JPS6047210B2 - ガラスバッチの予熱方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、予熱後にガラス溶融炉へ給送されるガラスバ
ッチを予熱するための方法及び装置に関する。

背景技術 ガラス製造のためにガラスバッチを予熱するための方法
は業界に知られており、この方法においては、ガラス形
成用のバッチ材料を団塊に固め、。

次いで、室の中でガラス溶融炉からの煙道ガスとの直接
接触によつて乾燥及び加熱して自由流動性の団塊を作り
、次いで該団塊をガラス溶融炉へ搬送して排出する。こ
れら団塊は、本質的に、全ての実質的バッチ材料から成
る複合した一体の自己−支持性の固まりてあり、ホール
、押出体、円板、ブリケツト、及びペレットの形状をな
している。上記団塊は室の内部に設けられている垂直ベ
ツドヘ排出され、そして、炉の煙道ガスが、上記ベッド
の低い方へ移動しつつあるペレットと反対方向にに流れ
てこれと直接接触してこれを予熱する。粒状食品と、異
なる温度の球状金属ボールとの間の粒子対粒子の熱交換
もまた食品を加熱する業界に知られている。この食品及
び金属ボールは回転ドラム内で熱交換させられる。

この方法によれば大量の熱を経済的且つ均一に交換する
ことができ、熱伝達媒体の残留物から生ずる汚染がない
。発明の開示本発明はガラスバッチを予熱するための方
法及び装置を開示するものである。

本発明は粒状のガラスバッチ原材料及びこれよりも大き
な粒径の媒体を使用する。本発明においては、ガラスバ
ッチは、容器内で、加熱された媒体と直接に機械的にフ
接触しながら移動する。好ましくは、媒体は球形である
。媒体は、外部バーナで加熱されるか、または、好まし
くはガラス溶融炉からの排気ガスとの直接接触によつて
加熱される。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転ドラム式熱交換装置を含む本発明の流れ線
図である。 第２図は回転ドラム式熱交換装置を更に詳細に示すもの
である。 第３図はドラムから媒体を取り出すために用い１るエキ
スパンデツドメタルスクロールを示すものである。 第４図は回転ドラム式熱交換装置内の所定位置にあるエ
キスパンデツドメタルスクロールを示すものである。 第５図はドラム内の転がり特性を示すものである。 発明を実施する最良の形態 本発明は、予熱ホッパ内に入れられ、そして、好ましく
はガラス溶融炉からの排気ガスによつて予熱されるガラ
スバッチ団塊、ガラス、セラミック、鋼、ステンレス鋼
、アルミニウム、砂利または類似物で形成される耐久性
の熱伝達媒体を含むものである。 この加熱された媒体は、次いで、傾斜軸上で回転可能な
円筒状ドラムのような容器の一端部に導入される。 同時に、加熱されるべきガラスバッチが上記ドラムの他
端部に導入される。上記熱した媒体は上記ドラムを通つ
てほぼ全長にわたる一方の方向に流れ、そして、上記バ
ッチは上記ドラムを通つてほぼ反対方向に流れる。上記
媒体は上記バッチを加熱するという作用をなし、上記バ
ッチは上記媒体を冷却するという作用をなす。上記冷却
された媒体は予熱ホツパヘ戻らされ、上記予熱されたバ
ッチは炉バッチ給送機構へ送られる。第１図において、
熱伝達媒体は、予熱ホッパ１０内のガラス溶融炉（図示
せず）から出てくる通例は４８７Ｃから６７７℃までの
範囲内の温度にある煙道ガスで加熱される。上記煙道ガ
スは予熱ホッパ１０の下部に導入され、上記媒体は予熱
ホッパ１０の上部に導入される。上記ガスの流れ及び媒
体は互いに反対方向に流れる。上記媒体は予熱ホッパ１
０の底部を通つて排出し、上記煙道ガスは予熱ホッパ１
０の頂部を通つて排出する。図示の送風機またはファン
１２が、予熱ホッパ１０から排気ガスを引き出し、また
は該ホッパ内に負圧を保持する。上記媒体は上記煙道ガ
スの温度またはこれに近い温度に加熱される。上記熱し
た媒体は、次いで、コンベヤ５０により、熱交換ドラム
１４の一端部に給送される。 同時に、粒状ガラスバッチ原材料が、コンベヤ５２及び
５４並びにスクリューフィーダ（図示せず）により、混
合バッチ貯蔵器１６からドラム１４の他端部へ給送され
る。ドラム１４は、モータ及び駆動装置（図示せす）に
より、Ｘ−Ｘ軸中心に回転させられる。番号２０及び２
２において中心的に配置されている定置型部品が上記ド
ラムの内部と連通する入口導管及び出口導管を形成して
いる。 冷えた媒体が上記ドラムから排出された後、該媒体はコ
ンベヤ２４を介して予熱ホッパ１０へ戻される。熱した
混合バッチは流れ２６を介してガラス溶融炉へ給送され
る。第２図はドラム１４を更に詳細に示すものである。 熱した媒体は導管３２を通じてドラム１４へ給送され、
熱したバッチはスクリーン３４を通つて排出される。冷
たいバッチは導管３６を通じて供給され、冷えた媒体は
導管３８を通じて排出される。ドラム及びバッフル４０
の回転により、媒体及びバッチは転がつて互いに直接に
機械的に接触させられる。この円筒状容器は或る角度て
傾斜している。 好ましい実施例においては、上記容器のバッチ装入端部
は媒体装入端部よりも高くなつている。上記角度は大巾
に変化できるが、一般に、上記ドラムは水平線に対して
約４５が以下、代表的には１５下の鋭角をなしている。
好ましくは、上記角度は５の以下てある。バッチを熱し
た媒体と直接接触させるために、バッフルの配列体が上
記容器の内部に取付けられている。 バッフル４０は代表的には上記ドラムの周に沿う一連り
のバッフル（３個または４個）である。これらバッフル
は巾が５．１ｃｍないし７．６Ｃ７！（２ないし３イン
チ）である。これらバッフルは上記ドラムの壁にボルト
止めされ、該ドラムの長さに沿つて延びている。上記バ
ッフルの全ては、上記ドラムの回転と組み合わさつて、
媒体及びバッチを転がして互いに直接接触させることを
助ける。代表的には、冷たいバッチは、導管３６を通り
、ドラム１４の内部へ延びるスクリューフィーダ（図示
せず）で該ドラムに給送される。上記スクリューフィー
ダのドラム内への延長は、導管３８を通つて媒体と一緒
にドラムから出て行くバッチの量を減らす助けとなる。
一つの実施例においては、熱した媒体は、導管３２を通
り、ドラムの内部へ延びるスクリューフィーダ（図示せ
ず）で給送される。上記バッフルの攪拌運動及びドラム
の回転によつて媒体及びバッチの転がりが生じている間
に、上記ドラムを通るバッチ及び媒体の移動が次のよう
にして生ずるものと考えられる。 媒体及びバッチはドラム内で勾配をなし、そして一般に
この勾配に沿つて一つの方向に及び反対方向に低い方へ
流れる。バッチ及び媒体は、容器内の材料の積み重なり
の高い端部からは低い端部へ流れながら互いに上下にな
つて転がり且つ移動する。第２図はドラム内の媒体及び
バッチの流れを示すものである。媒体はほぼ軸Ｙ−Ｙ″
の方向に左から右へ流・れ、バッチはほぼ軸Ｚ−Ｚ″の
方向に右から左へ流れる。第３図はドラムから媒体を取
り出すための実施例を示すものである。 エキスパンデツドメタルスクロール６０は７０％以上の
孔または隙間を含んて阿いる。スクロール６０における
孔の大きさは、この孔はバッチが通過して落下するのを
許すように充分に大きくなければならないので重要であ
る。代表的には、この孔は、形状がダイヤモンドに類似
しており、大きさは２．５４ＣＴ！ｔ×１．９１Ｃ７７
！（１インチノ×３１４インチ）である。スクロール６
０が回転すると、媒体はらせん状通路に沿つてドラムの
円筒状壁領域から媒体出口Ｐ■ム般にドラムの中央領域
または中心である。 上記スクロールはドラムに取付けられておつでドラムと
共に回転し、媒体を該スクロールを通るらせん状通路に
沿つて該スクロールの中心へ移動させる。バッチがある
場合には、このバッチは上記スクロールの隙間を通つて
ドラムの内部へ戻り、媒体と一緒に排出させることはな
い。スクリューフィー・ダ（図示せず）は、通例、上記
スクロールの排出部を通つて延びており、従つてバッチ
はスクロール上に装入されない。スクロール６０の大き
さは大巾に変化できる。 ５０．８ｃｗ１×２５４ｃｍ（２０インチ×１００イン
チ）のドラム１４に用いたスクロールの深さは３０ゐ礪
（１２インチ）であつた。 内部旋回部の半径は１０．２ｃｍ（４インチ）であり、
これに続く外部旋回部の半径はそれぞれ１７．８Ｇ及び
２４．４ｃＴｎ（７インチ及び１０インチ）であつた。
Ｙ−Ｙ″軸及びＺ−Ｚ″軸は、ドラムのこの点に存在す
る量の媒体またはバッチをそれぞれはね返す。 媒体がドラム内で左から右へ移動すると、ドラム内に存
在する媒体は少なくなる。ドラムの右端部に存在するバ
ッチの量は左端部におけるよりも多い。各軸は静止した
状態で図示されているが、バッチ及び媒体はドラム内で
相互混合させられ且つ転がる。ドラムの右端部において
は、バッチが媒体を覆う場合が屡々ある。第２図におけ
るＹ−Ｙ″は、一般に、導管３２の上方から導管３８の
底部付近まで延びている。第２図におけるＺ−Ｚ″軸は
、通例、導管３６の底部からスクリーン３４の底部まて
延びている。第４図はドラム１４内の所定位置にあるス
クロール６０を示すものである。 スクロールが所定位．置にあると、Ｙ−Ｙ軸は、通例、
スクロール６０の底部まで延びる。第５図はドラム内の
媒体の種々の転がり特徴を示すドラム１４の端面図であ
る。この特徴は、ドラム内の材料の量、回転速度及びド
ラム内の点に．応じて変化する。この特徴は導管３４の
全体にわたつており、そしてなお媒体は、ドラム内で回
転している材料の固まりに隙間があるので、ドラム内に
給送される。この転がり特徴は、一般に、スクロールが
無い場合は低くなる。工業的応用 回転ドラム式予熱装置は、熱した媒体及びバッチが各端
部から反対方向に給送される回転ドラムを使用する。 上記ドラムの媒体入口端部には、熱したバッチをふるい
分けるスクリーンがある。媒体は上記ドラムのバッチ入
口端部を越えて流れる。冷たい見本材を用いてバッチ及
び媒体の反対流れを試験した。５０．８ｃｍ×２５４ｃ
ｍ（２０インチ×１００インチ）のドラムを作つた。 ２ν分間の最小休止時間及び７分間の最大体止時間をも
つてバッチを６００ボンド／時（約２７２ｋ９／時）の
割てこのドラムを通過させた。 どの時点においても、上記ドラムノは約６０ボンド（約
２７．２ｋｇ）のバッチを内部に収容している。他の運
転を行ない、この運転においては、バッチを１０００ボ
ンド／時（約４５４ｋ９／時）の割でドラムを通過させ
、ドラム内には、６０ボンドの代り・に、１００ボンド
（約４５．４ｋ９）のバッチが常に停滞していた。 実際に検討した媒体はガラスポール及びバッチペレット
である。 代表的には、５００ボンド（約２２７ｋ９）のガラスポ
ールが常にドラム内にある。バッチ及び媒体に対して測
定した冷状態の見本的データは次の通りである。種々の
大きさの球形及び非球形の団塊の両方について試験を行
なつた。 この試験によつて認められたことは、バッチ及び媒体の
流れの問題を防止するために、バッチはその形状が球形
であつて直径が緊密に整合しているべきであるというこ
とである。好ましくは、媒体は０．９から１．０までの
間の範囲の形状係数を有す。媒体は、緊密に整合してい
るならば、いろいろの直径であつてよいが、最適の大き
さは直径約２．５４ｃｍ（１インチ）であるべきである
。４２７℃に加熱した媒体を用いて熱間試験を行なつた
。 この媒体は、９０％以上の熱伝達率に対してバッチを３
８８゜Ｃの温度に加熱した。本発明を用いることにより
、本発明者等はガラスバッチを６４９℃の温度に加熱す
ることができるものと期待する。しかし、長期にわたつ
て考えると、本発明に影響を与える因子は媒体及び加熱
されつつあるバッチの溶融温度である。瓶またはガラス
容器を用いて任意のガラスバッチを本発明によつて予熱
することができ、板ガラス及びファイバガラスのバッチ
は最も一般的のものである。 標準のガラスウールバッチの組成をバッチ定式として用
いた。 しかし、編織バッチも本発明によつて予熱することがで
きる。代表的なガラスウールバッチは次の通りである。 そこで、この熱したガラスウールバッチをガラス溶融炉
へ給送することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒状ガラスバッチを予熱する方法において、耐久性
   粒状熱伝達媒体を加熱する工程と、上記熱した媒体を傾
   斜容器の一端部に導入する工程とよりなり、前記容器は
   その傾斜角と同一の傾斜角を持つ軸線のまわりで回転自
   在となつており、さらに、上記粒状ガラスバッチを上記
   容器の他端部に導入する工程と、上記容器を回転させて
   、その回転中に上記粒状ガラスバッチと上記熱した媒体
   とを転動させかつ熱伝達関係で互いに向い合うように移
   動させる工程と、上記ガラスバッチを上記容器中を一方
   の方向に移動して排出し、かつ上記熱した媒体を反対方
   向に移動して反対側の端から排出する工程とを含む方法
   。 ２ 上記第１項に記載の方法において、上記加熱工程が
   熱伝達媒体を溶融炉からの排ガスと接触させることによ
   つて行なわれることを特徴とする方法。 ３ 上記第１項に記載の方法において、上記加熱工程が
   熱伝達媒体を外部バーナの熱ガスと接触することによつ
   て行なわれることを特徴とする方法。 ４ 上記第１項ないし第３項のいずれかに記載の方法に
   おいて、熱伝達媒体がガラスバッチよりも大きな粒状寸
   法を備えていることを特徴とする方法。 ５ 粒状ガラスバッチを予熱する装置において、耐久性
   粒状熱伝達媒体を加熱するための手段と、水平線に対し
   て傾斜した軸線のまわりで回転自在となつた容器と、上
   記容器の一端に上記熱した媒体を導入し、その他端に向
   けて移動させて排出させるための手段と、上記容器の上
   記他端に粒状ガラスバッチを導入し、その上記一端に向
   けて移動させて排出するための手段と、上記傾斜軸線の
   まわりで上記容器を回転させるための手段と、及び上記
   容器の内部に配置されて前記容器の回転中に上記熱した
   媒体と上記ガラスバッチとを互いに直接接触状態で転動
   しかつ混合するのを補助するバッフルと、を有すること
   を特徴とする装置。 ６ 上記第５項に記載の装置において、上記加熱手段が
   ガラス溶融炉から排ガスが供給されて熱伝達媒体を加熱
   する予熱ホッパから成ることを特徴とする装置。 ７ 上記第５項に記載の装置において、前記加熱手段が
   熱伝達媒体を加熱するための外部バーナを備えているこ
   とを特徴とする装置。 ８ 上記第５項ないし第７項のいずれかに記載の装置に
   おいて、熱伝達媒体がガラスバッチよりも大きな粒状寸
   法を備えていることを特徴とする装置。