JPS62171928A - 粉末材料液化方法及び装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、カンクル等の米国特許第４，３８１゜９３４
号に記載の型式の回転融解プロセスへのガラスバッチの
ような粉末材料の送給〇改良に関するものである。その
ようなプロセスは、特にガラスバッチの液化に適したも
のであるが、また一般的に、全体的に流動性の本質的に
固体状態の送給材料を加熱して融解または部分的に融解
した流体へ変換するプロセスに適用できるものである。

カンクル等の米国特許は、バッチ材料を、このバッチ材
料自体の支持表面」ニで部分的に融解して液化された状
態へ変換する方法を記載している。バッチ材料液化の最
初のプロセスは融解プロセスの残余部から隔離され、そ
してその特定段階の必要にのみ適合した方式で実施され
、これによってその液化段階をエネルギー消費、装置の
寸法及びコストに関して非常に経済的に行うことができ
る。更に、熱エネルギー人力がその分離された液化段階
を行うためだけに使用されるので、その入力とその他の
操作パラメーターとの間の関係が、従来のタンク型融解
炉におけるよりも直接的であり、また全体的により複雑
でなくなる。

口０発明の概要 本発明は、融解室のドラム部分が全体的に垂直の軸心周
りで回転するように装架され、従ってその室内へ送給さ
れたバッチ材料がドラムの側壁に対して保持されてライ
ニングを形成する如きカンクル等の好適な実施例に関す
る。熱が、普通燃焼装置によって、ドラム内の中央キャ
ビティへ供給され、従ってバッチライニングがその熱供
給源を□取巻くようになる。液化プロセスは、バッチ層
の表面部分が液化されてドラムの下端部の出口から流下
していく率と釣合う率でバッチを固定蓋に通して回転ド
ラム内へ送給することによって行われる。そのように液
化月利をドラムから自由に流出させ、また送給率を液化
率と釣合わせることにより、ドラムの側壁に十分な厚さ
のハツチを保持してドラムを損傷から保護し、また装置
の構造要素と送給材料との間の接触汚染を避けることが
できる。

ハ、従来の技術及び問題点 カンクル等の特許において、バッチ材料はバッチライニ
ングの上部分へ送給され、そしてその下部分へ転落して
いく。新しく送給されたバッチ材料のその滝状流落（カ
スケーディング）は一定してなく時に過大に速くなる。

この場合、槽の上部分に所要のライニング厚さを保つの
は困難である。

あるいはまたライニングが比較的厚くなった場合には、
バッチは固定の蓋部材によってバッチライニングの頂部
から掻取られて中央キャビティ内へ押しやられ、そこで
ガス流内に同伴されるようになる。微細に粉砕され／、
、：バッチ材料のイのよう４１１ｉｉ１伴を少なくする
／ｊめには液化槽内のスペースを通るバッチ材料の自由
落下を最少にするのが好適であろう。グレツインガの米
国特許第４，５２９゜４２８号は、バッチ材料がバッチ
ライニングの面に対して様々な角度に偏向さねる」、う
に改良しｌこ、回転液化槽のｌごめの送給構成を示Ｌｉ
　Ｔいる。この構成は槽内のキＡ７じｙイの開いたスペ
ース内へ落下するバッチの吊を少なくできるが、しかし
なお、局状流落作用を抑えることによりバッチ材料が同
伴されるようになるボデンシャルを小さくづるのが好適
であろう。史にまた、バッチの不定な転落を少なくする
ことにより、ライニングｌ一端部におりるライニングの
厚さど輪郭をＪ、り積極的に制御し且つ液化作用をＪ：
り均等に行わせるようにＪることが望まれる。

二２問題点を解決するための手段 本発明においては、バッチ材料をライニングの面上へ落
下さ１！るのでなく、バッチ材料をシイニング内へ押圧
することにより回転液化槽内の活発イ１液化が行４→れ
る領域のｈへ進める１、卯月−興ｉ消によつＣバッチラ
イニングの１端部に下面さの力を加え？ｌイのウィーン
グー１端部じ甲１″）にされｌこ区１或を作る。そこで
この平ら区域１−へ追加のバラ−ｆを送給し、続いＣ−
ライニング面へ押＋’Ｅ−する３、材料がライニング頂
部へ追加され−Ｃいる間、中央１−ヤビテイ内で加熱さ
れろうイニング面の月利は液化されてライニングの傾斜
面を流下１ノでいく。従つ（ライニングの上部分は連続
的に更新される。実際にライニング自体が話発液化領域
の方ｌＸ押声められ（いくので、バッチ材料を加熱領域
ｌ＼落トさせる方式ｌ、二伴なう埃（ｉもの問題は無く
イγる。

押圧装置は固定のバラノル部材どしでもよいが、Ｊ：り
好適ＩＪ回転ホ、イールが使用されよう１１回転式番ま
押圧装置とバッチライ、−ングどの間の１？擦を小さく
し、従ってパップがライーングの縁部を越え−Ｕ　４−
１７どｊイスペース内は押されＣいく傾向を少なく４−
６１．更に好適に１１、押圧ホイールを、これが接づ−
るライニング部分の速度と同じ回転速度で駆！ｉするＪ
どにより、それらの間の１？擦がより一層小さくされる
。場合によつＣは円錐台形ホイールを使用づるのが有利
である。

押圧装置によって平らにされる区域は水平である必要は
なく、実際には槽の中心の力へ下方内に少しく傾斜した
ものにされよう。ライニング頂縁部のぞの傾斜は、液化
が行われるライニング面の傾斜よりずっと小さい。その
ような傾斜頂面の利点は、押圧装置によるライニングに
対（る圧縮力が槽の外側の方へ向く成分を有し、従って
バッチ材料がライニング縁部を越えて崩れていく傾向を
更に少なくすることである。他の操作態様において、押
圧装置はライニングの頂縁部分に窪みまたは溝を作るよ
うなものが用いられ、その溝の中に追加バッチ材料が送
給される。そのような操作のためには、押圧ホイールを
、これの幹部がバッチライニングの頂面内に食込むよう
な角度に設置−するか、あるいはまた特別な輪郭形状を
もったホイールが使用されよう。

小、実施例 本発明のそれらの、またその他の目的と長所は−９＝ Ｊス下に続ける図面ど好適な実施例の６［］述から一層
明瞭になろう。

以上の記）ホは、特にガラスバッチを液化−りるのに適
しＩご／ｊ法及び装置ど関連しく行うけれど、本発明が
イの他の材料にも同様に適用され（Ｕることは理解され
るべきである。本質的に粉末の原材料の連続的に補給さ
れる層でライニング＠Ｉｊされる槽の中で材料を液化−
づ−るという基本的な思想は米国特灼第４，３８１．９
３４号（カンクル＠）に開示されており、これは当該ゾ
１］セスのα軸についで参考になろう。

第１図に示される特定の実施例において、融解槽の基本
的な構造物はドラム１０’ｒある。このドラムは鋼で作
られ、そして全体的に円筒形の側壁部分、全体的に開い
た頂部、及びドレン出１−１以外閉じられた底部分を有
覆る。第１図に概略的に示されるように、ドラム１０は
例えばこれを取巻く支持リング１１に装架され、その支
持リングは複数個の支持ホイール１２上に回転可能に担
持され且つ複数個の心出しホイール１３により所定位置
に維持され、こうしてドラム１０は実質的に垂直の軸心
周りで回転できるように支持される。例えば周縁フレー
ム１４によって固定支持される蓋構造体１５によりドラ
ム１０内に実質的に包囲されたキャビティが形成される
。蓋１５は耐火セラミック材料で作られ、そして耐火炉
構造技術者に周知の様々な形状にすることができる。第
１図に示される好適な構造は多数個の耐火ブロックで作
られる上方へ膨らんだドーム形アーチ構造である。

しかし一体構造または平らな懸架設計の蓋にもできるこ
とは理解されよう。

バッチ材料を液化するための加熱は蓋１５を通って延在
する１個またはそれ以上のバーナー１６によって行われ
る。好適には、ドラム内の材料の広い区域へ火炎を向け
られるように複数個のバーナーが蓋の周縁に配置される
。それらバーナーは好適には、槽内の苛酷な環境から防
護するために水で冷却される。排ガスは槽内部から蓋の
開口を通って耐火ダクト１７へ排出される。

好適には粉末状態のバッチ材料２ｏがシュート−１１＝ １８によって液化槽のキャビティ内へ送給される。

シコート１８は図示の実施例では蓋１５の開口を排気ダ
クト１７と共有する。送給シュート１８は平らな水クー
ラー２２及びゼラミツク耐火材の面プレート２３によっ
て高温ガスから防護される。

米国特許第４，５２９，４２８号（グレツインガ）に記
載のように、シュー１−１８の端部にデフレクタ２４が
備えられてバッチ流を槽内部の所定領域へ可変的に向け
る。バッチシュー１−１８の端部はドラム１０の側壁の
直ぐ近くに隣接するように設置される。ドラム１ｏの回
転によってドラムの内壁上にバッチ材料の層２１が保持
され、絶縁ライニングとして働く。このライニング２１
の表面のバッチ材料はキャどティ内の熱を受けるため液
化層２５を形成し、傾斜したライニングに沿って槽底部
の中心ドレン開口へ流下する。この出口は耐火セラミッ
クブッシング２６を嵌めることかできる。液化した材料
は槽から固定受容器２７へ自由に流下し、この後追加の
処理を受けて融解プロセスを完了させる。ドラム１０を
望ましくない熱損傷から防護するに十分なうイニング２
１の最小限の厚さを維持するため、槽へのバッチ送給率
とキャビティへの熱供給量とは、檜からの液化材料の送
出率と釣合うものにされる。

第１図は本発明において随意的に備えられるアトモスフ
ェアシール２８を示す。このシール２８は回転ドラム１
０の上部リムと固定蓋フレーム１４との間に設けられ、
そして固定の環状の水を収容したといと、このといの中
へ回転ドラムから下方向へ延出する円形フランジ部材と
で構成される。

このアトモスフェアシール２８は第１図では図面を明瞭
にするため槽の左側から取外されている。

槽の底部にも、固定の環状水といと、回転ドラムから下
方へ延出するフランジとで構成される同様なシール２９
を備えることができる。

第１図に示される好適な実施例の押圧装置は円錐台形の
ホイール３０を回転軸３１の端部に装架して構成される
。軸３１は軸受３２に回転可能に支持され、そしてモー
タ３３とスプロケット３４のような適当な周知の装置に
よって回転駆動される。押圧ホイール３０と軸３１はス
テンレス鋼で作られ、そして過大に急速な熱損傷から防
護するために内部から水で冷Ｎ１される。＠３１の中に
同心的な冷却水の流れを作るため軸の外端部に回転ユニ
オン３５が備えられ、これによってホイール３０と軸３
１の内部が冷却水供給源３６とドレン３７につながれる
。軸３１は、排気ダクト１７の側壁部分の開口また【よ
他の個所の益１５の任意な適当な開口を通って延在Ｊる
。新しく送給されたバッチをできるだけ早くライニング
内へ圧縮するため、押圧ホイールはバッチがライニング
上へ送給される地点の近くに設置するのが好適である。

他の個所でも構わないが、押圧装置は送給地点からの回
転の９０″以内にｉＱ置するのが好適である。

少なくても幾つかの操作態様においては、押圧ホイール
３０の寸法はその軸方向寸法を、ライニング２１の上縁
部分の所要厚さと同じにするのが望ましい。このように
すれば、ライニングの上面の上に送給された材料を全て
ライニング内へ圧縮することができる。しかし操作の間
にライニング厚さは通常変動し、イしてホイールの幅が
ライニングの頂部の幅より大きいか小さいとぎにライニ
ング内へのバッチの押圧の利益を得ることができる。

ホイールがライニング頂面より狭い場合、その頂而に溝
またはトレンチが作られる。これは、その溝の中にバッ
チが送給され、従ってその材料がライニングの縁部を越
えて滝状流落するのを防止できるので有利である。同様
な溝付けは、ホイールに鋭角を付けたり、あるいは特別
な形状を備えても行える。

好適な実施例において、押ｎホイール３０と軸３１のド
ラム１０に対する向きを変えることが４１利であること
が知られている。そのために軸３１を支持する構造が垂
直方面と水平方向の両方の角度を調節できるようにされ
る。第２図は押圧ホイール３０の上面図で、これに示さ
れるように軸３１の軸心は、押圧ホイール３０の中心を
通るドラム１０の半径と角度αを成している。この角度
は、軸３１の軸心が、ドラム１０の垂直回転軸心の方へ
延ばされたとき、そのドラム軸心とライニングの上流側
、即ち押圧ホイール３０の方へ回転し−（いく側との間
を通るような角度である。このような向きは、押圧ホイ
ール３０の先行側（即ち、新しく送給されたバッチに最
初に接触づる側）を押圧ホイールの後行側よりもドラム
の内側面に近く覆る。これは、ドラムの上側リム部分か
らバッチ材料を剥取り、押圧ホイールとドラムとの間に
バッチ材料が溜まるのを防ぐので右利である。

第３図は第２図の３−３線に冶−）　ｉこ垂直断面図で
、垂直平面内におｌ」る押圧ホイール３０と軸３１の内
きを示す。第３図に示されるＪ、うイに角度で軸３１が
槽内へ延出した場合、押圧ホイール３０の円錐台形状の
ためにホイールとバッチ！ＩＩＯ部どの間の接触は殆ん
ど水平になる。軸３１のその傾斜は、既存の蓋構造体に
軸を差込むのに都合よい。

あるいはまた周囲の構造物がじゃまにならイ１いなら、
軸３１を水平に白け、イしくより大きい直径の円筒形ホ
イールを使用できＪ、う。いずれにしろライニング２１
の一１而とホイールどの間の接触はドラム１０の中心の
ｈへ下方向に角１哀０だＩフ傾斜さゼるのが好適である
。角度θを付ける目的は、ライニング２１の縁部を越え
゛Ｃ材料をライニングの急傾斜部分の方へ押しやらない
ようにライニング頂部の材料に力の小さい外方向成分を
与えるだけのものであるから、θは比較的小さく、例え
ば約１°から３°にされる。

ライニングの頂面内へ押圧されたバッチ粒子をライニン
グの液化面へ運んでいく正確なメカニズムは完全には分
かつておらず、それは様々な操作条件によって違ってこ
よう。しかし、押圧装置により惹起されろうイニング内
バッチの下方向動きがライニング内で相当な距離伝達さ
れ、これによってライニングの少なくても１部分が槽の
中心の方へ膨らまされ、バッチ材料を活発な液化の行わ
れるライニング表面の方へ押しやるものど思われる。従
ってライニングの上側「肩」部分は一定でなく、連続的
に更新される。ドラムの下部分内のライニングがその動
的な更新プロセスに係わっているかどうかは明らかでな
い。

ここに記述してきた好適な回転ホイールの実施例の礎化
形として、本発明はまｌこ、バッチをライニング内へ押
）ｔ！Ｊるのに固定のバッフル装置Ｎを使用することを
提供する。このバッフルは、固定語構造体を貫通して延
在（る水冷式ビームがら懸架されて、前記ホイールと実
質的に１１じ個所に支持される耐火ブロックとすること
かできる。このブロックの下側に好適には、隣接ライニ
ング部分の回転方向に下がる小さな角度がイＮＪ４）ら
れる。ブ［１ツクの下面はまＩＪ、バッチをキＸ７ビｊ
イのｈへ押しやるのを防ぐため、ドラムの中心の１５へ
下がる傾斜を付ｌ」られよう。

ライニングの形状の制御を＾め、また操作を中衛せずに
１つの押圧装置の交換を行えるようにするために、槽内
に複数個の押圧装置を備えるようにしてもよい。

当該技術者には明らかなＪ：うに、本発明ではイの他の
様々な弯化形が可能であり、従って本発明は特許請求の
範囲によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による好適な実施例の押圧ホイールを
備えた回転液化槽の、内部を示すため部分的に破断した
斜視図、 第２図は、第１図の回転槽内の押圧ホイールの向きを示
す概略上面図、 第３図は、第１図に示す型式の回転槽とライニングとの
上縁部分の、第２図の３−３線に治った概略水平断面図
で、本発明の好適な実施例の押圧ホイールの向きを示す
図面である。 １０・・・・・・融解ドラム、１１・・・・・・支持リ
ング、１２・・・・・・支持ホイール、１５・・・・・
・蓋、１６・・・・・・バーナー、１８・・・・・・バ
ッチ材料送給シューｉ・、２０・・・・・・バッチ材料
、２１・・・・・・ライニング、２４・・・・・・デフ
レクタ、２５・・・・・・液化槽、２７・・・・・・液
化材料受容器、３０・・・・・・押圧ホイール、３１・
・・・・・軸、３３・・・・・・モータ、３４・・・・
・・スプロケット、３６・・・・・・冷却水供給源。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）全体的に垂直の軸心周りで回転する槽の中へ粉末
   材料を送給し、該槽の内部側壁上に該粉末材料の層をラ
   イニングのように保持し、該ライニングの表面の粉末材
   料を加熱して液化し、この液化された材料を該槽から送
   出する如き粉末材料液化方法において、 該ライニングの上縁部分に対して力の下向き成分を加え
   る押圧部材によつて該ライニングの上端部に平らにされ
   た区域を形成すること、及び、該平ら区域の上への粉末
   材料を送給することの段階を備える如く改良された方法
   。
2. （２）特許請求の範囲第１項の方法において、該押圧部
   材が該ライニングの上端部に転がり接触する、方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項の方法において、該押圧部
   材が回転駆動される、方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項の方法において、該平ら区
   域が、該槽の中心の方へ下方向に傾いた小さい傾斜を付
   けられる、方法。
5. （５）特許請求の範囲第１項の方法において、該粉末材
   料がガラスバッチ材料である、方法。
6. （６）特許請求の範囲第１項の方法において、該平ら区
   域上へ送給された粉末材料が該ライニング内へ押圧され
   、これによつて該ライニングの部分の中の粉末材料が該
   ライニングの液化表面の方へ押送される、方法。
7. （７）特許請求の範囲第１項の方法において、該平ら区
   域上へ送給された粉末材料が、該槽の回転の９０°以内
   で該押圧部材により押圧される、方法。
8. （８）全体的に垂直の軸心周りで回転する槽、この槽の
   内部側壁上に粉末材料のライニングを形成するように該
   内部側壁の部分に近く隣接して粉末材料を送給する装置
   、その粉末材料を液化するための加熱装置、及び、その
   液化された材料を該槽の下部分から送出するための装置
   を備える如き粉末材料液化装置において、該ライニング
   の上端部分に対して下向きの力を加えるための押圧装置
   を備える如く改良された液化装置。
9. （９）特許請求の範囲第８項の液化装置において、該押
   圧装置が、該槽の内部側壁の上部分に隣接して支持され
   る回転可能に装架された押圧ホイールを備える、液化装
   置。
10. （１０）特許請求の範囲第８項の液化装置において、該
    押圧装置の、該ライニングの端部分に対して当たる面が
    水平または殆んど水平の向きになるように、該押圧装置
    が向けられる、液化装置。
11. （１１）特許請求の範囲第９項の液化装置において、該
    押圧ホイールが円錐台形状を有する、液化装置。
12. （１２）特許請求の範囲第９項の液化装置において、該
    押圧ホイールが、大水平方向成分を有する方向に該槽か
    ら延出する軸上に担持される、液化装置。
13. （１３）特許請求の範囲第１２項の液化装置において、
    該軸の方向が小垂直方向成分を有する、液化装置。
14. （１４）特許請求の範囲第１３項の液化装置において、
    該押圧ホイールが円錐台形状を有する、液化装置。
15. （１５）特許請求の範囲第１２項の液化装置において、
    該軸が、該ホイールの中心を通る該槽の半径に対して傾
    斜している、液化装置。
16. （１６）特許請求の範囲第８項の液化装置において、該
    押圧装置が、該送給装置の個所から該槽の回転の９０°
    以内の所に装架される、液化装置。