JP5936460B2 - ガラスの溶解方法及びガラスの気中溶解装置 - Google Patents
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Description
特許文献1では、圧力損失の増加を抑えながら、絞り比を拡大すべく、大径と小径の管状火炎バーナを、その円筒状の燃焼室の軸方向で連通接続する構成において、切り換え燃焼させる複合管状火炎バーナが示されている。
特許文献2は、本願の発明者によるものであり、燃焼(燃焼反応)の完結を促進し、高負荷燃焼を可能とすべく、複数の管状火炎バーナを、その円筒状の燃焼室の軸方向で連通接続する構成において、各管状火炎バーナでの燃料流量又は空気比を変更可能な複合管状火炎バーナが示されている。
特許文献3では、本願の発明者によるものであり、燃焼負荷を増大させるべく、管状火炎バーナの燃料・燃焼用空気供給系を、その円筒状の燃焼室の軸方向で燃料流量及び空気比を変化させる構成、換言すると、軸方向に沿って設けられた燃料の燃焼用空気の供給口の口径を、軸方向に沿って変化させた構成を有する管状火炎バーナが示されている。
一方、ガラス原料を溶解する方法として、粉状のガラス材料やガラス片(カレット)をタンク釜に供給し、重油を主とした燃料を燃焼させて高温(例えば1500℃程度)として、長時間(例えば数日間)をかけて、その溶解を行うものがある。
例えば、最近のガラス原料の溶解方法として、燃料を酸素燃焼させて生じる高温火炎にプラズマを加えることで超高温場を作り出し、その超高温場にガラス原料を吹き込むことで、気流中で瞬時(例えば0.1秒程度)にガラス原料を溶解させるインフライトメルティングが知られている(特許文献4を参照)。
一方、上記特許文献1〜3に示されている管状火炎バーナでは、燃焼室壁が未燃混合気層に覆われているため、火炎の熱を対流で受け難い特徴があるものの、高温を得るべく、酸素燃焼(純酸素燃焼、酸素富化燃焼)を行うと、燃焼速度が上昇し、火炎が燃焼室壁に近づいて燃焼室壁を過熱すると共に、燃焼騒音が増加(例えば120dB程度)する。
当該燃焼室の過熱、燃焼騒音の増加を抑制する対策として、空気比を高めて希薄燃焼を行い、燃焼速度を低下させることが考えられるが、同時に火炎温度も低下するため、高温を得るという酸素燃焼の目的を損ない、しかも酸素コストの増大を招くため、採用することはできなかった。
このような事情から、上述した特許文献1〜3に開示されている管状火炎バーナにて、燃焼室壁の過熱を抑えると共に、燃焼騒音を抑制しながらも、高温を得ることは難しく、当該管状火炎バーナを、ガラス原料を溶解する方法として採用することには、問題があった。
上記目的を達成するための本発明のガラスの溶解方法の特徴構成は、
円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナの複数を、前記燃焼室同士を前記軸方向に連通させて接続し、燃焼ガスの流動方向において複数の前記燃焼室の上流側端部を閉塞し、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設け、
複数の管状火炎バーナにおいて、少なくとも一の管状火炎バーナで、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、少なくとも他の管状火炎バーナで、空気比が1より大きい燃料希薄状態で燃料を燃焼させ、
前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとの総括の空気比を量論空気比の近傍とし、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入し、溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収する点にある。
円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナの複数を、前記燃焼室同士を前記軸方向に連通させて接続し、燃焼ガスの流動方向において複数の前記燃焼室の上流側端部を閉塞し、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設け、
少なくとも1つの前記管状火炎バーナにて、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させると共に、少なくとも他の1つの前記管状火炎バーナにて、空気比が1より大きい燃料希薄状態で燃料を燃焼させる燃焼状態制御手段を備え、
前記燃焼状態制御手段は、前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとの総括の空気比を量論空気比の近傍とし、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入する導入部と、溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を複数の前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収する回収部とを備える点にある。
さらに、総括での空気比を量論空気比付近に設定することで、不完全燃焼を抑えながら、排ガス損失を抑制し、断熱火炎温度に近い高温を得ることができるから、当該高温にて、ガラス原料粉末に、溶解ガラス化反応を生じさせることができる。
尚、燃焼ガスの流れ方向において、燃料過濃状態で燃料を燃焼させる管状火炎バーナと、燃料希薄状態で燃料を燃焼させる管状火炎バーナとの何れを上流側にするかは、適用目的とガラス原料粉末の搬送ガスによる。
ちなみに、燃料過濃状態で燃料を燃焼させる管状火炎バーナを上流側に配置すると輝炎が形成され、希薄火炎が長くなる傾向が強く、燃料希薄状態で燃料を燃焼させる管状火炎バーナを上流側に配置すると、不輝炎になりやすいが、圧力損失が大きくなる傾向がある。
尚、本発明において、「燃焼ガスの流れ方向」とは、管状火炎バーナにおける旋回を無視した燃焼ガスの流れ方向である
尚、ここで、複数の管状火炎バーナにおける燃焼ガスの旋回方向を同一方向とすることにより、よりスムーズな燃焼を実現できる。
素富化空気、酸素のみを用いる場は、それら酸素含有ガスに含まれる酸素量に注目し、実酸素量/理論酸素量として定義される。
更に、上記構成1によれば、燃料希薄燃焼状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとの総括の空気比を、量論空気比の近傍、例えば、λ=1.05〜1.15程度に設定することで、不完全燃焼を抑えながらも排ガス損失を抑制することができ、結果として酸素コストの上昇を回避することができる。なお、高温では燃焼反応が平衡状態に達して温度上昇が抑えられる結果、濃淡燃焼にて量論をずらして反応させても、その温度低下は限定されたものになる。
本発明のガラスの溶解方法の更なる特徴構成は、
前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量を、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量よりも大きくする点にある。
前記燃焼状態制御手段は、前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量を、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量よりも大きくする点にある。
具体的には、燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとを、同形状で作成すると共に、燃料希薄状態の側における混合気の流量を、燃料過濃状態の側における混合気の流量よりも大きくして燃焼させることで、上記発明を実現できる。
また、本発明にあっては、燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナ、及び燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナのうち、燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナを、その燃焼室の軸方向において長くすることで、圧力損失の増加を避けることができる。
本発明のガラスの溶解方法の更なる特徴構成は、
前記燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナにて燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、下流側の管状火炎バーナにて燃料希薄状態で燃料を燃焼させる点にある。
前記燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナにて燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、下流側の管状火炎バーナにて燃料希薄状態で燃料を燃焼させる点にある。
本発明のガラスの溶解方法の更なる特徴構成は、
燃焼ガスの流動方向において、上流側に設けられている管状火炎バーナの内径を、下流側に設けられている管状火炎バーナの内径よりも小径とし、
双方の管状火炎バーナにおける旋回速度を等しくする点にある。
燃焼ガスの流動方向において、上流側に設けられている管状火炎バーナの内径を、下流側に設けられている管状火炎バーナの内径よりも小径とし、
前記燃焼状態制御手段は、双方の管状火炎バーナにおける旋回速度を等しくする点にある。
成されるが、その位置から中心に向かって温度は低下する傾向になる。このため、管状火炎の径方向において、温度分布が生じて、中心部でガラス原料粉末の溶解性能(ガラス粒子への熱伝達)を悪化することがあった。
上記構成4によれば、大径の管状火炎の中に小径の管状火炎が入り込んだ二重の管状火炎が形成される。これは、上流側に設けられた小径の管状火炎バーナにて形成された小径の管状火炎が、その燃焼室から、下流側に設けられた大径の管状火炎バーナへはみ出す場合に限られる。
そして、このように2重の管状火炎が形成されることで、中心の温度低下傾向を抑えて、管状火炎の径方向での温度分布を平均化(あるいは中心部分を高く)することが可能となり、溶解性能を向上できる。
尚、当該発明において、旋回速度を同程度にするとは、一方側の旋回速度が、他方側の旋回速度の0.5倍〜2倍となるように、酸素含有ガスと燃料とを供給することを言うものとする。
上記目的を達成するためのガラスの溶解方法の特徴構成は、
円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させ、燃焼ガスの流動方向の上流側端部を閉塞する管状火炎バーナが、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設けられ、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入し、
酸素を含有する酸化剤を前記搬送気体として、前記燃焼室における総括の空気比が1よりも大きくなるように供給し、
溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収する点にある。
円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させ、燃焼ガスの流動方向の上流側端部を閉塞する管状火炎バーナが、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設けられ、
前記管状火炎バーナにて空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させる燃焼状態制御手段を備え、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入する導入部を備え、
当該導入部から、酸素を含有する酸化剤である前記搬送気体を、前記燃焼室における総括の空気比が1より大きくなるように供給する搬送気体供給量調整手段を備え、
溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収する回収部を備える点にある。
尚、搬送気体は、酸素を含有するものであればよく、例えば、燃料ガスと空気との混合気である燃料希釈ガスとすることができる。これにより、比較的簡便に、本発明の目的を達成できる。
本発明のガラスの溶解方法の更なる特徴構成は、
前記酸素含有ガスとして、前記管状火炎バーナの燃焼排ガス、又は前記燃焼排ガスから水蒸気の一部を分離した残りの燃焼排ガスと酸素との混合気で酸素濃度が21%以上含有する混合ガスとする点にある。
前記酸素含有ガスを、純酸素燃焼又は酸素富化燃焼を行う前記管状火炎バーナの燃焼排ガス、又は前記燃焼排ガスから水蒸気の一部を分離した残りの燃焼排ガスと酸素との混合気で酸素濃度を21%以上含有する混合ガスとする点にある。
上記構成6によれば、管状火炎バーナの燃焼排ガス、又は燃焼排ガスから水蒸気の一部を分離した残りの燃焼排ガスと酸素との混合気で酸素濃度が21%以上含有する混合ガスを酸素含有ガスとして用いることで、当該酸素含有ガスに含まれる炭酸ガス等の含有率を増加させ、窒素の含有率を低下させることができるから、NOxの生成を抑制することができる。
以下、その実施形態を、図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
当該第1実施形態におけるガラスの気中溶解装置100は、図1(a)に示すように、円筒状の燃焼室11a、11bを有する複数の管状火炎バーナ10a、10b(本実施形態では2つ)と、その管状火炎バーナ10a、10bの燃焼室11内にガラス原料粉末Gが浮遊された搬送気体Hを導入する導入部Dと、燃焼室11にて溶解・ガラス化反応されて生じたガラス液滴を回収して液状のガラス溶液とする回収部Kとを備えている。
2つの管状火炎バーナ10a、10bは、両者の円筒状の燃焼室11a、11bの軸(図1で直線Xで示される)同士を、一直線上に沿わせた状態で、軸方向に連結接続されている。
尚、当該実施形態においては、上記スリット12a、12bは、夫々の管状火炎バーナ10a、10bに対して、複数(当該第1実施形態では2つ)設けられている。
管状火炎バーナ10a、10bの夫々は、その燃焼室11a、11bでの燃焼ガスの流動方向の下流側が鉛直方向で下方側(図1で下方側)となるように設けられている。ここで、燃焼ガスは旋回しながら全体として下流側に流動するが、「燃焼ガスの流動方向」とは旋回を無視した全体としての流れ方向を意味する。
燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナ10aは、その上流側端部13が閉塞されると共に、当該上流側端部13にガラス原料粉末Gが浮遊された搬送気体Hを導入する導入部Dが接続され、下流側の管状火炎バーナ10bは、その下流側端部14に、ガラス原料粉末Gの溶解・ガラス化反応により生じたガラス液滴を回収する回収部Kが接続されている。
また、図示は省略するが、回収部Kには補助加熱手段が設けられ、ガラスの気中溶解装置100内が設定温度(例えば1500℃程度)に保たれて、ガラス溶液が保温されており、ガラス溶液から気泡を抜く(比重差で分離する)工程(清澄工程)が行われる。このようにして、清澄工程を経たガラス溶液が、ガラスの気中溶解装置100の外部に排出されて、所望の成形工程を経てガラス製品が製造される。
管状火炎バーナ10a、10bには、その耐熱材料の耐熱許容温度未満となるように燃焼室11a、11bの内壁部15a、15bを冷却する冷却流路(図示せず)が設けられており、当該冷却流路に冷却水を通流させることで、燃焼室11a、11bの内壁部15a、15bを冷却可能に構成されている。当該冷却水の流量は、ガラスの溶解温度(例えば1400℃)以上且つ耐熱材料の耐熱許容温度(例えば1450℃)未満となるように流量制御自在に構成されている。
ここで、炭酸ガスは、もともと窒素を排除した燃焼の燃焼排ガスから容易に得ることができる。
また、酸素含有ガスとして、空気を用いることも可能である。
搬送気体Hについては、二酸化炭素(CO2)、酸素(O2)或いはアルゴン(Ar)を用いることができる。
夫々の燃料供給路30a、30bには、夫々を通流する燃料流量を調整する流量調整弁21a、21bが各別に設けられ、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路31a、31bがベンチュリーミキサ23a、23bを介して各別に接続されている。
夫々の酸素含有ガス供給路31a、31bは、夫々を通流する酸素含有ガスの流量を調整する流量調整弁22a、22bが各別に設けられている。
当該実施形態にあっては、制御装置20は、上流側の管状火炎バーナ10aへ導かれる混合気を、空気比が1より小さい燃料過濃状態(例えば、λ=0.5〜0.8)とし、下流側の管状火炎バーナ10bへ導かれる混合気を、空気比が1より大きい燃料希薄状態(例えば、λ=1.5〜2.0)とし、夫々における酸素の過剰量と不足量とが略同程度となるように、燃料流量を調整する流量調整弁21a、21b、及び酸素含有ガス流量を調整する流量調整弁22a、22bの開度を制御する。
さらに、制御装置20は、燃料希薄状態で燃料を燃焼する下流側の管状火炎バーナ10bの燃焼量を、燃料過濃状態で燃料を燃焼する上流側の管状火炎バーナ10aの燃焼量以上とするように、燃料流量を調整する流量調整弁21a、21b、及び酸素含有ガス流量を調整する流量調整弁22a、22bの開度を制御する。
以上の如く、制御装置20が、管状火炎バーナ10a、10bにおける燃焼状態を制御する燃焼状態制御手段として働く。
説明を加えると、管状火炎バーナ10a、10bに、燃焼排ガスを燃料供給路30a、30bの夫々へ導く燃焼排ガス供給路32a、32bが設けられていると共に、当該燃焼ガス供給路32a、32bの夫々には、燃焼排ガスの流量を調整する流量調整弁23a、23bが各別に設けられている。
制御装置20は、管状火炎バーナ10a、10bにて所望の燃焼状態を実現しながらも、低NOx化を図るべく、燃焼排ガスの流量を調整する流量調整弁23a、23bの開度を調整する。
管状火炎バーナ10では、その燃焼室11の径方向(図1で直線Xに直交する方向)で、径方向で中央位置(図1で直線Xの近傍位置)付近において、管状火炎バーナが実用規模の大口径である場合、温度が中心に向かって低下する傾向になる。この場合、燃焼室11の内部にあっては、径方向で、温度分布が生じるため、ガラスの原料粉末Gの溶解性能(ガラスの原料粉末Gへの熱伝達)が悪化する場合がある。
そこで、当該第2実施形態にあっては、ガラスの原料粉末Gの溶解性能を高めるべく、燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナ10aの燃焼室11aの内径を、下流側の管状火炎バーナ10bの燃焼室11bの内径よりも小さく構成している。
そこで、本発明にあっては、その燃焼室11a、11bの軸方向(図1で直線Xに沿う方向)において、大径の管状火炎バーナ10bへ混合気を供給するスリット12bの幅を、小径の管状火炎バーナ10aへ混合気を供給するスリット12aの幅よりも、長くしている。
そして、制御装置20は、管状火炎バーナ10a、10bの径方向で同一の位置において、上流側の管状火炎バーナ10aの旋回速度と、下流側の管状火炎バーナ10bの旋回速度とが等しくなるように、大径の管状火炎バーナ10bへ供給する混合気の流量を小径の管状火炎バーナ10aへ供給する混合気の流量よりも多くする状態で、燃料流量を調整する流量調整弁21a、21b、及び酸素含有ガス流量を調整する流量調整弁22a、22bの開度を制御する。
以上の構成を採用することにより、下流側の大径の管状火炎バーナ10bの燃焼室11bの径方向で中央位置付近に、上流側の小径の管状火炎バーナ10aの燃焼ガスを通流させ、中央位置付近での燃焼ガスの逆流(中央位置付近での負圧化傾向)を抑え、燃焼室11bの径方向での燃焼ガスの流量分布を平均化して、ガラス原料粉末Gの溶解性能を向上させている。
当該第3実施形態では、単一の管状火炎バーナを備えた構成において、単一の管状火炎バーナ10の燃焼室11に対し、スリット12から供給される混合気と、搬送気体Hとで、濃淡燃焼を実現するものである。
即ち、制御装置20は、スリット12へ空気比が1より大きい燃料過濃状態(例えば、λ=0.5〜0.8)の混合気を供給するように、燃料流量を調整する流量調整弁21、及び酸素含有ガス流量を調整する流量調整弁22の開度を制御して、燃焼状態制御手段として働くと共に、搬送気体Hとして、空気比が1より小さい燃料希薄状態(例えば、λ=1.5〜2.0)の混合気を、総括の空気比が量論空気比付近となるように供給し、濃淡燃焼を実行する搬送気体供給量調整手段として働く。
(1)上記第1実施形態、第2実施形態にあっては、管状火炎バーナが、2つ設けられる例を示したが、別に2つより多くの管状火炎バーナを設けても良い。
上記実施形態においては、各管状火炎バーナ10a、10bに対し、酸素含有ガスと燃料との混合気を供給したが、別に、酸素含有ガスと燃料とを複数のスリットから各別に供給し、各管状火炎バーナ10a、10bの内部において、急速混合させるように構成しても構わない。このように構成した場合逆火が生じないので、安全に酸素燃焼を行うことができる。
具体的な構成の一例としては、管状火炎バーナ10a、10bの夫々に対し、酸素含有ガスを供給するスリットを一対設けると共に、燃料を供給するスリットを一対設ける構成とすることができる。この構成を採用する場合、一対のスリットは、管状火炎バーナ10a、10bの周方向において、その供給口同士を対向させる状態で、設けることが好ましい。
上記第1実施形態においては、燃焼ガスの流動方向で上流側の管状火炎バーナ10aにて、燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、下流側の管状火炎バーナ10bにて、燃料希薄状態で燃料を燃焼させる例を示したが、別にこれらを逆にした燃焼状態を採用することもできる。
上記実施形態において、導入部Dは、管状火炎バーナ10の燃焼室11の径方向で略中央位置へ、搬送気体H及びガラス気体粉末Gを導入する例を示した。しかしながら、当該導入部Dは、燃焼室11の径方向における偏心位置へ、搬送気体H及びガラス気体粉末Gを導入するように構成しても構わない。
上記第1実施形態において、燃焼火炎バーナ10a、10bの燃焼排ガスの全てを再循環させる構成を示した。しかしながら、例えば、当該燃焼排ガスに含まれる水蒸気の一部を除去した後の燃焼排ガスを再循環させるように構成しても構わない。
この場合、当該燃焼排ガスと他から供給される酸素含有ガスとの混合気において、酸素濃度が21%以上となるように、流量制御されることが好ましい。
11a、11b:燃焼室
12a、12b:スリット
13 :上流側端部
15a、15b:内壁部
20 :制御装置
100 :ガラスの気中溶解装置
D :導入部
G :ガラス原料粉末
H :搬送気体
K :回収部
X :軸
Y :炉床
Claims (12)
- 円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナの複数を、前記燃焼室同士を前記軸方向に連通させて接続し、燃焼ガスの流動方向において複数の前記燃焼室の上流側端部を閉塞し、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設け、
複数の管状火炎バーナにおいて、少なくとも一の管状火炎バーナで、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、少なくとも他の管状火炎バーナで、空気比が1より大きい燃料希薄状態で燃料を燃焼させ、
前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとの総括の空気比を量論空気比の近傍とし、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入し、溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収するガラスの溶解方法。 - 前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量を、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量よりも大きくする請求項1に記載のガラスの溶解方法。
- 前記燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナにて燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、下流側の管状火炎バーナにて燃料希薄状態で燃料を燃焼させる請求項1又は2に記載のガラスの溶解方法。
- 前記燃焼ガスの流動方向において、上流側に設けられている管状火炎バーナの内径を、下流側に設けられている管状火炎バーナの内径よりも小径とし、
双方の管状火炎バーナにおける旋回速度を等しくする請求項1〜3の何れか一項に記載のガラスの溶解方法。 - 円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させ、燃焼ガスの流動方向の上流側端部を閉塞する管状火炎バーナが、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設けられ、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入し、
酸素を含有する酸化剤を前記搬送気体として、前記燃焼室における総括の空気比が1よりも大きくなるように供給し、
溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部下方にて受け止め回収するガラスの溶解方法。 - 前記酸素含有ガスとして、前記管状火炎バーナの燃焼排ガス、又は前記燃焼排ガスから水蒸気の一部を分離した残りの燃焼排ガスと酸素との混合気で酸素濃度が21%以上含有する混合ガスとする請求項1〜5の何れか一項に記載のガラスの溶解方法。
- 円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させる管状火炎バーナの複数を、前記燃焼室同士を前記軸方向に連通させて接続し、燃焼ガスの流
動方向において複数の前記燃焼室の上流側端部を閉塞し、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設け、
少なくとも1つの前記管状火炎バーナにて、空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させると共に、少なくとも他の1つの前記管状火炎バーナにて、空気比が1より大きい燃料希薄状態で燃料を燃焼させる燃焼状態制御手段を備え、
前記燃焼状態制御手段は、前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナと、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナとの総括の空気比を量論空気比の近傍とし、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入する導入部と、溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を複数の前記燃焼室の下流側端部にて受け止め回収する回収部とを備えるガラスの気中溶解装置。 - 前記燃焼状態制御手段は、前記燃料希薄状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量を、前記燃料過濃状態で燃料を燃焼する管状火炎バーナでの燃焼量よりも大きくする請求項7に記載のガラスの気中溶解装置。
- 前記燃焼ガスの流動方向において、上流側の管状火炎バーナにて燃料過濃状態で燃料を燃焼させ、下流側の管状火炎バーナにて燃料希薄状態で燃料を燃焼させる請求項7又は8に記載のガラスの気中溶解装置。
- 前記燃焼ガスの流動方向において、上流側に設けられている管状火炎バーナの内径を、下流側に設けられている管状火炎バーナの内径よりも小径とし、
前記燃焼状態制御手段は、双方の管状火炎バーナにおける旋回速度を等しくする請求項7〜9の何れか一項に記載のガラスの気中溶解装置。 - 円筒状の燃焼室の側面に軸方向に沿って開口するスリットから前記燃焼室内面の接線方向に向けて、酸素含有ガスと燃料とを個別に、又は混合して噴出させて旋回燃焼させ、燃焼ガスの流動方向の上流側端部を閉塞する管状火炎バーナが、燃焼ガスの流動方向で下流側が鉛直方向で下方側となるように設けられ、
前記管状火炎バーナにて空気比が1より小さい燃料過濃状態で燃料を燃焼させる燃焼状態制御手段を備え、
ガラス原料粉末が浮遊された搬送気体を前記燃焼室の前記上流側端部から前記燃焼室に導入する導入部を備え、
当該導入部から、酸素を含有する酸化剤である前記搬送気体を、前記燃焼室における総括の空気比が1より大きくなるように供給する搬送気体供給量調整手段を備え、
溶解ガラス化反応により生じたガラス液滴を前記燃焼室の下流側端部にて受け止め回収する回収部を備えるガラスの気中溶解装置。 - 前記酸素含有ガスを、純酸素燃焼又は酸素富化燃焼を行う前記管状火炎バーナの燃焼排ガス、又は前記燃焼排ガスから水蒸気の一部を分離した残りの燃焼排ガスと酸素との混合気で酸素濃度が21%以上含有する混合ガスとする請求項7〜11の何れか一項に記載のガラスの気中溶解装置。
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