JPS6127330B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば円形の電気的に加熱される上部
開放型の炉中、特に溶けにくい材料のための炉中
の多量の溶融した、熱軟化性材料例えばガラスの
上表面の上に粒状のバツチ材料の調節された薄い
層をまき広げる方法及び装置に関する。

上部開放型の電熱炉の操作においては、熱軟化
性バツチ材料例えばガラス形成酸化物は連続的に
融体の上表面の上に供給して炉から中心に置かれ
た出口を経て連続的に取り出した精製溶融材料を
補うべく融体を補充する。これらのバツチ材料は
また、上部融体表面の上に層上を広げたとき部分
的な絶縁カバーとして作用し周囲への融体の上部
を経る熱損失を最小にする。ある種の最小厚さの
均一なバツチ層が融体の全上部表面上に維持され
ない時に問題が生ずる。バツチ層の余りに薄い領
域は「溶け去り」溶融材料を露出させそしてはな
はだしい熱損失の領域を生成させ、このような事
柄は融体の温度を低下させ、それにより融体の流
速を下げる傾向がある。その上、被われていない
融体の領域は炉の上に配置された、バツチ・フイ
ーダのような装置を過度の熱に暴すおそれがあ
る。層を厚過ぎるように載置する時は融体温度が
上昇して融体の流速が増大する。バツチの過大も
又表面外皮の形成を増進し、これは上に乗つたバ
ツチのこれを通り抜けるべき通過を妨害する。

バツチ材料を円形の上部開放式の炉に供給する
既知の一方法は、振動様式で融体表面の内部領域
から外部領域へ掃引するように、円形通路内で該
融体表面上を動く可く取りつけられた散布パンを
含んでいる。バツチは散布パンに供給され、次い
で該パンはバツチを融体表面を横切つて載置す
る。該散布パンはバツチを一様に載置せず、そし
て操作は、所望の厚さの均一な薄いバツチ層を形
成する試みにおいては木製ホーを用いる操作者に
よる手動の分配で補足されなければならない。米
国特許第3980460号において開示されたバツチ・
フイーダーは正方形又は矩形の炉室の長さにわた
るバツチ材料の平行散布のために設計される。こ
のような方法及び装置は薄い均一なバツチ層を載
置しない。

本発明の目的は上部開放式の電気炉において、
バツチ材料を均一な薄い層で全融体表面に載置し
そして最適の厚さが保持されるようにする調節さ
れた仕方でその層をひんぱんに補足するバツチ・
フイーダーを提供することである。

本発明のもう一つの目的は有効かつ能率的に融
体の上表面を通る熱損失を減らす方法でバツチ材
料を上部開放型電気炉に供給することである。

したがつて、本発明は円形の上部開放式の電気
炉において、融体の上表面にバツチ材料を供給す
る方法を提供するもので：貫通孔付きの底をもつ
樋に、バツチがその貫通孔を通過しないように、
１チヤージのバツチを急速に載せ；樋を半径方向
の腕として炉の中心の周りに動かすと共に負荷の
バツチ材料を貫通孔の隣接部中で撹拌してバツチ
を貫通孔を経てそして薄い層の融体の全上部表面
上に排出しそして撹拌は樋の回転の間のみ生じさ
せ；予め決められた数の回転の後そしてバツチ層
の望ましい厚さが載置される時に樋の運動を自動
的に停止し；樋内の該チヤージのバツチのレベル
を検出しそして減少状態に応答して、樋にバツチ
を自動的に再び載せ；そしてある最小限度以下の
厚さへのバツチ層の希薄化を検知しそしてこれに
応答して樋の載置作用を自動的に再びさせる、こ
とを含んでなる。

本発明はまた円形の上部開放型の炉中に入つて
いる溶融体の上部表面のような円形領域の上に粒
状材料を載置する装置を含んでなり、その炉は粒
状材料を保持しそして水平面中を回転するように
取付けられた運搬装置によつて運搬される樋状の
ホツパーを含んでなりこのホツパーは半径方向の
腕の方式で円形領域をその領域の中心の周りに横
切り、ホツパーの底は一般に半径方向に伸びる排
出口を有する。この装置はまた運搬装置を回転す
る手段を含んでいる。撹拌器はホツパー内で材料
をまぜ撹拌してホツパーの開口を通る流れを促進
するため、開口付近のホツパー内に配置される。
撹拌器は、リングギヤーのごとき運搬装置支持手
段によつて保持される牽引手段に対し駆動ギヤー
列を介して結合され、これによつて運搬装置が動
くときは何時でも撹拌器は動ける。

本発明はまた手段例えば熱検知器を伴つてお
り、これは融体の上表面のバツチ材の層の厚さを
検知するためのものであり、そしてこの厚さ検知
器に応答する、ホツパーの運搬装置の回転を制御
する手段を伴つている。本発明の好ましい具体例
においては、ホツパーが予め決められた回数回転
した後、これは積載位置で止められ、ここにはホ
ツパーの積載物がほぼ空になつている時を検出す
る手段がある。この積載位置はホツパー中に予め
決められた量の材料を排出する装置を含んでお
り、この材料はそこに供給貯蔵部から空気圧手段
によつて搬送される。

第１図は本発明によるバツチ・フイーダーの平
面図である。第２図は炉及びバツチ・フイーダー
の一部断面の部分図であり、バツチ貯蔵装置及び
供給装置を含んでいる。第３図は第１図の３−３
線に沿つてした一部断面の拡大図である。第４図
は第１図の４−４線に沿つてした拡大断面であ
る。そして第５図は第１図の５−５線に沿つてし
た部分的な拡大断面図である。

第２図に示されるように、難溶性材料の溶解炉
全体は２１で示され、そしてこれは炉外殼２０を
有しておりここから溶解された難溶物が出口部材
２４を経て排出される。第１電極が、図示しない
が、出口部材２４の辺りに半径方向に設置され、
そして難溶材料は第１電極と出口部材２４との間
に流れる電流の熱効果によつて溶解されて溶解し
た材料のプール２３を形成する。バツチ層２２は
溶融物２３の表面に設けられ、溶解材料が炉から
出口２４を経て排出された時、溶解材料のプール
２３を補充しそしてまたその上の絶縁カバーとし
て作用しこれによつて炉２１の有効な操作を確保
する。

本発明を具体的に示し、そして第１図及び第２
図に示される、バツチ・フイーダー１６はサポー
トリングまたは運搬装置１１を有し、これは炉室
２０の上に中心軸をもち、そしてその中心軸をめ
ぐつて水平面内を回転するように取付けられる。
第３図に示すように、サポート・リング１１は上
下のフランジ部１２及び１４をそれぞれ有する。
サポート・リング１１及びこれに取付けられたフ
イーダー装置の重量は以下に述べるが、リング・
フランジ１４の下面に接する半径方向に延びる軸
線上の一連のフリー・ホイーリング・スチールロ
ーラー２５によつて支えられる。該第１の複数個
のローラー２５は静止のサポート・リング１３に
沿う等しい間隔の点に適切に取り付けられ、サポ
ートリングは円周に沿う６個の等しい間隔を置い
た点に、固定されたサポート・フレーム３７によ
つて支えられる。またクレビス２８中の垂直シヤ
フト３３に取り付けられた自由旋回性スチールロ
ーラー２７はフレーム３７に沿つて６個の点で支
持される。該第２の複数個のローラー２７はサポ
ートリング１１外表面に乗つていてこれによつて
リングまたは運搬装置１１の回転軸を炉の中心近
くに維持する。このクレビスはローラーの位置を
調節するべく、スプリング２６を経て取り付けら
れており、これによつてサポートリングまたは運
搬装置１１の熱的な膨張、収縮が許容される。サ
ポートフレーム３７にサポートアーム３５によつ
て自由旋回の上部ローラー２９が取り付けられ、
このローラーはサポートリングまたは運搬装置１
１のフランジ１２の上表面と接しており、これに
よつて動揺しない通路中でリングまたは運搬装置
１１の回転を安定にする。サポートリング１３、
サポートフレーム３７、サポートアーム３５、ロ
ーラー２５ローラー２７、ローラー２９等は運搬
装置支持手段を構成する。

円周方向に伸びる駆動ギヤーリング１５は第５
図によりよく示したが、これはサポートリングま
たは運搬装置１１の垂直なウエブ部分の外表面に
取り付けられる。第１駆動ユニツト４１は電気モ
ーター４３を有しており、これは堅固にアンカー
止めされた支持座４９に固定される。直角駆動ギ
ヤー変換器４５はモーター４３に接続され、下方
に伸びる出力シヤフト５０を有し、これに駆動ス
パーギヤー５１が取り付けられる。駆動されるリ
ングギヤー１５及びスパーギヤー５１は駆動関係
にかみ合つている。

第１図及び第４図に示されるように、バツチフ
イーダー１６は更に樋支持フレーム１７を有し、
これはサポートリングまたは運搬装置１１の内周
の取り付け点間に直径方向に伸びる。支持フレー
ム１７の支持部材間に取り付けられたバツチ樋ま
たは樋状ホツパー１９はある距離実質上、融体２
３の上表面の半径だけ、半径方向に伸びる。バツ
チ撹拌器５３は樋１９内に取り付けられ、これは
円板状のサポート５９の周りに対称に取り付けら
れた４個の長軸方向に伸びるパドル５７を含んで
なり、サポート５９は第３図に示されるように、
最も内側の樋の壁７２に設置されたベアリング７
１及び最も外側の樋の壁７４に設置されたベアリ
ング７３に回転できるように取り付ける。シヤフ
ト５５の半径方向の外方向の端部はカツプリング
７５により直角駆動装置７７の出力シヤフトと結
合され、直角駆動装置７７は樋壁７４に支持部材
７８により固定的に取り付けられる。シヤフト７
９は垂直上方に直角駆動装置７７から伸び、そし
てそこに取り付けられた駆動スパーギヤー８１を
有する。サポートリング１３に取り付けられる静
止的に取り付けられたギヤーリングまたは牽引手
段３１はスーパーギヤー８１に接する。

第３図及び第４図により良く見ることができる
ように、一連のスロツト６５があり、各スロツト
は斜縞状の形状を有し（第３図に示されるよう
に）、この一連のスロツトは第４図に示すように
に樋１９のより低い、右左部分を横切つて長軸方
向に伸びる。排出スロツト６５は４個の長軸方向
に伸びる排出領域にまとめられる。スロツト６５
の各領域に隣接して案内ブラケツト６３に取り付
けられるバツフル板６１があり、これは樋の外表
面１９と同じになりそして滑動できるように接す
る。バツフル板はスロツト６４を有しこれは寸法
及び形状において対応する樋排出スロツト６５に
合致する。調節ノブ６９は各バツフル板に取り付
けられ、端部（図示しない）を有するが、この端
部はバツフル板６１を前後に調整するべく調節可
能に取り付けられこれによつて排出開口の有効な
寸法はバツフル及び樋のスロツトが完全に互に一
致している時に最大となる。この位置からのバツ
フル板をさらに調節することは排出口の有効寸法
を徐々にせばめる。樋開口のそれぞれの最大寸法
は、バツチ材料の与えられたコンシステンシーに
ついて見い出されるが、材料についての助けるこ
となしの排出流を許さない寸法である。好ましい
具体例においては、これらの開口は典型的なアル
ミナ及びシリカの難溶性バツチを取り扱うための
ものであり、寸法が約1/2×３1/2のスロツトの形
状を取つている。

本発明の好ましい具体例においては、撹拌器５
３は直接回転で駆動されるけれども、偏心駆動手
段（図示しない）は直角駆動装置７７及び撹拌器
シヤフト５５の間に設けることができ、これによ
りシヤフト５５は回転しながら前後に振動するよ
うに駆動されるようにできる。

第２図にはバツチ分散箱８３が示され、これは
支持アーム８５によりバツチフイーダー１６の上
の位置に保持される。箱８３は４個の側面と１個
の上面を有しそして開放になつている底８４はバ
ツチフイーダー１６が積載位置に廻わつて行くこ
とができるように載置され、その位置では樋の開
放になつている上面が分散箱８３の直下にありそ
して箱の開口８４と合致している。機械的に作用
するリミツトスイツチ８６は第３図に示すよう
に、支持フレーム３７の一部に取り付けられ、こ
のフレームは分散箱８３の下に半径方向に並んで
いる。リミツトスイツチアクチユエーター８８は
直角駆動装置７７から上方法に伸びており、これ
により樋１９が上述の積載位置に廻わつてきた
時、リミツトスイツチ８６に接する。非接触のレ
ベルセンサー（図示しない）があるが、これは分
散箱８３の長さ方向に沿つて好ましく設置されそ
して樋１９内のバツチのレベルに応答する。

バツチ材料の受器を保持するホツパー８７は計
測装置８９の上に配置され、この装置にホツパー
がバルブ９０によりバツチ材料を送る。バルブ９
０は自動的に散布樋１９を満すに十分な量に等し
い所定量のバツチ材料を計測装置８９の保持室に
送る。予め決められた信号に関しては、周期的に
計測装置８９の気密室に送られた高圧エヤーブラ
ストはデンスフエーズコンベイイング（dense
phase conveying）のような既知方法でプラグ材
としてコンジツト９１を経て負荷のバツチ材料を
推進する。コンジツト９１は樋１９の方向に下方
に材料を向ける排出パイプ９３を経て分散箱８３
の内部と接続する。過剰のダストはコンジツト９
５によりダストコレクター９７に戻され、コレク
ターは次いで集めた材料を計測装置に再び送る。

本発明の好ましい具体例の操作においては、支
持リングまたは運搬装置１１及びそれが運ぶ装置
は駆動装置４１によつて駆動され固定速度、典型
的には３−5rpmで回転する。リミツトスイツチ
アクチユエーター８８はフイーダー装置１６の各
回転について一回、樋１９が分散箱８３の開放底
８４の直下（プラス又はマイナス2″以内）に保持
される場所でフイーダー装置１６の回転の停止を
信号するスイツチ８６に接する。樋のバツチレベ
ルセンサー、例えばWESMARソニツクセンサー
は樋または樋状ホツパー１９のバツチレベルが予
め決められた水準以下であるか否かを次いで検出
し、その場合、バツチ計測装置８９は樋または樋
状ホツパー１９への分散箱８３により積荷のバツ
チを出すべき信号を受ける。このバツチの供給は
非常に短時間に、典型的には３〜５秒間で完了す
る。バツチ材料は樋が静止しているときは何時で
も開放の排出スロツト６５を経てバツチ材料が流
出しないという事実のため、この積載操作の間に
は望ましくないバツチの載置はない。

三つの温度センサー（示さない）例えば、
IRCON MODLINE UNIT、は特定の最小レベル
以下に入るバツチ層２２の厚さに応答し、このレ
ベルは30×40インチの領域内の各第１電極間で特
定の最大温度を越える時を決めることによる。も
し最大温度が越えられれば、３〜４秒の再チヤー
ジのための遅延の後、信号はバツチフイーダ１６
の運動を始動する。温度センサーがバツチ層２２
が十分であることを表示する時は、樋はその積載
位置に、バツチ分配の必要が表示されるまでとど
まる。一度、運転の状態になると、本発明のバツ
チ・フイーダーは炉を１回転させその後、樋１９
はその積載位置で３秒又は４秒間手間どらされ、
そしてその時間に必要性が検出されれば樋１９の
再チヤージが考慮され；次いで若し熱検知器がバ
ツチ材料の持続された分配の必要性を表示すれば
載置動作が自動的に再び始まる。

電気炉における溶融材料によつてつくられる流
れのパターンのために、載置されたバツチは融体
の中心からの半径方向の位置の変わる表面領域に
おいては異なつた速度で溶解する。本発明の好ま
しい具体例においては、樋の底を長軸方向に横切
る４個の領域での排出スロツト６５のグルーピン
グと、これらの領域での排出スロツトの大きさの
個々の調節をすることによつて、融体表面の４個
の環状領域について変わる供給速度が与えられ、
これらの領域の異なる供給条件を調節する。かく
して、融体と供給速度は融体の全上表面にわたり
実質上バランスがとられ、そして予め決められた
供給装置１６及び撹拌器５３の回転速度で、全融
体表面にわたり望ましい均一なそして非常に薄い
層の載置動作が達成される。この好ましい具体例
の装置を用いれば、典型的には厚さ0.008″〜
0.13″の範囲の薄いバツチ層を難溶物用の炉の融
体の上に均一に載置することができる。

上述の本発明の具体例の各種の変形は当業者に
は明らかであり、そしてこのような変形が添付の
特許請求の範囲の精神及び性質の範囲内にあれ
ば、これらのことは本発明の範囲から逸脱するこ
となくなすことができることは明らかなことであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバツチフイーダーの平面図、
第２図は炉及びバツチフイーダーの一部断面部分
図、第３図は第１図の３−３線に沿う一部断面拡
大図、第４図は第１図の４−４線に沿う拡大断面
図、第５図は第１図の５−５線に沿う部分拡大断
面図である。 〔主要部分の符号の説明〕２１……炉、２３…
…溶融した材料、２２……粒状のバツチ材料、１
１……運搬装置（サポートリング）、２５……運
搬装置支持手段、よりくわしくは、サポートリン
グ……１３、サポートフレーム……３７、サポー
トアーム……３５、第１の複数個のローラー……
２５、第２の複数個のローラー……２７、ローラ
ー……２９等を含む、４１……第１駆動ユニツ
ト、１９……樋状のホツパー（散布樋）、６５…
…材料排出開口（排出スロツト）、５３……撹拌
器、７７……直角駆動装置 撹拌器、８１……ス
パーギヤー 駆動手段、１６……バツチフイーダ
ー、８９……計測装置、５５……ホツパー内のシ
ヤフト、５７……櫂（パドル）、３１……牽引手
段（静止のギヤーリング）１２，１４……水平に
延びる環状の表面（フランジ部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部開放形の炉２１において、溶融した材料
   ２３の上面のほぼ全面にわたり粒状のバツチ材料
   ２２を載置する装置であつて、 ａ 前記の上面上のほぼ水平の面内でその面の中
   心に関して回転するように取りつけられた運搬
   装置１１と ｂ 前記の運搬装置１１を前記の水平の面内での
   運動のために支持する運搬装置支持手段２５
   と、 ｃ 前記の運搬装置を回転のために駆動する駆動
   ユニツト４１と、 ｄ 前記の運搬装置によつて運搬される前記の粒
   状材料を保持する樋状のホツパー１９で、前記
   ホツパーの底部に複数個の材料排出開口６５を
   有するものと、 ｅ 前記のホツパー１９内に取りつけられ前記開
   口６５の近くで前記粒状材料と係合するための
   撹拌器５３と、 ｆ 前記の運搬装置１１が、前記開口６５を通る
   前記粒状材料の流れを発生させるように駆動さ
   れるときは、何時も前記撹拌器を駆動するよう
   にする手段７７，８１と、 g1 前記載置材料２２の厚さを検出する温度セ
   ンサー手段と、 g2 前記運搬装置１１の運動を制御するための
   前記温度センサー手段に応答する手段１６と ｈ 前記ホツパーについての粒状材料の供給の制
   御のための、前記ホツパー１９内の前記粒状材
   料の減少に応答する手段８９と、 からなることを特徴とする装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記撹拌器が前記ホツパ
   ー内に回転可能に取りつけられた長手方向に延び
   るシヤフトを含み、前記シヤフトがそのシヤフト
   から隔置され、かつ該シヤフトに並行する複数の
   長手方向に延びる櫂を保持し、そしてそこに前記
   撹拌器駆動手段が前記シヤフトに接続された、そ
   して前記運搬装置を支持する手段上の定置の牽引
   手段３１と係合するギヤー装置７７，８１を含む
   ことを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第１項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記の溶融材料を含む前
   記の炉の表面は形状がほぼ円形であり、前記の運
   搬装置がこの円形の中心のまわりを回転すること
   を特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲第３項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、投入用開口が前記ホツパ
   ーの底部に、前記溶融材料の面の半径にほぼ等し
   い半径範囲について設けられていることを特徴と
   する装置。 ５ 特許請求の範囲第３項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記材料の層の厚さに対
   応して前記運搬装置の回転を制御する手段に特徴
   を有する装置。 ６ 特許請求の範囲第２項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記撹拌器のシヤフトの
   ギヤー装置が前記撹拌器をその軸の回りに回転で
   きるように駆動することを特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲第２項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記撹拌器のシヤフトの
   ギヤー装置が偏心駆動手段を含み、これにより前
   記ギヤー装置は前記撹拌器をその軸線に関して振
   動するように駆動することを特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲第３項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記の複数個の排出開口
   が半径方向に延びる排出開口の数個のグループと
   して形成され、開口のおのおののグループはその
   開口の寸法に関して調節可能であることを特徴と
   する装置。 ９ 特許請求の範囲第３項の粒状のバツチ材料を
   載置する装置において、前記運搬装置が垂直に延
   びる環状の表面および水平に延びる環状の表面を
   有し、そして前記運搬装置支持手段は半径方向に
   延びる軸線上に第１の複数個のローラーで前記運
   搬装置を支持するために前記第１の水平に延びる
   環状表面と係合するものを有し、そして垂直軸線
   上に取りつけられた第２の複数個のローラーで、
   前記の運搬装置の回転軸線を安定して保持するよ
   うに前記垂直に延びる環状表面と係合するものを
   有することを特徴とする装置。