CN109890767B - 玻璃物品的制造装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

玻璃物品的制造装置(1)具备使玻璃原料(gr)电熔融而形成熔融玻璃(gm)的电熔融炉(2)、和由熔融玻璃(gm)成形板玻璃(g)的成形装置(3)，其中，所述玻璃物品的制造装置(1)具备覆盖电熔融炉(2)的周围的外壳(4)、和向在外壳(4)与电熔融炉(2)之间形成的包围空间(S1)供给气体的气体供给管(6)，且构成为调整包围空间(S1)的气体所含有的水分量。

Description

玻璃物品的制造装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及使用使玻璃原料电熔融的电熔融炉的玻璃物品的制造装置以及制造方法。

背景技术

以往，对于使玻璃原料熔融的玻璃熔融炉，利用气体燃烧的气体燃烧炉被广泛利用，但存在熔融炉内的燃烧能量容易向炉外发散导致热效率低的问题。

为解决这种问题，作为玻璃熔融炉，有时使用使玻璃原料电熔融的所谓的冷顶型或者半热顶型的电熔融炉(参照专利文献1)。若使用这些熔融方法，则与在炉内进行气体燃烧的情况相比，能够大幅提升热效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-183031号公报

发明内容

发明要解决的课题

以往的利用气体燃烧的玻璃熔融炉在炉内始终进行气体燃烧，因此炉内的气体的水分量实际上取决于燃烧废气的水分量并稳定在比较高的水准。另一方面，若熔融玻璃中的水分浓度高，则难以实现由熔融玻璃制造的玻璃物品(板玻璃等)的高应变点化，其结果是，存在不能够减小表示玻璃物品对于热的尺寸稳定性的压缩值的问题。

对此，在使用电熔融炉的情况下，由于不存在由炉内中的气体燃烧等引起的水分浓度的上升，因此与气体燃烧炉相比熔融玻璃中的水分浓度容易减少。另一方面，在电熔融炉的情况下，由于炉内的气体的水分量原本就少，因此容易受进入炉内的外部气体的水分量的影响。因此，若外部气体的湿度变动，则熔融玻璃的水分量变动，从而成为所制造的玻璃物品的压缩值变动的原因。外部气体的湿度不仅容易产生夏季、冬季等长期的时间变化，即便在一天之内也容易产生早、中、晚等短期的时间变化而不稳定。即，在使用电熔融炉的情况下，能够实现玻璃物品的压缩值的降低，但存在玻璃物品的压缩值容易变动的问题。

在此，若玻璃物品的压缩值变动，则存在难以使用玻璃物品稳定地制造显示器等最终产品的问题。

本发明的技术课题在于使用使玻璃原料电熔融的电熔融炉实现玻璃物品的压缩值的降低且抑制压缩值的变动。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题而做出的本发明涉及一种玻璃物品的制造装置，具备使玻璃原料电熔融而形成熔融玻璃的电熔融炉和由熔融玻璃成形玻璃物品的成形装置，其特征在于，玻璃物品的制造装置具备：覆盖电熔融炉的周围的外壳；和向在外壳与电熔融炉之间形成的包围空间供给气体的气体供给机构，玻璃物品的制造装置构成为调整包围空间的气体所含有的水分量。根据这种结构，在外壳与电熔融炉之间形成的包围空间充满水分量被调整了的气体。因此，电熔融炉处于由水分量被调整了的气体覆盖的状态。因此，即便在外壳的外部空间产生气体的湿度变动，也难以直接影响到电熔融炉内的气体。其结果是，难以产生电熔融炉内的气体的水分量的变动，从而电熔融炉内的熔融玻璃的水分量的变动也被抑制。由此，能够实现由电熔融炉的熔融玻璃制造的玻璃物品的压缩值的降低，并且能够抑制压缩值的变动。

在上述的结构中，也可以为，气体供给机构构成为将水分量被预先调整了的气体供给到包围空间。这样一来，能够容易地调整包围空间的气体的水分量。另外，由于无需在包围空间内另外设置用于调整气体的水分量的装置，因此能够简化包围空间内的结构。

在上述的结构中，优选为，玻璃物品的制造装置具备在水分量被调整了的气体环境下进行与玻璃物品的制造相关的处理的清洁室，气体供给机构构成为将从清洁室内排出的气体的一部分或者全部供给到包围空间。这样一来，能够水分量被预先调整了的用于清洁室的气体间接地供给到包围空间，从而非常高效。换言之，由于无需设置制造向包围空间供给的水分量被预先调整了的气体的专用的装置，因此能够简化玻璃物品的制造装置的整体结构。

在上述的结构中，优选为，玻璃物品的制造装置具备在水分量被调整了的气体环境下进行与所述玻璃物品的制造相关的处理的清洁室，气体供给机构为清洁室的空调机，分别与清洁室以及包围空间连接，且构成为将水分量被预先调整了的气体分别供给到清洁室以及包围空间。这样一来，能够将水分量被预先调整了的用于清洁室的气体直接供给到包围空间，从而非常效率。换言之，由于无需设置制造向包围空间供给的水分量被预先调整了的气体的专用的装置，因此能够简化玻璃物品的制造装置的整体结构。

在上述的结构中，也可以为，电熔融炉具备用于排出电熔融炉内的气体的气体排出路，玻璃物品的制造装置构成为通过电熔融炉的气体排出路来排出包围空间的气体。

在上述的结构中，也可以为，外壳具备用于排出包围空间的气体的气体排出路。

为了解决上述的课题而做出的本发明涉及一种玻璃物品的制造方法，包括利用电熔融炉使玻璃原料电熔融而形成熔融玻璃的工序和利用成形装置由熔融玻璃成形玻璃物品的工序，其特征在于，调整电熔融炉的周围的气体所含有的水分量。根据这种结构，能获得与已经描述的对应的结构同样的作用效果。

在上述的结构中，优选为，在利用外壳覆盖电熔融炉的周围的状态下，向在外壳与电熔融炉之间形成的包围空间供给气体，并且调整包围空间的气体所含有的水分量。

在上述的结构中，也可以为，将水分量被预先调整了的气体供给到包围空间。

在上述的结构中，优选为，供给到包围空间的气体的水分量为1～40g/Nm³。

在上述的结构中，优选为，供给到包围空间的气体的供给量为5～200Nm³/h。

在上述的结构中，优选为，玻璃物品的制造方法在成形玻璃物品的工序之后，包括在清洁室内的水分量被调整了的气体环境下对玻璃物品进行与制造相关的处理的工序，将从清洁室内排出的气体的一部分或者全部供给到包围空间。

在上述的结构中，优选为，玻璃物品的制造方法在成形玻璃物品的工序之后，包括在清洁室内的水分量被调整了的气体环境下对玻璃物品进行与制造相关的处理的工序，将清洁室的空调机分别与清洁室以及包围空间连接，通过空调机将水分量被预先调整了的气体分别供给到清洁室以及包围空间。

在上述的结构中，优选为，在将包围空间的气体的压力设为P1、将外壳的外部空间的气体的压力设为P2、将电熔融炉的内部空间的气体的压力设为P3的情况下，P2＜P1并且P3＜P1的关系成立。这样一来，由于外壳的外部空间的气体难以进入包围空间，从而包围空间难以受到外壳的外部空间中的气体的湿度变动的影响。另外，由于包围空间的水分量被调整了的气体容易进入电熔融炉的内部空间，从而容易抑制电熔融炉的内部空间中的气体的水分量的变动。

在上述的结构中，优选为，在电熔融炉中，熔融玻璃的液面的至少一部分不被玻璃原料覆盖而露出。这样一来，在熔融玻璃的液面的露出部处容易吸收电熔融炉内的气体的水分。因此，能够抑制电熔融炉内的气体的水分量的变动的本发明的效果有用。

发明效果

根据以上所述的本发明，使用使玻璃原料电熔融的电熔融炉，能够实现玻璃物品的压缩值的降低，且能够抑制压缩值的变动。

附图说明

图1是示出本发明的一实施方式所涉及的玻璃物品的制造装置的局部剖视图。

图2是示出图1的玻璃物品的制造装置的变形例的局部剖视图。

图3是示出图1的玻璃物品的制造装置的另一变形例的主要部分放大剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的玻璃物品的制造装置及其制造方法的一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式所涉及的玻璃物品的制造装置1是由使玻璃原料gr熔融而形成的熔融玻璃gm制造作为玻璃物品的板玻璃g的装置。

制造装置1具备：使玻璃原料gr电熔融而形成熔融玻璃gm的电熔融炉2；由熔融玻璃gm成形板玻璃g的成形装置3；覆盖电熔融炉2的外壳4；进行与板玻璃g的制造相关的处理的清洁室5；向在外壳4与电熔融炉2之间形成的包围空间S1供给气体的作为气体供给机构的气体供给管6。

电熔融炉2例如由耐热砖构成。在电熔融炉2的底壁部以及/或者侧壁部以浸渍于熔融玻璃gm的状态设置有多个电极7。在本实施方式中，在电熔融炉2内未设置电极7以外的其他的加热机构，仅由电极7的通电加热(电能)而使玻璃原料gr熔融。在此，也可以在电熔融炉2内设置其他的电加热机构。例如，也可以在熔融玻璃gm的液面gm1的上方设置电加热器。

从作为原料供给机构的螺旋送料器8向电熔融炉2供给玻璃原料gr。螺旋送料器8以熔融玻璃gm的液面gm1的一部分在电熔融炉2内露出的方式供给玻璃原料gr。即，电熔融炉2是所谓的半热顶型。需要说明的是，电熔融炉2也可以是熔融玻璃gm的液面gm1全部被玻璃原料gr覆盖的所谓的冷顶型。

如箭头A所示，在电熔融炉2设置有用于将电熔融炉2内的气体排出到外部的作为气体排出路的气体排出管(例如烟道)9。在气体排出管9内设置有用于将气体送到外部的风扇10。风扇10也可以省略。需要说明的是，在本实施方式中，电熔融炉2内的气体是空气，但不限定于此。

成形装置3经由由铂或者铂合金构成的移送管11而与电熔融炉2连接。也可以在移送管11设置有用于除去熔融玻璃gm所含有的泡沫的澄清室、用于实现熔融玻璃gm的均质化的搅拌槽等。

如箭头B所示，通过移送管11从电熔融炉2向成形装置3连续地供给熔融玻璃gm。成形装置3通过溢流下拉法、狭缝下拉法等公知的方法而由熔融玻璃gm成形板玻璃g。在本实施方式中，为了除去应变，将通过成形装置3成形的板玻璃g在渐冷炉(省略图示)内向下方(箭头C方向)搬运的同时被缓慢冷却。

外壳4只要能够划分形成包围空间S1，则其结构不被特别限定。外壳4可以是完全隔断外部空间S2的气体的进入的结构，也可以是允许外部空间S2的气体的一部分进入的结构。外壳4例如由耐火砖、耐热布、金属板等构成。

在清洁室5的气体供给口5i连接有从空调机12延伸的气体供给管13。由此，如箭头D所示，通过气体供给管13从空调机12向清洁室5供给水分量被预先调整了的气体。向清洁室5内供给的气体是空气。在清洁室5内，在水分量被预先调整了的气体环境下实施与板玻璃g的制造相关的处理。在本实施方式中，与制造相关的处理是从将板玻璃g切断为规定尺寸的处理、以及检查板玻璃g的处理中选择的一个或者多个处理。需要说明的是，与制造相关的处理也可以包含板玻璃g的清洗等的其他的处理。

清洁室5内的气体例如被管理为温度：20℃±2℃、湿度(相对湿度)：50％±5％。清洁室5内的气体的温度以及湿度不局限于此而能够适当调整。

气体供给管6将水分量被预先调整了的气体供给到包围空间S1。从气体供给管6供给的气体是空气(包含大量氧气)，但不限定于此。在本实施方式中，气体供给管6的一端与清洁室5的气体排出口5e连接，气体供给管6的另一端与外壳4的气体供给口4i连接。由此，如箭头E所示，从清洁室5内排出的气体的一部分或者全部通过气体供给管6供给到包围空间S1。在此，与向清洁室5供给的气体同样，从清洁室5排出的气体也大体维持水分量被调整了的状态。

在气体供给管6内或者开口部设置有用于将气体输送到包围空间S1侧的风扇14和用于调整向包围空间S1供给的气体的供给量的阻尼器15。风扇14和阻尼器15也可以省略。

通过气体供给管6向包围空间S1供给气体后，包围空间S1内由水分量被调整了的气体充满。在本实施方式中，如箭头F所示，供给到包围空间S1的气体进入电熔融炉2的内部空间S3，并通过气体排出管9被排出到外部。需要说明的是，也可以将供给到包围空间S1的气体从外壳4的间隙等直接排出到外壳4的外部空间S2。

接下来，对由如以上那样构成的制造装置1进行的玻璃物品的制造方法进行说明。

如图1所示，玻璃物品的制造方法包括：通过电熔融炉2使玻璃原料gr电熔融而形成熔融玻璃gm的工序、通过成形装置3由熔融玻璃gm成形板玻璃g的工序、以及在清洁室5内的水分量被调整了的气体环境下进行与板玻璃g制造相关的处理的工序。

在形成熔融玻璃gm的工序中，通过气体供给管6向外壳4与电熔融炉2之间的包围空间S1供给水分量被预先调整了的气体。在本实施方式中，作为水分量被预先调整了的气体，利用从清洁室5排出的气体。

这样在从气体供给管6供给气体时，由于包围空间S1由水分量被调整了的气体充满，因此电熔融炉2处于由水分量被调整了的气体覆盖的状态。因此，即便产生外壳4的外部空间S2的湿度变动，也可以由包围空间S1的气体缓和湿度变动的影响，从而难以直接影响电熔融炉2的内部空间S3的气体。其结果是，难以产生电熔融炉2的内部空间S3的气体的水分量的变动，熔融玻璃gm的水分量的变动也被抑制。因此，若在成形板玻璃g的工序中，由这种水分量的变动小的熔融玻璃gm成形板玻璃g，则能够稳定地获得压缩值的变动小的板玻璃。当然，通过使用电熔融炉2，由于熔融玻璃gm的水分量本身变少，因此板玻璃g的压缩值本身也能够减小。需要说明的是，这样制造的板玻璃g例如作为LTPS显示器基板而使用。

在此，通过气体供给管6向包围空间S1供给的气体的水分量优选为1～40g/Nm³、更优选为5～40g/Nm³、进一步优选为5～10g/Nm³。另外，通过气体供给管6向包围空间S1供给的气体的供给量优选为5～200Nm³/h、更优选为10～200Nm³/h、最优选为20～100Nm³/h。在本实施方式中，气体的水分量通过空调机12而被调整，气体的供给量通过阻尼器15而被调整。

另外，在本实施方式中，在将包围空间S1的气体的压力设为P1、将外壳4的外部空间S2的气体的压力设为P2、将电熔融炉2的内部空间S3的气体的压力设为P3的情况下，P2＜P1并且P3＜P1的关系成立。包围空间S1的气体的压力P1能够通过向包围空间S1供给的气体供给量来进行调整。根据这种压力关系，外壳4的外部空间S2的气体难以从外壳4的间隙等进入包围空间S1。因此，包围空间S1难以受到外壳4的外部空间S2的气体的湿度变动的影响。另外，如箭头F所示，包围空间S1的水分量被调整了的气体容易从电熔融炉2的间隙等进入到电熔融炉2的内部空间S3。因此，容易抑制电熔融炉2的内部空间S3的气体(空气)的水分量的变动。

实施例

下述的实施例是使用日本电气硝子(株)的无碱玻璃材质OA-11而进行的。实施例1～4是具备图1的结构的板玻璃的制造装置，比较例1是不具有外壳而具备电熔融炉的板玻璃的制造装置，比较例2是具备外壳与电熔融炉但不向在外壳与电熔融炉之间形成的包围空间供给气体的板玻璃的制造装置，比较例3是不具有外壳而具备气体熔融炉的板玻璃的制造装置。实施例1～4、比较例1～3的制造装置的详细的条件和制造板玻璃时的熔融玻璃的水分量的结果在表1中示出。

[表1]

根据表1，在如比较例3那样使用气体燃烧作为玻璃原料的熔融方法的情况下，熔融玻璃的平均水分量非常高。其结果是，由该熔融玻璃成形的板玻璃的压缩值为500ppm左右而非常大。

另外，在比较例1中，由于使用电作为玻璃原料的熔融方法，因此熔融玻璃的平均水分量低，但由于不使用外壳也不管理气体的水分量，因此熔融玻璃的水分量的变动范围大。另外，在比较例2中，虽然使用外壳，但由于没有适当地控制气体的水分量等，因此与比较例1同样地熔融玻璃的水分量的变动范围大。

与此相对，在实施例1～4中，由于适当地管理向在电熔融炉与外壳之间形成的包围空间供给的气体的供给量和水分量，因此熔融玻璃的平均水分量低，并且该水分量的变动范围也小。而且，以实施例1为例，得到熔融玻璃的水分量为100±10ppm、板玻璃的压缩值为20±0.5ppm这样的良好的结果。±0.5ppm的压缩值的变动范围是作为显示器用途而能够允许的水平。在实施例2～4中，伴随着供给空气量的减少，与实施例1相比水分量的变动范围变大，但压缩的值的变动范围在±1.0ppm内，是作为显示器用途而能够允许的水平。

需要说明的是，本发明不限定于上述实施方式的结构，也不限定上述的作用效果。本发明可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

在上述的实施方式中，对气体供给管6的一端与清洁室5的气体排出口5e连接且气体供给管6的另一端与外壳4的气体供给口4i连接的情况进行了说明，但不限定于此。例如，如图2所示，也可以将气体供给管6的一端与向清洁室5供给气体的空调机12连接且将气体供给管6的另一端与外壳4的气体供给口4i连接。即，如箭头H所示，气体供给管6也可以是将供给到清洁室5内的气体的一部分向包围空间S1供给的结构。需要说明的是，在图2中，对与图1相同的结构标注相同的附图标记。

在上述的实施方式中，对利用清洁室5的空调机12向包围空间S1供给水分量被调整了的气体的情况进行了说明，但也可以另外设置用于向包围空间S1供给水分量被调整了的气体的专用的空调机。

在上述的实施方式中，对将水分量被预先调整了的气体供给到包围空间S1的情况进行了说明，但不限定于此。例如，如图3所示，也可以在包围空间S1配置有电加热器16以及/或者加湿器17从而在包围空间S1内调整气体的水分量。需要说明的是，在图3中，对与图1相同的结构标注相同的附图标记。

在上述的实施方式中，对通过电熔融炉2的气体排出管9将包围空间S1的气体排出到外部的情况进行了说明，但不限定于此。例如，如图3所示，也可以在外壳4设置有如箭头I所示将包围空间S1的气体排出到外部的气体排出管18。在该情况下，优选为在气体排出管18内设置用于将气体送到外部的风扇19。

在上述的实施方式中，对由成形装置3成形的玻璃物品为板玻璃g的情况进行了说明，但不限定于此。例如，由成形装置3成形的玻璃物品例如可以是光学玻璃部件、玻璃管、玻璃块、玻璃纤维等，也可以是任意的形状。

附图标记说明

1 玻璃物品的制造装置

2 电熔融炉

3 成形装置

4 外壳

5 清洁室

6 气体供给管

7 电极

8 螺旋送料器

9 气体排出管

11 移送管

12 空调机

g 板玻璃

gm 熔融玻璃

gr 玻璃原料

S1 包围空间

S2 外部空间

S3 内部空间。

Claims (14)

1.一种玻璃物品的制造装置，具备使玻璃原料电熔融而形成熔融玻璃的电熔融炉和由所述熔融玻璃成形玻璃物品的成形装置，其特征在于，

所述玻璃物品的制造装置具备：

覆盖所述电熔融炉的周围的外壳；和

向在所述外壳与所述电熔融炉之间形成的包围空间供给气体的气体供给机构，

所述玻璃物品的制造装置构成为调整所述包围空间的气体所含有的水分量。

2.根据权利要求1所述的玻璃物品的制造装置，其特征在于，

所述气体供给机构构成为将水分量被预先调整了的气体供给到所述包围空间。

3.根据权利要求2所述的玻璃物品的制造装置，其特征在于，

所述玻璃物品的制造装置具备在水分量被调整了的气体环境下进行与所述玻璃物品的制造相关的处理的清洁室，

所述气体供给机构构成为将从所述清洁室内排出的气体的一部分或者全部供给到所述包围空间。

4.根据权利要求2所述的玻璃物品的制造装置，其特征在于，

所述玻璃物品的制造装置具备在水分量被调整了的气体环境下进行与所述玻璃物品的制造相关的处理的清洁室，

所述气体供给机构为所述清洁室的空调机，分别与所述清洁室以及所述包围空间连接，且构成为将水分量被预先调整了的所述气体分别供给到所述清洁室以及所述包围空间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃物品的制造装置，其特征在于，

所述电熔融炉具备用于排出所述电熔融炉内的气体的气体排出路，

所述玻璃物品的制造装置构成为通过所述电熔融炉的所述气体排出路来排出所述包围空间的气体。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃物品的制造装置，其特征在于，

所述外壳具备用于排出所述包围空间的气体的气体排出路。

7.一种玻璃物品的制造方法，包括利用电熔融炉使玻璃原料电熔融而形成熔融玻璃的工序和利用成形装置由所述熔融玻璃成形玻璃物品的工序，其特征在于，

在利用外壳覆盖所述电熔融炉的周围的状态下，向在所述外壳与所述电熔融炉之间形成的包围空间供给气体，并且调整所述包围空间的气体所含有的水分量。

8.根据权利要求7所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

将水分量被预先调整了的气体供给到所述包围空间。

9.根据权利要求8所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

供给到所述包围空间的气体的水分量为1～40g/Nm³。

10.根据权利要求8或者9所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

供给到所述包围空间的气体的供给量为5～200Nm³/h。

11.根据权利要求8或者9所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

所述玻璃物品的制造方法在成形所述玻璃物品的工序之后，包括在清洁室内的水分量被调整了的气体环境下对所述玻璃物品进行与制造相关的处理的工序，

将从所述清洁室内排出的气体的一部分或者全部供给到所述包围空间。

12.根据权利要求8或者9所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

所述玻璃物品的制造方法在成形所述玻璃物品的工序之后，包括在清洁室内的水分量被调整了的气体环境下对所述玻璃物品进行与制造相关的处理的工序，

将所述清洁室的空调机分别与所述清洁室以及所述包围空间连接，通过所述空调机将水分量被预先调整了的所述气体分别供给到所述清洁室以及所述包围空间。

13.根据权利要求7至9中任一项所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

在将所述包围空间的气体的压力设为P1、将所述外壳的外部空间的气体的压力设为P2、将所述电熔融炉的内部空间的气体的压力设为P3的情况下，P2＜P1并且P3＜P1的关系成立。

14.根据权利要求7至9中任一项所述的玻璃物品的制造方法，其特征在于，

在所述电熔融炉中，所述熔融玻璃的液面的至少一部分不被所述玻璃原料覆盖而露出。

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