CN105209397B - 熔融玻璃搅拌装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制搬运管壁面附近的熔融玻璃的滑过且熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的搅拌作用优异的玻璃搅拌装置。一种熔融玻璃搅拌装置，在熔融玻璃搬运管内对该熔融玻璃进行搅拌，其中，该熔融玻璃搅拌装置由能够旋转的中心轴和设于该中心轴的搅拌部构成，所述搅拌部由搅拌叶片及环叶片构成，在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置两个以上的搅拌叶片，且沿着所述中心轴的周向设置两个以上的搅拌叶片，在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置一个以上的环叶片。

Description

熔融玻璃搅拌装置
技术领域
本发明涉及在对熔融玻璃进行搬运的熔融玻璃搬运管内、尤其是大型的平板显示器(FPD)用的板玻璃制造装置那样的熔融玻璃的搬运量高的熔融玻璃搬运管内对熔融玻璃进行搅拌的熔融玻璃搅拌装置。
背景技术
以往，在提高熔融玻璃的均质性的目的下，在对熔融玻璃进行搬运的熔融玻璃搬运管内安装搅拌装置，并对熔融玻璃进行搅拌。熔融玻璃的均质性受到生产的玻璃的透明性、厚度等较大地影响。
搅拌装置通常由成为旋转中心的中心轴和搅拌部构成，所述搅拌部具有安装在中心轴的周围的搅拌叶片。
为了使所搬运的熔融玻璃充分地均质化，在利用搅拌装置对通过熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃进行搅拌时，需要防止熔融玻璃在搅拌装置内滑过的现象、所谓“滑过”。利用搅拌装置搅拌之前的熔融玻璃中，较多地含有在熔化装置中熔融时玻璃的成分未被充分地均质化的、所谓“不均质玻璃”，或者较多地含有由于与构成熔化装置或熔融玻璃搬运管的砖或气相的反应等而成为与熔融玻璃的成分不同的成分的所谓“异质成分”。上述“不均质玻璃”或“异质成分”在搅拌装置内滑过，未充分均质化而成为产品且熔融玻璃固化而成为玻璃产品的情况下，成为所谓条纹这样的不透明的筋状的缺陷。即，为了使熔融玻璃均质化，需要抑制滑过，对熔融玻璃充分地搅拌，由此在熔融玻璃中使异质成分扩散。
专利文献1中提出了一种搅拌装置，在减少沿着流路的壁面未搅拌而滑过的熔融玻璃的目的下，在用于缩减该壁面与搅拌叶片的间隔的搅拌叶片的最外侧配置有多个凸部。然而，该搅拌装置还缺乏流路的壁面附近的滑过的抑制。
专利文献2公开的搅拌装置记载了，在提高熔融玻璃的均质性的目的下，将安装在中心轴的周围的搅拌叶片设为旋转半径各不相同的长搅拌叶片及短搅拌叶片，将该长搅拌叶片及该短搅拌叶片分别交替地安装两片以上的情况。然而，即使是该搅拌装置，流路的壁面附近的滑过抑制效果也无法说是充分。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2001-72426号公报
专利文献2：日本国特开2003-63829号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，尤其是大型的FPD用的玻璃基板被要求没有未熔化原料的混杂、透明性高、平坦度高的玻璃，且被要求缺陷少的均质性高的玻璃。
而且，在光学用透镜、光通信用纤维、光学滤波器、太阳能电池用基板、荧光管这样的要求高透明性的用途的玻璃中也被要求高均质性。
在这些被要求极高的均质性的情况下，在以往的搅拌装置中，难以得到熔融玻璃的充分的均质性。
为了解决上述的问题点，本发明的目的在于提供一种能够抑制搅拌装置内的熔融玻璃的滑过，更具体而言，抑制搬运管壁面附近的熔融玻璃的滑过，且熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的搅拌作用优异的玻璃搅拌装置。
用于解决课题的方案
本发明为了实现上述的目的，提供一种熔融玻璃搅拌装置，对熔融玻璃进行搅拌，其中，
该熔融玻璃搅拌装置由能够旋转的中心轴和设置于该中心轴的搅拌部构成，
所述搅拌部由搅拌叶片和环叶片构成，所述搅拌叶片的长轴与所述中心轴正交且所述搅拌叶片由板状体或者铅垂截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一个形状的棒状体构成，所述环叶片与所述中心轴同轴且为圆环形状，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置两个以上的搅拌叶片，且沿着所述中心轴的周向设置两个以上的搅拌叶片，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置一个以上的环叶片。
而且，本发明为了实现上述的目的，优选提供一种熔融玻璃搅拌装置，在以1～50m3/小时·S的搬运量搬运粘度为100～7000dPa·s的熔融玻璃的熔融玻璃搬运管内，对该熔融玻璃进行搅拌，其中，S为搬运管的截面面积，
所述熔融玻璃搅拌装置的特征在于，
该熔融玻璃搅拌装置由能够旋转的中心轴和设置于该中心轴的搅拌部构成，
所述搅拌部由搅拌叶片和环叶片构成，所述搅拌叶片的长轴与所述中心轴正交且所述搅拌叶片由板状体或者铅垂截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一个形状的棒状体构成，所述环叶片与所述中心轴同轴，呈圆环形状且所述中心轴的周向的厚度为50mm以下，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置两个以上的搅拌叶片，且沿着所述中心轴的周向设置两个以上的搅拌叶片，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置一个以上的环叶片，
在将所述搅拌部的最大直径设为D1(mm)、将设置有所述搅拌部的部位的所述熔融玻璃搬运管的直径设为D2(mm)、将所述环叶片的外直径设为Dr(mm)时，满足下述式(1)、(2)。
0.7×D2≤D1≤0.98×D2 (1)
0.8×D1≤Dr≤D1 (2)
而且，本发明提供一种板玻璃制造装置，具有板玻璃成形装置、及设置在所述玻璃熔化装置与所述板玻璃成形装置之间的熔融玻璃搬运管，其中，
在所述熔融玻璃搬运管设置至少一个本发明的熔融玻璃搅拌装置。
而且，本发明提供一种使用了本发明的熔融玻璃搅拌装置的熔融玻璃搅拌方法。
而且，本发明提供一种使用了本发明的板玻璃制造装置的板玻璃制造方法。
发明效果
本发明的玻璃搅拌装置能够抑制搅拌装置内的熔融玻璃的滑过，更具体而言，能够抑制熔融玻璃搬运管壁面附近的熔融玻璃的滑过，熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的搅拌作用优异，搅拌后的熔融玻璃的均质性优异，因此能够得到尤其是适合于大型(例如，一边为2m以上) 的FPD用玻璃基板等的均质性高的玻璃。其结果是，能得到没有未熔化原料的混杂、透明性高、平坦度高的玻璃。
而且，本发明的玻璃搅拌装置由于搅拌后的熔融玻璃的均质性优异，因此也优选作为光学用透镜、光通信用纤维、光学滤波器、太阳能电池用基板、荧光管这样的被要求高透明性或高光学均质性的用途的玻璃制造装置的熔融玻璃搅拌装置。而且，也优选作为被要求高色调均质性的装饰用有色玻璃用的玻璃制造装置的熔融玻璃搅拌装置。
附图说明
图1是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的一构成例的立体图。
图2是表示现有技术的熔融玻璃搅拌装置的一构成例的立体图。
图3是表示配置有图2的熔融玻璃搅拌装置20的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动的示意图。
图4是表示配置有图1的熔融玻璃搅拌装置10的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动的示意图。
图5是表示将图1的熔融玻璃搅拌装置10配置在熔融玻璃搬运管内的状态的图。
图6是与图5同样的图。但是，熔融玻璃搅拌装置的环叶片的配置与图5不同。
图7是与图5同样的图。但是，熔融玻璃搬运管的配置与图5不同。
图8是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的立体图。
图9是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图10是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图11是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图12是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图13是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图14是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的又一构成例的立体图。
图15是表示实施例中的没有环叶片的情况的搅拌叶片23与熔融玻璃搬运管100的壁面之间的位置关系的图。
图16是表示实施例中的有环叶片的情况的搅拌叶片13、环叶片 14与熔融玻璃搬运管100的壁面之间的位置关系的图。
图17是表示图15所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的周向上的熔融玻璃流的流速分布之间的关系的坐标图。
图18是表示图16所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的周向上的熔融玻璃流的流速分布之间的关系的坐标图。
图19是表示图15所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的轴向上的熔融玻璃流的流量分布之间的关系的坐标图。
图20是表示图16所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的轴向上的熔融玻璃流的流量分布之间的关系的坐标图。
图21是表示图15所示的结构下的r/R与非搅拌区域通过比率之间的关系的坐标图。
图22是表示图16所示的结构下的r/R与非搅拌区域通过比率的之间关系的坐标图。
图23是关于图15、图16所示的结构而将r/R与非搅拌区域通过比率之间的关系进行了比较的坐标图。其中，图15的结构设为装置20，图16的结构设为装置10。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的熔融玻璃搅拌装置。
FPD用的玻璃基板逐年不断大型化，且由于其需要的增加而越发要求大量地生产该玻璃基板。在制造FPD用的板玻璃的设备中，要求熔融玻璃的搬运量的增加。在制造光学用透镜、光通信用纤维、光学滤波器、太阳能电池用基板、荧光管这样的用途的玻璃的设备中，也要求熔融玻璃的搬运量的增加。
作为使熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的搬运量增加的方法，存在使熔融玻璃搬运管的截面面积增加的方法、使熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的流速增加的方法。
然而，使熔融玻璃搬运管的截面面积极端增加的情况从设备费用的增大的情况出发不优选。而且，在使熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃的流速增加的情况下，搅拌装置内的熔融玻璃的滑过容易发生，熔融玻璃的搅拌作用容易下降。
本发明的熔融玻璃搅拌装置优选设置在这样的熔融玻璃的搬运量高的熔融玻璃搬运管内而使用，具体而言，设置在以1～50m3/小时·S 的搬运量、优选2～50m3/小时·S(S为搬运管的截面面积)的搬运量搬运粘度为100～7000dPa·s、优选粘度为200～6000dPa·s的熔融玻璃的熔融玻璃搬运管内而使用。
图1是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的一构成例的立体图。
图1所示的熔融玻璃搅拌装置10具有能够旋转的中心轴11，在该中心轴11的下端部设置有搅拌部12。
搅拌部12由搅拌叶片13及环叶片14构成。
搅拌叶片13由铅垂截面形状为圆形的棒状体构成，其长轴与中心轴11正交。但是，由棒状体构成的搅拌叶片没有限定于此，也可以由其铅垂截面形状为椭圆形、或三角形、四边形、六边形等多边形的棒状体构成，其长轴与中心轴11正交。需要说明的是，在此所说的多边形也包括角部带有圆角的形状(以下，在本说明书中同样。)。
而且，搅拌叶片13也可以是由板状体构成且其长轴与中心轴11 正交的结构。在本说明书中，在搅拌叶片的铅垂截面形状中，将通过其中心且相互正交的两轴中的长度长的一方设为长轴并将短的一方设为短轴的情况下，将该短轴的长度为长轴的长度的0.5倍以下的情况称为“板状体”，将比0.5倍大的情况称为“棒状体”。在搅拌叶片为板状体的情况下，其铅垂截面形状可取椭圆形或者三角形、四边形、六边形等多边形。
以下，在本说明书中，将由棒状体或板状体构成的搅拌叶片具有的轴中的与中心轴11正交的轴设为长轴，将与该长轴正交的轴设为短轴。因此，根据搅拌叶片的形状的不同，外观上的长轴-短轴的关系与本发明的长轴-短轴的关系有时会颠倒。
搅拌部12中的担任对熔融玻璃进行搅拌的功能的是搅拌叶片13。为了提高对熔融玻璃进行搅拌的功能，在搅拌部12设置多个搅拌叶片 13。具体而言，沿中心轴11的轴向设置两个以上的搅拌叶片13，且沿中心轴11的周向设置两个以上的搅拌叶片。需要说明的是，在图1中，在中心轴11的轴向上，沿上下方向空出间隔地设置4个搅拌叶片13，在中心轴11的周向上，以夹着该中心轴11而彼此相对的方式设置2 个搅拌叶片13。但是，搅拌部12的搅拌叶片13的个数没有限定于此，中心轴11的轴向上的搅拌叶片的个数可以为3个以下，也可以为5个以上。而且，中心轴11的周向上的搅拌叶片的个数也可以为3个以上。但是，当中心轴11的轴向上的搅拌叶片13的个数增加时，使搅拌部 12旋转所需的转矩增加，因此中心轴11的轴向上的搅拌叶片13的个数优选为8个以下。关于中心轴11的周向上的搅拌叶片的个数，出于同样的理由，优选为8个以下。
在中心轴11的周向上，两个以上的搅拌叶片需要相互等间隔地配置。当搅拌叶片彼此的间隔不是等间隔时，可能无法均匀地搅拌熔融玻璃。另一方面，在中心轴11的轴向上，两个以上的搅拌叶片可以相互等间隔地配置，相互的间隔也可以不是等间隔。
而且，当设置在中心轴11的轴向上的两个以上的搅拌叶片间的距离小时，可能会使熔融玻璃的搅拌作用下降。因此，设置在中心轴11 的轴向上的两个以上的搅拌叶片间的距离优选为40mm以上，更优选为50mm以上，进一步优选为60mm以上。
另一方面，即使在沿着中心轴11的轴向设置的两个以上的搅拌叶片间的距离大的情况下，也会使熔融玻璃的搅拌作用下降。因此，设置在中心轴11的轴向上的两个以上的搅拌叶片间的距离优选为200mm 以下，更优选为190mm以下，进一步优选为180mm以下。
搅拌叶片13在由板状体构成的情况下，能够以其短轴与中心轴 11平行的方式配置搅拌叶片13。这种情况下，由板状体构成的搅拌叶片13成为其铅垂截面形状直立的状态。在设为这样的配置的情况下，搅拌叶片13的相对于旋转方向的截面面积变得最大，对于熔融玻璃能够赋予更大的剪切力。
另一方面，可以将由板状体构成的搅拌叶片13的短轴相对于中心轴11倾斜配置。在设为这样的配置的情况下，在中心轴11的轴向上也能够赋予搅拌作用，因此熔融玻璃的流动成为更加复杂的流动，存在均质化作用提高的可能性。
将由板状体构成的搅拌叶片13的短轴相对于中心轴11倾斜配置的情况下，由板状体构成的搅拌叶片13的短轴与中心轴11所成的角度θ(0°≤θ≤90°)优选为60°以下，更优选为0°～55°。需要说明的是，由板状体将搅拌叶片13的短轴以与中心轴11平行的方式配置的情况下，搅拌叶片13的短轴与中心轴11所成的角度θ为0°。
而且，关于由板状体构成的搅拌叶片13，在后述的图13的熔融玻璃搅拌装置10G及图14所示的熔融玻璃搅拌装置10H中，示出由平面形状呈矩形的板状体构成的搅拌叶片13，但是由板状体构成的搅拌叶片的平面形状也可以是梯形等其他的方形。
环叶片14为圆环形状，与中心轴11呈同轴。本发明的搅拌装置 10通过在搅拌部12设置环叶片14，而如以下所述，会抑制熔融玻璃搬运管壁面附近的熔融玻璃的滑过。
图2是表示现有技术的熔融玻璃搅拌装置的一构成例的立体图。图2所示的熔融玻璃搅拌装置20在搅拌部12未设置环叶片，这一点上与图1所示的熔融玻璃搅拌装置10不同。除此以外的结构与熔融玻璃搅拌装置10同样，在可旋转的中心轴21的下端部设有搅拌部22。搅拌部22具有由铅垂截面形状为圆形的棒状体构成的搅拌叶片23。
图3是表示配置有图2的熔融玻璃搅拌装置20的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动的示意图。在图3中，在熔融玻璃搬运管的主管100内配置熔融玻璃搅拌装置20。在该主管100的上游侧及下游侧分别连接有各支管110、120。
熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃G沿着图中箭头方向被搬运。在熔融玻璃通过时，使熔融玻璃搅拌装置20的中心轴21沿箭头方向旋转。通过中心轴21的旋转，在该中心轴21的下端部设置的搅拌部22也沿箭头方向旋转。
熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃中的通过配置有搅拌部22的搅拌区域(图中虚线所示的部位)的熔融玻璃利用基于搅拌部22的搅拌作用而均质化。另一方面，关于通过作为熔融玻璃搬运管的主管100的壁面附近的非搅拌区域(图中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃，产生熔融玻璃的滑过而未均质化。
图4是表示图1的配置有熔融玻璃搅拌装置10的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动的示意图。在这些情况下，在设于搅拌部12的环叶片14与主管100的壁面之间产生压力损失，因此通过主管100的壁面附近的非搅拌区域(图中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃被拉入设有搅拌部12的搅拌区域，会抑制熔融玻璃的滑过。
但是，为了发挥该熔融玻璃的滑过抑制的效果，熔融玻璃搅拌装置在与配置有该熔融玻璃搅拌装置的熔融玻璃搬运管的关系上需要满足以下所示的条件。关于这一点，参照图5进行说明。图5是以将图1 的熔融玻璃搅拌装置10配置在熔融玻璃搬运管内的状态表示的图。
在图5中，将熔融玻璃搅拌装置10的搅拌部12的最大直径设为 D1(mm)、将设置有搅拌部12的部位的熔融玻璃搬运管即主管100 的直径设为D2(mm)、将熔融玻璃搅拌装置10的环叶片14的外直径设为Dr(mm)时，要求满足下述式(1)、(2)。
0.7×D2≤D1≤0.98×D2 (1)
0.8×D1≤Dr≤D1 (2)
在此，搅拌部12的最大直径D1与环叶片14的外直径Dr一致。但是，如式(2)所示，环叶片14的外直径Dr也可以比搅拌部12的最大直径D1小。这种情况下，例如后述的图10所示的熔融玻璃搅拌装置10D那样，搅拌叶片13成为向环叶片14的外侧突出的状态。这样的情况下，图5所示的搅拌部12中的设有搅拌叶片13的部位的直径 D4成为搅拌部12的最大直径D1。
在搅拌部12的最大直径D1大于0.98×D2的情况下，在熔融玻璃的搅拌时，与配置有熔融玻璃搅拌装置10的熔融玻璃搬运管、即主管 100的壁面接触，可能会使铂材料制的熔融玻璃搬运管(主管100)的壁面受到损伤。
另一方面，在搅拌部12的最大直径D1比0.7×D2小的情况下，与主管100的壁面之间产生的压力损失少，无法将通过主管100的壁面附近(图4中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃引入到设有搅拌部12 的搅拌区域。因此，无法抑制熔融玻璃的滑过。
上述D1及上述D2更优选满足下述式(1a)，进一步优选满足下述式(1b)。
0.7×D2≤D1≤0.96×D2 (1a)
0.7×D2≤D1≤0.94×D2 (1b)
如上所述，环叶片14的外直径Dr也可以小于搅拌部12的最大直径D1。但是，在环叶片14的外直径Dr比0.8×D1小的情况下，与主管 100的壁面之间产生的压力损失变小，无法将通过主管100的壁面附近 (图4中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃引入到设有搅拌部12的搅拌区域。因此，无法抑制熔融玻璃的滑过。
上述D1及上述Dr更优选满足下述式(2a)，进一步优选满足下述式(2b)。
0.85×D1≤Dr≤D1 (2a)
0.9×D1≤Dr≤D1 (2b)
呈圆环形状的环叶片14需要在利用搅拌部12搅拌熔融玻璃时不会破损的强度。为了满足这种情况，环叶片14具有最低限度所需的厚度。但是，当环叶片14的厚度增大时，将通过主管100的壁面附近(图 4中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃向设有搅拌部12的搅拌区域引入的作用下降，而且设有搅拌部12的搅拌区域处的熔融玻璃的流速变大，熔融玻璃的搅拌作用下降。
因此，环叶片14的厚度需要设为50mm以下。环叶片14的厚度更优选为45mm以下，进一步优选为40mm以下。
从强度的观点出发，环叶片14的厚度优选为3mm以上，更优选为5mm以上，进一步优选为8mm以上。
需要说明的是，环叶片14的厚度是圆环形状的径向上的厚度，即，环叶片14的(外直径-内直径)/2。
另一方面，环叶片14的高度是与该环叶片14同轴的中心轴11的轴向上的高度。将环叶片14的高度设为h(mm)、将搅拌部12的在中心轴11的轴向上的长度设为L(mm)时，该h及L优选满足下述式(5)。
0.05×L≤h≤0.5×L (5)
当环叶片14的高度h比0.05L小时，与主管100的壁面之间产生的压力损失变小，无法将通过主管100的壁面附近(图4中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃向设有搅拌部12的搅拌区域充分引入，可能无法抑制熔融玻璃的滑过。
另一方面，当环叶片14的高度h比0.5L大时，搅拌部12的旋转所需的转矩增加。
上述h及L更优选满足下述式(5a)，进一步优选满足下述式(5b)。
0.05×L≤h≤0.4×L (5a)
0.05×L≤h≤0.3×L (5b)
如上所述，在搅拌部12设有环叶片14的情况下，抑制熔融玻璃的滑过是因为，在设于搅拌部12的环叶片14与主管100的壁面之间产生压力损失，从而将通过主管100的壁面附近(图4中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃向设有搅拌部12的搅拌区域引入。在发挥此效果的基础上，环叶片14优选设置在熔融玻璃搬运管(主管100)中的仅在搅拌部12的中心轴的长轴方向上搬运熔融玻璃的部位(图5中上下的虚线所示的范围内)。
在将熔融玻璃搅拌装置10的中心轴11的直径设为D3(mm)时，即使该D3大于搅拌部12的最大直径D1的情况下，设有搅拌部12的搅拌区域的熔融玻璃的流速也会增大，熔融玻璃的搅拌作用下降。
因此，上述D1及上述D3优选满足下述式(3)，更优选满足下述式(3a)，进一步优选满足下述式(3b)，更进一步优选满足下述式 (3c)。
D3≤0.6×D1 (3)
D3≤0.5×D1 (3a)
D3≤0.4×D1 (3b)
D3≤0.3×D1 (3c)
在观察搅拌部12中的设有搅拌叶片13的部位的直径D4与搅拌部 12的最大直径D1之间的关系的情况下，在图5所示的熔融玻璃搅拌装置10中，成为D4<D1。另一方面，如上所述，如后述的图10所示的熔融玻璃搅拌装置10D那样，在搅拌叶片13成为比环叶片14向外侧突出的状态的情况下，成为D4＝D1。因此，成为D4≤D1。
但是，设有搅拌叶片13的部位的直径D4小于搅拌部12的最大直径D1时，熔融玻璃的搅拌作用下降。因此，上述D1及上述D4优选满足下述式(4)。
0.9×D1≤D4≤D1 (4)
以上，关于本发明的熔融玻璃搅拌装置，参照附图进行了说明。但是，图示的形态示出本发明的熔融玻璃搅拌装置的一构成例，本发明的熔融玻璃搅拌装置没有限定于此。关于本发明的熔融玻璃搅拌装置的其他的构成例，参照附图进一步进行说明。
图6是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 1、5所示的熔融玻璃搅拌装置10中，在中心轴11的轴向上，在从下开始第二个的搅拌叶片13的位置设置环叶片14，相对于此，在图6所示的熔融玻璃搅拌装置10A中，在中心轴11的轴向上，在从下开始第三个的搅拌叶片13的位置设置环叶片14。在能够设于熔融玻璃搬运管 (主管100)中的仅在搅拌部12的中心轴的长轴方向上搬运熔融玻璃的部位(图5中上下的虚线所示的范围内)的情况下，在中心轴11的轴向上，也可以在最靠下的搅拌叶片13的位置、最靠上的搅拌叶片13 的位置设置环叶片14。
图7是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。图7 的熔融玻璃搬运管的结构与图5不同。即，在图5中，上游侧的支管 110与该主管100的上方连接，且下游侧的支管120与该主管100的下方连接，在配置有该熔融玻璃搅拌装置10的主管100内，熔融玻璃G 被向图中下方搬运。另一方面，在图6中，上游侧的支管110与该主管100的下方连接，且下游侧的支管120与该主管100的上方连接，在配置有该熔融玻璃搅拌装置10的主管100内，熔融玻璃G被向图中上方搬运。无论在哪种形态下，都能良好地发挥在搅拌部12设置环叶片14所产生的熔融玻璃的滑过抑制的效果。
图8是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。图8 所示的熔融玻璃搅拌装置10B在中心轴11的轴向上，沿上下方向空出间隔地设置3个搅拌叶片13，在中心轴11的轴向上，在最下方的搅拌叶片13的位置设置环叶片14。
图9是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 1、5所示的熔融玻璃搅拌装置10中，在中心轴11的轴向上，搅拌叶片13与环叶片14的位置一致，以覆盖搅拌叶片13的方式配置环叶片 14。相对于此，在图9所示的熔融玻璃搅拌装置10C中，在中心轴11 的轴向上，搅拌叶片13与环叶片14的位置不一致，两者配置在稍错开的位置。即便是这样的结构，也能良好地发挥在搅拌部12设置环叶片14所产生的熔融玻璃的滑过抑制的效果。
图10是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 10所示的熔融玻璃搅拌装置10D中，设有搅拌叶片13的部位的直径大于环叶片14的外直径，搅拌叶片13成为向环叶片14的外侧突出的状态。只要满足上述式(4)即可，也可以是这样的结构。
图11是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 1、5所示的熔融玻璃搅拌装置10中，在中心轴11的轴向上沿上下方向空出间隔地设置的4个搅拌叶片13中，以覆盖1个搅拌叶片13的方式设置环叶片14，相对于此，在图11所示的熔融玻璃搅拌装置10E 中，环叶片14的高度h更大，环叶片14覆盖沿上下方向空出间隔地设置的4个搅拌叶片13中的2个搅拌叶片13。需要说明的是，虽然也可以是以覆盖沿上下方向空出间隔地设置的全部4个搅拌叶片13的方式配置环叶片14，但是需要注意搅拌部12的旋转所需的转矩增加这一点。
图12是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 1、5所示的熔融玻璃搅拌装置10中，在中心轴11的周向上，以夹着该中心轴11而彼此相对的方式设置2个搅拌叶片13，相对于此，在图 12所示的熔融玻璃搅拌装置10F中，在中心轴11的周向上，以该中心轴11为中心呈十字地设置4个搅拌叶片13。图中，左右方向的搅拌叶片13与图中跟前方向及里侧方向的搅拌叶片13的长度相同，但是这两组的搅拌叶片的长度也可以互不相同。例如，也可以将左右方向的搅拌叶片13的长度设为与环叶片14的内半径相同程度的长度，并将图中跟前方向及里侧方向的搅拌叶片13的长度设为比它们短。
图13是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 13所示的熔融玻璃搅拌装置10G中，搅拌部12除了具有搅拌叶片13、 15及环叶片14之外，还具有纵搅拌叶片16，该纵搅拌叶片16由板状体构成且长边与中心轴11平行而设置在对搅拌部12的外缘进行规定的位置。换言之，搅拌叶片13位于平行的中心轴11与纵搅拌叶片16 之间。在中心轴11的轴向上，最靠上的搅拌叶片15和最靠下的搅拌叶片15也发挥作为纵搅拌叶片16的支承构件的功能。
需要说明的是，在图13所示的熔融玻璃搅拌装置10G中，搅拌叶片13、15由板状体构成。
在图13所示的熔融玻璃搅拌装置10G中，可期待设于搅拌部12 的纵搅拌叶片16与环叶片14一起发挥熔融玻璃的滑过抑制的效果。
需要说明的是，在图13所示的熔融玻璃搅拌装置10G中，纵搅拌叶片16作为板状体而示出，但是纵搅拌叶片的形状没有限定于此，也可以是其铅垂截面形状呈圆形、椭圆形、或三角形、四边形、六边形等多边形的棒状体。在这些情况下，棒状体的长轴与中心轴11平行。
而且，在图13所示的熔融玻璃搅拌装置10G中，以使搅拌叶片 13、15位于中心轴11与纵搅拌叶片16之间的方式设置2个纵搅拌叶片16，但是如图12所示的熔融玻璃搅拌装置10F那样，在中心轴11 的周向上，以该中心轴11为中心呈十字地设置4个搅拌叶片13的情况下，也可以是以使图中跟前方向及里侧方向的搅拌叶片13位于中心轴11与纵搅拌叶片之间的方式进一步设置2个纵搅拌叶片，即，合计 4个纵搅拌叶片。
图14是表示本发明的熔融玻璃搅拌装置的另一构成例的图。在图 14所示的熔融玻璃搅拌装置10H中，中心轴11中的设有搅拌叶片13 及环叶片14的搅拌部12的部分成为扩径了的扩径部17。在该扩径部 17的周围，在中心轴11的轴向上，沿上下方向空出间隔地设置3个搅拌叶片13，在中心轴11的周向上设置6个搅拌叶片13。
需要说明的是，在图14所示的熔融玻璃搅拌装置10H中，搅拌叶片13由板状体构成。
需要说明的是，本发明的熔融玻璃搅拌装置的各构成要素、即中心轴、搅拌叶片、环叶片、在图13所示的熔融玻璃搅拌装置10G的情况下还包括纵搅拌叶片30、的构成材料只要是相对于熔融玻璃具有耐热性、耐侵蚀性的材料即可，没有特别限定，优选使用耐热性优异的铂或铂铑合金。而且，为了提高强度，能够使用如下的材料：使用熔点高的钼作为芯材，对该钼芯材涂敷氧化铝，并在其上包覆铂或铂铑合金的材料等。
接下来，对本发明的板玻璃制造装置进行说明。板玻璃制造装置作为最小限度的结构，具有使玻璃原料熔化而形成为熔融玻璃的玻璃熔化装置、对熔融玻璃进行成形而形成为板玻璃的板玻璃成形装置(例如，基于浮法或下拉法的成形装置)、及在将利用该玻璃熔化装置得到的熔融玻璃向板玻璃成形装置搬运的目的下设于该玻璃熔化装置与该板玻璃成形装置之间的熔融玻璃搬运管。板玻璃制造装置通常具有玻璃熔化装置及板玻璃成形装置以外的构成要素。当列举这样的其他的构成要素的一例时，存在用于进行熔融玻璃的澄清的脱泡装置。并且，为了在这些构成要素间搬运熔融玻璃，板玻璃制造装置通常具有多个熔融玻璃搬运管。在本发明的板玻璃制造装置中，在这些存在多个的熔融玻璃搬运管中的任一个或多个上设置上述的本发明的玻璃搅拌装置。在本发明的板玻璃制造装置中，设置本发明的玻璃搅拌装置的位置没有特别限定。因此，也可以在构成板玻璃制造装置的任一个熔融玻璃搬运管上设置本发明的玻璃搅拌装置。而且，设置的玻璃搅拌装置的个数也没有特别限定。但是，板玻璃制造装置在包含脱泡装置作为构成要素的情况下，在脱泡装置的下游侧的熔融玻璃搬运管设置本发明的玻璃搅拌装置的情况对于制造均质性高的板玻璃来说优选。这是因为，在通过脱泡装置的熔融玻璃中，表面容易发生异质化，因此本发明的熔融玻璃搅拌装置所产生的均质化的效果高。
本发明的板玻璃制造装置能够应用于各个用途的板玻璃的制造，但是特别优选应用于FPD用的玻璃基板那样对于均质性的要求极其严格的用途的板玻璃的制造。
使用本发明的板玻璃制造装置来制造板玻璃，由此得到没有未熔化原料的混杂、光学上的均质性高、平坦度高的板玻璃。
实施例
在本实施例中，通过模拟在熔融玻璃搬运管内被搬运的熔融玻璃的行动而进行了评价。
在本实施例中，评价了图3所示的情况，即，配置有图2所示的熔融玻璃搅拌装置20的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动，并且评价了图4所示的情况，即，配置有图1的熔融玻璃搅拌装置10的熔融玻璃搬运管内的熔融玻璃流的行动。但是，为了明确环叶片14的有无引起的差异，对于图4所示的熔融玻璃搅拌装置10中的环叶片14 及处于该环叶片14的内侧的搅拌叶片13和图3所示的熔融玻璃搅拌装置20中的在中心轴21的轴向上处于与熔融玻璃搅拌装置10的环叶片相同位置的搅拌叶片23，评价了通过熔融玻璃搬运管(主管100)内的熔融玻璃流的行动。图15是表示无环叶片的情况的搅拌叶片23 与熔融玻璃搬运管100的壁面之间的位置关系的图，图16是表示存在环叶片的情况的搅拌叶片13、环叶片14与熔融玻璃搬运管100的壁面之间的位置关系的图。
而且，在熔融玻璃搬运管(主管100)内被搬运的熔融玻璃的粘度假定为400dPa·s，搬运量假定为55m3/小时·S。
为了排除熔融玻璃搬运管、搅拌叶片及环叶片的尺寸的差异所产生的影响，以搅拌部的最大直径所对应的搅拌叶片23的长度(为图15 的结构的情况，在图16的结构的情况下为环叶片14的长度)r与熔融玻璃搬运管100的内径R的相对比(r/R)为判断指标。以下说明的图 17至图20是假定为r/R＝0.9(90％)的情况的结果。
图17是表示图15所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的周向上的熔融玻璃流的流速分布之间的关系的坐标图，图18是表示图16所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置)与熔融玻璃搬运管的周向上的熔融玻璃流的流速分布之间的关系的坐标图。从两者的比较可知，图18能够确认到，在比环叶片14靠外侧的非搅拌区域(图4中比虚线靠外侧的部位)中，熔融玻璃流的流速分布大致成为0，能大幅地抑制熔融玻璃的滑过。
图19是表示图15所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置) 与熔融玻璃搬运管的轴向上的熔融玻璃流的流量分布之间的关系的坐标图，图20是表示图16所示的结构下的管径方向上的位置(管径位置)与熔融玻璃搬运管的轴向上的熔融玻璃流的流量分布之间的关系的坐标图。从两者的比较可知，图20能够确认到，在比环叶片14靠外侧的非搅拌区域(图4中比虚线靠外侧的部位)中，熔融玻璃流的流量分布大致成为0，能大幅抑制熔融玻璃的滑过。需要说明的是，图 19中，剖面线所示的部位相当于通过比搅拌叶片23靠外侧的非搅拌区域(图3中比虚线靠外侧的部位)的熔融玻璃的流量分布，即，熔融玻璃的滑过。通过非搅拌区域的熔融玻璃的比率(非搅拌区域通过比率)在图19中为4.2％，相对于此，在图20中降低至0.2％。
此外，分别对于图15、图16所示的结构，使r/R变化而评价了与非搅拌区域通过比率的关系。图22是表示图15所示的结构下的r/R与非搅拌区域通过比率的关系的坐标图，图22是表示图16所示的结构下的r/R与非搅拌区域通过比率之间的关系的坐标图。而且，图23是对于图15、图16所示的结构，比较了r/R与非搅拌区域通过比率之间的关系的坐标图。但是，在图23中，图15的结构设为装置20，图16 的结构设为装置10。根据上述的结果尤其是图23的结果可知，在图 16的结构中将r/R形成为0.7(70％)以上的情况下，与在图15的结构中将r/R形成为0.9(90％)的情况相比，能够降低非搅拌区域通过比率。
虽然详细地而且参照特定的实施方式地说明了本申请，但是不脱离本发明的精神和范围而能够施加各种变更或修正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。
本申请基于在2013年5月8日提出申请的日本专利申请(特愿 2013-098233)，并将其内容作为参照而援引于此。
标号说明
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、20：熔融玻璃搅拌装置
11、21：中心轴
12、22：搅拌部
13、23、15：搅拌叶片
14：环叶片
16：纵搅拌叶片
17：扩径部
100：熔融玻璃搬运管(主管)
110、120：熔融玻璃搬运管(支管)。

Claims (14)

1.一种熔融玻璃搅拌装置，对熔融玻璃进行搅拌，其中，
该熔融玻璃搅拌装置由能够旋转的中心轴和设置于该中心轴的搅拌部构成，
所述搅拌部由搅拌叶片和环叶片构成，所述搅拌叶片的长轴与所述中心轴正交且所述搅拌叶片由板状体或者铅垂截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一个形状的棒状体构成，所述环叶片与所述中心轴同轴且为圆环形状，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置两个以上的搅拌叶片，且沿着所述中心轴的周向设置两个以上的搅拌叶片，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置一个以上的环叶片，
所述环叶片的厚度为50mm以下，
将所述搅拌部的最大直径设为D1、将设置有所述搅拌部的部位的熔融玻璃搬运管的直径设为D2、将所述环叶片的外直径设为Dr时，满足下述式(1)、(2)，
0.7×D2≤D1≤0.98×D2 (1)
0.8×D1≤Dr≤D1 (2)
其中，D1、D2、Dr的单位为mm。
2.根据权利要求1所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
在以1～50m3/小时·S的搬运量搬运粘度为100～7000dPa·s的熔融玻璃的熔融玻璃搬运管内，对该熔融玻璃进行搅拌，其中，S为搬运管的截面面积。
3.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
所述环叶片设置在所述熔融玻璃搬运管中的仅在所述搅拌部的中心轴的长轴方向上搬运熔融玻璃的部位。
4.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
在将所述中心轴的直径设为D3时，满足下述式(3)，
D3≤0.6×D1 (3)
其中，D1、D3的单位为mm。
5.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
在将所述搅拌部中的设置有所述搅拌叶片的部位的直径设为D4时，满足下述式(4)，
0.6×D1≤D4≤D1 (4)
其中，D1、D4的单位为mm。
6.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
设置在所述中心轴的轴向上的两个以上的搅拌叶片间的距离为50～200mm。
7.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
在将所述搅拌部的在所述中心轴的轴向上的长度设为L时、将所述环叶片的在所述中心轴的轴向上的高度设为h时，满足下述式(5)，
0.05×L≤h≤0.5×L (5)
其中，L、h的单位为mm。
8.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
所述搅拌叶片为板状体，该板状体的短轴与所述中心轴所成的角度θ满足下述式(6)，
0°≤θ≤60° (6)。
9.根据权利要求1或2所述的熔融玻璃搅拌装置，其中，
所述搅拌部由板状体或者铅垂截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一个形状的棒状体构成，所述搅拌部还具有长边或长轴与所述中心轴平行且设置在规定该搅拌部的外缘的位置的纵搅拌叶片。
10.一种板玻璃制造装置，具有板玻璃成形装置、及设置在所述玻璃熔化装置与所述板玻璃成形装置之间的熔融玻璃搬运管，其中，
在所述熔融玻璃搬运管设置至少一个权利要求1～9中的任一项所述的熔融玻璃搅拌装置。
11.根据权利要求10所述的板玻璃制造装置，其中，
所述板玻璃制造装置还具有设置在所述玻璃熔化装置与所述板玻璃成形装置之间的脱泡装置，所述熔融玻璃搬运管由设置在所述玻璃熔化装置与所述脱泡装置之间的第一熔融玻璃搬运管、及设置在所述脱泡装置与所述板玻璃成形装置之间的第二熔融玻璃搬运管构成，至少在所述第二熔融玻璃搬运管设置有所述熔融玻璃搅拌装置。
12.一种熔融玻璃搅拌方法，使用权利要求1～9中的任一项所述的熔融玻璃搅拌装置。
13.一种板玻璃制造方法，使用权利要求10或11所述的板玻璃制造装置。
14.一种熔融玻璃搅拌装置，在以1～50m3/小时·S的搬运量搬运粘度为100～7000dPa·s的熔融玻璃的熔融玻璃搬运管内，对该熔融玻璃进行搅拌，其中，S为搬运管的截面面积，
所述熔融玻璃搅拌装置的特征在于，
该熔融玻璃搅拌装置由能够旋转的中心轴和设置于该中心轴的搅拌部构成，
所述搅拌部由搅拌叶片和环叶片构成，所述搅拌叶片的长轴与所述中心轴正交且所述搅拌叶片由板状体或者铅垂截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的任一个形状的棒状体构成，所述环叶片与所述中心轴同轴，呈圆环形状且厚度为50mm以下，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置两个以上的搅拌叶片，且沿着所述中心轴的周向设置两个以上的搅拌叶片，
在所述搅拌部上沿着所述中心轴的轴向设置一个以上的环叶片，
在将所述搅拌部的最大直径设为D1、将设置有所述搅拌部的部位的所述熔融玻璃搬运管的直径设为D2、将所述环叶片的外直径设为Dr时，满足下述式(1)、(2)，
0.7×D2≤D1≤0.98×D2 (1)
0.8×D1≤Dr≤D1 (2)
其中，D1、D2、Dr的单位为mm。
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