JP2016108198A - ガラス物品の製造装置及び溶融ガラスの温調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィーダ内を流れる溶融ガラスの温度の下方調節を簡易な構成で可能にしたガラス物品の製造装置を提供する。【解決手段】板ガラス製造装置は、内部に溶融ガラスＧ１が流通される白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路２０の周囲に複数の煉瓦３１からなる断熱部３０が配置されたフィーダ１３を備える。そして、その断熱部３０には、煉瓦３１の一部が着脱可能な非連結部分３４が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス物品の製造装置及び溶融ガラスの温調方法に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示すように、ガラス物品を製造する製造装置は、溶融窯でガラス原料を溶融し、得られた溶融ガラスをフィーダ（供給通路）を通じて成形部に供給するように構成されている。フィーダは、耐熱性や耐酸化性を確保する観点から、溶融ガラスが内部に流通される白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路を備え、その溶融ガラス流通路の周囲に複数の耐火物（例えば煉瓦）からなる断熱部が築炉されて構成されている。この断熱部によって白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路を流れる溶融ガラスが徐々に冷却され（急激に冷却されることが防止され）、溶融ガラスを成形するのに適した温度で前記成形部に供給されるようになっている。

特開２０１４−１９６２９号公報

ところで、上記のようなガラス物品の製造装置では、フィーダの流通路に流す溶融ガラスの流量によってフィーダでの溶融ガラスの温度の低下度合いが変化するため、フィーダから成形部に供給される溶融ガラスの温度を該成形部でのガラスの成形法に応じた適正温度にするには、フィーダ部分で溶融ガラスの温度調節をする必要がある。溶融ガラスの流量が少なく所望よりも温度が低下しやすい場合には、溶融ガラス流通路に電流を流して該流通路を発熱させることで成形部に供給される溶融ガラスの温度を適正温度にすることができる。しかしながら、流通路内の溶融ガラスの流量が多く所望よりも温度が低下しにくい場合には対応できず、この点においてなお、改善の余地があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィーダ内を流れる溶融ガラスの温度の下方調節を簡易な構成で可能にしたガラス物品の製造装置及び溶融ガラスの温調方法を提供することにある。

上記課題を解決するガラス物品の製造装置は、内部に溶融ガラスが流通される白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路の周囲に複数の耐火物からなる断熱部が配置されたフィーダを備えたガラス物品の製造装置であって、前記断熱部には、前記耐火物の一部が着脱可能な非連結部分が設けられている。

この構成によれば、断熱部の非連結部分における耐火物が着脱可能に構成され、その非連結部分の耐火物を取り外すことで、溶融ガラス流通路からの放熱を促し、その結果、該流通路内の溶融ガラスの温度の低下を促すことができる。このように、断熱部を構成する耐火物の一部を着脱可能とするという簡易な構成で、フィーダ内を流れる溶融ガラスの温度の下方調節が可能となる。

上記ガラス物品の製造装置において、前記断熱部の前記非連結部分は、前記溶融ガラス流通路の上方位置に少なくとも設けられていることが好ましい。
この構成によれば、溶融ガラス流通路の上方位置において目地剤を用いて耐火物を接合せずに、単に積み上げるだけで耐火物が着脱可能な非連結部分を容易に構成することができる。

上記課題を解決する溶融ガラスの温調方法は、複数の耐火物で構成された断熱部にて周囲が囲われた白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路内を流れる溶融ガラスの温度を調節する溶融ガラスの温調方法であって、前記断熱部には、前記耐火物の一部が着脱可能な非連結部分が設けられ、前記断熱部の前記非連結部分における前記耐火物の着脱によって前記溶融ガラス流通路を流れる溶融ガラスの温度を調節する。

この方法によれば、断熱部の非連結部分における耐火物を取り外すことで、溶融ガラス流通路からの放熱を促し、その結果、該流通路内の溶融ガラスの温度の低下を促すことができる。このように、断熱部を構成する耐火物の一部を着脱可能とするという簡易な構成で、フィーダ内を流れる溶融ガラスの温度の下方調節が可能となる。

上記溶融ガラスの温調方法において、前記非連結部分における前記耐火物の間に液体又は気体を供給することで、前記溶融ガラス流通路を流れる溶融ガラスの温度を低下させることが好ましい。

この方法によれば、流通路内の溶融ガラスの温度の低下をより一層促すことができる。

本発明のガラス物品の製造装置及び溶融ガラスの温調方法によれば、フィーダ内を流れる溶融ガラスの温度の下方調節が簡易な構成で可能となる。

（ａ）は、実施形態の板ガラス製造装置の概略構成を示す模式図であり、（ｂ）は、フィーダにおいて非連結部分の煉瓦を取り外した状態を示す模式図である。 （ａ）は、同形態のフィーダの模式断面図であり、（ｂ）は、フィーダにおいて非連結部分の煉瓦を取り外した状態を示す模式断面図である。 別例のフィーダの模式断面図である。

以下、板ガラス製造装置（ガラス物品の製造装置）及び溶融ガラスの温調方法の一実施形態について説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態の板ガラス製造装置は、ロールアウト法による板ガラスの製造手法を用いた設備であり、溶融窯１１にて溶融された溶融ガラスＧ１が、清澄室１２及びフィーダ１３を通って一対の成形ロール１４ａからなる成形部１４に供給されるように構成されている。清澄室１２内では溶融ガラスＧ１中の気泡が除去され、その清澄室１２内の溶融ガラスＧ１がフィーダ１３に流入する。

フィーダ１３は、白金又は白金合金にて形成された溶融ガラス流通路２０と、該溶融ガラス流通路２０の周囲を覆う複数の煉瓦３１（耐火物）から構成された断熱部３０とを備えている。

溶融ガラス流通路２０は、清澄室１２からの溶融ガラスＧ１が流入される流入口２１と連通された撹拌槽２２と、該撹拌槽２２とパイプ部２３を介して連通されたポット２４とを備えている。撹拌槽２２は略円筒状に形成され、その内部には溶融ガラスＧ１を撹拌するための攪拌羽根２５が収容されている。パイプ部２３は、撹拌槽２２の下端部の外周面から斜め上方に延出されてポット２４の中央部よりもやや上端側の外周面に繋がっている。なお、本実施形態では、パイプ部２３は断面円形に形成されている（図２（ａ）参照）。

ポット２４は、溶融ガラスＧ１の粘度調整と流量調整を主として行うための容積部であり、下端の吐出口２４ａ付近で先細りする略円筒状に形成されている。パイプ部２３からポット２４内に流入された溶融ガラスＧ１は、吐出口２４ａから吐出されて下方の成形部１４へと供給される。

成形部１４では、ポット２４の吐出口２４ａから供給された溶融ガラスＧ１が一対の成形ロール１４ａの間で圧延されて板ガラスＧ２（ガラスリボン）に成形され、その板ガラスＧ２は搬送ロール１４ｂにて後工程へと搬送される。

［フィーダの詳細］
上記のフィーダ１３において、直方体形状をなす複数の煉瓦３１を配置してなる断熱部３０は、溶融ガラス流通路２０の少なくとも流入口２１及び吐出口２４ａ以外の部分を覆うように構成されている。つまり、断熱部３０（複数の煉瓦３１）は、溶融ガラス流通路２０の上下方向、前後方向（図１における左右方向）及び幅方向（図１における紙面直交方向）の六方を略覆っている。なお、断熱部３０の底面からは前記ポット２４の吐出口２４ａが露出され、断熱部３０の底面における吐出口２４ａ以外の部位が金属製のカバー３０ａにて覆われている。

ここで、断熱部３０は、目地剤としてのモルタル３２（耐火モルタル）にて隣り合う煉瓦３１同士を接合した連結部分３３と、目地剤を用いずに煉瓦３１を載置した非連結部分３４とを備えている。なお、図１（ａ）及び図２（ａ）では、非連結部分３４における各煉瓦３１間の隙間を誇張して図示している。

断熱部３０の非連結部分３４は、パイプ部２３の上方のみに設定されており、断熱部３０における非連結部分３４以外の部位が連結部分３３として構成されている。また、溶融ガラス流通路２０は、断熱部３０の連結部分３３の内部に配置され、該溶融ガラス流通路２０と相対する煉瓦３１（連結部分３３）との間には、キャスタ３５（キャスタブル耐火物）が充填されている。つまり、溶融ガラス流通路２０の外周面がキャスタ３５で覆われ、そのキャスタ３５の外側に煉瓦３１が配置されている。

溶融ガラス流通路２０のパイプ部２３の上方において、断熱部３０はパイプ部２３を覆うキャスタ３５と接する一層目のみが連結部分３３として構成（つまり、一層目のみがモルタル３２で接合）され、該一層目の連結部分３３（図１（ａ）（ｂ）において連結部分３３ａ）は、撹拌槽２２からポット２４にかけてのパイプ部２３の傾斜形状に沿って階段状をなしている。そして、この一層目の連結部分３３ａの上側には、互いに接合固定されていない複数の煉瓦３１が積み上げられ、その接合されていない各煉瓦３１から非連結部分３４が構成されている。なお、この非連結部分３４における煉瓦３１は、ポット２４に向かうほど層数（積み上げ個数）が少なくなるように積み上げられている。つまり、非連結部分３４は、撹拌槽２２側ほど煉瓦３１の層数が多く（つまり、非連結部分３４の深さが深く）なっている。

次に、本実施形態の板ガラス製造装置における溶融ガラスの温調方法とその作用について説明する。
溶融窯１１にて溶融された溶融ガラスＧ１は、清澄室１２を経てフィーダ１３（溶融ガラス流通路２０）の流入口２１に供給される。この流入口２１に流入する時点の溶融ガラスＧ１の温度はおよそ１５５０〜１７５０℃である。その後、溶融ガラスＧ１は、撹拌槽２２の攪拌羽根２５にて撹拌されつつ、パイプ部２３を通じてポット２４へと流れ、該ポット２４の吐出口２４ａから成形部１４へと供給される。そして、溶融ガラスＧ１は、成形部１４の一対の成形ロール１４ａの間で圧延されて板ガラスＧ２に成形（ロールアウト成形）される。このロールアウト成形にて板ガラスＧ２を成形するのに適した温度（適正温度）は、およそ１４００℃〜１５００℃であるため、溶融ガラスＧ１が溶融ガラス流通路２０を流入口２１から吐出口２４ａまで流れる間に溶融ガラスＧ１の温度をおよそ５０℃〜３５０℃だけ徐冷する必要があるが、その溶融ガラス流通路２０での徐冷度合いは溶融ガラスＧ１の流量によって変化する。

ここで、例えば成形部１４に供給される時点の溶融ガラスＧ１の温度（成形時温度）を測定する温度センサ（図示略）の測定結果が前記適正温度よりも低い場合には、白金又は白金合金よりなる溶融ガラス流通路２０に電流を流して該流通路２０を発熱させる。これにより、溶融ガラス流通路２０内を流れる溶融ガラス流通路２０が加熱され、その結果、溶融ガラスＧ１の成形時温度を適正温度に調節（上方調節）することが可能となっている。

一方、溶融ガラスＧ１の成形時温度を測定する前記温度センサの測定結果が前記適正温度よりも高い場合には、断熱部３０におけるパイプ部２３の上方に設けられた非連結部分３４の煉瓦３１の一部又は全部を取り外す。なお、図１（ｂ）及び図２（ｂ）には、一例として非連結部分３４の煉瓦３１を全て取り外した状態を図示している。そして、非連結部分３４の煉瓦３１の一部又は全部を取り外すことで、パイプ部２３上方における断熱部３０の層（厚み）が薄くなり、その薄くなった部分からの放熱が促される。これにより、特にパイプ部２３を流れる溶融ガラス流通路２０の温度の低下が促され、その結果、溶融ガラスＧ１の成形時温度を適正温度に調節（下方調節）することが可能となっている。この温調方法では、取り外す煉瓦３１の個数、及び非連結部分３４のどの煉瓦３１を外すかによって温度の調節量を変えることができ、図２（ｂ）のように非連結部分３４の全ての煉瓦３１を取り外したときに、パイプ部２３、撹拌槽２２及びポット２４からの放熱量が最も大きくなって成形時温度の効果的な低下が見込まれる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）フィーダ１３の断熱部３０には、複数の煉瓦３１がモルタル３２にて互いに接合された連結部分３３と、煉瓦３１が着脱可能となるように互いに接合固定されていない非連結部分３４とが設けられる。そして、その非連結部分３４の煉瓦３１の一部又は全部を取り外すことで、溶融ガラス流通路２０からの放熱を促し、その結果、該流通路２０内の溶融ガラスＧ１の温度の低下を促すことができる。このように、断熱部３０を構成する煉瓦３１の一部をモルタル等の目地剤で接合せずに単に積み上げるという簡易な構成で、フィーダ１３内を流れる溶融ガラスＧ１の温度の下方調節が可能となる。特に、結晶化ガラスは、溶融ガラスＧ１の温度が高く、溶融ガラスＧ１の温度の下方調節が困難であるため、本温調方法を用いるのが好適である。

（２）断熱部３０の非連結部分３４は、溶融ガラス流通路２０（パイプ部２３）の上方位置に設けられる。この構成によれば、溶融ガラス流通路２０（パイプ部２３）の上方位置において煉瓦３１を目地剤を用いずに単に積み上げるだけで、煉瓦３１が着脱可能な非連結部分３４を容易に構成することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態のフィーダ１３は、１つの撹拌槽２２を備えた構造を有しているが、２つ以上の撹拌槽を備えた構造としてもよい。この場合、各撹拌槽間を繋げるパイプ部を設ければよく、具体的には、例えば、上流側撹拌槽の下端部の外周面から斜め上方にパイプを延出させ、下流側撹拌槽の上端部付近の外周面に繋げればよい。

・上記実施形態では、断熱部３０の非連結部分３４をパイプ部２３の上方のみに設定したが、これに特に限定されるものではなく、非連結部分３４の設定位置は構成に応じて適宜変更してもよく、例えば、撹拌槽２２よりも上流側部分や、各撹拌槽を複数備えたフィーダ構造とする場合には、各撹拌槽間のパイプ部の上方に設定してもよい。

また、例えば図３に示すように、パイプ部２３の周囲全体において、キャスタ３５と接する断熱部３０（煉瓦３１）の一層目のみを連結部分３３ａとし（つまり、モルタル３２にて互いに接合し）、その連結部分３３ａの上側、下側及び幅方向両側部分を非連結部分３４として構成してもよい。この構成では、例えば連結部分３３ａよりも上方の煉瓦３１を取り外してもなお溶融ガラスＧ１の成形時温度（前記温度センサの測定結果）が前記適正温度よりも高い場合に、連結部分３３ａの幅方向両側及び下側の各煉瓦３１（非連結部分３４）の隙間に水、水蒸気又は冷却エアを供給することが可能となる。そして、そのように、水、水蒸気又は冷却エアをパイプ部２３周り（連結部分３３ａ周り）の非連結部分３４に供給することで、溶融ガラス流通路２０内の溶融ガラスＧ１の温度の低下をより一層促すことができる。

・上記実施形態において、断熱部３０（連結部分３３及び非連結部分３４）を煉瓦３１以外の耐火物から構成してもよい。
・上記実施形態の板ガラス製造装置は、１つのフィーダ１３を備えた構造を有しているが、２つ以上のフィーダを備えた構造としてもよい。

・成形部１４での板ガラスＧ２の製法は、ロールアウト成形法に限定されるものではなく、例えば、オーバーフローダウンドロー法やスロットダウンドロー法等のダウンドロー成形法、フロート成形法等としてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
前記断熱部の前記非連結部分は、前記溶融ガラス流通路の管周りを囲うように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス物品の製造装置。

この構成によれば、例えば断熱部の非連結部分の一部（例えば溶融ガラス流通路の上方の耐火物）を取り外してもなお溶融ガラスの成形時温度が適正温度よりも高い場合に、非連結部分の残りの耐火物（例えば溶融ガラス流通路の下方の耐火物）同士の隙間に冷却のための液体又は気体を供給することが可能となる。そして、冷却のための液体又は気体を溶融ガラス流通路周りの非連結部分に供給することで、溶融ガラス流通路内の溶融ガラスの温度の低下をより一層促すことができる。

１３…フィーダ、２０…溶融ガラス流通路、３０…断熱部、３１…煉瓦（耐火物）、３２…モルタル（目地剤）、３３（３３ａ）…連結部分、３４…非連結部分、Ｇ１…溶融ガラス。

Claims (4)

1. 内部に溶融ガラスが流通される白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路の周囲に複数の耐火物からなる断熱部が配置されたフィーダを備えたガラス物品の製造装置であって、
   前記断熱部には、前記耐火物の一部が着脱可能な非連結部分が設けられていることを特徴とするガラス物品の製造装置。
2. 前記断熱部の前記非連結部分は、前記溶融ガラス流通路の上方位置に少なくとも設けられていることを特徴とする請求項１に記載のガラス物品の製造装置。
3. 複数の耐火物で構成された断熱部にて周囲が囲われた白金又は白金合金製の溶融ガラス流通路内を流れる溶融ガラスの温度を調節する溶融ガラスの温調方法であって、
   前記断熱部には、前記耐火物の一部が着脱可能な非連結部分が設けられ、
   前記断熱部の前記非連結部分における前記耐火物の着脱によって前記溶融ガラス流通路を流れる溶融ガラスの温度を調節することを特徴とする溶融ガラスの温調方法。
4. 前記非連結部分における前記耐火物の間に液体又は気体を供給することで、前記溶融ガラス流通路を流れる溶融ガラスの温度を低下させることを特徴とする請求項３に記載の溶融ガラスの温調方法。