JPS59217626A - ガラスの製造法及びこれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラスの製造法及びこれに用いる装置に関する
。

従来の技術 周知の如く、ガラスの製造は、と９わけアルカリ塩及び
アルカリ土類塩ヲ含有する天然化合物と混合した砂の如
き「ガラス製造用組成物」と呼ばれる粉末状鉱物化合物
の混合物を炉中で加熱且つ溶融することから成る。より
正確には、ガラス製造用組成物ｔ、「カーペット」と呼
ばれる不均一な厚さの層の形で炉に装入する。このカー
ペットは徐々に分離して面域となり該面域は先に製造し
た溶融ガラスの浴の表面上に浮遊しておりしかも溶融ガ
ラスによって徐々に消化され、得られた溶融ガラスを炉
から連続的に放出する。得られたガラスが良好な品質を
有することを確保するためには、溶融ガラスの浴の温度
及び化学組成を良好に均質としなければならず、即ち一
方では前記の浴を規則正しく加熱しなけれはならず他方
では新たに形成した面域を出来るだけ迅速に溶融しなけ
ればならない。これは現在用いている多数の方法が炉の
側壁に沿って均一に間隔を置いて配置した空気−燃料バ
ーナーＶＣよシ溶融ガラスの浴を加熱し且つカラス製造
用組成物を装填した領域の付近の地帯全酸素−燃料バー
ナーにより更に激しく加熱することから成る理由である
。

現在知られているこの柚の諸方法りうちで、７ランス特
許第２．０　／θ、／２り号明細書に開示した方法が挙
けられる。このフランス特許では、水で冷却ぎれしかも
炉のヘッドに配置した酸素−燃料バーナーであって溶融
ガラスの浴の表面に平行な方向に且つ炉の縦長軸に沿っ
て出現する酸化炎を生する酸素−灯料バーナーを用いる
ことを教示している。

発明が解決しようとする問題点 この従来法は満足な特性のガラスを□生ずるけれども特
に用いｆＣ酸素−燃料ノ々−ナーを冷却する要領に関し
て欠点を有し、実際に前記した酸素−燃料バーナーを液
体によシ即ち水により冷却するという事実は次の諸問題
ケ呈する。

（イ）酸素−燃料バーナーに面するガラスの浴の入面の
一部に低温点を生じ、その結果一方では熱効率の損失（
ｊ乃至／　ＯＫＷ）が生起し、他方では前記の領域での
変性により生じたガラスの循環流の攪乱、温度勾配の攪
乱及びガラスの粘度の攪乱が生起する。

（口ｊ　／々−ナーを形成する金属が腐蝕される危険が
あり、実際にバーナーの水碑ジャケットは７００℃よシ
低い温度にあシ、従ってバーナーの表面上にガラス製造
用組成物に存在する化合物の蒸気が凝縮されるものであ
シ；ざてこのガラス製造用組成物は螢石、無水ホウ酸、
ソーダ塩の如き化合物を含有でき、これらはそれぞれ凝
縮により７ツ化水素酸、ホウ酸、ソーダ會形成しこれら
の化合物はバーナーのジャケラ）ｋ構成する金ＦＡｋ侵
食する、（ハ）　流体を制御する装置が複雑化し、何故
ならはジャケット中に水葡常に循環する各瞬間に該装置
を点検しなけれはならないからである。

更には、ガラス製造はこの氷°ｌ造物質に特有の諸問題
を呈する。実際には、溶融すべき物質が多少とも粘稠な
ガラスの浴上に浮遊し２ているカーペットを構成する粉
末によ多形成されるという事実から、酸素−燃料の火炎
はカーペットに過度に活発な作用を有しては４Ｉらず、
実際この火炎は製造物質ヲ榴成する粉末状化合物の飛散
を生成すると思われ、固体粒子の形の原料の損失とこれ
らの固体粒子を装填した煙の流れによシ炉の上部構造の
機械的摩耗と全生起する。更には、酸素−燃料の火炎は
過度に強くないようにするのが好１しく、何故ならば火
炎がガラス浴衣面に接触する領域でガラス浴の異面に波
動を生ずるからであり、また過、　　　度に狭い又は細
くないようにするのが好ｙＬ＜、何故ならはガラス浴の
表面の過度に限られた部分にのみ火炎がその時間するか
らである。

本発明の／目的は前記の欠点を克服し且つガラスの溶融
の特定問題を解決する方法ケ提供するものである。

本発８ＡＫよると、溶融炉の一端−Ｉ））らカーベット
ケ形成する粉末状鉱物物質の混合物全導入し、その際該
カーペットは徐々に分離して既に形成された溶融ガラス
浴の表面に浮遊している面域となシ、前記の混合物全加
熱し７かくして得られた溶融ガラスケ炉の他端から連続
的に放出することから成り、前記混合物の加熱は炉に導
入し７た燃料と突気との少くとも１つの火炎と燃料と酸
素との少くとも１つの火炎とにより行なうことから成る
、刀ラスの製造法において、燃料と酸素との火炎と同心
円状でしかもこの火炎を包囲する補助ガスの流れを炉中
に噴入することを特徴とする、ガラスの奢ｊノ造法が提
供される。

本発明の方法の１つの要旨によると、酸素−燃料の火炎
を包囲するガスは空気であり、圧搾空気が好ましい。窒
素の如き別のガスであっても良い。

本発明の別の要旨によると、補助ガス流に包囲された燃
料と酸素との火炎會、ガラス浴上に浮遊している面域に
向ける。

本発明の別の目的はガラスの製造法を実施する装置全提
供するものである。

本発明のガラス製造装置は一端に粉末状鉱物物質の混合
物を装入する手段と、該混合物全加熱する手段と、他端
に得られた溶融ガラスを放出する手段とを備えた炉より
なり、前記の加熱手段は少くとも１つの空気−燃料バー
ナーと少くとも１つの配素−燃料ノ々−ナーとよ多形成
される。

本発明によると酸素−燃料バーナーはその長さの少くと
も一部では該バーナーと同心円状のスリーブで包囲され
、該スリーブ中に補助ガスが循環している。

本発明の特徴及び利点は、添附図面全参照して例として
示した次の記載から明らかであろう。

第１図は本発明によるガラス製造装置の縦長断面での部
分図解図であり；第２図は第１図の装置の部分図解頂面
図であシ；第３図は本発明の装置で用いた酸素−燃料バ
ーナーの具体例の縦長断面図解図である。

第１図及び第２図會参照するに、ガラス製造装置は２つ
の側壁２と前壁３と後壁弘と炉床ｊと丸屋根ｔとを有す
る溶融炉ｌよシなる。開孔７を後壁≠中に形成して装填
体と呼ばれる鉱物装填分配器ｒ’＞通行ざぜ得る。前壁
３はその下部に溶融ガラス放出用の開孔りを有する。空
気−燃料バーナーｉｏ（燃料噴射器／／及び熱風の入口
１２を含めて）は炉ｌの側壁２に配設し、これらの側壁
に沿って一列になって均一に間隔音直いて配置する。

酸素−燃料バーナー１３は側壁コの各々に配設する。

溶融炉ｌの下部は炉に導入されしかも炉中で加熱した鉱
物物質の混合物を溶融して得られる溶融ガラスｌ≠の浴
を収容している。この混合物は先ず第一にカーペットｌ
ｊ全形成し、このカーペットは徐々に分離して面域／４
となシこれらの面域は成る期間浴ｌ弘の表面上に浮遊し
ていてから溶融する。矢印Ｆの方向に流動する溶融ガラ
スは開孔りを通って連続的に放出する。各々の酸素−燃
料バーナー／３はそれが生ずる火炎が面域／６に向けら
れるように浴ｌ≠の表面に対して且つ側壁２に対して傾
斜し７ている。カラスの浴衣面に対するバーナー／３の
角度は約θ°乃至３００であシフｉｏ０乃至２００であ
るのが好ましい。

ノ々−ナー１０に供給される空気と炉から放出される煙
との間で熱交換を行２＜う熱交換器／７を側壁λの各々
に配設する。この熱交換器／７は慣用の逆転型のもので
らる。

第３図を参照するに、酸素−燃料バーナー／３の各々は
端板／りとノーズ２０とケ備えた中空の円筒本体ｌ♂を
包含する。バーナーの本体／Ｉｆ−４゜燃料（例えばメ
タンの如き気体炭化水素又は鱈料油の如き液体炭化水素
）を供給する中央管２１でめっでしかも端板／りを通過
し開孔２２を通過し７且つ開孔２３によシバーナーυノ
ーズ２０を通過する中央管２／を通じて伸ひている。バ
ーナーのノーズ２０ｐ−４燃料を進行させる中央開孔、
２３と中央開孔２３の回りに均一に間隔を置いて配置シ
フ１ζ開孔２弘とを備えた円形板によって形成される。

導管２５を通ってバーナーの本体／ｌｒに酸素を供給し
、この酸素は開孔２≠を通って流出する。

スリーブ、２ｔはノ々−ナー／Ｉｒの本体と同心状で　
　□あり、該スリーブはバーナーの長さの一部上でノ々
−ナーを包囲する。このスリーブ２乙に導管２７を通し
て圧搾空気を供給する。該スリーブ２乙は該スリーブ中
で循環する空気を回転させるフィン２１ｆ備えている、
このスリーブ、２ｔｌｌ−ｉニスリーブとバーナーのノ
ーズ２０との間の間隔を調節し得るようにバーナーの本
体／ざ上に滑動自在に配設する。

スリーブ２ｔ’５備えたバーナーの本体／ｒはこ７シｒ
耐火通風帽（カウル）、２り中に一部進入させることに
より炉／中に挿入する。

第１図乃至第３図に示した装置は次の要領で作動する； 粉末状鉱物物質の混合物を装填体ｒＫよす炉ｌ甲に導入
し、且つ同時に空気−燃料ノ々−ナー１０及び酸素−燃
料バーナー／３ＶＣより炉を加熱する。

溶融ガラスの浴ｌグを形成し、その上に最近形成した面
域／ｌが浮遊している。酸素−灯料バーナー／３を従っ
て傾斜させることによりこれらバーナーの各々から生ず
る火炎奮これらの面域上に向ける。即ち新たに形成した
面域／６はより迅速に溶融シ２、加熱が進行するにつれ
て溶融ガラスの浴／グは徐々に精製される。かくして得
ら扛た溶融ガラス全開孔りを通して放出する。

火炎が過度に活発とならないようにするために、音速、
ｌ：５も明らかに遅い速度で則ち約３０ｍ／Ｊ少乃至約
／　ｊＯｍ／８″の速度で好１しくは６０ｍル乃至／　
、２０ｍ／’ｆｐの速度で酸素ケ各々のバーナー７３に
噴入する。燃料がガスである場合には、ガスを酸素の速
度と実質的に等しい速度で噴入し７こうしてガスと酸素
とがバーナーから出るや否やλつのガスが過度に迅速に
混合されないようＶζし且つ浴１ｌＩ−の表面を十分に
被覆する長くて大きな火炎が得られるようにする。

１０乃至≠Ｏｄｐの流速でスリーブ、２ｔｒ４：Ｉを流
動する各々のバーナー１３の補助ガスｒ、ｔｌ）、バー
ナーによって生じた火炎の形態は炉の寸法Ｙｃ適合し；
即ちより細くした又狭い火炎が望ましいならば補助ガス
の流れを燃料及び酸素の火炎と同軸的に噴入し、補助ガ
ス流の衝撃が利用され；他方より大きな火炎が望ましい
ならばフィンＪｒＶＣよシ補助ガス流をスリーブ２を中
で回転させる、本発明によシ各々のバーナー１３の冷却
剤として補助ガス流會用いることによシ、ノ々−ナーの
本体を３００℃乃至ｓ　ｏ　ｏ℃の温度に維持でき、然
るにバーナーのノーズの温度（これは主として酸素流の
機能である）は／弘００℃の炉温に対して弘ＯＯ℃乃至
♂００℃で変化する、炉の本体にこれらの温度を用いる
と、蒸気の凝縮は制限され従って腐蝕の問題は生じない
。この利点の説明として、ノ々−ナーヲカウルに挿入し
た度合及び冷却用空気の流速ケ考慮してノーズが達Ｌ７
た温度及び空冷ノ々−ナーの本体が達した温度を次の表
に示す。

更ＶＣは、酸素−燃料火炎の回りに補助ガスの同心流を
用いるという事実により各々のバーナー／３を配置した
耐火性のカウルを保護させ得る。実際上、この補助ガス
は酸素−燃料火炎ケ包囲する管体状の流れを生じ、該火
炎かカウルに接触しないように防止する。更には、この
同心流の補助ガスケ用いることにより各々のバーナー／
３を炉について完全に密閉ごせることかでき、実際上ス
＋７−？ プ、２４ｉ循環する補助ガスはカウルに接触し得るに過
ぎない。伺故ならば補助ガスはかなり高温にあるのでス
リーブとカウルとの間に過度の温度差は生ぜずそれ故カ
ウルが劣化する危険はないからである。この様°にして
火炎の熱効率に慾影響を有する寄生的な低温空気の入来
は回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラス製造装置のｌｉ’＋面図解図で
あシ、第２図は第７図のガラス製造装置の頂面断面図解
図であシ、第３図は本発明の装置で用いた酸素−燃料バ
ーナーの断面図解図である。図中／ｉｄ溶融炉、７は開
孔、♂はガラス原料の分配器。 りは溶融ガラス取出し用の開孔、１０は空気−燃料バー
ナー、１３は酸素−燃料バーナー、／４ｔは溶融ガラス
の浴、ン５はカーペット、７６は面貌、１７は熱交換器
、／♂１１１２素−燃料ノ々−ナーの本体、ｌりは端板
、２０はノース、２／は燃料供給管、２６は酸素供給導
管、２乙はスリーブ、２りはカウル會それぞれ表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、　溶融炉の一端からカーペラトラ形成する粉末状鉱
   物物質の混合物全導入し、その際このカーペットは徐々
   に分離して既に形成された溶融ガラスの浴の表面上に面
   域となり、前記の混合物を加熱しかくして得られた溶融
   ガラスを炉の他端から連続的に放出することから成るガ
   ラスの製造法でろって、前記混合物の加熱は、粉末状鉱
   物物質の混合物を装填した領域付近の地帯を炉の他所よ
   りも更に激しい要噸で加熱するよう燃料と酸素との少く
   とも１つの火炎によシ行いＬカ）も場合によっては炉の
   側壁に沿った燃料と空気との少くとも１つの火炎により
   行なうものとし、燃料と酸素との火炎を包囲する補助ガ
   スの流れを炉中に噴入し。 かくして補助ガス流に包囲されたこの火炎を溶融ガラス
   の浴上に浮遊している面域に向けることを特徴とするガ
   ラスの製造法。 ！、補助ガスは空気で形成される特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ３、補助ガスは圧搾空気で形成される特許請求の範囲第
   ２項記載の方法。 グ、補助ガスの流れ全燃料と酸素との火炎と同軸的に噴
   入する特許請求の範囲第１項〜第３項の倒れかに記載の
   方法。 ｊ、補助ガス流はこれ全燃料と酸素との火炎の周シに回
   転させることによシ噴入する特許請求の範囲第１項〜第
   ３項の何れかに記載の方法。 乙、燃料と酸素との火炎に関与する酸素は約３０ｍ／秒
   乃至／　！　Ｏｍβ少の速度で噴入する特許請求の範囲
   第１８ｔ−第５項の倒れかに記載の方法。 ７、酸素は約６θｍ沙乃至約／　２０ｍ浬の速度で噴入
   する特許請求の範囲第６項記載の方法。 ？、補助ガス流はＩＱ乃至１１０ｄ７％の流速で噴入す
   る特許請求の範囲第７項〜第７項のイ０」れかに記載の
   方法。 り、　溶融炉と、炉の一端から粉末状の鉱物物質を装入
   する手段と、前記の鉱物物質が炉ケ通過する間Ｖｃ該鉱
   物物質を加熱する手段と、得られた溶融ガラスを炉の他
   端から放出させる手段と葡有してなるガラス製造用の装
   置であって、前記の加熱手段は少くとも７つの酸素−燃
   料バーナーと場合によっては少くとも／っの空気−燃料
   バーナーとによって形成され、その際酸素−燃料バーナ
   ーを溶融ガラスの浴上に浮遊している面域の方に向け、
   該バーナーね二ぞの長ざの少くとも一部では補助ガスを
   供給する同軸スリーブにょシ包囲され該スリーブから酸
   素−燃料バーナーの火炎の周シに補助ガスの流れを噴出
   するものとするガラス製造用の装置。 １０、酸素−燃料バーナーを炉の側壁に配設する特許請
   求の範囲第２項記載の装置。 ／／、酸素−燃料ノ々−ナーｆ００乃至３００の角度で
   。 好まシ、＜は♂０乃至−Ｑ°の角度で水平面に対して傾
   斜させる特許請求の範囲第り項又は第１０項記載ｉ　　
   　　の装置。 ／２．補助ガス循環用スリーブ會＾り素−燃料バーナー
   に沿って滑動自在であるように配設する％許請求の範囲
   第り項〜第１／項の倒れかに記載の装置。 ／３．補助ガス循環用スリーブは補助ガス會回転させる
   ンインを備えている特許請求の範囲第り項〜第１．２項
   の何れかに記載の装置。