JP6962928B2 - 蓄熱装置、ガラス溶解装置及びガラス物品の製造方法 - Google Patents
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Description
<蓄熱装置>
本発明に係る蓄熱装置は、従来用いられている蓄熱装置と同様に、ガラス溶解窯と接続して用いられ、燃焼用空気及び排気ガスを交互に流通可能としたものである。この蓄熱装置は、ガラス溶解窯から外部雰囲気へ排気ガスを流通させる際、高温の排気ガスの熱を蓄熱体に蓄熱し、次いで、外部雰囲気からガラス溶解窯へ燃焼用空気を流通させる際、蓄熱した熱により燃焼用空気を加熱できるようになっている。
さらに、接続ポート13の配置位置は、流通させる気体が第1の蓄熱室11の内部に滞留しないように第1の蓄熱室11の天井に近い位置又は天井が好ましい。
なお、第2の蓄熱室の蓄熱体12aは、さらに、後述する図4Aや図4Bで説明する積層配置とすることもできる。
また、この流通路15の開口上端部15aは、第2の蓄熱室12の床面から、鉛直方向に50〜150cm上方に設けられることが好ましく、80〜120cm上方に設けられることがより好ましい。
これにより、第1の蓄熱室11から第2の蓄熱室12に移動した排気ガスが、蓄熱体12aに接触するまでの時間を若干遅くでき、これにより第2の蓄熱室12に流入した排気ガスが拡散されるため、これも偏流抑制の一つの方法となる。
本発明の一実施形態のガラス溶解装置は、ガラス溶解窯と、該ガラス溶解窯と接続された一対の上記蓄熱装置と、を有する。ここで用いるガラス溶解窯は、従来公知のガラス溶解窯が用いられ特に限定されるものではない。
本発明のガラス物品の製造方法は、上記ガラス溶解装置を用いてガラス物品を製造することを特徴とする。
また、上記した蓄熱装置は、次に説明するような構成とすることもできる。
接続ダクト14には、図3A及び3Bに示したように、燃焼用空気の流通方向を変更できるダンパー21を設けてもよい。このダンパー21は、第2の蓄熱室12と接続ダクト14の接続口付近に設けられる。このダンパー21は、燃焼用空気を接続ダクト14から第2の蓄熱室12に取り込む際に、燃焼用空気の流通方向(取込み方向)を変えられるようにできればよい。
ガラス溶解窯に、接続ポートを介して図1に示した構成の第1の蓄熱室及び第2の蓄熱室を有する蓄熱装置を設けたガラス溶解装置を得た。これらの蓄熱装置における、各パラメータの関係について表1に示した。ここで、ガラス溶解窯は、表2に示した各例所定の生産量のものを用いた。
表2に示した各例所定の生産量のガラス溶解窯に、接続ポートを介して図7に示した構成の第1の蓄熱室及び第2の蓄熱室を有する蓄熱装置を設けたガラス溶解装置を得た。これらの蓄熱装置における、各パラメータの関係について表1に併せて示した。
表2に示した各例所定の生産量のガラス溶解窯に、接続ポートを介して第1の蓄熱室を有する蓄熱装置(第2の蓄熱室を有しないシングルパスのもの)を設けたガラス溶解装置を得た。
これら実施例1〜2及び比較例1〜4で得られたガラス溶解装置を用いて、ガラス原料を溶解してガラス物品を製造した。表1は実施例1〜2、比較例1〜2の蓄熱装置における、各パラメータの関係を示している。このとき、各例におけるガラス溶解窯の生産量と使用した燃料の関係から単位生産量当たりの燃料原単位を算出し、表2及び図6にまとめて示した。
y=9.5038x−0.16 ・・・(1)
このように本願発明の一態様の蓄熱装置を用いた場合、エネルギーの効率が低下しやすい生産量の比較的小さい生産設備においても、排気ガスによる蓄熱体への蓄熱及び蓄熱体による燃焼用空気の加熱を効率的に行うことを実現できる。すなわち、本実施態様における蓄熱装置は、熱交換の効率が向上し省エネルギーに有用であることがわかった。
Claims (15)
- ガラス溶解窯と接続するための接続ポートが上方に設けられ、内部に蓄熱体が配置された第1の蓄熱室と、
前記第1の蓄熱室と隣接し、外部雰囲気と接続するための接続ダクトが上方に設けられ、内部に蓄熱体が配置された第2の蓄熱室と、
前記第1の蓄熱室と前記第2の蓄熱室とを、互いに下方で接続する流通路と、を有するガラス溶解窯用の蓄熱装置であって、
前記第1の蓄熱室の平断面における断面積(S1)に対する前記第2の蓄熱室の平断面における断面積(S2)の比(S2/S1)が、0.2〜0.62であり、
前記第1の蓄熱室の床面と前記第2の蓄熱室の床面は、鉛直方向に段差になっており、前記第2の蓄熱室の床面が、前記第1の蓄熱室の床面よりも高い、
ことを特徴とする蓄熱装置。 - 前記第2の蓄熱室の床面が、前記第1の蓄熱室の床面よりも、鉛直方向に15cm〜50cm高い、請求項1に記載の蓄熱装置。
- 前記第2の蓄熱室の平断面における縦横比(L2/W2)が、0.3〜0.7である請求項1又は2に記載の蓄熱装置。
- 前記第1の蓄熱室の断面積(S1)に対する前記流通路の開口面積(S3)の比(S3/S1)が、0.1〜0.4である請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記流通路の上端部が、前記第2の蓄熱室の蓄熱体の下端よりも、鉛直方向に50cm〜100cm低く設けられた請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記流通路の上端部が、前記第2の蓄熱室の床面から、鉛直方向に15cm〜50cm上方に設けられた請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記接続ダクトに、ダンパーが設けられている請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記接続ダクトが、前記第2の蓄熱室の上面に接続されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- 前記蓄熱体は、その内部に気体を流通可能に蓄熱部材が積層して設けられており、
前記第2の蓄熱室における前記蓄熱部材が、格子状に積層配置されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の蓄熱装置。 - 前記蓄熱体は、その内部に気体を流通可能に蓄熱部材が積層して設けられており、
前記第2の蓄熱室における前記蓄熱体が、偶数段及び/又は奇数段において、隣接する偶数段及び/又は奇数段の前記蓄熱部材とは平面視における配置位置が重ならないように積層されている請求項9に記載の蓄熱装置。 - 前記蓄熱体の偶数段及び/又は奇数段の前記蓄熱部材が、側面視において千鳥配置となるように積層されている請求項10に記載の蓄熱装置。
- 前記蓄熱体の偶数段及び/又は奇数段の前記蓄熱部材が、側面視において3〜20段の周期で階段状又は波状にパターンを繰り返して積層されている請求項10に記載の蓄熱装置。
- 前記蓄熱体を構成する蓄熱部材の断面が、台形形状である請求項1〜12のいずれか1項に記載の蓄熱装置。
- ガラス溶解窯と、
前記ガラス溶解窯に接続され、燃焼用空気と排気ガスとを交互に流通可能にする一対の、請求項1〜13のいずれか1項に記載の蓄熱装置と、
を有することを特徴とするガラス溶解装置。 - 請求項14に記載のガラス溶解装置を用い、前記一対の蓄熱装置により前記燃焼用空気と前記排気ガスとを交互に流通させながら、前記ガラス溶解窯内でガラス原料を溶解し、溶解したガラス原料を冷却により固化させてガラス物品とする、ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
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