JP6124643B2 - Glass melting furnace - Google Patents
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- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/2356—Submerged heating, e.g. by using heat pipes, hot gas or submerged combustion burners
Description
本発明は、可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する液中燃焼式の加熱バーナが、ガラス溶解槽の溶解ガラスの内部に燃焼炎を形成して燃焼する状態で前記ガラス溶解槽の壁部に装備されたガラス溶解炉に関する。 In the present invention, the submerged combustion-type heating burner that injects and burns a combustible gas and an oxygen-containing gas forms a combustion flame inside the molten glass of the glass melting tank and burns the glass melting tank. It is related with the glass melting furnace equipped with the wall part.
かかるガラス溶解炉は、ガラス溶解槽の溶解ガラスを液中燃焼式の加熱バーナにて加熱するものであるから、加熱バーナの燃焼炎の燃焼熱を効率良く溶解ガラスに伝えることができ、また、可燃性ガスと酸素含有ガスとの燃焼ガスが溶解ガラスの内部を流動することにより、溶解ガラスを攪拌する作用を発揮させて、溶解ガラスを良好に溶解できる利点を備えるものである。 Since such a glass melting furnace heats the molten glass in the glass melting tank with a submerged combustion type heating burner, the combustion heat of the combustion flame of the heating burner can be efficiently transmitted to the molten glass, The combustion gas of the combustible gas and the oxygen-containing gas flows through the inside of the molten glass, thereby providing an advantage that the molten glass can be melted satisfactorily by exerting an action of stirring the molten glass.
ちなみに、溶解ガラスを溶解のために加熱するにあたり、液中燃焼式の加熱バーナのみにて、溶解ガラスを加熱するようにしてもよいが、溶解ガラスの上方の空間に向けて可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する上方バーナを備えさせて、液中燃焼式の加熱バーナと上方バーナとによって、溶解ガラスを加熱するようにしてもよい。 By the way, when heating the molten glass for melting, the molten glass may be heated only with a submerged combustion type burner, but combustible gas and oxygen are directed toward the space above the molten glass. An upper burner that jets and burns the contained gas may be provided, and the molten glass may be heated by the submerged combustion type heating burner and the upper burner.
かかるガラス溶解炉の従来例として、ガラス溶解槽の壁部としての底壁部に、液中燃焼式の加熱バーナが装備されたものがあり、加熱バーナは、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成するように構成されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional example of such a glass melting furnace, there is a bottom wall portion as a wall portion of a glass melting tank equipped with a submerged combustion type heating burner, and the heating burner forms a flame extending elongated upward. (For example, refer patent document 1).
尚、特許文献1においては、加熱バーナの横側脇に、酸素や空気等のガスを溶解ガラスの内部に供給する入口を設けて、加熱バーナにて形成された火炎が加熱バーナから気泡のように離脱するのを促進する等の作用を得るようになっている。
In
従来のガラス溶解炉においては、液中燃焼式の加熱バーナが、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成する状態で燃焼するように構成されているが、この場合、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量が変化すると、溶解ガラスを適切に加熱し難い虞があり、改善が望まれるものであった。 In a conventional glass melting furnace, a submerged combustion type heating burner is configured to burn in a state of forming a flame extending elongated upward, but in this case, the glass to be charged into the glass melting tank If the type and amount of the raw material are changed, there is a possibility that it is difficult to heat the molten glass appropriately, and improvement is desired.
すなわち、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性は一律ではなく、難溶解性のものや易溶解性のものがあり、易溶解性のものに較べて難溶解性の場合には、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。 That is, the solubility of the glass raw material put into the glass melting tank is not uniform, there are those that are hardly soluble and those that are easily soluble. It is necessary to increase the amount of heat applied to the glass.
また、溶解槽に投入するガラス原料の投入量(ガラスの生産量)の変動に合わせて、ガラス原料の投入量が多いとき(ガラスの生産量が多いとき)には、ガラス原料の投入量が少ないとき(ガラスの生産量が少ないとき)に較べて、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。
さらに、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明の順に、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。
In addition, when the amount of glass raw material input is large (when the amount of glass production is large), the amount of glass raw material input is It is necessary to increase the amount of heat applied to the molten glass as compared to when it is small (when the production amount of glass is small).
Furthermore, in the case of producing colored glass, it is necessary to increase the amount of heat given to the molten glass in the order of black, patina and transparent.
このように、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量が変化すると、溶解ガラスに与える熱量を調節する必要があるが、従来のガラス溶解炉に装備されている液中燃焼式の加熱バーナは、常に、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成する状態で燃焼するものであるため、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節し難いものであった。 As described above, when the type and amount of the glass raw material charged into the glass melting tank change, it is necessary to adjust the amount of heat given to the molten glass, but the submerged combustion type equipped in the conventional glass melting furnace is necessary. Since the heating burner always burns in a state of forming a flame extending elongated upward, it is difficult to appropriately adjust the amount of heat applied to the molten glass.
つまり、従来のガラス溶解炉に装備されている液中燃焼式の加熱バーナにおいては、燃焼量を調節することによって、溶解ガラスに与える熱量を調節することになるが、単に燃焼量を調節するだけでは、溶解ガラスに与える熱量を大きな範囲で適切に調節し難いものであり、改善が望まれるものであった。 In other words, in the submerged combustion type heating burner equipped in the conventional glass melting furnace, the amount of heat given to the molten glass is adjusted by adjusting the amount of combustion, but only the amount of combustion is adjusted. Then, it is difficult to appropriately adjust the amount of heat given to the molten glass within a large range, and improvement has been desired.
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるガラス溶解炉を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to appropriately adjust the amount of heat given to the molten glass in accordance with the change in the type and amount of glass raw material charged into the glass melting tank. The object is to provide a glass melting furnace.
本発明のガラス溶解炉は、可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する液中燃焼式の加熱バーナが、ガラス溶解槽の溶解ガラスの内部に燃焼炎を形成して燃焼する状態で前記ガラス溶解槽の壁部に装備されたものであって、その第1特徴構成は、
前記加熱バーナが、
前記酸素含有ガスとしての燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部と、
前記可燃性ガスを前記中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部と、
前記燃焼用空気を前記燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部と、
前記中央側空気噴出部及び前記外周側空気噴出部から噴出された前記燃焼用空気と前記燃料噴出部から噴出された前記可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成された案内部と、
前記中央側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量と前記外周側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量との比を変更する噴出比調整手段とを備えて、
前記噴出比調整手段による前記比の変更により、前記燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できるように構成されている点を特徴とする。
In the glass melting furnace of the present invention, a submerged combustion type burner that burns by combusting a combustible gas and an oxygen-containing gas forms a combustion flame inside the molten glass of the glass melting tank and burns. It is equipped with the wall part of the glass dissolution tank, and its first characteristic configuration is:
The heating burner is
A central air ejection portion that ejects combustion air as the oxygen-containing gas toward the tip side; and
A fuel ejection part that ejects the combustible gas from the periphery of the central air ejection part toward the tip side; and
An outer peripheral air ejection portion that ejects the combustion air in a swirling state from a radially outer side location toward a radially inner side than the fuel ejection portion;
Proximal cylindrical portion on the base end side that guides the combustion air ejected from the central air ejection portion and the outer peripheral air ejection portion and the combustible gas ejected from the fuel ejection portion toward the distal end side. A guide portion configured in a form in which a diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the distal end side is connected to the distal end side,
An ejection ratio adjusting means for changing a ratio between an ejection amount of the combustion air from the central air ejection portion and an ejection amount of the combustion air from the outer peripheral air ejection portion;
By changing the ratio by the ejection ratio adjusting means, the form of the combustion flame is a flat flame that expands in the radial direction without extending to the front end side, a skirt-like flame that expands in the radial direction on the front end side of the combustion flame, or a straight advance while turning. It is characterized in that it can be changed to a toroidal flame extending in a straight line and a straight flame extending straight in a non-turning state.
すなわち、加熱バーナが、燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できることになる。
そして、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、直進炎は、この記載順に、溶解ガラスに与える熱量を大きくできる傾向となる。
That is, the heating burner has a flat flame that expands in the radial direction without extending toward the tip side, a skirt-like flame that expands in the radial direction toward the tip side of the combustion flame, a toroidal flame that extends straight while turning, and Thus, it can be changed to a straight flame that extends straight in a non-turning state.
And the flat flame, the skirt flame, the toroidal flame, and the straight flame tend to increase the amount of heat given to the molten glass in this order of description.
したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、加熱バーナの燃焼炎の形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切な熱量に調節することが可能となる。 Therefore, it is possible to adjust the amount of heat given to the molten glass to an appropriate amount of heat by changing the form of the combustion flame of the heating burner according to changes in the type and amount of glass raw material charged into the glass melting tank. It becomes.
要するに、本発明の第1特徴構成によれば、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるガラス溶解炉を提供できる。
又、本発明の第1特徴構成によれば、噴出比調整手段によって、中央側空気噴出部からの燃焼用空気の噴出量と前外周側空気噴出部からの燃焼用空気の噴出量との比を変更することにより、加熱バーナの燃焼炎の形態を、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更できるから、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できることになる。
したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性が大きく変動することや、溶解槽に投入するガラス原料の投入量(ガラスの生産量)が大きく変動することがあっても、その変動に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるのである。
また、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明のいずれを生産する場合においても、生産する色つきガラスに応じて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるのである。
要するに、本発明の第1特徴構成によれば、上記作用効果に加えて、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できるガラス溶解炉を提供できる。
In short, according to the first characteristic configuration of the present invention, it is possible to provide a glass melting furnace capable of appropriately adjusting the amount of heat given to the molten glass in accordance with changes in the type and amount of the glass raw material charged into the glass melting tank.
Further, according to the first characteristic configuration of the present invention, the ratio of the amount of combustion air ejected from the center side air ejecting portion and the amount of combustion air ejected from the front outer peripheral side air ejecting portion by the ejection ratio adjusting means. By changing the heating flame, the form of the combustion flame of the heating burner can be changed to flat flame, skirt flame, toroidal flame, and straight flame, so the amount of heat given to the molten glass can be appropriately adjusted over a sufficiently large range. You can adjust it.
Therefore, even if the solubility of the glass raw material put into the glass melting tank greatly fluctuates or the amount of glass raw material charged into the melting tank (the amount of glass production) may fluctuate greatly, In addition, the amount of heat given to the molten glass can be adjusted appropriately.
In addition, when producing colored glass, regardless of whether black, patina, or transparent is produced, the amount of heat applied to the molten glass can be appropriately adjusted according to the colored glass to be produced.
In short, according to the first characteristic configuration of the present invention, it is possible to provide a glass melting furnace capable of appropriately adjusting the amount of heat given to the molten glass over a sufficiently large range in addition to the above-described effects.
本発明のガラス溶解炉の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記ガラス溶解槽の内部に、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流、及び、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動する形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流が形成され、
前記加熱バーナが、前記溶解ガラスの内部のうちの、前記上流側循環流が形成される部分に前記燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first feature configuration, the second feature configuration of the glass melting furnace of the present invention,
Inside the glass melting tank, an upstream circulating flow on the glass raw material charging side that circulates up and down in a form in which the upper layer of the molten glass flows to the front side of the melting tank, and the upper layer of the molten glass is the melting tank A downstream circulating flow on the molten glass extraction side that circulates up and down in a form that flows to the rear side is formed,
The heating burner is characterized in that it is configured to burn in a state where the combustion flame is formed in a portion of the molten glass where the upstream circulation flow is formed.
すなわち、ガラス溶解槽の内部の溶解ガラスを加熱すると、ガラス溶解槽の内部には、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流、及び、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動する形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流が形成されることになる。 That is, when the molten glass inside the glass melting tank is heated, the upper part of the molten glass is circulated up and down in a form in which the upper layer of the molten glass flows to the front side of the melting tank. A downstream circulating flow on the molten glass take-off side that circulates up and down in a form in which the upper layer portion of the flow and the molten glass flows to the rear side of the melting tank is formed.
ガラス溶解槽の内部のうちの、上流側循環流が形成される部分は、ガラス溶解槽に投入されたガラス原料を溶解する溶解ゾーンに相当し、ガラス溶解槽の内部のうちの、下流側循環流が形成される部分は、溶解ガラスから気泡等を排出する清澄ゾーンに相当することになる。 The portion of the inside of the glass melting tank where the upstream circulation flow is formed corresponds to a melting zone for melting the glass raw material charged in the glass melting tank, and the downstream circulation of the inside of the glass melting tank. The portion where the flow is formed corresponds to a clarification zone for discharging bubbles and the like from the molten glass.
つまり、ガラス溶解槽の前部側に投入されたガラス原料は、溶解ゾーンにおいて、上流側循環流に沿って流動しながら溶解し、その後、清澄ゾーンに流動して、下流側循環流に沿って流動しながら清澄され、清澄後において、ネックを通して溶解槽の外部の作業槽に取り出されることになる。 That is, the glass raw material charged to the front side of the glass melting tank melts while flowing along the upstream circulation flow in the melting zone, and then flows into the clarification zone along the downstream circulation flow. It is clarified while flowing, and after clarification, it is taken out to the working tank outside the dissolution tank through the neck.
ちなみに、上流側循環流を、溶解ガラスの下層部の流れを含めて正確に記載すると、上流側循環流は、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動し且つ下層部が溶解槽後部側に向かう方向に沿って流動する形態で上下に循環することになる。
また、下流側循環流を、溶解ガラスの下層部の流れを含めて正確に記載すると、下流側循環流は、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動し且つ下層部が溶解槽前部側に向かう方向に沿って流動にする形態で上下に循環することになる。
By the way, when the upstream side circulation flow is accurately described including the flow of the lower layer part of the molten glass, the upper side circulation flow is such that the upper layer part of the molten glass flows to the front side of the melting tank and the lower layer part is the rear part of the melting tank. It will circulate up and down in a form that flows along the direction toward the side.
Further, when the downstream circulating flow is accurately described including the flow of the lower layer portion of the molten glass, the upper circulating portion of the molten glass flows to the rear side of the melting tank and the lower layer portion is the front of the melting tank. It will circulate up and down in the form of flowing along the direction toward the side.
本第2特徴構成は、加熱バーナが、溶解ガラスの内部のうちの、上流側循環流が形成される部分に燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されているものであるから、溶解ゾーンにおいて、上流側循環流に沿って流動する溶解ガラスを、液中燃焼式の加熱バーナにて良好に加熱することができる。 In the second characteristic configuration, the heating burner is configured to burn in a state in which a combustion flame is formed in a portion of the inside of the molten glass where the upstream circulation flow is formed. In the zone, the molten glass flowing along the upstream side circulation flow can be satisfactorily heated by a submerged combustion type heating burner.
ちなみに、溶解ガラスの内部のうちの、下流側循環流が形成される部分、つまり、清澄ゾーンには、液中燃焼式の加熱バーナを装備しないようにして、溶解ガラスの清澄を良好に行えるようにすることになる。 By the way, the part of the inside of the molten glass where the downstream circulation flow is formed, that is, the clarification zone is not equipped with a submerged combustion type burner so that the molten glass can be clarified well. Will be.
つまり、本第2特徴構成によれば、溶解ガラスの内部のうちの、溶解ガラスに効率良く熱を与えることが望まれる溶解ゾーンにおいて、液中燃焼式の加熱バーナによって、溶解ガラスを効率良く加熱することができるのである。 That is, according to the second characteristic configuration, the molten glass is efficiently heated by the submerged combustion type burner in the melting zone in the molten glass where it is desired to efficiently apply heat to the molten glass. It can be done.
要するに、本発明の第2特徴構成によれば、上記第1特徴構成による作用効果に加えて、溶解ガラスの内部の溶解ゾーンにおいて、液中燃焼式の加熱バーナによって、溶解ガラスを効率良く加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。 In short, according to the second characteristic configuration of the present invention, in addition to the function and effect of the first characteristic configuration, the molten glass is efficiently heated by the submerged combustion heating burner in the melting zone inside the molten glass. The glass melting furnace which can be provided can be provided.
本発明のガラス溶解炉の第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記加熱バーナが、前記壁部としての底壁部に設けられている点を特徴とする。
In addition to the first or second feature configuration, the third feature configuration of the glass melting furnace of the present invention,
The heating burner is provided on a bottom wall portion as the wall portion.
すなわち、加熱バーナが、ガラス溶解槽の底壁部に設けられているから、ガラス溶解槽の底壁部の近くに形成される燃焼炎によって、ガラス溶解槽の底壁部の近くに位置する溶解ガラスを加熱することができ、加えて、燃焼炎の燃焼排ガスが泡となって上昇流動することによって、溶解ガラスの深さ方向の中間層部や上層部をも加熱することができる。 That is, since the heating burner is provided on the bottom wall of the glass melting tank, the melting located near the bottom wall of the glass melting tank is caused by the combustion flame formed near the bottom wall of the glass melting tank. The glass can be heated, and in addition, the intermediate layer portion and the upper layer portion in the depth direction of the molten glass can be heated by the upward flow of the flue gas of the combustion flame as bubbles.
つまり、加熱バーナによって、ガラス溶解槽の内部に位置する溶解ガラスの下層部、中間層部、及び、上層部を良好に加熱することができる。 That is, the lower layer part, intermediate | middle layer part, and upper layer part of the molten glass located inside a glass melting tank can be favorably heated with a heating burner.
要するに、本発明の第3特徴構成によれば、上記第1又は第2特徴構成による作用効果に加えて、ガラス溶解槽の内部に位置する溶解ガラスの下層部、中間層部、及び、上層部を良好に加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。 In short, according to the third characteristic configuration of the present invention, in addition to the operational effects of the first or second characteristic configuration, the lower layer portion, the intermediate layer portion, and the upper layer portion of the molten glass located inside the glass melting tank. It is possible to provide a glass melting furnace that can be heated satisfactorily.
本発明のガラス溶解炉の第4特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記加熱バーナが、前記壁部としての横側壁部に設けられている点を特徴とする。
In addition to the first or second feature configuration, the fourth feature configuration of the glass melting furnace of the present invention,
The heating burner is characterized in that it is provided on a lateral side wall as the wall.
すなわち、加熱バーナが、ガラス溶解槽の横側壁部に設けられているから、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに形成される燃焼炎によって、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラスを加熱することができ、加えて、燃焼炎の燃焼排ガスが泡となって上昇流動することによって、溶解ガラスにおける加熱バーナよりも上方側に位置する部分をも加熱することができる。 That is, since the heating burner is provided on the side wall of the glass melting tank, the melting located near the side wall of the glass melting tank is caused by the combustion flame formed near the side wall of the glass melting tank. The glass can be heated, and in addition, the portion of the molten glass positioned above the heating burner can also be heated by causing the combustion exhaust gas of the combustion flame to rise and flow as bubbles.
つまり、加熱バーナによって、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラスを適切に加熱することができ、加えて、加熱バーナの設置箇所よりも上方側に位置する溶解ガラスを加熱することができる。 That is, it is possible to appropriately heat the molten glass located near the lateral side wall portion of the glass melting tank by the heating burner, and in addition, to heat the molten glass located above the location where the heating burner is installed. Can do.
要するに、本発明の第4特徴構成によれば、上記第1又は第2特徴構成による作用効果に加えて、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラス、及び、加熱バーナの設置箇所よりも上方側に位置する溶解ガラスを良好に加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。 In short, according to the fourth feature configuration of the present invention, in addition to the operational effects of the first or second feature configuration, the molten glass located near the side wall portion of the glass melting tank, and the installation location of the heating burner It is possible to provide a glass melting furnace capable of favorably heating the molten glass positioned on the upper side.
本発明のガラス溶解炉の第5特徴構成は、上記第1〜第4特徴構成のいずれかに加えて、
前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成されている点を特徴とする。
In addition to any of the first to fourth feature configurations described above, the fifth feature configuration of the glass melting furnace of the present invention,
The heating burner is configured to eject the combustible gas and the oxygen-containing gas in an unmixed state.
すなわち、加熱バーナが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成されているから、噴出された可燃性ガスと酸素含有ガスとは、噴出後に混合されて燃焼することになる。 That is, since the heating burner is configured to eject the combustible gas and the oxygen-containing gas in an unmixed state, the ejected combustible gas and the oxygen-containing gas are mixed and burned after the ejection. become.
このように、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、加熱バーナから噴出した後に混合させて燃焼させるものであるから、換言すれば、いわゆる先混合方式にて燃焼させるものであるから、逆火の発生を抑制した状態で良好に燃焼させることができる。 Thus, the combustible gas and the oxygen-containing gas are mixed and burned after being ejected from the heating burner, in other words, because they are burned by the so-called premixing method, It can be burned satisfactorily while the generation is suppressed.
要するに、本発明の第5特徴構成によれば、上記第1〜第4特徴構成による作用効果に加えて、加熱バーナを逆火の発生を抑制した状態で良好に燃焼させることができるガラス溶解炉を提供できる。 In short, according to the fifth feature configuration of the present invention, in addition to the operational effects of the first to fourth feature configurations, the glass melting furnace capable of successfully burning the heating burner in a state in which the occurrence of flashback is suppressed. Can provide.
本発明のガラス溶解炉の第6特徴構成は、上記第1〜第4特徴構成のいずれかに加えて、
前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成されている点を特徴とする。
In addition to any of the first to fourth feature configurations described above, the sixth feature configuration of the glass melting furnace of the present invention is as follows.
The heating burner is configured to eject the combustible gas and the oxygen-containing gas in a mixed state.
すなわち、加熱バーナが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成されているから、噴出される可燃性ガスと酸素含有ガスとは、噴出された際には既に混合されているため、噴出されるに伴って的確に燃焼することになる。 That is, since the heating burner is configured to eject the combustible gas and the oxygen-containing gas in a mixed state, the combustible gas and the oxygen-containing gas to be ejected are already mixed when ejected. Therefore, it will burn accurately as it is ejected.
このように、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、混合状態で加熱バーナから噴出させて燃焼させるものであるから、換言すれば、いわゆる元混合方式にて燃焼させるものであるから、溶解ガラスの内部にて燃焼炎を形成する状態で燃焼させるものでありながらも、不測に消火することを回避した状態で良好に燃焼させることができる。 In this way, since the combustible gas and the oxygen-containing gas are jetted from the heating burner in a mixed state and burned, in other words, burned by the so-called original mixing method, Although it is burned in a state where a combustion flame is formed inside, it can be burned well in a state where unexpected fire extinguishing is avoided.
尚、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、混合状態で加熱バーナから噴出させて燃焼させる場合には、ガラス溶解槽の壁部の内面部あるいは壁部に極近い部位にも燃焼炎を存在させて、壁部に隣接する溶解ガラスをも適切に加熱することが可能となる利点もある。 When combustible gas and oxygen-containing gas are jetted from a heating burner and burned in a mixed state, a combustion flame is also present at the inner surface of the wall of the glass melting tank or at a site very close to the wall. Thus, there is also an advantage that the molten glass adjacent to the wall portion can be appropriately heated.
要するに、本発明の第6特徴構成によれば、上記第1〜第4特徴構成による作用効果に加えて、加熱バーナを不測に消火することを回避した状態で良好に燃焼させることができるガラス溶解炉を提供できる。 In short, according to the sixth feature configuration of the present invention, in addition to the operational effects of the first to fourth feature configurations, glass melting that can be satisfactorily combusted in a state that avoids unexpectedly extinguishing the heating burner. A furnace can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(ガラス溶解炉の全体構成)
図1及び図2に示すように、ガラス溶解炉には、耐火煉瓦等を用いて構成された概ね密閉状のガラス溶解槽1が備えられ、このガラス溶解槽1の後部側には、同様に耐火煉瓦等を用いて構成された作業槽2が装備されている。
ガラス溶解槽1の前部には、ガラス原料を投入する原料投入口3が形成され、ガラス溶解槽1の後部の上方側箇所には、ガラス溶解槽1の内部の溶解ガラスを作業槽2に導く排出口4が形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration of glass melting furnace)
As shown in FIG.1 and FIG.2, the glass melting furnace is equipped with the substantially sealed
In the front part of the
本実施形態においては、ガラス溶解槽1の中間部に、複数の第1バーナNが装備され、ガラス溶解槽1の前部に、複数の第2バーナMが装備されて、複数の第1バーナNと複数の第2バーナMとによって、ガラス溶解槽1の内部の溶解ガラス(ガラス原料)を加熱するように構成されている。
尚、第1バーナN及び第2バーナMの詳細については後述するが、これらの第1バーナN及び第2バーナMは、溶解ガラスの内部に燃焼炎Fn、Fmを形成する状態で燃焼する液中燃焼式である。
In the present embodiment, a plurality of first burners N are provided in the middle part of the
Although details of the first burner N and the second burner M will be described later, the first burner N and the second burner M are liquids that burn in a state in which the combustion flames Fn and Fm are formed inside the molten glass. Medium combustion type.
ガラス溶解槽1の内部には、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動しかつ溶解ガラスの下層部が溶解槽後部側に向かう方向に沿って流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流Ju、及び、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動しかつ溶解ガラスの下層部が溶解槽前部側に向かう方向に沿って流動にする形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流Jdが形成されている。
Inside the
つまり、ガラス溶解槽1の内部の溶解ガラス(ガラス原料)を第1バーナN及び第2バーナMによって加熱することによって、ガラス溶解槽1の前部側部分には、ガラス原料投入側の上流側循環流Juが形成され、かつ、ガラス溶解槽1の後部側部分には、溶解ガラス取出側の下流側循環流Jdが形成されることになる。
That is, by heating the molten glass (glass raw material) inside the
ガラス溶解槽1の内部のうちの、上流側循環流Juが形成される部分は、ガラス溶解槽1に投入されたガラス原料を溶解する溶解ゾーンAに相当し、ガラス溶解槽1の内部のうちの、下流側循環流Jdが形成される部分は、溶解ガラスから気泡等を排出する清澄ゾーンBに相当することになる。
The portion of the inside of the
つまり、ガラス溶解槽1の前部側に投入されたガラス原料は、溶解ゾーンAにおいて、上流側循環流Juに沿って流動しながら溶解され、その後、清澄ゾーンBに流動して、下流側循環流Jdに沿って流動しながら清澄され、清澄後において、排出口4が形成されているネックCを通して作業槽2が装備された作業ゾーンDに取り出されることになる。
That is, the glass raw material charged to the front side of the
(第1バーナの設置構成)
第1バーナNは、可燃性ガスとしての、LPG、メタンを主成分とする都市ガス等の燃料ガスGと、酸素含有ガスとしての燃焼用空気Eとを噴出する液中燃焼バーナであって、ガラス溶解槽1の内部に燃焼炎Fnを形成して燃焼する状態にガラス溶解槽1の壁部に装備されている。
ちなみに、第1バーナNの燃焼炎Fnは、細長く伸びる燃焼炎であり、そして、燃焼後の燃焼排ガスは、気泡状となって溶解ガラスの内部を上昇したのち溶解ガラスの上方空間に流動することになる。
(Installation configuration of the first burner)
The first burner N is a submerged combustion burner that ejects a fuel gas G such as a city gas mainly composed of LPG and methane as a combustible gas and a combustion air E as an oxygen-containing gas, The wall of the
Incidentally, the combustion flame Fn of the first burner N is a long and narrow combustion flame, and the combustion exhaust gas after combustion rises in the form of bubbles into the molten glass and then flows into the upper space of the molten glass. become.
本実施形態においては、第1バーナNとして、ガラス溶解槽1の壁部としての底壁部1tに装備される第1底壁バーナNtと、ガラス溶解槽1の壁部としての横側壁部1sに装備される第1側壁バーナNsとが装備されている。
In the present embodiment, as the first burner N, the first bottom wall burner Nt equipped on the
そして、第1底壁バーナNt及び第1側壁バーナNsが、上流側循環流Juに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Jdに流動するのを抑制すべく、上流側循環流Juと下流側循環流Jdとの間に相当する箇所から燃料ガスGと燃焼用空気Eとを溶解槽前部側に噴出するように構成されている。 Then, the first bottom wall burner Nt and the first side wall burner Ns are connected to the upstream circulation flow Ju and the downstream in order to prevent the molten glass flowing along the upstream circulation flow Ju from flowing into the downstream circulation flow Jd. The fuel gas G and the combustion air E are jetted from the portion corresponding to the side circulation flow Jd to the dissolution tank front side.
すなわち、第1底壁バーナNtが、ガラス溶解槽1の底壁部における上流側循環流Juと下流側循環流Jdとの間に相当する箇所に、燃料ガスGと燃焼用空気Eとを、溶解槽前部側でかつ上方側に向かう方向に向けて噴出する状態で設けられている。
That is, the fuel gas G and the combustion air E are placed at a position corresponding to the first bottom wall burner Nt between the upstream circulation flow Ju and the downstream circulation flow Jd in the bottom wall portion of the
また、第1側壁バーナNsが、ガラス溶解槽1の横側壁部における下方側でかつ上流側循環流Juと下流側循環流Jdとの間に相当する箇所に、燃料ガスGと燃焼用空気Eとを、溶解槽前部側で且つガラス溶解槽の横幅方向における内方でかつ上方側に向かう方向に向けて噴出する状態で設けられている。
ちなみに、本実施形態においては、ガラス溶解槽1の底壁部1tから溶解ガラスの深さの3分の1に相当する高さに、第1側壁バーナNsが装備されている。
Further, the first side wall burner Ns is located on the lower side of the side wall portion of the
Incidentally, in this embodiment, the 1st side wall burner Ns is equipped in the height equivalent to 1/3 of the depth of a molten glass from the
つまり、第1底壁バーナNt及び第1側壁バーナNsから噴出される燃料ガスと燃焼用空気とが、上流側循環流Juの下層部に沿って流動する溶解ガラスを溶解槽前部側で且つ上方側に押圧流動させることになるため、上流側循環流Juに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Jdの存在する清澄ゾーンBに流動することが抑制されることになり、溶解ゾーンAにおいて溶解ガラスが十分に溶解されるようになっている。 That is, the fuel gas ejected from the first bottom wall burner Nt and the first side wall burner Ns and the combustion air flow the molten glass flowing along the lower layer portion of the upstream circulation flow Ju on the melting tank front side and Since the fluid is pressed and flowed upward, the molten glass flowing along the upstream circulation flow Ju is prevented from flowing into the clarification zone B where the downstream circulation flow Jd is present. The molten glass is sufficiently melted in step (b).
(第1バーナの具体構成)
第1底壁バーナNt及び第1側壁バーナNsは、同様に構成されるものであり、以下、第1底壁バーナNtを代表にして、その具体構成を説明する。
(Specific configuration of the first burner)
The first bottom wall burner Nt and the first side wall burner Ns are configured in the same manner, and the specific configuration thereof will be described below using the first bottom wall burner Nt as a representative.
図3及び図4に示すように、第1底壁バーナNtは、内部筒5と外部筒6とを二重管状に備える状態に構成され、さらに、外部筒6の外側には、冷却ジャケットK1を形成するための筒体7が配備されており、筒体7を含めると三重管状に構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first bottom wall burner Nt is configured to include a double tube with an inner tube 5 and an outer tube 6, and further, on the outer side of the outer tube 6, a cooling jacket K <b> 1. A cylindrical body 7 is formed to form a triple-tubular shape including the cylindrical body 7.
内部筒5には、燃料ガスGが供給され、内部筒5の先端部には、燃料噴出口8が形成されている。
内部筒5と外部筒6とに囲まれた空間に、燃焼用空気Eが供給され、内部筒5の先端部と外部筒6との間には、複数個の空気噴出口9が周方向に並ぶ状態で形成されたリング状板10が配設されている。
A fuel gas G is supplied to the inner cylinder 5, and a
Combustion air E is supplied to a space surrounded by the inner cylinder 5 and the outer cylinder 6, and a plurality of
外部筒6における内部筒5の先端部よりも前方側に突出する前方突出部分6Aが、前方側ほど小径となる状態に形成されて、燃料ガスGと燃焼用空気Eとの混合を促進するように構成されている。
A front protruding
すなわち、第1底壁バーナNtは、前方突出部分6Aの内部にて形成される混合空間に向けて、燃料ガスGと燃焼用空気Eとを非混合状態で噴出するように構成されている。
そして、噴出された燃料ガスGと燃焼用空気Eとは、混合空間にて混合されたのち、前方側に流動して燃焼するように構成されている。
That is, the first bottom wall burner Nt is configured to eject the fuel gas G and the combustion air E in an unmixed state toward the mixing space formed inside the
The ejected fuel gas G and combustion air E are mixed in the mixing space, and then flow forward and burn.
ちなみに、冷却ジャケットK1は、外部筒6と筒体7との間の空間を通して冷却水Wを通流させて、外部筒6や内部筒5を冷却するように構成されている。 Incidentally, the cooling jacket K1 is configured to cool the outer cylinder 6 and the inner cylinder 5 by allowing the cooling water W to flow through the space between the outer cylinder 6 and the cylinder 7.
尚、詳述はしないが、燃料噴出口8からの燃料ガスGの噴出量及び燃焼用空気Eの噴出量が変更調節自在に構成されて、第1底壁バーナNtの燃焼量が、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量に合わせて変更されることになる。
Although not described in detail, the injection amount of the fuel gas G from the
(第2バーナの設置構成)
第2バーナMは、可燃性ガスとしての、LPG、メタンを主成分とする都市ガス等の燃料ガスGと、酸素含有ガスとしての燃焼用空気Eとを噴出する液中燃焼式の加熱バーナであって、ガラス溶解槽1の内部に燃焼炎Fmを形成して燃焼する状態にガラス溶解槽1の壁部に装備されている。
(Installation configuration of second burner)
The second burner M is a submerged combustion-type heating burner that ejects fuel gas G such as LPG and city gas mainly composed of methane as combustible gas and combustion air E as oxygen-containing gas. And it is equipped in the wall part of the
また、この第2バーナMは、燃焼炎Fmの形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎からなる4種類の形態に変更できるように構成されている(図7参照)。
ちなみに、燃焼後の燃焼排ガスは、気泡状となって溶解ガラスの内部を上昇したのち溶解ガラスの上方空間に流動することになる。
In addition, the second burner M has a form of the combustion flame Fm, a flat flame that expands in the radial direction without extending toward the tip side, a skirt-like flame that expands in the radial direction toward the tip side of the combustion flame, and a straight flame that extends while turning. It is comprised so that it can change into four types of forms which consist of a toroidal flame and the straight flame which extends straightly in a non-turning state (refer FIG. 7).
Incidentally, the combustion exhaust gas after combustion becomes bubbles and rises inside the molten glass and then flows into the upper space of the molten glass.
本実施形態においては、第2バーナMとして、ガラス溶解槽1の壁部としての底壁部1tに装備される第2底壁バーナMtと、ガラス溶解槽1の壁部としての横側壁部1sに装備される第2側壁バーナMsとが装備されている。
In the present embodiment, as the second burner M, the second bottom wall burner Mt equipped on the
そして、第2底壁バーナMtと第2側壁バーナMsとが、溶解ガラスの内部のうちの、上流側循環流Juが形成される部分に燃焼炎Fmを形成する状態で燃焼するように構成されている。
すなわち、第2底壁バーナMt及び第2側壁バーナMsは、溶解ゾーンAの溶解ガラスを加熱することになり、また、第2底壁バーナMt及び第2側壁バーナMsは、燃焼炎Fmの形態を、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎からなる4種類の形態に変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できることになる。
つまり、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、直進炎は、この記載順に、溶解ガラスに与える熱量を大きくできる傾向となる。
And the 2nd bottom wall burner Mt and the 2nd side wall burner Ms are comprised so that it may burn in the state which forms the combustion flame Fm in the part in which the upstream side circulation flow Ju is formed among the insides of molten glass. ing.
That is, the second bottom wall burner Mt and the second side wall burner Ms heat the molten glass in the melting zone A, and the second bottom wall burner Mt and the second side wall burner Ms form the combustion flame Fm. Is changed to four kinds of forms consisting of a flat flame, a skirt flame, a toroidal flame, and a straight flame, the amount of heat given to the molten glass can be appropriately adjusted over a sufficiently large range.
That is, flat flames, skirt flames, toroidal flames, and straight flames tend to increase the amount of heat applied to the molten glass in this order of description.
したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性が大きく変動することや、溶解槽に投入するガラス原料の投入量(ガラスの生産量)が大きく変動することがあっても、その変動に合わせて、燃焼炎Fmの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できる。
また、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明のいずれを生産する場合においても、生産する色つきガラスに合わせて、燃焼炎Fmの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できる。
Therefore, even if the solubility of the glass raw material put into the glass melting tank greatly fluctuates or the amount of glass raw material charged into the melting tank (the amount of glass production) may fluctuate greatly, In addition, the amount of heat applied to the molten glass can be appropriately adjusted by changing the form of the combustion flame Fm.
Moreover, in the case of producing colored glass, in any case of producing black, patina, or transparent, it is given to the molten glass by changing the form of the combustion flame Fm according to the colored glass to be produced. The amount of heat can be adjusted appropriately.
(第2バーナの具体構成)
第2底壁バーナMt及び第2側壁バーナMsは、同様に構成されるものであり、以下、第2底壁バーナMtを代表にして、その具体構成を説明する。
(Specific configuration of the second burner)
The second bottom wall burner Mt and the second side wall burner Ms are configured in the same manner, and the specific configuration thereof will be described below with the second bottom wall burner Mt as a representative.
図5及び図6に示すように、第2底壁バーナMtは、ガラス溶解槽1の底壁部1tに形成した装着孔12に嵌め込んだ状態に設置されるバーナタイル13と、そのバーナタイル13に組み付けられるバーナ本体部14とから構成されている。
バーナタイル13は、円筒状に形成されかつその先端部が朝顔状の案内面Qを形成するように構成されている。
また、バーナ本体部14は、バーナタイル13の外部に位置する基端側部分14Aと、バーナタイル13に嵌合される先端側部分14Bとを備えている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the second bottom wall burner Mt includes a
The
The
バーナ本体部14の基端側部分14Aの内部には、中央部の空気供給筒15、その空気供給筒15の周囲を覆う状態で配置される燃料供給筒16、及び、その燃料供給筒16の周囲を覆う状態で配置される旋回空気噴出筒17が設けられ、また、旋回空気噴出筒17の外周側箇所に空気チャンバ18が形成されている。
Inside the base
そして、送風ブロアUから供給される燃焼用空気Eの一部を基端側部分14Aの底部に形成した第1空気供給口19Aから空気供給筒15の基端部に導いて、空気供給筒15の先端部から前方側に噴出されるように構成され、また、送風ブロアUから供給される燃焼用空気Eの残部を基端側部分14Aの側部に形成した第2空気供給口19Bから空気チャンバ18に導いて、旋回空気噴出筒17に形成した複数の旋回用空気噴出孔20を通して、旋回空気噴出筒17と燃料供給筒16との間の空間に旋回状態で噴出されるように構成されている。
Then, a part of the combustion air E supplied from the blower blower U is guided to the base end portion of the
ちなみに、複数の旋回用空気噴出孔20は、その長手方向が旋回空気噴出筒17の接線に沿う方向に形成される状態で、周方向に間隔を隔てて設けられものであって、空気チャンバ18から供給される燃焼用空気Eを、旋回空気噴出筒17の接線に沿う方向に噴出することにより、旋回空気噴出筒17と燃料供給筒16との間の空間の内部に、燃焼用空気Eの旋回流を形成することになる。
Incidentally, the plurality of swirling air ejection holes 20 are provided at intervals in the circumferential direction in a state where the longitudinal direction thereof is formed in a direction along the tangent line of the swirling
また、基端側部分14Aに形成した燃料供給口21から供給される燃料ガスGが、空気供給筒15と燃料供給筒16との間の空間に導かれたのち、燃料供給筒16の先端部に形成した燃料噴出口22から噴出されるように構成されている。
Further, after the fuel gas G supplied from the
また、バーナ本体部14の先端側部分14Bは、旋回空気噴出筒17に連なる状態の案内筒23と、その案内筒23の外周部に冷却ジャケットK2を形成するための外側筒体24とを備える二重管状に構成されて、バーナタイル13に嵌合されている。
Further, the front end portion 14B of the burner
そして、案内筒23の内部が、空気供給筒15から噴出される燃焼用空気Eや旋回空気噴出筒17から旋回状態で供給される燃焼用空気Eと、燃料供給筒16の先端部の燃料噴出口22から噴出される燃料ガスGとを混合する混合空間として機能することになる。
The inside of the
ちなみに、冷却ジャケットK2は、案内筒23と外側筒体24との間の空間を通して冷却水Wを通流させて、案内筒23や外側筒体24等を冷却するように構成されている。
Incidentally, the cooling jacket K <b> 2 is configured to cool the
したがって、第2底壁バーナMtは、空気供給筒15から噴出される燃焼用空気Eや旋回空気噴出筒17から旋回状態で供給される燃焼用空気Eと、燃料供給筒16の先端部の燃料噴出口22から噴出される燃料ガスGとを、案内筒23の内部の混合空間にて混合して、混合空間にて混合した混合ガスをバーナタイル13の先端部の朝顔状の案内面Qに沿って案内しながら、燃焼炎Fmを形成する状態で燃焼するように構成されている。
Accordingly, the second bottom wall burner Mt includes the combustion air E ejected from the
すなわち、第2底壁バーナMtは、案内筒23の内部の混合空間に向けて、燃料ガスGと燃焼用空気Eとを非混合状態で噴出して、案内筒23の内部にて燃料ガスGと燃焼用空気Eとを混合して燃焼するように構成されている。
That is, the second bottom wall burner Mt ejects the fuel gas G and the combustion air E in an unmixed state toward the mixing space inside the
また、送風ブロアUと第1空気供給口19Aとを接続する第1流路R1には、第1オリフィス26A及び空気通流量を調整する調整ダンパ27が設けられ、送風ブロアUと第2空気供給口19Bとを接続する第2流路R2には、第2オリフィス26Bが設けられており、調整ダンパ27の開度調節により、第1空気供給口19Aに供給する燃焼用空気Eの供給量と第2空気供給口19Bに供給する燃焼用空気Eの供給量との比が変更されるように構成されている。
The first flow path R1 connecting the blower blower U and the first
したがって、第2底壁バーナMtは、調整ダンパ27の開度調節により、第1空気供給口19Aに供給する燃焼用空気Eの供給量と第2空気供給口19Bに供給する燃焼用空気Eの供給量との比を変更して、燃焼炎Fmの形態を、平面状炎(図7(A)参照)、スカート状炎(図7(B)参照)、トロイダル炎(図7(C)参照)、及び、直進炎(図7(D)参照)からなる4種類の形態に変更できるように構成されている。
尚、平面状炎は、バーナタイル13及び底壁部1tに燃焼炎Fmが付着する状態となり、スカート状炎は、燃焼炎Fmがバーナタイル13及び底壁部1tから離れる状態となる点が相違する。
Therefore, the second bottom wall burner Mt adjusts the opening degree of the
The flat flame is in a state where the combustion flame Fm adheres to the
ちなみに、本実施形態においては、燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部が、空気供給筒15にて構成され、可燃性ガスを中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部が、燃料噴出口22にて構成され、燃焼用空気を燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部が、旋回用空気噴出孔20にて構成されることになる。
Incidentally, in the present embodiment, the central air ejection part for ejecting combustion air toward the tip side is configured by the
また、本実施形態においては、中央側空気噴出部及び外周側空気噴出部から噴出された燃焼用空気と燃料噴出部から噴出された可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成される案内部Vが、案内筒23とバーナタイル13とから構成されることになる。
つまり、基端側の直円筒状部分が、案内筒23にて構成され、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が、バーナタイル13の案内面Qにて構成されている。
Further, in the present embodiment, the base end side that guides the combustion air ejected from the center side air ejecting portion and the outer peripheral side air ejecting portion and the combustible gas ejected from the fuel ejecting portion toward the distal end side. A guide portion V configured to have a configuration in which a diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the distal end side is connected to the distal end side of the right cylindrical portion is configured from the
That is, the base cylindrical portion on the base end side is configured by the
また、本実施形態においては、中央側空気噴出部としての空気供給筒15からの燃焼用空気Eの噴出量と外周側空気噴出部としての旋回用空気噴出孔20からの燃焼用空気Eの噴出量との比を変更する噴出比調整手段Tが、調整ダンパ27を主要部として構成されることになる。
そして、噴出比調整手段Tによる上記比の変更により、上述の如く、燃焼炎Fmの形態が、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更されることになる。
Further, in the present embodiment, the amount of combustion air E ejected from the
And by the change of the said ratio by the ejection ratio adjustment means T, as mentioned above, the form of the combustion flame Fm is changed into a flat flame, a skirt flame, a toroidal flame, and a straight flame.
尚、旋回用空気噴出孔20から燃焼用空気Eの90〜100%を噴出しかつ空気供給筒15から燃焼用空気Eの残りを噴出すると、燃焼炎Fmの形態が平面状炎になり、旋回用空気噴出孔20から燃焼用空気Eの50〜90%を噴出しかつ空気供給筒15から燃焼用空気Eの残りを噴出すると、燃焼炎Fmの形態がスカート状炎になり、旋回用空気噴出孔20から燃焼用空気Eの40〜50%を噴出しかつ空気供給筒15から燃焼用空気Eの残りを噴出すると、燃焼炎Fmの形態がトロイダル炎になり、さらに、旋回用空気噴出孔20から燃焼用空気Eの0〜40%を噴出しかつ空気供給筒15から燃焼用空気Eの残りを噴出すると、燃焼炎Fmの形態が直進炎になる。
When 90 to 100% of the combustion air E is ejected from the swirling
また、詳述はしないが、燃料噴出口22からの燃料ガスGの噴出量及び燃焼用空気Eの噴出量を変更調節できるように構成されて、燃焼炎Fmの形態を変更することに加えて、燃焼量も変更されることになる。
Although not described in detail, the fuel gas G ejection amount and the combustion air E ejection amount from the
以上の通り、本実施形態のガラス溶解炉は、燃焼炎Fmの形態を平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更できる第2バーナMにて、溶解ゾーンAの溶解ガラスを加熱するものであるから、ガラス溶解槽1に投入されるガラス原料の種類や投入量に合わせて燃焼炎Fmの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節しながら、溶解ゾーンAの溶解ガラスを良好に加熱することができる。
As described above, the glass melting furnace of the present embodiment is the molten glass in the melting zone A with the second burner M that can change the form of the combustion flame Fm to a flat flame, a skirt flame, a toroidal flame, and a straight flame. Therefore, by changing the form of the combustion flame Fm according to the type and amount of the glass raw material charged into the
しかも、第1バーナNが、上流側循環流Juに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Jdに流動するのを抑制すべく、上流側循環流Juと下流側循環流Jdとの間に相当する箇所から燃料ガスと燃焼用空気とを溶解槽前部側に噴出するものであるから、溶解ゾーンAにおいて上流側循環流Juに沿って流動する溶解ガラスが、下流側循環流Jdが存在する清澄ゾーンBに流動することを抑制することによって、溶解ガラスを十分に溶解(溶融)することができるものである。 Moreover, the first burner N is interposed between the upstream circulation flow Ju and the downstream circulation flow Jd in order to suppress the molten glass flowing along the upstream circulation flow Ju from flowing into the downstream circulation flow Jd. Since the fuel gas and the combustion air are ejected from the corresponding part to the front side of the melting tank, the molten glass flowing along the upstream circulating flow Ju in the melting zone A has the downstream circulating flow Jd. The molten glass can be sufficiently melted (melted) by suppressing the flow to the clarification zone B.
また、清澄ゾーンBには、第1バーナNや第2バーナMを設置しないようにすることにより、溶解ガラスの内部に気泡が発生しないようにして、溶解ガラスの清澄化を良好に行えるように構成されている。 In addition, by not installing the first burner N and the second burner M in the clarification zone B, it is possible to improve the clarification of the molten glass so that no bubbles are generated inside the molten glass. It is configured.
〔別実施形態〕
次に、別実施形態を列記する。
(イ)上記実施形態においては、液中燃焼バーナとしての第1バーナN、及び、液中燃焼式の加熱バーナとしての第2バーナMにて、ガラス溶解槽1の内部の溶解ガラスを加熱するように構成したが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを溶解ガラスの上方空間に噴出して燃焼する上方バーナを設ける形態で実施してもよい。
[Another embodiment]
Next, another embodiment is listed.
(A) In the above embodiment, the molten glass inside the
(ロ)上記実施形態においては、上流側循環流Juに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Jdに流動するのを抑制する作用を発揮する第1バーナNを装備したが、この第1バーナNの設置を省略する形態で実施してもよい。 (B) In the above-described embodiment, the first burner N that exhibits an action of suppressing the molten glass flowing along the upstream circulation flow Ju from flowing into the downstream circulation flow Jd is provided. You may implement in the form which abbreviate | omits installation of the burner N.
(ハ)上記実施形態においては、液中燃焼式の加熱バーナとしての第2バーナMとして、ガラス溶解槽1の底壁部1tに装備する第2底壁バーナMtと、ガラス溶解槽1の横側壁部1sに装備する第2側壁バーナMsとを設置する場合を例示したが、例えば、第2底壁バーナMtのみを設置する形態や、第2側壁バーナMsのみを設置する形態にする等、必ずしも、第2底壁バーナMtと第2側壁バーナMsとを設置する必要はない。
(C) In the above embodiment, as the second burner M as a submerged combustion type heating burner, the second bottom wall burner Mt equipped on the
(ニ)上記実施形態においては、液中燃焼式バーナとしての第1バーナN、及び、液中燃焼式の加熱バーナとしての第2バーナMが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成される場合を例示したが、第1バーナN及び第2バーナMが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成される形態で実施してもよい。 (D) In the above embodiment, the first burner N as a submerged combustion burner and the second burner M as a submerged combustion type burner are in a non-mixed state of a combustible gas and an oxygen-containing gas. However, even if the first burner N and the second burner M are configured to jet the combustible gas and the oxygen-containing gas in a mixed state, the first burner N and the second burner M may be jetted in a mixed state. Good.
ちなみに、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出する構成としては、例えば、酸素含有ガスとして燃焼用空気を供給する送風機を設ける場合において、その送風機の空気吸気路に、可燃性ガスを噴出させるようにする形態を採用することができる。 Incidentally, as a configuration for injecting a combustible gas and an oxygen-containing gas in a mixed state, for example, in the case of providing a blower that supplies combustion air as an oxygen-containing gas, the combustible gas is introduced into the air intake passage of the blower. It is possible to adopt a form that allows ejection.
そして、液中燃焼バーナとしての第1バーナNにおいては、実施形態述べた構成において、燃焼用空気Eに代えて混合ガスを供給することになり、この場合には、燃料供給は省略することになる。
また、液中燃焼式の加熱バーナとしての第2バーナMにおいては、実施形態で述べた構成において、空気供給口19に、燃焼用空気Eに代えて混合ガスを供給することになる。尚、この場合には、燃料供給口21への燃料供給は省略することになる。
In the first burner N as the submerged combustion burner, in the configuration described in the embodiment, the mixed gas is supplied instead of the combustion air E. In this case, the fuel supply is omitted. Become.
Further, in the second burner M as the submerged combustion type heating burner, the mixed gas is supplied to the air supply port 19 instead of the combustion air E in the configuration described in the embodiment. In this case, fuel supply to the
(ホ)上記実施形態においては、ガラス溶解槽1として、槽後部の上方側箇所に排出口4が形成される形態のものを例示したが、図8に示すように、例えば、槽後部の下方側箇所に排出口4が形成される形態のガラス溶解槽1等、種々の形態のガラス溶解槽1に対して本願発明は適用できるものである。
(E) In the above embodiment, the
ちなみに、図8のガラス溶解槽1には、底壁部1tにおける上流側循環流Juと下流側循環流Jdとの間に相当する箇所に、堰25が形成されている。
尚、図7においては、第1バーナNとして、第1底壁バーナNtが装備され、第2バーナMとして、第2底壁バーナMtが装備される場合を例示するものである。
Incidentally, in the
In FIG. 7, the first bottom wall burner Nt is equipped as the first burner N, and the second bottom wall burner Mt is equipped as the second burner M.
(ヘ)上記実施形態においては、酸素含有ガスとして、燃焼用空気Eを例示したが、酸素含有ガスとしては、純酸素ガスを用いることができる。 (F) In the above embodiment, the combustion air E is exemplified as the oxygen-containing gas, but pure oxygen gas can be used as the oxygen-containing gas.
(ト)上記実施形態においては、噴出比調整手段Tが、第1流路R1に装備した調整ダンパ27を主要部として構成される場合を例示したが、例えば、第1流路R1及び第2流路R2の夫々に、流量調整用ダンパを装備する等、 噴出比調整手段Tの具体構成は各種変更できるものである。
(G) Oite to the above-described type state is ejected ratio adjusting device T is, a case has been exemplified comprised a
1 ガラス溶解槽
1s 横側壁部
1t 底壁部
15 中央側空気噴出部
20 外周側空気噴出部
22 燃料噴出部
E 酸素含有ガス
G 可燃性ガス
Fm 燃焼炎
Jd 下流側循環流
Ju 上流側循環流
T 噴出比調整手段
V 案内部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記加熱バーナが、
前記酸素含有ガスとしての燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部と、
前記可燃性ガスを前記中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部と、
前記燃焼用空気を前記燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部と、
前記中央側空気噴出部及び前記外周側空気噴出部から噴出された前記燃焼用空気と前記燃料噴出部から噴出された前記可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成された案内部と、
前記中央側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量と前記外周側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量との比を変更する噴出比調整手段とを備えて、
前記噴出比調整手段による前記比の変更により、前記燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できるように構成されているガラス溶解炉。 A submerged combustion-type heating burner that burns by combusting a combustible gas and an oxygen-containing gas forms a combustion flame inside the molten glass of the glass melting tank and burns in the state of the glass melting tank. An equipped glass melting furnace,
The heating burner is
A central air ejection portion that ejects combustion air as the oxygen-containing gas toward the tip side; and
A fuel ejection part that ejects the combustible gas from the periphery of the central air ejection part toward the tip side; and
An outer peripheral air ejection portion that ejects the combustion air in a swirling state from a radially outer side location toward a radially inner side than the fuel ejection portion;
Proximal cylindrical portion on the base end side that guides the combustion air ejected from the central air ejection portion and the outer peripheral air ejection portion and the combustible gas ejected from the fuel ejection portion toward the distal end side. A guide portion configured in a form in which a diameter-expanded portion that gradually increases in diameter toward the distal end side is connected to the distal end side,
An ejection ratio adjusting means for changing a ratio between an ejection amount of the combustion air from the central air ejection portion and an ejection amount of the combustion air from the outer peripheral air ejection portion;
By changing the ratio by the ejection ratio adjusting means, the form of the combustion flame is a flat flame that expands in the radial direction without extending to the front end side, a skirt-like flame that expands in the radial direction on the front end side of the combustion flame, or a straight advance while turning. A glass melting furnace configured to be able to be changed to a toroidal flame extending in a straight line and a straight flame extending straight in a non-turning state.
前記加熱バーナが、前記溶解ガラスの内部のうちの、前記上流側循環流が形成される部分に前記燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されている請求項1記載のガラス溶解炉。 Inside the glass melting tank, an upstream circulating flow on the glass raw material charging side that circulates up and down in a form in which the upper layer of the molten glass flows to the front side of the melting tank, and the upper layer of the molten glass is the melting tank A downstream circulating flow on the molten glass extraction side that circulates up and down in a form that flows to the rear side is formed,
The glass melting furnace according to claim 1, wherein the heating burner is configured to burn in a state where the combustion flame is formed in a portion of the molten glass where the upstream circulation flow is formed.
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