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公開番号2025072203
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182801
出願日2023-10-24
発明の名称ガラス製造装置
出願人東洋ガラス株式会社
代理人弁理士法人大島特許事務所
主分類C03B 5/24 20060101AFI20250430BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】電解装置を有するガラス製造装置において、ガラス溶解炉の安定操業を可能にすると共に、エネルギー効率を向上させる。
【解決手段】
ガラス製造装置1は、ガラス溶解炉2と、ガラス溶解炉に設けられたバーナー20と、ガラス溶解炉において発生した排気と水との熱交換を行い、水蒸気を生成するボイラ5と、水蒸気の電気分解によって水素と酸素とを生成し、水素をバーナーに供給する電解装置4と、代替燃料をバーナーに供給する代替燃料源32と、バーナーへの水素及び代替燃料の供給量を調節する流量制御弁28、33と、流量制御弁及び電解装置を制御する制御装置81とを有する。制御装置は、電力抑制指令に応じて、電解装置の使用電力量を低下させると共に、バーナーに供給される水素の流量を低下させ、かつバーナーに供給される代替燃料の流量を増加させるべく流量制御弁を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガラス製造装置であって、
ガラス原料を溶解させ、溶融ガラスを生成するガラス溶解炉と、
前記ガラス溶解炉に設けられたバーナーと、
前記ガラス溶解炉において発生した排気と水との熱交換を行い、水蒸気を生成するボイラと、
前記水蒸気の電気分解によって水素と酸素とを生成し、前記水素を前記バーナーに供給する電解装置と、
代替燃料を前記バーナーに供給する代替燃料源と、
前記バーナーへの前記水素及び前記代替燃料の供給量を調節する流量制御弁と、
前記流量制御弁及び前記電解装置を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、電力抑制指令に応じて、前記電解装置の使用電力量を低下させると共に、前記バーナーに供給される前記水素の流量を低下させ、かつ前記バーナーに供給される前記代替燃料の流量を増加させるべく前記流量制御弁を制御するガラス製造装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記電力抑制指令に基づいて前記電解装置の前記使用電力量の低減量を決定し、前記使用電力量の低減量に基づいて前記バーナーに供給する前記水素の低減量を決定し、前記水素の低減量に対応する熱量と等しい前記代替燃料の増加量を決定し、前記水素の低減量と前記代替燃料の増加量とに基づいて前記流量制御弁を制御する請求項１に記載のガラス製造装置。
【請求項３】
酸素を貯留する酸素供給源を有し、
前記バーナーは、前記電解装置と、前記酸素供給源とから酸素流量制御弁を介して酸素が供給され、
前記制御装置は、前記電力抑制指令に応じて、前記電解装置の前記使用電力量を低下させると共に、前記バーナーに供給される前記水素の流量を低下させ、かつ前記バーナーに供給される前記代替燃料の流量を増加させ、前記バーナーに供給される前記水素及び前記代替燃料の理論空燃比に対応した酸素を前記バーナーに供給するべく前記酸素流量制御弁を制御する請求項１に記載のガラス製造装置。
【請求項４】
前記バーナーは、気体の前記水素と気体の前記代替燃料とを混合して噴射する請求項１に記載のガラス製造装置。
【請求項５】
前記バーナーは、前記水素が供給される第１バーナーと、前記代替燃料が供給される第２バーナーを対として含む複数のバーナー対を有する請求項１に記載のガラス製造装置。
【請求項６】
平面視において、前記バーナー対を構成する前記第１バーナーと前記第２バーナーとは、ガラスを挟んで互いに対向するように配置されている請求項５に記載のガラス製造装置。
【請求項７】
前記ガラス溶解炉は、互いに対向すると共に、水平方向における第１方向に延びた第１側壁及び第２側壁を有し、
前記バーナー対を構成する前記第１バーナー及び前記第２バーナーの一方が前記第１側壁に設けられ、前記第１バーナー及び前記第２バーナーの他方が前記第２側壁に設けられている請求項６に記載のガラス製造装置。
【請求項８】
前記第１側壁及び前記第２側壁のそれぞれにおいて、複数の前記第１バーナーと複数の前記第２バーナーとが前記第１方向において交互に配置されている請求項７に記載のガラス製造装置。
【請求項９】
前記ガラス溶解炉には、前記第１バーナー及び前記第２バーナーが配置される複数のバーナー孔が形成され、
複数の前記第１バーナー及び複数の前記第２バーナーは、複数の支持装置によって支持され、
複数の前記支持装置のそれぞれは、支持する前記第１バーナー又は前記第２バーナーが対応する前記バーナー孔内に位置する使用位置と、支持する前記第１バーナー又は前記第２バーナーが対応する前記バーナー孔外に位置する退避位置との間で、前記第１バーナー又は前記第２バーナーを移動させる請求項５～８のいずれか１つの項に記載のガラス製造装置。
【請求項１０】
複数の前記バーナー孔のそれぞれに、開閉可能にリッドが設けられている請求項９に記載のガラス製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス製造装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ガラス溶解炉と電解装置とを有するガラス製造装置を開示している。ガラス溶解炉で発生した排気は、ボイラに供給され、蒸気を加熱する。加熱された蒸気は、電解装置のカソード及びアノードに供給される。電解装置では、蒸気の電解が行われ、水素ガスと酸素ガスが生成される。生成された水素ガス及び酸素ガスは、燃料として、ガラス溶解炉に供給され、使用されることによって、ガラスの製造に起因する二酸化炭素を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開ＷＯ２０２１／００８７２９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電力需要量に対して電力供給量が逼迫するような状況が発生している。このような状況下では、多くの電力を使用する電解装置の稼働を控える必要があるため、ガラス溶解炉の安定した操業が困難になるという問題がある。また、太陽光や風力等の自然エネルギーを利用した発電は、天候などの環境変化により発電量が減少する場合があり、不足した発電量を化石燃料等で補う必要がある。将来的に自然エネルギー由来電力の使用比率が高い社会となる場合には、火力発電設備だけでは電力供給バランスを調整できず、より頻繁に電力需要の抑制を要請されることが考えられる。溶融ガラスの品質を一定以上にするためには安定した熱源が必要であり、外部要因によって電解装置から供給される燃料ガス及び酸素の供給量が増減することは、最終的なガラス製品の品質悪化につながる。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑み、電解装置を有するガラス製造装置において、ガラス溶解炉の安定操業を可能にすると共に、電力抑制の要請に機動的に対応することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、ガラス製造装置（１）であって、ガラス原料を溶解させ、溶融ガラスを生成するガラス溶解炉（２）と、前記ガラス溶解炉に設けられたバーナー（２０）と、前記ガラス溶解炉において発生した排気と水との熱交換を行い、水蒸気を生成するボイラ（５）と、前記水蒸気の電気分解によって水素と酸素とを生成し、前記水素を前記バーナーに供給する電解装置（４）と、代替燃料を前記バーナーに供給する代替燃料源（３２）と、前記バーナーへの前記水素及び前記代替燃料の供給量を調節する流量制御弁（２８、３３）と、前記流量制御弁及び前記電解装置を制御する制御装置（８１）とを有し、前記制御装置は、電力抑制指令に応じて、前記電解装置の使用電力量を低下させると共に、前記バーナーに供給される前記水素の流量を低下させ、かつ前記バーナーに供給される前記代替燃料の流量を増加させるべく前記流量制御弁を制御する。
【０００７】
この態様によれば、ガラス溶解炉は水素及び代替燃料を燃料として使用することができ、水素と代替燃料との使用比率を変更することができる。そのため、電力供給の低下といった電解装置の使用に適さない状況下では、代替燃料の使用比率を上げることによって電解装置の使用電力量を低減させることができる。これにより、電解装置を有するガラス製造装置において、ガラス溶解炉の安定操業を可能にすると共に、電力抑制の要請に機動的に対応することが可能になる。また、水素流量の低減に応じて代替燃料流量を増加させるため、ガラス溶解炉の温度を維持することができる。
【０００８】
上記の態様において、前記制御装置は、前記電力抑制指令に基づいて前記電解装置の前記使用電力量の低減量を決定し、前記使用電力量の低減量に基づいて前記バーナーに供給する前記水素の低減量を決定し、前記水素の低減量に対応する熱量と等しい前記代替燃料の増加量を決定し、前記水素の低減量と前記代替燃料の増加量とに基づいて前記流量制御弁を制御してもよい。
【０００９】
この態様によれば、ガラス溶解炉の急激な温度低下を回避することができる。
【００１０】
上記の態様において、前記バーナーは、気体の前記水素と気体の前記代替燃料とを混合して噴射してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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