JPH0210094Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ガラス素地による浸食を効果的に防
止したガラス溶解窯の側壁構造に関する。

ガラス溶解窯は、投入されたガラス原料を火炎
または電気加熱により溶解してガラス化するのに
用いられ、ガラス製品の種類によつて若干の相違
はあるが、通常、溶解槽、清澄槽および作業槽か
らなつている。この窯は場所によつて浸食がはな
はだしく異なるので、その築炉に際しては各種の
耐火レンガを場所によつて適切に選定することが
必要とされている。この場合、ガラスの生成段階
や反応が、温度や炉構造その他により複雑な挙動
を示すので、浸食の度合を各所で釣り合うように
耐火レンガを適切に選定かつ築炉設計することは
容易ではなく、経験熟練に頼つている面が多い。
特に、ガラス溶解窯の側壁はガラス素地に最も影
響を受け、おなじ側壁でも場所によつて浸食の度
合が大きく異なる。一般的には、側壁に対して
AZS系、アルミナ系その他の電鋳レンガを使い
分けて使用したり、場合によつては、浸食の激し
い個所を局部的に強制冷却したりしてこれに対処
しているが、経験に頼るとことも多い。

例えば第１図は従来の代表的なガラス溶解窯の
側壁構造を示したものであるが、ガラス製品の種
類や窯の形態種類を問わず、従来のガラス溶解窯
の側壁１は、図示のようにその内壁面ａも外壁面
ｂも実質上垂直な面からなつているのが通常であ
り、場所によつて肉厚の相違やレンガの種類の違
いはあつても、溶融ガラス層２の液面３（つまり
溶融ガラス層２とその上部の気相４との界面３）
が側壁１に接する部分は他の液層および気相が接
する部分にくらべて形状構造面で大きな違いはな
かつた。この場合、側壁に浸食が起こる個所を調
べてみると、この界面３が側壁に接する部分に激
しく起こる。即ち、ガスと溶融ガラスとレンガの
３相の接触点において、液相とレンガの二元系接
触面あるいは気相とレンガの二元系接触面に比べ
てレンガの浸食が起こりやすくなりガラス溶解窯
側壁の浸食はこの界面接触部が大きな部分を占め
る。

なお、このような界面接触部の浸食を防止する
ために、例えば特許第31804号明細書には界面の
一部を炉外に露出させる構造を開示している。す
なわち、溶融ガラスを収容する容器壺の内径より
若干小さな外径をもつ碗状の蓋体を容器壺の内壁
と接しないように吊るし、この容器壺の内壁と蓋
体の外壁との隙間に溶融ガラスの周囲界面が流通
するようにしたものである。この構造によると、
容器壺内の溶融ガラスの周囲界面が蓋体の外側の
炉外に流通し、従つて周囲界面部は空気に触れて
冷やされて固化し、これがバリヤーとなつて側壁
と溶融ガラスとの直接的な接触が回避できる。し
かし、この構造では炉体の大きな部分を占める蓋
体の荷重を容器壺に載置することができず蓋体を
中空に支持することが必要であり、この支持構造
が複雑になると共に操業条件によつては周囲界面
が炉外に溢れ出る危険性も伴なうという問題があ
る。

また、特公昭49−39488号公報は、溶融ガラス
を収容する容器側壁（下部側壁）よりも、その上
部の気相が接する部分の側壁（上部側壁）を外方
に広げ、より具体的には、上部側壁の内面が下部
側壁の厚み内に収まるように、上部側壁を外方に
広げ、上部側壁の内面を伝つて流れ落ちる物質を
下部側壁の上面に設置した腐食生成物収容装置で
受け止め、これを適宜、炉の外側から除去できる
ようにした装置を開示している。しかし、この炉
構造でも、上部側壁と下部側壁との間に隙間を設
けることが必要であるから、上部側壁の支持構造
に特別の考慮を必要とするほか、該隙間から炉内
ガスが炉外に流出するという問題がある。そし
て、この構造でも炉内の溶融ガラスの界面は下部
側壁と接するので前記の界面接触部の浸食の問題
は基本的には解決できない。

本考案はこのような問題の解決を目的としたも
のであり、特に溶融ガラスの界面接触部における
側壁の浸食な簡単な構造によつて防止しようとす
るものである。

すなわち本考案は、従来からその対策に苦慮し
ていたガラス溶解窯の側壁浸食の問題を大幅に改
善することができる側壁構造を案出したもので、
ガラス溶解窯において、窯内の溶融ガラス層とそ
の上部の気相が接する側壁のうち、溶融ガラス層
と気相との界面が通常の操業条件における界面変
動幅をもつて接する界面接触側壁部だけが、これ
より上下の側壁と気密性を維持した状態で、該上
下の側壁よりも外方に突出した構造を有し、その
突出の程度が、該界面変動幅分の高さをもつ内壁
面がこれより上下の側壁の外壁面よりも外方に位
置するところまで突出していることを特徴とする
ガラス溶解窯を提供するものである。

本考案の側壁構造によると、外方に突出する分
だけ炉体の側壁面積が増大し、側壁面積が増大し
た分だけ炉外への放熱が大きくなる。そして、こ
の側壁面積の増大した部分に界面が位置するから
側壁と接する部分の周囲界面は冷却されやすくな
つて固化し、この固化したガラス分の存在によつ
て側壁の浸食が防止される。

第２図は本考案の側壁構造の代表例を示したも
ので、通常の操業条件における界面変動幅をもつ
て接する界面接触側壁部５の厚み全体を、その界
面変動幅分の高さをもつ内壁面５ａがこれより上
下の側壁６，７よりも少なくとも該側壁６，７の
厚みを超えて外方に位置するように、したがつ
て、該内壁面５ａが上下の側壁６，７の外壁面よ
り外方に位置するところまで、外方に突出させた
構造を示している。外方に突出する界面接触側壁
部５の突出長さＬは、この部分に存在する溶融ガ
ラスが、突出による冷却効果によつて内壁面５ａ
で自然に凝固する程度の長さとする。またこの内
壁面５ａはガラス溶解窯の操業条件に従う界面変
動幅を許容する高さをもてば充分である。即ち、
界面３より下方の溶融ガラス層２の殆んどが接す
る側壁部６および界面３より上方の気相４の殆ん
どが接する側壁部７は、従来は同様の内外径と
し、界面変動幅を許容する高さをもつ界面接触側
壁部５だけを界面の周縁全体にわたつて側壁部
６，７との間で隙間や開口が実質的に生じなよう
に（つまり側壁部６，７と気密性を維持した状態
で）外方にＬだけ突出させるのがよい。図面には
断面コ字型の突出側壁部構造を示したが、この突
出構造は築炉の関係上その他の理由によりテーパ
を有していたり傾斜していてもよい。

このようにして、本考案は界面接触側壁部５を
外方に突出させるのであるが、このガラス溶解窯
の側壁構造によると、この部分での耐火物の浸食
を大幅に抑制できる。これは、本考案構造の場
合、側壁近傍の界面周囲に存在する溶融ガラスは
他の場所に存在する溶融ガラスに比べて単位容積
当りの炉外への放熱量が大きくなることによると
考えられる。つまり本考案構造によると、（突出
長さＬ）×（炉壁に沿つた突出幅）×２の面積分だ
け、より具体的には、図面のC₁およびC₂で示す
炉外壁を廻る上面および下面の面積分だけけ、界
面近傍の炉の外表面積が増加することになる。こ
の結果、界面周囲に存在する溶融ガラスの単位容
積当りの炉の外表面積が増加するので、この部分
に存在する溶融ガラスだけが局部的に冷却されて
固化し、またこの部分では高温ガスと直接接触す
る機会も少なくなるので、前記の三元系反応にも
とずく浸食反応が効果的に抑制されるものであ
る。この冷却効果は前述の突出長さＬが長いほど
大きくなるが、余り長くしても無意味となり、こ
の部分でガラスが部分的に冷却固化するに十分な
長さであればよい。しかし、界面変動幅分の高さ
をもつ内壁面５ａが、これより上下の側壁６，７
よりも、少なくとも該側壁６，７の厚みを超えて
外方に位置するように突出させること、より具体
的には内壁面５ａがその上下の側壁６，７の外壁
面ｂよりも外方に位置するように突出させること
が、必要である。

以上の如く、本考案は、ガラス溶解窯の側壁の
構造を部分的に改良することによつて、従来より
苦慮していたガラス溶解窯側壁浸食の問題の解決
を図つたものであり、この分野に多大の貢献をす
る実用的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガラス溶解窯の側壁構造の代表
例を示す部分断面図、第２図は本考案のガラス溶
解窯の側壁構造の代表例を示す部分断面図であ
る。 １……ガラス溶解窯の側壁、２……溶融ガラス
層、３……界面、４……気相、５……通常の操業
条件における界面変動幅をもつて接する界面接触
側壁部、５ａ……界面変動幅分の高さをもつ内壁
面、５ｂ……内壁面５ａに対応する外壁面、６…
…側壁のうち溶融ガラス層の殆んどが接する部
分、７……側壁のうち気相の殆んどが接する部
分、Ｌ……突出長さ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガラス溶解窯において、窯内の溶融ガラス層と
   その上部の気相が接する側壁のうち、溶融ガラス
   層と気相との界面が通常の操業条件における界面
   変動幅をもつて接する界面接触側壁部だけが、こ
   れより上下の側壁と気密性を維持した状態で、該
   上下の側壁よりも外方に突出した構造を有し、そ
   の突出の程度が、該界面変動幅分の高さをもつ内
   壁面がこれより上下の側壁の外壁面よりも外方に
   位置するところまで突出していることを特徴とす
   るガラス溶解窯。