JP2015051896A - ガラス熔解装置、ガラスシート製造装置、ガラス熔解装置用の電極およびガラスシート製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス熔解装置101は、熔解槽11と、少なくとも一対の電極12とを備える。電極12は、熔解槽11の電極保持側壁22に形成された貫通孔23に設置される。熔解槽11は、第1耐火物33を含む複数の耐火物が積層されて構成される。第1耐火物33は、水平方向に電極12と隣り合う。電極12は、互いに隣り合う複数の導電性要素15から構成される。熔解槽11に熔融ガラス90が貯留されている時において、第1隙間51の寸法は電極隙間の寸法よりも大きい。第1隙間51は、電極12と第1耐火物33との間の隙間である。電極隙間は、導電性要素15の間の隙間である。
【選択図】図6
Description
本発明の実施形態であるガラス熔解装置について、図面を参照しながら説明する。最初に、ガラス基板の製造方法の概要を説明する。この製造方法によって製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)の製造に用いられる。ガラス基板は、太陽電池パネルの製造にも用いられる。ガラス基板は、例えば、0.2mm〜0.8mmの厚みを有し、かつ、縦680mm〜2200mmおよび横880mm〜2500mmの寸法を有する。ガラス基板は、例えば、次の組成(a)〜(j)を有する。
(b)Al2O3:10質量%〜25質量%、
(c)B2O3:5質量%〜18質量%、
(d)MgO:0質量%〜10質量%、
(e)CaO:0質量%〜20質量%、
(f)SrO:0質量%〜20質量%、
(g)BaO:0質量%〜10質量%、
(h)RO:5質量%〜20質量%(Rは、Mg、Ca、SrおよびBaから選択される少なくとも1種である。)、
(i)R’2O:0質量%〜2.0質量%(R’は、Li、NaおよびKから選択される少なくとも1種である。)、
(j)SnO2、Fe2O3およびCeO2から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物。
熔解工程S10で用いられる熔解装置101の構成について説明する。図3は、熔解装置101の模式図である。熔解装置101は、熔解槽11と、複数対の電極12と、複数のバーナー13と、流出管14とを備える。図3において、熔解装置101は、3対の電極12と、3つのバーナー13とを備えるが、電極12の対の数、および、バーナー13の数は、熔解槽11の寸法に応じて、任意の数であってもよい。
図4は、熔解槽11の電極保持側壁22と、電極保持側壁22によって保持されている電極12との配置を示す図である。図4において、電極12の右側の電極保持側壁22は省略されている。図5は、図4に示される電極保持側壁22および電極12の側面図である。図4および図5において、電極12に取り付けられるコネクタ等は省略されている。図5は、電極12の磨耗、および、電極12の押し込みを示す図である。図5において、点線は、押し込む前の電極12の位置を示す。
本実施形態の熔解装置101は、熔解槽11に貯留されている熔融ガラス90を通電加熱するために、電極12を用いる。熔融ガラス90を通電加熱している際に、電極12の先端面12aは、熔解槽11の下部空間11aにおいて熔融ガラス90と接触している。高温の熔融ガラス90と接触している電極12の先端面12aは、徐々に浸食されて短くなる。そのため、定期的に、電極移動機構41を用いて、熔解槽11の外側から内側に向かって電極12または継ぎ足し電極16を押し込んで、電極12の先端面12aの位置を移動させる必要がある。これにより、電極12の先端面12aの位置が一定となり、熔融ガラス90を安定的に通電加熱することができる。
以上、本発明に係るガラス熔解装置について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が施されてもよい。
第1隙間51および第2隙間52の寸法は、本実施形態では少なくとも1.0mmであるが、第1隙間51および第2隙間52の寸法は、2.0mm〜2.5mmであることが好ましい。また、熔解槽11の外側の表面における第1隙間51および第2隙間52の寸法、すなわち、第1隙間51および第2隙間52の寸法の最大値は、本実施形態では少なくとも2.0mmであるが、4.0mm〜4.5mmであることが好ましい。
本実施形態では、継ぎ足し電極16の角部が面取りされているが、電極12の角部が面取りされていてもよい。例えば、電極12の後端面12bの角部12cが面取りされていてもよい。図14および図15は、本変形例における電極12を保持する電極保持側壁22を示す図であり、それぞれ、図12および図13に対応する。
本実施形態では、継ぎ足し電極16の角部が面取りされているが、電極12および継ぎ足し電極16と隣り合う耐火物の角部が面取りされてもよい。例えば、熔解槽11の外側の表面に存在する、上耐火物31、下耐火物32および側耐火物33の角部が面取りされていてもよい。
本実施形態では、熔解装置101は、電極12または継ぎ足し電極16を熔融ガラス90に向かって押し込むための電極移動機構41を備えている。しかし、熔解装置101は、上耐火物31等の耐火物を熔融ガラス90に向かって押し込むための耐火物移動機構をさらに備えてもよい。
本実施形態では、電極12の後端面12bおよび継ぎ足し電極16の先端面16aは、平面であるが、互いに対向する凹部が設けられもよい。図19は、貫通孔23の中心軸に沿った方向における、電極12および継ぎ足し電極16の断面図である。図19に示されるように、電極12の後端面12bには、凹部12cが形成され、継ぎ足し電極16の先端面16aには、凹部16cが形成されている。電極12の凹部12cと、継ぎ足し電極16の凹部16cとによって囲まれる空間には、酸化スズで成形された棒状の連結部材18が設置されている。連結部材18は、電極12の後端面12bと継ぎ足し電極16の先端面16aとの間の位置ずれを防止する。
本実施形態では、継ぎ足し電極16の先端面16aの角部16cが面取りされているが、継ぎ足し電極16を構成する電極要素17のそれぞれの先端面の角部が面取りされていてもよい。また、電極要素17の他の角部が面取りされていてもよい。
本実施形態では、図9に示されるように、電極12の後端面12b、および、継ぎ足し電極16の先端面16aは平面である。すなわち、貫通孔23の中心軸に沿って、電極12を構成する全ての電極要素15は、後端面の位置が同じであり、かつ、継ぎ足し電極16を構成する全ての電極要素17は、先端面の位置が同じである。そのため、棒状の電極要素15が積層された電極12、および、棒状の電極要素17が積層された継ぎ足し電極16は、図11に示されるように、実質的に直方体の形状を有している。
12 電極
15 電極要素(導電性要素)
16 継ぎ足し電極(予備電極)
17 電極要素(導電性要素)
21 側壁
22 電極保持側壁(側壁)
23 貫通孔
31 上耐火物
32 下耐火物
33 側耐火物(第1耐火物)
41 電極移動機構
51 第1隙間
52 第2隙間
90 熔融ガラス
101 熔解装置(ガラス熔解装置)
Claims (11)
- 熔融ガラスを貯留する熔解槽と、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される少なくとも一対の電極とを備えるガラス熔解装置であって、
前記熔解槽は、水平方向に前記電極と隣り合う第1耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成され、
前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽に貯留される前記熔融ガラスを通電加熱し、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第1耐火物との間の隙間である第1隙間の寸法は、前記導電性要素の間の隙間である電極隙間の寸法よりも大きい、
ガラス熔解装置。 - 前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記第1隙間の寸法は、少なくとも1.0mmである、
請求項1に記載のガラス熔解装置。 - 前記複数の耐火物は、前記電極の上方において前記電極と隣り合う第2耐火物をさらに含み、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第2耐火物との間の隙間である第2隙間の寸法は、少なくとも1.0mmである、
請求項1または2に記載のガラス熔解装置。 - 前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記熔解槽の最も外側における前記第1隙間の寸法は、少なくとも2.0mmである、
請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス熔解装置。 - 前記熔解槽の外側から内側に向かって前記電極を押圧して前記電極を移動させる電極移動機構をさらに備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス熔解装置。 - 前記電極は、前記熔解槽の外側において、予備電極と接続され、
前記予備電極は、直方体の形状を有し、前記電極と接している面の外周に位置する角部が面取りされ、
前記電極移動機構は、前記熔解槽の外側から内側に向かって前記予備電極を押圧して前記電極および前記予備電極を移動させる、
請求項5に記載のガラス熔解装置。 - 前記複数の耐火物のうち、前記電極と隣り合う前記耐火物は、前記熔解槽の外側に向かう面の外周に位置する、少なくとも一部の角部が面取りされている、
請求項5または6に記載のガラス熔解装置。 - ガラス原料を加熱して熔融ガラスを生成する、請求項1から7のいずれか1項に記載のガラス熔解装置と、
前記ガラス熔解装置で生成された前記熔融ガラスを清澄する清澄装置と、
前記清澄装置で清澄された前記熔融ガラスから、オーバーフローダウンドロー法によってガラスシートを成形する成形装置と、
を備える、ガラスシート製造装置。 - 複数の耐火物が積層されて構成される熔解槽を備えるガラス熔解装置に用いられ、かつ、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される電極であって、
直方体の形状を有し、少なくとも一部の角部が面取りされている、
ガラス熔解装置用の電極。 - 前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽の内側に向かう面の外周に位置する角部が面取りされている、
請求項9に記載のガラス溶解装置用の電極。 - 熔解方法と成形方法とを備えるガラスシート製造方法であって、
前記熔解方法では、熔融ガラスを貯留する熔解槽にガラス原料が投入され、前記熔解槽の側壁に形成された貫通孔に設置される少なくとも一対の電極を用いて前記ガラス原料が加熱されて前記熔融ガラスが生成され、
前記成形方法では、オーバーフローダウンドロー法によって前記熔融ガラスからガラスシートが成形され、
前記熔解槽は、水平方向に前記電極と隣り合う第1耐火物を含む複数の耐火物が積層されて構成され、
前記電極は、互いに隣り合う複数の導電性要素から構成され、かつ、前記熔解槽に貯留される前記熔融ガラスを通電加熱し、
前記熔解槽に前記熔融ガラスが貯留されている時において、前記電極と前記第1耐火物との間の隙間である第1隙間の寸法は、前記導電性要素の間の隙間である電極隙間の寸法よりも大きい、
ガラスシート製造方法。
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