(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部の孔と、この開口部の孔に挿入される外表面に曲面が形成されたバーナタイルと、このバーナタイルの前記曲面の一部を囲繞し前記開口部の孔と嵌合するバーナブロックとから構成され、このバーナタイルの先端に設けられた火炎放射口を傾動自在としたことを特徴とするバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【請求項２】
前記バーナブロックと前記バーナタイルとの間に生ずる隙間に滑材を介在させたことを特徴とする請求項１記載のバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【請求項３】
前記バーナブロックに前記炉壁の内面側が拡開するようにテーパを設けたことを特徴とする請求項１記載のバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【請求項４】
前記開口部の孔の炉外側から炉内に向けてエアーを吹き付けるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３記載のバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【請求項５】
ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部の孔と、この開口部の孔に挿入される先端部が後端部よりも縮径された円錐台状もしくは角錐台状のバーナタイルとから構成され、前記バーナタイルの火炎放射口を任意方向に傾動自在としたことを特徴とするバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【請求項６】
前記開口部の孔に前記炉壁の内面側が拡開するようにテーパを設けたことを特徴とする請求項５記載のバーナタイルの火炎放射角度可変構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラスタンク炉に用いられるバーナタイルの火炎放射角度可変構造体に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、ガラス溶融炉に設置されるバーナは、清澄槽や溶融槽などの様々な位置で用いられている。以下にその一例として、ハンドギャザリングが行われる清澄槽に用いられるものについて示す。
【０００３】
ハンドギャザリングに用いられる清澄槽は図４に示すような構造をしており、清澄槽の炉壁には、ガラス種巻取棒出入口１０１とオーバーフロー口１０２とバーナ設置用開口部１０３とが形成されている。ガラス種巻取棒出入口１０１は、スロート１０４と接合されている側壁の真向かいの側壁に形成され、この側壁に隣接する側壁にオーバーフロー口１０２が設けられ、このオーバーフロー口１０２が形成された側壁の向かい側で、かつスロート１０４と接合されている側壁に隣接した側壁にバーナ設置用開口部１０３が形成されている。
【０００４】
オーバーフロー口１０２は、ガラス成分が揮発して異質化した表面の溶融ガラス、およびガラス種巻取棒を溶融ガラス中から取り出すときにガラス種巻取棒から落下する溶融ガラス滴によって生ずる泡を流出除去するために形成されていた。また、バーナ設置用開口部１０３には、清澄槽内の温度を調節するためのバーナ１０５が、炉壁から炉壁面と垂直に挿入，固定され、スロート１０６が形成されている炉壁の近傍の溶融ガラスを加熱していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような清澄槽では、スロートが形成されている炉壁近傍の溶融ガラスを固定されたバーナの火炎により加熱しているので、溶融ガラスの対流が、小さくなってしまっている。その結果、溶融ガラス滴によって生じた泡も、この対流に沿って流れていくので、表面に発生した泡を完全にオーバーフロー口へ流すことができず、ガラス種巻取棒を溶融ガラス中へ入れガラス種を巻き取るとき、ガラス種中に泡が混入してしまいガラス成形品に泡不良を発生させやすかった。
【０００６】
また、この清澄槽に用いられるバーナに限らず、ガラス溶融炉に用いられるバーナはガラス溶融炉の築炉または炉修時にバーナの位置および方向を固定したら、次の築炉または炉修時までバーナの位置および方向が固定されたままである。このため、溶融槽に用いられるバーナの場合も一定位置に火炎を放射しているので、溶融槽内に浮遊している未溶融原料を完全に溶融することができないとき、未溶融原料が成形用溶融ガラスに混入しガラス成形品に未溶融原料が原因となる不良が生じてしまう。
【０００７】
したがって、本発明はバーナの火炎を用いて、ガラス成形品の不良の原因となる溶融槽の溶融ガラス上の未溶融原料や清澄槽の溶融ガラス上の泡をなくすことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部の孔と、この開口部の孔に挿入される外表面に曲面が形成されたバーナタイルと、このバーナタイルの前記曲面の一部を囲繞し前記開口部の孔と嵌合するバーナブロックとから構成され、このバーナタイルの火炎放射口を傾動自在とした火炎放射角度可変構造を備えた。このようにバーナブロックでバーナタイルの曲面の一部を囲繞することにより、炉内と炉外を隔てたままバーナタイルの火炎放射口を傾動させることができ、炉内の熱を炉外に逃げにくくすることができる。それゆえに、この発明を溶融槽に適用したときには、溶融ガラス上に存在する未溶融原料に目掛けて火炎を放射し、未溶融原料を溶融することができる。また、清澄槽に適用したときには、溶融ガラス上に生じた泡などに目掛けて火炎を放射し、泡を膨脹させ消去したり、温度分布の変化により溶融ガラス表面の泡を含む溶融ガラスの対流を大きなものとして溶融ガラスの表面流を伸長させたりすることができる。
【０００９】
請求項２に対応する発明は、バーナブロックとバーナタイルとの間に生ずる隙間に滑材を介在させるようにした。こうすることにより、バーナタイルを容易に動かすことができる。
【００１０】
請求項３に対応する発明は、バーナブロックに炉壁の内面側を拡開するようにテーパを設けた。こうすることにより、火炎放射口を傾動させてもバーナブロックに火炎放射口から放射される火炎が干渉しにくくなる。
【００１１】
請求項４に対応する発明は、バーナタイルが挿入される開口部の孔の炉外側から炉内に向けてエアーを吹き付けるようにしたものである。こうすることにより、バーナタイルとバーナブロックとの間をエアーが通り抜けて、ガラス溶融炉内で発生するベーパーが侵入し付着することを防止できる。
【００１２】
請求項５に対応する発明は、ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部の孔と、この開口部の孔に挿入される先端部が後端部よりも縮径された円錐台状もしくは角錐台状のバーナタイルとから構成され、前記バーナタイルの火炎放射口を任意方向に傾動自在とした。このようにしたことにより、炉内と炉外を隔てたままバーナタイルの火炎放射口を任意方向に傾動することができる。それゆえに、この発明を溶融槽に適用したときには、溶融ガラス上に存在する未溶融原料に目掛けて火炎を放射し、未溶融原料を溶融することができる。また、清澄槽に適用したときには、溶融ガラス上に生じた泡などに目掛けて火炎を放射し、泡を膨脹させ消去したり、温度分布の変化により溶融ガラス表面の泡を含む溶融ガラスの対流を大きなものとして溶融ガラスの表面流を伸長させたりすることができる。
【００１３】
請求項６に対応する発明は、請求項５に対応する発明に記載された開口部の孔に炉壁の内面側が拡開するようにテーパを設けた。このような構造としたことにより、バーナタイルの火炎放射方向を任意方向に傾動しても、バーナタイルから放射される火炎が炉壁と干渉しにくくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１５】
（実施の形態１）この実施の形態１は、ハンドギャザリングを行うガラス溶融炉の清澄槽の炉壁に本発明のバーナタイルの火炎放射角度可変構造を用いたものである。このバーナタイルの火炎放射角度可変構造は図１に概念的に示されている。この実施の形態１では清澄槽内と炉外とを隔て、かつ火炎放射角度を可変とするために、火炎放射角度を決定するバーナタイル１と、このバーナタイル１の後端に接合されたバーナ２と、バーナタイル１の球形部の一部を囲繞するバーナブロック３と、このバーナブロック３が嵌め込まれる炉壁４の開口部の孔５と、炉壁４の炉外側からバーナタイル１とバーナブロック３との間にエアーを吹き付けるエアーパイプ６とを具備している。なお、バーナ２は図示されていない固定設備に固定されてその位置を保持されている。
【００１６】
バーナタイル１は、鋳造するときにバーナ２の先端部に取り付ける金物７も一体成型している。そして、バーナタイル１の金物７とバーナ２とを接合することによって、バーナタイル１とバーナ２とを一体として用いている。このバーナタイル１の形状は、外観が電球用バルブのように火炎放射口近傍が球形をしている。
【００１７】
バーナブロック３は、開口部の孔５の炉内側および炉外側でバーナタイル１の球形部を挟むように炉内側に形成された内側ブロック３ａおよび炉外側に形成された外側ブロック３ｂで形成されている。そして、内側ブロック３ａは、バーナタイル１の火炎放射口を内側ブロック３ａから炉内に突出させないように、バーナタイル１の球形部の一部を包み込んでいる。こうすることにより、バーナタイル１の火炎放射口が炉内の輻射熱の影響を受けにくくなり、バーナタイル１の寿命を長くすることができる。
【００１８】
また、内側ブロック３ａは、バーナタイル１を上下左右などの任意の方向に動かし火炎放射方向を変更させたときに、火炎が内側ブロック３ａと干渉しないようにバーナタイル１の火炎放射口より炉内側で、炉内側に拡開されるテーパを有している。外側ブロック３ｂは、バーナタイル１を上下左右などの任意の方向に動かすときに支障がないように、外側ブロック３ｂを内側ブロック３ａと同様にバーナタイル１の球形部を包み込まない部分に炉外側が拡開するテーパを有している。
【００１９】
エアーパイプ６は、エアーが炉外からバーナタイル１とバーナブロック３との間に生ずる隙間を通って、炉内に吹き込むように炉外に設置してある。このエアーはバーナタイル１とバーナブロック３との間に生ずる隙間に、炉内壁に付着するベーパーと呼ばれるガラスの揮発物やダストなどが、侵入し付着しないようにするためのものである。それゆえに、このエアーはガラス溶融炉の操業中は絶えず１０ｍ3 ／時間以上の割合で吹き出されており、その圧力は１０ｍＨ2 Ｏ以上である。
【００２０】
以上に示したバーナタイル１の火炎放射角度の変更は、このバーナタイル１に接続されたバーナを移動させることによって行っている。
【００２１】
バーナタイル１の火炎放射角度可変構造を以上に示したようにすることにより、バーナタイル１とバーナブロック３との間に生ずる隙間にベーパーが侵入し付着せず、バーナタイル１を上下左右などの任意の方向に動かすことができる。そのため、バーナ２の火炎をガラス種巻取棒が出し入れされる溶融ガラス面付近に向けることにより、ガラス種巻取棒から滴下する溶融ガラス滴で生じた泡を膨脹させ消去したり、溶融ガラスの対流を大きなものとして溶融ガラスの表面流を伸長させ泡をオーバーフロー口へ流すことができる。したがって、上記課題で指摘したハンドギャザリング時に発生する表面上の泡を含む溶融ガラスを、ガラス種巻取棒で巻き取らないようにすることができるので、ガラス種巻取棒で巻き取られた溶融ガラスからガラス成形品に泡による不良が発生しにくくなる。
【００２２】
なお、以上の実施の形態１では、バーナタイル１の形状を電球バルブのような先端部が球形をしている物としたが、これに限定されることなくバーナタイル１のバーナブロック３で囲繞される部分が球形または円柱形などの曲面を有していればバーナブロック３内でバーナタイル１の傾動は可能となる。ここで、バーナブロック３で囲繞される部分が円柱形のバーナタイル１とは、バーナ２と接合される部分が円柱形の曲面から突出し、この突出部の反対側の曲面に火炎放射口が形成されることによって、Ｔ字型の外観を呈しているものである。この円柱形のバーナタイル１は、円柱形の弧に沿ってバーナタイル１を傾動させることができるので、上下もしくは左右などの２方向にのみバーナタイル１を傾動させるときに適している。また、バーナタイル１とバーナブロック３との間に生ずる隙間にバーナタイル１の傾動をスムーズに行うための滑材として、セラミックボールを介在させてもよい。
【００２３】
（実施の形態２）この実施の形態２は、実施の形態１のバーナタイルの火炎放射角度可変構造の変形例であり、図２に概念的に示されている。この実施の形態２は、清澄槽の炉壁の炉壁内面側にテーパが設けられた開口部の孔５と、この開口部の孔５に挿入される火炎放射角度を決定するバーナタイル１と、このバーナタイル１の後端に接続されたバーナ２とで構成されている。なお、バーナ２は図示されていない固定設備に固定されて、その位置を保持されている。
【００２４】
この実施の形態２も上記実施の形態１と同様に、バーナタイル１は、鋳造するときにバーナ２の先端部に取り付ける金物７も一体成型している。そして、バーナタイル１の金物７とバーナ２とを接合することによって、バーナタイル１とバーナ２とを一体として用いている。なお、バーナタイル１の形状は、火炎放射口に近いほど先細となるように、円錐台状もしくは角錐台状となるようにテーパを設けている。
【００２５】
炉壁に形成された開口部の孔５は、バーナタイル１の挿入方向と垂直な切断面と同じ形状をしており、炉内壁側にはバーナ２の火炎と干渉しないように炉内壁側を拡開されるテーパが設けられているものであり、バーナタイル１の最大径の部分よりも開口径が小さい。バーナタイル１が開口部の孔５に挿入されるときには、バーナタイル１と開口部の孔５とが接触するまで挿入する。また、上記実施の形態１と同様に、バーナタイル１の火炎放射口は炉内壁面から突出しないように挿入されている。バーナタイル１の傾動範囲は、バーナタイル１に形成されたテーパおよび炉壁内側に形成されたテーパにより決定することができる。
【００２６】
以上に示したバーナタイル１の火炎放射角度の変更は、上記実施の形態１と同様にバーナタイル１に接続されたバーナ２を移動させることによって行っている。また、この実施の形態２の場合は、バーナタイル１が炉壁に固定されていないので、開口部の孔５へバーナタイル１を挿入するときには、バーナ２にバーナタイル１を接続してから行うようにする。
【００２７】
バーナタイル１の火炎放射角度可変構造を以上のようにしたことにより、炉内の熱気を炉外へ逃がすことなく容易にバーナタイル１の炉内への挿入角を変更することができる。このため、バーナ２の火炎放射方向をガラス種巻取棒が出し入れされる溶融ガラス面付近に向けることにより、ガラス種巻取棒から滴下する溶融ガラス滴で生じた泡を膨脹させ消去したり、溶融ガラスの対流を大きなものとして溶融ガラスの表面流を伸長させ泡をオーバーフロー口へ流すことができる。したがって、上記課題で指摘したハンドギャザリング時に発生する表面上の泡を含む溶融ガラスを、ガラス種巻取棒で巻き取らないようにすることができるので、ガラス種巻取棒で巻き取られた溶融ガラスからガラス成形品に泡による不良が発生しにくくなる。
【００２８】
以上の実施の形態２では、バーナタイル１を開口部の孔５に挿入するときバーナタイル１が開口部の孔５に接触するまで挿入するとしたが、バーナタイル１を開口部の孔５に非接触状態で挿入するもしくは開口部の孔５の径をバーナタイル１の最大径よりも大きくしてバーナタイル１を開口部の孔５に挿入してもよい。これらの場合、開口部の孔５とバーナタイル１との間に隙間が生じるので、この隙間をモルタルもしくはブランケットなどのシール材を用いて炉内の熱気を炉外へ逃げ出さないようにする。それから、バーナタイル１の角度を変更するときには、一旦シール材を剥がし角度を固定した後に再度シール材で隙間を塞ぐようにする。
【００２９】
以上の実施の形態１および２で示された火炎放射角度可変構造の例は、溶融槽のバーナ２にも用いることができる。溶融槽のバーナ２に用いたときには、以下に示すような効果を奏する。
【００３０】
１．溶融槽内に浮遊しているガラス原料のバッチ山が、溶融槽の前壁付近まで達してきたとき、またはガラス原料のバッチ山から未溶融のまま離れ前壁付近に浮遊してきたときに、バッチ山の先端または浮遊未溶融原料を目掛けてバーナの火炎を放射することができる。それゆえに、バッチ山の先端をドッグハウス側に引き戻したり、バッチ山から離れ溶融槽内に浮遊している未溶融原料を完全に溶融することが可能となり、ガラス成形品に未溶融原料が原因となるガラス不良を低減することができる。
【００３１】
２．溶融槽内に浮遊しているガラス原料のバッチ山の先端部より前壁側の側壁からバッチ山の先端目掛けてバーナ２の火炎を放射するガラス溶融炉の場合、バッチ山の先端の位置がガラス原料の投入量の変化などにより前後したとき、バーナ２の火炎放射角度を変更してバッチ山の先端に追随することができる。
【００３２】
３．ガラス溶融炉設計時の溶融槽内のホットスポットが、当初予定していた位置よりも異なっていたとき、バーナ２の火炎放射角度を変更して溶融槽内のホットスポットを修正し所望とする位置にホットスポットを生じさせることができる。
【００３３】
（実施の形態３）この実施の形態３は、ガラス溶融炉の溶融槽の炉壁に用いられるバーナ２であって、上記実施の形態１の火炎放射角度可変構造を２次空気を利用するもの用いたときの例であり、図３に概念的に示してある。この実施の形態３は、上記実施の形態１で示された火炎放射角度可変構造において、バーナタイル１の後端にバーナケーシング８を接続したものである。
【００３４】
このバーナケーシング８は、バーナタイル１と接続されるバーナタイル接続口９と、バーナ２が挿入されるバーナ挿入口１０と、２次空気を導入する２次空気導入口１１とを有したものである。
【００３５】
このバーナケーシング８を用いたバーナ２の火炎放射角度を任意の方向に傾けるときには、バーナタイル１とバーナケーシング８とバーナ２は一緒に動くようになっている。この傾動動作のとき、バーナケーシング８に挿入されているバーナ２のセンターがずれないように、バーナケーシング８にバーナ２を固定している。
【００３６】
このようにガラス溶融炉の溶融槽に用いられる２次空気を用いるバーナ２に、本発明の火炎放射角度可変構造を採用することにより、上記で説明した効果のほかに、バーナ２の火炎の熱量が増大するので、ガラス溶融炉の溶融容量の大きな炉にも本発明の火炎放射角度可変構造を採用することができる。
【００３７】
なお、この実施の形態３では、実施の形態１の火炎放射角度可変構造を用いたが、実施の形態２の火炎放射角度可変構造を用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に対応する発明は、バーナブロックでバーナタイルの曲面の一部を囲繞することにより、炉内と炉外とを隔てたままバーナタイルの火炎放射口を傾動させることができ、炉内の熱を炉外に逃げ出しにくくすることができる。このため、ガラス溶融炉の稼動中でも容易にバーナの火炎放射方向を変更することができる。それゆえに、この発明を溶融槽に適用したときには、溶融ガラス上に存在する未溶融原料に目掛けて火炎を放射し、未溶融原料を溶融することができる。また、清澄槽に適用したときには、溶融ガラス上に生じた泡などに目掛けて火炎を放射し、泡を膨脹させ消去したり泡を移動させたりすることができる。したがって、ガラス成形に使用される溶融ガラスに未溶融原料や泡などが混ざりにくくなる。
【００３９】
請求項２に対応する発明は、バーナタイルとバーナブロックとの間に生ずる隙間に滑材を介在させるようにしたことにより、バーナタイルを容易に動かすことができる。
【００４０】
請求項３に対応する発明は、バーナブロックの炉壁内面側にテーパを設けたことにより、火炎放射口を傾動させてもバーナブロックに火炎が干渉されずに放射される。したがって、火炎を所望とする位置に放射することができる。
【００４１】
請求項４に対応する発明は、バーナタイルが挿入される開口部の孔の炉外側から炉内に向けてエアーを吹き付けるようにしたことにより、バーナタイルとバーナブロックとの間をエアーが通り抜けて、バーナタイルとバーナブロックとの間に溶融炉内で発生するベーパーが侵入し付着することを防げ、溶融炉の稼動期間が長期に亘っても容易にバーナタイルの火炎放射口を任意方向に傾動することができる。
【００４２】
請求項５に対応する発明は、ガラス溶融炉の炉壁に設けた開口部の孔に炉壁内面側をテーパ構造とし、この開口部の孔に挿入されるバーナタイルを先端部が後端部よりも縮径された円錐台状もしくは角錐台状構造としたことにより、炉内と炉外を隔てたままバーナタイルの火炎放射口を任意方向に傾動することができ、炉内の熱を炉外に逃げ出しにくくすることができる。このため、ガラス溶融炉の稼動中でも容易にバーナの火炎放射方向を変更することができる。それゆえに、この発明を溶融槽に適用したときには、溶融ガラス上に存在する未溶融原料に目掛けて火炎を放射し、未溶融原料を溶融することができる。また、清澄槽に適用したときには、溶融ガラス上に生じた泡などに目掛けて火炎を放射し、泡を膨脹させ消去したり泡を移動させたりすることができる。したがって、ガラス成形に使用される溶融ガラスに未溶融原料や泡などが混ざりにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態を示した断面図である。
【図２】  本発明の他の実施の形態を示した断面図である。
【図３】  本発明の他の実施の形態を示した断面図である。
【図４】  従来の清澄槽の断面図である。
【符号の説明】
１…バーナタイル  ２…バーナ  ３…バーナブロック  ３ａ…内側ブロック
３ｂ…外側ブロック  ４…炉壁  ５…開口部の孔  ６…エアーパイプ  ７…金物
８…バーナケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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