JP5980920B2 - ガラス溶融装置および方法 - Google Patents
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Description
i)m個の第1バーナーに供給される量DA2の第1オキシダントから完全に分離する、
ii)m個の第1バーナーに供給される量DA2の第1オキシダントと完全に混合する、または
iii)量DA2の第1オキシダントと部分的に混合し、量DA2の第1オキシダントから部分的に分離する。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]
溶融炉中でのガラス溶融方法であって、
・前記方法は、
i.空気および酸素富化空気のうちから選択される第1オキシダント、および
ii.酸素含有量が80%vol〜100%vol、好ましくは90%vol〜100%volの第2オキシダント
を使用し、前記第2オキシダントの酸素含有量は、前記第1オキシダントの酸素含有量よりも多く、
・前記溶融炉は、
i.チャンバー内での燃料の燃焼用のn個のバーナーを備えた溶融チャンバーであって、前記n個のバーナー(ここでn≧1とし、前記n個のバーナーのうちm個は第1バーナーであり、1≦m≦nとする)は、熱エネルギーおよび温度が1000℃〜1600℃の高温排ガス流を前記チャンバーからの出口で生じさせる溶融チャンバー、および
ii.予熱設備
を含み、
方法においては:
・固形原料を前記溶融チャンバー内で溶融させて溶融ガラスを得、
・前記チャンバーからの前記高温排ガス流を前記予熱設備の中に導入し、
・熱伝導流体流を、前記予熱設備における第1熱交換器中で前記高温排ガス流との熱交換によって加熱することにより、冷却された排ガス流と、600℃〜900℃の温度を有する加熱された熱伝導流体流とを生成し、
そして
・前記方法の第1段階において:
−第1オキシダントを熱伝導流体として使用し、
−第2オキシダントの流れを、前記予熱設備における第2熱交換器中で、前記加熱された熱伝導流体流との熱交換によって予熱することにより、400℃〜650℃の温度の予熱された前記第2オキシダントの流れと、350℃〜650℃の中程度の温度の熱伝導流体流とを生成し、
−量DO1の予熱された前記第2オキシダントの前記流れ(DO1>0Nm 3 )を、前記m個の第1バーナーに燃焼酸化剤として供給し、
・第2段階において:
−量DO2の前記第2オキシダントおよび量DA2の前記第1オキシダント(DO1>DO2>0Nm 3 およびDA2>0Nm 3 )を、燃焼酸化剤として、前記m個の第1バーナーに供給し、
−前記量DA2の前記第1オキシダントを、前記加熱された熱伝導流体流の対応する部分の状態を主として、前記m個の第1バーナーに供給し、
−前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記m個の第1バーナーに供給し、
〇前記量DA2の前記第1オキシダントから完全に分離し、または
〇前記量DA2の前記第1オキシダントと完全に混合し、または
〇前記量DA2の前記第1オキシダントと部分的に混合し、前記量DA2の前記第1オキシダントから部分的に分離し、
−i.前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記予熱設備における第1熱交換器の上流側で前記第1オキシダントと部分的にまたは完全に混合する場合、結果として得られる混合物を熱伝導流体として使用し、そして
ii.前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記第1熱交換器の前記上流側で前記量DA2の前記第1オキシダントとは混合せず、前記第1熱交換器の下流側でのみ、部分的にもしくは完全に混合する、または全く混合しない場合、前記第1オキシダントを熱伝導流体として使用する
ようにすることを特徴とする方法。
[2]
[1]に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、21%vol〜40%volに等しい酸素含有量を有する方法。
[3]
[2]に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、21%vol〜25%volに等しい酸素含有量を有する方法。
[4]
[1]に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、40%vol〜90%volの酸素含有量を有する方法。
[5]
[1]〜[4]の何れか1項に記載の方法であって、前記溶融炉が、縦型バーナー炉または横型バーナー炉である方法。
[6]
[1]〜[5]の何れか1項に記載の方法であって、m=nである方法。
[7]
[1]〜[6]の何れか1項に記載の方法であって、前記予熱設備を、前記溶融チャンバーの下流側で燃料を予熱するためにも使用する方法。
[8]
ガラス溶融設備であって、
・i.燃料源(10)、
ii.空気または酸素富化空気からなる第1オキシダントの第1源(20)、
iii.酸素含有量が80%vol〜100%vol、好ましくは90%vol〜100%volで、前記第1オキシダントの酸素含有量より多い、第2オキシダントの第2源(30)
を含む供給ユニット:
・i.n個のバーナーを備えた溶融チャンバー(100)であって(n≧1)、前記チャンバー(100)内で、燃料を燃焼して熱エネルギーおよび高温排ガス流を生成し、前記溶融チャンバー(100)が高温排ガス流を排気するための排ガス用出口(120)も含む前記溶融チャンバー(100)、
ii.予熱設備(210、220)
を含む溶融炉:
・前記供給ユニット(10、20、30)、前記予熱設備(210、220)および前記溶融チャンバー(100)を接続する管のネットワーク
を含むガラス溶融設備であって、
・前記n個のバーナーのうちm個(1≦m≦n)は第1バーナー(110)であり、そして
・前記予熱設備が
i.前記第1オキシダントを含む熱伝導流体流を、前記高温排ガス流との熱交換によって加熱するための第1熱交換器(210)であって、管ネットワークが、前記溶融チャンバー(100)からの排ガスの出口(120120)を、前記第1熱交換器(210)からの前記高温排ガス流の入口まで接続し、前記第1源(20)を、前記第1熱交換器(210)からの加熱される前記熱伝導流体の入口まで接続する前記第1熱交換器(210)、
ii.加熱された熱伝導流体流との熱交換によって前記第2オキシダントの流れを予熱するための第2熱交換器(220)であって、前記管ネットワークが、前記第2源(30)を、前記第2熱交換器(220)の前記第2オキシダントの入口まで接続し、前記第1熱交換器(210)からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記第2熱交換器(220)からの加熱された熱伝導流体流の入口まで接続し、前記第2熱交換器(220)の高温流の出口を、前記m個の第1バーナー(110)の燃焼酸化剤用入口と接続する第2熱交換器(220)
を含み、
・前記管ネットワークが、前記第1熱交換器からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記m個の第1バーナーの燃焼酸化剤の入口までも接続し、
・前記管ネットワークが、前記m個の第1バーナー(110)への前記第1オキシダントの量の調節および分配、ならびに前記m個の第1バーナー(110)への前記第2オキシダントの量の調節および分配のための調節および分配システム(400)を備える
ことを特徴とするガラス溶融設備。
[9]
[8]に記載の設備であって、前記調節および分配システムが、前記第2源(30)に接続される調節ユニット(400)を含み、前記第2オキシダントの利用可能な量または体積を検出し、好ましくは前記m個の第1バーナー(110)への前記第1および第2の各オキシダントの量を、検出された利用可能な量または体積に応じて調節もする設備。
[10]
[8]または[9]の1項に記載の設備であって、前記供給ユニットが、第2オキシダントの予備タンクも含む設備。
[11]
[8]〜[10]の1項に記載の設備であって、m=nである設備。
[12]
[8]〜[11]の何れか1項に記載の設備であって、前記管ネットワークが、前記第1熱交換器(210)からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記第2熱交換器(220)を通らずに、前記m個の第1バーナー(110)の燃焼酸化剤の入口と接続する設備。
[13]
[8]〜[12]の何れか1項に記載の設備であって、燃焼酸化剤の前記第1源が、管路、第1液化燃焼酸化剤のタンクまたは空気ガス分離設備である設備。
[14]
[8]〜[13]の何れか1項に記載の設備であって、前記供給ユニットが、第2オキシダントの予備タンクも含む設備。
[15]
[8]〜[14]の何れか1項に記載の設備であって、前記設備が、縦型バーナーまたは横型バーナーを有する溶融炉を含む設備。
Claims (16)
- 溶融炉中でのガラス溶融方法であって、
・前記方法は、
i.空気および酸素富化空気のうちから選択される第1オキシダント、および
ii.酸素含有量が80%vol〜100%volの第2オキシダント
を使用し、前記第2オキシダントの酸素含有量は、前記第1オキシダントの酸素含有量よりも多く、
・前記溶融炉は、
i.チャンバー内での燃料の燃焼用のn個のバーナーを備えた溶融チャンバーであって、前記n個のバーナー(ここでn≧1とし、前記n個のバーナーのうちm個は第1バーナーであり、1≦m≦nとする)は、熱エネルギーおよび温度が1000℃〜1600℃の高温排ガス流を前記チャンバーからの出口で生じさせる溶融チャンバー、および
ii.予熱設備
を含み、
方法においては:
・固形原料を前記溶融チャンバー内で溶融させて溶融ガラスを得、
・前記チャンバーからの前記高温排ガス流を前記予熱設備の中に導入し、
・熱伝導流体流を、前記予熱設備における第1熱交換器中で前記高温排ガス流との熱交換によって加熱することにより、冷却された排ガス流と、600℃〜900℃の温度を有する加熱された熱伝導流体流とを生成し、
そして
・前記方法の第1段階において:
−第1オキシダントを熱伝導流体として使用し、
−第2オキシダントの流れを、前記予熱設備における第2熱交換器中で、前記加熱された熱伝導流体流との熱交換によって予熱することにより、400℃〜650℃の温度の予熱された前記第2オキシダントの流れと、350℃〜650℃の中程度の温度の熱伝導流体流とを生成し、
−量DO1の予熱された前記第2オキシダントの前記流れ(DO1>0Nm3)を、前記m個の第1バーナーに燃焼酸化剤として供給し、
・第2段階において:
−量DO2の前記第2オキシダントおよび量DA2の前記第1オキシダント(DO1>DO2>0Nm3およびDA2>0Nm3)を、燃焼酸化剤として、前記m個の第1バーナーに供給し、
−前記量DA2の前記第1オキシダントを、前記加熱された熱伝導流体流の対応する部分の状態を主として、前記m個の第1バーナーに供給し、
−前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記m個の第1バーナーに供給し、
〇前記量DA2の前記第1オキシダントから完全に分離し、または
〇前記量DA2の前記第1オキシダントと完全に混合し、または
〇前記量DA2の前記第1オキシダントと部分的に混合し、前記量DA2の前記第1オキシダントから部分的に分離し、
−i.前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記予熱設備における第1熱交換器の上流側で前記第1オキシダントと部分的にまたは完全に混合する場合、結果として得られる混合物を熱伝導流体として使用し、そして
ii.前記量DO2の前記第2オキシダントを、前記第1熱交換器の前記上流側で前記量DA2の前記第1オキシダントとは混合せず、前記第1熱交換器の下流側でのみ、部分的にもしくは完全に混合する、または全く混合しない場合、前記第1オキシダントを熱伝導流体として使用する
ようにすることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、21%vol〜40%volに等しい酸素含有量を有する方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、21%vol〜25%volに等しい酸素含有量を有する方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記第1オキシダントが、40%vol〜90%volの酸素含有量を有する方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記第2オキシダントが、90%vol〜100%volの酸素含有量を有する方法。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の方法であって、前記溶融炉が、縦型バーナー炉または横型バーナー炉である方法。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の方法であって、m=nである方法。
- 請求項1〜7の何れか1項に記載の方法であって、前記予熱設備を、前記溶融チャンバーの下流側で燃料を予熱するためにも使用する方法。
- ガラス溶融設備であって、
・i.燃料源(10)、
ii.空気または酸素富化空気からなる第1オキシダントの第1源(20)、
iii.酸素含有量が80%vol〜100%volで、前記第1オキシダントの酸素含有量より多い、第2オキシダントの第2源(30)
を含む供給ユニット:
・i.n個のバーナーを備えた溶融チャンバー(100)であって(n≧1)、前記チャンバー(100)内で、燃料を燃焼して熱エネルギーおよび高温排ガス流を生成し、前記溶融チャンバー(100)が高温排ガス流を排気するための排ガス用出口(120)も含む前記溶融チャンバー(100)、
ii.予熱設備(210、220)
を含む溶融炉:
・前記供給ユニット(10、20、30)、前記予熱設備(210、220)および前記溶融チャンバー(100)を接続する管のネットワーク
を含むガラス溶融設備であって、
・前記n個のバーナーのうちm個(1≦m≦n)は第1バーナー(110)であり、そして
・前記予熱設備が
i.前記第1オキシダントを含む熱伝導流体流を、前記高温排ガス流との熱交換によって加熱するための第1熱交換器(210)であって、管ネットワークが、前記溶融チャンバー(100)からの排ガスの出口(120)を、前記第1熱交換器(210)からの前記高温排ガス流の入口まで接続し、前記第1源(20)を、前記第1熱交換器(210)からの加熱される前記熱伝導流体の入口まで接続する前記第1熱交換器(210)、
ii.加熱された熱伝導流体流との熱交換によって前記第2オキシダントの流れを予熱するための第2熱交換器(220)であって、前記管ネットワークが、前記第2源(30)を、前記第2熱交換器(220)の前記第2オキシダントの入口まで接続し、前記第1熱交換器(210)からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記第2熱交換器(220)からの加熱された熱伝導流体流の入口まで接続し、前記第2熱交換器(220)の高温流の出口を、前記m個の第1バーナー(110)の燃焼酸化剤用入口と接続する第2熱交換器(220)
を含み、
・前記管ネットワークが、前記第1熱交換器からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記m個の第1バーナーの燃焼酸化剤の入口までも接続し、
・前記管ネットワークが、前記m個の第1バーナー(110)への前記第1オキシダントの量の調節および分配、ならびに前記m個の第1バーナー(110)への前記第2オキシダントの量の調節および分配のための調節および分配システム(400)を備える
ことを特徴とするガラス溶融設備。 - 請求項9に記載の設備であって、前記調節および分配システムが、前記第2源(30)に接続される調節ユニット(400)を含み、前記第2オキシダントの利用可能な量または体積を検出し、前記m個の第1バーナー(110)への前記第1および第2の各オキシダントの量を、検出された利用可能な量または体積に応じて調節もする設備。
- 請求項9または10の1項に記載の設備であって、前記供給ユニットが、第2オキシダントの予備タンクも含む設備。
- 請求項9〜11の何れか1項に記載の設備であって、m=nである設備。
- 請求項9〜12の何れか1項に記載の設備であって、前記管ネットワークが、前記第1熱交換器(210)からの前記加熱された熱伝導流体流の出口を、前記第2熱交換器(220)を通らずに、前記m個の第1バーナー(110)の燃焼酸化剤の入口と接続する設備。
- 請求項9〜13の何れか1項に記載の設備であって、燃焼酸化剤の前記第1源が、管路、第1液化燃焼酸化剤のタンクまたは空気ガス分離設備である設備。
- 請求項9〜14の何れか1項に記載の設備であって、前記供給ユニットが、第2オキシダントの予備タンクも含む設備。
- 請求項9〜15の何れか1項に記載の設備であって、前記設備が、縦型バーナーまたは横型バーナーを有する溶融炉を含む設備。
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