ガラス溶解装置
【課題】エネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも小型の、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるガラス溶解装置を提供する。
【解決手段】溶解ゾーン１２と清澄ゾーン１３とを備えるガラス溶解炉１１を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１の溶解ゾーン１２の天井壁に酸素バーナ２１を下向きで取付け、該酸素バーナ２１には酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようにし、該ガラス溶解炉１１の清澄ゾーン１３の天井壁又は側壁上部に排気口３１を開設して、酸素バーナ２１を下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口３１から排出する。
【解決手段】溶解ゾーン１２と清澄ゾーン１３とを備えるガラス溶解炉１１を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１の溶解ゾーン１２の天井壁に酸素バーナ２１を下向きで取付け、該酸素バーナ２１には酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようにし、該ガラス溶解炉１１の清澄ゾーン１３の天井壁又は側壁上部に排気口３１を開設して、酸素バーナ２１を下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口３１から排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス溶解装置に関し、更に詳しくは加熱源としてバーナを取付けたガラス溶解炉を用いてガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させる装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス溶解炉を用いてガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置として、ガラス溶解炉の最上流部から炉内に投入したガラス原料や副原料を、該ガラス溶解炉の側壁に取付けたバーナで溶解するようにしたものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。しかし、これら従来のガラス溶解装置には、ガラス溶解炉の炉内に投入したガラス原料や副原料をバーナの燃焼による炉内輻射を利用して溶解するようになっているため、１）バーナとして酸素バーナを燃焼させる場合であっても、エネルギ効率が悪い、２）炉内に投入するガラス原料や副原料には融点の異なる様々なものが含まれており、これらのなかで融点の低いものは溶解が早いが、融点の高いものは溶解が遅いので、全体としての均質溶解が難しく、均質溶解にかかる時間が長い、３）ガラス溶解炉の炉内に生成するガラス溶解物の上部に未溶解のガラス原料等の低温物が存在するため、ガラス溶解物中に発生するガスが抜け難く、ガス抜きにかかる時間が長い、という問題がある。従来のガラス溶解装置には、エネルギ効率が悪く、所望通りの良好なガラス溶解物を生成させるのに長い時間がかかり、結果として大型のガラス溶解炉が必要になるという問題があるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１９５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１１９５４号公報
【特許文献３】特開２００５−１５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも小型の、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるガラス溶解装置を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、溶解ゾーンと清澄ゾーンとを備えるガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きで取付けられており、該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、該ガラス溶解炉の清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開設され、酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口から排出するようにして成り、更に該ガラス溶解炉の溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられており、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置に係る。
【０００６】
本発明に係るガラス溶解装置も、ガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるようになっている。かかるガラス溶解炉は、炉内上流側に溶解ゾーンを備え、また炉内下流側に清澄ゾーンを備えており、また必要に応じて双方のゾーンの間にスロートを備え、さらに炉内最下流側に作業ゾーンを備えている。
【０００７】
本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きに取付けられている。この酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、この酸素バーナを下向きで燃焼させるときにガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解するようになっている。かかる酸素バーナそれ自体としては、公知のものを転用でき、例えば特開平８−３１２９３８号公報、特開２０００−５５３４０号公報及び特開２０００−１０３６５６号公報等に記載されているような酸素バーナを転用できる。これらの酸素バーナは、先端部におけるノズル構造が、中心部から外周部に向かい、例えば燃料供給ノズル、一次支燃ガス供給ノズル、被処理物（ガラス混合原料）供給ノズル及び二次支燃ガス供給ノズルのように、複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。
【０００８】
前記のような酸素バーナをガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に下向きで取付け、これに酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させると、火炎それ自体の温度が高くなるだけでなく、その火炎は炉内に生成するガラス溶解物の湯面をも加熱し、しかも発生する排ガス量は少なく、該排ガス中における所謂ＮＯx濃度も低い。かかる火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給すると、該ガラス混合原料は極めて短時間で溶解する。しかもこのとき、下向きで燃焼する高温の火炎中に下向きで供給したガラス混合原料の水分は一気に蒸発し、炭酸化合物の形態をとる原料は分解してガスを放出するので、炉内のガラス溶解物中におけるガス発生量は著しく低くなる。ガラス混合原料の溶解及び生成したガラス溶解物の清澄を短時間で行なうことができるのであり、結果として、エネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも炉長の短い、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるのである。
【０００９】
また本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開放されている。前記のように酸素バーナの下向きで燃焼する高温火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解すると、相応に高温の排ガスが発生するが、かかる排ガスを炉内溶解ゾーンを経由して炉内清澄ゾーンの排気口から、好ましくは炉内清澄ゾーン下流部の排気口から排出し、その保有熱を炉や炉内に生成するガラス溶解物の湯面の加熱乃至保温に利用して、これによってもガラス溶解物の清澄をより効率良く行なうことができるようにするのである。
【００１０】
更に本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられ、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるように成っている。何らかの原因で、前記した酸素バーナへのガラス混合原料の供給量が少なくなると、これに合わせて該酸素バーナの燃焼量を絞ることになるが、その結果、炉内のガラス溶解物に対する加熱が不足することとなるときは、補助酸素バーナを下向きで燃焼させて不足分を補うことができるようにするのである。
【００１１】
前記した酸素バーナ及び／又は補助酸素バーナには昇降手段を設け、該昇降手段の作動によりそれらの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離を可変となるようにするのが好ましい。酸素バーナや補助酸素バーナの燃焼量を調節するだけでなく、これらのバーナの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離をも変えることによって、炉内のガラス溶解物、なかでもその湯面の加熱をより自在に制御できるようにするのである。酸素バーナや補助酸素バーナの燃焼量を調節すると、それらの火炎長さが変わり、火炎の先端部と湯面との距離が変わることが多いが、この距離が適正でない場合は、かかる距離を前記の昇降手段により適正に制御できる。
【００１２】
また本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の炉床壁内及び／又は側壁内に排ガス通路を形成し、前記の排気口から排出した排ガスの全部又は一部を該排ガス通路を介して排出するようにするのが好ましい。排気口に接続された排気系に前記の排ガス通路を分岐して接続し、該排気口から排出した排ガスの全部又は一部を該排ガス通路を介して該排気系へと戻すことにより、ガラス溶解炉からの放熱量を低減するのである。
【００１３】
更に本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の炉床壁内にヒータを設け、該ヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱するようにするのが好ましい。かかるヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱して、炉内の溶解ガラス、なかでも炉床部の溶解ガラスを加熱し、これによってかかる溶解ガラスからのガス抜きをより短時間で行なうことができるようにするのである。
【００１４】
更にまた本発明に係るガラス溶解装置では、前記したようにガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料を気体搬送により酸素バーナへ供給する。ガラス混合原料としては、予め別の装置で混合しておいたものを用いることができるが、それぞれ別々のものを混合しながら用いることもできる。この場合、各原料の粉体を貯留しておくための二つ以上の粉体貯留用ホッパ、各粉体貯留用ホッパに接続した定量切出装置、これらの定量切出装置に接続した混合機及びこの混合機に接続した定量供給装置を備えるガラス混合原料供給系を酸素バーナへのガラス混合原料の気体搬送系に接続し、かかるガラス混合原料供給系から気体搬送系に粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナへと供給するようにするのが好ましい。
【００１５】
更にまた本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の排気口に接続した排気系に熱交換器を接続し、該熱交換器で排ガスの保有熱と熱交換することにより、気体搬送中の粉体状のガラス混合原料及び／又は酸素バーナの支燃ガスの全部又は一部を加熱するようにするのが好ましい。またガラス溶解炉の排気口に接続した排気系にボイラを接続し、該ボイラに発電機を接続して、排気口から排出した排ガスの保有熱によりボイラで水蒸気を発生させ、該水蒸気で発電機のタービンを動かして発電し、発電した電気を前記した酸素バーナに供給する支燃ガスの発生装置の運転及び／又は炉床壁内の前記したヒータへの通電に用いるようにするのが好ましい。共に、ガラス溶解炉の排気口から排出した排ガス、更には前記したような排ガス通路を介して排出した排ガスの保有熱を有効活用するのである。
【００１６】
そして本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の排気口に接続した排気系に、好ましくは前記した熱交換器又はボイラの下流側にて集塵装置を接続し、該集塵装置の下流側に石灰充填塔を接続して、該集塵装置で集塵処理した排ガスの全部又は一部を該石灰充填塔に通し、ガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させるようにするのが好ましい。これにより地球温暖化ガスであるＣＯ２放出量の低減及び資源の有効活用を図るのである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るガラス溶解装置によると、ガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させるに際してエネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも小型の、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【図２】本発明に係る他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【図３】本発明に係る更に他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図示したガラス溶解装置で用いているガラス溶解炉１１は炉内上流側に溶解ゾーン１２を備えており、また炉内下流側に清澄ゾーン１３を備えていて、更に炉内最下流側に作業ゾーン１４を備えている。但しここでは、溶解ゾーン１２と清澄ゾーン１３との境界は、原料組成、粒度、運転条件等により変わるため、図示していない。溶解ゾーン１２の上流側の天井壁に酸素バーナ２１が下向きで取付けられており、また溶解ゾーン１２の下流側の天井壁に補助酸素バーナ２２が下向きに取付けられていて、清澄ゾーン１３の下流側の天井壁に排気口３１が設けられている。酸素バーナ２１及び補助酸素バーナ２２はシリンダ機構２３，２４を介して天井壁に取付けられており、昇降可能となっていて、それらの先端部と炉内のガラス溶解物Ａの湯面との間の距離が可変となっている。
【００２０】
酸素バーナ２１は前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１には吸着式酸素発生装置４１から燃焼制御ユニット４２を介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３から燃焼制御ユニット４２を介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１にはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１が接続されている。気体搬送系５１の上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２が接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１が接続されている。ガラス混合原料供給系６１は、ガラス混合原料貯留用のホッパ６２、ホッパ６２に接続された振動篩６３、振動篩６３に接続された定量供給装置６４を備え、また振動篩６３で篩分けられた粗大物を破砕して振動篩６３の上流側に戻す破砕機６５を備えている。ホッパ６２、振動篩６３及び定量供給装置６４を経由し、また必要に応じ破砕機６５をも経由してガラス混合原料供給系６１から気体搬送系５１へ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナ２１へと供給するようになっている。図１に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１における溶解ゾーン１２の上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１へ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１から排出するようになっている。
【００２１】
排気口３１には排気系３２が接続されている。ガラス溶解炉１１の炉床壁には排ガス通路３４が形成されており、排ガス通路３４は排気系３２から分岐された分岐排気系３３に接続されていて、その下流側は吸引ファン３５を介し再び排気系３２に合流されている。図１に例示したガラス溶解装置では、排ガス通路３４は炉床壁内に形成されているが、同様の排ガス通路は側壁内にも形成することができる。排気口３１から排出される高温の排ガスの全部又は一部をかかる排ガス通路へ流すことにより、ガラス溶解炉１１からの放熱量を低減するようになっている。またガラス溶解炉１１の炉床壁にはヒータ３６が埋設されており、ヒータ３６は図示しない電源設備へと接続されている。ヒータ３６へ通電することにより、炉内の溶解ガラスＡを底面から加熱するようになっている。
【００２２】
排気系３２の下流側には冷却塔７１、集塵装置７２、吸引ファン７４及び煙突７５がこの順で接続されており、排気口３１から排出された高温の排ガスを冷却塔７１で冷却し、更に集塵装置７２で集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３に回収する一方、集塵処理した排ガスを吸引ファン７４を介して煙突７５から大気中へ放出するようになっている。
【００２３】
図２は本発明に係る他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図２に例示したガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１ａ、溶解ゾーン１２ａ、清澄ゾーン１３ａ、作業ゾーン１４ａ、酸素バーナ２１ａ、補助酸素バーナ２２ａ、シリンダ機構２３ａ，２４ａ、排気口３１ａ及びガラス溶解物Ｂについての構成は図１のガラス溶解装置と同様になっているので、ここではそれらの説明を省略する。
【００２４】
酸素バーナ２１ａは前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１ａには吸着式酸素発生装置４１ａから燃焼制御ユニット４２ａを介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３ａから燃焼制御ユニット４２ａを介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１ａにはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１ａが接続されている。気体搬送系５１ａの上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２ａが接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１ａが接続されている。ガラス混合原料供給系６１ａは、粉体状のガラス原料貯留用のホッパ６２ａ、粉体状の副原料貯留用のホッパ６２ｂ、これらのホッパ６２ａ，６２ｂに接続された定量切出装置６５ａ，６５ｂ、これらの定量切出装置６５ａ，６５ｂに接続された混合機６３ａ、混合機６３ａに接続された定量供給装置６４ａを備えている。ホッパ６２ａ，６２ｂ、定量切出装置６５ａ，６５ｂ、混合機６３ａ及び定量供給装置６４ａを経由してガラス混合原料供給系６１ａから気体搬送系５１ａへ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、詳しくは後述するように更に熱交換器７１ａを経由してから酸素バーナ２１ａへと供給するようになっている。図２に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１ａにおける溶解ゾーン１２ａの上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１ａへ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１ａから排出するようになっている。またガラス溶解炉１１ａの炉床壁にはヒータ３６ａが埋設されており、ヒータ３６ａは図示しない電源設備へと接続されていて、ヒータ３６ａへ通電することにより、炉内の溶解ガラスＢを底面から加熱するようになっている。
【００２５】
排気口３１ａには排気系３２ａが接続されており、排気系３２ａには熱交換器７１ａ、集塵装置７２ａ、石灰充填塔７６ａ、吸引ファン７４ａ及び煙突７５ａがこの順で接続されている。排気口３１ａから排出された高温の排ガスの保有熱を気体搬送中の粉体状のガラス混合原料と熱交換して気体搬送中の粉体状のガラス混合原料を加熱し（図２中のＸ→Ｙ）、更に集塵装置７２ａで集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３ａに回収する一方、集塵処理した排ガスの一部を石灰充填塔７６ａへと通し、残部を吸引ファン７７ａを介して熱交換器７１ａの上流側における排気系３２ａに戻して、この石灰充填塔７６ａでガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させた後、吸引ファン７４ａを介して煙突７５ａから大気中へ放出するようになっている。石灰充填塔７６ａには、集塵処理前にどのような処理をしたかにかかわらず、集塵処理後の排ガスを通す。集塵処理後の排ガスを吸引ファン７７ａを介して循環するのは、排ガス中のＣＯ２濃度を高めて、石灰充填塔７６ａにおける反応効率を上げるためである。
【００２６】
図３は本発明に係る更に他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図３に例示したガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１ｂ、溶解ゾーン１２ｂ、清澄ゾーン１３ｂ、作業ゾーン１４ｂ、酸素バーナ２１ｂ、補助酸素バーナ２２ｂ、シリンダ機構２３ｂ，２４ｂ、排気口３１ｂ及びガラス溶解物Ｃについての構成は図１のガラス溶解装置と同様になっているので、ここではそれらの説明を省略する。
【００２７】
酸素バーナ２１ｂは前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１ｂには吸着式酸素発生装置４１ｂから燃焼制御ユニット４２ｂを介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３ｂから燃焼制御ユニット４２ｂを介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１ｂにはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１ｂが接続されている。気体搬送系５１ｂの上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２ｂが接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１ｂが接続されている。ガラス混合原料供給系６１ｂは、粉体状のガラス原料貯留用のホッパ６２ｃ、粉体状の副原料貯留用のホッパ６２ｄ、これらのホッパ６２ｃ，６２ｄに接続された定量切出装置６５ｃ，６５ｄ、これらの定量切出装置６５ｃ，６５ｄに接続された混合機６３ｂ、混合機６３ｂに接続された定量供給装置６４ｂを備えている。ホッパ６２ｃ，６２ｄ、定量切出装置６５ｃ，６５ｄ、混合機６３ｂ及び定量供給装置６４ｂを経由してガラス混合原料供給系６１ｂから気体搬送系５１ｂへ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナ２１ｂへと供給するようになっている。図３に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１ｂにおける溶解ゾーン１２ｂの上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１ｂへ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１ｂから排出するようになっている。またガラス溶解炉１１ｂの炉床壁にはヒータ３６ｂが埋設されており、ヒータ３６ｂは図示しない電源設備へと接続されていて、ヒータ３６ｂへ通電することにより、炉内の溶解ガラスＣを底面から加熱するようになっている。
【００２８】
排気系３２ｂにはボイラ７１ｂ、集塵装置７２ｂ、石灰充填塔７６ｂ、吸引ファン７４ｂ及び煙突７５ｂがこの順で接続されており、ボイラ７１ｂには発電機７７ｂのタービン７７ｃ及び復水器７７ｄが接続されている。排気口３１ｂから排出された高温の排ガスの保有熱によりボイラ７１ｂで水蒸気を発生させ、この水蒸気で発電機７７ｂのタービン７７ｃを動かして発電した電気を吸着式酸素発生装置４１ｂやヒータ３６ｂの電源として利用し、更に集塵装置７２ｂで集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３ｂに回収する一方、集塵処理した排ガスを石灰充填塔７６ｂへ通し、この石灰充填塔７６ｂでガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させた後、吸引ファン７４ｂを介して煙突７５ｂから大気中へ放出するようになっている。
【符号の説明】
【００２９】
１１，１１ａ，１１ｂ ガラス溶解炉
１２，１２ａ，１２ｂ 溶解ゾーン
１３，１３ａ，１３ｂ 清澄ゾーン
１４，１４ａ，１４ｂ 作業ゾーン
２１，２１ａ，２１ｂ 酸素バーナ
２２，２２ａ，２２ｂ 補助酸素バーナ
３１，３１ａ，３１ｂ 排気口
４１，４１ａ，４１ｂ 吸着式酸素発生装置
５１，５１ａ，５１ｂ 気体搬送系
６２，６２ａ〜６２ｄ ホッパ
６４，６４ａ，６４ｂ 定量供給装置
６５ａ〜６５ｄ 定量切出装置
７１ 冷却塔
７１ａ 熱交換器
７１ｂ ボイラ
７２，７２ａ，７２ｂ 集塵装置
７６ａ，７６ｂ 石灰充填塔
７７ｂ 発電機
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス溶解装置に関し、更に詳しくは加熱源としてバーナを取付けたガラス溶解炉を用いてガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させる装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス溶解炉を用いてガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置として、ガラス溶解炉の最上流部から炉内に投入したガラス原料や副原料を、該ガラス溶解炉の側壁に取付けたバーナで溶解するようにしたものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。しかし、これら従来のガラス溶解装置には、ガラス溶解炉の炉内に投入したガラス原料や副原料をバーナの燃焼による炉内輻射を利用して溶解するようになっているため、１）バーナとして酸素バーナを燃焼させる場合であっても、エネルギ効率が悪い、２）炉内に投入するガラス原料や副原料には融点の異なる様々なものが含まれており、これらのなかで融点の低いものは溶解が早いが、融点の高いものは溶解が遅いので、全体としての均質溶解が難しく、均質溶解にかかる時間が長い、３）ガラス溶解炉の炉内に生成するガラス溶解物の上部に未溶解のガラス原料等の低温物が存在するため、ガラス溶解物中に発生するガスが抜け難く、ガス抜きにかかる時間が長い、という問題がある。従来のガラス溶解装置には、エネルギ効率が悪く、所望通りの良好なガラス溶解物を生成させるのに長い時間がかかり、結果として大型のガラス溶解炉が必要になるという問題があるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１９５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１１９５４号公報
【特許文献３】特開２００５−１５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも小型の、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるガラス溶解装置を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、溶解ゾーンと清澄ゾーンとを備えるガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きで取付けられており、該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、該ガラス溶解炉の清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開設され、酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口から排出するようにして成り、更に該ガラス溶解炉の溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられており、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置に係る。
【０００６】
本発明に係るガラス溶解装置も、ガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるようになっている。かかるガラス溶解炉は、炉内上流側に溶解ゾーンを備え、また炉内下流側に清澄ゾーンを備えており、また必要に応じて双方のゾーンの間にスロートを備え、さらに炉内最下流側に作業ゾーンを備えている。
【０００７】
本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きに取付けられている。この酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、この酸素バーナを下向きで燃焼させるときにガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解するようになっている。かかる酸素バーナそれ自体としては、公知のものを転用でき、例えば特開平８−３１２９３８号公報、特開２０００−５５３４０号公報及び特開２０００−１０３６５６号公報等に記載されているような酸素バーナを転用できる。これらの酸素バーナは、先端部におけるノズル構造が、中心部から外周部に向かい、例えば燃料供給ノズル、一次支燃ガス供給ノズル、被処理物（ガラス混合原料）供給ノズル及び二次支燃ガス供給ノズルのように、複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。
【０００８】
前記のような酸素バーナをガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に下向きで取付け、これに酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させると、火炎それ自体の温度が高くなるだけでなく、その火炎は炉内に生成するガラス溶解物の湯面をも加熱し、しかも発生する排ガス量は少なく、該排ガス中における所謂ＮＯx濃度も低い。かかる火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給すると、該ガラス混合原料は極めて短時間で溶解する。しかもこのとき、下向きで燃焼する高温の火炎中に下向きで供給したガラス混合原料の水分は一気に蒸発し、炭酸化合物の形態をとる原料は分解してガスを放出するので、炉内のガラス溶解物中におけるガス発生量は著しく低くなる。ガラス混合原料の溶解及び生成したガラス溶解物の清澄を短時間で行なうことができるのであり、結果として、エネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも炉長の短い、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるのである。
【０００９】
また本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開放されている。前記のように酸素バーナの下向きで燃焼する高温火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解すると、相応に高温の排ガスが発生するが、かかる排ガスを炉内溶解ゾーンを経由して炉内清澄ゾーンの排気口から、好ましくは炉内清澄ゾーン下流部の排気口から排出し、その保有熱を炉や炉内に生成するガラス溶解物の湯面の加熱乃至保温に利用して、これによってもガラス溶解物の清澄をより効率良く行なうことができるようにするのである。
【００１０】
更に本発明に係るガラス溶解装置に用いるガラス溶解炉は、その溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられ、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるように成っている。何らかの原因で、前記した酸素バーナへのガラス混合原料の供給量が少なくなると、これに合わせて該酸素バーナの燃焼量を絞ることになるが、その結果、炉内のガラス溶解物に対する加熱が不足することとなるときは、補助酸素バーナを下向きで燃焼させて不足分を補うことができるようにするのである。
【００１１】
前記した酸素バーナ及び／又は補助酸素バーナには昇降手段を設け、該昇降手段の作動によりそれらの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離を可変となるようにするのが好ましい。酸素バーナや補助酸素バーナの燃焼量を調節するだけでなく、これらのバーナの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離をも変えることによって、炉内のガラス溶解物、なかでもその湯面の加熱をより自在に制御できるようにするのである。酸素バーナや補助酸素バーナの燃焼量を調節すると、それらの火炎長さが変わり、火炎の先端部と湯面との距離が変わることが多いが、この距離が適正でない場合は、かかる距離を前記の昇降手段により適正に制御できる。
【００１２】
また本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の炉床壁内及び／又は側壁内に排ガス通路を形成し、前記の排気口から排出した排ガスの全部又は一部を該排ガス通路を介して排出するようにするのが好ましい。排気口に接続された排気系に前記の排ガス通路を分岐して接続し、該排気口から排出した排ガスの全部又は一部を該排ガス通路を介して該排気系へと戻すことにより、ガラス溶解炉からの放熱量を低減するのである。
【００１３】
更に本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の炉床壁内にヒータを設け、該ヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱するようにするのが好ましい。かかるヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱して、炉内の溶解ガラス、なかでも炉床部の溶解ガラスを加熱し、これによってかかる溶解ガラスからのガス抜きをより短時間で行なうことができるようにするのである。
【００１４】
更にまた本発明に係るガラス溶解装置では、前記したようにガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料を気体搬送により酸素バーナへ供給する。ガラス混合原料としては、予め別の装置で混合しておいたものを用いることができるが、それぞれ別々のものを混合しながら用いることもできる。この場合、各原料の粉体を貯留しておくための二つ以上の粉体貯留用ホッパ、各粉体貯留用ホッパに接続した定量切出装置、これらの定量切出装置に接続した混合機及びこの混合機に接続した定量供給装置を備えるガラス混合原料供給系を酸素バーナへのガラス混合原料の気体搬送系に接続し、かかるガラス混合原料供給系から気体搬送系に粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナへと供給するようにするのが好ましい。
【００１５】
更にまた本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の排気口に接続した排気系に熱交換器を接続し、該熱交換器で排ガスの保有熱と熱交換することにより、気体搬送中の粉体状のガラス混合原料及び／又は酸素バーナの支燃ガスの全部又は一部を加熱するようにするのが好ましい。またガラス溶解炉の排気口に接続した排気系にボイラを接続し、該ボイラに発電機を接続して、排気口から排出した排ガスの保有熱によりボイラで水蒸気を発生させ、該水蒸気で発電機のタービンを動かして発電し、発電した電気を前記した酸素バーナに供給する支燃ガスの発生装置の運転及び／又は炉床壁内の前記したヒータへの通電に用いるようにするのが好ましい。共に、ガラス溶解炉の排気口から排出した排ガス、更には前記したような排ガス通路を介して排出した排ガスの保有熱を有効活用するのである。
【００１６】
そして本発明に係るガラス溶解装置では、ガラス溶解炉の排気口に接続した排気系に、好ましくは前記した熱交換器又はボイラの下流側にて集塵装置を接続し、該集塵装置の下流側に石灰充填塔を接続して、該集塵装置で集塵処理した排ガスの全部又は一部を該石灰充填塔に通し、ガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させるようにするのが好ましい。これにより地球温暖化ガスであるＣＯ２放出量の低減及び資源の有効活用を図るのである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るガラス溶解装置によると、ガラス原料や副原料からガラス溶解物を生成させるに際してエネルギ効率が良く、所望通りの良好なガラス溶解物を短時間で生成させることができ、しかも小型の、言い替えれば設置スペースの少ないガラス溶解炉を用いることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【図２】本発明に係る他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【図３】本発明に係る更に他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図示したガラス溶解装置で用いているガラス溶解炉１１は炉内上流側に溶解ゾーン１２を備えており、また炉内下流側に清澄ゾーン１３を備えていて、更に炉内最下流側に作業ゾーン１４を備えている。但しここでは、溶解ゾーン１２と清澄ゾーン１３との境界は、原料組成、粒度、運転条件等により変わるため、図示していない。溶解ゾーン１２の上流側の天井壁に酸素バーナ２１が下向きで取付けられており、また溶解ゾーン１２の下流側の天井壁に補助酸素バーナ２２が下向きに取付けられていて、清澄ゾーン１３の下流側の天井壁に排気口３１が設けられている。酸素バーナ２１及び補助酸素バーナ２２はシリンダ機構２３，２４を介して天井壁に取付けられており、昇降可能となっていて、それらの先端部と炉内のガラス溶解物Ａの湯面との間の距離が可変となっている。
【００２０】
酸素バーナ２１は前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１には吸着式酸素発生装置４１から燃焼制御ユニット４２を介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３から燃焼制御ユニット４２を介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１にはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１が接続されている。気体搬送系５１の上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２が接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１が接続されている。ガラス混合原料供給系６１は、ガラス混合原料貯留用のホッパ６２、ホッパ６２に接続された振動篩６３、振動篩６３に接続された定量供給装置６４を備え、また振動篩６３で篩分けられた粗大物を破砕して振動篩６３の上流側に戻す破砕機６５を備えている。ホッパ６２、振動篩６３及び定量供給装置６４を経由し、また必要に応じ破砕機６５をも経由してガラス混合原料供給系６１から気体搬送系５１へ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナ２１へと供給するようになっている。図１に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１における溶解ゾーン１２の上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１へ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１から排出するようになっている。
【００２１】
排気口３１には排気系３２が接続されている。ガラス溶解炉１１の炉床壁には排ガス通路３４が形成されており、排ガス通路３４は排気系３２から分岐された分岐排気系３３に接続されていて、その下流側は吸引ファン３５を介し再び排気系３２に合流されている。図１に例示したガラス溶解装置では、排ガス通路３４は炉床壁内に形成されているが、同様の排ガス通路は側壁内にも形成することができる。排気口３１から排出される高温の排ガスの全部又は一部をかかる排ガス通路へ流すことにより、ガラス溶解炉１１からの放熱量を低減するようになっている。またガラス溶解炉１１の炉床壁にはヒータ３６が埋設されており、ヒータ３６は図示しない電源設備へと接続されている。ヒータ３６へ通電することにより、炉内の溶解ガラスＡを底面から加熱するようになっている。
【００２２】
排気系３２の下流側には冷却塔７１、集塵装置７２、吸引ファン７４及び煙突７５がこの順で接続されており、排気口３１から排出された高温の排ガスを冷却塔７１で冷却し、更に集塵装置７２で集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３に回収する一方、集塵処理した排ガスを吸引ファン７４を介して煙突７５から大気中へ放出するようになっている。
【００２３】
図２は本発明に係る他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図２に例示したガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１ａ、溶解ゾーン１２ａ、清澄ゾーン１３ａ、作業ゾーン１４ａ、酸素バーナ２１ａ、補助酸素バーナ２２ａ、シリンダ機構２３ａ，２４ａ、排気口３１ａ及びガラス溶解物Ｂについての構成は図１のガラス溶解装置と同様になっているので、ここではそれらの説明を省略する。
【００２４】
酸素バーナ２１ａは前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１ａには吸着式酸素発生装置４１ａから燃焼制御ユニット４２ａを介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３ａから燃焼制御ユニット４２ａを介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１ａにはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１ａが接続されている。気体搬送系５１ａの上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２ａが接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１ａが接続されている。ガラス混合原料供給系６１ａは、粉体状のガラス原料貯留用のホッパ６２ａ、粉体状の副原料貯留用のホッパ６２ｂ、これらのホッパ６２ａ，６２ｂに接続された定量切出装置６５ａ，６５ｂ、これらの定量切出装置６５ａ，６５ｂに接続された混合機６３ａ、混合機６３ａに接続された定量供給装置６４ａを備えている。ホッパ６２ａ，６２ｂ、定量切出装置６５ａ，６５ｂ、混合機６３ａ及び定量供給装置６４ａを経由してガラス混合原料供給系６１ａから気体搬送系５１ａへ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、詳しくは後述するように更に熱交換器７１ａを経由してから酸素バーナ２１ａへと供給するようになっている。図２に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１ａにおける溶解ゾーン１２ａの上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１ａへ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１ａから排出するようになっている。またガラス溶解炉１１ａの炉床壁にはヒータ３６ａが埋設されており、ヒータ３６ａは図示しない電源設備へと接続されていて、ヒータ３６ａへ通電することにより、炉内の溶解ガラスＢを底面から加熱するようになっている。
【００２５】
排気口３１ａには排気系３２ａが接続されており、排気系３２ａには熱交換器７１ａ、集塵装置７２ａ、石灰充填塔７６ａ、吸引ファン７４ａ及び煙突７５ａがこの順で接続されている。排気口３１ａから排出された高温の排ガスの保有熱を気体搬送中の粉体状のガラス混合原料と熱交換して気体搬送中の粉体状のガラス混合原料を加熱し（図２中のＸ→Ｙ）、更に集塵装置７２ａで集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３ａに回収する一方、集塵処理した排ガスの一部を石灰充填塔７６ａへと通し、残部を吸引ファン７７ａを介して熱交換器７１ａの上流側における排気系３２ａに戻して、この石灰充填塔７６ａでガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させた後、吸引ファン７４ａを介して煙突７５ａから大気中へ放出するようになっている。石灰充填塔７６ａには、集塵処理前にどのような処理をしたかにかかわらず、集塵処理後の排ガスを通す。集塵処理後の排ガスを吸引ファン７７ａを介して循環するのは、排ガス中のＣＯ２濃度を高めて、石灰充填塔７６ａにおける反応効率を上げるためである。
【００２６】
図３は本発明に係る更に他のガラス溶解装置を一部縦断面で略示する全体図である。図３に例示したガラス溶解装置において、ガラス溶解炉１１ｂ、溶解ゾーン１２ｂ、清澄ゾーン１３ｂ、作業ゾーン１４ｂ、酸素バーナ２１ｂ、補助酸素バーナ２２ｂ、シリンダ機構２３ｂ，２４ｂ、排気口３１ｂ及びガラス溶解物Ｃについての構成は図１のガラス溶解装置と同様になっているので、ここではそれらの説明を省略する。
【００２７】
酸素バーナ２１ｂは前記したような複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。かかる酸素バーナ２１ｂには吸着式酸素発生装置４１ｂから燃焼制御ユニット４２ｂを介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料タンク４３ｂから燃焼制御ユニット４２ｂを介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１ｂにはガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送で供給されるように気体搬送系５１ｂが接続されている。気体搬送系５１ｂの上流側にはドライヤ付きコンプレッサ５２ｂが接続されており、その途中にガラス混合原料供給系６１ｂが接続されている。ガラス混合原料供給系６１ｂは、粉体状のガラス原料貯留用のホッパ６２ｃ、粉体状の副原料貯留用のホッパ６２ｄ、これらのホッパ６２ｃ，６２ｄに接続された定量切出装置６５ｃ，６５ｄ、これらの定量切出装置６５ｃ，６５ｄに接続された混合機６３ｂ、混合機６３ｂに接続された定量供給装置６４ｂを備えている。ホッパ６２ｃ，６２ｄ、定量切出装置６５ｃ，６５ｄ、混合機６３ｂ及び定量供給装置６４ｂを経由してガラス混合原料供給系６１ｂから気体搬送系５１ｂへ粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナ２１ｂへと供給するようになっている。図３に例示したガラス溶解装置では、ガラス溶解炉１１ｂにおける溶解ゾーン１２ｂの上流部の天井壁に下向きで取付けた酸素バーナ２１ｂへ燃料ガス及び酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスを供給して下向きで燃焼させ、その火炎中に粉体状のガラス混合原料を下向きで供給して溶解し、この際に発生する排ガスを排気口３１ｂから排出するようになっている。またガラス溶解炉１１ｂの炉床壁にはヒータ３６ｂが埋設されており、ヒータ３６ｂは図示しない電源設備へと接続されていて、ヒータ３６ｂへ通電することにより、炉内の溶解ガラスＣを底面から加熱するようになっている。
【００２８】
排気系３２ｂにはボイラ７１ｂ、集塵装置７２ｂ、石灰充填塔７６ｂ、吸引ファン７４ｂ及び煙突７５ｂがこの順で接続されており、ボイラ７１ｂには発電機７７ｂのタービン７７ｃ及び復水器７７ｄが接続されている。排気口３１ｂから排出された高温の排ガスの保有熱によりボイラ７１ｂで水蒸気を発生させ、この水蒸気で発電機７７ｂのタービン７７ｃを動かして発電した電気を吸着式酸素発生装置４１ｂやヒータ３６ｂの電源として利用し、更に集塵装置７２ｂで集塵処理して、これらで捕捉されたダスト類を受器７３ｂに回収する一方、集塵処理した排ガスを石灰充填塔７６ｂへ通し、この石灰充填塔７６ｂでガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを生成させた後、吸引ファン７４ｂを介して煙突７５ｂから大気中へ放出するようになっている。
【符号の説明】
【００２９】
１１，１１ａ，１１ｂ ガラス溶解炉
１２，１２ａ，１２ｂ 溶解ゾーン
１３，１３ａ，１３ｂ 清澄ゾーン
１４，１４ａ，１４ｂ 作業ゾーン
２１，２１ａ，２１ｂ 酸素バーナ
２２，２２ａ，２２ｂ 補助酸素バーナ
３１，３１ａ，３１ｂ 排気口
４１，４１ａ，４１ｂ 吸着式酸素発生装置
５１，５１ａ，５１ｂ 気体搬送系
６２，６２ａ〜６２ｄ ホッパ
６４，６４ａ，６４ｂ 定量供給装置
６５ａ〜６５ｄ 定量切出装置
７１ 冷却塔
７１ａ 熱交換器
７１ｂ ボイラ
７２，７２ａ，７２ｂ 集塵装置
７６ａ，７６ｂ 石灰充填塔
７７ｂ 発電機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解ゾーンと清澄ゾーンとを備えるガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きで取付けられており、該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、該ガラス溶解炉の清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開設され、酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口から排出するようにして成り、更に該ガラス溶解炉の溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられており、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置。
【請求項２】
酸素バーナ及び／又は補助酸素バーナに昇降手段が設けられており、該昇降手段の作動により該酸素バーナ及び／又は該補助酸素バーナの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離が可変となるようにした請求項１記載のガラス溶解装置。
【請求項３】
ガラス溶解炉の炉床壁内にヒータが設けられており、該ヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱するようにした請求項１又は２記載のガラス溶解装置。
【請求項４】
二つ以上の粉体貯留用ホッパ、各粉体貯留用ホッパに接続された定量切出装置、これらの定量切出装置に接続された混合機及び該混合機に接続された定量供給装置を備えるガラス混合原料供給系が酸素バーナへのガラス混合原料の気体搬送系に接続されており、該ガラス混合原料供給系から該気体搬送系に粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナへと供給するようにした請求項１〜３のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項５】
ガラス溶解炉の排気系に熱交換器が接続されており、該熱交換器で排ガスの保有熱と熱交換することにより、気体搬送中の粉体状のガラス混合原料及び／又は酸素バーナの支燃ガスの全部又は一部を加熱するようにした請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項６】
ガラス溶解炉の排気系にボイラが接続されており、該ボイラに発電機が接続されていて、排気口から排出した排ガスの保有熱によりボイラで水蒸気を発生させ、該水蒸気で発電機のタービンを動かして発電し、発電した電気を酸素バーナに供給する支燃ガスの発生装置の運転及び／又は炉床壁内のヒータへの通電に用いるようにした請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項７】
ガラス溶解炉の排気系に集塵装置が接続されており、該集塵装置に石灰充填塔が接続されていて、該集塵装置で集塵処理した排ガスの全部又は一部を該石灰充填塔に通し、ガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを回収するようにした請求項１〜６のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項１】
溶解ゾーンと清澄ゾーンとを備えるガラス溶解炉を用い、ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解炉の溶解ゾーンの天井壁に酸素バーナが下向きで取付けられており、該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給され、またガラス原料及び副原料を混合した粉体状のガラス混合原料が気体搬送により供給されるようになっていて、該ガラス溶解炉の清澄ゾーンの天井壁又は側壁上部に排気口が開設され、酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス混合原料をその火炎中に下向きで供給して溶解し、この際に炉内に発生する排ガスを排気口から排出するようにして成り、更に該ガラス溶解炉の溶解ゾーン及び／又は清澄ゾーンの天井壁に補助酸素バーナが下向きで取付けられており、該補助酸素バーナをこれにガラス混合原料を供給することなく下向きで燃焼させるようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置。
【請求項２】
酸素バーナ及び／又は補助酸素バーナに昇降手段が設けられており、該昇降手段の作動により該酸素バーナ及び／又は該補助酸素バーナの先端部と炉内のガラス溶解物の湯面との間の距離が可変となるようにした請求項１記載のガラス溶解装置。
【請求項３】
ガラス溶解炉の炉床壁内にヒータが設けられており、該ヒータへ通電することにより炉床壁部を加熱するようにした請求項１又は２記載のガラス溶解装置。
【請求項４】
二つ以上の粉体貯留用ホッパ、各粉体貯留用ホッパに接続された定量切出装置、これらの定量切出装置に接続された混合機及び該混合機に接続された定量供給装置を備えるガラス混合原料供給系が酸素バーナへのガラス混合原料の気体搬送系に接続されており、該ガラス混合原料供給系から該気体搬送系に粉体状のガラス混合原料を定量供給しつつ、更に酸素バーナへと供給するようにした請求項１〜３のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項５】
ガラス溶解炉の排気系に熱交換器が接続されており、該熱交換器で排ガスの保有熱と熱交換することにより、気体搬送中の粉体状のガラス混合原料及び／又は酸素バーナの支燃ガスの全部又は一部を加熱するようにした請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項６】
ガラス溶解炉の排気系にボイラが接続されており、該ボイラに発電機が接続されていて、排気口から排出した排ガスの保有熱によりボイラで水蒸気を発生させ、該水蒸気で発電機のタービンを動かして発電し、発電した電気を酸素バーナに供給する支燃ガスの発生装置の運転及び／又は炉床壁内のヒータへの通電に用いるようにした請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項７】
ガラス溶解炉の排気系に集塵装置が接続されており、該集塵装置に石灰充填塔が接続されていて、該集塵装置で集塵処理した排ガスの全部又は一部を該石灰充填塔に通し、ガラス混合原料の一部となる炭酸カルシウムを回収するようにした請求項１〜６のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−３７７０６（Ｐ２０１１−３７７０６Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８７８８（Ｐ２０１０−２０８７８８）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【分割の表示】特願２００６−２８３５８６（Ｐ２００６−２８３５８６）の分割
【原出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【出願人】（０００２２２２２２）東洋ガラス株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【分割の表示】特願２００６−２８３５８６（Ｐ２００６−２８３５８６）の分割
【原出願日】平成１８年１０月１８日（２００６．１０．１８）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【出願人】（０００２２２２２２）東洋ガラス株式会社 (102)
【Ｆターム（参考）】
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