特許 6124643 ガラス溶解炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6124643

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】ガラス溶解炉

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/235 20060101AFI20170424BHJP

   C03B 5/183 20060101ALI20170424BHJP

   F23D 14/22 20060101ALI20170424BHJP

   F23D 14/84 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   C03B5/235

   C03B5/183

   F23D14/22 D

   F23D14/84 G

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-64852(P2013-64852)

(22)【出願日】2013年3月26日

(65)【公開番号】特開2014-189428(P2014-189428A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2015年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120352

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100128901

【弁理士】

【氏名又は名称】東 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】平野 誠

(72)【発明者】

【氏名】井上 智博

(72)【発明者】

【氏名】河井 亮太

【審査官】 吉川 潤

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００１−５１５４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第１５７１５１（ＪＰ，Ｃ２）

【文献】 特開昭４７−０４０２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４８−０２９２５６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実公昭４８−０３０９９５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実公昭５０−００５０７５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 実公昭５０−０４２０９９（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 実開昭５１−０８５３３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５６−１４２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４７４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３２３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２８４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００７２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２３８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭５４−００３３８２（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ５／００ − ５／４４

Ｆ２３Ｄ １４／００ − １４／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する液中燃焼式の加熱バーナが、ガラス溶解槽の溶解ガラスの内部に燃焼炎を形成して燃焼する状態で前記ガラス溶解槽の壁部に装備されたガラス溶解炉であって、
前記加熱バーナが、
前記酸素含有ガスとしての燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部と、
前記可燃性ガスを前記中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部と、
前記燃焼用空気を前記燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部と、
前記中央側空気噴出部及び前記外周側空気噴出部から噴出された前記燃焼用空気と前記燃料噴出部から噴出された前記可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成された案内部と、
前記中央側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量と前記外周側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量との比を変更する噴出比調整手段とを備えて、
前記噴出比調整手段による前記比の変更により、前記燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できるように構成されているガラス溶解炉。

【請求項2】

前記ガラス溶解槽の内部に、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流、及び、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動する形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流が形成され、
前記加熱バーナが、前記溶解ガラスの内部のうちの、前記上流側循環流が形成される部分に前記燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されている請求項１記載のガラス溶解炉。

【請求項3】

前記加熱バーナが、前記壁部としての底壁部に設けられている請求項１又は２記載のガラス溶解炉。

【請求項4】

前記加熱バーナが、前記壁部としての横側壁部に設けられている請求項１又は２記載のガラス溶解炉。

【請求項5】

前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス溶解炉。

【請求項6】

前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス溶解炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する液中燃焼式の加熱バーナが、ガラス溶解槽の溶解ガラスの内部に燃焼炎を形成して燃焼する状態で前記ガラス溶解槽の壁部に装備されたガラス溶解炉に関する。

【背景技術】

【0002】

かかるガラス溶解炉は、ガラス溶解槽の溶解ガラスを液中燃焼式の加熱バーナにて加熱するものであるから、加熱バーナの燃焼炎の燃焼熱を効率良く溶解ガラスに伝えることができ、また、可燃性ガスと酸素含有ガスとの燃焼ガスが溶解ガラスの内部を流動することにより、溶解ガラスを攪拌する作用を発揮させて、溶解ガラスを良好に溶解できる利点を備えるものである。

【0003】

ちなみに、溶解ガラスを溶解のために加熱するにあたり、液中燃焼式の加熱バーナのみにて、溶解ガラスを加熱するようにしてもよいが、溶解ガラスの上方の空間に向けて可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する上方バーナを備えさせて、液中燃焼式の加熱バーナと上方バーナとによって、溶解ガラスを加熱するようにしてもよい。

【0004】

かかるガラス溶解炉の従来例として、ガラス溶解槽の壁部としての底壁部に、液中燃焼式の加熱バーナが装備されたものがあり、加熱バーナは、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

尚、特許文献１においては、加熱バーナの横側脇に、酸素や空気等のガスを溶解ガラスの内部に供給する入口を設けて、加熱バーナにて形成された火炎が加熱バーナから気泡のように離脱するのを促進する等の作用を得るようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２００８−５２８４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来のガラス溶解炉においては、液中燃焼式の加熱バーナが、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成する状態で燃焼するように構成されているが、この場合、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量が変化すると、溶解ガラスを適切に加熱し難い虞があり、改善が望まれるものであった。

【0008】

すなわち、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性は一律ではなく、難溶解性のものや易溶解性のものがあり、易溶解性のものに較べて難溶解性の場合には、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。

【0009】

また、溶解槽に投入するガラス原料の投入量（ガラスの生産量）の変動に合わせて、ガラス原料の投入量が多いとき（ガラスの生産量が多いとき）には、ガラス原料の投入量が少ないとき（ガラスの生産量が少ないとき）に較べて、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。
さらに、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明の順に、溶解ガラスに与える熱量を増大させる必要がある。

【0010】

このように、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量が変化すると、溶解ガラスに与える熱量を調節する必要があるが、従来のガラス溶解炉に装備されている液中燃焼式の加熱バーナは、常に、上方に向けて細長く伸びる火炎を形成する状態で燃焼するものであるため、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節し難いものであった。

【0011】

つまり、従来のガラス溶解炉に装備されている液中燃焼式の加熱バーナにおいては、燃焼量を調節することによって、溶解ガラスに与える熱量を調節することになるが、単に燃焼量を調節するだけでは、溶解ガラスに与える熱量を大きな範囲で適切に調節し難いものであり、改善が望まれるものであった。

【0012】

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるガラス溶解炉を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明のガラス溶解炉は、可燃性ガスと酸素含有ガスとを噴出して燃焼する液中燃焼式の加熱バーナが、ガラス溶解槽の溶解ガラスの内部に燃焼炎を形成して燃焼する状態で前記ガラス溶解槽の壁部に装備されたものであって、その第１特徴構成は、
前記加熱バーナが、
前記酸素含有ガスとしての燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部と、
前記可燃性ガスを前記中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部と、
前記燃焼用空気を前記燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部と、
前記中央側空気噴出部及び前記外周側空気噴出部から噴出された前記燃焼用空気と前記燃料噴出部から噴出された前記可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成された案内部と、
前記中央側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量と前記外周側空気噴出部からの前記燃焼用空気の噴出量との比を変更する噴出比調整手段とを備えて、
前記噴出比調整手段による前記比の変更により、前記燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できるように構成されている点を特徴とする。

【0014】

すなわち、加熱バーナが、燃焼炎の形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎に変更できることになる。
そして、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、直進炎は、この記載順に、溶解ガラスに与える熱量を大きくできる傾向となる。

【0015】

したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、加熱バーナの燃焼炎の形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切な熱量に調節することが可能となる。

【0016】

要するに、本発明の第１特徴構成によれば、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量の変化に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるガラス溶解炉を提供できる。
又、本発明の第１特徴構成によれば、噴出比調整手段によって、中央側空気噴出部からの燃焼用空気の噴出量と前外周側空気噴出部からの燃焼用空気の噴出量との比を変更することにより、加熱バーナの燃焼炎の形態を、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更できるから、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できることになる。
したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性が大きく変動することや、溶解槽に投入するガラス原料の投入量（ガラスの生産量）が大きく変動することがあっても、その変動に合わせて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるのである。
また、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明のいずれを生産する場合においても、生産する色つきガラスに応じて、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できるのである。
要するに、本発明の第１特徴構成によれば、上記作用効果に加えて、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できるガラス溶解炉を提供できる。

【0017】

本発明のガラス溶解炉の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記ガラス溶解槽の内部に、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流、及び、前記溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動する形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流が形成され、
前記加熱バーナが、前記溶解ガラスの内部のうちの、前記上流側循環流が形成される部分に前記燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されている点を特徴とする。

【0018】

すなわち、ガラス溶解槽の内部の溶解ガラスを加熱すると、ガラス溶解槽の内部には、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流、及び、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動する形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流が形成されることになる。

【0019】

ガラス溶解槽の内部のうちの、上流側循環流が形成される部分は、ガラス溶解槽に投入されたガラス原料を溶解する溶解ゾーンに相当し、ガラス溶解槽の内部のうちの、下流側循環流が形成される部分は、溶解ガラスから気泡等を排出する清澄ゾーンに相当することになる。

【0020】

つまり、ガラス溶解槽の前部側に投入されたガラス原料は、溶解ゾーンにおいて、上流側循環流に沿って流動しながら溶解し、その後、清澄ゾーンに流動して、下流側循環流に沿って流動しながら清澄され、清澄後において、ネックを通して溶解槽の外部の作業槽に取り出されることになる。

【0021】

ちなみに、上流側循環流を、溶解ガラスの下層部の流れを含めて正確に記載すると、上流側循環流は、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動し且つ下層部が溶解槽後部側に向かう方向に沿って流動する形態で上下に循環することになる。
また、下流側循環流を、溶解ガラスの下層部の流れを含めて正確に記載すると、下流側循環流は、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動し且つ下層部が溶解槽前部側に向かう方向に沿って流動にする形態で上下に循環することになる。

【0022】

本第２特徴構成は、加熱バーナが、溶解ガラスの内部のうちの、上流側循環流が形成される部分に燃焼炎を形成する状態で燃焼するように構成されているものであるから、溶解ゾーンにおいて、上流側循環流に沿って流動する溶解ガラスを、液中燃焼式の加熱バーナにて良好に加熱することができる。

【0023】

ちなみに、溶解ガラスの内部のうちの、下流側循環流が形成される部分、つまり、清澄ゾーンには、液中燃焼式の加熱バーナを装備しないようにして、溶解ガラスの清澄を良好に行えるようにすることになる。

【0024】

つまり、本第２特徴構成によれば、溶解ガラスの内部のうちの、溶解ガラスに効率良く熱を与えることが望まれる溶解ゾーンにおいて、液中燃焼式の加熱バーナによって、溶解ガラスを効率良く加熱することができるのである。

【0025】

要するに、本発明の第２特徴構成によれば、上記第１特徴構成による作用効果に加えて、溶解ガラスの内部の溶解ゾーンにおいて、液中燃焼式の加熱バーナによって、溶解ガラスを効率良く加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。

【0026】

本発明のガラス溶解炉の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記加熱バーナが、前記壁部としての底壁部に設けられている点を特徴とする。

【0027】

すなわち、加熱バーナが、ガラス溶解槽の底壁部に設けられているから、ガラス溶解槽の底壁部の近くに形成される燃焼炎によって、ガラス溶解槽の底壁部の近くに位置する溶解ガラスを加熱することができ、加えて、燃焼炎の燃焼排ガスが泡となって上昇流動することによって、溶解ガラスの深さ方向の中間層部や上層部をも加熱することができる。

【0028】

つまり、加熱バーナによって、ガラス溶解槽の内部に位置する溶解ガラスの下層部、中間層部、及び、上層部を良好に加熱することができる。

【0029】

要するに、本発明の第３特徴構成によれば、上記第１又は第２特徴構成による作用効果に加えて、ガラス溶解槽の内部に位置する溶解ガラスの下層部、中間層部、及び、上層部を良好に加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。

【0030】

本発明のガラス溶解炉の第４特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記加熱バーナが、前記壁部としての横側壁部に設けられている点を特徴とする。

【0031】

すなわち、加熱バーナが、ガラス溶解槽の横側壁部に設けられているから、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに形成される燃焼炎によって、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラスを加熱することができ、加えて、燃焼炎の燃焼排ガスが泡となって上昇流動することによって、溶解ガラスにおける加熱バーナよりも上方側に位置する部分をも加熱することができる。

【0032】

つまり、加熱バーナによって、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラスを適切に加熱することができ、加えて、加熱バーナの設置箇所よりも上方側に位置する溶解ガラスを加熱することができる。

【0033】

要するに、本発明の第４特徴構成によれば、上記第１又は第２特徴構成による作用効果に加えて、ガラス溶解槽の横側壁部の近くに位置する溶解ガラス、及び、加熱バーナの設置箇所よりも上方側に位置する溶解ガラスを良好に加熱することができるガラス溶解炉を提供できる。

【0034】

本発明のガラス溶解炉の第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成されている点を特徴とする。

【0035】

すなわち、加熱バーナが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成されているから、噴出された可燃性ガスと酸素含有ガスとは、噴出後に混合されて燃焼することになる。

【0036】

このように、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、加熱バーナから噴出した後に混合させて燃焼させるものであるから、換言すれば、いわゆる先混合方式にて燃焼させるものであるから、逆火の発生を抑制した状態で良好に燃焼させることができる。

【0037】

要するに、本発明の第５特徴構成によれば、上記第１〜第４特徴構成による作用効果に加えて、加熱バーナを逆火の発生を抑制した状態で良好に燃焼させることができるガラス溶解炉を提供できる。

【0038】

本発明のガラス溶解炉の第６特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記加熱バーナが、前記可燃性ガスと前記酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成されている点を特徴とする。

【0039】

すなわち、加熱バーナが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成されているから、噴出される可燃性ガスと酸素含有ガスとは、噴出された際には既に混合されているため、噴出されるに伴って的確に燃焼することになる。

【0040】

このように、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、混合状態で加熱バーナから噴出させて燃焼させるものであるから、換言すれば、いわゆる元混合方式にて燃焼させるものであるから、溶解ガラスの内部にて燃焼炎を形成する状態で燃焼させるものでありながらも、不測に消火することを回避した状態で良好に燃焼させることができる。

【0041】

尚、可燃性ガスと酸素含有ガスとを、混合状態で加熱バーナから噴出させて燃焼させる場合には、ガラス溶解槽の壁部の内面部あるいは壁部に極近い部位にも燃焼炎を存在させて、壁部に隣接する溶解ガラスをも適切に加熱することが可能となる利点もある。

【0042】

要するに、本発明の第６特徴構成によれば、上記第１〜第４特徴構成による作用効果に加えて、加熱バーナを不測に消火することを回避した状態で良好に燃焼させることができるガラス溶解炉を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】ガラス溶解炉の縦断側面図

【図2】ガラス溶解炉の横断平面図

【図3】第１バーナの縦断側面図

【図4】図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図

【図5】第２バーナの縦断側面図

【図6】図５におけるＶＩ−ＶＩ線断面図

【図7】第２バーナの燃焼炎の形態を示す図

【図8】別実施形態のガラス溶解炉を示す縦断側面図

【発明を実施するための形態】

【0048】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（ガラス溶解炉の全体構成）
図１及び図２に示すように、ガラス溶解炉には、耐火煉瓦等を用いて構成された概ね密閉状のガラス溶解槽１が備えられ、このガラス溶解槽１の後部側には、同様に耐火煉瓦等を用いて構成された作業槽２が装備されている。
ガラス溶解槽１の前部には、ガラス原料を投入する原料投入口３が形成され、ガラス溶解槽１の後部の上方側箇所には、ガラス溶解槽１の内部の溶解ガラスを作業槽２に導く排出口４が形成されている。

【0049】

本実施形態においては、ガラス溶解槽１の中間部に、複数の第１バーナＮが装備され、ガラス溶解槽１の前部に、複数の第２バーナＭが装備されて、複数の第１バーナＮと複数の第２バーナＭとによって、ガラス溶解槽１の内部の溶解ガラス（ガラス原料）を加熱するように構成されている。
尚、第１バーナＮ及び第２バーナＭの詳細については後述するが、これらの第１バーナＮ及び第２バーナＭは、溶解ガラスの内部に燃焼炎Ｆｎ、Ｆｍを形成する状態で燃焼する液中燃焼式である。

【0050】

ガラス溶解槽１の内部には、溶解ガラスの上層部が溶解槽前部側に流動しかつ溶解ガラスの下層部が溶解槽後部側に向かう方向に沿って流動する形態で上下に循環するガラス原料投入側の上流側循環流Ｊｕ、及び、溶解ガラスの上層部が溶解槽後部側に流動しかつ溶解ガラスの下層部が溶解槽前部側に向かう方向に沿って流動にする形態で上下に循環する溶解ガラス取出側の下流側循環流Ｊｄが形成されている。

【0051】

つまり、ガラス溶解槽１の内部の溶解ガラス（ガラス原料）を第１バーナＮ及び第２バーナＭによって加熱することによって、ガラス溶解槽１の前部側部分には、ガラス原料投入側の上流側循環流Ｊｕが形成され、かつ、ガラス溶解槽１の後部側部分には、溶解ガラス取出側の下流側循環流Ｊｄが形成されることになる。

【0052】

ガラス溶解槽１の内部のうちの、上流側循環流Ｊｕが形成される部分は、ガラス溶解槽１に投入されたガラス原料を溶解する溶解ゾーンＡに相当し、ガラス溶解槽１の内部のうちの、下流側循環流Ｊｄが形成される部分は、溶解ガラスから気泡等を排出する清澄ゾーンＢに相当することになる。

【0053】

つまり、ガラス溶解槽１の前部側に投入されたガラス原料は、溶解ゾーンＡにおいて、上流側循環流Ｊｕに沿って流動しながら溶解され、その後、清澄ゾーンＢに流動して、下流側循環流Ｊｄに沿って流動しながら清澄され、清澄後において、排出口４が形成されているネックＣを通して作業槽２が装備された作業ゾーンＤに取り出されることになる。

【0054】

（第１バーナの設置構成）
第１バーナＮは、可燃性ガスとしての、ＬＰＧ、メタンを主成分とする都市ガス等の燃料ガスＧと、酸素含有ガスとしての燃焼用空気Ｅとを噴出する液中燃焼バーナであって、ガラス溶解槽１の内部に燃焼炎Ｆｎを形成して燃焼する状態にガラス溶解槽１の壁部に装備されている。
ちなみに、第１バーナＮの燃焼炎Ｆｎは、細長く伸びる燃焼炎であり、そして、燃焼後の燃焼排ガスは、気泡状となって溶解ガラスの内部を上昇したのち溶解ガラスの上方空間に流動することになる。

【0055】

本実施形態においては、第１バーナＮとして、ガラス溶解槽１の壁部としての底壁部１ｔに装備される第１底壁バーナＮｔと、ガラス溶解槽１の壁部としての横側壁部１ｓに装備される第１側壁バーナＮｓとが装備されている。

【0056】

そして、第１底壁バーナＮｔ及び第１側壁バーナＮｓが、上流側循環流Ｊｕに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Ｊｄに流動するのを抑制すべく、上流側循環流Ｊｕと下流側循環流Ｊｄとの間に相当する箇所から燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを溶解槽前部側に噴出するように構成されている。

【0057】

すなわち、第１底壁バーナＮｔが、ガラス溶解槽１の底壁部における上流側循環流Ｊｕと下流側循環流Ｊｄとの間に相当する箇所に、燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを、溶解槽前部側でかつ上方側に向かう方向に向けて噴出する状態で設けられている。

【0058】

また、第１側壁バーナＮｓが、ガラス溶解槽１の横側壁部における下方側でかつ上流側循環流Ｊｕと下流側循環流Ｊｄとの間に相当する箇所に、燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを、溶解槽前部側で且つガラス溶解槽の横幅方向における内方でかつ上方側に向かう方向に向けて噴出する状態で設けられている。
ちなみに、本実施形態においては、ガラス溶解槽１の底壁部１ｔから溶解ガラスの深さの３分の１に相当する高さに、第１側壁バーナＮｓが装備されている。

【0059】

つまり、第１底壁バーナＮｔ及び第１側壁バーナＮｓから噴出される燃料ガスと燃焼用空気とが、上流側循環流Ｊｕの下層部に沿って流動する溶解ガラスを溶解槽前部側で且つ上方側に押圧流動させることになるため、上流側循環流Ｊｕに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Ｊｄの存在する清澄ゾーンＢに流動することが抑制されることになり、溶解ゾーンＡにおいて溶解ガラスが十分に溶解されるようになっている。

【0060】

（第１バーナの具体構成）
第１底壁バーナＮｔ及び第１側壁バーナＮｓは、同様に構成されるものであり、以下、第１底壁バーナＮｔを代表にして、その具体構成を説明する。

【0061】

図３及び図４に示すように、第１底壁バーナＮｔは、内部筒５と外部筒６とを二重管状に備える状態に構成され、さらに、外部筒６の外側には、冷却ジャケットＫ１を形成するための筒体７が配備されており、筒体７を含めると三重管状に構成されている。

【0062】

内部筒５には、燃料ガスＧが供給され、内部筒５の先端部には、燃料噴出口８が形成されている。
内部筒５と外部筒６とに囲まれた空間に、燃焼用空気Ｅが供給され、内部筒５の先端部と外部筒６との間には、複数個の空気噴出口９が周方向に並ぶ状態で形成されたリング状板１０が配設されている。

【0063】

外部筒６における内部筒５の先端部よりも前方側に突出する前方突出部分６Ａが、前方側ほど小径となる状態に形成されて、燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとの混合を促進するように構成されている。

【0064】

すなわち、第１底壁バーナＮｔは、前方突出部分６Ａの内部にて形成される混合空間に向けて、燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを非混合状態で噴出するように構成されている。
そして、噴出された燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとは、混合空間にて混合されたのち、前方側に流動して燃焼するように構成されている。

【0065】

ちなみに、冷却ジャケットＫ１は、外部筒６と筒体７との間の空間を通して冷却水Ｗを通流させて、外部筒６や内部筒５を冷却するように構成されている。

【0066】

尚、詳述はしないが、燃料噴出口８からの燃料ガスＧの噴出量及び燃焼用空気Ｅの噴出量が変更調節自在に構成されて、第１底壁バーナＮｔの燃焼量が、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の種類や投入量に合わせて変更されることになる。

【0067】

（第２バーナの設置構成）
第２バーナＭは、可燃性ガスとしての、ＬＰＧ、メタンを主成分とする都市ガス等の燃料ガスＧと、酸素含有ガスとしての燃焼用空気Ｅとを噴出する液中燃焼式の加熱バーナであって、ガラス溶解槽１の内部に燃焼炎Ｆｍを形成して燃焼する状態にガラス溶解槽１の壁部に装備されている。

【0068】

また、この第２バーナＭは、燃焼炎Ｆｍの形態を、先端側に伸びることなく径方向に拡がる平面状炎、燃焼炎先端側ほど径方向に拡がるスカート状炎、旋回しながら直進状に伸びるトロイダル炎、及び、非旋回状態で直進状に伸びる直進炎からなる４種類の形態に変更できるように構成されている（図７参照）。
ちなみに、燃焼後の燃焼排ガスは、気泡状となって溶解ガラスの内部を上昇したのち溶解ガラスの上方空間に流動することになる。

【0069】

本実施形態においては、第２バーナＭとして、ガラス溶解槽１の壁部としての底壁部１ｔに装備される第２底壁バーナＭｔと、ガラス溶解槽１の壁部としての横側壁部１ｓに装備される第２側壁バーナＭｓとが装備されている。

【0070】

そして、第２底壁バーナＭｔと第２側壁バーナＭｓとが、溶解ガラスの内部のうちの、上流側循環流Ｊｕが形成される部分に燃焼炎Ｆｍを形成する状態で燃焼するように構成されている。
すなわち、第２底壁バーナＭｔ及び第２側壁バーナＭｓは、溶解ゾーンＡの溶解ガラスを加熱することになり、また、第２底壁バーナＭｔ及び第２側壁バーナＭｓは、燃焼炎Ｆｍの形態を、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎からなる４種類の形態に変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を十分に大きな範囲に亘って適切に調節できることになる。
つまり、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、直進炎は、この記載順に、溶解ガラスに与える熱量を大きくできる傾向となる。

【0071】

したがって、ガラス溶解槽に投入されるガラス原料の溶解性が大きく変動することや、溶解槽に投入するガラス原料の投入量（ガラスの生産量）が大きく変動することがあっても、その変動に合わせて、燃焼炎Ｆｍの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できる。
また、色つきガラスを生産する場合においては、黒、緑青、透明のいずれを生産する場合においても、生産する色つきガラスに合わせて、燃焼炎Ｆｍの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節できる。

【0072】

（第２バーナの具体構成）
第２底壁バーナＭｔ及び第２側壁バーナＭｓは、同様に構成されるものであり、以下、第２底壁バーナＭｔを代表にして、その具体構成を説明する。

【0073】

図５及び図６に示すように、第２底壁バーナＭｔは、ガラス溶解槽１の底壁部１ｔに形成した装着孔１２に嵌め込んだ状態に設置されるバーナタイル１３と、そのバーナタイル１３に組み付けられるバーナ本体部１４とから構成されている。
バーナタイル１３は、円筒状に形成されかつその先端部が朝顔状の案内面Ｑを形成するように構成されている。
また、バーナ本体部１４は、バーナタイル１３の外部に位置する基端側部分１４Ａと、バーナタイル１３に嵌合される先端側部分１４Ｂとを備えている。

【0074】

バーナ本体部１４の基端側部分１４Ａの内部には、中央部の空気供給筒１５、その空気供給筒１５の周囲を覆う状態で配置される燃料供給筒１６、及び、その燃料供給筒１６の周囲を覆う状態で配置される旋回空気噴出筒１７が設けられ、また、旋回空気噴出筒１７の外周側箇所に空気チャンバ１８が形成されている。

【0075】

そして、送風ブロアＵから供給される燃焼用空気Ｅの一部を基端側部分１４Ａの底部に形成した第１空気供給口１９Ａから空気供給筒１５の基端部に導いて、空気供給筒１５の先端部から前方側に噴出されるように構成され、また、送風ブロアＵから供給される燃焼用空気Ｅの残部を基端側部分１４Ａの側部に形成した第２空気供給口１９Ｂから空気チャンバ１８に導いて、旋回空気噴出筒１７に形成した複数の旋回用空気噴出孔２０を通して、旋回空気噴出筒１７と燃料供給筒１６との間の空間に旋回状態で噴出されるように構成されている。

【0076】

ちなみに、複数の旋回用空気噴出孔２０は、その長手方向が旋回空気噴出筒１７の接線に沿う方向に形成される状態で、周方向に間隔を隔てて設けられものであって、空気チャンバ１８から供給される燃焼用空気Ｅを、旋回空気噴出筒１７の接線に沿う方向に噴出することにより、旋回空気噴出筒１７と燃料供給筒１６との間の空間の内部に、燃焼用空気Ｅの旋回流を形成することになる。

【0077】

また、基端側部分１４Ａに形成した燃料供給口２１から供給される燃料ガスＧが、空気供給筒１５と燃料供給筒１６との間の空間に導かれたのち、燃料供給筒１６の先端部に形成した燃料噴出口２２から噴出されるように構成されている。

【0078】

また、バーナ本体部１４の先端側部分１４Ｂは、旋回空気噴出筒１７に連なる状態の案内筒２３と、その案内筒２３の外周部に冷却ジャケットＫ２を形成するための外側筒体２４とを備える二重管状に構成されて、バーナタイル１３に嵌合されている。

【0079】

そして、案内筒２３の内部が、空気供給筒１５から噴出される燃焼用空気Ｅや旋回空気噴出筒１７から旋回状態で供給される燃焼用空気Ｅと、燃料供給筒１６の先端部の燃料噴出口２２から噴出される燃料ガスＧとを混合する混合空間として機能することになる。

【0080】

ちなみに、冷却ジャケットＫ２は、案内筒２３と外側筒体２４との間の空間を通して冷却水Ｗを通流させて、案内筒２３や外側筒体２４等を冷却するように構成されている。

【0081】

したがって、第２底壁バーナＭｔは、空気供給筒１５から噴出される燃焼用空気Ｅや旋回空気噴出筒１７から旋回状態で供給される燃焼用空気Ｅと、燃料供給筒１６の先端部の燃料噴出口２２から噴出される燃料ガスＧとを、案内筒２３の内部の混合空間にて混合して、混合空間にて混合した混合ガスをバーナタイル１３の先端部の朝顔状の案内面Ｑに沿って案内しながら、燃焼炎Ｆｍを形成する状態で燃焼するように構成されている。

【0082】

すなわち、第２底壁バーナＭｔは、案内筒２３の内部の混合空間に向けて、燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを非混合状態で噴出して、案内筒２３の内部にて燃料ガスＧと燃焼用空気Ｅとを混合して燃焼するように構成されている。

【0083】

また、送風ブロアＵと第１空気供給口１９Ａとを接続する第１流路Ｒ１には、第１オリフィス２６Ａ及び空気通流量を調整する調整ダンパ２７が設けられ、送風ブロアＵと第２空気供給口１９Ｂとを接続する第２流路Ｒ２には、第２オリフィス２６Ｂが設けられており、調整ダンパ２７の開度調節により、第１空気供給口１９Ａに供給する燃焼用空気Ｅの供給量と第２空気供給口１９Ｂに供給する燃焼用空気Ｅの供給量との比が変更されるように構成されている。

【0084】

したがって、第２底壁バーナＭｔは、調整ダンパ２７の開度調節により、第１空気供給口１９Ａに供給する燃焼用空気Ｅの供給量と第２空気供給口１９Ｂに供給する燃焼用空気Ｅの供給量との比を変更して、燃焼炎Ｆｍの形態を、平面状炎（図７（Ａ）参照）、スカート状炎（図７（Ｂ）参照）、トロイダル炎（図７（Ｃ）参照）、及び、直進炎（図７（Ｄ）参照）からなる４種類の形態に変更できるように構成されている。
尚、平面状炎は、バーナタイル１３及び底壁部１ｔに燃焼炎Ｆｍが付着する状態となり、スカート状炎は、燃焼炎Ｆｍがバーナタイル１３及び底壁部１ｔから離れる状態となる点が相違する。

【0085】

ちなみに、本実施形態においては、燃焼用空気を先端側に向けて噴出する中央側空気噴出部が、空気供給筒１５にて構成され、可燃性ガスを中央側空気噴出部の周囲から先端側に向けて噴出する燃料噴出部が、燃料噴出口２２にて構成され、燃焼用空気を燃料噴出部よりも径方向外方側箇所から径方向内方側に向けて旋回状態で噴出する外周側空気噴出部が、旋回用空気噴出孔２０にて構成されることになる。

【0086】

また、本実施形態においては、中央側空気噴出部及び外周側空気噴出部から噴出された燃焼用空気と燃料噴出部から噴出された可燃性ガスとを先端側に向けて案内する基端側の直円筒部分の先端側に、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が連なる形態に構成される案内部Ｖが、案内筒２３とバーナタイル１３とから構成されることになる。
つまり、基端側の直円筒状部分が、案内筒２３にて構成され、先端側ほど漸次外方側に拡径する拡径部分が、バーナタイル１３の案内面Ｑにて構成されている。

【0087】

また、本実施形態においては、中央側空気噴出部としての空気供給筒１５からの燃焼用空気Ｅの噴出量と外周側空気噴出部としての旋回用空気噴出孔２０からの燃焼用空気Ｅの噴出量との比を変更する噴出比調整手段Ｔが、調整ダンパ２７を主要部として構成されることになる。
そして、噴出比調整手段Ｔによる上記比の変更により、上述の如く、燃焼炎Ｆｍの形態が、平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更されることになる。

【0088】

尚、旋回用空気噴出孔２０から燃焼用空気Ｅの９０〜１００％を噴出しかつ空気供給筒１５から燃焼用空気Ｅの残りを噴出すると、燃焼炎Ｆｍの形態が平面状炎になり、旋回用空気噴出孔２０から燃焼用空気Ｅの５０〜９０％を噴出しかつ空気供給筒１５から燃焼用空気Ｅの残りを噴出すると、燃焼炎Ｆｍの形態がスカート状炎になり、旋回用空気噴出孔２０から燃焼用空気Ｅの４０〜５０％を噴出しかつ空気供給筒１５から燃焼用空気Ｅの残りを噴出すると、燃焼炎Ｆｍの形態がトロイダル炎になり、さらに、旋回用空気噴出孔２０から燃焼用空気Ｅの０〜４０％を噴出しかつ空気供給筒１５から燃焼用空気Ｅの残りを噴出すると、燃焼炎Ｆｍの形態が直進炎になる。

【0089】

また、詳述はしないが、燃料噴出口２２からの燃料ガスＧの噴出量及び燃焼用空気Ｅの噴出量を変更調節できるように構成されて、燃焼炎Ｆｍの形態を変更することに加えて、燃焼量も変更されることになる。

【0090】

以上の通り、本実施形態のガラス溶解炉は、燃焼炎Ｆｍの形態を平面状炎、スカート状炎、トロイダル炎、及び、直進炎に変更できる第２バーナＭにて、溶解ゾーンＡの溶解ガラスを加熱するものであるから、ガラス溶解槽１に投入されるガラス原料の種類や投入量に合わせて燃焼炎Ｆｍの形態を変更することにより、溶解ガラスに与える熱量を適切に調節しながら、溶解ゾーンＡの溶解ガラスを良好に加熱することができる。

【0091】

しかも、第１バーナＮが、上流側循環流Ｊｕに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Ｊｄに流動するのを抑制すべく、上流側循環流Ｊｕと下流側循環流Ｊｄとの間に相当する箇所から燃料ガスと燃焼用空気とを溶解槽前部側に噴出するものであるから、溶解ゾーンＡにおいて上流側循環流Ｊｕに沿って流動する溶解ガラスが、下流側循環流Ｊｄが存在する清澄ゾーンＢに流動することを抑制することによって、溶解ガラスを十分に溶解（溶融）することができるものである。

【0092】

また、清澄ゾーンＢには、第１バーナＮや第２バーナＭを設置しないようにすることにより、溶解ガラスの内部に気泡が発生しないようにして、溶解ガラスの清澄化を良好に行えるように構成されている。

【0093】

〔別実施形態〕
次に、別実施形態を列記する。
（イ）上記実施形態においては、液中燃焼バーナとしての第１バーナＮ、及び、液中燃焼式の加熱バーナとしての第２バーナＭにて、ガラス溶解槽１の内部の溶解ガラスを加熱するように構成したが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを溶解ガラスの上方空間に噴出して燃焼する上方バーナを設ける形態で実施してもよい。

【0094】

（ロ）上記実施形態においては、上流側循環流Ｊｕに沿って流動する溶解ガラスが下流側循環流Ｊｄに流動するのを抑制する作用を発揮する第１バーナＮを装備したが、この第１バーナＮの設置を省略する形態で実施してもよい。

【0095】

（ハ）上記実施形態においては、液中燃焼式の加熱バーナとしての第２バーナＭとして、ガラス溶解槽１の底壁部１ｔに装備する第２底壁バーナＭｔと、ガラス溶解槽１の横側壁部１ｓに装備する第２側壁バーナＭｓとを設置する場合を例示したが、例えば、第２底壁バーナＭｔのみを設置する形態や、第２側壁バーナＭｓのみを設置する形態にする等、必ずしも、第２底壁バーナＭｔと第２側壁バーナＭｓとを設置する必要はない。

【0096】

（ニ）上記実施形態においては、液中燃焼式バーナとしての第１バーナＮ、及び、液中燃焼式の加熱バーナとしての第２バーナＭが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを非混合状態で噴出するように構成される場合を例示したが、第１バーナＮ及び第２バーナＭが、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出するように構成される形態で実施してもよい。

【0097】

ちなみに、可燃性ガスと酸素含有ガスとを混合状態で噴出する構成としては、例えば、酸素含有ガスとして燃焼用空気を供給する送風機を設ける場合において、その送風機の空気吸気路に、可燃性ガスを噴出させるようにする形態を採用することができる。

【0098】

そして、液中燃焼バーナとしての第１バーナＮにおいては、実施形態述べた構成において、燃焼用空気Ｅに代えて混合ガスを供給することになり、この場合には、燃料供給は省略することになる。
また、液中燃焼式の加熱バーナとしての第２バーナＭにおいては、実施形態で述べた構成において、空気供給口１９に、燃焼用空気Ｅに代えて混合ガスを供給することになる。尚、この場合には、燃料供給口２１への燃料供給は省略することになる。

【0099】

（ホ）上記実施形態においては、ガラス溶解槽１として、槽後部の上方側箇所に排出口４が形成される形態のものを例示したが、図８に示すように、例えば、槽後部の下方側箇所に排出口４が形成される形態のガラス溶解槽１等、種々の形態のガラス溶解槽１に対して本願発明は適用できるものである。

【0100】

ちなみに、図８のガラス溶解槽１には、底壁部１ｔにおける上流側循環流Ｊｕと下流側循環流Ｊｄとの間に相当する箇所に、堰２５が形成されている。
尚、図７においては、第１バーナＮとして、第１底壁バーナＮｔが装備され、第２バーナＭとして、第２底壁バーナＭｔが装備される場合を例示するものである。

【0101】

（ヘ）上記実施形態においては、酸素含有ガスとして、燃焼用空気Ｅを例示したが、酸素含有ガスとしては、純酸素ガスを用いることができる。

【0109】

（ト）上記実施形態においては、噴出比調整手段Ｔが、第１流路Ｒ１に装備した調整ダンパ２７を主要部として構成される場合を例示したが、例えば、第１流路Ｒ１及び第２流路Ｒ２の夫々に、流量調整用ダンパを装備する等、 噴出比調整手段Ｔの具体構成は各種変更できるものである。

【符号の説明】

【0110】

１ ガラス溶解槽
１ｓ 横側壁部
１ｔ 底壁部
１５ 中央側空気噴出部
２０ 外周側空気噴出部
２２ 燃料噴出部
Ｅ 酸素含有ガス
Ｇ 可燃性ガス
Ｆｍ 燃焼炎
Ｊｄ 下流側循環流
Ｊｕ 上流側循環流
Ｔ 噴出比調整手段
Ｖ 案内部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】