JP4526177B2 - ガラス溶解炉のバーナー設置構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス溶解炉のバーナー設置構造に関し、詳しくは、ガラス溶融炉の炉壁に設けられている炉内観察用の覗き窓のような開口部に溶解促進用のバーナを設置するためのバーナー設置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス溶融炉における溶解能力を向上させる手段として、原料投入口付近や炉内最高温度付近に酸素バーナを追加設置し、熱補償を行う方法が行われている。また、酸素バーナを炉壁に設置する場合、酸素バーナの周囲に耐火物で形成したバーナブロックを設置し、酸素バーナを炉内の輻射熱から保護するようにしている。このとき、酸素バーナとバーナブロックとが一体となっている場合は、バーナブロックを装着可能な大きさの開口部を炉壁に設けなければならず、酸素バーナが単独の場合は、炉壁に新たにバーナブロックを設置する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常のガラス溶解炉においては、原料投入口付近や炉内最高温度付近にバーナブロックを新たに設置するための十分な大きさの開口部を確保することは困難な場合が多く、炉壁の大改造が必要になることもある。
【０００４】
一方、ガラス溶解炉の原料投入口付近や炉内最高温度付近には、炉内観察用の覗き窓が設置されている場合が多く、ここにバーナブロックを設置することも考えられるが、バーナブロックを設置すると、覗き窓としての機能が全く失われてしまうことになる。さらに、バーナブロックは、長時間の使用によって耐火物の表面が一部溶融し、周辺の炉壁の耐火物に溶着した状態となってしまうため、バーナブロックの脱着は極めて困難になる。
【０００５】
また、覗き窓自体をバーナブロックとして代用し、覗き窓内に直接酸素バーナを挿入することも考えられるが、この場合は、炉内からの輻射熱を十分に遮ることができず、酸素バーナが短時間で損傷してしまうことがあり、酸素バーナからの熱で覗き窓の耐火物を損傷してしまうこともある。
【０００６】
そこで本発明は、耐火物で形成されたバーナブロックを使用せずに炉内の輻射熱からバーナを保護し、比較的小さな開口部、例えば覗き窓にもバーナを設置することができ、しかも、覗き窓としての機能も損なうことがないガラス溶解炉のバーナー設置構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガラス溶解炉のバーナー設置構造は、ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部に、冷媒の流通によって冷却される冷却筒を着脱可能な状態で挿入するとともに、該冷却筒内に着脱可能な状態でバーナを挿入し、かつ、前記冷却筒の内径Ｄと、該冷却筒先端から前記バーナの燃料噴出口先端までの距離Ｌとの関係、Ｄ／Ｌが０．３〜１．５の範囲に設定したことを特徴としている。
【０００８】
さらに、前記冷却筒及びバーナが、前記開口部の外方に設けたガイドレールによって前後方向に移動可能に支持されていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明のガラス溶解炉のバーナー設置構造の一形態例を示すもので、図１は覗き窓に冷却筒を介して酸素バーナを設置した状態を示す断面側面図、図２は同じく断面平面図である。
【００１０】
このガラス溶解炉の炉壁１１に設けられた覗き窓１２は、炉外から炉内に向かって水平方向が扇状に拡がった偏平な形状をしており、酸素バーナ２１は、この覗き窓１２内に、冷却筒３１を介して挿入されている。
【００１１】
冷却筒３１は、内筒３２と外筒３３との間に冷却水通路３４を設けた二重円筒状のものであって、炉外側に冷却水流入口３５と冷却水流出口３６とが設けられ、冷却水通路３４内に設けた仕切板（図示せず）によって冷却水流入口３５から流入した冷却水が、冷却筒３１の全体を冷却した後に冷却水流出口３６に向かって流れるように形成されている。
【００１２】
酸素バーナ２１と冷却筒３１とは、酸素バーナ２１に設けたフランジ２２により接合されており、このフランジ２２の軸方向位置を調節することにより、冷却筒３１内への酸素バーナ２１の挿入量を変更できる。
【００１３】
また、酸素バーナ２１及び冷却筒３１は、炉壁１１の外部に設けられた一対のガイドレール１３によって軸線方向に移動可能に支持されており、酸素バーナ２１及び冷却筒３１を同時に、あるいは、酸素バーナ２１を先に冷却筒３１から抜出した後、冷却筒３１を覗き窓１２内から抜き出せるように形成されている。さらに、ガイドレール１３と酸素バーナ２１との間には、酸素バーナ２１の軸方向位置及び角度調整を行うための位置調整ブロック１４を設けておくことができ、冷却筒２１にも同様の調整ブロック（図示せず）を設けておくことができる。
【００１４】
冷却筒３１の外径は、覗き窓１２内に挿入できる大きさならば特に制限はないが、炉内への空気の侵入を抑制する意味では、覗き窓１２の内法より若干小さく形成しておくことが好ましい。冷却筒３１を覗き窓１２内に着脱する際の作業性を考慮すると、両者のクリアランスは、５〜１０ｍｍの範囲が適当である。
【００１５】
さらに、冷却筒３１の長さは、覗き窓１２の近傍の耐火物に対する酸素バーナ２１からの熱的影響を考慮すると、冷却筒３１の先端が、炉壁１１の内面と面一、あるいは、炉壁内面より炉内側に位置するようにしておくことが好ましい。また、冷却筒３１を構成する材料は、熱伝導に優れている金属材料が好ましく、安全性や熱伝導度から、銅、鉄、真鍮、及びこれらの合金から選択することが望ましい。
【００１６】
一方、酸素バーナ２１と冷却筒３１との関係は、冷却筒３１内に酸素バーナ２１が挿入でき、バーナ火炎が冷却筒３１に直接接触したり、バーナ先端が冷却筒３１より突出したりしなければ任意であるが、炉内への侵入空気を抑える意味では、バーナ外径より冷却筒内径が若干大きい程度が好ましい。この点と、冷却筒３１内への酸素バーナ２１の着脱の作業性を考慮すると、両者のクリアランスは、５ｍｍ以下が望ましい。
【００１７】
さらに、図１において、冷却筒３１の内径Ｄと、冷却筒３１の炉内端から酸素バーナ２１の先端までの距離Ｌとの関係、Ｄ／Ｌが、０．３〜１．５の範囲になるようにしておくことが好ましい。すなわち、水冷された冷却筒３１においては、冷却筒表面が１００℃以下に保たれるため、冷却筒３１内に未燃分が溜まりやすくなるので、Ｄ／Ｌを０．３未満にした場合、溜まった未燃分がカーボンとして成長し、冷却筒３１の筒内を閉塞するおそれがある。また、Ｄ／Ｌが１．５を超えると、炉内からの輻射熱によって酸素バーナ２１が加熱され、酸素バーナ２１が損傷するおそれがある。
【００１８】
このように、水冷された冷却筒３１を介して酸素バーナ２１を設置することにより、酸素バーナ２１を炉内の輻射熱から保護できるとともに、酸素バーナ２１の火炎で覗き窓１２の耐火物を損傷することもなくなる。さらに、酸素バーナ２１及び冷却筒３１を覗き窓１２に対して着脱可能に形成することにより、覗き窓１２の本来の機能も生かすことができる。
【００１９】
なお、冷却筒３１の冷却は、冷却水で十分に行えるが、他の冷媒、例えば油のような液冷媒や空気のようなガス冷媒を使用することも可能である。また、覗き窓１２に限らず、炉壁に設けられた開口部のいずれにも上記同様の構造で酸素バーナ２１を設置することができる。さらに、酸素バーナ２１や冷却筒３１の開口部への着脱構造は、上記ガイドレール１３以外の構造であってもよく、酸素バーナ２１と冷却筒３１とが一体的に組付けられた状態となっていてもよい。また、熱補償の目的からは酸素バーナ２１が最適であるが、空気バーナを使用することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバーナー設置構造によれば、ガラス溶融炉の炉壁に設けられている炉内観察用の覗き窓のような開口部に容易にバーナを設置することができ、バーナの損傷や耐火物の損傷も生じることがない。また、バーナや冷却筒を着脱可能に形成したことにより、開口部本来の機能も果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラス溶解炉に設けられた覗き窓に冷却筒を介して酸素バーナを設置した一形態例を示す断面側面図である。
【図２】 同じく断面平面図である。
【符号の説明】
１１…炉壁、１２…覗き窓、１３…ガイドレール、１４…位置調整ブロック、２１…酸素バーナ、２２…フランジ、３１…冷却筒、３２…内筒、３３…外筒、３４…冷却水通路、３５…冷却水流入口、３６…冷却水流出口

Claims (2)

1. ガラス溶融炉の炉壁に設けられた開口部に、冷媒の流通によって冷却される冷却筒を着脱可能な状態で挿入するとともに、該冷却筒内に着脱可能な状態でバーナを挿入し、かつ、前記冷却筒の内径Ｄと、該冷却筒先端から前記バーナの燃料噴出口先端までの距離Ｌとの関係、Ｄ／Ｌが０．３〜１．５の範囲に設定したことを特徴とするガラス溶解炉のバーナー設置構造。
2. 前記冷却筒及びバーナは、前記開口部の外方に設けたガイドレールによって前後方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のガラス溶解炉のバーナー設置構造。

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