JPH08133747A - ガラス溶解炉 - Google Patents
ガラス溶解炉Info
- Publication number
- JPH08133747A JPH08133747A JP29890394A JP29890394A JPH08133747A JP H08133747 A JPH08133747 A JP H08133747A JP 29890394 A JP29890394 A JP 29890394A JP 29890394 A JP29890394 A JP 29890394A JP H08133747 A JPH08133747 A JP H08133747A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main
- auxiliary
- furnace
- flames
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガス燃焼式ガラス溶解炉の炉内温度分布を改
善する。 【構成】 炉１の側壁３に貫設された外部混合型ガスバ
ーナ２の火炎Ａからの直射熱と天井４からの反射熱によ
って、下方の溶解槽５を加熱するようにしたガラス溶解
炉において、図２に示すように、上記ガスバーナ２の主
ガスノズル６から補助ガスノズル７を分岐して、それぞ
れ炉壁３に穿設した主ノズル挿通孔８及び補助ノズル挿
通孔９に嵌挿し、補助ガスノズル７からは主ガスノズル
６から噴出する主炎よりも火炎長の短い補助炎を噴出す
るようにした。 【効果】 主ガスノズル６と補助ガスノズル７の間に火
炎同士が混じり合わない程度の距離が確保されるため
に、補助炎は主炎に影響されることなく独立に燃焼し、
それによって主炎の根元の低温部分の側方に補助炎の最
大放射部分がくるように構成することが可能となり、主
炎の長さを短くすることなく、炉内の温度分布を理想パ
ターンに近付けることができる。
善する。 【構成】 炉１の側壁３に貫設された外部混合型ガスバ
ーナ２の火炎Ａからの直射熱と天井４からの反射熱によ
って、下方の溶解槽５を加熱するようにしたガラス溶解
炉において、図２に示すように、上記ガスバーナ２の主
ガスノズル６から補助ガスノズル７を分岐して、それぞ
れ炉壁３に穿設した主ノズル挿通孔８及び補助ノズル挿
通孔９に嵌挿し、補助ガスノズル７からは主ガスノズル
６から噴出する主炎よりも火炎長の短い補助炎を噴出す
るようにした。 【効果】 主ガスノズル６と補助ガスノズル７の間に火
炎同士が混じり合わない程度の距離が確保されるため
に、補助炎は主炎に影響されることなく独立に燃焼し、
それによって主炎の根元の低温部分の側方に補助炎の最
大放射部分がくるように構成することが可能となり、主
炎の長さを短くすることなく、炉内の温度分布を理想パ
ターンに近付けることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガス燃焼式の大型ガラス
溶解炉（タンク窯）に関するものである。
溶解炉（タンク窯）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にガラス溶解炉には重油を燃料とす
るものが多いが、近年設備費の安いガス燃焼式も用いら
れるようになった。図１はガス燃焼式ガラス溶解炉の概
略構造を示したもので、炉壁３に貫設されたガスバーナ
２の火炎Ａからの直射熱と天井４からの反射熱によっ
て、下方の溶解槽５を加熱するものであり、ガスバーナ
２には燃料と空気を別々に炉内へ供給する先混合式を採
用して、拡散燃焼により放射率の高い長炎を形成するよ
うにしたものである。
るものが多いが、近年設備費の安いガス燃焼式も用いら
れるようになった。図１はガス燃焼式ガラス溶解炉の概
略構造を示したもので、炉壁３に貫設されたガスバーナ
２の火炎Ａからの直射熱と天井４からの反射熱によっ
て、下方の溶解槽５を加熱するものであり、ガスバーナ
２には燃料と空気を別々に炉内へ供給する先混合式を採
用して、拡散燃焼により放射率の高い長炎を形成するよ
うにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしガラス溶解炉
は、炉内が１５００〜１６００℃ときわめて高温である
ために熱伝達は輻射が支配的であり、一方ＬＰＧやメタ
ン系のガス燃料を用いるガス燃焼式は、重油燃焼式に比
し火炎の輻射強度が低く、特に火炎の根元の未燃焼部分
が比較的長いために、バーナ２に近い側の温度が遠い側
の温度に比しかなり低くなるという問題がある。図３は
炉内の温度分布を天井の３箇所に設けた温度センサＴ1
,Ｔ2 ,Ｔ3 により測定したもので、同図中破線は図４
に示した従来の単孔型ガスバーナ２を使用した場合の温
度分布であり、細い実線で示した理想温度分布に比し、
火炎の最大放射部分が先端側に偏っていることが分か
る。またその対策として、図４のガスバーナ２の炎孔２
ａを小さくして、ガスの噴出速度を上げると、火炎の根
元温度Ｔ1 は改善されるものの、火炎長が短くなって燃
焼温度Ｔ2 が上昇してしまい、炉材寿命を短くする上
に、ＮＯｘの発生量が増加するという問題がある。
は、炉内が１５００〜１６００℃ときわめて高温である
ために熱伝達は輻射が支配的であり、一方ＬＰＧやメタ
ン系のガス燃料を用いるガス燃焼式は、重油燃焼式に比
し火炎の輻射強度が低く、特に火炎の根元の未燃焼部分
が比較的長いために、バーナ２に近い側の温度が遠い側
の温度に比しかなり低くなるという問題がある。図３は
炉内の温度分布を天井の３箇所に設けた温度センサＴ1
,Ｔ2 ,Ｔ3 により測定したもので、同図中破線は図４
に示した従来の単孔型ガスバーナ２を使用した場合の温
度分布であり、細い実線で示した理想温度分布に比し、
火炎の最大放射部分が先端側に偏っていることが分か
る。またその対策として、図４のガスバーナ２の炎孔２
ａを小さくして、ガスの噴出速度を上げると、火炎の根
元温度Ｔ1 は改善されるものの、火炎長が短くなって燃
焼温度Ｔ2 が上昇してしまい、炉材寿命を短くする上
に、ＮＯｘの発生量が増加するという問題がある。
【０００４】図５はこれを改善するために試みられた多
孔型ガスバーナ２の構造を示したもので、主炎孔１２の
周囲に複数の小径の補助炎孔１３を設けることにより、
主炎の根元部分に短炎長の補助炎の高輝度部分を配して
温度分布の均一化を図ったものであるが、主炎孔１２と
補助炎孔１３の間の距離が短いために、補助炎に主炎の
未燃焼ガスが混入して、補助炎が単独に形成されるのを
妨げてしまい、初期の効果が殆ど得られていなかった。
本発明は上述の問題点に鑑み、ガス燃焼式ガラス溶解炉
の炉内温度分布を改善し得るようなガスバーナの構造を
提供することを目的とするものである。
孔型ガスバーナ２の構造を示したもので、主炎孔１２の
周囲に複数の小径の補助炎孔１３を設けることにより、
主炎の根元部分に短炎長の補助炎の高輝度部分を配して
温度分布の均一化を図ったものであるが、主炎孔１２と
補助炎孔１３の間の距離が短いために、補助炎に主炎の
未燃焼ガスが混入して、補助炎が単独に形成されるのを
妨げてしまい、初期の効果が殆ど得られていなかった。
本発明は上述の問題点に鑑み、ガス燃焼式ガラス溶解炉
の炉内温度分布を改善し得るようなガスバーナの構造を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるガス燃焼式
ガラス溶解炉は、図１に示すように、炉１の側壁３に貫
設された外部混合型ガスバーナ２の火炎Ａからの直射熱
と天井４からの反射熱によって、下方の溶解槽５を加熱
するようにしたガラス溶解炉において、図２に示すよう
に、上記ガスバーナ２の主ガスノズル６から補助ガスノ
ズル７を分岐して、それぞれ炉壁３に穿設した主ノズル
挿通孔８及び補助ノズル挿通孔９に嵌挿し、補助ガスノ
ズル７からは主ガスノズル６から噴出する主炎よりも火
炎長の短い補助炎を噴出するようにしたものである。
ガラス溶解炉は、図１に示すように、炉１の側壁３に貫
設された外部混合型ガスバーナ２の火炎Ａからの直射熱
と天井４からの反射熱によって、下方の溶解槽５を加熱
するようにしたガラス溶解炉において、図２に示すよう
に、上記ガスバーナ２の主ガスノズル６から補助ガスノ
ズル７を分岐して、それぞれ炉壁３に穿設した主ノズル
挿通孔８及び補助ノズル挿通孔９に嵌挿し、補助ガスノ
ズル７からは主ガスノズル６から噴出する主炎よりも火
炎長の短い補助炎を噴出するようにしたものである。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、主ガスノズル６と補助ガ
スノズル７の間に火炎同士が混じり合わない程度の距離
が確保されるために、補助炎は主炎に影響されることな
く独立に燃焼し、それによって主炎の根元の低温部分の
側方に補助炎の最大放射部分がくるように構成すること
が可能となり、主炎の長さを短くすることなく、炉内の
温度分布を理想パターンに近付けることができる。なお
図５の従来例においても、主炎孔１２と補助炎孔１３の
距離を大きくすることは可能であるが、炉内が１５００
〜１６００℃ときわめて高温であるために、ガス導管１
４を太くすることはノズル挿通孔からの熱の放散やノズ
ルチップの熱損傷などの点で問題があり、またノズル先
端部分のみを炉壁面から突出させて太くすることも、金
属製のガス導管の耐熱性の点で不可能である。
スノズル７の間に火炎同士が混じり合わない程度の距離
が確保されるために、補助炎は主炎に影響されることな
く独立に燃焼し、それによって主炎の根元の低温部分の
側方に補助炎の最大放射部分がくるように構成すること
が可能となり、主炎の長さを短くすることなく、炉内の
温度分布を理想パターンに近付けることができる。なお
図５の従来例においても、主炎孔１２と補助炎孔１３の
距離を大きくすることは可能であるが、炉内が１５００
〜１６００℃ときわめて高温であるために、ガス導管１
４を太くすることはノズル挿通孔からの熱の放散やノズ
ルチップの熱損傷などの点で問題があり、またノズル先
端部分のみを炉壁面から突出させて太くすることも、金
属製のガス導管の耐熱性の点で不可能である。
【０００７】
【実施例】図１は本発明によるガラス溶解炉の一実施例
を示したもので、天井が湾曲したかまぼこ型の炉１の下
部に設けられた溶解槽５は、一端から原料が装入され、
他端から溶融ガラスが取り出されるようになっており、
左右の炉壁３にはそれぞれ蓄熱室１０に連通した通気口
１１が複数箇所に設けられて、各通気口１１のすぐ下の
炉壁３にガスバーナ２が貫設されている。左右のガスバ
ーナ２は、一定時間（１５〜３０分）毎に交互に燃料ガ
スが供給されて燃焼と停止を繰り返し、燃焼側（図では
左側）の通気口１１からは蓄熱室１０を通って９００〜
１１００℃に予熱された燃焼用空気が噴出し、この燃焼
用空気にガスノズルから噴出する燃料ガスが接触して拡
散燃焼し、長くて赤い火炎を形成する。また高温の排気
は停止側（図では右側）の通気口１１に吸引されて、蓄
熱室１０を通って蓄熱材を加熱したのち、外部に排出さ
れるようになっている。
を示したもので、天井が湾曲したかまぼこ型の炉１の下
部に設けられた溶解槽５は、一端から原料が装入され、
他端から溶融ガラスが取り出されるようになっており、
左右の炉壁３にはそれぞれ蓄熱室１０に連通した通気口
１１が複数箇所に設けられて、各通気口１１のすぐ下の
炉壁３にガスバーナ２が貫設されている。左右のガスバ
ーナ２は、一定時間（１５〜３０分）毎に交互に燃料ガ
スが供給されて燃焼と停止を繰り返し、燃焼側（図では
左側）の通気口１１からは蓄熱室１０を通って９００〜
１１００℃に予熱された燃焼用空気が噴出し、この燃焼
用空気にガスノズルから噴出する燃料ガスが接触して拡
散燃焼し、長くて赤い火炎を形成する。また高温の排気
は停止側（図では右側）の通気口１１に吸引されて、蓄
熱室１０を通って蓄熱材を加熱したのち、外部に排出さ
れるようになっている。
【０００８】図２は本発明に使用するガスバーナ２の構
造を示したもので、炉壁３の外側で主ガスノズル６から
２本のやや小径の補助ガスノズル７が三股状に分岐され
ると共に、炉壁３には各ガスノズル６，７に対応する箇
所に主ノズル挿通孔８及び補助ノズル挿通孔９が穿設さ
れており、各ガスノズル６，７を所定のノズル挿通孔
８，９に嵌挿した際に、各ノズルの先端が各挿通孔８，
９の内方端より若干炉壁内に引っ込んだ位置にくるよう
にして、ノズル先端部が炉内の高温に曝されないように
保護している。また補助ガスノズル７の炎孔は主ガスノ
ズル６の炎孔よりも小さくして、主ガスノズル６から噴
出する主炎よりも火炎長の短い補助炎を噴出するように
している。このように構成すれば、主炎による放射強度
は全体に減少するものの、補助炎による放射強度が炉の
中央よりも手前側に分布するので、結局図３に太い実線
で示したように、理想温度分布にきわめて近い温度分布
を実現することができる。なお本実施例では、補助ガス
ノズル７は主ガスノズル６の左右に各１本ずつ２本設け
たが、この本数は炉の大きさや形状に応じて適宜変更し
得ることは言うまでもない。
造を示したもので、炉壁３の外側で主ガスノズル６から
２本のやや小径の補助ガスノズル７が三股状に分岐され
ると共に、炉壁３には各ガスノズル６，７に対応する箇
所に主ノズル挿通孔８及び補助ノズル挿通孔９が穿設さ
れており、各ガスノズル６，７を所定のノズル挿通孔
８，９に嵌挿した際に、各ノズルの先端が各挿通孔８，
９の内方端より若干炉壁内に引っ込んだ位置にくるよう
にして、ノズル先端部が炉内の高温に曝されないように
保護している。また補助ガスノズル７の炎孔は主ガスノ
ズル６の炎孔よりも小さくして、主ガスノズル６から噴
出する主炎よりも火炎長の短い補助炎を噴出するように
している。このように構成すれば、主炎による放射強度
は全体に減少するものの、補助炎による放射強度が炉の
中央よりも手前側に分布するので、結局図３に太い実線
で示したように、理想温度分布にきわめて近い温度分布
を実現することができる。なお本実施例では、補助ガス
ノズル７は主ガスノズル６の左右に各１本ずつ２本設け
たが、この本数は炉の大きさや形状に応じて適宜変更し
得ることは言うまでもない。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、主ガスノ
ズル６と補助ガスノズル７の間に火炎同士が混じり合わ
ない程度の距離が確保されるために、補助炎は主炎に影
響されることなく独立に燃焼し、それによって主炎の根
元の低温部分の側方に補助炎の最大放射部分がくるよう
に構成することが可能となり、主炎の長さを短くして炉
材を損耗したり、あるいはＮＯｘ発生量を増加したりす
ることなく、炉内の温度分布を理想パターンに近付ける
ことができるという利点がある。
ズル６と補助ガスノズル７の間に火炎同士が混じり合わ
ない程度の距離が確保されるために、補助炎は主炎に影
響されることなく独立に燃焼し、それによって主炎の根
元の低温部分の側方に補助炎の最大放射部分がくるよう
に構成することが可能となり、主炎の長さを短くして炉
材を損耗したり、あるいはＮＯｘ発生量を増加したりす
ることなく、炉内の温度分布を理想パターンに近付ける
ことができるという利点がある。
【図１】本発明及び従来例に共通のガラス溶解炉の断面
図。
図。
【図２】本発明に使用するガスバーナを炉壁に装着した
状態を示す平面図。
状態を示す平面図。
【図３】本発明の動作状態を示す炉内温度分布図。
【図４】従来例の要部断面図。
【図５】他の従来例の要部断面図。
１ 炉 ２ ガスバーナ ３ 炉壁 ４ 天井 ５ 溶解槽 ６ 主ガスノズル ７ 補助ガスノズル ８ 主ノズル挿通孔 ９ 補助ノズル挿通孔 １０ 蓄熱室 １１ 通気口 １２ 主炎孔 １３ 補助炎孔 １４ ガス導管
Claims (1)
- 【請求項１】 炉の側壁に貫設された外部混合型ガスバ
ーナの火炎からの直射熱と天井からの反射熱によって、
下方の溶解槽を加熱するようにしたガラス溶解炉におい
て、上記ガスバーナの主ガスノズルから補助ガスノズル
を分岐して、それぞれ炉壁に穿設した主ノズル挿通孔及
び補助ノズル挿通孔に嵌挿し、補助ガスノズルからは主
ガスノズルから噴出する主炎よりも火炎長の短い補助炎
を噴出するようにしたことを特徴とするガラス溶解炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29890394A JPH08133747A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ガラス溶解炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29890394A JPH08133747A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ガラス溶解炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133747A true JPH08133747A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17865665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29890394A Pending JPH08133747A (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | ガラス溶解炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08133747A (ja) |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP29890394A patent/JPH08133747A/ja active Pending
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