JPH0238528B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融ガラスの塊が１つ又はそれ以上の
成形機に流れる溶融ガラス供給通路即ちフイーダ
を加熱する方法と装置に関する。

連続的なガラス製造ラインは、原材料が混合さ
れる混合作業場を連続して備え、これらの材料は
溶解炉に導入され、次いで脱ガスを受ける目的で
溶融ガラスが流れる前溜に、そして成形機に連結
される１つ又はそれ以上の通路に導入される。こ
れらの通路は、溶融ガラスを移送しかつ温度に関
してガラスを調整するという２つの機能を有す
る。

溶融ガラスは重力により移送され、またその流
れは時間当り数メートルのオーダーの低い速度で
ある。

ガラスの調整は温度に関して連結通路の最も重
要な機能である。即ちこれは高くかつ一定の品質
の製品の製造を可能にするところの機能である。
この調整機能は特に次の３つの補助機能を有す
る。

(a) 溶融ガラスの温度の加減、通常、炉の温度か
ら成形温度への冷却（ある場合には再加熱）。

(b) 横及び垂直温度勾配を制限するようガラスの
温度の均一化。

(c) 成形機に供給されるガラスの温度の調節。

最初の補助機能は２つの異なる要領で達成し得
る。

(1) ガラスは短時間で急速に冷却され、また次に
ガラスは温度に関して均一にさせられる。この
方法は内部冷却手段（換気、水の循環）を必要
とし、これは通路内の十分な温度レベルを達成
するため設置される加熱装置の有効な効率を低
減する。更にこの方法は過度の横方向の温度勾
配を排除するよう、通路内のガラスの流れのあ
る知識を要する。

(2) このガラスは連続的かつ極めてゆつくりと冷
却され、またこの方法において通路の壁を通る
損失による自然冷却のみが用いられる。

第２の補助機能、即ちガラス温度の均一化を達
成するために、ガラスの流れの上面の縁部領域は
再加熱されねばならない。というのはガラスが良
好な絶縁物でありかつ多量のガラスにおいてそれ
が熱いときでさえ熱の伝達が低い値であるという
事実により、ガラスのこの流れの上層はガラスの
中心よりも一層急速に冷えるからである。ガラス
の流れの縁部領域を再加熱するため用いられるバ
ーナは、一般に冷却空気とガス燃料の予混合物を
含んでいるフイーダから供給され、このフイーダ
は炎が消される場合ある危険を生じる。

仕上げた製品の一定の品質を得るのに必要であ
る第３の補助機能を達成するために、通路は複数
の引き続く区域を有し、その加熱は単一の温度セ
ンサにより全体に亘る要領で監視され又は制御さ
れる。

３つの前述した機能を達成するために用いられ
る従来の方法は次に示す多数の欠点を有する。即
ち (a) 冷却空気を用いるため炎の熱効率が低い。

(b) 通路内を流れているガラス流の縁部区域の選
択的な加熱を確実にすることの実際的な困難
性。

(c) 空気／ガス燃料予備混合物の使用に起因す
る、バーナに連結されるフイーダ内の爆発の危
険。

(d) 最良の効率を得られない不完全燃焼となる、
空気／ガス燃料比を正確に調整することの困難
性。

(e) 問題の炎加熱手段によつて、炉の稼動状況に
おける突然の変化に対応することの困難性。

これはガラス浴中の直流渦電流による通路の部
分的又は完全な加熱のためにガラス製造者が電気
にたよるのを増大させる。

米国特許第3129930号明細書には、溶融ガラス
の浴又はガラスを加熱するための装置が示されて
いる。このガラス浴は炉に沿つて隔てられるバー
ナにより加熱され、これらのバーナは例えば酸素
燃料バーナである。かかるバーナの配備は、温度
分布を制御せねばならないガラス炉の供給通路の
特別な問題に合致しない。

近年、米国特許第3523871号明細書は、フイー
ダ内のガラスの温度均質の間題、特にガラスの流
れ表面の横平面における温度均質の問題を取扱つ
ている。

この問題を解決するためこの特許に呈示される
解決法は、フイーダの横壁を通つて延びる熱源、
（例えばバーナ）により通路即ちフイーダを加熱
することより成り、この熱は一方で溶融ガラスの
浴上部に熱を放射する天井に送られ、また他方で
通路の横区域に向けられる。

実際かかる解決法は、天井の直接加熱が老化を
促進しかつ天井の交換をしばしば要するので高く
つく。

更に出願人は、通路の横壁におけるバーナのよ
うな加熱手段の存在が、通路に沿う温度分布の良
好な均質性を得ることのできないことを見出し
た。というのは通路即ちフイーダの横壁の絶縁
が、前記バーナを通すための開口の区域では困難
だからである。

更に最近では、フランス国特許第2022539号、
同第2220480号及び同第2350309号明細書におい
て、炉の天井の特別な構造又は通路の横区域に付
加の電気加熱を与えることより成る別の方策によ
つて、同じ問題を解決することが試みられた。

現在まで提案された解決法は、この問題を簡単
には解決し得ない。

本発明による方法は、前述した欠点を排除しか
つ考慮した問題を解決するものである。

このため本発明による１つ又はそれ以上の成形
機に溶融ガラスが流れる通路を加熱する方法は、
溶融ガラスが流れる通路が、溶融ガラスの前向き
流れ方向に平行な垂直面に関して実質的に対称で
あり、前記溶融ガラスの上面にあつて前記垂直面
からもつとも離れたガラス流れの両縁部区域が、
前記垂直対称面に配置された酸素燃料バーナから
出て、前記垂直対称面に関して対称にかつ前記両
縁部区域に向けられる炎のカーテンによつて加熱
されるものである。

本発明による方法と装置は周知の方法を凌ぐ幾
つかの利点を有する。先づ初めに、炎の熱効率に
おける実質的な改善は、燃焼の空気により与えら
れる窒素バラストの減少及びその除去を考慮し
て、酸素燃料バーナの使用により得られる。こう
してガスを介しての熱損が減少され、従つてエネ
ルギの消費が大幅に節約される。更に炎の温度の
上昇が、解離されて生じた元素による放射と対流
によつて炎とガラスとの間の熱の直接伝達におけ
る明確な増大となり、前記元素が熱いガラスの流
れの表面との接触に基く再結合によつて熱を解放
する。

更にバーナのノーズ（先端部）で混合物を与え
るバーナの使用の事実により極めて安全に稼動さ
れ、また酸素とガスとの間の比率は燃焼が完壁と
なるよう極めて容易に調整される。更に通路内へ
のバーナの配備は、この通路の上部構造を構成す
る耐火物の作用及び通路の下部の熱絶縁に関する
総べての問題を排除し、また純粋酸素の使用に起
因する対流伝達における改良のためになる。

本発明の要旨は、天井の中心から放射されかつ
通路の縁部区域に向けて傾斜される炎のカーテン
によつて通路の天井における加熱を達成すること
である。こうして一方で、炎を溶融ガラスに向け
ることによる熱伝達の改良を、また他方で、横壁
の一層容易な熱絶縁が認められる。実際、ガスの
燃焼は、炎がガラスに到達するとき（衝突点）終
了せねばならない。更に天井には煙を放出させる
よう炎のカーテンにつき少なくとも１つの開口が
設けられねばならない。これらの開口は、囲い内
のガスの径路が出来る限り長く、熱交換を容易に
するような要領で配置されねばならず、従つて放
出される煙の温度は、通路中央の溶融ガラスの浴
の温度を50℃（また望ましくは20℃）以上超えな
い。

加熱は、中央から通路の横縁部に向う分岐する
炎により行なわれねばならない。これは配備（単
一のバーナ）の大きな簡素化、炎の容易な相対釣
合、及び炎が浴の上で傾斜されるという事実を考
慮して良好な熱伝達を可能にする。

本発明を実施する第１の望ましい要領によれ
ば、この方法は、酸素燃料バーナの各炎の端部が
溶融ガラスの流れの表面付近に位置され、炎が発
生されるバーナ端部と溶融ガラスの流れの表面と
の間の距離ｈが各炎の端部とバーナの前記端部を
通る垂線との間の距離ｄに実質的に等しく、通路
の幅Ｌと距離ｄとの間には次の関係 Ｌ／３2d4L／５ が成り立つことを特徴とする。

本発明を実施する他の望ましい要領によれば、
この方法は、酸素燃料バーナが溶融ガラス浴の表
面から距離ｄに配置され、これは炎の総べてのガ
スが燃焼されるとき前記浴上の各炎の衝突点が生
じるように設定され、酸素燃料バーナが所定位置
に配置される前に同一通路内の溶融ガラスの横温
度分布曲線に基き、前記衝突点がT1＋αT2／α＋１に等 しい溶融ガラスの温度に対応する点として限定さ
れ、上式中T1は通路内のガラスの最高温度であ
り、T2は通路内のガラスの最低温度であり、ま
たαは通路内のガラス流に従い２から５まで大体
において直線的に変化する係数であり、αの値は
高速の流れで２の付近であり、また低速の流れで
５の付近であることを特徴とする。

通路が一般に実質的に対称であるので、バーナ
は対称面内に望ましく配置され、また炎はこの平
面に関して対称に向けられるということは理解さ
れよう。しかしこれは通路の各横区域を「掃射」
するよう幾つかの列の異なる炎の間で異なる傾斜
を有するのを排除しない。本発明の他の目的は、
溶融ガラスが流れる通路の天井が、前記通路の前
記流れ方向と平行な中線の上方部分に配置される
少くとも１組の酸素燃料バーナを支持し、前記各
バーナが、前記通路の中線と平行で、該中線から
もつとも離れている通路の両側壁向けて燃料混合
物を放出するために、所望角度をもつて向けられ
たノズルを有することを特徴とする溶融ガラスの
流れを導くための該ガラス流れ方向と平行に延び
ている通路を加熱する装置を提供することであ
る。

本発明の幾つかの実施例を以下添付図面を参照
して限定しない例示として説明する。

第１図と第２図は、通路（チヤネル）即ちフイ
ーダ１を加熱するための設備を示し、この中を溶
解炉からきて通路の下流側に配置した１つ又はそ
れ以上の成形機の方向に流れる溶融ガラスが流れ
る。この通路１は幅ＬのＵ字状横断面を有する。
これは、底３、垂直壁４と５を備え、またこれは
天井６によつて上部が閉鎖され、これら総べての
要素は耐火材料で作られる。

ガラスの温度をできるだけ均一にするようガラ
ス２の流れを調整する目的で、ガラス２の流れの
上面２ａの縦方向端部区域を加熱するため、これ
らの区域に向けられた炎の２つのカーテン７，８
が本発明に従い配備される。

第１図と第２図に示す実施例において、炎７，
８の２つのカーテンはバーナ１１，１２のラツク
９によつて作り出され、このラツク９は天井６の
中央部に垂直縦方向に取付けられている。

炎の２つのカーテン７，８の垂直となす角度Ω
はバーナ９の構造によつて限定され、また溶融ガ
ラス２の流れの上面２ａ上の炎のカーテン７，８
の衝突点、即ち第１図における距離ｄを変更する
ことが可能である。調整は前述の如く達成され
る。更に２個の排気煙穴２５と２６が煙とガスの
ために設けられ、各煙穴は今説明した実施例にお
いて、ガラス上の炎の衝突点の実質的上部に配置
される。

第２図はガラス給送通路に沿つて配置される一
連の多数のバーナを示す。実際、小室１０当り１
個のバーナが配置される。各バーナは次のバーナ
からその長さに実質的に等しい距離（約30cm）隔
てられる。水冷バーナが用いられ、これはバーナ
と天井のバーナ開口との間に小さな隙間をもつて
囲い内に延びる。

第３図は本発明による方法を用いた場合と用い
ない場合の温度分布を示す。曲線１００は本発明
に従い変更されるのが望ましくかつ通常の手段で
加熱される通路、即ちフイーダの横の温度分布を
示す。この曲線１００は各ガラス炉通路即ちフイ
ーダとして周知である。T2は縁部付近の最高温
度であり、T1は中心付近の最高温度である（こ
れらの温度分布に関する詳細は例えばフランス国
特許第2220480号明細書を参照され度）。通路内の
ガラス流を考慮して、炎の衝突点の確定における
流れの影響を修正するよう流れに比例する係数α
が加えられる。フイーダの最高の流れに対して、
係数αは２に等しく、また（通常の使用状況のも
とで）フイーダの最低の流れに対して、係数αは
５に等しく、αは流れの作用としてこれら２つの
値の間で直線的に変化する。こうして選択した係
数の作用として温度T12は次のように決定され
る。

T12＝T1＋αT2／α＋１ 曲線１００は、炎のカーテンの衝突点の横座標
L12とL21の確定を可能にし、これらの衝突点は
平面Ｐ（第１図）に関してほぼ対称である。本発
明の方法によるフイーダの加熱は、曲線１０１に
よつて表わされる温度分布となり、その最低温度
T′2はT2よりも高い。こうして温度分布は簡単な
手段によつて所望の要領で改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加熱装置が設けられる
溶融ガラスの流れの移送通路の図式的な垂直横断
面図である。第２図は、第１図の通路の図式的な
平面図である。第３図は、本発明による方法を用
いる前と用いた後の通路の横の温度分布を示す。 １……通路、２……溶融ガラス、２ａ……ガラ
スの上面、３……底、４，５……垂直壁、６……
天井、７，８……炎のカーテン、９……バーナの
ラツク、１１，１２……バーナ、１０……小室、
２５，２６……煙穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融ガラスが流れる通路が、溶融ガラスの前
   向き流れ方向に平行な垂直面に関して実質的に対
   称であり、前記溶融ガラスの上面にあつて前記垂
   直面からもつとも離れたガラス流れの両縁部区域
   が、前記垂直対称面に配置された酸素燃料バーナ
   から出て、前記垂直対称面に関して対称にかつ前
   記両縁部区域に向けられる炎のカーテンによつて
   加熱されることを特徴とする炉から一つ又はそれ
   以上の成形機の方へ溶融ガラスが流れる通路を加
   熱する方法。 ２ 酸素燃料バーナの各炎の端部は溶融ガラスの
   流れの表面付近に位置され、炎が発生されるバー
   ナ端部から溶融ガラスの流れの表面までの距離
   は、各炎の端部とバーナの前記端部を通る垂線と
   の間の距離ｄに実質的に等しく、通路の幅Ｌと距
   離ｄとの間には次の関係 Ｌ／３2d4L／５ が成り立つ特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 酸素燃料バーナが溶融ガラス浴の表面から距
   離ｄに配置され、これは炎の総てのガスが燃焼さ
   れるとき前記浴上の各炎の衝突点が生じるように
   設定され、バーナが所定位置に配置される前に同
   一通路内の溶融ガラスの横温度分布曲線に基き、
   前記衝突点がT1＋αT2／α＋１に等しい溶融ガラスの温 度に対応する点として限定され、上式中T1は通
   路内のガラスの最高温度であり、T2は通路内の
   ガラスの最低温度であり、またαは通路内のガラ
   ス流に従い２から５まで大体において直線的に変
   化する係数であり、αの値は最高の流れで２の付
   近であり、また低速の流れで５の付近である特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 溶融ガラスが流れる通路の天井が、前記通路
   の前記流れ方向と平行な中線の上方部分に配置さ
   れる少くとも１組の酸素燃料バーナを支持し、前
   記各バーナが、前記通路の中線と平行で、該中線
   からもつとも離れている通路の両側壁に向けて燃
   料混合物を放出するために、所望角度をもつて向
   けられたノズルを有することを特徴とする溶融ガ
   ラスの流れを導くための該ガラス流れ方向と平行
   に延びている通路を加熱する装置。 ５ 天井が燃料と酸素源に連結されるバーナのラ
   ツクを備え、前記バーナがラツクの縦方向及び垂
   直対称面に関してある角度傾斜されかつ前記平面
   に関して相互に対称である２つの組に分割されて
   いる特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ バーナのラツクが溶融ガラスの流れの上面に
   関して調整し得る高さに配置される特許請求の範
   囲第４項に記載の装置。