the present invention is to provide a glass melting apparatus and an efficient method for melting glass raw materials using such a glass melting apparatus.
本発明によれば、ガラス原料を供給するガラス原料供給口を有する原料供給装置と、供給された落下状態のガラス原料を加熱して、熔融ガラスとする縦型円筒状のガラス熔融塔と、を順次に備えたガラス熔融装置であって、縦型円筒状のガラス熔融塔に、その接線方向に対して、燃料ガスを供給する第1のノズルおよび酸素含有ガスを供給する第2のノズルを備えた管状火炎生成装置が設けてあることを特徴とするガラス熔融装置が提供され、上述した課題を解決することができる。
すなわち、このような原料供給装置と、ガラス熔融塔と、を順次に備えることによって、ガラス原料を所定粒径に成形することなく、かつ、発生する炭酸ガス等の影響を排除して、熔融させるガラス原料量の如何によらず、落下中のガラス原料を、迅速かつ連続的に熔融することができる。
そして、このように構成することによって、ガラス原料の熔融に寄与した管状火炎が、縦型円筒状のガラス熔融塔の内壁に沿って移動し、得られた熔融ガラスに到達可能なことから、それをさらに加熱保温する熱源として利用でき、ひいては、ガラス原料の熔融に際して、極めて高いエネルギー効率を得ることができる。
また、このようなガラス熔融塔の下方端に、得られた熔融ガラスの貯留部を設け、そこで、撹拌しながら、所定時間滞留させることによって、仮に、加熱熔融が不十分なガラス原料等があったとしても、均一流動状態の熔融ガラスとすることができる。
According to the present invention, a raw material supply device having a glass raw material supply port for supplying a glass raw material, and a vertical cylindrical glass fusing tower that heats the supplied glass raw material in a fall state to form a molten glass. A glass fusing apparatus sequentially provided, comprising a first nozzle for supplying fuel gas and a second nozzle for supplying oxygen-containing gas to a tangential direction of a vertical cylindrical glass fusing tower. Further, a glass melting apparatus provided with a tubular flame generating apparatus is provided, and the above-described problems can be solved.
That is, by sequentially providing such a raw material supply device and a glass melting tower, the glass raw material is melted without being formed into a predetermined particle diameter and without the influence of generated carbon dioxide gas or the like. Regardless of the amount of the glass raw material, the falling glass raw material can be melted quickly and continuously.
And by configuring in this way, the tubular flame that contributed to the melting of the glass raw material moves along the inner wall of the vertical cylindrical glass melting tower and can reach the obtained molten glass. Can be used as a heat source for further heating and holding, and as a result, extremely high energy efficiency can be obtained when the glass raw material is melted.
In addition, a storage section for the obtained molten glass is provided at the lower end of such a glass melting tower, and there is a glass raw material or the like that is insufficiently heated and melted by retaining it for a predetermined time while stirring. Even if it is, it can be set as the molten glass of a uniform flow state.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、管状火炎生成装置として、鉛直方向に沿って、上方から、少なくとも第1の管状火炎生成装置および第2の管状火炎生成装置が設けてあり、これら第1の管状火炎生成装置および第2の管状火炎生成装置に対応して、第1のガラス原料供給口および第2のガラス原料供給口がそれぞれ設けてあることが好ましい。
このように構成することによって、複数種のガラス原料を熔融させる場合であっても、ガラス原料ごとに、複数ある管状火炎生成装置およびガラス原料供給口を選択し、相当量のガラス原料であっても、より安定的に熔融することができる。
Further, in configuring the glass melting apparatus of the present invention, as the tubular flame generating device, at least a first tubular flame generating device and a second tubular flame generating device are provided from above along the vertical direction. It is preferable that a first glass raw material supply port and a second glass raw material supply port are provided corresponding to the first tubular flame generating device and the second tubular flame generating device, respectively.
By configuring in this way, even when a plurality of types of glass raw materials are melted, a plurality of tubular flame generating devices and glass raw material supply ports are selected for each glass raw material, Can be more stably melted.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、原料供給装置に撹拌装置が設けてあって、当該撹拌装置が、超音波振動装置、圧電振動装置、モータ振動装置、回転ミキサ、またはスクリューフィーダーのいずれか一つであることが好ましい。
このように構成することによって、ガラス原料の凝集を有効に防止し、相当量のガラス原料であっても、より安定的に熔融することができる。
Further, when configuring the glass melting apparatus of the present invention, the raw material supply apparatus is provided with a stirring device, and the stirring device is an ultrasonic vibration device, a piezoelectric vibration device, a motor vibration device, a rotary mixer, or a screw feeder. Any one is preferable.
By comprising in this way, aggregation of a glass raw material can be prevented effectively, and even if it is a considerable amount of glass raw material, it can melt more stably.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、原料供給装置の下方に、所定幅のスリットが設けてあり、当該スリットを介して、ガラス原料をカーテン状に落下させながら、縦型円筒状のガラス熔融塔に対して、定量的に供給する定量供給装置が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、ガラス原料の連続的かつ定量的な供給を可能とし、相当量のガラス原料であっても、より安定的に熔融することができる。
Further, in configuring the glass melting apparatus of the present invention, a slit having a predetermined width is provided below the raw material supply apparatus, and while dropping the glass raw material in a curtain shape through the slit, a vertical cylindrical shape is provided. It is preferable that a quantitative supply device for quantitatively supplying the glass melting tower is provided.
By comprising in this way, the glass raw material can be supplied continuously and quantitatively, and even a considerable amount of glass raw material can be melted more stably.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、原料供給装置と、円筒状のガラス熔融塔との間に、断熱装置または冷却装置が設けてあることが好ましい。
このように構成することにより、原料供給装置に、ガラス原料を所定時間滞留させた場合であっても、その間の加熱に起因した凝集を容易に防止することができる。
In configuring the glass melting apparatus of the present invention, it is preferable that a heat insulating device or a cooling device is provided between the raw material supply device and the cylindrical glass melting tower.
By comprising in this way, even if it is a case where a glass raw material is made to retain in a raw material supply apparatus for a predetermined time, aggregation resulting from the heating in the meantime can be prevented easily.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、ガラス熔融塔の下方端に、得られた熔融ガラスをさらに加熱熔融させるための加熱装置を備えることが好ましい。
このように構成することにより、環境条件等の変動やガラス原料の配合ばらつき等に起因し、管状火炎生成装置のみの加熱によっては、ガラス原料が完全熔解状態にならない場合が生じたとしても、ガラス熔融塔とは別の加熱装置によって、均一温度かつ良好な流動状態の熔融ガラスとすることができる。
Moreover, when comprising the glass melting apparatus of this invention, it is preferable to equip the lower end of a glass melting tower with the heating apparatus for heating and melting the obtained molten glass further.
Even if the glass raw material may not be completely melted by heating only the tubular flame generating device due to fluctuations in environmental conditions and the like, variation in mixing of the glass raw material, etc. A molten glass having a uniform temperature and a good flow state can be obtained by a heating device different from the melting tower.
また、本発明のガラス熔融装置を構成するにあたり、ガラス熔融塔で得られた熔融ガラスを流動させながら、炭酸ガスを脱泡するガラス清澄装置をさらに備えることが好ましい。
このようにガラス熔融塔の端部である熔融ガラスの取り出し口等に、ガラス清澄装置をさらに備えることによって、炭酸ガス発生によるガラス状態の不均一化を有効に防止することができ、ひいては、泡の少ない熔融ガラスを用いて、所定の機械的強度等を有するガラス容器を安定的に製造することができる。
Moreover, when comprising the glass melting apparatus of this invention, it is preferable to further provide the glass clarification apparatus which defoams carbon dioxide gas, making the molten glass obtained by the glass melting tower flow.
Thus, by further providing a glass clarifier at the molten glass outlet, which is the end of the glass melting tower, it is possible to effectively prevent non-uniformity of the glass state due to the generation of carbon dioxide gas. A glass container having a predetermined mechanical strength and the like can be stably produced using a molten glass with a small amount of molten glass.
また、本発明の別の態様は、ガラス原料を供給する原料供給装置におけるガラス原料供給口から供給された落下状態のガラス原料を加熱して、熔融ガラスとするガラス熔融方法であって、ガラス原料供給口から、縦型円筒状のガラス熔融塔に、前記ガラス原料を供給する工程と、供給された落下状態のガラス原料を、縦型円筒状のガラス熔融塔に備えてある管状火炎生成装置によって、加熱し、熔融ガラスとする工程と、を含むことを特徴とするガラス熔融方法である。
すなわち、このように落下状態のガラス原料を、縦型管状火炎を用いて加熱することによって、熔融させるガラス原料量の如何によらず、ガラス原料を所定粒径に成形することなく、かつ、発生する炭酸ガス等の影響を排除して、極めて高いエネルギー効率でもって、迅速かつ連続的に熔融することができる。
Another aspect of the present invention is a glass melting method in which a glass raw material in a falling state supplied from a glass raw material supply port in a raw material supply device for supplying a glass raw material is heated to form a molten glass. The step of supplying the glass raw material from the supply port to the vertical cylindrical glass melting tower and the supplied glass raw material in the fall state by the tubular flame generating device provided in the vertical cylindrical glass melting tower And a step of heating to form a molten glass.
In other words, by heating the glass raw material in such a state using a vertical tubular flame, the glass raw material is generated without forming the glass raw material into a predetermined particle diameter regardless of the amount of the glass raw material to be melted. It can be melted quickly and continuously with extremely high energy efficiency by eliminating the influence of carbon dioxide gas.
また、本発明のガラス熔融方法を実施するに際して、ガラス原料の平均粒径を10〜800μmの範囲内の値とすることが好ましい。
このように実施することにより、縦型管状火炎によるガラス原料のより均一加熱を可能とし、相当量あるいは複数種のガラス原料であっても、より安定的に熔融することができる。
Moreover, when implementing the glass melting method of this invention, it is preferable to make the average particle diameter of a glass raw material into the value within the range of 10-800 micrometers.
By carrying out in this way, the glass raw material can be more uniformly heated by the vertical tubular flame, and even a considerable amount or a plurality of types of glass raw materials can be melted more stably.
また、本発明のガラス熔融方法を実施するに際して、管状火炎生成装置における管状火炎生成用ガスとして、炭化水素ガスおよび空気を用いた後、切り替えて、炭化水素ガスおよび酸素を用いることが好ましい。
このように実施することにより、最初は、炭化水素ガスおよび空気を用いて、より安全な着火を確保することができ、その後、切り替えて、炭化水素ガスおよび酸素を用いることによって、ガラス原料をさらに安定的に熔解することが可能となる。
Moreover, when implementing the glass melting method of this invention, after using hydrocarbon gas and air as a tubular flame production | generation gas in a tubular flame production | generation apparatus, it is preferable to switch and use hydrocarbon gas and oxygen.
By carrying out in this way, a safer ignition can be ensured at first using hydrocarbon gas and air, and then the glass raw material is further changed by switching and using hydrocarbon gas and oxygen. It becomes possible to melt stably.
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、図1に例示するように、ガラス原料28を供給するガラス原料供給口18aを有する原料供給装置18と、供給された落下状態のガラス原料28を加熱して、熔融ガラスとする縦型円筒状のガラス熔融塔14と、を順次に備えたガラス熔融装置10であって、縦型円筒状のガラス熔融塔14に、その接線方向に対して、少なくとも燃料ガスを供給する第1のノズル12a、12cおよび酸素含有ガスを供給する第2のノズル12b、12dを備えた管状火炎生成装置12が設けてあることを特徴とするガラス熔融装置10である。
すなわち、このようにガラス熔融装置10を構成することによって、ガラス原料28を所定粒径に成形することなく、ガラス原料28そのものであっても、所定面積を有するとともに、面方向のみならず、鉛直方向にも均一な温度分布を有する管状火炎16によって、縦型円筒状のガラス熔融塔14の内部を落下中のガラス原料28を、迅速かつ連続的に熔融することができる。
また、縦型円筒状のガラス熔融塔14の内部で、鉛直方向に移動する管状火炎16を用いて、落下中のガラス原料28を熔解させることから、発生する炭酸ガスの影響を受けることが少なくなる。
その上、ガラス原料28の熔融に寄与した管状火炎16が、縦型円筒状のガラス熔融塔14の内壁に沿って移動し、得られた熔融ガラスの貯留部付近に到達可能なことから、かかる管状火炎16を利用して、得られた熔融ガラスをさらに加熱保温することができ、ひいては、ガラス原料28の熔融に際して、極めて高いエネルギー効率を得ることができる。
以下、適宜図面を参照しながら、第1の実施形態のガラス熔融装置について、具体的に説明する。
[First Embodiment]
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 1, the raw material supply device 18 having a glass raw material supply port 18 a for supplying the glass raw material 28 and the supplied glass raw material 28 in a fall state are heated to melt glass. And a vertical cylindrical glass fusing tower 14 in order, and at least fuel gas is supplied to the vertical cylindrical glass fusing tower 14 in the tangential direction. A glass fusing device 10 is provided with a tubular flame generating device 12 provided with first nozzles 12a, 12c and second nozzles 12b, 12d for supplying oxygen-containing gas.
That is, by configuring the glass melting apparatus 10 in this way, the glass raw material 28 itself has a predetermined area without forming the glass raw material 28 into a predetermined particle diameter. By the tubular flame 16 having a uniform temperature distribution in the direction, the glass raw material 28 falling inside the vertical cylindrical glass melting tower 14 can be melted quickly and continuously.
Further, since the falling glass raw material 28 is melted using the tubular flame 16 moving in the vertical direction inside the vertical cylindrical glass fusing tower 14, it is less affected by the generated carbon dioxide gas. Become.
In addition, the tubular flame 16 that has contributed to the melting of the glass raw material 28 moves along the inner wall of the vertical cylindrical glass melting tower 14 and can reach the vicinity of the storage portion of the obtained molten glass. By using the tubular flame 16, the obtained molten glass can be further heated and kept warm, and as a result, extremely high energy efficiency can be obtained when the glass raw material 28 is melted.
Hereinafter, the glass melting apparatus of the first embodiment will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.
1.原料供給装置
(1)基本的構成
原料供給装置18は、図1に示すように、縦型円筒状のガラス熔融塔14の上方に設けてあって、所定のガラス原料28を供給し、落下状態とするガラス原料供給口18aを備えている。
すなわち、このようなガラス原料供給口18aが、縦型円筒状のガラス熔融塔14の所定位置に設けてあり、かつ、相当量のガラス原料28を安定的供給するとともに、管状火炎16の安定性に影響を与えない構成であることが好ましい。
よって、図1に示すように、筒状の原料供給装置18であって、その一端としてのガラス原料供給口18aが管状火炎の中央付近に位置している一方、もう一方の端部には、ホッパー等を接続するためのガラス原料投入口18bが設けてあることが好ましい。
1. Raw Material Supply Device (1) Basic Configuration As shown in FIG. 1, the raw material supply device 18 is provided above the vertical cylindrical glass melting tower 14, supplies a predetermined glass raw material 28, and falls. The glass raw material supply port 18a is provided.
That is, such a glass raw material supply port 18a is provided at a predetermined position of the vertical cylindrical glass fusing tower 14, and a considerable amount of the glass raw material 28 is stably supplied, and the stability of the tubular flame 16 is increased. It is preferable that the configuration does not affect the above.
Therefore, as shown in FIG. 1, in the cylindrical raw material supply apparatus 18, the glass raw material supply port 18a as one end thereof is located near the center of the tubular flame, while the other end portion has It is preferable that a glass raw material inlet 18b for connecting a hopper or the like is provided.
なお、図示しないものの、原料供給装置18において、その内部に備えてあるスクリューねじ等によって、ガラス原料投入口18bから投入されたガラス原料28を、順次かつ定量的に移動させ、ガラス原料供給口18aから管状火炎16の中央付近に供給することが好ましい。
その上、ガラス原料供給口18aの先端部を下方に折り曲げることによって、管状火炎の16の中央付近に、ガラス原料28をさらに確実に供給することができ、ひいては、縦型円筒状のガラス熔融塔14の中心軸に沿って下方に落下させることができる。
Although not shown, in the raw material supply device 18, the glass raw material 28 input from the glass raw material input port 18b is sequentially and quantitatively moved by a screw screw or the like provided in the inside thereof, and the glass raw material supply port 18a. To the vicinity of the center of the tubular flame 16.
In addition, by bending the tip of the glass raw material supply port 18a downward, the glass raw material 28 can be more reliably supplied to the vicinity of the center of the tubular flame 16, and as a result, a vertical cylindrical glass melting tower. 14 can be dropped down along the central axis.
(2)複数のガラス原料供給口
また、一つの縦型円筒状のガラス熔融塔に対して、鉛直方向に、複数のガラス原料供給口(第1のガラス原料供給口および第2のガラス原料供給口)を設けることが好ましい。
この理由は、複数種のガラス原料を熔融させる場合であっても、ガラス原料の種類や平均粒径に応じて、複数のガラス原料供給口のいずれかを選択して、最適な熔融状態とすることができるためである。
したがって、融点が比較的高いボウ硝等については、相対的に上方に設けてある第1の管状火炎生成装置から投入し、融点が比較的低い珪砂や炭酸ナトリウム等については、相対的に下方に設けてある第2の管状火炎生成装置から投入することが好ましい。
さらにまた、平均粒径が比較的大きいガラス原料については、相対的に上方に設けてある第1の管状火炎生成装置から投入し、平均粒径が比較的小さいガラス原料については、相対的に下方に設けてある第2の管状火炎生成装置から投入することが好ましい。
(2) A plurality of glass raw material supply ports A plurality of glass raw material supply ports (a first glass raw material supply port and a second glass raw material supply) are vertically aligned with respect to one vertical cylindrical glass fusing tower. It is preferable to provide a mouth.
The reason for this is that even when plural types of glass raw materials are melted, depending on the type of glass raw material and the average particle size, one of the plural glass raw material supply ports is selected to obtain an optimal melting state. Because it can.
Therefore, bow glass having a relatively high melting point is introduced from the first tubular flame generating device provided relatively upward, and silica sand, sodium carbonate, etc. having a relatively low melting point are relatively below. It is preferable to supply from the provided second tubular flame generating apparatus.
Furthermore, a glass material having a relatively large average particle diameter is introduced from the first tubular flame generating device provided relatively upward, and a glass material having a relatively small average particle diameter is relatively below. It is preferable to supply from the second tubular flame generating device provided in the.
なお、鉛直方向に、複数の管状火炎生成装置(第1の管状火炎生成装置および第2の管状火炎生成装置)が設けてある場合、それに対応して、複数のガラス原料供給口(第1のガラス原料供給口および第2のガラス原料供給口)を設けることも好ましい。
この理由は、ガラス原料の種類や平均粒径等に応じて、複数ある管状火炎生成装置およびそれに対応したガラス原料供給口をそれぞれきめ細かく選択し、ガラス原料を、より安定的に熔融することができるためである。
When a plurality of tubular flame generating devices (first tubular flame generating device and second tubular flame generating device) are provided in the vertical direction, a plurality of glass raw material supply ports (first It is also preferable to provide a glass raw material supply port and a second glass raw material supply port.
The reason for this is that, depending on the type of glass raw material, the average particle size, etc., a plurality of tubular flame generating devices and glass raw material supply ports corresponding thereto can be selected finely, and the glass raw material can be melted more stably. Because.
(3)撹拌装置
また、原料供給装置の一部に、ガラス原料を攪拌しながら供給するための撹拌装置が設けてあることが好ましい。
この理由は、このような撹拌装置を設けることによって、ガラス原料の凝集を有効に防止し、相当量のガラス原料であっても、より迅速かつ連続的に熔融することができるためである。
より具体的には、平均粒径が小さいほどガラス原料は凝集しやすい性質を有するものの、このような撹拌装置を設けることによって、個々のガラス原料に分離した状態で落下させることができ、ひいては、管状火炎生成装置によって、確実かつ安定的に、熔解することができる。
(3) Stirrer It is preferable that a stirrer for supplying the glass raw material while stirring is provided in a part of the raw material supply unit.
The reason for this is that by providing such a stirring device, the aggregation of the glass raw material can be effectively prevented, and even a considerable amount of the glass raw material can be melted more rapidly and continuously.
More specifically, the smaller the average particle diameter, the more easily the glass raw material is agglomerated, but by providing such a stirring device, the glass raw material can be dropped separately into individual glass raw materials. The tubular flame generating device can be melted reliably and stably.
そして、撹拌装置の種類についても特に制限されるものではないが、例えば、超音波振動装置、圧電振動装置、モータ振動装置、回転ミキサ、またはスクリューフィーダーのいずれか一つであることが好ましい。
この理由は、このような種類の撹拌装置であれば、比較的小型かつ少エネルギーの攪拌装置でありながら、ガラス原料の凝集を有効に防止し、相当量のガラス原料であっても、より安定的に熔融することができるためである。
The type of the stirring device is not particularly limited, but is preferably any one of, for example, an ultrasonic vibration device, a piezoelectric vibration device, a motor vibration device, a rotary mixer, or a screw feeder.
The reason for this is that with this type of agitation device, the glass material is effectively prevented from agglomerating while being a relatively small and low energy agitation device, and even a considerable amount of glass material is more stable. This is because it can be melted.
例えば、超音波振動装置は、周波数10〜20,000kHzの超音波振動子を備えており、ガラス原料に対して、所定振動を付与することによって、凝集防止を図るとともに、安定的な供給を図るための攪拌装置(振動撹拌装置)である。
また、圧電振動装置は、圧電体に加えられた力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する、いわゆる圧電効果を利用した受動素子を備えており、ガラス原料に対して、所定振動を付与することによって、凝集防止を図るとともに、安定的な供給を図るための攪拌装置である。
また、モータ振動装置は、モータの回転によって、隣接して設けてある振動板を震わせ、それによってガラス原料の凝集防止を図る攪拌装置である。
また、回転ミキサは、モータ等によって、所定回転数で回転する撹拌翼を所定容器内の内部に備えており、その撹拌翼によってガラス原料を回転移動させることによって、凝集防止を図る攪拌装置である。
For example, the ultrasonic vibration device includes an ultrasonic vibrator having a frequency of 10 to 20,000 kHz, and imparts a predetermined vibration to the glass raw material, thereby preventing aggregation and providing a stable supply. A stirring device (vibration stirring device).
In addition, the piezoelectric vibration device includes a passive element using a so-called piezoelectric effect that converts a force applied to a piezoelectric body into a voltage, or converts a voltage into a force, and applies a predetermined vibration to a glass material. It is a stirrer for preventing aggregation and providing a stable supply.
The motor vibration device is a stirring device that vibrates adjacent vibration plates by rotation of the motor and thereby prevents aggregation of the glass material.
The rotary mixer is a stirring device that includes a stirring blade that rotates at a predetermined number of rotations by a motor or the like inside a predetermined container, and rotates the glass raw material by the stirring blade to prevent aggregation. .
さらに、スクリューフィーダーは、図3に示すように、ガラス原料を貯蔵するとともに、所定量落下供給するためのホッパー52と、螺旋運動によって、ガラス原料を回転させながら移動させるための回転スクリュー装置54と、回転スクリュー装置54を駆動させるための駆動装置60と、を備えている。そして、制御装置62によって、これらの装置をそれぞれ制御動作させ、所定量のガラス原料28を、精度良く、出口58から下方に供給するための装置である。
したがって、このようなスクリューフィーダー50を用いた場合、相当量の粉状ガラス原料28であっても、均一かつ容易に撹拌することができるのみならず、ガラス原料28の管状火炎生成装置12への所定場所に、定量的に供給することが可能となる。すなわち、かかるスクリューフィーダー50を用いた場合、ガラス原料の撹拌供給装置としての機能を発揮することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the screw feeder stores a glass raw material, and a hopper 52 for dropping and supplying a predetermined amount, and a rotating screw device 54 for moving the glass raw material while rotating the glass raw material by a spiral motion, And a driving device 60 for driving the rotary screw device 54. The control device 62 controls each of these devices to supply a predetermined amount of the glass raw material 28 downward from the outlet 58 with high accuracy.
Therefore, when such a screw feeder 50 is used, not only a considerable amount of powdery glass raw material 28 can be stirred uniformly and easily, but also the glass raw material 28 is supplied to the tubular flame generating device 12. It becomes possible to supply quantitatively to a predetermined place. That is, when this screw feeder 50 is used, the function as an agitation supply device for the glass raw material can be exhibited.
(4)定量供給装置
また、図4(a)に定量供給装置70の斜視図、図4(b)に上方から見た定量供給装置70の平面図を示すが、所定幅のスリット72が設けてあり、当該スリット72を介して、ガラス原料28をカーテン状に落下させながら、縦型円筒状のガラス熔融塔14に対して、定量的に供給する定量供給装置70を備えることが好ましい。
この理由は、原料供給装置等の下方に、このような定量供給装置を設けることによって、ガラス原料の連続的かつ定量的な供給を可能とし、相当量のガラス原料であっても、より迅速かつ安定的に熔融することができるためである。
そして、原料供給装置と、ガラス熔融塔との間に、このように定量供給装置を設けてある場合、かかる定量供給装置が、断熱作用を発揮することから、原料供給装置におけるガラス原料の熱劣化を有効に防止することもできる。
(4) Fixed quantity supply apparatus FIG. 4A shows a perspective view of the fixed quantity supply apparatus 70, and FIG. 4B shows a plan view of the fixed quantity supply apparatus 70 as viewed from above. A slit 72 having a predetermined width is provided. It is preferable to provide a quantitative supply device 70 that quantitatively supplies the glass raw material 28 to the vertical cylindrical glass fusing tower 14 while dropping the glass raw material 28 in a curtain shape through the slit 72.
The reason for this is that by providing such a quantitative supply device below the raw material supply device etc., it is possible to supply the glass raw material continuously and quantitatively. This is because it can be melted stably.
And when the fixed amount supply apparatus is provided in this way between the raw material supply apparatus and the glass melting tower, the fixed amount supply apparatus exhibits a heat insulation action, so that the thermal deterioration of the glass raw material in the raw material supply apparatus. Can be effectively prevented.
なお、図4(a)〜(b)に示すような定量供給装置70にスリット72を設ける場合、ガラス原料の種類や平均粒径、さらには熔融速度等にもよるが、当該スリット幅を0.1〜10mmとし、スリット長さを10〜100mmとすることが好ましい。
そして、例えば、平面形状が円形の回転容器74を備えるとともに、その内部で回転軸78の周りを、矢印Hで示す方向に、所定回転数、例えば、0.1〜30rpmで回転する、概長方形状の羽状物(ゴム製プロペラ等)76を設けることが好ましい。
すなわち、かかる羽状物76の回転駆動によって、回転容器74の内部に収容したガラス原料28を、回転容器74の内壁および底部に対して順次押圧し、ガラス原料28の凝集を防止しつつ、所定幅のスリット72からカーテン状にこそぎ落とすことが好ましい。
In addition, when providing the slit 72 in the fixed-quantity supply apparatus 70 as shown to Fig.4 (a)-(b), although it depends on the kind of glass raw material, an average particle diameter, a melting rate, etc., the said slit width is set to 0. The slit length is preferably 10 to 100 mm.
Then, for example, a roughly rectangular shape including a rotating container 74 having a circular planar shape and rotating around the rotation shaft 78 in a direction indicated by an arrow H at a predetermined rotation speed, for example, 0.1 to 30 rpm. It is preferable to provide a wing-like object (such as a rubber propeller) 76.
That is, by rotating the blades 76, the glass raw material 28 accommodated in the rotary container 74 is sequentially pressed against the inner wall and the bottom of the rotary container 74 to prevent the glass raw material 28 from agglomerating and It is preferable that the slit 72 of the width is scraped off into a curtain shape.
2.ガラス熔融塔
(1)基本的構成
また、ガラス熔融塔14は、図1に示すように、縦型円筒状であることを特徴とする。
すなわち、断面形状が実質的に円形であって、所定の断面積を有する縦型円筒状のガラス熔融塔を用いることによって、管状火炎の形成が容易になるととともに、安定的な火炎状態を保持することができるためである。
そして、図2の拡大図に示すように、円形の内壁に沿って形成された管状火炎16の中心付近は、火炎と同等温度のホットエアとなるとともに、管状火炎とともに、渦流として移動する、かかるホットエアを利用することができるためである。
したがって、ホットエアの中に、原料供給装置18を用い、ガラス原料28を投入、落下させることによって、相当量のガラス原料28であっても、縦型円筒状のガラス熔融塔の底部までの落下時間である数秒以内に、迅速かつ安定的に熔融することが可能となる。
一例であるが、図5(a)に、所定のガラス熔融塔における管状火炎によって得られた熔融ガラスの固化物、および、図5(b)に、熔融される前の粉末状のガラス原料を示す。
2. Glass Melting Tower (1) Basic Configuration Further, the glass melting tower 14 is characterized by being a vertical cylindrical shape as shown in FIG.
That is, the use of a vertical cylindrical glass fusing tower having a substantially circular cross-sectional shape and a predetermined cross-sectional area facilitates the formation of a tubular flame and maintains a stable flame state. Because it can.
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the vicinity of the center of the tubular flame 16 formed along the circular inner wall becomes hot air having the same temperature as the flame, and moves as a swirl along with the tubular flame. This is because it can be used.
Therefore, by using the raw material supply device 18 in hot air, the glass raw material 28 is charged and dropped, so that even if a considerable amount of the glass raw material 28 is dropped, the drop time to the bottom of the vertical cylindrical glass melting tower is reached. It is possible to melt quickly and stably within a few seconds.
As an example, FIG. 5 (a) shows a molten glass solidified product obtained by a tubular flame in a predetermined glass melting tower, and FIG. 5 (b) shows a powdery glass raw material before melting. Show.
また、縦型円筒状のガラス熔融塔の形態(管直径や管長さ)についても、特に制限されるものでないが、通常、管直径については、5〜200mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる管直径が5mm未満の値になると、ガラス原料の単位時間当たりの熔融量が著しく低下したり、一旦熔融したガラス原料が、管壁に堆積したりする場合があるためである。
一方、かかる管直径が200mmを超えた値になると、管状火炎の安定性が低下したり、面方向の温度分布が不均一となったりする場合があるためである。
したがって、縦型円筒状のガラス熔融塔における管直径を、10〜100mmの範囲内の値とすることがより好ましく、管直径を、25〜80mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
Further, the form (tube diameter and tube length) of the vertical cylindrical glass melting tower is not particularly limited, but the tube diameter is usually preferably set to a value in the range of 5 to 200 mm. .
The reason for this is that when the tube diameter is less than 5 mm, the melting amount of the glass raw material per unit time may be significantly reduced, or the glass raw material once melted may be deposited on the tube wall. .
On the other hand, if the tube diameter exceeds 200 mm, the stability of the tubular flame may be reduced, or the temperature distribution in the surface direction may be uneven.
Therefore, the tube diameter in the vertical cylindrical glass melting tower is more preferably set to a value in the range of 10 to 100 mm, and the tube diameter is further preferably set to a value in the range of 25 to 80 mm.
さらに、縦型円筒状のガラス熔融塔の管長さについても、通常、300〜10000mm(0.3m〜10m)の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる管長さが0.3m未満の値になると、ガラス原料の落下時間が過度に短くなって、均一加熱が困難となる場合があるためである。
一方、かかる管長さが10mを超えた値になると、管状火炎の安定性が低下したり、鉛直方向の温度分布が過度に不均一となったりする場合があるためである。
したがって、縦型円筒状のガラス熔融塔における管長さを、500〜5000mm(0.5m〜5m)の範囲内の値とすることがより好ましく、800〜2500mm(0.8m〜2.5m)の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
Furthermore, the tube length of the vertical cylindrical glass fusing tower is usually preferably set to a value in the range of 300 to 10000 mm (0.3 m to 10 m).
This is because when the tube length is less than 0.3 m, the glass raw material drop time becomes excessively short and uniform heating may be difficult.
On the other hand, if the tube length exceeds 10 m, the stability of the tubular flame may be lowered, or the temperature distribution in the vertical direction may be excessively uneven.
Therefore, the tube length in the vertical cylindrical glass fusing tower is more preferably set to a value in the range of 500 to 5000 mm (0.5 m to 5 m), and 800 to 2500 mm (0.8 m to 2.5 m). More preferably, the value is within the range.
その他、ガラス熔融塔については、ステンレス、白金、鉄、セラミック材料等の耐熱材料から構成することができ、全体として、鉛直方向に伸びた直線状の円管であることが基本的に好ましいが、上述した原料供給装置のガラス熔融塔における接続箇所、すなわち、管状火炎生成装置の上方については、ガラス原料の落下時間、落下状態、さらには落下場所を調整すべく、鉛直方向に対して、10〜80°傾斜した傾斜管とすることも好ましい。
さらに、後述する管状火炎生成装置を通過した箇所についても、管状火炎によって熔融したガラスの落下時間や落下状態を調整すべく、鉛直方向に対して、10〜80°傾斜した傾斜管とすることも好ましい。
In addition, the glass melting tower can be composed of a heat-resistant material such as stainless steel, platinum, iron, ceramic material, etc., and as a whole is basically preferably a straight circular tube extending in the vertical direction, With respect to the connection point in the glass melting tower of the raw material supply device described above, that is, above the tubular flame generating device, the glass raw material dropping time, falling state, and further, in order to adjust the dropping location, 10 to An inclined tube inclined at 80 ° is also preferable.
Furthermore, also about the part which passed the tubular flame production | generation apparatus mentioned later, in order to adjust the fall time and fall state of the glass fuse | melted with the tubular flame, it is also possible to set it as the inclination pipe | tube inclined 10-80 degrees with respect to the perpendicular direction. preferable.
(2)管状火炎生成装置
また、管状火炎生成装置12は、図2の拡大図に示すように、縦型円筒状のガラス熔融塔14の接線方向に対して、少なくとも燃料ガスを供給する第1のノズル12a、12cおよび酸素含有ガスを供給する第2のノズル12b、12dを備えることを特徴とする。
そして、図1に示されるように、第1のノズル12a、12cから供給される燃料ガスは、流量計20および配管22a、22bを介して、燃料ガスボンベ22から供給されている。
また、第2のノズル12b、12dから供給される酸素含有ガス(純酸素)は、流量計20および配管24a、24bを介して、酸素含有ガスボンベ24から供給されている。
さらに、第2のノズル12b、12dの途中から供給される空気は、流量計20および配管26a、26bを介して、コンプレッサー26から供給されている。
(2) Tubular Flame Generating Device Further, as shown in the enlarged view of FIG. 2, the tubular flame generating device 12 is a first unit that supplies at least fuel gas with respect to the tangential direction of the vertical cylindrical glass melting tower 14. Nozzles 12a, 12c and second nozzles 12b, 12d for supplying oxygen-containing gas.
As shown in FIG. 1, the fuel gas supplied from the first nozzles 12a and 12c is supplied from the fuel gas cylinder 22 through the flow meter 20 and the pipes 22a and 22b.
The oxygen-containing gas (pure oxygen) supplied from the second nozzles 12b and 12d is supplied from the oxygen-containing gas cylinder 24 via the flow meter 20 and the pipes 24a and 24b.
Furthermore, the air supplied from the middle of the second nozzles 12b and 12d is supplied from the compressor 26 via the flow meter 20 and the pipes 26a and 26b.
すなわち、図2中、矢印Aおよび矢印Cに示すように、第1のノズル12a、12cから供給されるとともに、第1のノズル出口14a、14cから噴出された燃料ガスと、矢印Bおよび矢印Dに示すように、第2のノズル12b、12dから供給されるとともに、第2のノズル出口14b、14dから噴出されたた酸素含有ガスと、が、ガラス熔融塔14の内壁に沿って急速混合されて、燃焼可能なガス層16bを形成することができる。
したがって、燃焼可能なガス層16bに着火することによって、所定厚さを有する渦流としての火炎層16aが、ガラス熔融塔14の内面壁に沿って形成され、管状火炎16の一部として、ガラス原料の迅速かつ均一加熱に寄与することになる。
That is, as shown by arrows A and C in FIG. 2, the fuel gas supplied from the first nozzles 12 a and 12 c and ejected from the first nozzle outlets 14 a and 14 c, and the arrows B and D As shown in FIG. 5, the oxygen-containing gas supplied from the second nozzles 12b and 12d and ejected from the second nozzle outlets 14b and 14d is rapidly mixed along the inner wall of the glass melting tower 14. Thus, the combustible gas layer 16b can be formed.
Therefore, by igniting the combustible gas layer 16 b, a flame layer 16 a as a vortex having a predetermined thickness is formed along the inner wall of the glass melting tower 14, and a glass raw material is used as a part of the tubular flame 16. This contributes to rapid and uniform heating.
ここで、図6を参照して、管状火炎生成装置によって形成される管状火炎の半径方向位置(面方向)における温度分布について説明する。
すなわち、図6の横軸は、縦型円筒状のガラス熔融塔(管径:40mm)における半径方向位置(中心0mm、±20mm)を示しており、縦軸は、管状火炎生成装置によって形成される管状火炎の火炎温度(K)を示している。
そして、温度分布を示す特性曲線は、中心から約±20mm離れた端部、すなわち、内面壁付近においては、500K以下の相当低い温度を示している。
その一方、中心から0mm〜約±18mmの面方向領域においては、2200〜2400Kの極めて均一な高い温度であることを示している。
したがって、管状火炎を用いた場合、中心部を含めて、広範囲で得られる均一高温領域を利用して、相当量のガラス原料であっても、迅速かつ連続的に熔融することができる。
なお、図示しないものの、管状火炎生成装置によって形成される管状火炎は、渦流として移動することから、縦型円筒状のガラス熔融塔における面方向のみならず、鉛直方向においても、均一な温度分布を有することが判明している。
Here, with reference to FIG. 6, the temperature distribution in the radial direction position (plane direction) of the tubular flame formed by the tubular flame production | generation apparatus is demonstrated.
That is, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the radial position (center 0 mm, ± 20 mm) in a vertical cylindrical glass melting tower (tube diameter: 40 mm), and the vertical axis is formed by a tubular flame generating device. The flame temperature (K) of the tubular flame is shown.
The characteristic curve indicating the temperature distribution shows a considerably low temperature of 500 K or less at the end portion that is approximately ± 20 mm away from the center, that is, in the vicinity of the inner wall.
On the other hand, in the surface direction region of 0 mm to about ± 18 mm from the center, it is shown that the temperature is extremely uniform and high between 2200 and 2400K.
Therefore, when a tubular flame is used, even a considerable amount of glass raw material can be melted quickly and continuously using a uniform high temperature region obtained in a wide range including the center.
Although not shown, since the tubular flame formed by the tubular flame generating device moves as a vortex, it has a uniform temperature distribution not only in the surface direction in the vertical cylindrical glass melting tower but also in the vertical direction. It has been found to have.
次いで、図7(a)〜(c)を参照して、管状火炎生成装置によって形成される管状火炎の温度に及ぼす管状火炎生成用ガスにおける燃料ガス/酸素の当量比の影響について説明する。
すなわち、図7(a)の横軸は、管状火炎生成用ガスにおける燃料ガス(CH4/O2)の当量比(−)を示しており、縦軸は、形成される管状火炎の火炎温度(K)を示している。
また、図7(b)の横軸は、管状火炎生成用ガスにおける燃料ガス(C3H8/O2)の当量比(−)を示しており、縦軸は、形成される管状火炎の火炎温度(K)を示している。
さらに、図7(c)の横軸は、管状火炎生成用ガスにおける燃料ガス(H2/O2)の当量比(−)を示しており、縦軸は、形成される管状火炎の火炎温度(K)を示している。
そして、図7(a)〜(c)の温度分布を示す特性曲線は、それぞれ管状火炎生成用ガスの種類によらず、当量比1付近で、形成される管状火炎において、最高火炎温度が得られることを示している。
したがって、管状火炎を用いた場合、管状火炎生成用ガスの種類によらず、管状火炎用形成ガスの当量比1付近で、最高火炎温度が得られることから、それを利用して、相当量のガラス原料であっても、迅速かつ連続的のみならず、安定的に熔融することができる。
Next, the influence of the fuel gas / oxygen equivalent ratio in the tubular flame generating gas on the temperature of the tubular flame formed by the tubular flame generating device will be described with reference to FIGS.
In other words, the horizontal axis in FIG. 7 (a), the equivalent ratio of the fuel gas in the tubular flame generation gas (CH 4 / O 2) ( -) indicates a vertical axis, the flame temperature of the tubular flame formed (K) is shown.
The horizontal axis of FIG. 7 (b), the equivalent ratio of the fuel gas in the tubular flame generation gas (C 3 H 8 / O 2 ) (-) indicates a vertical axis, a tubular flame formed The flame temperature (K) is shown.
Further, the horizontal axis of FIG. 7C indicates the equivalent ratio (−) of the fuel gas (H 2 / O 2 ) in the tubular flame generating gas, and the vertical axis indicates the flame temperature of the formed tubular flame. (K) is shown.
The characteristic curves showing the temperature distributions in FIGS. 7A to 7C show the maximum flame temperature in the formed tubular flame at an equivalent ratio of about 1, regardless of the type of tubular flame generating gas. It is shown that.
Therefore, when a tubular flame is used, the maximum flame temperature can be obtained near the equivalent ratio of the tubular flame forming gas, regardless of the type of the tubular flame generating gas. Even glass raw materials can be melted stably as well as rapidly and continuously.
(3)複数の管状火炎生成装置
また、図示しないものの、鉛直方向に沿って、上方から、少なくとも第1の管状火炎生成装置および第2の管状火炎生成装置が設けてあることが好ましい。
この理由は、これら複数の管状火炎生成装置を設けることによって、管状火炎の温度や大きさ等の調整が容易になって、種々のガラス原料に対応して、それらを迅速かつ安定的に熔融することができるためである。
したがって、例えば、縦型円筒状のガラス熔融塔を長さ方向に二等分して、第1の管状火炎生成装置を二等分された上方部分に設け、第2の管状火炎生成装置を二等分された下方部分に設けることができる。
(3) Plural tubular flame generating apparatuses Although not shown, it is preferable that at least a first tubular flame generating apparatus and a second tubular flame generating apparatus are provided from above along the vertical direction.
The reason for this is that by providing the plurality of tubular flame generating devices, it becomes easy to adjust the temperature and size of the tubular flame and melt them quickly and stably in accordance with various glass raw materials. Because it can.
Therefore, for example, a vertical cylindrical glass melting tower is equally divided into two in the length direction, and the first tubular flame generating device is provided in the upper half of the two, and the second tubular flame generating device is divided into two. It can be provided in the equally divided lower part.
(4)管状火炎生成装置の配置
また、管状火炎生成装置12の配置に関して、図1や図8に示すように、縦型円筒状のガラス熔融塔14の上方であっても良く、あるいは、図示しないものの、縦型円筒状のガラス熔融塔の下方であっても良い。
すなわち、管状火炎生成装置を、縦型円筒状のガラス熔融塔の上方に配置した場合、管状火炎が、上方から下方に向かって、渦を巻きながら降下することになるが、温度分布のばらつきが小さい管状火炎の中央付近に、ガラス原料を正確に供給することができる。
一方、管状火炎生成装置を、縦型円筒状のガラス熔融塔の下方に配置した場合、管状火炎が、下方から上方に向かって吹き上がることになるが、下方に落下するガラス原料と、管状火炎の中央付近に存在する熱風と、が対向することから、ガラス原料をさらに効率的に加熱することができる。
(4) Arrangement of Tubular Flame Generating Apparatus Further, regarding the arrangement of the tubular flame generating apparatus 12, as shown in FIG. 1 and FIG. 8, it may be above the vertical cylindrical glass melting tower 14, or illustrated. However, it may be below the vertical cylindrical glass fusing tower.
That is, when the tubular flame generating device is arranged above the vertical cylindrical glass melting tower, the tubular flame descends from the upper side to the lower side while swirling, but the temperature distribution varies. The glass raw material can be accurately supplied near the center of the small tubular flame.
On the other hand, when the tubular flame generating device is disposed below the vertical cylindrical glass melting tower, the tubular flame is blown upward from below, but the glass raw material falling downward and the tubular flame Since the hot air existing in the vicinity of the center of the glass is opposed, the glass raw material can be heated more efficiently.
(5)シャッター
また、図8に示すように、縦型円筒状のガラス熔融塔14の途中に、一つまたは二つ以上のシャッター80(80a、80b、80c)が設けてあることが好ましい。
この理由は、このようなガラス熔融塔の内部を所定空間ごとに仕切るシャッターを設けるとともに、それらを開閉することによって、ガラス熔融塔における管状火炎の形成場所や、ガラス熔融塔の温度分布を精度良く調整することができるためである。
したがって、このようなシャッターの開閉によって、ガラス原料の熔融状態をさらに綿密に制御したり、ガラス原料の熔融作業に伴う安全性を向上させたりすることができる。
(5) Shutter Moreover, as shown in FIG. 8, it is preferable that one or two or more shutters 80 (80a, 80b, 80c) are provided in the middle of the vertical cylindrical glass fusing tower.
The reason for this is that a shutter for partitioning the inside of the glass melting tower for each predetermined space is provided, and by opening and closing them, the location where the tubular flame is formed in the glass melting tower and the temperature distribution of the glass melting tower are accurately determined. This is because it can be adjusted.
Therefore, by opening and closing such a shutter, the melting state of the glass material can be controlled more closely, and the safety associated with the melting operation of the glass material can be improved.
より具体的には、所定の管状火炎を形成する場合、図8に示すガラス熔融塔14に、矢印A、CおよびB、Dに示すように、複数の管状火炎生成用ガスを導入する前に、全てのシャッター80(第1〜第3のシャッター80a、80b、80c)を実質的に閉じておく。
次いで、過圧力状態とならないように、第1のシャッター80aを一部開放した状態にした後、ガラス熔融塔14の内部に、複数の管状火炎生成用ガスをそれぞれ導入する。そして、これらの管状火炎生成用ガスが内壁に沿って急速混合され、燃焼可能なガス層を形成した後に、着火装置19により、着火する。
この時、第1のシャッター80aは、一部開放状態ではあるものの、ガラス熔融塔14の途中が実質的に仕切られていることから、管状火炎形成室の容積は、比較的小さくなる。よって、複数の管状火炎生成用ガスが、すぐに着火可能状態となる。
また、管状火炎形成室に、残留酸素等が存在している場合であっても、管状火炎形成室の容積が比較的小さいことから、かかる残留酸素の悪影響を排除しやすくなる。
More specifically, when forming a predetermined tubular flame, before introducing a plurality of tubular flame generating gases into the glass melting tower 14 shown in FIG. 8, as indicated by arrows A, C and B, D. All the shutters 80 (the first to third shutters 80a, 80b, 80c) are substantially closed.
Next, after the first shutter 80 a is partially opened so as not to be in an overpressure state, a plurality of tubular flame generating gases are respectively introduced into the glass melting tower 14. These tubular flame generating gases are rapidly mixed along the inner wall to form a combustible gas layer, and then ignited by the ignition device 19.
At this time, although the first shutter 80a is partially opened, the volume of the tubular flame forming chamber is relatively small because the glass melting tower 14 is substantially partitioned in the middle. Therefore, the plurality of tubular flame generating gases are ready to be ignited.
Further, even when residual oxygen or the like is present in the tubular flame forming chamber, since the volume of the tubular flame forming chamber is relatively small, it is easy to eliminate the adverse effects of such residual oxygen.
次いで、第1のシャッター80aのみを開き、管状火炎形成室を大きくすることによって、管状火炎の形成領域を大きくする。
次いで、第1のシャッター80aのみならず、第2のシャッター80bも順次開き、管状火炎形成室を、当初の約2倍に大きくすることによって、管状火炎の形成領域をさらに大きくする。
最後に、第1および第2のシャッター80a、80bのみならず、第3のシャッター80cも順次開き、管状火炎形成室を当初の約3倍に大きくすることによって、管状火炎の形成領域をさらに大きくする。
すなわち、第1〜第3のシャッター80a、80b、80cを順次開き、管状火炎形成室を徐々に大きくすることによって、安全かつ安定的に、最終的に所望形成状態の管状火炎を得ることができる。
Next, only the first shutter 80a is opened, and the tubular flame forming chamber is enlarged to enlarge the tubular flame forming region.
Next, not only the first shutter 80a but also the second shutter 80b are sequentially opened, and the tubular flame formation chamber is enlarged about twice as much as the original, thereby further increasing the formation area of the tubular flame.
Finally, not only the first and second shutters 80a and 80b but also the third shutter 80c are sequentially opened, and the tubular flame forming chamber is enlarged about three times the initial size, thereby further increasing the tubular flame forming region. To do.
That is, by sequentially opening the first to third shutters 80a, 80b, and 80c and gradually increasing the size of the tubular flame forming chamber, a tubular flame in a desired formation state can be finally obtained safely and stably. .
3.その他の構成装置
(1)断熱装置または冷却装置
また、図8に示すように、原料供給装置18と、縦型円筒状のガラス熔融塔14との間に、断熱装置または冷却装置82が設けてあることが好ましい。
より具体的には、このような断熱装置または冷却装置によって、原料供給装置におけるガラス原料の温度を、例えば、100℃以下の値に制御することが好ましい。
この理由は、バッファー室やガラスウール充填室等の断熱装置や、水冷管等の冷却装置等が設けてあることにより、原料供給装置に、ガラス原料を所定時間滞留させた場合であっても、その間の凝集を容易に防止することができるためである。
3. Other component devices (1) Heat insulation device or cooling device As shown in FIG. 8, a heat insulation device or a cooling device 82 is provided between the raw material supply device 18 and the vertical cylindrical glass fusing tower 14. Preferably there is.
More specifically, it is preferable to control the temperature of the glass raw material in the raw material supply device to, for example, a value of 100 ° C. or less by such a heat insulating device or a cooling device.
The reason for this is that by providing a heat insulating device such as a buffer chamber or a glass wool filling chamber, a cooling device such as a water-cooled tube, etc., even if the glass raw material is retained in the raw material supply device for a predetermined time, This is because aggregation during that time can be easily prevented.
(2)追加加熱装置
また、図8に示すように、部分的熔解状態等のガラス原料が、矢印Jで示されるように供給された場合であっても、ガラス熔融塔14の下方端に、そのような熔融ガラスをさらに加熱熔融させるための追加加熱装置94を備えることが好ましい。
この理由は、このようにガラス熔融塔とは別に加熱装置を設けることによって、管状火炎生成装置のみの加熱によってはガラス原料が部分的熔解状態であったとしても、ガラス熔融塔とは別の加熱装置によって、均一温度かつ良好な流動状態の熔融ガラスとすることができるためである。
より具体的には、追加加熱装置として、ガスバーナー加熱炉、赤外線加熱炉、誘導加熱炉、電気加熱装置等の少なくとも一つを設けて追加加熱することによって、例えば、温度が1200〜2500℃の範囲であって、かつ、均一流動状態の熔融ガラスとすることができる。
なお、ガラス熔融塔の下方端に、上述した管状火炎生成装置が設けてある場合には、かかる管状火炎生成装置のさらに下方に、得られた熔融ガラスの貯留部を設けるとともに、そこに追加加熱装置を設ければ良い。
(2) Additional heating apparatus Moreover, even if it is a case where glass raw materials, such as a partial melting state, are supplied as shown by the arrow J, as shown in FIG. It is preferable to provide an additional heating device 94 for further heating and melting such molten glass.
The reason for this is that by providing a heating device separately from the glass melting tower, even if the glass raw material is in a partially melted state by heating only the tubular flame generating device, heating is performed separately from the glass melting tower. It is because it can be set as the molten glass of uniform temperature and a favorable flow state with an apparatus.
More specifically, as the additional heating device, by providing at least one of a gas burner heating furnace, an infrared heating furnace, an induction heating furnace, an electric heating device, and the like, for example, the temperature is 1200 to 2500 ° C. It is a range, and it can be set as the molten glass of a uniform flow state.
In addition, when the tubular flame production | generation apparatus mentioned above is provided in the lower end of the glass melting tower, while providing the storage part of the obtained molten glass in the further downward part of this tubular flame production | generation apparatus, it adds additional heating there A device may be provided.
(3)ガラス清澄装置
また、図8に示すように、ガラス熔融塔14の端部に設けてある熔融ガラスの取り出し口98の先に、ガラス熔融塔14で得られた熔融ガラス96を流動させながら、炭酸ガスを脱泡するガラス清澄装置100をさらに備えることが好ましい。
より具体的には、図8に示すように、横長のプ−ル状のガラス清澄装置100を設けて、熔融ガラス96を緩やかに流動させながら、さらには撹拌しながら、内部に含まれる炭酸ガスを、矢印Kで表わされる方向に、有効に脱泡することが好ましい。
この理由は、このようなガラス清澄装置をさらに備えることによって、炭酸ガス発生による熔融ガラスの流動状態の不均一化を有効に防止することができ、ひいては、泡が少ない熔融ガラスを用いて、所定の機械的強度等を有するガラス容器を安定的に製造することができるためである。
(3) Glass refining apparatus Moreover, as shown in FIG. 8, the molten glass 96 obtained by the glass fusing tower 14 is made to flow at the tip of the molten glass outlet 98 provided at the end of the glass fusing tower 14. However, it is preferable to further include a glass clarifier 100 for degassing carbon dioxide gas.
More specifically, as shown in FIG. 8, carbon dioxide gas contained therein is provided by providing a horizontally long pool-shaped glass refining device 100 and gently flowing the molten glass 96 and further stirring. Is preferably effectively defoamed in the direction indicated by the arrow K.
The reason for this is that by further providing such a glass refining device, it is possible to effectively prevent non-uniformity in the flow state of the molten glass due to the generation of carbon dioxide gas. This is because it is possible to stably produce a glass container having the above mechanical strength.
(4)着火装置
また、図8に示すように、管状火炎形成装置12の近傍に、着火装置19を備えることが好ましい。
この理由は、このように着火装置を備えることによって、管状火炎形成用ガスに対して、安全かつ容易に着火して、管状火炎を形成することができるためである。
より具体的には、ガラス熔融塔の内部であって、管状火炎形成装置の近傍に、着火装置として、スパークプラグ着火装置、電熱線着火装置、パイロット火炎着火装置等の少なくとも一つを設けることが好ましい。
すなわち、図2に示すように、第1のノズル12a、12cから供給された燃料ガスと、第2のノズル12b、12dから供給された酸素含有ガスと、が急速混合されて、ガラス熔融塔14の内壁において均一に燃焼可能なガス層16bを形成することから、それに着火装置19によって着火することによって、迅速かつ簡便に、管状火炎16の一部として、火炎層16aを形成することができる。
(4) Ignition device Moreover, as shown in FIG. 8, it is preferable to provide the ignition device 19 in the vicinity of the tubular flame forming device 12.
This is because by providing the ignition device in this manner, the tubular flame forming gas can be safely and easily ignited to form a tubular flame.
More specifically, at least one of a spark plug ignition device, a heating wire ignition device, a pilot flame ignition device, etc. may be provided as an ignition device inside the glass melting tower and in the vicinity of the tubular flame forming device. preferable.
That is, as shown in FIG. 2, the fuel gas supplied from the first nozzles 12 a and 12 c and the oxygen-containing gas supplied from the second nozzles 12 b and 12 d are rapidly mixed, and the glass melting tower 14. Since the gas layer 16b that can be combusted uniformly is formed on the inner wall of the gas, the flame layer 16a can be quickly and easily formed as a part of the tubular flame 16 by being ignited by the ignition device 19.
(5)ガスセンサおよび温度計
また、図8に示すように、ガラス熔融塔14の所定場所に、酸素、窒素、二酸化炭素等のガスセンサ84、86、90を備えることが好ましい。
この理由は、このようにガスセンサ84、86、90を備えることによって、過剰な酸素の滞留や、ガラス原料から発生した窒素、二酸化炭素等の滞留について検知することができるためである。したがって、このような滞留ガスに起因して、予想しない発火現象が生じたり、管状火炎の安定性が低下したりする現象を有効に防止することができる。
そして、さらに、ガスセンサ84、86、90とともに、温度計88を併用することが好ましい。
この理由は、このように温度計88を併用することによって、ガスセンサ84、86、90の検知精度を高めたり、これらガスセンサやガラス熔融塔14の故障診断にも使用することができるためである。
なお、酸素や窒素のガスセンサ84、86は、検知するガスの滞留特性等を考慮して、ガラス熔融塔14の比較的上方に設けることが好ましく、二酸化炭素のガスセンサ90は、ガラス熔融塔14の比較的下方に設けることが好ましい。
(5) Gas sensor and thermometer Moreover, as shown in FIG. 8, it is preferable to provide gas sensors 84, 86, and 90 of oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc. in a predetermined place of the glass melting tower.
The reason for this is that by providing the gas sensors 84, 86, 90 in this way, it is possible to detect the retention of excess oxygen and the retention of nitrogen, carbon dioxide, etc. generated from the glass raw material. Therefore, it is possible to effectively prevent a phenomenon in which an unexpected ignition phenomenon occurs due to such a staying gas or the stability of the tubular flame is lowered.
Further, it is preferable to use a thermometer 88 together with the gas sensors 84, 86 and 90.
This is because the detection accuracy of the gas sensors 84, 86, 90 can be increased by using the thermometer 88 in this way, or for failure diagnosis of these gas sensors and the glass melting tower 14.
The oxygen and nitrogen gas sensors 84 and 86 are preferably provided relatively above the glass melting tower 14 in consideration of the retention characteristics of the gas to be detected, and the carbon dioxide gas sensor 90 is provided in the glass melting tower 14. It is preferable to provide it relatively below.
(6)耐火構造
また、図9(a)に上方から見た平面図、図9(b)に側面図を示すように、ガラス熔融塔14の周囲を、耐熱保護部材32、例えば、耐火レンガ等の耐火物で被覆して、全体として、耐火構造とすることが好ましい。
この理由は、このように耐火構造とすることによって、ガラス熔融塔から外部に拡散する熱を防止し、ガラス熔融塔の耐久性や機械的強度を高めることができるためである。
より具体的には、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、炭素材料等から構成された耐火レンガ等の耐火物を用いて、ガラス熔融塔の周囲を被覆することが好ましい。
そして、図9(a)〜(b)に示すように、金属製のフレーム部材30を用いて、耐熱保護部材32の周囲を、さらに補強することが好ましい。
(6) Fireproof structure Further, as shown in FIG. 9 (a), a plan view seen from above, and in FIG. 9 (b), a side view, the periphery of the glass melting tower 14 is covered with a heat-resistant protective member 32, for example, firebrick. It is preferable to cover with a refractory material such as a fireproof structure as a whole.
The reason for this is that by adopting such a fireproof structure, heat diffused from the glass melting tower to the outside can be prevented, and the durability and mechanical strength of the glass melting tower can be increased.
More specifically, it is preferable to cover the periphery of the glass melting tower with a refractory material such as a refractory brick composed of aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, aluminum nitride, zirconium nitride, carbon material and the like.
And as shown to Fig.9 (a)-(b), it is preferable to reinforce the circumference | surroundings of the heat-resistant protection member 32 using the metal frame members 30. FIG.
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、ガラス原料を供給する原料供給装置におけるガラス原料供給口から供給された落下状態のガラス原料を加熱して、熔融ガラスとするガラス熔融方法であって、ガラス原料供給口から、縦型円筒状のガラス熔融塔に、ガラス原料を供給する工程(第1工程と称する場合がある。)と、供給された落下状態のガラス原料を、縦型円筒状のガラス熔融塔に備えてある管状火炎生成装置によって、加熱し、熔融ガラスとする工程(第2工程と称する場合がある。)と、を含むことを特徴とするガラス熔融方法である。
すなわち、ガラス原料を落下状態とする第1工程と、落下状態のガラス原料を、管状火炎によって加熱し、熔融ガラスとする第2工程と、を含むことによって、熔融させるガラス原料量の如何によらず、ガラス原料を所定粒径に成形することなく、かつ、発生する炭酸ガス等の影響を排除して、極めて高いエネルギー効率でもって、迅速かつ連続的に熔融することができる。
以下、第1工程および第2工程に分けて、第2の実施形態のガラス熔融方法について、具体的に説明する。
[Second Embodiment]
2nd Embodiment is a glass melting method which heats the glass raw material of the fall state supplied from the glass raw material supply port in the raw material supply apparatus which supplies a glass raw material, and makes it a molten glass, Comprising: From a glass raw material supply port The vertical cylindrical glass melting tower includes a step of supplying a glass raw material (sometimes referred to as a first step), and the supplied glass raw material in a fall state is provided in the vertical cylindrical glass melting tower. And a step of heating to a molten glass by a tubular flame generating apparatus (sometimes referred to as a second step).
That is, depending on the amount of the glass raw material to be melted by including the first step of bringing the glass raw material into a falling state and the second step of heating the glass raw material in the falling state with a tubular flame to form a molten glass. In addition, the glass raw material can be melted quickly and continuously with a very high energy efficiency without forming the glass raw material into a predetermined particle size and eliminating the influence of the generated carbon dioxide gas or the like.
Hereinafter, the glass melting method of the second embodiment will be specifically described by dividing it into a first step and a second step.
1.第1工程
(1)ガラス原料の種類
第1工程において供給されるガラス原料の種類は特に制限されるものではないが、珪砂、ソーダ灰(炭酸ナトリウム)、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、石灰石、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硼砂、長石、ガラスカレット、金属等の一種単独または二種以上の混合物を使用することができる。
より具体的に、ソーダ石灰ガラスを構成する場合には、例えば、珪砂100重量部に対して、ソーダ灰を5〜50重量部、石灰石を5〜30重量部、水酸化アルミニウムを1〜30重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
また、ホウ珪酸ガラスを構成する場合には、例えば、珪砂100重量部に対して、水酸化アルミニウムを1〜10重量部、硼砂を1〜50重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
さらに、ソーダカリ石灰ガラスを構成する場合には、例えば、珪砂100重量部に対して、ソーダ灰を5〜30重量部、硝酸カリウムを5〜30重量部、石灰石を5〜30重量部、水酸化アルミニウムを1〜5重量部、硼砂を1〜10重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
1. 1st process (1) Kind of glass raw material Although the kind in particular of glass raw material supplied in 1st process is not restrict | limited, Silica sand, soda ash (sodium carbonate), potassium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, limestone Aluminum hydroxide, aluminum oxide, potassium nitrate, sodium nitrate, sodium sulfate, borax, feldspar, glass cullet, metal and the like can be used singly or as a mixture of two or more.
More specifically, when configuring soda-lime glass, for example, 5 to 50 parts by weight of soda ash, 5 to 30 parts by weight of limestone, and 1 to 30 parts by weight of aluminum hydroxide with respect to 100 parts by weight of silica sand. The value is preferably within the range of parts.
Moreover, when comprising borosilicate glass, it is preferable to set it as the value within the range of 1-10 weight part of aluminum hydroxide and 1-50 weight part with respect to 100 weight part of silica sand, for example.
Furthermore, when comprising soda potash lime glass, for example with respect to 100 weight part of silica sand, 5-30 weight part of soda ash, 5-30 weight part of potassium nitrate, 5-30 weight part of limestone, aluminum hydroxide Is preferably 1 to 5 parts by weight, and borax is preferably 1 to 10 parts by weight.
そして、これらのガラス原料を適宜配合して熔解させ、具体的に、下記酸化物配合量のガラス組成とすることが好ましい。
すなわち、融点が約1500℃のソーダ石灰ガラス組成とする場合、例えば、SiO2の配合量が73重量%、Na2O+K2Oの配合量が14重量%、CaO+MgOの配合量が11重量%、Al2O3の配合量が2.1重量%となることが好ましい。
And it is preferable to mix | blend and melt these glass raw materials suitably, and to specifically set it as the glass composition of the following oxide compounding quantity.
That is, when the soda-lime glass composition has a melting point of about 1500 ° C., for example, the blending amount of SiO 2 is 73 wt%, the blending amount of Na 2 O + K 2 O is 14 wt%, the blending amount of CaO + MgO is 11 wt%, The blending amount of Al 2 O 3 is preferably 2.1% by weight.
また、融点が約1600℃の抗菌性リン酸ガラス組成とする場合には、例えば、Ag2O、ZnO、CaO、B2O3およびP2O5を含み、かつ、全体量を100重量%としたときに、Ag2Oの配合量を0.2〜5重量%の範囲内の値、ZnOの配合量を2〜60重量%の範囲内の値、CaOの配合量を0.1〜15重量%の範囲内の値、B2O3の配合量を0.1〜15重量%の範囲内の値、およびP2O5の配合量を30〜80重量%の範囲内の値とすることが好ましい。 When the antibacterial phosphate glass composition has a melting point of about 1600 ° C., for example, it contains Ag 2 O, ZnO, CaO, B 2 O 3 and P 2 O 5 , and the total amount is 100% by weight. When the amount of Ag 2 O is 0.2 to 5% by weight, the amount of ZnO is 2 to 60% by weight, and the amount of CaO is 0.1 to 0.1%. A value within the range of 15% by weight, a value within the range of 0.1 to 15% by weight of B 2 O 3 , and a value within the range of 30 to 80% by weight of P 2 O 5 It is preferable to do.
(2)ガラス原料の平均粒径
また、ガラス原料の平均粒径を、通常、10〜800μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、ガラス原料の平均粒径が10μm未満の値になると、過度に凝集しやすくなったり、取り扱いが困難になったり、さらには、ガラス原料コストが高くなって、経済的に不利になったりする場合があるためである。
一方、ガラス原料の平均粒径が800μmを超えた値になると、管状火炎生成装置によって、ガラス原料を均一に加熱することが困難となって、部分的にしか熔融しない場合があるためである。
したがって、ガラス原料の平均粒径を20〜500μmの範囲内の値とすることがより好ましく、30〜100μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2) Average particle diameter of glass raw material Moreover, it is preferable to make the average particle diameter of a glass raw material into the value within the range of 10-800 micrometers normally.
The reason for this is that when the average particle size of the glass raw material is less than 10 μm, it becomes excessively easy to agglomerate, it becomes difficult to handle, and the cost of the glass raw material increases, which is economically disadvantageous. It is because there is a case where it is.
On the other hand, when the average particle diameter of the glass raw material exceeds 800 μm, it is difficult to uniformly heat the glass raw material by the tubular flame generating device, and the glass raw material may be melted only partially.
Therefore, the average particle size of the glass raw material is more preferably set to a value within the range of 20 to 500 μm, and further preferably set to a value within the range of 30 to 100 μm.
ここで、図10に言及して、ガラス原料(SiO2系ガラス)の平均粒径と、加熱時間との関係を説明する。
すなわち、図10の横軸には、ガラス原料の平均粒径(mm)を採って示してあり、縦軸に、管状火炎を用いてガラス原料を熔融するのに必要な加熱時間(sec)を採って示してある。
そして、これらの関係を示す特性曲線から判断して、ガラス原料の平均粒径(mm)が1mm未満であれば、必要な加熱時間は1(sec)以下であるものの、ガラス原料の平均粒径(mm)が1.5mmを超えると、必要な加熱時間は2(sec)以上となって、倍以上に加熱時間が長くなっている。
よって、管状火炎生成装置によって、ガラス原料を十分に加熱する場合、ガラス原料の平均粒径が密接に加熱時間に影響することに留意するとともに、その平均粒径を所定範囲内の値に、可能な限り制御すべきである。
Here, the relationship between the average particle diameter of the glass raw material (SiO 2 glass) and the heating time will be described with reference to FIG.
That is, the horizontal axis of FIG. 10 shows the average particle diameter (mm) of the glass raw material, and the vertical axis shows the heating time (sec) required to melt the glass raw material using a tubular flame. It is taken and shown.
And judging from the characteristic curves showing these relationships, if the average particle size (mm) of the glass raw material is less than 1 mm, the required heating time is 1 (sec) or less, but the average particle size of the glass raw material When (mm) exceeds 1.5 mm, the required heating time is 2 (sec) or more, and the heating time is longer than double.
Therefore, when the glass raw material is sufficiently heated by the tubular flame generating device, it should be noted that the average particle diameter of the glass raw material closely affects the heating time, and the average particle diameter can be set to a value within a predetermined range. You should control as much as possible.
なお、ガラス原料の平均粒径は、JIS Z8901に準拠し、「粒子の直径の算術平均値」として測定することができる。
より具体的には、ガラス原料の平均粒径は、例えば、レーザー方式の粒度測定装置や画像処理装置等によって求めた体積基準粒度分布における積算値50%での粒径(D50)として、測定することができる。
The average particle diameter of the glass raw material can be measured as “arithmetic average value of particle diameter” in accordance with JIS Z8901.
More specifically, the average particle size of the glass raw material is measured, for example, as a particle size (D50) at an integrated value of 50% in a volume-based particle size distribution obtained by a laser-type particle size measuring device or an image processing device. be able to.
(3)ガラス原料の供給方法
また、ガラス原料の供給方法としては特に制限されるものではないが、第1の実施形態で説明したように、所定の攪拌装置や定量供給装置を備えた原料供給装置を用い、均一かつ連続的に、粉体状のガラス原料を供給することが好ましい。
したがって、ガラス原料の種類によっても異なる場合があるが、例えば、断面積が1〜100cm2の縦型円筒状のガラス熔融塔に対して、通常、0.01〜1000g/secの供給速度で、粉体状のガラス原料を供給することが好ましい。
(3) Glass Raw Material Supply Method Although the glass raw material supply method is not particularly limited, as described in the first embodiment, the raw material supply provided with a predetermined stirring device and quantitative supply device. It is preferable to supply the powdery glass raw material uniformly and continuously using an apparatus.
Therefore, although it may vary depending on the type of glass raw material, for example, for a vertical cylindrical glass fusing tower having a cross-sectional area of 1 to 100 cm 2 , usually at a supply rate of 0.01 to 1000 g / sec, It is preferable to supply a powdery glass raw material.
2.第2工程
(1)管状火炎
第2工程は、縦型円筒状のガラス熔融塔に備えてある管状火炎生成装置によって生成された管状火炎によって、落下状態のガラス原料を加熱し、熔融ガラスとする工程である。
すなわち、第1のノズルから供給された燃料ガスと、第2のノズルから供給された酸素含有ガスと、が急速混合されて、ガラス熔融塔の内壁において均一に燃焼可能なガス層を形成し、さらにそれに着火することによって、所定厚さを有する渦流としての管状火炎が形成されるものである。
したがって、ガラス熔融塔の断面方向において、極めて均一な温度分布を有する管状火炎を使用して、ガラス原料の均一加熱が可能となる。
2. 2nd process (1) Tubular flame The 2nd process heats the glass raw material of a fall state with the tubular flame produced | generated by the tubular flame production | generation apparatus with which the vertical cylindrical glass melting tower is equipped, and it is set as molten glass. It is a process.
That is, the fuel gas supplied from the first nozzle and the oxygen-containing gas supplied from the second nozzle are rapidly mixed to form a gas layer that can be uniformly combusted on the inner wall of the glass melting tower, Furthermore, by igniting it, a tubular flame as a vortex having a predetermined thickness is formed.
Therefore, the glass raw material can be uniformly heated using a tubular flame having a very uniform temperature distribution in the cross-sectional direction of the glass melting tower.
(2)管状火炎生成ガス
また、管状火炎生成装置における管状火炎生成用ガスとして、最初は、炭化水素ガスおよび空気を用いた後、切り替えて、炭化水素ガスおよび酸素を用いることが好ましい。
この理由は、このように実施することによって、より安全な着火を確保することができ、かつ、さらに安全かつ迅速なガラス原料の熔解が可能となるためである。
すなわち、管状火炎生成用ガスとして、炭化水素ガスおよび空気を用いた場合、形成される管状火炎の温度が比較的低いものの、他のガスを用いた場合と比較して、より安全に着火することができる。
一方、管状火炎生成用ガスとして、炭化水素ガスおよび酸素を用いた場合、形成される管状火炎の温度が比較的高く、それを利用して、相当量のガラス原料であっても、迅速かつ連続的に熔解することができる。
(2) Tubular Flame Generating Gas It is preferable to use a hydrocarbon gas and oxygen after first using a hydrocarbon gas and air as a tubular flame generating gas in the tubular flame generating apparatus.
The reason for this is that by carrying out in this way, safer ignition can be ensured, and further safer and faster melting of the glass raw material becomes possible.
That is, when hydrocarbon gas and air are used as the tubular flame generating gas, the temperature of the formed tubular flame is relatively low, but ignition is safer than when other gases are used. Can do.
On the other hand, when a hydrocarbon gas and oxygen are used as the tubular flame generating gas, the temperature of the formed tubular flame is relatively high, and even when a considerable amount of glass raw material is used, it can be rapidly and continuously produced. Can be melted.
(3)スワール数
また、管状火炎生成装置における管状火炎のスワール数を0.6〜15の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるスワール数が0.6未満の値になると、管状火炎の安定性が著しく低下したり、ガラス熔融塔における形成位置の制御が困難となったりする場合があるためである。
一方、かかるスワール数が15を超えた値になると、断面積方向の温度分布が大きくなったり、管状火炎生成装置の内壁温度が過度に上昇し、管状火炎生成装置の耐久性が著しく低下したりする場合があるためである。
したがって、管状火炎生成装置における管状火炎のスワール数を1〜8の範囲内の値とすることがより好ましく、2〜6の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる管状火炎のスワール数は、管状火炎生成装置におけるガス導入部の数、ガス導入部の面積(ガス導入部の長さ×幅)、縦型円筒状のガラス熔融塔の内径等によって、所定範囲の値に調整することができる。
(3) Swirl number Moreover, it is preferable to make the swirl number of the tubular flame in a tubular flame production | generation apparatus into the value within the range of 0.6-15.
The reason for this is that when the swirl number is less than 0.6, the stability of the tubular flame may be significantly lowered, or the formation position in the glass melting tower may be difficult to control.
On the other hand, when the swirl number exceeds 15, the temperature distribution in the cross-sectional area direction becomes large, the inner wall temperature of the tubular flame generating device excessively increases, and the durability of the tubular flame generating device is significantly reduced. It is because there is a case to do.
Therefore, the swirl number of the tubular flame in the tubular flame generating device is more preferably set to a value within the range of 1 to 8, and more preferably set to a value within the range of 2 to 6.
The swirl number of the tubular flame is determined by the number of gas introduction parts in the tubular flame generating device, the area of the gas introduction part (length of the gas introduction part × width), the inner diameter of the vertical cylindrical glass melting tower, and the like. The value can be adjusted within a predetermined range.
3.他の工程
(1)冷却工程
また、図8に示すように、ガラス原料を冷却するための断熱装置や冷却装置82を設けて、ガラス原料の熔融中、あるいは熔融前後において、所定の冷却工程を実施することが好ましい。
より具体的には、原料供給装置の周囲に水冷却管を配置したり、空冷用フィンを設けたりして、原料供給装置におけるガラス原料の温度を、例えば、100℃以下の温度とすることが好ましい。
この理由は、ガラス原料の温度が100℃を超えると、過度に凝集したり、ガラス原料の表面が一部変質したりして、所望の熔融ガラスとすることが困難となる場合があるためである。
したがって、冷却工程を実施して、原料供給装置におけるガラス原料の温度を20〜80℃の範囲内の温度とすることがより好ましく、30〜70℃の範囲内の温度とすることがさらに好ましい。
3. Other Steps (1) Cooling Step Further, as shown in FIG. 8, a heat insulating device for cooling the glass raw material and a cooling device 82 are provided, and a predetermined cooling step is performed during melting of the glass raw material or before and after melting. It is preferable to implement.
More specifically, the temperature of the glass raw material in the raw material supply apparatus may be set to a temperature of 100 ° C. or less, for example, by disposing a water cooling pipe around the raw material supply apparatus or by providing air cooling fins. preferable.
The reason for this is that if the temperature of the glass raw material exceeds 100 ° C., it may be difficult to obtain a desired molten glass due to excessive aggregation or partial alteration of the surface of the glass raw material. is there.
Therefore, it is more preferable to carry out the cooling step so that the temperature of the glass raw material in the raw material supply apparatus is set to a temperature within the range of 20 to 80 ° C, and more preferably within the range of 30 to 70 ° C.
(2)加熱工程
また、図8に示すように、ガラス熔融塔14において加熱されたガラス原料をさらに加熱するための、管状火炎生成装置とは異なる追加加熱装置94を設けて、さらに加熱する加熱工程(第2の加熱処理)を実施することが好ましい。
より具体的には、上述したように、ガスバーナー加熱炉等を設けて、ガラス熔融塔において加熱されたものの、一部未熔解のガラス原料等を追加加熱し、所定温度であって、均一流動状態の熔融ガラスとするための加熱工程を実施することが好ましい。
なお、かかる第2の加熱処理は、必ずしも常時実施する必要はなく、管状火炎生成装置による初期的加熱時や、ガラス原料の種類や平均粒径が比較的熔解困難な条件等の場合に、選択的に実施することができる。
(2) Heating step Moreover, as shown in FIG. 8, the additional heating apparatus 94 different from the tubular flame production | generation apparatus for further heating the glass raw material heated in the glass melting tower 14 is provided, and the heating which heats further It is preferable to carry out the step (second heat treatment).
More specifically, as described above, a gas burner heating furnace or the like is provided and heated in the glass melting tower, but the partially unmelted glass raw material or the like is additionally heated to a predetermined temperature at a uniform flow It is preferable to carry out a heating step for obtaining a molten glass in a state.
The second heat treatment does not necessarily need to be performed at all times, and is selected at the time of initial heating by the tubular flame generating device or when the type of glass raw material and the average particle size are relatively difficult to melt. Can be implemented automatically.
(3)ガラス清澄工程
また、図8に示すように、ガラス熔融塔14の端部である熔融ガラスの取り出し口98に、ガラス熔融塔14で得られた熔融ガラス96を流動等させながら、炭酸ガスを脱泡するための清澄装置100を設けて、所定のガラス清澄工程を実施することが好ましい。
この理由は、このようにガラス清澄工程を実施することによって、炭酸ガス発生による加熱温度の低下や不均一化を有効に防止することができ、ひいては、熔融ガラスを用いて、所定の機械的強度等を有するガラス容器を安定的に製造することができるためである。
(3) Glass clarification step Further, as shown in FIG. 8, while letting molten glass 96 obtained in the glass melting tower 14 flow into a molten glass outlet 98 that is an end of the glass melting tower 14, It is preferable to perform a predetermined glass clarification step by providing a clarification device 100 for degassing the gas.
The reason for this is that by carrying out the glass refining process in this way, it is possible to effectively prevent a decrease in heating temperature and non-uniformity due to the generation of carbon dioxide gas. As a result, molten glass is used to obtain a predetermined mechanical strength. It is because the glass container which has etc. can be manufactured stably.
(4)ガラス成形工程
また、図示しないものの、公知のガラス成形機を用いて、ガラス成形工程を実施し、得られた熔融ガラスを用いて、ガラス容器等を成形することが好ましい。
より具体的には、一つまたは複数金型を用いて、プレス&ブロー法、ブロー&ブロー法、あるいはワンプレス法によって、所定形状を有するガラス容器等とすることが好ましい。
その他、同様の公知の抗菌性ガラス成形機を用いて、得られた熔融ガラスから、抗菌性ガラス粒子や抗菌性ガラスタブレットを形成することも好ましい。
(4) Glass forming step Although not shown, it is preferable to perform a glass forming step using a known glass forming machine and to form a glass container or the like using the obtained molten glass.
More specifically, it is preferable to use one or a plurality of molds to form a glass container having a predetermined shape by a press & blow method, a blow & blow method, or a one press method.
In addition, it is also preferable to form antibacterial glass particles and antibacterial glass tablets from the obtained molten glass using the same known antibacterial glass molding machine.
以下、実施例を掲げて、本発明の内容を更に詳しく説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、これら実施例のみの記載に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において適宜変更することができる。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the description of only these examples, and can be appropriately changed within the scope of the object of the present invention.
[実施例1]
1.ガラス原料の熔融
(1)ガラス原料の準備
下記配合組成のガラス原料を、ソーダ石灰ガラス用原料(タイプA)として準備した。
珪砂(平均粒径D50:300μm) :100重量部
ソーダ灰(D50:1000μm未満) :30重量部
石灰石(D50:30μm) :25重量部
水酸化アルミニウム(D50:55μm):3重量部
[Example 1]
1. Melting of glass raw material (1) Preparation of glass raw material A glass raw material having the following composition was prepared as a raw material for soda-lime glass (type A).
Silica sand (average particle size D50: 300 μm): 100 parts by weight Soda ash (D50: less than 1000 μm): 30 parts by weight Limestone (D50: 30 μm): 25 parts by weight Aluminum hydroxide (D50: 55 μm): 3 parts by weight
(2)ガラス原料の管状火炎による熔融
次いで、図1に示すガラス熔融装置を用い、管状火炎生成装置によって管状火炎を形成するとともに、原料供給装置(スクリューねじ)からガラス原料を連続的に供給し、縦型円筒状のガラス熔融塔(管直径:約50mm、長さ:1200mm)の内部を落下させながら、管状火炎によって、ガラス原料を熔解させた。
なお、管状火炎生成装置における管状火炎生成用ガスとして、炭化水素ガス(C3H8)および空気を当量比が1.0となるように用い、着火させて、管状火炎を形成した。
(2) Melting of glass raw material by tubular flame Next, using the glass melting apparatus shown in FIG. 1, a tubular flame is formed by a tubular flame generating device, and glass raw material is continuously supplied from a raw material supply device (screw screw). The glass raw material was melted with a tubular flame while dropping the inside of a vertical cylindrical glass melting tower (tube diameter: about 50 mm, length: 1200 mm).
A tubular flame was formed by using a hydrocarbon gas (C 3 H 8 ) and air as the tubular flame generating gas in the tubular flame generating apparatus so that the equivalence ratio was 1.0 and ignited.
2.熔融ガラスの評価
(1)評価1
得られた熔融ガラスを回収し、その固化物を目視観察し、以下の基準に沿って、熔融状態等を評価した。得られた結果を表1に示す。
◎:完全に熔解し、均一にガラス化されている。
○:ほぼ完全に熔解し、ほとんどが均一にガラス化されている。
△:一部が熔解して、不均一にガラス化されているもの、残留粉状物が多い。
×:ほとんど熔解しておらず、ガラス化されていないとともに、残留している粉状物が極めて多い。
2. Evaluation of molten glass (1) Evaluation 1
The obtained molten glass was collected, the solidified product was visually observed, and the molten state and the like were evaluated according to the following criteria. The obtained results are shown in Table 1.
A: Completely melted and uniformly vitrified.
○: almost completely melted and almost uniformly vitrified.
Δ: Some are melted and non-uniformly vitrified, and there are many residual powders.
X: Almost not melted, not vitrified, and there are very many residual powders.
(2)評価2
管状火炎生成用ガスの種類を切り替えて、炭化水素ガス(C3H8)および酸素を当量比が1.0となるようにそれぞれを用いたほかは、評価1と同様に、得られた熔融ガラスを回収し、その固化物を目視観察し、評価1の基準に沿って、熔融状態等を評価した。得られた結果を表1に示す。
(2) Evaluation 2
The melt obtained was the same as in Evaluation 1, except that the type of tubular flame generating gas was changed to use hydrocarbon gas (C 3 H 8 ) and oxygen so that the equivalence ratio was 1.0. The glass was collected, the solidified product was visually observed, and the molten state and the like were evaluated according to the criteria of Evaluation 1. The obtained results are shown in Table 1.
[実施例2]
実施例2においては、実施例1におけるガラス原料の種類を下記内容に変更し、ホウケイ酸ガラス用原料(タイプB)としたほかは、実施例1と同様に、熔融ガラスを作成して、固化物を評価した。
珪砂(D50:300μm) :100重量部
水酸化アルミニウム(D50:55μm):5重量部
硼砂(D50:20μm) :38重量部
[Example 2]
In Example 2, the type of glass raw material in Example 1 was changed to the following content, and a molten glass was prepared and solidified in the same manner as in Example 1 except that the raw material for borosilicate glass (type B) was used. The thing was evaluated.
Silica sand (D50: 300 μm): 100 parts by weight Aluminum hydroxide (D50: 55 μm): 5 parts by weight Borax (D50: 20 μm): 38 parts by weight
[実施例3]
実施例3においては、実施例1におけるガラス原料の種類を下記内容に変更し、
ソーダカリ石灰ガラス用原料(タイプC)としたほかは、実施例1と同様に、熔融ガラスを作成して、評価した。
珪砂(D50:300μm) :100重量部
ソーダ灰(D50:1000μm未満) :20重量部
硝酸カリウム(D50:5μm) :24重量部
石灰石(D50:30μm) :16重量部
水酸化アルミニウム(D50:55μm):3重量部
硼砂(D50:20μm) :5重量部
[Example 3]
In Example 3, the type of the glass raw material in Example 1 was changed to the following content,
A molten glass was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the raw material for soda potash lime glass (type C) was used.
Silica sand (D50: 300 μm): 100 parts by weight soda ash (D50: less than 1000 μm): 20 parts by weight potassium nitrate (D50: 5 μm): 24 parts by weight limestone (D50: 30 μm): 16 parts by weight aluminum hydroxide (D50: 55 μm) : 3 parts by weight borax (D50: 20 μm): 5 parts by weight
[実施例4]
実施例4においては、実施例1におけるガラス原料の種類を下記内容に変更し、
抗菌成分として酸化亜鉛を含む抗菌性ガラス用原料(タイプD)としたほかは、実施例1と同様に、抗菌性の熔融ガラスを作成して、評価した。
リン酸(D50:1μm) :100重量部
炭酸マグネシウム(D50:5μm) :18重量部
炭酸カリウム(D50:25μm) :10重量部
酸化亜鉛(D50:1μm) :13重量部
[Example 4]
In Example 4, the type of the glass raw material in Example 1 was changed to the following content,
An antibacterial molten glass was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the raw material for antibacterial glass (type D) containing zinc oxide as an antibacterial component was used.
Phosphoric acid (D50: 1 μm): 100 parts by weight Magnesium carbonate (D50: 5 μm): 18 parts by weight Potassium carbonate (D50: 25 μm): 10 parts by weight Zinc oxide (D50: 1 μm): 13 parts by weight
[比較例1]
比較例1においては、管状火炎装置の代わりにガスバーナー(火炎温度1600℃)を用いたほかは、実施例1と同様に、熔融ガラスを作成して、評価した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a molten glass was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a gas burner (flame temperature 1600 ° C.) was used instead of the tubular flame device.
[実施例5〜8]
実施例5〜8においては、実施例1〜4で用いた炭化水素ガス(C3H8)の代わりに、都市ガス(CH4)を用いたほかは、実施例1等と同様に、熔融ガラスを作成して、評価した。
[Examples 5 to 8]
In Examples 5 to 8, fusion was performed in the same manner as in Example 1 except that city gas (CH 4 ) was used instead of the hydrocarbon gas (C 3 H 8 ) used in Examples 1 to 4. Glass was created and evaluated.
[比較例2]
比較例2においては、管状火炎装置の代わりにガスバーナー(火炎温度1600℃)を用いたほかは、実施例5と同様に、熔融ガラスを作成して、評価した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a molten glass was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5 except that a gas burner (flame temperature 1600 ° C.) was used instead of the tubular flame apparatus.
本発明のガラス熔融装置およびそれを用いたガラス熔融方法によれば、所定のガラス原料を供給し、落下状態とする原料供給装置と、管状火炎生成装置を含む縦型円筒状のガラス熔融塔と、を順次に備えることによって、熔融させるガラス原料量の如何によらず、管状火炎生成装置で生成された縦型管状火炎を用いて、迅速かつ安定的にガラス原料を熔融できるようになった。
すなわち、本発明によれば、ガラス原料種の交換や装置メンテナンス等が容易であって、ガラス容器や抗菌性ガラス等の生産効率が高い、経済的なガラス熔融装置およびそれを用いたガラス熔融方法を提供することができる。
According to the glass melting apparatus and the glass melting method using the same of the present invention, a raw material supply apparatus that supplies a predetermined glass raw material to make it fall, and a vertical cylindrical glass melting tower including a tubular flame generating apparatus, The glass raw material can be melted quickly and stably by using the vertical tubular flame generated by the tubular flame generating device regardless of the amount of the glass raw material to be melted.
That is, according to the present invention, an economical glass melting apparatus and a glass melting method using the same, which are easy to exchange glass raw materials and maintain equipment, have high production efficiency of glass containers and antibacterial glass, etc. Can be provided.
10:ガラス熔融装置
12:管状火炎生成装置
12a、12c:燃料ガスを供給する第1のノズル
12b、12d:酸素含有ガスを供給する第2のノズル
14:ガラス熔融塔
14a、14c:第1のノズル出口
14b、14d:第2のノズル出口
16:管状火炎
16a:火炎層
16b:ガス層
18:原料供給装置
18a:ガラス原料供給口
18b:ガラス原料投入口
20:流量計
22:燃料ガスボンベ
24:酸素含有ガスボンベ
24a、24b:配管
26:コンプレッサー
26a、26b:配管
28:ガラス原料
30:金属フレーム
32:耐熱保護部材
50:スクリューフィーダー
70:定量供給装置
82:断熱装置または冷却装置
84、86、90:ガスセンサ
88:温度計
94:追加加熱装置
96:熔融ガラス
98:熔融ガラスの取り出し口
100:ガラス清澄室
10: Glass melting device 12: Tubular flame generating device 12a, 12c: First nozzle 12b for supplying fuel gas, 12d: Second nozzle for supplying oxygen-containing gas 14: Glass melting tower 14a, 14c: First Nozzle outlets 14b and 14d: Second nozzle outlet 16: Tubular flame 16a: Flame layer 16b: Gas layer 18: Raw material supply device 18a: Glass raw material supply port 18b: Glass raw material inlet 20: Flow meter 22: Fuel gas cylinder 24: Oxygen-containing gas cylinders 24a, 24b: piping 26: compressors 26a, 26b: piping 28: glass raw material 30: metal frame 32: heat-resistant protective member 50: screw feeder 70: quantitative feeder 82: heat insulating device or cooling device 84, 86, 90 : Gas sensor 88: Thermometer 94: Additional heating device 96: Molten glass 98: Removal of molten glass Mouth 100: Glass fining chamber
Claims (10)
前記縦型円筒状のガラス熔融塔に、その接線方向に対して、少なくとも燃料ガスを供給する第1のノズルおよび酸素含有ガスを供給する第2のノズルを備えた管状火炎生成装置が設けてあることを特徴とするガラス熔融装置。 Glass melting comprising a raw material supply device having a glass raw material supply port for supplying a glass raw material, and a vertical cylindrical glass fusing tower that heats the supplied glass raw material in a fall state to form a molten glass. A device,
The vertical cylindrical glass fusing tower is provided with a tubular flame generating device provided with at least a first nozzle for supplying a fuel gas and a second nozzle for supplying an oxygen-containing gas in the tangential direction. A glass fusing apparatus characterized by that.
前記ガラス原料供給口から、縦型円筒状のガラス熔融塔に、前記ガラス原料を供給する工程と、
前記供給された落下状態のガラス原料を、前記縦型円筒状のガラス熔融塔に備えてある管状火炎生成装置によって、加熱し、熔融ガラスとする工程と、
を含むことを特徴とするガラス熔融方法。 A glass melting method for heating a falling glass raw material supplied from a glass raw material supply port in a raw material supply device for supplying a glass raw material into a molten glass,
Supplying the glass raw material from the glass raw material supply port to a vertical cylindrical glass melting tower;
The step of heating the supplied glass material in a fall state with a tubular flame generating device provided in the vertical cylindrical glass melting tower to obtain a molten glass;
A glass melting method comprising:
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