(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料及び副原料からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解用の炉体と、該炉体の天井壁に下向きで取付けられた酸素バーナと、該炉体の排ガス出口の直近にて該排ガス出口に接続されたサイクロンと、該サイクロンで回収したものを該酸素バーナに戻す返送手段とを備え、該酸素バーナは最外周部に該サイクロンで回収して戻されたもの用の再供給ノズルを有し、また該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されると共にガラス原料及び副原料が気体搬送により供給されるようになっており、また該炉体内の底部には該酸素バーナの直下部を含んで堰により遮られた小プールが形成されていて、該酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス原料及び副原料をその火炎中に下向きで供給して溶解しつつ、生成したガラス溶解物を該小プールに一時的に貯留した後に該堰からオーバーフローさせる一方で、排ガスに同伴するガラス原料及び副原料を該サイクロンで回収し、該返送手段で該酸素バーナに戻して、該酸素バーナの該再供給ノズルから再び溶解に供するようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置。
【請求項２】
酸素バーナが、中心部から外周部に向かい、燃料供給ノズル、一次支燃ガス供給ノズル、ガラス原料及び副原料供給ノズル、二次支燃ガス供給ノズルの順で複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものである請求項１記載のガラス溶解装置。
【請求項３】
酸素バーナの最外周部の再供給ノズルに送風ファンが接続されており、該送風ファンから該再供給ノズルに、ガラス原料及び副原料の供給補助用及び該酸素バーナの冷却用の空気を送り込むようにした請求項１又は２記載のガラス溶解装置。
【請求項４】
サイクロンに送風ファンが接続されており、該送風ファンから該サイクロンに、ガラス原料及び副原料の回収補助用及び排ガスの冷却用の空気を送り込むようにした請求項１〜３のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【請求項５】
炉体の側壁に、堰からオーバーフローしようとするガラス溶解物を臨んで補助バーナが取付けられた請求項１〜４のいずれか一つの項記載のガラス溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス溶解装置に関し、更に詳しくは加熱源として酸素バーナを備えるガラス溶解装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱源として酸素バーナを備えるガラス溶解装置として、ガラス溶解用の炉体内にその上流部から投入したガラス原料及び副原料（以下これらをガラス原料等という）を、該炉体の側壁に取付けた酸素バーナで溶解するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。しかし、かかる従来のガラス溶解装置には、炉体内に投入したガラス原料等を酸素バーナの燃焼による輻射熱を利用して溶解するようになっているため、エネルギ効率が悪く、またガラス溶解物の生成に長い時間がかかり、結果として溶解装置全体が大型になってしまうという問題がある。
【０００３】
前記の課題を改善するため、ガラス溶解用の炉体の天井壁に酸素バーナを下向きで取付け、該酸素バーナにはガラス原料等を気体搬送により供給するようにして、該酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス原料等をその火炎中に下向きで供給して溶解するようにしたものが提案されている（例えば特許文献２参照）。しかし、かかる従来のガラス溶解装置には、相応にエネルギ効率を向上でき、またガラス溶解物の生成を短時間で行なって、溶解装置全体を小型化できるという利点がある反面、供給したガラス原料等の相当量が排ガスに同伴して排出されてしまうため、歩留まりが悪いという問題がある。この場合、排ガスに同伴するガラス原料等を、下流側の排ガス処理設備、例えばバグフィルタでまとめて回収し、再使用することも考えられるが、このようにすると、単に排ガス処理設備に大きな負荷をかけることになるだけでなく、溶解しようとするガラス原料等の組成を変えてしまうおそれがある。
【特許文献１】特開２００５−１５２９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、エネルギ効率が良く、ガラス溶解物を短時間で生成させることができ、したがって溶解装置全体を小型化でき、しかも歩留まりが良いガラス溶解装置を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、ガラス原料等からガラス溶解物を生成させるガラス溶解装置において、ガラス溶解用の炉体と、該炉体の天井壁に下向きで取付けられた酸素バーナと、該炉体の排ガス出口の直近にて該排ガス出口に接続されたサイクロンと、該サイクロンで回収したものを該酸素バーナに戻す返送手段とを備え、該酸素バーナは最外周部に該サイクロンで回収して戻されたもの用の再供給ノズルを有し、また該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されると共にガラス原料等が気体搬送により供給されるようになっており、また該炉体内の底部には該酸素バーナの直下部を含んで堰により遮られた小プールが形成されていて、該酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス原料等をその火炎中に下向きで供給して溶解しつつ、生成したガラス溶解物を該小プールに一時的に貯留した後に該堰からオーバーフローさせる一方で、排ガスに同伴するガラス原料等を該サイクロンで回収し、該返送手段で該酸素バーナに戻して、該酸素バーナの該再供給ノズルから再び溶解に供するようにして成ることを特徴とするガラス溶解装置に係る。
【０００６】
本発明に係るガラス溶解装置も、ガラス溶解用の炉体と、該炉体の天井壁に下向きで取付けられた酸素バーナとを備え、該酸素バーナには酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されると共にガラス原料等が気体搬送により供給されるようになっている。本発明に係るガラス溶解装置は、炉体の排ガス出口の直近にて該排ガス出口にサイクロンが接続されており、該サイクロンと前記の酸素バーナとの間には該サイクロンで回収したガラス原料等（以下これを回収ガラス原料等という）を該酸素バーナに戻す返送手段が介装されていて、該酸素バーナは最外周部に該サイクロンで回収して戻された回収ガラス原料等を再び溶解に供する再供給ノズルを有している。また本発明に係るガラス溶解装置は、炉体内の底部に前記の酸素バーナの直下部を含んで堰により遮られた小プールが形成されており、この小プールは炉体の底壁と側壁と前記の堰とで囲まれたようになっている。本発明に係るガラス溶解装置では、酸素バーナを下向きで燃焼させると共にガラス原料等をその火炎中に下向きで供給して溶解しつつ、生成したガラス溶解物を小プールに一時的に貯留した後に堰からオーバーフローさせる一方で、排ガスに同伴するガラス原料等をサイクロンで回収し、返送手段で酸素バーナに戻して、該酸素バーナの再供給ノズルから再び溶解に供するようになっている。
【０００７】
本発明に係るガラス溶解装置では、酸素バーナの下向きで燃焼する高温の火炎中にガラス原料等を下向きで供給して溶解するため、エネルギ効率が良く、また下向きで供給したガラス原料等は短時間でガラス溶解物となり、直下の小プールに一時的に貯留される間に充分にガス抜きされた所望通りのガラス溶解物に均質化されるため、溶解装置全体を小型化できる。しかも本発明に係るガラス溶解装置では、排ガスに同伴して炉体の排ガス出口から排出されるガラス原料等を該排ガス出口の直近にてサイクロンにより回収し、かかる回収ガラス原料等を直ちに酸素バーナに戻して、該酸素バーナの再供給ノズルから再び溶解に供するため、歩留まりが良い。このようにすると、下流側の排ガス処理設備に大きな負荷をかけることがなく、また溶解に供するガラス原料等の組成を変えるようなこともない。
【０００８】
本発明に係るガラス溶解装置において、酸素バーナそれ自体としては公知のものを応用でき、例えば特開平８−３１２９３８号公報、特開２０００−５５３４０号公報及び特開２０００−１０３６５６号公報等に記載されているような酸素バーナを応用できる。これらの酸素バーナは、先端部におけるノズル構造が中心部から外周部に向かい、燃料供給ノズル、一次支燃ガスに供給ノズル、被処理物（ガラス原料等）供給ノズル及び二次支燃ガス供給ノズルのように、複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。
【０００９】
本発明に係るガラス溶解装置において、酸素バーナとしては、前記のように中心部から外周部に向かい複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものであって、更に最外周部にサイクロンで回収して戻された回収ガラス原料等の再供給ノズルを有するものを用いる。かかる回収ガラス原料等の再供給を、前記の被処理物（ガラス原料等）供給ノズルを介する本来のガラス原料等の供給とは別のノズルで行なうことにより、本来のガラス原料等の供給に悪影響を及ぼさないようにするためである。そしてこの場合、酸素バーナの最外周部の再供給ノズルに送風ファンを接続し、該送風ファンから該再供給ノズルに、通常はその周面に沿う方向から空気を送り込むようにするのが特に好ましい。かかる空気の送り込みにより、再供給ノズル内にて回収ガラス原料等が目詰まりするのを防止すると共に、酸素バーナの先端部から下向きに回収ガラス原料等を同伴する筒状のあたかもエアカーテンを形成させ、これによりその内側にて供給する本来のガラス原料等が飛散して排ガスに同伴しようとするのを防止し、また同時に相当の高温になる酸素バーナを冷却して保護するためである。
【００１０】
また本発明に係るガラス溶解装置において、サイクロンに送風ファンを接続し、該送風ファンから該サイクロンに、通常はその周面に沿う方向から空気を送り込むようにするのが好ましい。かかる空気の送り込みにより、サイクロン内のガラス原料等により大きな遠心力を加えてその回収率を向上し、また同時に相当の高温になる排ガスを冷却して、サイクロンだけではなく、ダクトを含めて下流側の排ガス処理設備を保護するためである。
【００１１】
更に本発明に係るガラス溶解装置において、炉体の側壁に、堰からオーバーフローしようとするガラス溶解物を臨んで補助バーナを取付けるのが好ましい。小プールに一時的に貯留されたガラス溶解物が堰から円滑にオーバーフローするのを促すためである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るガラス溶解装置によると、エネルギ効率が良く、ガラス溶解物を短時間で生成させることができ、したがって溶解装置全体を小型化でき、しかも歩留まりが良い。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で例示する全体図、図２は図１の酸素バーナを示す底面図である。縦断面の外形が略々長方形を呈する炉体１１の天井壁に酸素バーナ２１が下向きで取付けられており、該天井壁の縁部には排ガス出口５１が設けられていて、炉体１１内の底部には酸素バーナ２１の直下部を含んで堰６１により遮られた小プール６２が形成されている。図示した小プール６２は、炉体１１の底壁と側壁と堰６１とで囲まれている。
【００１４】
酸素バーナ２１は、中心部から外周部に向かい、燃料供給ノズル２２、一次支燃ガス供給ノズル２３、ガラス原料等供給ノズル２４、二次支燃ガス供給ノズル２５及び回収ガラス原料等再供給ノズル２６の順で複数の供給ノズルが同心円状に配列されたものからなっている。そして酸素バーナ２１の一次支燃ガス供給ノズル２３及び二次支燃ガス供給ノズル２５には吸着式酸素発生装置３１から燃焼制御ユニット３２を介し酸素濃度９０容量％以上の支燃ガスが供給されるようになっており、また燃料供給ノズル２２には燃料タンク３３から燃焼制御ユニット３２を介し燃料ガスが供給されるようになっている。更に酸素バーナ２１のガラス原料等供給ノズル２４にはガラス原料等が気体搬送で供給されるように気体搬送系４１が接続されている。気体搬送系４１の上流側にはドライヤ付きコンプレッサ４２が接続されており、その途中にガラス原料等供給系４３が接続されている。ガラス原料等供給系４３は、ガラス原料等を貯留するホッパ４４、ホッパ４４に接続された定量切出装置４５、定量切出装置４５に接続された破砕機４６、破砕機４６に接続された定量供給装置４７を備えている。
【００１５】
また排ガス出口５１にはその直近にてダクト５２を介しサイクロン５３が接続されており、サイクロン５３の下流側には図示しない排ガス処理設備が接続されている。サイクロン５３の捕捉容器５４の下端部にはロータリバルブ５５を介して返送手段としてのスクリューコンベア５６が接続されており、スクリューコンベア５６の先端部は酸素バーナ２１の最外周部に形成された回収ガラス原料等再供給ノズル２６に接続されている。
【００１６】
酸素バーナ２１の回収ガラス原料等再供給ノズル２６には送風ファン７１が接続されており、送風ファン７１はサイクロン５３の捕捉容器５４にも分岐して接続されている。送風ファン７１と捕捉容器５４との間には自動バルブ７２が介装されており、自動バルブ７２の開度はサイクロン５３の下流側におけるダクト内の排ガス温度によって調整されるようになっている。一方、炉体１１の側壁には、小プール６２に一時的に貯留された後に堰６１からオーバーフローしようとするガラス溶解物Ａを臨んで補助バーナ６３が取付けられている。堰６１からオーバーフローしたガラス溶解物Ａは、炉体１１に接続された図示しない清澄槽へと流下するようになっている。
【００１７】
図示したガラス溶解装置では、酸素バーナ２１を下向きで燃焼させると共にガラス原料等を気体搬送によりその火炎中に下向きで供給して溶解しつつ、生成したガラス溶解物Ａを小プール６２に一時的に貯留した後に堰６１からオーバーフローさせる一方で、排ガスに同伴して排ガス出口５１から排出されるガラス原料等をサイクロン５３で回収し、スクリューコンベア５６で酸素バーナ２１の最外周に形成された回収ガラス原料等再供給ノズル２６に戻して再び溶解に供するようになっている。そしてかかる回収操作に際して、送風ファン７１から回収ガラス原料等再供給ノズル２６にその周面に沿う方向から空気を送り込むことにより、回収ガラス原料等再供給ノズル２６内にて回収ガラス原料等が目詰まりするのを防止すると共に、酸素バーナ２１の先端部から下向きに回収ガラス原料等を同伴する筒状のあたかもエアカーテンを形成させ、これによりその内側にて供給する本来のガラス原料等が飛散して排ガスに同伴しようとするのを防止し、同時に相当の高温になる酸素バーナ２１を冷却するようになっており、また送風ファン７１からサイクロン５３の捕捉容器５４にその周面に沿う方向から空気を送り込むことにより、サイクロン５３内のガラス原料等により大きな遠心力を加えてその回収率を向上し、同時に相当の高温になる排ガスを冷却して、サイクロン５３だけではなく、ダクトを含めて下流側の排ガス処理設備を保護するようになっている。更に堰６１からオーバーフローしようとするガラス溶解物Ａに向けて補助バーナ６３から火炎を吹き付けることにより、小プール６２に一時的に貯留されたガラス溶解物Ａが堰６１から円滑にオーバーフローするのを促すようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るガラス溶解装置を一部縦断面で例示する全体図。
【図２】図１の酸素バーナを示す底面図。
【符号の説明】
【００１９】
１１    炉体
２１    酸素バーナ
２２    燃料供給ノズル
２３    一次支燃ガス供給ノズル
２４    ガラス原料等供給ノズル
２５    二次支燃ガス供給ノズル
２６    回収ガラス原料等再供給ノズル
５１    排ガス出口
５３    サイクロン
５６    スクリューコンベア
６１    堰
６２    小プール
６３    補助バーナ
７１    送風ファン
【図１】
0005094352.tif 000002
【図２】
0005094352.tif 000003