JPS63500937A - 溶融ガラス搬送のための前炉 - 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】 溶融ガラス搬送のための前炉 発明の分野 本発明は、略ガラス溶解炉と供給用わん部との間で使用さｎる型の溶融ガラス前 炉に関し、特に前炉の改良された電気的加熱に関する。

発明の背景 ビンの如きガラス製品の製造においては、溶融ガラスがガラス炉で製造され、前 炉内を連続した溶融ガラス流ルとして通り抜けて供給用わん部に流れ、そこから 溶融ガラスはゴブとしてガラス製品成形セクションに供給さ几る。典型的な前炉 は、絶縁性屋根部で覆わ几かつ溶融ガラスを運ぶ耐熱性活部７有する。

ガラス製造技術においては、ガラスが溶解炉から供給用わん部捷で運ばれる間に ガラスの温度乞その横断面中で均一に保つのか難しいことが知ら几ている。ガラ スはガラス流れの外側端部で、活部の側壁の冷却効果のために一層急速に冷却さ れる傾向にある。Ｃのため、ガスバーナ、沈下可能ゐ電極等のヒータ手段が前炉 の側壁内に設げら几て、ガラスを加熱している。冷却空気がまた前炉内に溶融ガ ラス流几の方向に対し横断する方向又はそ几に沿う長手方向の何れかの方向に吹 込まれ、ガラス流れの温度の制御乞助けている。加熱及び冷却を適切な割合とす ることにより、ガラス流れを横切る方向のガラス温度の均一性が改善可能である 。

従って、ガラス前炉の構造として、前炉構造の側壁部内にヒータを配置して、流 れの長手方向端部に沿ってガラス流れ乞加熱させるものがあった。そのような構 成の１つが、米国特許出願第５５９，１６０号に開示されており、その内容を以 下に述べる。

上記出願中の前炉は、その上方の屋根部を有する活部と、屋根部から下方へ延び てガラス流几の中央部分上方に中央チャネルを画成する一対の互いに離間した突 起部と、ガラス流れの各側方部分上方の側方チャネルと乞有する。屋根部は中央 チャネルの上方部分が厚さを減少されて゛いる。包囲型の冷却チャネルが上記減 少厚さ領域上方で前炉の長手方向に延びている。前炉は、その側壁に、屋根部か ら下方へ延びる離間した突起部に対し熱を指向させるための手段を有する。熱に 突起部からそらされて、ガラス流れの側方部分を加熱する。

上記出願の図面に示された前炉の例においては、加熱はガスバーナのガスの燃焼 により行われる。しかしながら、そ几によれば、加熱は、ガラス流ｎ中に前炉の 長手方向に沿って適当な間隔で離間配置した電極を挿入することにより電気的に 行われ、これにより電流の流れが長手方向に端部に沿ってガラスを差別的に加熱 する結果となる。ガラス中に沈下した電極を使用すると、電極間に電圧が印加さ ル、ガラスを通して電流の流れが生じ、ガラス中でＩ２Ｈの損失のエネルギーの 消費が生ずる。従って、この方法によれば、電流の通路２制御するのが困難若し くは不可能であるため、所望のガラス部分に容易にエネルギーヶ加えることがで きないという欠点があった。更に、電流は最も高温のガラス２通って優先的に流 れ、ガラス中の温度の不均一性をますます大きくする傾向があり、これは望んで いたことの略逆になってしまう。加えて、この方法による電気加熱によれば、局 部的な過大加熱、電気１じ学的な電池の発生又は他の物の発生の結果として、し ばしば泡を発生する。更に、電極は本質的には永久的に装備されなげればならな いが、近付き難いのでそれが破損したときに除去又は交換が容易でなかった。

更に、他の例として、前炉の屋根部下方に装着したシリコンカーバイド要素によ り前炉を電気的に加熱するものが提案されてきた。しかしながら、上記要素に前 炉の屋根部にかかつていなければならないので、ガスバーナ７有する前炉の側部 を集中的に加熱することができない。強制的な冷却設備の配備もまた困難か又は 不可能である。シリコンカーバイドもまたガラスの存在下では望ましくない材料 であることがわかってきた。というのは、それは徐々に力比してその粒子がガラ ス中に落込み、成形されるガラス製品中に欠陥を生ぜしめるからである。

本発明の主たる目的及び一般的な説明 本発明の主目的は、ガラス前炉の電気的加熱のための改良された手段を提供する ことであり、前炉屋根部下方に装着した沈下型電極又は加熱要素に伴う欠点ン除 去するＣとである。

本発明の他の主目的に、耐熱性樋部内のガラス流ｆ’Ｌがその横断面中で略均− な温度に保持されるような、電気的に加熱されるガラス前炉を提供することであ る。

本発明のこれらの又他の目的に、以下の概略説明及び図面と関連した詳細な説明 から明らかとなろう。

本発明によれば、電気的加熱ガラス前炉において、溶融ガラス流れ中のガラス温 度の制御が可能となる。特に本発明によれば、電気的ヒータ要素は前炉の屋根ブ ロック上又は屋根プロツり内に装着される。これらの要素は好ましくは、Ｋａｎ ｔｈａｌＳｕｐｅｒ（＝ケイ１ヒモリブデｙ　；　ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ　ｄｉ ｓｉｌｉｃｉｄｅ）構造であるが、他にはシリコンカーバイド（Ｇｌｏ棒又は高 温ロッド）又は他の高温材料からなるものでもよい。こｎらの要素は非常に高い 表面温度で動作するもので、例えばＫａｎｔｈａｌＳｕｐｅｒ　ではＦＪ１６５ ０℃（３０００’Ｆ）　である。従って、実質的な熱的駆動力が存在して屋根ブ ロックを通して下方へ熱が伝達され、続いて、典型的には約１０９４−１′５１ ６℃（２０００，７２４００’Ｆ）の温度となるガラスに対し放射される。好ま しくは、上記要素は屋根ブロック内の樋状部内又は室内に装着され、従って屋根 ブロックはヒータとガラス流几上方のチャネルとの間の領域で僅か約３．８〜７ ．６ｃｍ（１，５〜６インチ）の厚すヲ有するのみである。通常の屋根ブロック の厚さは典型的には１５．２ｃｍ（６インチ）である。屋根ブロックは十分な熱 的絶縁体により覆わ几て。

エネルギーの損失を阻止しかつ全ての電気的エネルギーが前炉中に向かう下方へ 指向せしめる。屋根部の１平方フイート（約０．９２ｍ）あたり約１０ＫＷ　の エネルギー密度が容易に得られ、こ几は実用的操作には十分である。

ガスバーナブロック及び従来使用した燃焼システムは前炉内の適当な位置に始動 のため又は交互の使用のため又は電気と組合せて使用の之めに残しておいてもよ い。しかしながら、バーナブロックを省略した構成を使用することも可能である 。そのような場合の前炉の最初の加熱は前炉の一端又は両端にガスバーナを一時 的に挿入すること罠より達成さｎ、次にガスバーナは除去さルミ気的加熱乞有す る前炉の操作が行わｎる。

実施例と関連した図面の簡単な説明 第１図は本発明になる前炉の長手方向縦断図、第２図は第１図の２−２線に沿う 冷却域の横断図、第３図は第２図の３−６線に沿う横断図、第４図は第１図の４ −４線に沿う均一１じ域の横断図、第５図は本発明になる前炉の変形実施例の冷 却域の横断図、第６図は本発明になる前炉の上記変形実施例の均−出城の横断図 、 第７図は電気ヒータ要素の平面図、 第８図は上記要素の側面図である。

詳細な説明 第１図〜第４図を参照すると、本発明になる前炉は耐熱材料からなる略Ｕ形の活 部２を有し、この活部２は金属製支持構造４に取付けられている。支持構造４１ ｄ、活部２及び該支持構造４間に配置された絶縁性れんが６乞設けら几ている。

酸比アルミニウム粉末からなる層８は活部２及び絶縁几んが６間に配置されて、 活部２を水平に向かせている。

第１図に示す如く、前炉は、夫々互いに同一形状である冷却域１０．１２’に有 する。しかしながら、明らかな如く、冷却域の個数は変えるＣとができる。冷却 域１２の前端には均一１じ域１４が設けられ、そこには材料供給わん部１６が取 付げられている。

前炉の反対端部は、従来例と同様のガラス分配機（図示せず）に接続さｎている 。溶融ガラスは、第１図、第２図、第４図中符号Ｍ、Ｌ、（ｍｅｔａｌ　１ｉｎ ｅ　；金属扉）を付したラインにより示されたレベルで活部２内を流九る。

最初に第１図、第２図乞参照すると、各冷却域１０．１２の屋根部１７は、バー ナブロック１８により形成された対向側部を有し、該各ブロック１８内にはガラ ス乞加熱するためのバーナ２０が設けらｎている。従来例と同様、こｎらのバー ナ２０は、前炉の両側で冷却域１０．１２の長手方向に沿って互いに離間して配 されている。第１図〜第３図の実施例によれば、屋根部１７ニ′！！た複数の屋 根ブロック２２を有し、各屋根ブロック２２に。

バーナブロック１８の頂部で冷却域１０．１２の長手方向に沿って並んで置かれ 、かつ支持構造により適当な位置に固定されている。各屋根ブロック２２ば２つ の部分２４．２６として形成され、各部分２４　、２６は活部２の略垂直方回中 央面に対応して−の分離面を有する。屋根ブロック２２は２つの互いに離間した 突起部２８．３０’Ｙ有し、各突起部２８．３０はバーナ２０のセンターライン の下方まで前炉の長手方向に沿ってガラスベ向かう下方へ延在している。各突起 部２８．３０Ｈバーナブロツク１８に面する−の略弧状の傾斜面６２と−の略弧 状の傾斜面３４とを有する。突起部２８．３０の各傾斜面３４　、３４は互いに 面し合っている。この構成により、屋根構造の下側内で長手方向に延びるチャネ ルが形成さ几ることになる。このチャネルは、溶融ガラス流れの中央部分上方の −の比較的深い中央チャネル６６と、溶融ガラス流れの各側方部分上方でかつ中 央チャネル３乙の各側方で中央チャネル３６はど深くない側方チャネル３８゜４ ０とからなる。冷却通路１５は中央チャネルろ６上方で屋根ライン上部に形成さ れている。

第４図を参照すると、前炉の均−地域１４の断面は冷却域の屋根ラインが修正さ れた屋根ラインとなっている。均一１じ域１４断面では、中央チャネル５６ａは 側方チャネル４０ａ、３８ａより浅い高さとなっている。更に、中央チャネル３ ６ａの上方には、冷却域１０．１２の断面の如き冷却通路が設けられていない。

第２〜第４図に最も良く見られる如く、屋根ブロック２２はまた孔６２内に配さ れたヒータ要素６０を有する。第７図、第８図に示されるヒータ要素６０は、ヒ ータ部６４とリードワイヤ６８に接続されたリードワイヤ部６６とを有する。実 際の作業のためのヒータ要素６０は、典型的には約１０９６〜１３１６℃（２０ ００〜２４００″Ｆ）の溶融ガラスの表面温度より高い温度ン供給可能のもので なければならない。もし要素６ｏがガラス温度より高い温度を生ずるものでない と、ガラスへの熱エネルギの下方向放射によって、ガラスを必要程度まで加熱す ることはできない。特に好ましい要素６０Ｈ，Ｋａｎｔｈａｌ　５ｕｐｅｒ（＝ ケイ比モリブデン）構造である。こｎらの要素６０Ｔ６．約１６５０℃（３００ ０〒）以上の表面温度を生じる。使用可能な他のヒータ要素はグロー棒（Ｇｌｏ −ｂａｒｓ）又は高温ロンド、又は他の室温構造の如きシリコンカーバイドでで きたものである。

第２〜第４図に示す如く、ブロック２２の孔６２内に収納したヒータ要素６０は 、屋根ブロック２２の底部面上方約６．８〜７、６ｃｍ（１，５〜３インチ）Ｋ 位置し、従ってその熱Ｚ直接的にブロック２２下方の側方チャネル３８．４０内 の下方へ伝達する。

次に、これにより熱は活部２内を流たる溶融ガラス表面へ、溶融ガラス流れの長 手方向端部に沿って伝達さ几、そこで活部２の側壁にも伝達される。ブロック２ ２の頂部には、絶縁体２３が設けられ、これにより上方への如何なる熱の流れも 阻止されスバーナ２０を用いる。一旦、前炉が作動状態になると、ガスめのみに は電気ヒータを使用するのが通常好ましい。しかしながら、ガスバーナ及び電気 ヒータは組合せ使用しうろことも明らかである。

第５図、第６図は、夫々、変形した前炉構成の冷却域及び均一１じ域を示してい る。各図の構成では、バーナブロック１８及り２２は、バーナブロック１８が使 用されているときよりも金属ラインに実質的に一層近接している。更に明らかな 如く、冷却域の屋根ブロック２２は、第２図の屋根ブロック内部の如き突起部２ ８．３０を有さない程度まで修正されている。しかしながら、屋根ブロック２２ は肩部域を有し、第２図の場合と同様に、効果的に、屋根ブロックの下方の６つ のチャネル、即ち中央チャネル３６及び側方チャネル３８　、４０が形成される 。また明らかな如く、均一１じ域１４断面内の屋根ブロックは、ガラス流几上方 のスペースがガラス流れ全体乞横切って同一の高さとなっている。

上述の他の実施例では、ヒータ要素６０は屋根ブロック２２内の孔６２内に配置 され、図示の如く、溶融ガラス表面の直上方に位置している。かくして、ヒータ 要素６０からの熱は、ブされる。

後に明らかになる如く１本発明における電気ヒータ要素は、如何なる前炉構成で も使用可能であるが、米国特許出願５５９．１６０号で開示した前炉構成に特に 適用可能である。上記出願に開示された前炉は、複数の冷却域を個別に冷却及び 加熱するための手段と、独立に制御される頂部及び底部冷却チャネルと、個別に 制御されるガラス流れの側方部分の加熱操作とを含み、電気ヒータ要素を特に動 作させて温度制御７行うものである。、それ故、本発明は、好ましくは上記出願 で開示した前炉構成と共に使用されるものである。

当業者に明らかな如く、上記記述の範囲内で種々の変形が可能である。そのよう な当業者の能力内で行われる変形は、本発明の一部を構成するものであり、添付 の請求の範囲に含まれるものである。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一の冷却域を有する溶融ガラス搬送のための前炉てあつて、 該冷却域は、溶融ガラス流れを運ぶための樋部と、該樋部上方の屋根部とを有し 、 該屋根部は、該屋根部下方のスペース内に、前記溶融ガラス流れの中央部分上方 の中央チヤネルと、該溶融ガラス流れの各側方部分上方の各側方チヤネルとを画 成し、前記屋根部は、前記各側方チヤネル上方の領域内に電気ヒータ要素を有し 、 前記要素は、該要素下方の領域内の前記溶融ガラスに対し熱を放射させるべく十 分な熱を発生可能である、ことを特徴とする溶融ガラス搬送のための前炉。
2. ２．前記屋根部は、前記樋部上方に並んで置かれた複数の屋根ブロツクと、前記 樋部及び屋根ブロツク間のバーナブロツクとを有し、該各屋根ブロツクは、該屋 根ブロツクから下方へ延びる突起部を有し、該突起部は、中央チヤネルと、前記 突起部に隣接して前記側方チヤネルを画成する領域とを画成することを特徴とす る第１項記載の前炉。
3. ３．前記バーナブロツクは、その中にヒータ手段を収納していることを特徴とす る第２項記載の前炉。
4. ４．前記屋根部は、その上部に絶縁体を有することを特徴とする第１項記載の前 炉。
5. ５．前記屋根ブロツクは、２つの部分から形成されることを特徴とする第２項記 載の前炉。
6. ６．前記屋根ブロツクは、単一構造であることを特徴とする第２項記載の前炉。
7. ７．前記各側方チヤネズ上方の電気ヒータ要素は、独立に制御されることを特徴 とする第１項記載の前炉。
8. ８．前記屋根ブロツクは、前記樋部の直上方に配置され、前記屋根部は、その中 央でより薄い屋根部を有して前記中央チヤネルを形成していることを特徴とする 第１項記載の前炉。
9. ９．前記ヒータ要素は、カンサルスーパー（Ｋａｎｔｈａｌ　Ｓｕｐｅｒ）構造 であることを特徴とする第１項記載の前炉。
10. １０．前記ヒータ要素は、約１３７１℃（２５００°Ｆ）より高い表面温度で動 作することを特徴とする第１項記載の前炉。
11. １１．少なくとも一の均一化域を有する溶融ガラス搬送のための前炉であつて、 該均一化域は、溶融ガラス流れを運ぶための樋部と、該樋部上方の屋根部とを有 し、 該屋根部は、該屋根部下方のスペース内に、前記溶融ガラス流れの中央部分上方 の中央チヤネルと、該溶融ガラス流れの各側方部分上方の各側方チヤネルとを画 成し、前記屋根部は、前記各側方チヤネル上方の領域内に電気ヒータ要素を有し 、 前記要素は、該要素下方の領域内の前記溶融ガラスに対し熱を放射させるべく十 分な熱を発生可能である、ことを特徴とする溶融ガラス搬送のための前炉。
12. １２．前記各側方チヤネルは、前記中央チヤネルの高さよりも大なる高さを有す ることを特徴とする第１１項記載の前炉。
13. １３．前記中央チヤネル及び側方チヤネルは等しい高さであることを特徴とする 第１１項記載の前炉。
14. １４．前記屋根部は、前記樋部上方に並んで置かれた複数の屋根ブロツクと、前 記樋部及び屋根ブロツク間のバーナブロツクとを有し、該バーナブロツクは、ヒ ータ手段を収納することを特徴とする第１２項記載の前炉。
15. １５．溶融ガラス流れを運ぶ樋部と、該樋部上方の屋根部とを有する溶融ガラス 搬送のための前炉であつて、前記屋根部は、該屋根部下方のスペース内に、前記 溶融ガラス流れの中央部分上方の中央チヤネルと、該溶融ガラス流れの各側方部 分上方の各側方チヤネルとを画成し、前記屋根部は、前記各側方チヤネル上方の 領域内に電気ヒータ要素を有し、 該要素は、該要素下方の領域内の前記溶融ガラスに対し熱を放射させるべく十分 な熱を発生可能である、ことを特徴とする溶融ガラス搬送のための前炉。