JPH0443848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶融ガラスの冷却方法及びガラス溶
解炉の冷却槽に関する。

（従来の技術） 第１図は、板ガラスを製造する従来の連続式ガ
ラス溶解炉の平面図を示し、第２図は同ガラス溶
解炉の側面図を示す。ガラス溶解炉１は溶解槽２
と冷却槽３を有し、両槽の間には仕切部４が設け
られる。溶解槽２の一方の端部には原料投入口５
を形成すると共に、その両側に蓄熱室６，６を備
える。原料投入口５からは定期的に原料が投入さ
れる。溶解槽２の両側槽２の両側壁の吹出口７か
らは重油を燃焼させた火災が与えられ、蓄熱室
６，６の燃焼用空気の予熱作用も加わつて、溶解
槽２の内部は1600℃程度に保持される。この温度
により溶解槽２内で原料が溶解する。

溶解槽２において溶融・均質化・脱泡したガラ
スは、仕切部４を通つて冷却槽３へ流れ出す。冷
却槽３では、溶融ガラスを冷却すると共に、素地
中に残存する微細気泡を冷却過程を通して素地の
中に溶解吸収させる。この吸収作用によつてガラ
ス中の泡を減少し、製品の品質を高める。冷却槽
３で冷却されたガラスは引出口８から引き出され
る。

上記の従来のガラス溶解炉では、図示されるよ
うに溶解槽２に比較し、冷却槽３が寸法的に大き
い。これは窯外壁からの熱放散によつて溶融ガラ
スを自然冷却しているためである。このため、冷
却槽３の表面からの無駄な放散熱が多く、また冷
却槽３からの排熱を有効に利用しようとする構成
も採用されていない。従つてエネルギー損失が大
きいという欠点を有している。更に、冷却槽３が
大きいということが、設備コストを高くし、溶融
ガラス組成の変更時において時間を要するという
不具合を生じる。

本発明者は、上記問題に鑑みこれを有効に解決
すべく本発明を成したものである。

（発明の目的） 本発明の目的は、冷却時間を大巾に短縮しつつ
素地中に残存する気泡を有効に素地中に吸収する
と共に、排熱を再利用する溶融ガラスの冷却方法
を提供し、且つ冷却槽を小型とし経済的に造れる
ようにすると共にガラス素地を冷却する時の排熱
を回収し有効利用を企図するガラス溶解炉の冷却
槽を提供することにある。

（発明の構成） 而して本発明は、溶融ガラスを冷却する方法に
おいて、溶融ガラスが泡の吸収速度が最大である
温度の前後にあるときに徐冷し、その他の温度領
域で急冷するように構成したことを要旨とする。

また本発明は、ガラス溶解炉の冷却槽におい
て、冷却槽を急冷と徐冷から成る少なくとも三つ
の区間によつて形成し、各区間には所要の温度範
囲、冷却速度を設定するように構成したことをそ
の要旨とする。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

第３図乃至第５図は本発明に係るガラス溶解炉
１１を示し、第３図は平面図、第４図は縦断面
図、第５図は第４図中のＡ−Ａ線断面図である。

１２は溶解槽であり、溶解槽１２には原料投入
口１３が形成されると共に、溶解槽１２の両側に
は蓄熱室１４，１４が設けられ、それぞれ吹出口
１５……でつながつている。吹出口１５……から
は重油を燃焼させて生じた火災が与えられ、原料
を溶融させ、溶解槽１２の中にはガラス素地１６
が蓄えられる。原料は、少なくとも1500℃の熱を
30分以上受け、1500〜1550℃の温度で冷却槽１７
に流入する。

冷却槽１７は、幅において溶解槽１２よりも40
〜60％程度短くなり、深さにおいて0.2〜0.4m程
度になる。寸法的には従来の冷却槽よりも小型と
なり、ガラス素地の収容量は従来の1/5〜1/6とな
る。冷却槽１７の内部空間は三つの区間１７ａ，
１７ｂ，１７ｃに分けられ、一方の端は前記溶解
槽１２に通じ、他方の端は引出口１８となつてい
る。各区間１７ａ，１７ｂ，１７ｃと溶解槽１２
のそれぞれの間には、仕切部１９……が配設され
る。

区間１７ａ，１７ｂ，１７ｃにおいて、区間１
７ａ，１７ｃは強制冷却区間であり、区間１７ｂ
は自然冷却区間である。従つて１７ａ，１７ｃで
は急冷され、区間１７ｂでは徐冷される。区間１
７ａ，１７ｃの強制冷却手段としては、第５図に
示すように天井部に多数の輻射冷却装置２０……
が設けられる。輻射冷却装置２０……によれば、
孔２０ａ……を通して冷却槽内に空気が吹き込ま
れ、この空気に基づきガラス素地１６が輻射及び
伝導によつて冷却されることになる。また冷却槽
１７の各区間１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、第５図
に示されるように、れんが２１で形成された装置
の全周囲を保温部材２２，２２を取り付けて囲
み、この保温部材２２，２２によつて冷却槽の外
面を厳重に保温し、放散される熱をできるだけ抑
えるようにしている。

上記において、各区間１７ａ，１７ｂ，１７ｃ
の温度範囲は例えばソーダライムシリケイト系ガ
ラス等においては、区間１７ａで初期温度〜1420
℃、区間１７ｂでは1420〜1370℃、区間１７ｃで
は1370℃以下と設定される。また各区間の冷却速
度は、区間１７ａで３℃／分以上、区間１７ｂで
２℃／分以下、区間１７ｃで再び３℃／分以下に
設定する。

次に上記のように温度範囲、徐冷速度を設定し
た理由を、第６図、第７図を参照して述べる。第
６図は冷却過程における泡数の変化を示し、縦軸
は泡の残存個数を比で表したものである。第６図
中ａは冷却速度２℃／分、ｂは３℃／分、ｃは４
℃／分、ｄは６℃／分である。第７図は温度と泡
の減少速度との関係を示し、本図における徐冷速
度は２℃／分である。またこの特性を得るに当つ
て使用されたガラスはソーダライムシリケイトガ
ラス系のもので、その成分は、SiO₂ 70.91重量
％、Ａ₂O₃ 1.69重量％、Fe₂O₃ 0.071重量％、
CaO 8.76重量％、MgO 3.92重量％、Ma₂Ｏ
13.45重量％、K₂Ｏ 0.82重量％、SO₃ 0.29重量
％である。

第６図、第７図で明らかなように、斯かるガラ
スの泡吸収特性では、1390℃前後の温度範囲で泡
吸収速度が最大となり、少なくともその温度領域
を冷却速度２℃／分以下で徐冷すれば、泡の減少
効率が最大となり、且つ素地中の泡の個数が急激
に減少する。従つてこのようなガラス素地中にお
ける冷却中の泡の減少過程によれば、1390℃前後
の温度範囲においてのみ泡が最も効果的に減少す
るように冷却速度２℃／分以下（好ましくは１
℃／分以下）徐冷するようにし、その他の温度範
囲では冷却を促進するべく強制冷却によつて例え
ば３℃／分以上で急冷を行うことが可能となる。
上記1390℃前後に於る泡減少のピークは、残存す
る泡がSO₃であり、1390℃前後で溶融ガラス中に
急速に溶解するためと考えられる。

前記の如く冷却槽１７を、急冷、徐冷、急冷の
三つの区間に分けて構成したため、冷却槽１７を
寸法的に大きく形成する必要はなくなつた。そし
て、区間１７ａ，１７ｃでは、輻射冷却装置２０
……を設けて吹き込んだ空気でガラス素地１６の
有する熱を吸収し、この熱風を槽外に取り出し
て、更に熱風の有効利用を図ることができる。冷
却槽１７の深さは上述のように浅くしたが、浅く
することによつて冷却槽の引出し側から溶解槽側
へ流れる冷却槽底面の還流を抑制することがで
き、深さ方向の温度差を減じることにより底面部
の温度を調節することが可能となり、かつ冷却さ
れた還流素地の再加熱に要するエネルギーを省く
ことができる。

なお、冷却槽１７の区間の数は少なくとも三つ
であり、それ以上であつてもかまわない。何故な
ら泡の種類によつて吸収ピークの温度が異ること
が考えられるからである。強制冷却手段は、空冷
以外に水冷管をガラス素地内に配設し、水冷を行
う方法もある。この場合には前記仕切部１９……
は必要はない。

なお本発明に係る冷却方法は、連続式のガラス
溶解炉のみではなくその他の方式、例えばルツボ
によるガラス溶解にも適用することができる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明によれば、
ガラス素地を冷却するに際し、一定の温度範囲の
みを所定速度で徐冷し、その他の範囲を急冷する
ことができるため、冷却時間を短縮化することが
でき且つ冷却工程を制御することができる。

また本発明によればガラス素地を冷却するに際
し強制冷却区間を設けるようにしたため、冷却槽
全体を小さくし、且つ浅くすることができ、これ
によりエネルギーの損失を大幅に低減することが
できると共に、冷却槽の設備コストを低減するこ
とができる。

また強制冷却手段によつて得たガラス素地から
の廃熱は、外部に取り出すことによつてこれを有
効利用することができる。また冷却槽の外周囲に
は保温部材を設けるようにしたため、エネルギー
損失の一層の低減、熱の有効利用を達成すること
ができる。

上記の如く冷却槽を小型にすることができたた
め、収容されるガラス素地の量が小さくなり、素
地の組成変更が迅速且つ簡単に行うことができる
と共に、冷却槽の温度部分を容易に強制でき、制
御し易いガラス溶解炉となる。なお、前記実施例
はソーダ・ライム・シリケートガラス中のSO₃泡
について記したが硼珪酸ガラスについては約1400
℃にSO₃泡吸収のピークのあることが本願発明者
等によつて見つけられており、ガラスの組成によ
つてまた泡の種類によつて例えばO₂泡やH₂Ｏ泡
で泡吸収ピークの温度が変ることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガラス溶解炉の平面図、第２図
は同ガラス溶解炉の縦断面図、第３図は本発明に
係るガラス溶解炉の平面図、第４図は同ガラス溶
解炉の縦断面図、第５図は第４図中のＡ−Ａ線断
面図、第６図は冷却過程における泡数の変化を冷
却速度に応じて示した特性図、第７図は徐冷速度
が２℃／分のときの温度と泡の減少速度との関係
を示した特性図である。 図面中、１１はガラス溶解炉、１２は溶解槽、
１３は原料投入口、１４は蓄熱室、１６はガラス
素地、１７は冷却槽、２０は輻射冷却装置、２２
は保温部材である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融ガラスを冷却する方法において、溶融ガ
   ラスの平均温度が泡の吸収速度が最大である温度
   の前後にあるときに徐冷し、その他の温度領域で
   急冷するようにしたことを特徴とする溶融ガラス
   の冷却方法。 ２ 前記徐冷状態における冷却速度を２℃／分以
   下、かつ徐冷温度範囲を泡の吸収速度が最大の温
   度±20℃としたことを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の溶融ガラスの冷却方法。 ３ 溶解槽の下流側に冷却槽を備え、該溶解槽で
   溶解したガラス素地を該冷却槽で冷却し、引出部
   から引出すようにしたガラス溶解炉において、 上記冷却槽の内部に、上記溶解槽側から急冷、
   徐冷、急冷の少なくとも三つの区間を形成すると
   ともに前記徐冷区間が、溶融ガラスの平均温度に
   おいて、溶融ガラスの泡吸収温度が最大である温
   度の±20℃の範囲となるようにしたことを特徴と
   するガラス溶解炉の冷却槽。 ４ 前記第一、第二の急冷区間の冷却速度を３
   ℃／分以上、前記徐冷区間の冷却速度を２℃／分
   以下としたことを特徴とする前記特許請求の範囲
   第３項記載のガラス溶解炉の冷却槽。