(57)【要約】  本発明は、酸素に富む酸化剤を有する燃料の燃焼によって加熱される溶融炉（１０）中で溶融ガラスが製造される、架橋したガラス繊維材料を製造するための方法および設備に関する。溶融ガラスは、ガラスフィラメントに変換され、フィラメントは接合されて、接合したフィラメントからシートが形成され、次にシートの架橋が行われる。溶融炉からの煙霧が、２つのステップで溶融炉からの燃焼反応物の予熱に使用され：第１のステップでは、煙霧との熱交換によって空気が加熱され、第２のステップでは、高温空気との熱交換によって燃焼反応物が予熱される。次に空気は、溶融ガラスをガラス繊維材料に変換するための方法の架橋ステップに使用される。【選択図】図１
2018529609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・溶融ガラスから少なくとも１つのストリームを紡糸する段階と、
・前記少なくとも１つのストリームを１本以上のフィラメントに繊細化する段階と、
・前記１本以上のフィラメントを収集する段階と、
・収集の前または後に、前記１本以上のフィラメントに接着剤を塗布する段階と、
・前記収集され接着剤で処理された１本以上のフィラメントを架橋させる段階と、
による、溶融ガラスがガラス繊維製品に変換されるガラス繊維製品の製造方法であって、
この方法において、前記溶融ガラスが、８０体積％〜１００体積％の酸素含有量を有するリッチ酸化剤を有する燃料の燃焼によって加熱される溶融炉中で製造されて、熱および煙道ガスが生成され、前記生成された煙道ガスは１０００℃〜１６００℃の間の温度で前記溶融炉から排出され、
前記方法が：
・熱交換アセンブリ中での排出された煙道ガスとの熱交換によって空気が加熱されて、高温空気が得られ、
・リッチ酸化剤および気体燃料から選択される反応物が、前記熱交換アセンブリ中での前記高温空気との熱交換によって予熱されて、予熱された反応物と、２００℃〜５００℃の間の温度の中間空気とが生成され、
・前記予熱された反応物は、前記溶融炉中で燃焼反応物として使用され、
・前記架橋を促進するために、前記接着剤で処理され収集された１本以上のフィラメントを、二次交換器から得られる中間空気と接触させることによって、前記熱交換アセンブリから得られる中間空気が、前記収集され接着剤で処理された１本以上のフィラメントの前記架橋中に使用される、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記熱交換アセンブリが一次交換器および二次交換器を含み、前記一次交換器中での前記炉から排出された煙道ガスとの熱交換によって空気が加熱されて、５００℃〜８００℃の間の温度の高温空気が得られ、前記燃焼反応物が、前記二次交換器中で、前記一次交換器から得られた高温空気との熱交換によって予熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記架橋が架橋チャンバー中で行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記収集されたフィラメントを前記架橋チャンバー中まで運ぶコンベア上でフリースの形態で、前記１本以上のフィラメントが収集される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記フィラメントが、収集される前に、接着剤で処理される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フィラメントが、収集された後に、接着剤で処理される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記コンベアがガス透過性であり、前記二次交換器から得られる中間空気は、前記フリースおよび前記コンベアを通過して前記架橋チャンバー中まで吸引される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ガラス繊維製品が、不織布、または防音および／または断熱および／または防火製品である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ガラス溶融炉と、溶融ガラスをガラス繊維製品に変換するための変換ユニットを含むプラントであって：
・前記溶融炉が、溶融ガラス出口と、煙道ガスの出口と、８０体積％〜１００体積％の酸素含有量を有するリッチ酸化剤を有する燃料の燃焼のための少なくとも１つのバーナーとを含み；
・前記変換ユニットが：
・前記溶融炉から得られた溶融ガラスから少なくとも１つのストリームを紡糸するためのブッシングであって、前記炉の前記溶融ガラス出口に流体的に接続されるブッシングと；
・前記ブッシングから得られた少なくとも１つのストリームを１本以上のフィラメントに繊細化するための繊細化装置と；
・前記繊細化装置から得られる前記１本以上のフィラメントを収集するためのコレクターと；
・前記収集の上流または前記収集の後での、前記１本以上のフィラメントに接着剤（バインダー）を塗布するための接着剤塗布装置と；
・前記収集され接着剤で処理された１本以上のフィラメントを架橋させるための架橋チャンバーと、
を含み、
前記プラントが：
・前記炉から排出された煙道ガスとの熱交換によって空気を加熱するためと、高温空気との熱交換によって燃焼生成物を予熱するためとの熱交換アセンブリを含み、予熱された燃焼反応物および中間空気が得られ、前記熱交換アセンブリが、が、空気源と、前記溶融炉の前記煙道ガス出口と、リッチ酸化剤および気体燃料の間から選択される燃焼反応物の供給源とに流体的に接続され、
・前記熱交換アセンブリから得られる中間空気と接触することによって、前記接着剤で処理された１本以上のフィラメントの前記架橋を促進するために、前記熱交換アセンブリが、前記溶融炉の前記バーナーに流体的に接続された予熱された燃焼反応物の出口と、さらに、前記架橋チャンバーに流体的に接続された中間空気出口とを示すことを特徴とする。
【請求項１０】
前記熱交換アセンブリが、前記炉から排出された前記煙道ガスと前記空気との間の熱交換のための一次交換器、および一次交換器から得られる前記加熱された空気と前記燃焼反応物との間の熱交換のための二次交換器を含む、請求項９に記載のプラント。
【請求項１１】
前記コレクターが、ガラス繊維フリースの形態で収集された前記１本以上のフィラメントを前記架橋チャンバーに向けて運ぶためのコンベアを含む、請求項９または１０に記載のプラント。
【請求項１２】
前記コンベアによってフリースの形態で運ばれる前の前記１本以上のフィラメントへの接着剤の塗布が可能となるように、前記接着剤塗布装置が前記コンベアの上流に配置される、請求項１１に記載のプラント。
【請求項１３】
前記コンベアがガス透過性であり、前記架橋チャンバーが、前記熱交換アセンブリから得られる中間空気が前記架橋チャンバー内部の前記フリースおよび前記コンベアを通過して吸引されるようにするための１つ以上の吸気装置を含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項１４】
前記架橋チャンバーの下流に、前記架橋したフリースから防音および／または断熱および／または防火製品を製造するための成形ユニットを含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維製品の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
用語「ガラス繊維製品」は、ガラス繊維自体、さらにはそれらを含有する製品を意味するものと理解される。
【０００３】
溶融炉からのガラスのストリームのブッシングによる紡糸と、ストリームから１本以上のフィラメントへの繊細化と、接着剤の塗布と、フィラメントの収集と、接着剤で処理され収集されたフィラメントの架橋とを含む方法によって、ガラス繊維を製造することが知られている。この種類の方法は、特に、絶縁製品、特に断熱または防音製品の製造、ならびに防火製品の製造の場合で知られている。接着剤の塗布および架橋は、ガラス繊維不織布の製造にも含まれうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の１つは、より少ないエネルギー消費として最適化されるガラス繊維製品の製造するような方法を提供することである。
【０００５】
本発明の目的の１つは、特にガラス繊維製品の品質に対する悪影響を有さない、そのような最適化された製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明によると、これは特に、溶融ガラスの製造の段階、および架橋の段階のより良好なエネルギー統合によって得られる。
【０００７】
本発明の別の目的の１つは、このような最適化された方法の実施に適切なプラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による製造方法では、溶融ガラスがガラス繊維製品に変換される。この変換は以下の：
・溶融ガラスから少なくとも１つのストリームを紡糸する段階と、
・少なくとも１つのストリームを１本以上のフィラメントに繊細化する段階と、
・１本以上のフィラメントを収集する段階と、
・１本以上のフィラメントに接着剤を塗布する段階と、
・接着剤で処理され収集された１本以上のフィラメントを架橋させる段階と、
を含む。
【０００９】
ガラス繊維製品に変換される溶融ガラスは、リッチ酸化剤を有する燃料の燃焼によって加熱される溶融炉中で製造される。本発明の状況では、用語「リッチ酸化剤」は、８０体積％〜１００体積％の酸素含有量を有するガスを意味するものと理解される。燃焼によって、溶融のための熱と煙道ガスとが発生する。発生する煙道ガスは、１０００℃〜１６００℃の間の温度で溶融炉から排出される。
【００１０】
リッチ酸化剤を用いた燃焼によって、高効率で炉が加熱される。
【００１１】
リッチ酸化剤を有する燃料の燃焼による炉の加熱は、炉が、たとえば電極などのさらなる手段によっても加熱されることを排除するものではないことに留意すべきである。
【００１２】
本発明によると、製造方法の第１のエネルギー最適化は：
・排出される煙道ガスの熱交換アセンブリ中での熱交換によって空気が加熱されることで、高温空気が得られ、
・熱交換アセンブリ中の高温空気との熱交換によって反応物が予熱されることで、予熱された反応物と、２００℃〜５００℃の間の温度の中間空気（ｍｏｄｅｒａｔｅｄ  ａｉｒ）とが生成され、
・予熱された反応物が、炉の中の燃焼反応物として使用されることで行われる。
【００１３】
反応物は、リッチ酸化剤および気体燃料から選択される。好ましい一実施形態によると、リッチ酸化剤は、溶融炉の中で使用される前に予熱される。溶融炉の中で使用する前に、リッチ酸化剤および気体燃料の両方を予熱することも可能である。この場合、２つの反応物の予熱は、連続して、または並行して行うことができる。
【００１４】
製造方法の第２のエネルギー最適化は、中間空気中に依然として存在する残留熱が利用するために、熱交換アセンブリから得られる中間空気が、溶融ガラスからガラス繊維製品への変換中に使用されることで行われる。
【００１５】
熱交換アセンブリから得られる中間空気は、特に、収集され接着剤で処理された１本以上のフィラメントの架橋中に使用され、これは、架橋を促進するために、接着剤で処理され収集された１本以上のフィラメントを熱交換アセンブリから得られる中間空気と接触させることによって行われる。
【００１６】
本発明によると、熱交換アセンブリから得られる中間空気が、接着剤で処理され収集されたフィラメントの架橋中に使用されるという点で、このように溶融と、溶融の下流での溶融ガラス変換との間で大きなエネルギーの相乗作用が得られる。
【００１７】
未公開特許出願の仏国特許出願第１，５５７，３４４号明細書に記載のように、中間空気は溶融ガラスの変換の１つ以上の別の段階に使用することもできる。
【００１８】
したがって本発明は、前述のような接着剤で処理され収集されたフィラメントの架橋を促進するための二次交換器から得られる中間空気の使用と、この特許出願に記載されるような熱交換アセンブリから得られる中間空気の１つ以上の別の使用とを併用する方法をも含んでいる。
【００１９】
たとえば、フィラメントへの接着剤の塗布中に、接着バインダーの噴霧剤として中間空気を使用することもできる。
【００２０】
本発明の好ましい一実施形態によると、ストリームの繊細化中に中間空気を使用することもできる。
【００２１】
ａ）巻取機または類似の巻取部材による機械的繊細化と、
ｂ）１つ以上のガス繊細化流によるガス摩擦による繊細化と、
ｃ）遠心機による遠心力による繊細化と、
の間で区別が行われる。
【００２２】
遠心力による繊細化は、工業的な実施においては一般にガス摩擦による繊細化と併用される。
【００２３】
火炎繊細化としても知られているガス摩擦による繊細化の第１の実施形態によると、ガラスストリームは冷却され、固化されて、ガラスロッドが得られる。このガラスロッドが火炎中に導入される。これによってロッドの末端は溶融し、続いて、１本以上のガラスウールフィラメントを形成するために、火炎の燃焼ガスによって繊細化される。火炎繊細化によって、非常に細いガラス繊維の製造が可能となるが、特にガラスを２回溶融させるために、大量のエネルギーを消費する欠点を示す。火炎繊細化は、一般に、付加価値の高い製品に使用される。
【００２４】
エネルギー消費がわずかに少なく、ガス繊細化としても知られているガス摩擦による繊細化の第２の方法によると、溶融ガラスストリームを、直接、すなわち固化段階を通さずに、蒸気または燃焼ガスの流れなどの繊細化ガスの１つ以上の流れまたはジェットに衝突させる。
【００２５】
遠心力による繊細化とガス摩擦による繊細化とを併用する周知の方法の１つによると、溶融ガラスストリームが遠心機中に導入され、遠心力によって多数の溶融ガラスフィラメントに変換される。次に、前記フィラメントは、遠心機を取り囲む繊細化ガスの円筒形のカーテンによって繊細化される。この後者の方法によって、絶縁用のガラス繊維の大部分が製造される。
【００２６】
ガス摩擦による繊細化を効果的にするために、繊細化中のガラスの粘度は、十分に低くなる必要があり、次にこのためには繊細化ガスが非常に高温である必要があり、それによって、ガラスを低粘度に対応する高温にすること、および／またはその高温に維持することが可能となる。
【００２７】
本発明の方法がガス摩擦による繊細化段階を含む場合、中間空気は、有利には、１つ以上の繊細化ガス流の生成のため、または１つ以上の繊細化火炎の生成のために使用される。
【００２８】
溶融ガラスからガラス繊維製品への変換は、場合により：
・１本以上のフィラメントを乾燥させる段階、および
・１本以上のフィラメントのテクスチャー加工の段階
の少なくとも１つをも含む。
【００２９】
フィラメントのテクスチャー加工によって、フィラメントの体積、および場合により弾性を増加させることが可能となる。
【００３０】
バインダー中に存在する水または別の溶媒の蒸発または揮発によって、接着バインダーをフィラメントに固着させるために、フィラメントの乾燥が特に有用となりうる。
【００３１】
変換が、１本以上のフィラメントを乾燥させる段階を含む場合、１本以上のフィラメントと接触する乾燥剤として中間空気を使用することができる。
【００３２】
変換が、テクスチャー加工段階を含む場合、テクスチャー加工用ガス流、特にテクスチャー加工用空気乱流ジェットを生成するために中間空気を使用することができる。
【００３３】
したがって、熱交換アセンブリから得られる中間空気は、架橋段階中のみだけではなく、本発明の方法の１つ以上の別の段階にも使用することができる。
【００３４】
本発明の状況では、異なる温度の２つの流体の間の「熱交換」は、２つの流体の直接接触および混合が起こらない１つ以上の壁を介して、熱または熱エネルギーが、２つの流体の一方（より高温の流体）から２つの流体の他方（より低温の流体）に向かって移動することを意味するものと理解される。
【００３５】
「熱交換器」または「交換器」は、異なる温度の２つの流体が、２つの流体の間で直接接触したり混合したりすることなく、別個のチャンバーまたは循環路中を移動するプラントまたは装置であって、プラントまたは装置の中で、２つのチャンバーまたは循環路を分離する１つ以上の壁を介して、熱が最も高温の流体から最も低温の流体まで伝達されるプラントまたは装置を意味するものと理解される。
【００３６】
用語「フィラメント」は、繊細化されたストリームを意味する。
【００３７】
ガラスストリームの均一性、したがって、ストリームの繊細化によって得られる１本以上のフィラメントの均一性および品質を改善するために、溶融ガラスは、紡糸前に清澄することができる。
【００３８】
ガラスの溶融および清澄は、炉の同一の溶融／清澄チャンバー中で行うことができ、そのため、清澄ゾーンは、ガラスの流動方向で、溶融ゾーンの下流、および溶融ガラス出口の上流に位置する。
【００３９】
溶融および清澄は、炉の別個のチャンバー中で行うこともでき、清澄チャンバーは溶融チャンバーの下流に配置される。したがって、炉は、これら２つのチャンバーを含むものと見なされる。
【００４０】
一実施形態によると、溶融ガラスは、炉の出口において、たとえば炉の溶融ガラス出口に位置するブッシングを通って直ちに押出成形される。
【００４１】
別の一実施形態によると、炉から得られた溶融ガラスは、パイプラインによって炉から、すなわち炉の溶融ガラス出口から、溶融ガラスをストリームに紡糸するためのブッシングに向けて輸送される。
【００４２】
本発明の状況では、用語「ブッシング」は、溶融ガラス浴から１つ以上の溶融ガラスストリームを製造可能にする任意の紡糸装置を意味する。いくつかの実施形態では、孔の開いた金属板などのブッシングを提供することができる。押出成形／紡糸用の１つ以上の穿孔が、（部分的に）固化した、実際にはさらに結晶化したガラスによって部分的または完全にふさがれるのを防止するために、ブッシングは、それ自体を加熱することができ、たとえば電気的に加熱することができる。
【００４３】
熱交換アセンブリは、有利には、一次交換器および二次交換器を含む。次に、一次交換器中での炉から排出された煙道ガスとの熱交換によって空気が加熱され、一次交換器から得られる高温空気との熱交換によって二次交換器中で反応物が予熱される。
【００４４】
一実施形態によると、熱交換アセンブリは一次交換器および二次交換器を含み、一次交換器中での炉から排出された煙道ガスとの熱交換によって空気が加熱されて、５００℃〜８００℃の間の温度の高温空気が得られ、一次交換器から得られる高温空気との熱交換によって二次交換器中で燃焼反応物が予熱される。
【００４５】
中間空気の残留熱エネルギーの量によって、本発明は、１本以上のフィラメントに接着剤を塗布する段階と、次に、接着剤で処理された１本以上のフィラメントを架橋させる段階とを含むガラス繊維製品の製造方法のエネルギー効率の顕著な改善を可能にすることが分かった。
【００４６】
接着剤で処理された１本以上のフィラメントの架橋は、一般に、架橋オーブンとしても知られる架橋チャンバー中で行われる。
【００４７】
１本以上のフィラメントは、好ましくは、コンベア上のフリースの形態で収集され、このコンベアによって、収集されたフィラメント／フリースは架橋チャンバー中まで運ばれる。
【００４８】
フィラメントは、収集される前、または収集された後に、接着剤で処理することができる。したがって、たとえば、コンベア上のフィラメントのフリースに接着剤を塗布することも可能である。
【００４９】
「接着剤で処理され収集されたフィラメント」および「収集され接着剤で処理されたフィラメント」という表現は、同義であり、接着剤塗布段階と収集段階との間の時間的順序を示すものではない。
【００５０】
コンベアは、有用には、ガス透過性である。この場合、１本以上のフィラメントの架橋を促進するために、熱交換アセンブリから得られる中間空気は、有利には、フリースおよびコンベアを通過して架橋チャンバー中まで吸引される。
【００５１】
得られた架橋フリースは、ガラス繊維パネルまたはロールなどの成形ガラス繊維製品が得られるように、次に一般に、成形および／または切断および／またはシートによる被覆（典型的には一方の面上のみ）などが行われる。
【００５２】
このような成形製品は、断熱製品、防音製品、および／または防火製品として使用される。
【００５３】
架橋フリースは、より一般的には、ガラス繊維不織布として使用することもできる。
【００５４】
本発明は、本発明による製造方法の実施に使用可能なプラントにも関する。
【００５５】
本発明のプラントは、ガラス溶融炉と、溶融ガラスをガラス繊維製品に変換するための変換ユニットとを含む。
【００５６】
プラントの炉は、固体材料から溶融ガラスを製造することが意図される。これは、溶融ガラス出口と、煙道ガスの出口と、リッチ酸化剤、すなわち８０体積％〜１００体積％の酸素含有量を有する酸化剤を有する燃料を燃焼させるための少なくとも１つのバーナーとを含む。
【００５７】
炉は、一般に、数個のバーナーを含む。
【００５８】
既に前述したように、炉は、少なくとも１つの前述のバーナーを補完する別の加熱装置をさらに含むことができる。
【００５９】
プラントの変換ユニットは、溶融炉から得られる溶融ガラスを少なくとも１つのストリームに紡糸するためのブッシングとして知られる装置を含み、ブッシングは、特に、炉の溶融ガラス出口に流体的に接続される。
【００６０】
変換ユニットは、ブッシングから得られる少なくとも１つのストリームを１本以上のフィラメントに繊細化するための繊細化装置をも含み、繊細化装置から得られる１本以上のフィラメントを収集するためのコレクターをも含む。
【００６１】
収集の上流または収集後の１本以上のフィラメントに接着剤（バインダー）を塗布するための接着剤塗布装置、および収集され接着剤で処理された１本以上のフィラメントを架橋させるための架橋チャンバーも、変換ユニットの一部を形成する。
【００６２】
変換ユニットは、場合により、以下の装置：
・１本以上のフィラメントを乾燥させるための乾燥機、および
・１本以上のフィラメントのテクスチャー加工のためのチャンバー
の１つ以上を含む。
【００６３】
プラントの繊細化装置は、有利には、前述の繊細化方法のいずれか１つを実施するために適切なものである。したがって、繊細化装置は：
・巻取機もしくは同様の装置などの１つ以上の機械的繊細化装置、または
・火炎繊細化のための１つ以上のバーナー、または
・ガス繊細化のための１つ以上のガス流発生器を含むことができ、前記ガス流発生器は、繊細化ガス流として使用される燃焼ガス流を発生させるバーナーであってよいことが知られている。
【００６４】
繊細化装置は、遠心力による繊細化のための遠心機と、遠心機から得られるストリームのガス繊細化のための１つ以上のガス流発生器との組合せを含むこともでき、これは前記発生器が、前述のようにバーナーである場合に可能となる。
【００６５】
繊細化装置によって１本以上の連続フィラメントが製造される場合、コレクターは、巻取機、または１本以上のフィラメントを巻き取るための別の装置であってよい。したがって、機械的繊細化装置およびコレクターの両方として巻取機を使用することが可能である。
【００６６】
コレクターは、１本以上のフィラメントがその上で収集されるコンベアであってもよい。１つ以上のストリームが繊細化されて多数のフィラメントが得られる場合、特に多数の短いフィラメントが得られる場合に、このようなコンベアが特に示される。
【００６７】
本発明によるプラントは、溶融炉の高エネルギー効率が可能となり、溶融炉と炉の下流に位置する変換ユニットとの間のエネルギーの相乗作用も可能となるように設計される。
【００６８】
この目的のために、プラントは、炉から排出される煙道ガスとの熱交換によって空気を加熱するため、およびこうして得られた高温空気との熱交換によって燃焼反応物を予熱するための熱交換アセンブリを含む。予熱された燃焼反応物と中間空気とがこうして得られる。熱交換アセンブリは、空気源と、炉の煙道ガス出口と、燃焼反応物源とに流体的に接続され、燃焼反応物源はリッチ酸化剤源または気体燃料源である。熱交換アセンブリは、中間空気出口と予熱された反応物の出口とを示す。
【００６９】
溶融炉中の燃焼反応物として予熱された反応物を使用できるようにするため、熱交換アセンブリの予熱された反応物の出口が、溶融炉の１つ以上のバーナーに流体的に接続される。
【００７０】
本発明によると、熱交換アセンブリから得られる中間空気と接触させることによって、接着剤で処理された１本以上のフィラメントの架橋を促進するため、熱交換アセンブリの中間空気出口は、架橋チャンバーと流体的に接続される。
【００７１】
二次交換器出口における中間空気の流量および温度であれば、接着剤で処理されたフィラメントの架橋を促進するためのこの中間空気の使用が特に有効であることが分かり、したがってプロセス全体のエネルギー効率を顕著に改善することが可能となる。
【００７２】
本発明の状況では、２つの要素の一方からの流体の流れが、パイプまたはパイプラインを通って２つの要素の他方に向かうことが可能となるように、２つの要素がこのパイプまたはパイプラインによって接続される場合に、２つの要素が「流体的に接続される」。
【００７３】
空気源は、たとえば送風機であってよい。
【００７４】
熱交換アセンブリは、好ましくは少なくともリッチ酸化剤の予熱が可能であり、実際にはさらにリッチ酸化剤および気体燃料の予熱が可能である。
【００７５】
リッチ酸化剤源は、たとえば、空気の気体を分離するためのユニット、または液化されたリッチ酸化剤用のパイプラインもしくはタンクであってよい。
【００７６】
熱交換アセンブリは、有用には、炉から排出される煙道ガスと加熱される空気との間の熱交換のための「一次交換器」または「一次熱交換器」と記載される第１の熱交換器を含み、さらに一次交換器から得られる高温空気と予熱される反応物との間の熱交換のための「二次熱交換器」または「二次交換器」と記載される第２の熱交換器をも含む。この場合、一次交換器は、空気源および炉の煙道ガス出口に流体的に接続される。二次交換器は、予熱される反応物の供給源に流体的に接続される。二次交換器は、予熱される燃焼反応物の出口および中間空気出口をも示す。
【００７７】
リッチ酸化剤および気体燃料の予熱を可能にする一実施形態によると、熱交換アセンブリは第１および第２の二次交換器を含み、第１の二次交換器はリッチ酸化剤源に流体的に接続され、第２の二次交換器は気体燃料源に流体的に接続される。
【００７８】
コレクターは、有用には、ガラス繊維フリースの形態で収集された１本以上のフィラメントを架橋チャンバーに向けて運ぶコンベアを含む。
【００７９】
この場合、コンベアによってフリースの形態で運ばれる前に、１本以上のフィラメントへの接着剤の塗布が可能となるように、接着剤塗布装置をコンベアの上流に配置することができる。コンベア上のガラス繊維フリース中に存在する１本以上のフィラメントへの接着剤の塗布が可能となるように、接着剤塗布装置をコンベアに配置することもできる。
【００８０】
有利な一実施形態によると、コンベアはガス透過性である。次に、オーブンは、好ましくは、架橋チャンバー内のガラス繊維フリースおよびコンベアを通して、熱交換アセンブリから得られる中間空気を吸引するための１つ以上の吸気装置を含む。
【００８１】
典型的には、架橋フリースから防音および／または断熱および／または防火製品を製造するため、またはガラス繊維不織布を主成分とする他の製品を製造するために、架橋チャンバーの下流に成形ユニットが設けられる。
【００８２】
既に前述したように、本発明のプラントは、リッチ酸化剤の予熱のための二次交換器と、気体燃料の予熱のための二次交換器との２つの二次交換器をバーナーの上流に含むことができ、バーナーは、２つの二次交換器の第１のものから予熱されたリッチ酸化剤を受け取り、２つの二次交換器の第２のものから予熱された気体燃料を受け取ることができる。これら２つの二次交換器は、一次交換器から得られる高温空気の流れに対して直列または並列に配置することができる。
【００８３】
本発明の炉は、前述のような溶融／仕上げ炉であってよい。
【００８４】
ブッシングは、溶融炉の溶融ガラス出口に配置することができる。プラントは、溶融ガラスをこの溶融ガラス出口からブッシングに向けて輸送するためのパイプラインを含むこともできる。
【００８５】
本発明は、未公開特許出願の仏国特許出願１，５５７，３４４号明細書に規定されるようなプラントにも対応する前述のようなプラントをも含んでいる。
【００８６】
たとえば、熱交換アセンブリの中間空気出口は、変換ユニットの以下の装置の１つ以上と流体的に接続することもできる：
・繊細化装置：熱交換アセンブリから得られる中間空気によって繊細化火炎またはガス繊細化流を形成するため；
・接着剤塗布装置：バインダーを噴霧するための物質として熱交換アセンブリから得られる中間空気を使用するため；
・乾燥機（存在する場合）：１本以上のフィラメントと接触する乾燥剤として熱交換アセンブリから得られる中間空気を使用するため；
・テクスチャー加工チャンバー（存在する場合）：テクスチャー加工用ガス流、特にテクスチャー加工用空気乱流ジェットとして熱交換アセンブリから得られる中間空気を使用するため。
【００８７】
このようなプラントの好ましい一実施形態によると、繊細化装置は、熱交換アセンブリから得られる中間空気を有する燃料の燃焼によって、繊細化火炎を形成するため、または繊細化ガス流を形成するための繊細化バーナーを含み、次に前記繊細化バーナーは、熱交換アセンブリの中間空気出口と流体的に接続される。
【００８８】
特に好ましい一実施形態によると、繊細化装置は、１つ以上のストリームの遠心力による繊細化のための遠心機を含み、遠心機から得られるフィラメントのガス繊細化のための繊細化バーナーも含む。この場合、繊細化バーナーは、有利には、遠心機の周囲に繊細化ガス流を生成可能な環状であり、繊細化バーナーへの酸化剤として中間空気を供給するために熱交換アセンブリの中間空気出口と流体的に接続される。
【００８９】
本発明によるプラントは、有用には、繊細化装置を取り囲むフードを含む。このフードは接着剤塗布装置および／または乾燥機を取り囲むこともできる。多数の短いフィラメントの製造がプラントに意図される場合、フードによって、プラント運転中のフィラメント飛散の防止または制限が可能となる。フードによって、さらにより一般的には、繊細化条件、実際にはさらに接着剤の塗布および／または乾燥条件のより十分な制御も可能となる。
【００９０】
多数の短いフィラメントの製造がプラントに意図される場合、コレクターは、好ましくはフードの下または底部に配置される。
【００９１】
本発明によるプラントは、不織布、編織布、または強化用布の製造、またはさらには防音および／または断熱および／または防火製品の製造のためのプラントであってよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】断熱／防音および／または防火フリースを製造するための方法およびプラントの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
図１に示されるプラントは、多数のバーナー１２（図１中には１つだけのバーナーが示されている）によって加熱されるガラス溶融炉１０を含む。この目的ために、典型的には９５体積％〜１００体積％の間の酸素を含有するガスであるリッチ酸化剤２８ａと、天然ガスなどの気体燃料２９ａとが、前記バーナー１２に供給される。
【００９４】
燃料２９ａとリッチ酸化剤２８ａとの燃焼によって生成する煙道ガスまたは燃焼ガスは、溶融炉１０から排出され、コンプレッサー２３によって供給される圧縮空気２４を加熱するために一次交換器２０中に導入される。一次交換器２０の下流で、煙道ガスは、典型的には汚染物質を除去する処理が行われた後に煙突１１を通って排出される。一次交換器２０から得られる高温空気２５は、リッチ酸化剤２８ａの予熱のための第１の二次交換器２１中に導入され、次に、部分的に中間空気２６の形態で、気体燃料２９ａの予熱のための第２の二次交換器２２中に導入される。第１の二次交換器２１から得られる予熱されたリッチ酸化剤２８ｂと、第２の二次交換器２２から得られる予熱された気体燃料２９ｂとは、燃焼反応物としてバーナー１２に供給される。
【００９５】
これによって、本発明による製造方法による最初のエネルギーの非常に顕著な節約が可能となる。
【００９６】
溶融炉１０から得られる溶融ガラスは、溶融ガラスのストリームの形態で遠心機３４中に導入され、遠心機３４から得られるフィラメントは、王冠型の繊細化バーナー３１によって生成される繊細化ガスの環状の流れによって繊細化される。
【００９７】
この繊細化アセンブリから得られるフィラメントは、バインダー３５の噴霧器３２によって接着剤で処理され、次に、乾燥機３３により注入される気体乾燥剤のジェット３６によって乾燥される。
【００９８】
延伸、接着剤塗布、および乾燥の段階は、フード３０の内側の制御された環境中で行われる。
【００９９】
接着剤で処理され乾燥したフィラメントは、フード３０の底部のコンベア４２によってフィラメントのフリース４４の形態で収集される。
【０１００】
コンベア４２によって、フリース４４は架橋オーブン４０に向けて運ばれ、その架橋オーブンの中で、接着剤で処理されたフィラメントは熱の影響下で架橋し、これによってフィラメントが互いに結合する。オーブン４０の下流で、剛性、半剛性、または可撓性のフリースが成形されて包まれる。
【０１０１】
本発明によると、二次交換器２１、２２から得られる中間空気２７中に存在する残留熱は、溶融炉１０の下流の変換プロセスのエネルギー効率を改善するために利用される。
【０１０２】
たとえば、中間空気２７の最後の部分は、架橋オーブン中に導入されて、フリース４４中のフィラメントの架橋を促進するために、オーブン内のフリース４４を通過する吸引が行われる。
【０１０３】
中間空気２７の別の部分は、乾燥機３３によって乾燥用ガス３６として使用され、中間空気２７の残留熱によって、フィラメントの乾燥を促進することが可能となる。
【０１０４】
図示される実施形態では、中間空気２７の最後の無視できない部分は、繊細化ガス流をより効率的に生成するために、酸化剤として繊細化バーナー３１中に導入される。
【０１０５】
本発明の利点は、以下の例を考慮すればより十分に理解されよう。
【０１０６】
溶融炉では、５ＭＷの熱出力から１００ｔｐｄの絶縁繊維が製造される。１〜５ＭＷｅ程度の電気エネルギーの寄与が、製造条件により必要となりうる。燃焼煙道ガスは１３５０℃で排出され、希釈されることによって冷却されて、一次交換器の入口で１２００℃の温度に到達しうる。５００Ｓｍ３／ｈの天然ガス（９５％のメタン、２％のブタン、２％のプロパン、および１％のＣＯ２）は４５０℃まで予熱される。１０００Ｓｍ３／ｈの酸素は５５０℃まで予熱される。これらのガスを予熱するためには、約４０００Ｓｍ３／ｈの空気が必要である。一次交換器中で６５０℃まで加熱されると、空気は二次交換器の出口で４００℃まで冷却される。
【０１０７】
５３０ｋＷのエネルギー値を有するこの空気は、次に、好ましくはステンレス鋼でできたパイプ中で架橋チャンバーに向けて運ばれる。この高温空気によって、燃料の量が大幅に減少する（１０％）。より徹底的な乾燥のためにチャンバーの下流部分にさらなる新しい空気を供給することができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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