JPH11240727A - 溶融ガラスの減圧脱泡装置 - Google Patents
溶融ガラスの減圧脱泡装置Info
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Abstract
加熱する際に、十分な温度まで、温度をコントロールし
ながら均一に上昇させる。 【解決手段】溶融ガラスの流路が耐火性炉材で構成され
る溶融ガラスの減圧脱泡装置を運転する前に、予備加熱
用バーナの酸素富化濃度を変化して燃焼温度をコントロ
ールし、排気を減圧脱泡槽の上端に連通する排気用煙突
から排出することによって予備加熱する。
Description
る溶融ガラスから気泡を除去するための溶融ガラスの減
圧脱泡装置の技術分野に属する。
を向上させるために、溶融炉で溶融した溶融ガラスを成
形装置で成形する前に溶融ガラス内に発生した気泡を除
去する減圧脱泡装置が用いられている。このような従来
の減圧脱泡装置を図6に示す。図6に示す減圧脱泡装置
110は、溶解槽120内の溶融ガラスGを減圧脱泡処
理して、次の処理槽に連続的に供給するプロセスに用い
られるものであって、真空吸引されて内部が減圧される
減圧ハウジング112内に水平に減圧脱泡槽114が設
けられ、その両端部に、下方に向かって垂直に取り付け
られた上昇管116および下降管118が配置されてい
る。
通する上流側ピット122の溶融ガラスG内に浸漬され
ており、上端が減圧脱泡槽114に連通していて、脱泡
処理前の溶融ガラスGを上流側ピット122から吸引上
昇させて減圧脱泡槽114に導入する。下降管118
は、同様に、下端が次の処理槽(図示せず)に連通する
下流側ピット124の溶融ガラスG内に浸漬されてお
り、上端が減圧脱泡槽114に連通していて、脱泡処理
後の溶融ガラスGを減圧脱泡槽114から下降させて下
流側ピット124に導出する。そして、減圧ハウジング
112内において、減圧脱泡槽114、上昇管116お
よび下降管118の周囲には、これらを断熱被覆する断
熱レンガなどの断熱材130が配設されている。
ステンレス製の筐体であり、外部から真空ポンプ(図示
せず)等によって真空吸引されて内部が減圧され、内部
に設けられた減圧脱泡槽114内を所定の圧力、例えば
1/20〜1/3気圧に減圧して維持する。
は、下降管118の出口温度、すなわち次の溶融ガラス
の成形処理槽入口での温度が所定温度、例えば1000
℃〜1300℃に制限されているので、高温、例えば1
200〜1400℃の温度の溶融ガラスGを処理するよ
うに構成されているので、本出願人の出願に係る特開平
2−221129号公報に開示されているように、減圧
脱泡槽114、上昇管116および下降管118などの
ように溶融ガラスGと直接接触する溶融ガラスの流路
は、通常、白金または白金ロジウムのような白金合金な
どの貴金属製円管で構成されている。
116および下降管118などの溶融ガラスの流路を白
金または白金合金などの貴金属製円管で構成するのは、
高温の溶融ガラスGと接触する際に、これら貴金属は溶
融ガラスとの高温反応性が低く、高温の溶融ガラスと反
応して溶出することによって溶融ガラスに不純物を混入
させることがなく、かつ、高温での強度がある程度確保
できるからである。特に、減圧脱泡槽114を貴金属製
円管で構成するのは、上記理由に加え、上述したよう
に、減圧脱泡装置110内での溶融ガラスGの温度低下
を補償し、成形処理槽入口温度を所定温度(1000℃
〜1300℃)に維持するため、貴金属製円管自体に電
流を流して自己発熱させ、円筒内の溶融ガラスGを均一
に加熱し、溶融ガラスGの温度を所定の温度に保持する
ためである。
管で構成する際には、白金などの貴金属は非常に高価な
ので、肉厚を厚くすることは直ちにコストを大幅に上昇
させることになり、コストおよび強度の両方の点から円
管の直径には限界があり、円管の直径をあまり大きくす
ることはできず、そのために、減圧脱泡槽114で脱泡
処理できる溶融ガラスGの流量にも限界が生じ、大流量
の減圧脱泡装置を構築できないという問題があった。
反応させることによって得られるので、溶解する際に
は、溶解槽120の温度は高い方が好ましく、また、減
圧脱泡する際にも、高温では溶融ガラスGの粘度が低く
なるので温度は高い方が好ましい。しかしながら、高温
強度の点などから減圧脱泡槽114などに貴金属合金を
用いる必要がある一方で、貴金属は高価なものであり、
コストの点から円管の肉厚をあまり厚くすることはでき
ず、白金などの貴金属を用いたとしても高温になるにし
たがって強度が低下することは避けられないので、減圧
脱泡装置110の入口での溶融ガラスGの温度は、上述
した所定温度(1200〜1400℃)に制限されてい
る。
6および下降管118を貴金属合金よりも安価な耐火性
の電鋳レンガで構成し、貴金属合金の場合と同様に溶融
ガラスを連続的に減圧脱泡処理することができれば、白
金などの貴金属合金を用いる場合に比べて、コストの点
から使用量を制限したり、それに伴う強度低下の点から
大きさを制限したりする必要性はなくなり、装置設計の
自由度が飛躍的に向上し、大流量の減圧脱泡装置の構築
が可能になるとともに、より高温での減圧脱泡処理も可
能になるものと考えられる。
泡槽114を耐火性の電鋳レンガで構成すると、以下の
ような問題がある。すなわち、従来技術の白金などの貴
金属合金を用いた減圧脱泡槽114では、貴金属製円管
自体に電流を流して自己発熱させることが可能であり、
この貴金属製円管自体の自己発熱によって円筒内の溶融
ガラスGを均一に加熱して溶融ガラスGの温度を所定の
温度に保持するための熱源として、あるいは、溶融ガラ
スの減圧脱泡装置の運転を開始する際に、最初に上流側
ピット122から吸引上昇されて減圧脱泡槽114に導
入される溶融ガラスGの温度低下するのを防止し、最悪
の場合でも導入溶融ガラスGが冷却されて固化するのを
防止するために、溶融ガラスGを導入する前に予め、減
圧脱泡槽114、上昇管116および下降管118など
を予備加熱する熱源として使用可能であったが、減圧脱
泡槽114、さらには上昇管および下降管も含め、これ
らを耐火性の電鋳レンガで構成すると、この熱源がなく
なることになる。
スGの温度を上述した所定温度(1200〜1400
℃)に維持することは、上流側ピット122から吸引上
昇される溶融ガラスGの温度を上げ、あるいは、減圧脱
泡処理する溶融ガラスGの流量を大きくして減圧脱泡槽
114内の溶融ガラスGの冷却を防止することによって
解消できるが、溶融ガラスGを導入する前の減圧脱泡槽
114、上昇管116および下降管118の予備加熱の
ための熱源については、代替できるものがない。
16および下降管118内に加熱装置、例えば電気ヒー
タなどを設置し、溶融ガラスGの導入前の予備加熱を行
うことが考えられるが、上昇管116および下降管11
8では、溶融ガラスGの導入後、運転中溶融ガラスGと
ヒータが常時直接接触することになるため、高温の溶融
ガラスGとの反応性の問題など、現在簡単に解決できな
い問題が新たに生じたり、減圧脱泡槽114では、溶融
ガラスGと電気ヒータなどが接触しない工夫が必要とな
るし、減圧脱泡槽114に電気ヒータなどを設置するた
めの加工が必要となり、減圧脱泡装置110の構成が複
雑化してしまうという問題が生じる。
周囲に加熱装置を設けて溶融ガラスGを加熱することも
考えられるが、この加熱装置では、減圧脱泡槽114自
体を予備加熱する際の熱源としては適当ではなく、特に
減圧脱泡槽114、さらには上昇管116および下降管
118などを溶融ガラスGの温度の近傍の所定温度まで
均一に予備加熱することは困難であり、さらに、断熱材
130の内部に加熱装置例えば、電気ヒータのための加
工をしたり、あるいは断熱材130の構造を変えたりし
なければならないので、減圧脱泡装置110の構成とし
てシンプルなものにすることができないという問題が生
じる。
下端にバーナを配置して、このバーナの燃焼熱で予備加
熱することも考えられるが、通常のバーナの燃焼温度は
1200℃程度であり、上昇管116、下降管118お
よび減圧脱泡槽114は約1000℃程度までしか加熱
できないので、予備加熱する熱源としての温度が不足
し、必要な温度、例えば1350℃±50℃まで予備加
熱をすることができず、さらに、上昇管116および下
降管118の下端部分の温度上昇に比べ、減圧脱泡槽1
14の温度上昇は低く、全体の温度を所要の温度まで均
一に上昇させることはできないという問題がある。
化には弱く、予備加熱する際に急激な温度変化があると
電鋳レンガの内部と外部との間に熱膨脹の差が生じて電
鋳レンガにクラックが発生し、電鋳レンガが割れたり剥
離を生じて減圧脱泡装置110の耐用期間が大幅に短縮
されることになるという問題がある。また、予備加熱す
る際に上述の必要な温度まで予備加熱をすることができ
ないと、溶融ガラスGを吸引上昇させる際に溶融ガラス
Gが冷却して固化し、上昇管116または減圧脱泡槽1
14あるいは下降管118を閉塞して、減圧脱泡装置1
10を使用不能にするという問題を生じることになる。
解決することにあり、減圧脱泡槽、上昇管および下降管
などを白金などの貴金属合金よりも安価な耐火性の炉材
で構成することによって、装置設計の自由度を向上さ
せ、大流量の減圧脱泡装置の構築を可能にするととも
に、より高温での減圧脱泡処理も可能にし、かつ、運転
開始に際し、溶融ガラスを導入する前に減圧脱泡槽、上
昇管および下降管を予め、予備加熱して、十分な温度ま
で温度を上昇させ、減圧脱泡槽、上昇管および下降管の
溶融ガラスと接触する部分の温度を溶融ガラスGの温度
に近い所要の温度まで、温度をコントロールしながら均
一に上昇させることのできる溶融ガラスの減圧脱泡装置
を提供することにある。
に、本発明は、真空吸引されて内部が減圧される減圧ハ
ウジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガ
ラスの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に
連通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇
させて前記減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱
泡槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前
記減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管とを具備
し、前記減圧脱泡槽、前記上昇管および前記下降管の溶
融ガラスの流路が耐火性炉材で構成される溶融ガラスの
減圧脱泡装置において、前記上昇管および前記下降管の
下端に配置され、酸素富化濃度を変化することができる
予備加熱用バーナと、前記減圧脱泡槽の上端に連通して
配置される排気用煙突とを有する予備加熱装置を具備
し、前記溶融ガラスの減圧脱泡装置を運転する前に、前
記予備加熱装置を所定の位置に配置し、前記上昇管およ
び前記下降管の下端に配置された前記予備加熱用バーナ
の酸素富化濃度を変化して燃焼温度をコントロールし、
前記予備加熱用バーナの燃焼による排気を前記減圧脱泡
槽の上端に連通する前記排気用煙突から排出することに
よって溶融ガラスの減圧脱泡装置を予備加熱することを
特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供するもので
ある。また、前記排気用煙突には、排気の流れを制御す
るドラフトコントロール用バーナと、排気の量を制御す
るダンパとを有するドラフトコントロール装置を具備す
ることが好ましい。
脱泡装置について、添付の図面に示される好適実施例を
もとに詳細に説明する。
置の定常運転時における概略断面図を示す。図1に示す
ように、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置10は、溶
解槽20に連通する上流側ピット22内から溶融ガラス
Gを減圧脱泡槽14に吸引上昇させて、減圧された減圧
脱泡槽14において減圧脱泡処理を行い、図示しない次
の処理槽、例えばフロートバスなどの板状の成形処理槽
や瓶などの成形作業槽などに連通する下流側ピット24
に連続的に供給するプロセスに用いられるもので、基本
的に、減圧ハウジング12、減圧脱泡槽14、上昇管1
6および下降管18からなっている。
減圧する際の気密性を確保するための圧力容器として機
能するものであり、本実施例では、ほぼ門型に形成され
ている。この減圧ハウジング12は、減圧脱泡槽14に
必要とされる気密性および強度を有するものであれば、
その材質、構造は特に限定されるものではないが、金属
製、特にステンレス製とすることが好ましい。減圧ハウ
ジング12には、右上部に真空吸引して内部を減圧する
吸引口12cが設けられており、図示しない真空ポンプ
によって真空吸引されて減圧ハウジング12の内部が減
圧され、そのほぼ中央部に配置された減圧脱泡槽14内
を所定の圧力、例えば、1/20〜1/3気圧に減圧し
て維持するように構成されている。
圧脱泡槽14が水平に配置され、この減圧脱泡槽14の
左端部には上昇管16の上端部が、減圧脱泡槽14の右
端部には下降管18の上端部がそれぞれ下方に向かって
垂直に連通されている。そして、上昇管16および下降
管18は門型に形成された減圧ハウジング12の脚部1
2a,12bをそれぞれ貫通するように配設されてい
る。上昇管16および下降管18の下端は、それぞれ溶
解槽20に連通する上流側ピット22および図示しない
次の処理槽に連通する下流側ピット24の溶融ガラスG
内に浸漬されている。
グ12を図示しない真空ポンプ等によって真空吸引する
ことによって、減圧脱泡槽14内を所定の圧力(1/2
0〜1/3気圧)に減圧して維持するために、減圧ハウ
ジング12と連通する吸引孔14a,14bが設けられ
ている。減圧ハウジング12と、減圧脱泡槽14、上昇
管16および下降管18との間は、断熱レンガなどの断
熱材30で充填されて断熱被覆されているが、この断熱
材30は、減圧脱泡槽14の真空吸引の支障とならない
ように、通気性を有する断熱材によって構成される。
熱の際に排気を外部に排出するためのドラフト管34
が、断熱材30と減圧ハウジング12とを貫通して設け
られている。このドラフト管34は、減圧脱泡装置10
が定常運転している際には、蓋36で気密に閉じられて
いて、減圧ハウジング12内を所定の圧力に減圧して維
持するのに支障のないように構成されている。また、ド
ラフト管34を有する場合には、減圧ハウジング12に
設けられた吸引口12c、減圧脱泡槽14に設けられた
吸引孔14a,14bを廃止して、このドラフト管34
の蓋36に吸引口(図示せず)を設けて、この吸引口か
ら図示しない真空ポンプによる真空吸引を行って、減圧
脱泡槽14内を所定の圧力に減圧して維持するようにし
てもよい。
圧脱泡槽14、上昇管16および下降管18がいずれも
溶融ガラスに対して耐食性のある耐火性炉材、例えば電
鋳レンガで形成される。すなわち、減圧脱泡装置10に
おける溶融ガラスGと直接接触する溶融ガラスGの流路
を上記炉材で形成することにより、従来から用いられて
きた白金または白金合金製のものよりもコストが大幅に
低減するので、自由な形状で、かつ自由な厚さに設計す
ることが可能となり、減圧脱泡装置10の大容量化が実
現するとともに、より高温での減圧脱泡処理も行えるよ
うになる。また、上記炉材であれば、一般の耐火性レン
ガと比べ高温での耐久性に優れ、成分の溶出も最小限に
することができることから、溶融ガラスへの溶出もほと
んどなく、通常の場合には無視することができる。
び下降管18の形状は少なくとも筒状管であれば特に限
定されず、その断面形状は円状または角状とすることが
できる。耐火性炉材を用いて減圧脱泡槽14、上昇管1
6および下降管18を構築する方法は、特に制限的では
なく、例えば小さい直方体の耐火性炉材を積み上げ、そ
の間の目地の部分を目地材で埋めて、所定長の筒状管を
形成してもよいし、円筒状もしくは角筒状に鋳込み成形
した筒状の耐火性炉材を一列に積み重ねて、その間の目
地の部分を目地材で埋め、所定長の筒状管を形成しても
よい。
に対する耐食性炉材としては、耐火原料を電気溶融した
後所定形状に鋳込み成形する、いわゆる電鋳レンガだけ
に限定されず、耐火原料を加圧成形した後焼成する結合
レンガもその中に含まれる。代表例としては、ジルコニ
ア系電鋳レンガ、例えばZB(Al2 O3 −ZrO2 −
SiO2 )、アルミナ系電鋳レンガ、例えばMB(Al
2 O3 )、高ジルコニア系電鋳レンガ、例えばZB−x
950(ZrO2 )、ジルコン系結合レンガ、例えばZ
R(ZrO2 −SiO2 )、ジルコンアルミナ系結合レ
ンガ、例えばZM(Al2 O3 −ZrO2 −Si
O 2 )、ハイアルミナ系結合レンガ、例えばCW(Al
2 O3 −SiO2 )、クロム系結合レンガ(Cr2 O3
−Al2 O3 −ZrO2 )(いずれも旭硝子(株)製)
等が例示される。なお、以下の説明では、耐食性炉材と
して電鋳レンガを使用した例について説明する。
10の定常運転時における作用を説明する。減圧脱泡槽
14は、図示しない真空ポンプによって真空吸引され
て、所定の圧力、例えば1/20〜1/3気圧に減圧し
て維持されているので、溶融ガラスGは、上流側ピット
22または下流側ピット24の液面の気圧(大気圧)と
減圧ハウジング12内の気圧の差によって、上昇管16
または下降管18を通って減圧脱泡槽14に吸引上昇さ
れ、サイフォンとなって、上流側ピット22と下流側ピ
ット24における溶融ガラスGの液面の高さの差に従っ
て下流側ピット24に流出する。
ピット24の溶融ガラスGの液面の高さと減圧脱泡槽1
4に吸引上昇された溶融ガラスGの液面の高さの差は、
減圧脱泡槽14内の減圧された圧力によって異なるが、
ほぼ、2.5m〜3.5m程度となり、減圧脱泡槽14
内の溶融ガラスGの流量は、溶融ガラスGの粘度(温
度)と上流側ピット22と下流側ピット24の溶融ガラ
スGの液面の高さの差とによって定まる。
ラスGは、減圧脱泡槽14内が1/20〜1/3気圧に
減圧されているので、溶融ガラスGに含まれた気泡が容
易に液面に上昇して破泡する。減圧脱泡装置10は、こ
のようにして、溶融ガラスGから含まれている気泡を除
去するものである。もちろん、溶融ガラスGの粘度は、
高温になるに従って低くなるので、溶融ガラスGが高温
になるほど溶融ガラスGに含まれている気泡を除くこと
が容易になり、溶融ガラスGの流動性が高くなって、減
圧脱泡槽14内を通過して脱泡処理される溶融ガラスG
の流量も多くなる。
には、溶融ガラスGを減圧脱泡装置10内に導入するに
先立って、減圧脱泡槽14、上昇管16および下降管1
8の内面(溶融ガラスGの流路)を溶融ガラスGと同じ
程度の温度、例えば1350℃±50℃に予備加熱して
おかなければならない。そこで、図2に、本発明の溶融
ガラスの減圧脱泡装置の予備加熱時における概略断面図
を示す。
脱泡装置10は上下流側ピット22および24に対して
上昇しており、上昇管16および下降管18の下端は、
上流側ピット22と下流側ピット24の溶融ガラスGの
液面から離れており、減圧脱泡槽14、上昇管16およ
び下降管18の内部には溶融ガラスGが存在しない状態
となっている。この状態において、溶融ガラスGと同じ
程度の温度まで減圧脱泡槽14、上昇管16および下降
管18などを予備加熱する。
加熱装置として、上昇管16および下降管18の下端
に、酸素富化濃度を変化することができる予備加熱用バ
ーナ38,40が配置されており、減圧脱泡槽14の上
端に連通して排気用煙突42が配置されている。なお、
予備加熱に際し、予備加熱用バーナ38および40を上
下流ピット22および24に配置する場合には、上下流
ピット22および24の上側の開放部分にカバー23お
よび25を設けておくのが、効率よく予備加熱し、温度
上昇させるのに好ましい。これらの予備加熱装置は、本
発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置10の定常運転時にお
ける概略断面図を示す図1からも明らかなように、定常
運転時には配置されていないものであり、減圧脱泡装置
10を運転する前の予備加熱時の減圧脱泡装置10が上
昇している時のみに一時的に配置され、予備加熱のみに
使用されるものである。
に供給する空気の酸素富化濃度を変化することができる
ものであり、酸素の付加装置によって空気に酸素を付加
して、酸素富化した空気としてバーナに供給するもので
あって、この酸素富化濃度は、酸素の付加装置において
付加する酸素の量を制御することによって任意に変化す
ることができる。予備加熱用バーナ38および40の構
成については、後述する。
空気を供給するときには、燃焼温度は約1200℃程度
が限度であり、酸素のみを供給するときには、約200
0℃またはそれ以上に上昇する。減圧脱泡装置10の予
備加熱の場合には、減圧脱泡槽14、上昇管16および
下降管18などを溶融ガラスGの温度に近い1350℃
±50℃程度に加熱することが求められるので、燃焼温
度は約1500〜1600℃にする必要がある。しかし
ながら、前述したように、通常の空気による燃焼では、
燃焼ガスの温度が1200℃程度までしか上昇しないの
で、減圧脱泡装置10の減圧脱泡槽14、上昇管16お
よび下降管18などを1000℃までしか予備加熱する
ことができない。このため、本発明においては、10〜
20%程度の酸素を富化した空気を使用することによっ
て燃焼温度を約1500〜1600℃まで上昇させる。
置による酸素の付加量を制御することによって、燃焼温
度は比較的容易に制御することができるので、予備加熱
の最初の段階では、酸素の付加量を少なくして燃焼温度
を比較的低くし、徐々に酸素の付加量を多くして燃焼温
度を上げて、減圧脱泡槽14、上昇管16および下降管
18などに急激な温度変化を与えて、溶融ガラスGの流
路となる電鋳レンガにクラックや割れが生じないよう
に、緩やかに加熱することができる。
材30および減圧ハウジング12を貫通してドラフト管
34が配置されており、このドラフト管34の蓋36を
取り外して、排気用煙突42が接続されている。この排
気用煙突42は、ドラフト管34の蓋36と交換して取
り付けられるもので、上昇管16および下降管18の下
端に配置された予備加熱用バーナ38,40によって加
熱された空気の流れによって、上昇管16または下降管
18および減圧脱泡槽14の内面を加熱し、排気として
外部に排出するものである。
温度を上昇または下降させることによって排気の流れを
制御するドラフトコントロール用バーナ44およびエア
ノズル46と、排気の量を物理的に制御するダンパ48
などのドラフトコントロール装置を有している。ドラフ
トコントロール用バーナ44およびエアノズル46は、
煙突内の排気の温度が上昇すると排気の流れが速くな
り、排気の温度が下降すると排気の流れが遅くなること
を利用して排気の流れを制御するものであり、ダンパ4
8は、バタフライバルブなどのように煙突内の排気が通
過する断面積を変化させるものであって、煙突内を通過
する排気の量を物理的に制御する。
よび40として用いられる酸素富化燃焼バーナの一実施
例の模式図およびフローを示す。なお、本発明に用いら
れる酸素富化燃焼バーナはこれに限定されるわけではな
い。図3に示すように、本発明の予備加熱用バーナ38
(40)として用いられる酸素富化燃焼バーナ50は、
バーナ前板52の後部中心に燃料供給部54と、後部側
面に空気供給部56とを有し、バーナ前板52の前方に
設けられる円筒状火口58と、火口58の中心に向かっ
て斜め前方から酸素を噴出するように設けられた酸素吹
込ノズル60とを有する。燃焼バーナ50は、後部で燃
料供給部54から供給された燃料ガス、例えば都市ガス
13Aなどと、空気供給部56から供給された空気とを
混合して火口58から噴出させて、もしくは燃料ガスを
火口の中心から空気をその周囲から噴出させて燃焼させ
るとともに酸素吹込ノズル60から酸素を吹き込んで燃
料ガスの燃焼を促進し、燃焼ガスの温度を上げるもので
ある。
部54に供給する燃料ライン62は、図示しない燃料供
給源と、燃料ガスの圧力を減圧調整する圧力調整器(ガ
バナー)63Fと、燃料ガスの流量を計測する燃料ガス
流量計(圧力発信器)64Fと、燃料ガスの温度を計測
する燃料ガス温度計66Fと、燃料ガスの流量の調整を
行う燃料ガスコントロール弁68Fと、燃料ガスの圧力
を計測する燃料ガス圧力計70Fと、これらを接続する
配管とを有する燃料供給ライン62aと、燃料ライン6
2から圧力調整器63Fと流量計64Fとの間で分岐
し、燃料ガスの流量調整を行う燃料ガスコントロール弁
68Fと、フレキシブルホース72と、バーナ50に点
火するための先端の点火トーチ74と、これらを接続す
る配管とを有する点火ライン62bとで構成される。図
中点線で示されているように、流量計64F、温度計6
6F、コントロール弁68Fおよび圧力計70Fは電気
的に接続され、流量計64Fや圧力計70Fおよび温度
計66Fで燃料ガスの流量、圧力および温度を計測し、
計測された流量、圧力および温度を用いて計算機で計算
を行って、必要(または指定)流量の燃料ガスが燃料供
給ライン62aに流れるように、コントロール弁68F
で燃料ガスの流量が制御される。
に供給する空気供給ライン76は、ファン78と、空気
の流量を計測する空気流量計64Aと、空気の温度を計
測する空気温度計66Aと、空気の流量調整を行う空気
コントロール弁68Aと、空気の圧力を計測する空気圧
力計70Aと、これらを接続する配管とで構成される。
図中点線で示されているように、流量計64A、温度計
66A、コントロール弁68A、圧力計70Aは電気的
に接続され、流量計64Aや圧力計70Aおよび温度計
66Aによって空気の流量、圧力および温度を計測し、
計測された流量、圧力および温度から計算機で計算を行
って、必要(または指定)流量の空気が空気供給ライン
76を流れるようにコントロール弁68Aで空気の流量
が制御される。さらに、酸素富化燃焼を行うために酸素
吹込ノズル60に酸素を供給する酸素供給ライン80
は、図示しない酸素供給源と、酸素の圧力を減圧調整す
る圧力調整器63Oと、酸素の流量を計測する酸素流量
計64Oと、酸素の温度を計測する酸素温度計66O
と、酸素の流量調整を行う酸素コントロール弁68O
と、酸素の圧力を計測する酸素圧力計70Oと、これら
を接続する配管とで構成される。図中点線で示されてい
るように、流量計64O、温度計66O、コントロール
弁68Oおよび圧力計70Oは電気的に接続され、流量
計64Oや圧力計70Oおよび温度計66Oで酸素の流
量、圧力および温度を計測し、計測された流量、圧力お
よび温度から計算機で計算して、必要(または指定)流
量の酸素が酸素供給ライン80を流れるように、コント
ロール弁68Oで酸素の流量が制御される。
においては、予め燃料ライン62の点火ライン62bの
燃料ガスコントロール弁68Fを開いて点火トーチ74
から燃料ガスを流出させ、点火しておく。燃料ライン6
2の燃料供給ライン62aから燃料ガスコントロール弁
68Fによって開放され、流量調整され、燃料供給部5
4に供給される燃料ガスと、空気供給ライン76から空
気コントロール弁68Aによって流量調整され、空気供
給部56に供給される空気と、を火口58に噴出させ
て、先に点火されている点火ライン62bの点火トーチ
74によって点火する。こうして点火されたバーナ50
の火口58の中心に酸素供給ライン80から酸素コント
ロール弁68Oによって開放され、流量調整された酸素
を酸素吹出ノズル60から噴出させて、バーナ50にお
ける燃料を酸素富化燃焼させる。このようにして、バー
ナ50における酸素吹出ノズル60から噴出させる酸素
流量を10〜20%程度の酸素を富化した空気による燃
焼となるように、酸素コントロール弁68Oによって調
整し、バーナ50の燃焼ガスの温度を1500〜160
0℃程度に調整する。
加熱装置は、以上のように構成されているので、燃焼温
度が制御された加熱用バーナ38,40によって加熱さ
れ、加熱された空気は、ドラフトコントロール装置によ
って流れが制御されて減圧脱泡槽14、上昇管16およ
び下降管18の内面を加熱する。したがって、本発明の
予備加熱装置を使用することによって、所定の加熱曲線
で減圧脱泡槽14、上昇管16および下降管18の内面
を加熱することができ、溶融ガラスGの冷却による固化
や、耐火レンガの急激な加熱による破損等を確実に防止
することができる。
装置を運転する際の前工程としての予備加熱が終了する
と、減圧脱泡装置10の運転は、次の手順で行われる。
先ず、予備加熱用バーナ38,40を停止し、カバー2
3および25を取り外した後、予備加熱用バーナ38,
40を上昇管16および下降管18の下端の位置から取
り除く。同時にあるいはやや遅れて、排気用煙突42内
のドラフトコントロール装置による排気の制御を停止
し、ドラフト管34から排気用煙突42を取り外して、
ドラフト管34に蓋36をする。これらの作業は、予備
加熱された高温の雰囲気の中で行われるので、自動操作
によって自動的に行われることが好ましい。
昇管16および下降管18を上流側ピット22および下
流側ピット24の溶融ガラスGに浸漬する。次に、図示
しない真空ポンプを運転して真空吸引し、減圧ハウジン
グ12(減圧脱泡槽14)内を減圧する。このとき、上
流側ピット22および下流側ピット24には、所定の温
度の溶融ガラスGが満たされていなければならない。こ
のために、上流側ピット22と下流側ピット24は一時
的に連通されて、溶解槽20からの溶融ガラスGが同時
に双方のピット22,24に流入するようにすることが
好ましい。
ハウジング12(減圧脱泡槽14)内が所定の圧力まで
減圧されると、溶融ガラスGは減圧脱泡槽14の所定の
高さまで吸引上昇し、溶融ガラスGから気泡が液面に上
昇し、破泡して減圧脱泡処理が開始され、減圧脱泡装置
10の定常運転に移行する。そして、減圧脱泡処理され
た溶融ガラスGが下流側ピット24に連続的に供給され
る。
置10は、溶融ガラスGと直接接触するすべての部分、
すなわち上昇管16、減圧脱泡槽14および下降管18
のすべてを電鋳レンガで構成しているが、本発明はこれ
に限定されるわけではなく、図4に示す減圧脱泡装置8
2のように、一部を貴金属などで構成してもよい。図4
に示す減圧脱泡装置82は、図1および図2に示す減圧
脱泡装置10において上昇管16および下降管18の下
端にそれぞれ延長管26,28を設け、上昇管16およ
び下降管18が高温の溶融ガラスGに浸漬される部分の
みを白金または白金合金などの貴金属合金製の延長管2
6,28としたものである。
6,28が高温の溶融ガラスGに浸漬される部分は、そ
の内外面が高温の溶融ガラスGに浸漬されているので、
内面のみが、溶融ガラスGのみと接触している他の部分
よりも高温の溶融ガラスと反応しやすくなり、電鋳レン
ガが高温の溶融ガラスと反応して溶解し、溶融ガラスG
中に溶出して不純物として混入しやすくなる。
るプロセスにおいては、わずかでも電鋳レンガが溶融ガ
ラスG中に溶出することは好ましくないので、図4の実
施例のように、貴金属合金製の延長管26,28を使用
して電鋳レンガが溶融ガラスG中に溶出することを防止
することが好ましいが、通常のガラス製品においては、
電鋳レンガがわずかに溶融ガラスG中に溶出しても製品
に格別の支障が生じないことが多いので、このような場
合には、図1の実施例のように、上昇管16および下降
管18を直接溶融ガラスGに浸漬させて、装置設計の自
由度と、コストの低減を図ることが好ましい。
施例においては、減圧脱泡装置10および82自体に温
度低下した溶融ガラスGの加熱装置を備えていないもの
であるが、本発明はこれに限定されず、装置内に加熱装
置を備えたものであってもよい。例えば、図5に示す減
圧脱泡装置84のように、減圧ハウジング12内の上昇
管16および下降管18の外周に加熱装置、例えば電気
ヒータ86などを巻回するよう設けてもよい。
溶融ガラスGの流量を多くすることにより、溶融ガラス
G自体の潜熱も大きくなるので、減圧脱泡装置内、すな
わち上昇管16、減圧脱泡槽14および下降管18にお
いて溶融ガラスGの温度が低下しても、その温度低下は
小さく、溶融ガラスGの温度が、下降管18の出口で、
前述した所要の温度以下になることはないが、溶融ガラ
スGの流量が小さくなると、その潜熱も小さくなるの
で、下降管18の出口温度が上記所要温度より低くなる
ことがある。このように溶融ガラスGの流量が小さい場
合には、図5のようにヒータ86を上昇管16および下
降管18などに設けておくのが好ましい。
について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種
の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
れば、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去す
るための溶融ガラスの減圧脱泡装置において、高温の溶
融ガラスに対して十分な耐久性を確保しつつ、コストを
大幅に低減でき、ひいては装置の大容量化、減圧脱泡処
理温度の高温化などを図ることが可能である。従って、
大流量の溶融ガラスの減圧脱泡処理を高効率で行う用途
に極めて好適である。
の予備加熱装置は、以上のように構成されているので、
燃焼温度が制御された加熱用バーナによって加熱され、
加熱された空気は、ドラフトコントロール装置によって
流れが制御されて減圧脱泡槽、上昇管および下降管の内
面を加熱する。したがって、本発明の予備加熱装置を使
用することによって、所定の加熱曲線で減圧脱泡槽、上
昇管および下降管の内面を加熱することができ、溶融ガ
ラスの冷却による固化や、電鋳レンガの急激な加熱によ
る破損等を確実に防止することができる。
実施例の定常運転時における概略断面図である。
加熱時における概略断面図である。
熱用バーナの一実施例およびそのフローの概略を示すフ
ローシートである。
熱時における概略断面図を示す。
施例の予備加熱時における概略断面図を示す。
面図を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】真空吸引されて内部が減圧される減圧ハウ
ジングと、この減圧ハウジング内に設けられ、溶融ガラ
スの減圧脱泡を行う減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に連
通して設けられ、減圧脱泡前の溶融ガラスを吸引上昇さ
せて前記減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱泡
槽に連通して設けられ、減圧脱泡後の溶融ガラスを前記
減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管とを具備し、
前記減圧脱泡槽、前記上昇管および前記下降管の溶融ガ
ラスの流路が耐火性炉材で構成される溶融ガラスの減圧
脱泡装置において、 前記上昇管および前記下降管の下端に配置され、酸素富
化濃度を変化することができる予備加熱用バーナと、 前記減圧脱泡槽の上端に連通して配置される排気用煙突
とを有する予備加熱装置を具備し、 前記溶融ガラスの減圧脱泡装置を運転する前に、前記予
備加熱装置を所定の位置に配置し、前記上昇管および前
記下降管の下端に配置された前記予備加熱用バーナの酸
素富化濃度を変化して燃焼温度をコントロールし、前記
予備加熱用バーナの燃焼による排気を前記減圧脱泡槽の
上端に連通する前記排気用煙突から排出することによっ
て溶融ガラスの減圧脱泡装置を予備加熱することを特徴
とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。 - 【請求項2】前記排気用煙突には、排気の流れを制御す
るドラフトコントロール用バーナと、排気の量を制御す
るダンパとを有するドラフトコントロール装置を具備す
ることを特徴とする請求項1に記載の溶融ガラスの減圧
脱泡装置。
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