JPS6131058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は蓄熱炉の構造の改良に関するもので
ある。

蓄熱炉には横吹出バーナ式炉とループ式炉の２
つの型がある。

横吹出バーナ式蓄熱炉はよく知られている。こ
の型の炉においては、少数で比較的大きな寸法の
バーナが炉の両側に相対して設けられ、一方の側
のバーナが点火されているときは他方の側のバー
ナは消えているという様に交互に作動する。高温
の癈気は消えているバーナにおける熱風通路を通
つて逃げ、蓄熱装置のスタツクを熱する。バーナ
が切換えられると、これら高温のスタツクは作動
中のバーナに送られる燃焼用空気を熱するために
使われると同時に、癈気が消えているバーナに連
結されている蓄熱装置のスタツクを熱するために
使われている。

横吹出バーナ式蓄熱炉は特にガラス製造、中で
もビンや板ガラスの大きな製造装置に用いられて
いる。

横吹出バーナ式蓄熱炉において、燃焼用空気は
蓄熱装置の上部に連結されるレンガ造りの熱風通
路を通つて炉内に至る。バーナ台の下やバーナの
丸天井或はその両側に設けられた多数のインゼク
タはガスまたは重油の燃料を吹込む。その火炎
は、空気と燃料が互いに一定の角度で別々に入つ
てくるので、不均斉の拡散火炎になつている。

この従来技術の炉は、以下の様に要約される多
数の欠点を有している。

レンガ造りの熱風通路は、２ｍ、ときにはそれ
以上に達する死角によつて互いが分離されてい
る。火炎はこれらの熱風通路の幅程度に成長する
ので、従つてガラス槽の表面の一部、通常30％か
ら45％しか火炎によつて覆われない。

火炎によつて覆われるこの様な割合によつて、
熱交換率、燃焼効率および炉の消費量が左右され
る。

この炎は、蓄熱装置のスタツク上の部分から発
火する。

このことは、炉から蓄熱装置に広がる熱風通路
の比較的大きな立体角によるためである。この様
にして失われた熱は癈気熱の約３％であるが、ス
タツク上で発火した場合の熱損失と異なり熱回収
が不可能である。

熱風通路の構成は、要石で締められた丸天井、
重い補強材等から成り複雑である。

このことにより、組立にはアーチの様な適当な
設備はもちろんのこと多数の特別に訓練された労
働力を使うことが必要になる。更に、これらの熱
風通路は孤立させることが困難であり、その縁部
の影響が熱損失において相当な役割を果たしてい
る。

蓄熱装置において、これら熱風通路の貫通部の
面積は、これら熱風通路の貫通を受ける壁の全長
と比較して小さい。これによつて、多くの死角が
でき、スタツク内への癈気の配分量が減り、従つ
て蓄熱装置の効率が低下する。

最後に、比較的高性能のバーナを用いた場合に
は数が減少するので、熱風通路は炉室にとつて幾
何学上不適当なものとなり、このことによつて空
気、燃料等の流体の配分量が減り、次いで室が大
きいために増々効率が低下するようになる。

横吹出バーナ式蓄熱炉は、一般にガス１Kgに対
して概略1300Kcalの比較的高燃費である。

石油製品の価格の増加のために、炉の燃費を減
らすよう炉の熱効率に関する改良が常に必要であ
る。

ループ式炉に関しては、各炉は１つ以上の燃料
インゼクタを備えた２つのバーナを有し、これら
２つのバーナは炉と同じ側に互いに隣合つて設け
られている。各バーナは交互に作動し、第１のバ
ーナからの火炎は蹄鉄型通路に沿つて発達して第
２のバーナに流れ込み、この様にしてループを形
成するようになつている。癈気は第２のバーナの
熱風通路を通つて逃げて蓄熱室を通過し、癈気が
有する熱の一部をスタツクと接触して失う。第２
のバーナを作動するように切り変わると、燃焼用
空気はスタツクと接触して熱つせられ、前述の通
路と反対に火炎が第１のバーナに流れていき、次
いで癈気が第１のバーナに関係するスタツクを熱
する。この型の炉は経済的（一般にガラス１Kgに
対して概略1100Kcalを消費）であるが、横吹出
バーナ式炉よりもその容量は小さい。ループ式炉
の熱風通路は、横吹出バーナ式蓄熱炉に用いられ
た熱風通路と同様な構成、すなわち要石で締めら
れた丸天井で構成されている。

一般に、ループ式炉はビン製造に用いられてい
る。

この発明は蓄熱炉の構成に改良を加えたもので
ある。

即ち、この発明は、前述の横吹出バーナ式また
はループ式の蓄熱炉において、各熱風通路が、耐
火性の板状体から成る基礎部材と、この基礎部材
の両側縁部のそれぞれに載置された耐火性の板状
体から成る側壁部材と、各側壁部材の上端面にて
両側縁部のそれぞれが支持された耐火性の板状体
から成る天井部材とから構成され、側壁部材は隣
合う熱風通路の共通の側壁をなしていることを特
徴としている。

耐火部材は平面と単純な形をなしていることが
好適である。

この発明に従つた熱風通路は、一般に従来の熱
風通路の寸法よりも十分に小さい。一方、採用さ
れる組立方法のために、与えられた炉の長さに対
して非常に多くのバーナを用いることが可能であ
る。例えば、長さが10ｍから13ｍ、幅が６ｍから
８ｍまでの従来の横吹出バーナ式蓄熱炉において
は通常４対から６対のバーナを有しているが、こ
の発明に従つて同じ寸法の溶鉱炉では15対から20
対のバーナを備えることができる。この発明に従
つたバーナが互いに近接して設けることができる
ということは、重要な技術的効果を与える。すな
わち、これによつて少なくとも55％、好適には60
％の割合で火炎が確実に覆うことができるように
なる。

各火炎は、その火炎が出されるバーナの幅およ
び槽（溶融ガラス）の幅に等しい長さを有してい
るとすれば、「火炎の被覆」とはバーナから出て
いる火炎によつて槽の表面が覆われることを言
う。実際には、火炎は僅かに未広がりの形をして
おり、実際の火炎の被覆は前述の仮定に従つて計
算値よりも大きい。

この発明に従つた熱風通路の組立方法は、要石
で丸天井を組立てることよりも簡単で、平面と比
較的単純な形から成る部材を用いることにより、
アーチを使用して特別に訓練された労働力を必要
とする要石で丸天井を組上げる方法よりも簡単な
方法によつて迅速に行われる。更に、単純な形の
この様な熱風通路の構成は従来の構成よりも完全
に各々を孤立させ、蓄熱装置の室の頭部（上部開
口部）において癈気の配分が良好になつており、
従つて基礎が室の貫通部の全面で且つ半径が熱風
通路の長さである立体角の閉鎖によつて製造部
（溶融ガラス上の空間）から室の頭部への放射に
よる損失を減じることは勿論、蓄熱装置の効率に
おいても改良されている。

この発明に従つた改良によつて、約５％から10
％の燃料の倹約が横吹出バーナ式蓄熱炉において
為される。

横吹出バーナ式炉における主な利点はループ式
炉にも適用できるが、火炎の被覆の割合は増加し
ない。バーナの増強による問題は相当に簡易化さ
れる。側壁部材である中間の小柱の高さを調節す
ることによつて、炉の前後軸と縁との間の第２次
空気を配分させることが可能であり、これはルー
プ式炉の場合に有効である。

添付図面を参照して且つこれに制限されない実
施例によつて与えられた以下の説明によつて、こ
の発明の効果およびこの発明の要旨部分を示す図
面と説明からの特長が容易に理解されるであろ
う。

第１図には従来の横吹出バーナ式のガラス炉が
図示されている。この炉は、炉床１と、アーチ２
と、ガラスライン４の下に設けられたタンクの側
壁３と、ガラスライン４の上に設けられた側壁を
成す上部構造物５すなわち窓間壁とから構成され
ている。レンガ造りの熱風通路６は上部構造物５
に沿つて設けられ、蓄熱装置（図示しない）の頭
部に向かつて開口している。熱風通路６の丸天井
や熱風通路６の下側或はその脇に設けられたイン
ゼクタ（図示しない）は、燃料（ガスまたは重
油）を吸込む。火炎は、空気と燃料が互いに或る
一定角で別々に出るようになつているので、不均
斉な拡散火炎である。長さ約10ｍ幅約７ｍの溶解
タンクを有する炉においては、一般に上部構造物
５の各側に４本の熱風通路６が設けられている。
各熱風通路６の幅は、一般に0.5ｍの高さに対し
て1.3ｍである。

この様な従来の炉において、 レンガ造りの熱風通路６は実質上の死角によつ
て互いに分離されており、このことは次に示す様
なことを意味している。すなわち、第５図の左側
の部分で示される様に、この様な炉の火炎の被覆
の範囲が約43％と比較的小さく、そのために火炎
とガラス間で熱交換が行われてもその燃焼効率は
低く、従つて炉の消費量が比較的多くなつてしま
う。

炉から蓄熱装置の方に広がる熱風通路６の比較
的大きな立体角のために、火炎はスタツク上に設
けられた蓄熱装置の一部に強く放射する。この様
にして失われ熱は、実際には回収が不可能であ
る。

熱風通路６の構成は、要石で締められた丸天井
や重い補強材等から成り複雑である。更に、これ
ら熱風通路６は分離が難かしく、その縁部によつ
て熱損失にかなりの影響を与えている。

蓄熱装置の熱風通路６の貫通部の幅は、上部構
造物５の全長と比較して小さい。このことによつ
て、多くの死角ができ、蓄熱装置のスタツクにお
ける癈気の配分を低下させ、従つて蓄熱装置の効
率が下がる。

第２図にはこの発明に従つて改良された炉の一
部分が示されており、この炉における溶融タンク
は第１図の炉のタンクと同じ寸法になつている。
この炉は、炉床１１と、耐火ブロツクによつて形
成され且つ溶融タンクの大きさを定める側壁１２
と、上部構造物１３とから成つている。上部構造
物１３は、その基礎にノーズレンガ１５の上に載
置されたインゼクタブロツク１４と、基礎部材で
ある台１６と、台１６の上に設けられ且つ側壁部
材である小柱１８によつて各々分離された熱風通
路１７とから成つている。上部構造物１３の上部
には、天井部材であるまぐさ石１９と、補足部材
２０と、丸天井２２を支持するストリンガ２１と
が設けられている。熱風通路１７は、その後部が
蓄熱装置頭部２３に向かつて開口している。台１
６とまぐさ石１９を形成する耐火材は同一形状で
あることが適当である。この炉は各側に同一の熱
風通路１７を18本備えているが、この図面では便
宜上５本の熱風通路１７のみが示されている。こ
れらの熱風通路１７は全体の長さが一定で、ほぼ
正方形に近い長方形の横断面（幅0.4ｍ、高さ
0.45ｍ）を有している。しかし、蓄熱装置の頭部
２３の貫通部材Ｃの近くで垂直方向の熱風通路１
７の横断面を大きくすることも可能である（第３
図）。小柱１８の幅は0.15ｍである。熱風通路１
７を通つて流れる加熱された燃焼空気がインゼク
タ１４を介して吹き出された燃料流と衝突して燃
料を燃焼させるように、熱風通路１７は水平面に
対して例えば11゜傾いている。火炎は、従来の炉
の様に不均斉な拡散火炎である。

第３，４図は熱風通路１７の構成をより詳細に
図示したものである。第４ａ，４ｂ，４ｃ図に明
示される様に、これらの熱風通路１７の基礎部材
と天井部材は同一形状の耐火材Ａによつて形成さ
れている。これら耐火材Ａは中央平面部ａと、中
央平面部ａに垂直で直角三角形の２枚の翼部ｂを
有している。例えば、この直角三角形の小さな角
αは11゜である。平行六面体状の耐火側壁部材、
即ち小柱Ｂは熱風通路１７の側壁を形成してお
り、基礎部材である耐火材Ａの翼部ｂに載置され
且つ天井部材である耐火材Ａの翼部ｂを支持する
ようになつている。小柱Ｂは小柱１８の後に一列
を成して設けられている。

この発明に従つた炉は、従来の炉の火炎よりも
広い範囲を火炎で覆うことができる。第５図の右
側の部分で示される様に、火炎の覆う範囲は約63
％である。

火炎の覆う範囲におけるこの改善によつて、溶
融ガラス槽との熱交換において改良が為され、炉
の消費量を減ずることが可能になる。

更に、この発明に従つた炉は要石で締められた
丸天井製作に必要なアーチを用いないので、従来
の炉よりも簡単且つ迅速に組立てることができ
る。実際にこの発明においては、熱風通路を組立
てるために単純で標準化された形状の部材をほん
の少し用いるだけである。

更に、他の利点は以下に示される。

より単純化された形状と、より小数になつた縁
部によつて、より完全な孤立が可能になる。

蓄熱装置の頭部における癈気の配分が良くな
り、従つて蓄熱装置の効率が改善される。

基礎が室の貫通部の全面であり半径が熱風通路
の長さである立体角の閉鎖によつてほどから蓄熱
装置頭部への放射による損失を減少させる。この
発明に従つた炉の熱風通路における光束は、従来
の炉における光束のほぼ半分である。

インゼクタの数を増すことにより炎の長さがよ
り良く調整され、必要ならば熱流の限界最大値を
増加させることができる。

前述の実施例は一例にすぎず、特に技術的に同
等な部材と取替えることによつてこの発明の範囲
から逸脱しないで変更することも可能である。

また、この発明に従つた炉は金属の溶融にも用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の構成のガラス炉における垂直断
面の部分図、第２図はこの発明に従つて改良され
たガラス炉の部分斜視図、第３図は第２図の炉の
熱風通路の垂直断面図、第４ａ，４ｂ，４ｃ図は
夫々第３図の熱風通路の天井部材および基礎部材
を形成する耐火材の平面図、正面図、側面図、第
５図は第１図および第２図の炉の火炎で被覆する
範囲を比較する概略図である。 図中、１，１１：炉床、２：アーチ、３，１
２：側壁、４：ガラスライン、５，１３：上部構
造物、６：熱風通路、１４：インゼクタ、１５：
ノーズレンガ、１６：台、１７：熱風通路、１
８：小柱、１９：まぐさ石、２０：補足部材、２
１：ストリンガ、２２：丸天井、２３：蓄熱装置
頭部、Ａ：耐火材、Ｂ：小柱、Ｃ：貫通部材、
ａ：中央平面部、ｂ：翼部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炉床と、該炉床の上方に配置されている丸天
   井と、前記炉床から前記丸天井に向かつて延びて
   いる側壁と、該側壁から丸天井まで延びている上
   部構造物と、該上部構造物の後方に配置されてい
   る蓄熱装置の頭部と、前記炉床および前記丸天井
   の間の空間と連通するように前記蓄熱装置の頭部
   から前記上部構造物に延びている少なくとも２本
   の熱風通路と、該熱風通路から吹き出される熱風
   に燃料を噴射し燃焼せしめるインゼクタとを具備
   している蓄熱炉において、 前記各熱風通路は、耐火性の板状体から成る基
   礎部材と、該基礎部材の両側縁部のそれぞれに載
   置された耐火性の板状体から成る側壁部材と、該
   側壁部材の各々の上端面にて両側縁部のそれぞれ
   が支持された耐火性の板状体から成る天井部材と
   から構成され、前記側壁部材は隣合う熱風通路の
   共通の側壁をなしている蓄熱炉。 ２ 熱風通路は蓄熱装置の頭部から上部構造物ま
   で下向きに傾斜している特許請求の範囲第１項記
   載の蓄熱炉。 ３ 熱風通路の傾斜角は水平面に対して下向きに
   11゜である特許請求の範囲第２項記載の蓄熱炉。 ４ 各基礎部材は、中央平面部分と、該中央平面
   部分の各側縁部から垂直上方に延びる直角三角形
   の翼部とから成る特許請求の範囲第１項記載の蓄
   熱炉。 ５ 各天井部材は、中央平面部分と、該中央平面
   部分の各側縁部から垂直下方に延びる直角三角形
   の翼部とから成る特許請求の範囲第４項記載の蓄
   熱炉。 ６ インゼクタはセパレート型であり、各熱風通
   路の下側であつて炉床と丸天井との間の部分に連
   通するように各インゼクタが上部構造物に設けら
   れている特許請求の範囲第１項記載の蓄熱炉。 ７ 横吹出バーナ式の蓄熱炉である特許請求の範
   囲第１項記載の蓄熱炉。 ８ ループ式の蓄熱炉である特許請求の範囲第１
   項記載の蓄熱炉。