JP3753974B2

JP3753974B2 - ガラス溶融炉

Info

Publication number: JP3753974B2
Application number: JP2001362601A
Authority: JP
Inventors: 直彦深田; 達木野
Original assignee: 旭テクノグラス株式会社
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: JP2003165726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融槽内でガラス原料、例えば特殊ガラス用ガラス原料を溶融し、保持するガラス溶融炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス原料を溶融槽で溶融し、保持するガラス溶融炉は、例えば図２に示す要部の断面図のように構成されている。すなわち、図２において、ガラス溶融炉の溶融槽１は、槽底部分を構成する多層に設けた底煉瓦２と、槽側壁部分を構成する種瓦３、種瓦３の上方に隙間４を設けて配設された上部側壁部材５、上部側壁部材５上に設けられた上部壁６と、さらに上部壁６上に設けた抱き煉瓦７によって支持された槽上部を覆う天井部８とを備えたものとなっている。また、種瓦３の外壁面と上部側壁部材５の下面にはそれぞれ水冷ジャケット９が設けられている。
【０００３】
そして、このように構成されたガラス溶融炉では、図示しないが溶融槽１内にガラス原料が投入され、バーナの燃焼に伴う輻射熱によって槽内が加熱され、ガラス原料が溶融し、溶融ガラス１０が槽内に保持される。
【０００４】
しかし、例えばバリウムやホウ素、リチウム、弗素等を多く含むガラスを溶融した場合には、ソーダ石灰ガラスや鉛ガラスなどの一般的なガラスを溶融した場合に比べて浸蝕性が強く、種瓦３の内壁面、特に溶融ガラス１０の表面部分が接触する部位での浸蝕が著しく、早期に、例えば数ヶ月で浸蝕が種瓦３を貫通するまでの事態となってしまう虞があった。このため、上記のようにガラス溶融炉の種瓦３を水冷ジャケット９で冷却する構成とし、種瓦３に接触する溶融ガラス１０の温度を低下せしめ、浸蝕を抑制するようにしているが、その効果は小さくて、種瓦３が、例えば図２に浸蝕部分を破線領域Ｘで示すように、数ｍｍ残る程度まで浸蝕されてしまい、ガラスのセルフライニングで溶融槽１が保持されている状態であった。
【０００５】
このような状況のため、ガラス溶融炉の溶融槽１の寿命が短く、修理は冷間修理となってしまうので、生産ロスが大きいものとなっていた。また炉材浸蝕が速いことから浸蝕された炉材が多く混入してガラス不良をまねく虞があった。
【０００６】
一方、特開昭６０−１０８３２３号公報には、種瓦の上端面に周方向の堰を形成し、また堰の内側の上端面をフラットな棚とし、さらに堰の外側にクーラを取付け、棚にガラス素地が浅く入り込むようにすることで種瓦の浸蝕を防止するようにしたものが示されている。しかし、このような構成とした場合には、棚に浅く入り込んだガラス素地だけが冷やされるのみで、種瓦内壁面の上部近傍には高温のガラス素地が存在し、この高温のガラス素地によって種瓦の内壁面上部が浸蝕される虞があり、種瓦内壁面の上部浸蝕を低減することが難しいものとなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、溶融槽内の溶融ガラスによる槽側壁部の種瓦の浸蝕が低減でき、炉材修理の回数を減らせることから、生産ロスを小さなものとすることができ、さらに長寿命化させることができ、また炉材浸蝕によりガラス不良となる虞を少なくすることができるガラス溶融炉を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス溶融炉は、溶融槽の側壁部を形成する種瓦の上方に、上部側壁部材を備えてなるガラス溶融炉において、前記上部側壁部材が、前記種瓦の内壁面より槽内方に突出するよう設けられていることを特徴とするものであり、
さらに、種瓦と上部側壁部材との間に所定寸法の隙間が設けられていると共に、前記隙間に冷却装置が配設されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記冷却装置が、上部側壁部材に配設されていることを特徴とするものであり、
さらに、上部側壁部材が、槽内側下端部分に下方に突出する凸状部を有することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１を参照して説明する。図１は要部の断面図である。
【００１０】
図１において、ガラス溶融炉の溶融槽１１は、図示しないバーナの燃焼に伴う輻射熱等によって槽内が所定温度に保持されるよう構成されていて、投入されたガラス原料が溶融して、槽内に溶融ガラス１２が保持されるようになっている。また溶融槽１１は、槽底部分が多層に設けた底煉瓦１３によって構成され、槽側壁部分の下部が種瓦１４によって構成されており、種瓦１４の外壁面には、例えば水冷ジャケットでなる第１の冷却装置１５が取り付けられ、種瓦１４の冷却が外方側から行なわれるようになっている。
【００１１】
さらに、槽側壁部分は、種瓦１４の上方に所定間隙寸法の隙間１６を設けるようにして、種瓦１４よりも厚さ寸法の大きい上部側壁部材１７が配設されている。この種瓦１４上方の上部側壁部材１７は、槽内方側部分１８が種瓦１４の内壁面１９よりも槽内方向に突出するように設けられており、その槽内方側下端部分には、炉全周もしくは必要個所に周方向に沿って、凸状部２０が溶融ガラス１２の上面に向け突出するように設けられている。
【００１２】
また、凸状部２０は、溶融ガラス１２と種瓦１４の接触部分、特に溶融ガラス１２の上面の接触部分近傍に対し、バーナからの一次的あるいは二次的な輻射熱を遮断するよう、その下端面と溶融槽１１内に保持された溶融ガラス１２の上面との間に、接触しない範囲での可能な限り近接した離間寸法が確保されていると共に、周方向に沿って溶融ガラス１２と種瓦１４の接触部分をカバーする形状となっている。
【００１３】
またさらに、上部側壁部材１７は、凸状部２０よりも外側の下端面が、種瓦１４の厚さ寸法より大きな平坦面２１となっており、この平坦面２１には、例えば水冷ジャケットでなる第２の冷却装置２２が、一部、溶融ガラス１２の上面を臨むようにして種瓦１４の上端面に対向するよう取り付けられ、上部側壁部材１７の冷却が平坦面２１側から行なわれるようになっている。
【００１４】
また、溶融槽１１の槽側壁部分は、上部側壁部材１７の上に上部壁２３が設けられており、上部壁２３の上には固定部材２４を設けて抱き煉瓦２５が固定されている。そして、抱き煉瓦２５に支持されるようにしてアーチ状の天井部２６が、槽上部を覆うように設けられている。
【００１５】
そして、このように構成されたガラス溶融炉では、バーナによって加熱された溶融槽１１内に図示しない投入口からガラス原料が投入され溶融して、溶融ガラス１２が槽内に保持される。また溶融ガラス１２が取り出され減量すると、ガラス原料が適宜投入補充され、常に所定量の溶融ガラス１２が槽内に保持される。
【００１６】
また、上記構成のガラス溶融炉は、溶融槽１１の種瓦１４に接触する溶融ガラス１２のうち、その上面部分近傍に、上部側壁部材１７の凸状部２０によって輻射熱が遮断されることで、図１に破線で示すように低温溶融ガラス域Ｙが形成される。この結果、種瓦１４の溶融ガラス１２の上面近傍が接触する部分の浸蝕が抑制される。
【００１７】
また、このため、ソーダ石灰ガラスや鉛ガラスなどの一般的なガラスに比べて浸蝕性が強い、例えばバリウムやホウ素、リチウム、弗素等を多く含むガラスを溶融した場合でも、種瓦１４の浸蝕は抑制され、厚さが例えば７５ｍｍであった種瓦１４の１年半経過後における残厚は約４０ｍｍで、２年以上の寿命を得ることができ、他の部材、例えば上部側壁部材１７や上部壁２３の有する２年の寿命と同等、もしくは越えるものとなり、寿命の点からバランスの取れたガラス溶融炉となる。なお、従来は４ヶ月程度で種瓦は浸蝕されて貫通してしまう状況であった。特に失透性の強いガラスでは、Ｙ部分のガラスが失透・固化することで、セルフライニングの役割を果たし、浸蝕抑制作用を強化するほか、失透したガラスが固化することで槽側壁部に固化され、次工程へ流出して製品中のガラス不良となることがない利点もある。
【００１８】
以上の通り構成することで、溶融槽１１の寿命が向上し、溶融槽１１内の溶融ガラス１２による槽側壁部の種瓦１４の浸蝕が低減できる。また、これに伴い炉材修理の回数を減らすことができ、生産ロスを小さなものとすることができ、さらに炉を長寿命化させることができる。またさらに、炉材浸蝕速度が遅くなるため、浸蝕により混入した炉材によるガラス不良の虞が少なくなる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、第２の冷却装置２２を、溶融ガラス１２の上面を臨むように取り付けたが、必ずしも溶融ガラス１２上に第２の冷却装置２２がオーバーハングする必要はなく、少なくとも種瓦１４の上端面上に配設されていれば充分な効果がある。また、図１では種瓦１４と第２の冷却装置２２との間に隙間１６が設けられているが、第２の冷却装置２２を種瓦１４の上端面に当接して設け、種瓦１４を上面側からも冷却可能として種瓦１４の浸蝕抑制効果を高めることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、溶融槽内の溶融ガラスによる槽側壁部の種瓦の浸蝕が低減でき、炉材修理の回数を減らすことができて生産ロスを小さなものとすることができ、さらに長寿命化させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】従来例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…溶融槽
１４…種瓦
１６…隙間
１７…上部側壁部材
２０…凸状部
２２…第２の冷却装置

Claims

溶融槽の側壁部を形成する種瓦の上方に、上部側壁部材を備えてなるガラス溶融炉において、前記上部側壁部材が、前記種瓦の内壁面より槽内方に突出するよう設けられていることを特徴とするガラス溶融炉。
種瓦と上部側壁部材との間に所定寸法の隙間が設けられていると共に、前記隙間に冷却装置が配設されていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶融炉。
前記冷却装置が、上部側壁部材に配設されていることを特徴とする請求項２記載のガラス溶融炉。
上部側壁部材が、槽内側下端部分に下方に突出する凸状部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガラス溶融炉。