JPS62176924A - 材料加熱装置 - Google Patents

材料加熱装置

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JPS62176924A
JPS62176924A JP61316046A JP31604686A JPS62176924A JP S62176924 A JPS62176924 A JP S62176924A JP 61316046 A JP61316046 A JP 61316046A JP 31604686 A JP31604686 A JP 31604686A JP S62176924 A JPS62176924 A JP S62176924A
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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、回転する槽によって材料を加熱するための、
好適には米国特許第４．３８１．９３４号（カンクル等
）に記載のようなガラスバッチまたは同様なものを液化
するための装置に関する。
垂直軸心を有する回転槽がその特許の好適な実施例とし
て開示されている。同様な向きにされた回転溶融装置が
また、例えば、米国特許第２．００７．７５５号（ファ
ーグソン）、第２，８３４゜１５７号（ボウズ）、及び
第３．９１７．４７９号（サイス他）に見られる。その
ような構成は比較的小規模で操作している限り問題はな
いが、商業規模で生産プロセスが行われる場合には回転
装置の動的不安定性が顕現し、その装置の拘束構造体に
対し大きい応力を１１．）けることになる。そのような
不安定性の原因の１つは槽内の材料の不均等な分配にあ
ろう。また他の原因は槽の熱歪みにあろう。回転槽とそ
の内容物の重心が槽の本来の垂直回転軸心上にある限り
システムは安定している。
しかし重心がその回転軸心からずれた場合、システムが
ぞれら２つを合致させようと作用するために檜は本来の
軸心から外れた軸心周りで回転することになり、従って
）工勅や振す」が生じる。従来の技術では回転槽の回転
軸心の本来の軸心からずれないように槽を拘束すること
が行われているが、商業規模の槽ではそのような拘束を
行うための力が非常に大きくなるので、槽やその他の構
造要素が捩られたり歪まされたりして別の種類の揺動や
撮動が生じる。また槽の運動が不安定であれば槽内の適
正な個所へのバッチ材料の正確な送給が困難になる。そ
こで、カンクル等の特許の液化方法の特徴を保持しなが
ら比較的′ｉ１ｍの大きい槽を安定して支持且つ回転さ
せることのできるような、うまい装置が考えられれば、
それは非常に望ましいことである。
ロ６発明の適用 本発明によれば、垂直軸心周りで回転する大質猶の槽が
動きながら自分で安定化する（動的自己安定化）ように
させる支持及び駆動構造が提供される。本発明は、その
好適な実施例を作る幾つかのｖＩ微を備える。
その特徴の１つは、槽がこれの支持装置から分離される
ことである。槽の容器部分またはドラムが、これを取巻
く支持構造体またはテーブルに対して自由に半径方向に
動けるように支持構造体から離間され、従ってその支持
構造体はドラムの熱膨張または歪みの影響から隔離され
る。槽と支持構造体との間の相対的運動は可能であるが
、それらの同心性は保たれる。支持テーブルは、槽の円
筒の軸心と一致する実質的に垂直の軸心周りで回転する
ように装架される。
他の特徴は、ドラムの支持がドラムとこれの内容物の重
心より上方の高さの所に備えられ、そしてドラム軸心が
自由に揺動できるようにドラムが装架されることである
。この結果ドラムは振り子のようにして自己必用しを行
うことができ、絶対的な拘束はされない。重心が本来の
回転軸心から外れると、Φカがその重心を本来の回転軸
心へ引き戻寸。もし重心が該支持の平面より上方の所に
置かれれば、不安定な逆振り子の状態になる。重心を動
かさないようにシステムを完全に拘束することは大型装
置の場合には大きい応力を掛けることになる。
槽が横方向に大きく変位しないようにさせる偏倚力は、
支持ローラと接触する支持面を円錐面にすること、叩ら
支持テーブルの面を槽の中心の方へ下方向に１ハ１斜δ
Ｕることによって作られる。こうして、槽の所定位置の
保持を横方向拘束装置によらないで行うことができる。
好適には支持ローラの荷重支持面も円錐面にされる。こ
の円Ｓ１面はその円錐の頂点が槽の回転軸心上に来るよ
うなものにする。こうすればローラと支１３面との接触
線全体に亘ってそれらの接線速度が一致し、従って摩耗
や騒音や振動が少なくなる。
好適な実施例において、支持は、ドラムから離され且つ
その下部分に取付けられる支持構造体によって、ドラム
とその内容物の重心より上方の所に作られる。細長いリ
ンク装置が支１行構造体からドラムへの取付は個所まで
延在する。ドラム内のライニング材料が内方向ヘテーパ
付きになって（入るので、ドラムの上部分よりも下部分
の方が内部熱からより大きく絶縁される。従ってドラム
の下部分の方が形状安定性が大きく、リンク装置はその
下部分に取付けられるのである。ドラムの上部分は熱膨
張及び収縮を受（」、場合によっては変形する。従って
支持システムをそこへ取付けることは、回転システムに
非対称性、従って不安定性を与えることになる。ドラム
の比較的低温の下部分に取付けられ、そして好適にその
ドラムをこれの重心より上方の所で支持するため、リン
ク装ｒ１は支持構造体から下方向へそのドラム取付は個
所まで延在する。リンク装置はまた半径方向の可撓性を
もって支持装置をドラムから構造的に引離すという長所
を備える。このような構成は好適に、ドラムの熱膨張ま
たは歪みを許すが、しかしドラムを支持装置に対して固
定された状態に維持する。
リンク装置は好適には復数個のロッドで構成されるが、
またプレート、ケーブル、ストラップその伯にすること
も可能である。
本発明の好適な実施例の他の重要な特徴は、支持テーブ
ルに対して水平方向に作用する拘束装置を備えることで
ある。この水平方向拘゛東装着は、テーブルを支持する
垂直方向支持ホイールから離れたホイールで構成されよ
う。本発明のシステムは絶対的な水平方向拘束は行わな
いが、変位を抑え振動や振動を減衰させるように支持テ
ーブルに対して弾性的な水平方向拘束し力を加えること
によってシステムの主要な安定化を行う。その弾性的水
平方向拘束装置だけによって支持テーブルに回転力を与
えるようにすることにより、荷重を支承する垂直方向支
持装置の潤滑を行えるようになり、また槽支持システム
に様々な形状と材料を適用できるようになる。
本発明のそれらの、またその他の長所が、以下に示す図
面と好適な実施例の説明から明らかにされよう。
ハ、実ＦＭ例 以下の特定の好適な実施例の記３ｘはガラスバッチ液プ
ロセスと関連して行うが、本発明がその他のプロセスに
も同様に適用できることは理解されよう。その特定のプ
ロセスの詳細はカンクル等の米国特許第４．３８１．９
３４号に記述されているので、ここに繰返すことはしな
い。
図示の特定の実施例において、溶融（ｎの基本的構造体
はドラム１ｏである。このドラムは鋼で作られ、そして
全体的に円筒形の測部、全体的に聞いた頂部、及び放出
出口以外は閉じられた底部を有する。ドラム１０ｉ、を
後に詳）ホするようにして垂直軸心周りで回転するよう
に装架される。溶融（ｎの内部に実質的に包囲されたキ
ャビティが全体的に１１で指示される蓋構造体によって
形成される。
この蓋は静止支持を備える。蓋１１は炉構造技術者に周
知の様々な材料と形状を以って製作できる。
図示の好適な実施例において蓋１１は、複数個の耐火ブ
ロック１２により上方へドーム状になった、はねアーチ
構造に作られる。図示の典型的なアーチ構造においてア
ーチブロックは周縁支持構造体１３上に置かれる。その
静止縁と回転槽との間の区域は様々な方式で開鎖できよ
う。図示の構成の場合、プレートブロック１４がドラム
１０の上縁部より少しく下方の個所で延在し、静止支持
プレート１５によって支持される。アーチブロック１２
とプレートブロック１４との間の隙間を閉じるためシー
ルブロック１６が備えられる。蓋についてはその他にも
、中休の平らな懸架される設工］、別の月わ１Ｋ７ＪＩ
Ｉｌるかしないか、といったことが考えられよう。
好適には粉末状態のバッチ月１１が水冷式シュー１−２
０によって加熱槽のＶヤビテイ内へ送給される。ドラム
１０の内壁上にバッチ＋Ｊ　１１の）呂２１が保）存さ
れて絶縁ライニングとして動く。ドラムが回転していく
間に送給シュート２ｏがバッチ’ｒ４１′１をライニン
グ２１の上部分へ送る。バッチ（イ籾を液化するための
加熱は、蓋１１を貫通して延在する１つまたはそれ以上
のバーナー２２によって行われる。ライニング２１の広
い範囲に火炎を吹付けるため好適には複数個のバーナー
を蓋の周縁に配置する。槽内の苛酷４１環境から防護す
るためそれらバーナーは好適には水冷式にする。槽から
の排ガスは蓋１１の開口２３また（ま底部出口２５を通
って逃げる。ライニング２１の表面のバッチ材料が液化
すると、その傾斜したライニングに沿って槽底部の中心
出口２５へ流下する。出口２５には耐火セラミックブッ
シング２６が嵌められよう。
液化した材料の流れ２７は槽から自由落下して静止受容
器２８に入り、ここから更に別の処理へ送られて溶融プ
ロセスが終了する。
図面は、本発明の好適な実施例に含まれる幾つかの随意
的な特徴を承り。その１つとして、水を容れた円形の静
止とい３０と、このといの中へ回転ドラム１０から下方
へ延出する円形７ランジ部材３１とで構成されるアトモ
スフェアシールが、回転ドラム１０の上縁部と静止ｆ１
１１との間の界面に備えられる。また同様な水とい３２
と回転ドラムから下方へ延出するフランジ３３とがドラ
ムの下端部に備えられる。
本発明の好３８な実施例に］セ１１えられる他の随意的
特徴は、ドラム１ｏの上部内側のライニング２１の保持
の不備によってドラム上縁部分が熱にさらされたとぎ、
その上縁部分を冷１（’Ｉする装置を備えることである
。この冷却のためにドラム上部分の外側に水を散布する
。この水スプレーはコンジット４０により水を供給する
ことによって作られ、そしてそのスプレーはスプレーシ
ールド４１によりドラムに近接したスペースに限定され
る。使用された水は円形とい４２に集められ、ここから
、ドラム１０の側部に沿って下方向へ延在してドラムと
一緒に回転するコンジット４３によって仕出される。こ
の排水は好適に底部アトモスフェアシールの水とい３２
内に溜められよう。
ドラム１０を回転可能に支１４シ且つ駆動するベースは
支持テーブル５ｏである。このテーブルは図示のように
、断面が全体的に矩形の中空のリングの形にされよう。
この支持リング５０はドラム１０から離間して取巻く。
この実施例にＪ５いて支持リング５０をドラム１０に結
合するリンク装置は複数個の支持ロッド５１を隔える。
これらロッド５１の個数と寸法は逆比例し、そしてそれ
らは完全積載時のドラムの重量と想定され得る一時荷重
とによって決められよう。理論的には３木の［１ツドで
ドラムを支持できるが、更に多数（好適には８本または
それ以上）のロッドを使って自転車のスポーク状に配置
した構成にすればリング５０に対するドラム１０の回転
ど揺動に対する反作用をもたせることができる。このよ
うな構成の場合、それらロッドは、ドラムの半径方向平
面内ではなく、ドラムの垂ｉ′１軸心と交Ｘ−シない垂
直平面で、しがち隣合うロッドの平面がドラム垂直軸心
の両側を通るような垂直平面内に設置されよう。檜が大
型になるほど荷重を分散するためにロッドの敢も多くさ
れ、図示の実施例の場合２４本程度にされる。ロッドは
ドラムの側部の障害物を小さくし、従って１２　ｍと保
守のためのアクセスを可能にし、空気を自由に循環させ
、また溢れた材料を溜めないので、リンク装置として好
適なものである。支持機構と槽との間がロッド５１のよ
うな細長（／１リンク装置によって離開されるため、そ
の支持ｉ横（ま、（ａとこれの内容物の状態に関係なく
、自己必用しシステムとしてにｈくことができる。
ロッド５１は好適にはその両端部を、上側及び下側支１
）ブロック５３と５４の球面ソケット内に嵌合づる球面
端部をもったナツト５２で保持することにより、所定位
置に固定される。この構成はロッド５１に引張荷重だけ
をＩ！）ける。上側支持ブロック５３は、内容物を積載
した槽の重心「Ｃ」より上方の高さの所でその槽を支持
するという本発明の好適／１″特徴に従って、その重心
「Ｃ」より上方の＾さの所で支持リング５０上に装架さ
れる。
下側支持ブロック５４は、上側支持ブロック５３より下
方の高さの所でドラム１ｏに取付けられる周縁リング５
５または同様なものに固定される。
図面に示されるようにライニング材料２１はテーパが付
いて円筒形ドラム１０の底部においてＪ：す９くなるの
で、重心は普通ドラムの背丈の下半分にある。即ち、言
い換えれば、支持の置かれる所の高さはドラムの背丈の
上半分にある。周囲の構造の実質的に限定された場所の
中で細長く延在するＯラド５１は、長いだけににり垂直
になり、この長さに沿った歪みをドラムに伝達しないの
で、支持システムからのドラムの隔離をより効果的に行
う。
ドラム１０へのロッド５１のようなリンクＲｉｂの取付
けは、ドラムの比較的低温の個所、従って熱歪みを受け
ることのより少ない個所に行うのがより好適である。そ
こで、円筒形ドラム１０の底部の方はどうイニング２１
が厚くなるから、リンク装置はドラムの下部分に取付け
るのがより望ましい。場合によってはドラムの上部分へ
の取付けも許されるが、下部分の方がより望ましいので
ある。最も好適な実施例においてその取付けは、普通槽
の確実な安定部分とされる、ライニングを含む材料の通
常の債を積載した槽の重心「Ｃ」の高さの所またはこれ
より下方の所で行われる。
槽１０は、図示の全体的に円筒形の形状以外に、米国特
許第４．４９６．３８７号（ヘイトフ等）に示されてい
るような段付きの形状あるいは下方向へ細くなる円錐台
形状にすることもできる。このような場合、重心が槽の
下半分に来なくなることもあるが、やはりその支持の高
さは重心より下方の所に、そして槽への取付は高さは下
半分の所に置くのがりＹ適である。
支１？ｉリング５ｏの下面にテーパ付ぎ軌道６０が備え
られ、この軌道に複数個のテーパ付きホイール６１が転
がり接触する。これらホイール６１は、ビーム６３のよ
うな適当な静止横）も部材に固定された軸受６２によっ
て回転可能に担持される。ホイール６１はドラムとその
内容物の垂直荷重を支承し、そしてその個数は荷重をよ
く配分して担持するように選択されよう。図示の典型的
な商業規模の装置ではホイール６１の数は８個程度が適
切である。軌道６０の接触面はドラム１０の方へ下方向
にテーパが付けられ、従って軌道は全体的に円錐のセグ
メン］・の形になる。ホイール６１は軌道６０と同じ傾
斜度のテーパを伺けられ、そしてテーパ付き軌道６０と
共に回転槽を中心の方へ押す偏伯力を作る。摩耗と騒音
を少なくするため、テーパの角度は接触線全体に亘って
速度を違えないように選ばれる。
支持リング５０の周縁に対して当たる複数個のホイール
７０によってその支持リング５０と回転ドラム１０の横
方向拘束が行われる。それら横方向拘束ホイール７０髪
よ、ドラム１０に対して半径方向に調節できる剛性の支
持装置７１上に回転可能に装架される。横方向拘束ホイ
ール７０は少なくても３個Ｋｂえられ、そして好適には
弾力のあるホイール、最も好適には空気タイヤで構成さ
れる。
支）５テーブル５０を、従ってドラム１０を回転駆動す
るため少なくても１つのホイール７０がモータ（図示せ
ず）によって駆動される９、ホイール７０は回転要素を
絶対的に拘束するのではなく、それらの振動や揺動を減
衰させたり、ドラム軸心の所定位置からの逸脱を防止す
るように作用するだけである。従ってホイール７０は回
転システムの主要８出し装置として動く。
本発明の特許請求の範囲から外れずに、当該技術者に自
明なその他の様々な変化形が可能なことはいうまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明にＪ、って改良された回転加熱装置の好’
ｉ！ｊ　’Ｌ実施例の垂直断面図である。 １０・・・ドラム、１１・・・蓋、２ｏ・・・材料送給
シュート、２１・・・材料ライニング、２２・・・バー
ナー、２５・・・出口、５ｏ・・・支持テーブル、５１
・・・ロッド、５２・・・ナツト、６０・・・軌道、６
１・・・垂直方向支持ホイール、７０・・・横方向拘束
ホイール。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）材料加熱装置において、 実質的に垂直の軸心をもつような向きにされる、加熱す
    べき材料を収容するための全体的に円筒形の槽、 該槽内の該材料を加熱するための装置、 該槽から離間され且つ該槽の軸心と実質的に同心で回転
    するように装架される支持装置、及び、該支持装置に対
    する該槽の半径方向膨張が可能であるようにして該槽を
    該支持装置に連結するリンク装置 を備える材料加熱装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項の材料加熱装置において、
    該支持装置が、該槽を取巻き且つ支持ホイール上に回転
    可能に支持されるリング状構造体を備える、材料加熱装
    置。
  3. （３）特許請求の範囲第２項の材料加熱装置において、
    該リンク装置が、該材料を積載した該槽の重心より上方
    の高さの所で該支持装置に取付けられる、材料加熱装置
    。
  4. （４）特許請求の範囲第３項の材料加熱装置において、
    該リンク装置が、該槽の下部分に取付けられる、材料加
    熱装置。
  5. （５）特許請求の範囲第４項の材料加熱装置において、
    該リンク装置が、該材料を積載した該槽の重心のレベル
    より下方の所で該槽に取付けられる、材料加熱装置。
  6. （６）特許請求の範囲第４項の材料加熱装置において、
    該リンク装置が、該支持装置から該槽へ下方向へ延在す
    る複数個の細長い要素を備える、材料加熱装置。
  7. （７）特許請求の範囲第６項の材料加熱装置において、
    該リンク装置が複数個のロッドを備える、材料加熱装置
    。
  8. （８）特許請求の範囲第７項の材料加熱装置において、
    各該ロッドが該槽の半径方向平面に対して傾斜している
    、材料加熱装置。
  9. （９）特許請求の範囲第２項の材料加熱装置において、
    該支持ホイールが、該槽の軸の方へ内方向にテーパを付
    けられ、そして該支持ホイールと接触する該支持装置の
    面が、該槽の軸心の方へ下方向に傾斜を付けられた円錐
    形セグメントを備える、材料加熱装置。
  10. （１０）特許請求の範囲第２項の材料加熱装置において
    、該支持リングが、これの周面に対して当たるホイール
    により水平方向で拘束される、材料加熱装置。
  11. （１１）特許請求の範囲第５項の材料加熱装置において
    、該槽の上端部を覆い且つ静止支持を備える蓋装置を更
    に備える材料加熱装置。
  12. （１２）特許請求の範囲第１１項の材料加熱装置におい
    て、該蓋に組合わされる、加熱すべき材料を該槽内へ送
    供するための装置を更に備え、そして該槽がこれの下端
    部に、液化された該材料を該槽から放出するための開口
    装置を備える、材料加熱装置。
  13. （１３）材料加熱装置において、 実質的に垂直の軸心をもつような向きにされる、加熱す
    べき材料を収容するための全体的に円筒形の槽、 該槽内の該材料を加熱するための装置、 該材料を積載した該槽の重心より上方の高さの所に回転
    支持を形成し、そして該回転支持の高さより下方の高さ
    の所で該槽に取付けられる支持装置 を備える材料加熱装置。
  14. （１４）特許請求の範囲第１３項の材料加熱装置におい
    て、該取付け高さが該積載槽の重心より下方の所にされ
    る、材料加熱装置。
  15. （１５）特許請求の範囲第１３項の材料加熱装置におい
    て、該回転支持の高さが該槽の上半分の個所またはそれ
    より上方の個所に置かれ、そして該取付け高さが該槽の
    下半分内の個所に置かれる、材料加熱装置。
  16. （１６）特許請求の範囲第１３項の材料加熱装置におい
    て、該支持装置と該槽との間の取付けが複数個の細長い
    リンク要素で行われる、材料加熱装置。
  17. （１７）特許請求の範囲第１３項の材料加熱装置におい
    て、該槽の上端部を実質的に閉鎖する静止蓋装置を更に
    備え、該蓋装置がこれと組合わせて、該槽内へ該材料を
    送給するための装置を有し、そして該槽がこれの下端部
    に、液化された該材料を該槽から放出するための出口を
    有する、材料加熱装置。
  18. （１８）材料加熱装置において、 実質的に垂直の軸心をもつような向きにされる、加熱す
    べき材料を収容するための全体的に円筒形の槽、 該槽内の該材料を加熱するための装置、 実質的に垂直の軸心周りで回転するように該槽を支持す
    るための装置であつて、この回転支持装置の高さは該材
    料を積載した該槽の重心の上方とされ、該回転支持装置
    の該高さより下方の該槽の部分が水平方向拘束から自由
    にされて該槽の垂直軸心が自由に揺動できるようにされ
    る該支持装置、該支持装置に対して該槽の垂直軸心の方
    への力を加えることによつて該垂直軸心の揺動を減衰さ
    せるための装置 を備える材料加熱装置。
  19. （１９）特許請求の範囲第１８項の材料加熱装置におい
    て、該支持装置がリング状構造体を備え、そして該減衰
    装置が該リング状構造体に対して水平方向に当る複数個
    のホイールを備える、材料加熱装置。
  20. （２０）特許請求の範囲第１８項の材料加熱装置におい
    て、該支持装置が転がり装置と接触する支持面を備え、
    この支持面が該槽の軸心の方へ下方向に傾斜する、材料
    加熱装置。
  21. （２１）特許請求の範囲第２０項の材料加熱装置におい
    て、該支持面が、該材料を積載した該槽の重心の方また
    は下方へ傾斜を付けられる、材料加熱装置。
  22. （２２）材料加熱装置において、 実質的に垂直の軸心をもつような向きにされる、加熱す
    べき材料を収容するための全体的に円筒形の槽、 該槽内の該材料を加熱するための装置、 該材料を積載した該槽の重心より上方の高さの所で該槽
    を取巻き支持する装置であつて、転がり装置と接触する
    支持面を有し、この支持面は該槽の垂直軸心の方へ下方
    向に傾斜する如き該支持装置 を備える材料加熱装置。
  23. （２３）特許請求の範囲第２２項の材料加熱装置におい
    て、該支持面が該材料を積載した該槽の重心の方または
    下方へ傾斜する、材料加熱装置。
  24. （２４）材料加熱装置において、 槽であつて、全体的に直立する円筒形側部、底部、加熱
    された材料を該槽から放出するための、該底部に設けら
    れる中心出口、該側部の上縁近くの区域から該出口の方
    へテーパが付き、従つてライニング厚さが該側部の頂部
    におけるより下部において大きくなる、該槽内のライニ
    ング材料を有する該槽、 該槽内の該材料を加熱するための装置、 リンク装置であつて、それぞれその一方の端部が該槽の
    下部分に取付けられ、他方の端部が、その該槽への取付
    け個所よりも上方の高さの所で回転可能に支持される支
    持構造体に取付けられる如き該リンク装置 を備える材料加熱装置。
  25. （２５）特許請求の範囲第２４項の材料加熱装置におい
    て、該支持構造体が全体的に円形であり、そして該槽の
    上部分から離間して取巻く、材料加熱装置。
  26. （２６）特許請求の範囲第２５項の材料加熱装置におい
    て、該リンク装置が複数個のロッドを備える、材料加熱
    装置。
  27. （２７）特許請求の範囲第２６項の材料加熱装置におい
    て、該ロッドの端部がソケット内に枢動可能に嵌められ
    る、材料加熱装置。
JP61316046A 1986-01-02 1986-12-24 材料加熱装置 Granted JPS62176924A (ja)

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