(57)【要約】【課題】ガラス粒の回収率が向上し、回収水槽等を頻繁に清掃・除去の必要がなく、水資源の浪費も防止可能な効率のよいガラス粒の製造方法及びその製造装置を提供する。【解決手段】本発明は、ガラス溶融炉からの溶融ガラスＭを水Ｗが流れる水砕シュート１２に投入し、回収水槽１３のスクリュー搬送機１４の開口部１４ａに落下・捕捉させ、送出されるガラス粒Ｇを回収するもので、回収水槽１３中に沈降するガラス粒Ｇを水と共にポンプ１５で圧送して湿式サイクロン１６で分離し、粗粒のガラス粒Ｇを含む第一の分離液Ｌ１をスクリュー搬送機１４に導き、他方、湿式サイクロン１６の第二の分離液Ｌ２を、上方開口部１８ｂ及び液中に浸漬される下方開口部１８ｃを有する垂直管部１８ａと回収水槽１３の液面１３ｂよりも高い位置の側方に設けられ回収水槽１３から溢れる第二の分離液Ｌ２を排水する分岐管１８ｄを有するトの字形管１８に供給するものである。【選択図】図２
2006008485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉から供給される溶融ガラスと水とを接触させて水砕により形成されるガラス粒を、回収水槽内に設置された回収搬送機で受けて搬出するガラス粒の製造方法において、
前記回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に湿式サイクロンに供給し、該湿式サイクロンで分離した粗粒のガラス粒を含む第一の分離液を前記回収搬送機へ導くことを特徴とするガラス粒の製造方法。
【請求項２】
粗粒のガラス粒が除去された湿式サイクロンの第二の分離液を回収水槽の液面よりも高い位置の側方に分岐管が位置するように回収水槽に設けられたトの字形管へ導き、該トの字形管の分岐管から第二の分離液のみを横溢させることにより回収水槽から排出・循環させることを特徴とする請求項１に記載のガラス粒の製造方法。
【請求項３】
ガラス溶融炉から供給される溶融ガラスと水とを接触させて水砕により形成されるガラス粒を、回収水槽内に設置された回収搬送機で受けて搬出するガラス粒の製造装置において、
前記回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に圧送するポンプと、該ポンプから圧送されたガラス粒を含む水を、粗粒のガラス粒を含む第一の分離液と粗粒のガラス粒が除かれた第二の分離液に分離し、第一の分離液を前記回収搬送機に送出する湿式サイクロンを備えたことを特徴とするガラス粒の製造装置。
【請求項４】
湿式サイクロンから送出される第二の分離液を受け取る上方開口部及び回収水槽の液中に浸漬される下方開口部を具備する垂直管部と該垂直管部の回収水槽の液面よりも高い位置の側方に設けられ回収水槽から第二の分離液を排水する分岐管を有するトの字形管とを備えてなることを特徴とする請求項３に記載のガラス粒の製造装置。
【請求項５】
回収水槽から排水される第二の分離液を回収して微粒のガラス粒を沈降除去する沈降槽と、該沈降槽の上澄み水を冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された上澄み水を受容する循環槽とを備え、前記上澄み水を溶融ガラスと接触させて循環使用することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のガラス粒の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末ガラスや再帰反射ビーズ等に使用されるガラス粒の製造に関し、特に、溶融ガラスを水砕して得られるガラス粒の製造方法及びガラス粒の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末ガラスや再帰反射ビーズ等に使用されるガラス粒は、図３に示すように、ガラス溶融炉１から供給された溶融ガラスＭを水Ｗが供給されている水砕シュート２に投入し、回収水槽３上に設けられたスクリュー搬送機４の開口部４ａに向けて水Ｗと水砕カレットＳを落下させ、スクリュー搬送機４から送出されるガラス粒Ｇを回収することで製造されている。
【０００３】
水砕に使用された水Ｗは、集水ピット５に集められた後に、渦巻ポンプＰによりビリ回収タンク６を経て上澄みＵのみがクーリングタワー７に送られて冷却され、循環槽８に溜められた後に再び水砕シュート２に供給されて水Ｗは循環使用されるようになっている。
【０００４】
従来、回収水槽３に沈降したガラス粒Ｇは作業者が定期的に取り除いている。また、沈降しきれずに水Ｗと一緒にオーバーフローしたガラス粒Ｇ及びガラスの微粒子は集水ピット５やビリ回収タンク６にも持ち込まれるので、集水ピット５に沈降したガラス粒Ｇ及びガラス微粒子Ｇ２、ビリ回収タンク６に沈降した集水ピット５から持ち込まれるガラス微粒子Ｇ２及びガラス微粒子Ｇ３も同じように定期的に清掃除去作業を行っている。このような製造装置で連続的に大量のガラス粒を製造しようとすると、頻繁に清掃除去作業が必要になるという問題がある。
【０００５】
また、高炉スラグを使用して水砕してガラス原料を製造する事例として、例えば、特許文献１がある。特許文献１には、高炉から取り出した溶融状態のスラグを水砕吹製装置でジェット水により水砕スラグとし、冷却撹拌槽でスラリー状の水砕スラグを冷却し、次いで冷却撹拌槽に設けた水中篩、サイクロンまたはスパイラル分級機を使用して水砕スラグから粗粒を抽出し、その後、乾燥、磁選による除鉄、分級することでガラス原料を製造するという開示がある。
【特許文献１】特開平２−７４５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された事例では、水砕スラグの鉄分を磁選により除去してガラス原料を製造することについては詳細に説明しているが、水中篩、サイクロンまたはスパイラル分級機を使用して水砕スラグから粗粒を抽出した後に残る微粉を含む水の処理や、水砕吹製装置のジェット水や冷却撹拌槽の水の循環利用に関して全く記載がなく、水資源の保全が注目されている現代にあっては環境保護の点で問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑み、使用可能なガラス粒の回収率が向上し、回収水槽、集水ピット及びビリ回収タンク等を頻繁に清掃・除去作業の必要がなく、かつ水資源を浪費することもない効率のよいガラス粒の製造方法及びガラス粒の製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するために、本発明に係るガラス粒の製造方法は、ガラス溶融炉から供給される溶融ガラスと水とを接触させて水砕により形成されるガラス粒を、回収水槽内に設置された回収搬送機で受けて搬出するガラス粒の製造方法において、前記回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に湿式サイクロンに供給し、湿式サイクロンで分離した粗粒のガラス粒を含む第一の分離液（別称：アンダーフロー）を前記回収搬送機へ導くことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、ガラス溶融炉から溶融ガラスを水が供給されている水砕シュート等に供給し、回収搬送機に捕集しきれず回収水槽中で懸濁又は浮遊した後に、回収水槽の底部に沈降するガラス粒を、湿式サイクロンに供給して使用可能な粗粒を分離し、回収搬送機に供給することで、水砕により形成されたガラス粒の回収率を上昇させることが可能となるものである。湿式サイクロンの第二の分離液（別称：オーバーフロー）は集水ピットに直接流してもよく、回収水槽に環流させてもよい。
【００１０】
また、本発明のガラス粒の製造方法は、粗粒のガラス粒が除去された湿式サイクロンの第二の分離液を回収水槽の液面よりも高い位置の側方に分岐管が位置するように回収水槽に設けられたトの字形管へ導き、該トの字形管の分岐管から第二の分離液のみを横溢させることにより回収水槽から排出・循環させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の製造方法では、湿式サイクロンの第二の分離液のみをトの字形管の分岐管から横溢させて回収水槽から排出させることにより、沈降する以前の回収水槽中で懸濁又は浮遊状態にあるガラス粒を下流に排出させることもないので、さらにガラス粒の回収率を上昇させることが可能となるものである。
【００１２】
本発明に係るガラス粒の製造装置は、ガラス溶融炉から供給される溶融ガラスと水とを接触させて水砕により形成されるガラス粒を、回収水槽内に設置された回収搬送機で受けて搬出するガラス粒の製造装置において、前記回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に圧送するポンプと、該ポンプから圧送されたガラス粒を含む水を、粗粒のガラス粒を含む第一の分離液と粗粒のガラス粒が除かれた第二の分離液に分離し、第一の分離液を前記回収搬送機に送出する湿式サイクロンを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のガラス粒の製造装置は、湿式サイクロンから送出される第二の分離液を受け取る上方開口部及び回収水槽の液中に浸漬される下方開口部を具備する垂直管部と該垂直管部の回収水槽の液面よりも高い位置の側方に設けられ回収水槽から第二の分離液を排水する分岐管を有するトの字形管とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のガラス粒の製造装置は、回収水槽から排水される第二の分離液を回収して微粒のガラス粒を沈降除去する沈降槽と、該沈降槽の上澄み水を冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された上澄み水を受容する循環槽とを備え、前記上澄み水を溶融ガラスと接触させて循環使用することが水資源を節約する上で好ましい。
【００１５】
湿式サイクロンとしては、ガラス製品として使用可能な大きい粒径のガラス粒がアンダーフローとして分離可能であれば使用することができ、内面に耐摩耗ライニングが施されていると長期間に亘って使用できるので好ましい。
【００１６】
ポンプとしては、大小のガラス粒が混ざったスラリーを圧送することができれば使用可能であり、ポンプの構成部材とガラス粒との摩擦が起こりがたい研磨用遊離砥粒のスラリー等を扱うポンプで高揚程の渦巻ポンプ等が適している。
【００１７】
回収水槽としては、溶融ガラス及び水が供給される水砕シュートから出てくるガラス粒を受け取って十分に冷却する水量を維持し、冷却されたガラス粒を捕捉して搬出可能な位置に回収搬送機のガラス粒を受取部が設置可能な形状及び容量があればよく、ガラス粒を汚染しない樹脂製やステンレス等の材質で構成されているものが好ましい。回収搬送機としては、可能な限り水分を運び出さずにガラス粒を搬送するスクリューフィーダー、振動フィーダーが使用可能である。
【００１８】
本発明で回収水槽に設けられるトの字形管としては、垂直管部と、垂直管部の回収水槽の液面よりも高い位置の側方に設けられた分岐管とを有しており、一般にはＴ字型管とも呼ばれるものであり、上方開口部から分岐管の上方までの内部領域に、湿式サイクロンの第二の分離液を導く導管を受け取り、下方開口部は回収水槽の液中に浸漬されるようになっているものであれば使用可能である。
【００１９】
また、回収水槽から排水される第二の分離液を回収して微粒のガラス粒を沈降除去する沈降槽としては、微粒のガラス粒を沈降させて、その上澄み水が回収利用できる品位であれば使用可能であり、一般的に水処理施設で使用されているものでもよく、具体的には、集水ピット及びビリ回収タンク等になる。
【００２０】
また、沈降槽の上澄み水を冷却する冷却塔としては、熱交換等により水砕に使用できる温度に冷却することができれば使用可能であり、上澄み水を冷却された金属と接触させるクーリングタワーと呼ばれるもの等が一般的である。冷却塔で冷却された上澄み水を受容する循環槽としては、循環する上澄み水が不足してきた場合に新たに工業用水を補充できるようになっており、温度管理が可能になっていると水砕工程を安定化させる上で好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のガラス粒の製造方法は、ポンプ等により回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に圧送して湿式サイクロンに供給し、湿式サイクロンで分離した粗粒のガラス粒を含む第一の分離液を前記回収搬送機へ導くので、使用可能なガラス粒の回収率が向上する。
【００２２】
また、本発明のガラス粒の製造方法は、粗粒のガラス粒が除去された湿式サイクロンの第二の分離液を回収水槽の液面よりも高い位置の側方に分岐管が位置するように回収水槽に設けられたトの字形管へ導き、該トの字形管の分岐管から第二の分離液のみを横溢させることにより回収水槽から排出・循環させるので、回収水槽からオーバーフローする流量は従来と同じままであり、容易に回収水槽の液面を一定に保つことができ、集水ピット及びビリ回収タンク等の沈降槽に使用可能な粗粒のガラス粒が殆ど堆積することなく、頻繁に清掃・除去作業を行う必要もない効率のよいガラス粒の製造が可能となる。
【００２３】
本発明のガラス粒の製造装置は、回収水槽の底部に沈降するガラス粒を水と共に圧送するポンプと、該ポンプから圧送されたガラス粒を含む水を、粗粒のガラス粒を含む第一の分離液と粗粒のガラス粒が除かれた第二の分離液に分離し、第一の分離液を前記回収搬送機に送出する湿式サイクロンを備えているので、殆どの使用可能な粗粒のガラス粒が回収水槽から流出することがなくなり、使用可能なガラス粒の回収率が向上する。
【００２４】
また、本発明のガラス粒の製造装置は、湿式サイクロンから送出される第二の分離液を受け取る上方開口部及び回収水槽の液中に浸漬される下方開口部を具備する垂直管部と該垂直管部の回収水槽の液面よりも高い位置の側方に設けられ回収水槽から第二の分離液を排水する分岐管を有するトの字形管とを備えてなるので、回収水槽に流入する水量と流出する水量は従来と同じであり、既存の装置のままで回収水槽の液面を一定に保つことができ、上記の集水ピット及びビリ回収タンク等の沈降槽に使用可能な粗粒のガラス粒が殆ど堆積することなく、頻繁に清掃・除去作業を行う必要もない効率のよいガラス粒の製造方法が実現可能となる。
【００２５】
また、本発明のガラス粒の製造装置は、回収水槽から排水される第二の分離液を回収して微粒のガラス粒を沈降除去する沈降槽と、該沈降槽の上澄み水を冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された上澄み水を受容する循環槽とを備え、前記上澄み水を溶融ガラスと接触させて循環使用するものであるので、水資源を節約すると共に、使用可能なガラス粒の回収率が向上し、清掃・除去作業が大幅に軽減されたガラス粒の製造が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態の一例について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１及び図２は、本実施例のガラス粒の製造装置を説明する図である。図中、１１はガラス溶融炉、１２は水砕シュート、１３は回収水槽、１４はスクリュー搬送機、１５はポンプ、１６は湿式サイクロン、１８はトの字形管、２０は集水ピット、２１はビリ回収タンク、２２はクーリングタワー、２３は新たな工業用水を補充できるようになっている循環槽である。
【００２８】
本実施例のガラス粒の製造装置は、図１及び図２に示すように、ガラス溶融炉１１から供給された溶融ガラスＭを水Ｗが供給されている水砕シュート１２に投入し、回収水槽１３上に設けられたスクリュー搬送機１４の開口部１４ａに向けて水Ｗと水砕カレットＳを落下させ捕捉し、スクリュー搬送機１４から送出されるガラス粒Ｇを回収するようになっている。回収水槽１３の底部に沈降するガラス粒Ｇを水と共に圧送するポンプ１５と、ポンプ１５から圧送されたガラス粒Ｇを含む水を分離する湿式サイクロン１６と、湿式サイクロン１６で分離された粗粒のガラス粒Ｇを含む第一の分離液Ｌ１をスクリュー搬送機１４に導く配管１７と、回収水槽１３に設けられ、湿式サイクロン１６の第二の分離液Ｌ２を受け取る上方開口部１８ｂ及び回収水槽１３の液中に浸漬される下方開口部１８ｃを有する垂直管部１８ａと垂直管部１８ａの回収水槽１３の液面１３ｂよりもδだけ高い位置の側方に設けられ回収水槽１３から第二の分離液Ｌ２を排水する分岐管１８ｄを有するトの字形管１８とを備えているものである。
【００２９】
上記製造装置は、回収水槽１３の底部に設けられた排出口１３ａにはポンプ１５の吸入管１５ａが連結されており、ポンプ１５により回収水槽１３中の底部に沈降するガラス粒Ｇを水と共に圧送して吐出管１５ｂから回収水槽１３に取付けられたスクリュー搬送機１４の上方に設置された湿式サイクロン１６の導入口１６ａに供給し、湿式サイクロン１６の流下口部１６ｂから分離した粗粒のガラス粒Ｇを含むの第一の分離液Ｌ１（ダウンフロー）を、導管１７を経てスクリュー搬送機１４の開口部１４ａに導くようになっている。一方、湿式サイクロン１６の上方口部１６ｃから粗粒のガラス粒Ｇが除かれた第二の分離液Ｌ２（オーバーフロー）は、導管１９を経て回収水槽１３に取付けられたトの字形管１８の垂直管部１８ａの上方開口部１８ｂに導くようになっている。トの字形管１８は、第二の分離液Ｌ２を受け取る上方開口部１８ｂ及び回収水槽１３の液中に浸漬される下方開口部１８ｃを有する垂直管部１８ａと、回収水槽１３の液面１３ｂよりもδだけ高い位置の側方に設けられた分岐管１８ｄとを有し、回収水槽１３内のガラス粒Ｇが浮遊し懸濁した液を直接流出させることなく、垂直管部１８ａ内で液面１３ｂよりも高く位置する第二の分離液Ｌ２のみを排水するようになっている。
【００３０】
水砕に使用され回収水槽１３から排水される第二の分離液Ｌ２は、微粒のガラス微粒子を沈降させる集水ピット２０に集められた後に、渦巻ポンプＰによりビリ回収タンク２１を経て、上澄み水Ｕのみがクーリングタワー２２に送られて冷却され、循環槽２３に溜められた後に再び水砕シュート１２に供給されて上澄み水Ｕは水Ｗとして循環使用されるようになっている。
【実施例２】
【００３１】
次に、上記製造装置を使用したガラス粒の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、ガラス溶融炉１１から供給された溶融ガラスＭを、水Ｗが供給されている水砕シュート１２に投入し、回収水槽１３上に設けられたスクリュー搬送機１４の水中に位置する開口部１４ａに向けて水Ｗと水砕カレットＳを落下させ、スクリュー搬送機１４の開口部１４ａから水砕されたガラス粒Ｇを捕捉して回収する。また、スクリュー搬送機１４で捕集しきれず回収水槽１３中で懸濁又は浮遊した後に回収水槽１３の底部に沈降するガラス粒Ｇを、回収水槽１３の底部の排出口１３ａからポンプ１５の吸入管１５ａに水と共に吸い込み、ポンプ１５の吐出管１５ｂから湿式サイクロン１６の導入口１６ａに圧送する。次いで湿式サイクロン１６の流下口部１６ｂから分離した粗粒のガラス粒Ｇを含む第一の分離液Ｌ１（ダウンフロー）は、導管１７を経由してスクリュー搬送機１４の開口部１４ａに導かれる。一方、湿式サイクロン１６の上方口部１６ｃからは、粗粒のガラス粒Ｇが除かれた第二の分離液Ｌ２（オーバーフロー）は、導管１９を経由して回収水槽１３に取付けられたトの字形管１８の垂直管部１８ａの上方開口部１８ｂに導かれる。トの字形管１８内では、垂直管部１８ａの上方開口部１８ｂから供給された第二の分離液Ｌ２がその流入する勢いで回収水槽１３の液面１３ｂよりも高い位置まで盛り上がっており、その位置が垂直管部１８ａの側方に設けられた液面１３ｂよりもδだけ高い分岐管１８ｄに達すると回収水槽１３から第二の分離液Ｌ２のみが排水される。このように、回収水槽１３の液面１３ｂよりも高いトの字形管１８の分岐管１８ｄからは、回収水槽１３中で粗粒のガラス粒Ｇが浮遊した懸濁液が排水されることはないので、実質的に全てのガラス粒Ｇは回収水槽１３と湿式サイクロン１６の内部を循環していることになる。
【００３３】
水砕に使用され回収水槽１３から排水される第二の分離液Ｌ２は、微粒のガラス微粒子Ｇ２を沈降させる集水ピット２０に集められた後に、渦巻ポンプＰにより、さらに微粒のガラス微粒子Ｇ３を沈降させるビリ回収タンク２１を経て、上澄み水Ｕのみがクーリングタワー２２に送られて水砕に使用可能な温度に冷却される。次いで上澄み水Ｕは循環槽２３に溜められた後に再び水砕シュート１２に供給されて水Ｗとして循環使用される。
【００３４】
本発明のガラス粒の製造装置を使用した実施例の場合と、従来のガラス粒の製造装置を使用した場合とを比較し、表１にまとめた。
【００３５】
【表１】
2006008485.tif 000003
【００３６】
上記の表１から明らかなように、従来の製造装置の回収水槽３には、一日に約２５０ｋｇのガラス粒Ｇが沈降しており、２時間に１回の割合で清掃・除去が必要であったが、本発明の実施例では回収水槽１３に沈降するガラス粒Ｇはタンクコーナー部に僅かに蓄積する程度で、材質混入を防止するための清掃・除去が必要となる品種の切替時まで作業が不要となった。また、従来の製造装置の集水ピット５には、一日に約１５ｋｇのガラス粒Ｇ及びガラス微粒子Ｇ２が沈降し、２日に１回の割合で清掃・除去が必要であったが、本発明の実施例では、集水ピット２０に沈降するガラス微粒子Ｇ２は１４日で約４５ｋｇであり、清掃・除去は２週間に１回の割合でもよく長期間不要になった。さらに、従来の製造装置のビリ回収タンク６には、一日に約２４０ｋｇのガラス微粒子Ｇ２及びガラス微粒子Ｇ３が沈降し、８時間で約３０ｋｇを清掃・除去する必要があったが、本発明の実施例では、ビリ回収タンク２１には一日に約５ｋｇのガラス微粒子Ｇ３しか沈降しないので、清掃・除去は１０日に１回の割合に激減した。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
上記粗粒の除去技術は、ガラス粒の製造以外に、研磨スラッジの処理や一般的な水処理施設等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るガラス粒の製造装置を説明する概要説明図。
【図２】本発明の製造装置の要部説明図。
【図３】従来のガラス粒の製造装置を説明する概要説明図。
【符号の説明】
【００３９】
１１    ガラス溶融炉
１２    水砕シュート
１３    回収水槽
１４    スクリュー搬送機
１５    ポンプ
１６    湿式サイクロン
１７、１９    導管
１８    トの字形管
２０    集水ピット
２１    ビリ回収タンク
２２    クーリングタワー
２３    循環槽
Ｌ１    第一の分離液
Ｌ２    第二の分離液
Ｇ    ガラス粒
Ｇ２、Ｇ３    ガラス微粒子
Ｐ    渦巻ポンプ
Ｓ    水砕カレット
Ｕ    上澄み
Ｗ    水
【図１】
2006008485.tif 000004
【図２】
2006008485.tif 000005
【図３】
2006008485.tif 000006