JP2021024752A

JP2021024752A - Method of manufacturing melt, method of manufacturing glass article, melting device, and manufacturing method for glass article

Info

Publication number: JP2021024752A
Application number: JP2019142469A
Authority: JP
Inventors: 輝敬前原; Terutaka Maehara; 洋二土井; Yoji Doi; 章広柴田; Akihiro Shibata; 村上　隆弘; Takahiro Murakami; 隆弘村上; 章文丹羽; Akifumi Niwa; 高志榎本; Takashi Enomoto; 俊太郎兵頭; Shuntaro Hyodo
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-02-22

Abstract

To provide a technique capable of efficiently manufacturing a melt layer connecting with a solid-liquid mixed layer, in which a batch raw material, and a solid phase and a liquid phase modified from the batch raw material are mixed, by efficiently heating the solid-liquid mixed layer.SOLUTION: A method of manufacturing a melt comprises: preparing a batch raw material of glass; letting a solid-liquid mixed layer absorb energy of laser light inside, wherein the batch raw material and a solid phase and a liquid phase modified from the batch raw material are mixed in the solid-liquid mixed layer; applying thermal energy to the solid-liquid mixed layer; supplying the batch raw material from above the solid-liquid mixed layer; and then continuously generating a melt in liquid phase larger in bulk density than the solid-liquid mixed layer in a lower layer in contact with the solid-liquid mixed layer.SELECTED DRAWING: Figure 3A

Description

本開示は、メルトの製造方法、ガラス物品の製造方法、溶解装置、及びガラス物品の製造装置に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a melt, a method for producing a glass article, a melting apparatus, and an apparatus for producing a glass article.

従来から、ガラスのバッチ原料を溶解し、メルトを製造する種々の方法が提案されている（例えば特許文献１〜７参照）。 Conventionally, various methods for melting a batch raw material of glass to produce a melt have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 7).

特許文献１では、メルト層を収容する容器に対してバッチ原料を投下すると共に、落下中のバッチ原料をバーナの火炎で加熱する方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses a method of dropping a batch raw material into a container containing a melt layer and heating the falling batch raw material with a burner flame.

特許文献２では、容器に収容されたメルト層の内部に液中バーナを設置し、液中バーナの火炎でメルト層を加熱する方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method in which a submerged burner is installed inside a melt layer contained in a container and the melt layer is heated by the flame of the submerged burner.

特許文献３では、パイプ群上にバッチ原料の原料山を形成し、パイプ群と原料山とを排ガスの熱で予熱する方法が開示されている。この方法では、パイプ群と、メルト層を収容する容器とは、空間を隔てて設置される。 Patent Document 3 discloses a method of forming a raw material pile of a batch raw material on a pipe group and preheating the pipe group and the raw material pile with the heat of exhaust gas. In this method, the pipe group and the container for accommodating the melt layer are installed so as to be separated from each other.

特許文献４では、容器に収容されたメルト層の内部に格子状の抵抗発熱体を設置し、抵抗発熱体でメルト層を加熱する方法が開示されている。この方法によれば、メルト層の対流を制御できる。 Patent Document 4 discloses a method in which a lattice-shaped resistance heating element is installed inside a melt layer housed in a container, and the melt layer is heated by the resistance heating element. According to this method, the convection of the melt layer can be controlled.

特許文献５では、容器に収容されたメルト層の内部に断面視楕円状の細長い加熱素子を設置し、加熱素子でメルト層を加熱する方法が開示されている。この方法によれば、特許文献４と同様に、メルト層の対流を制御できる。 Patent Document 5 discloses a method in which an elongated heating element having an elliptical cross section is installed inside a melt layer housed in a container, and the melt layer is heated by the heating element. According to this method, the convection of the melt layer can be controlled as in Patent Document 4.

特許文献６では、チューブ群などでバッチ原料を支持しながら予熱する方法が報告されている。この方法では、チューブ群と、メルト層を収容する容器とは、空間を隔てて設置される。 Patent Document 6 reports a method of preheating while supporting a batch raw material in a tube group or the like. In this method, the tube group and the container containing the melt layer are installed at a space.

特許文献７では、容器に収容されたメルト層の上層としてバッチ原料の原料山を形成し、原料山の上方から原料山の内部にアーク電極を挿入し、原料山とメルト層の界面をアーク加熱する方法が報告されている。 In Patent Document 7, a raw material pile of a batch raw material is formed as an upper layer of a melt layer contained in a container, an arc electrode is inserted inside the raw material pile from above the raw material pile, and the interface between the raw material pile and the melt layer is arc-heated. The method has been reported.

米国特許出願公開第２０１２／０１６７６３１号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2012/0167631 特表２００２−５３６２７７号公報Special Table 2002-536277 米国特許第３９４４７１３号明細書U.S. Pat. No. 3,944,713 米国特許第４９２７４４６号明細書U.S. Pat. No. 4,927,446 米国特許第３９１２４７７号明細書U.S. Pat. No. 3,912,477 米国特許出願公開第２０１２／０２７２６８５号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2012/0272685 米国特許第４４６８１６４号明細書U.S. Pat. No. 4,468,164

ガラスのバッチ原料が溶解し、メルトが製造されるまでに、様々な反応が生じる。これらの反応のほとんどは、吸熱を伴うので、大量の熱エネルギを消費する。吸熱を伴う反応が終了するまでは、バッチ原料が完全には溶解しておらず、バッチ原料は内部に大量の気孔を含む。気孔は嵩密度を低下させ、熱拡散率を低下させるので、バッチ原料に大量の熱エネルギを効率的に与える必要がある。しかし、従来の技術及びそこから示唆される技術では、バッチ原料に大量の熱エネルギを効率的に与えることが困難であった。 Various reactions occur before the batch raw material of glass is melted and a melt is produced. Most of these reactions are endothermic and therefore consume a large amount of thermal energy. The batch raw material is not completely dissolved until the endothermic reaction is completed, and the batch raw material contains a large amount of pores inside. Since the pores reduce the bulk density and the thermal diffusivity, it is necessary to efficiently apply a large amount of heat energy to the batch raw material. However, it has been difficult to efficiently apply a large amount of thermal energy to the batch raw material by the conventional technique and the technique suggested from the conventional technique.

本開示の一態様は、バッチ原料並びにバッチ原料から変性した固相及び液相が混在した固液混合層を効率的に加熱し、固液混合層に連続するメルト層を効率的に製造できる、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure can efficiently heat a batch raw material and a solid-liquid mixed layer in which a solid phase and a liquid phase modified from the batch raw material are mixed, and efficiently produce a melt layer continuous with the solid-liquid mixed layer. Providing technology.

本発明は、ガラスのバッチ原料を準備し、前記バッチ原料並びに前記バッチ原料から変性した固相及び液相が混在した固液混合層の内部にレーザ光のエネルギを吸収させ、前記固液混合層に熱エネルギを与え、前記固液混合層の上方から前記バッチ原料を供給し、前記固液混合層に接する下層に嵩密度が前記固液混合層よりも大きい液相のメルトを連続的に生成する、メルトの製造方法である。 In the present invention, a batch raw material for glass is prepared, and the energy of laser light is absorbed inside the solid-liquid mixed layer in which the batch raw material and the solid phase and the liquid phase modified from the batch raw material are mixed, and the solid-liquid mixed layer is prepared. The batch raw material is supplied from above the solid-liquid mixed layer, and a liquid phase melt having a bulk density higher than that of the solid-liquid mixed layer is continuously generated in the lower layer in contact with the solid-liquid mixed layer. This is a method for producing melt.

本発明の一態様の製造方法は、前記固液混合層は、熱拡散率が３ｍｍ^２／秒以下であることが好ましい。 In the production method of one aspect of the present invention, the solid-liquid mixed layer preferably has a thermal diffusivity of 3 mm ² / sec or less.

本発明の一態様の製造方法は、前記固液混合層に対して、波長の異なる複数の前記レーザ光を照射してもよい。 In the production method of one aspect of the present invention, the solid-liquid mixed layer may be irradiated with a plurality of the laser beams having different wavelengths.

本発明の一態様の製造方法は、複数の光源によって、波長の異なる複数の前記レーザ光を発振してもよい。 In the manufacturing method of one aspect of the present invention, a plurality of laser beams having different wavelengths may be oscillated by a plurality of light sources.

本発明の一態様の製造方法は、前記固液混合層は、前記メルトからなるメルト層の上面の７０％以上を覆ってもよい。 In the production method of one aspect of the present invention, the solid-liquid mixed layer may cover 70% or more of the upper surface of the melt layer made of the melt.

本発明は、前記製造方法により製造したメルトを更に成形し、成形したガラスを徐冷し、徐冷したガラスをガラス物品に加工するガラス物品の製造方法である。 The present invention is a method for producing a glass article, in which the melt produced by the production method is further molded, the formed glass is slowly cooled, and the slowly cooled glass is processed into a glass article.

本発明は、ガラスのバッチ原料から得られるメルトからなるメルト層と、前記メルト層に接する上層としての、前記バッチ原料並びに前記バッチ原料から変性した固相及び液相が混在した固液混合層とを収容する収容部と、前記収容部に前記バッチ原料を投入する投入部と、レーザ光を発振する光源と、前記光源から前記固液混合層の上面に前記レーザ光を導く光学系とを含み、予定する前記固液混合層の内部に前記レーザ光のエネルギを吸収させ、前記固液混合層に熱エネルギを与えるレーザ加熱部と、を有する連続式の溶解装置である。 The present invention comprises a melt layer made of a melt obtained from a batch raw material of glass, a solid-liquid mixed layer in which the batch raw material and a solid-liquid mixed phase modified from the batch raw material are mixed as an upper layer in contact with the melt layer. Includes an accommodating portion for accommodating, an input portion for charging the batch raw material into the accommodating portion, a light source for oscillating a laser beam, and an optical system for guiding the laser beam from the light source to the upper surface of the solid-liquid mixed layer. This is a continuous melting device having a laser heating unit that absorbs the energy of the laser light inside the planned solid-liquid mixed layer and gives the heat energy to the solid-liquid mixed layer.

本発明の一態様の溶解装置は、前記光学系は、前記レーザ光を前記固液混合層の上面にて走査する走査部を有してもよい。 In the melting apparatus of one aspect of the present invention, the optical system may have a scanning unit that scans the laser beam on the upper surface of the solid-liquid mixed layer.

本発明の一態様の溶解装置は、前記レーザ加熱部は、波長の異なる複数の前記レーザ光を発振する複数の前記光源を有してもよい。 In the melting apparatus of one aspect of the present invention, the laser heating unit may have a plurality of the light sources that oscillate a plurality of the laser beams having different wavelengths.

本発明の一態様の溶解装置は、前記レーザ加熱部は、前記収容部の外に設置されることが好ましい。 In the melting device of one aspect of the present invention, it is preferable that the laser heating unit is installed outside the housing unit.

本発明の一態様の溶解装置は、予定する前記メルト層の全体を上方から前記固液混合層で覆うことが可能な位置に、前記投入部を移動させる移動部を有してもよい。 The melting apparatus of one aspect of the present invention may have a moving portion for moving the charging portion at a position where the entire planned melt layer can be covered with the solid-liquid mixed layer from above.

本発明は、前記溶解装置と、前記溶解装置で得られたメルトを成形する成形装置と、前記成形されたガラスを徐冷する徐冷装置と、前記徐冷されたガラスをガラス物品に加工する加工装置と、を有するガラス物品の製造装置である。 The present invention processes the melting device, a molding device for molding the melt obtained by the melting device, a slow cooling device for slowly cooling the molded glass, and the slowly cooled glass into a glass article. It is a processing device and a manufacturing device for a glass article having.

本開示の一態様によれば、バッチ原料並びにバッチ原料から変性した固相及び液相が混在した固液混合層を効率的に加熱し、固液混合層に連続するメルト層を効率的に製造できる。 According to one aspect of the present disclosure, the batch raw material and the solid-liquid mixed layer in which the solid phase and the liquid phase modified from the batch raw material are mixed are efficiently heated, and a melt layer continuous with the solid-liquid mixed layer is efficiently produced. it can.

図１は、一実施形態に係るガラス物品の製造装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a glass article manufacturing apparatus according to an embodiment. 図２は、一実施形態に係るガラス物品の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a glass article according to an embodiment. 図３Ａは、一実施形態に係る溶解装置を示す正面断面図である。FIG. 3A is a front sectional view showing a melting device according to an embodiment. 図３Ｂは、一実施形態に係る溶解装置を示す側面断面図である。FIG. 3B is a side sectional view showing a melting device according to an embodiment. 図４は、一実施形態に係るメルトの製造方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a method for producing a melt according to an embodiment. 図５は、第１変形例に係る溶解装置を示す正面断面図である。FIG. 5 is a front sectional view showing a melting device according to the first modification. 図６は、第２変形例に係る溶解装置を示す正面断面図である。FIG. 6 is a front sectional view showing a melting device according to the second modification.

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted.

（ガラス物品の製造装置）
図１に示すように、ガラス物品の製造装置１は、溶解装置２と、成形装置３と、徐冷装置４と、加工装置５とを有する。 (Glass article manufacturing equipment)
As shown in FIG. 1, the glass article manufacturing apparatus 1 includes a melting apparatus 2, a molding apparatus 3, a slow cooling apparatus 4, and a processing apparatus 5.

溶解装置２は、ガラスのバッチ原料を溶解し、メルトを製造する。バッチ原料は、化学組成の異なる複数種類のガラス原料を含む。ガラス原料は、ガラスの組成に応じて決定される。ガラスがソーダライムガラスである場合、ガラスの組成は、酸化物基準のモル％で、ＳｉＯ_２の含有量が５０％以上７５％以下、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０％以上２０％以下、Ｌｉ_２ＯとＮａ_２ＯとＫ_２Ｏとの合計の含有量が５％以上２５％以下、ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯとＢａＯとの合計の含有量が０％以上２０％以下である。ガラスがソーダライムガラスである場合、バッチ原料は例えば珪砂、石灰石、ソーダ灰、ホウ酸及び清澄剤などを含む。清澄剤は、三酸化硫黄、塩化物又はフッ化物などである。バッチ原料は、ガラスをリサイクルすべく、ガラス原料の他に、ガラスカレットを含んでもよい。バッチ原料は、粉体原料でもよいし、当該粉体原料を造粒した造粒原料でもよい。溶解装置２は、連続式であって、バッチ原料の供給と、メルトの製造とを連続的に行う。バッチ原料の単位時間当たりの投入量は、メルトの単位時間当たりの排出量と同程度である。溶解装置２の詳細は後述する。 The melting device 2 melts the batch raw material of glass to produce a melt. The batch raw material includes a plurality of types of glass raw materials having different chemical compositions. The glass raw material is determined according to the composition of the glass. When the glass is soda lime glass, the composition of the glass is mol% based on the oxide, _{the content of SiO 2} is 50% or more and 75% or less, and _{the content of Al 2} O ₃ is 0% or more and 20% or less. The total content of Li ₂ O, Na ₂ O and K ₂ O is 5% or more and 25% or less, and the total content of MgO, CaO, SrO and BaO is 0% or more and 20% or less. When the glass is soda lime glass, the batch raw material includes, for example, silica sand, limestone, soda ash, boric acid and finings. Finings include sulfur trioxide, chlorides or fluorides. The batch raw material may contain glass cullet in addition to the glass raw material in order to recycle the glass. The batch raw material may be a powder raw material or a granulated raw material obtained by granulating the powder raw material. The melting device 2 is a continuous type, and continuously supplies the batch raw material and produces the melt. The input amount of the batch raw material per unit time is about the same as the discharge amount of the melt per unit time. The details of the melting device 2 will be described later.

成形装置３は、溶解装置２で得られたメルトを所望の形状のガラスに成形する。板状のガラスを得る成形方法として、フロート法、フュージョン法、又はロールアウト法等が用いられる。管状のガラスを得る成形方法として、ベロー法、又はダンナー法等が用いられる。その他の形状のガラスを得る成形方法として、プレス法、ブロー法、又は鋳造法等が用いられる。 The molding apparatus 3 molds the melt obtained by the melting apparatus 2 into glass having a desired shape. As a molding method for obtaining plate-shaped glass, a float method, a fusion method, a rollout method, or the like is used. As a molding method for obtaining tubular glass, a bellows method, a Dunner method, or the like is used. As a molding method for obtaining glass having other shapes, a pressing method, a blowing method, a casting method, or the like is used.

徐冷装置４は、成形装置３で成形したガラスを徐冷する。徐冷装置４は、例えば、徐冷炉と、徐冷炉の内部においてガラスを所望の方向に搬送する搬送ローラとを有する。搬送ローラは、例えば水平方向に間隔をおいて複数配列される。ガラスは、徐冷炉の入口から出口まで搬送される間に、徐冷される。ガラスを徐冷すれば、残留歪みの少ないガラスが得られる。 The slow cooling device 4 slowly cools the glass molded by the molding device 3. The slow cooling device 4 has, for example, a slow cooling furnace and a transfer roller for transporting the glass in a desired direction inside the slow cooling furnace. A plurality of transfer rollers are arranged at intervals in the horizontal direction, for example. The glass is slowly cooled while being transported from the inlet to the outlet of the slow cooling furnace. By slowly cooling the glass, a glass with less residual strain can be obtained.

加工装置５は、徐冷装置４で徐冷したガラスをガラス物品に加工する。加工装置５は、例えば切断装置、研削装置、研磨装置、及びコーティング装置から選ばれる１つ以上であってよい。切断装置は、徐冷装置４で徐冷したガラスから、ガラス物品を切り出す。切断装置は、例えば、徐冷装置４で徐冷したガラスにスクライブ線を形成し、スクライブ線に沿ってガラスを割断する。スクライブ線は、カッター等を用いて形成される。研削装置は、徐冷装置４で徐冷したガラスを研削する。研磨装置は、徐冷装置４で徐冷したガラスを研磨する。コーティング装置は、徐冷装置４で徐冷したガラスに所望の膜を形成する。 The processing device 5 processes the glass slowly cooled by the slow cooling device 4 into a glass article. The processing device 5 may be one or more selected from, for example, a cutting device, a grinding device, a polishing device, and a coating device. The cutting device cuts out a glass article from the glass slowly cooled by the slow cooling device 4. The cutting device forms, for example, a scribe line on the glass slowly cooled by the slow cooling device 4, and cuts the glass along the scribe line. The scribe line is formed by using a cutter or the like. The grinding device grinds the glass slowly cooled by the slow cooling device 4. The polishing device polishes the glass slowly cooled by the slow cooling device 4. The coating device forms a desired film on the glass slowly cooled by the slow cooling device 4.

なお、ガラス物品の製造装置１は、清澄装置をさらに有してもよい。清澄装置は、溶解装置２で得られたメルトを成形装置３で成形する前に、メルト中に含まれる気泡を除去する。気泡を除去する方法として、例えば、メルトの周辺雰囲気を減圧する方法、及びメルトを高温に加熱する方法から選ばれる１つ以上が用いられる。 The glass article manufacturing apparatus 1 may further include a clarification apparatus. The clarification device removes air bubbles contained in the melt before molding the melt obtained in the melting device 2 in the molding device 3. As a method for removing air bubbles, for example, one or more selected from a method of reducing the pressure in the surrounding atmosphere of the melt and a method of heating the melt to a high temperature are used.

（ガラス物品の製造方法）
図２に示すように、ガラス物品の製造方法は、メルトの製造（Ｓ１）と、成形（Ｓ２）と、徐冷（Ｓ３）と、加工（Ｓ４）とを含む。溶解装置２がメルトの製造（Ｓ１）を実施し、成形装置３が成形（Ｓ２）を実施し、徐冷装置４が徐冷（Ｓ３）を実施し、加工装置５が加工（Ｓ４）を実施する。なお、ガラス物品の製造方法は、清澄をさらに含んでもよい。清澄は、メルト中に含まれる気泡を除去することであり、メルトの製造（Ｓ１）の後、成形（Ｓ２）の前に実施される。 (Manufacturing method of glass articles)
As shown in FIG. 2, the method for producing a glass article includes melt production (S1), molding (S2), slow cooling (S3), and processing (S4). Melting device 2 carries out melt production (S1), molding device 3 carries out molding (S2), slow cooling device 4 carries out slow cooling (S3), and processing device 5 carries out machining (S4). To do. In addition, the method for producing a glass article may further include clarification. Clarification is the removal of air bubbles contained in the melt, which is carried out after the production of the melt (S1) and before the molding (S2).

（溶解装置）
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、溶解装置２は、ガラスのバッチ原料を溶解し、メルトを製造する。図３Ａおよび図３Ｂにおいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。下記の変形例に係る溶解装置の断面図について同様である。 (Dissolving device)
As shown in FIGS. 3A and 3B, the melting device 2 melts the batch raw material of glass to produce a melt. In FIGS. 3A and 3B, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are perpendicular to each other. The X-axis direction and the Y-axis direction are horizontal directions, and the Z-axis direction is a vertical direction. The same applies to the cross-sectional view of the melting device according to the following modification.

バッチ原料は、粉体原料または造粒原料であって、化学組成の異なる複数種類のガラス原料を含む。それゆえ、バッチ原料が溶解し、メルトが製造されるまでに、様々な反応が生じる。これらの反応のほとんどは、吸熱を伴うので、大量の熱エネルギを消費する。吸熱を伴う反応として、例えば、水分の気化、炭酸塩の熱分解、及び珪砂と炭酸塩との反応などが挙げられる。吸熱を伴う反応が終了するまでは、バッチ原料が完全には溶解しておらず、バッチ原料は内部に大量の気孔を含む。気孔は、嵩密度を低下させ、熱拡散率を低下させる。 The batch raw material is a powder raw material or a granulating raw material, and includes a plurality of types of glass raw materials having different chemical compositions. Therefore, various reactions occur before the batch raw material is dissolved and the melt is produced. Most of these reactions are endothermic and therefore consume a large amount of thermal energy. Examples of the reaction involving endotherm include vaporization of water, thermal decomposition of carbonate, and reaction of silica sand with carbonate. The batch raw material is not completely dissolved until the endothermic reaction is completed, and the batch raw material contains a large amount of pores inside. The pores reduce the bulk density and reduce the thermal diffusivity.

溶解装置２は収容部２１を有し、収容部２１はメルト層Ｍと固液混合層Ｂとを収容する。メルト層Ｍは、バッチ原料から得られるメルトからなる。固液混合層Ｂは、メルト層Ｍに接する上層として形成され、バッチ原料並びにバッチ原料から変性した固相及び液相が混在したものである。固液混合層Ｂは、メルト層Ｍに比べて、大量の気孔を含むので、低い嵩密度を有し、低い熱拡散率を有する。固液混合層Ｂの熱拡散率は例えば３ｍｍ^２／秒以下であり、メルト層Ｍの熱拡散率は例えば３ｍｍ^２／秒超である。熱拡散率は、ＧｌａｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｌａｓｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＰａｒｔＡ，Ｊｕｎｅ２０１８，Ｖｏｌｕｍｅ５９Ｎｕｍｂｅｒ３，Ｐａｇｅｓ９４−１０４に記載の方法で測定する。また、固液混合層Ｂの嵩密度はメルト層Ｍの嵩密度の９０％以下である。嵩密度は、透明石英又は透明サファイアからなる筒状の坩堝にバッチ原料を収め、バッチ原料を収めた坩堝を電気炉内に設置し、電気炉内でバッチ原料を加熱しながらバッチ原料の体積変化をカメラで観察することにより測定する。 The melting device 2 has an accommodating portion 21, and the accommodating portion 21 accommodates the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B. The melt layer M is made of melt obtained from a batch raw material. The solid-liquid mixed layer B is formed as an upper layer in contact with the melt layer M, and is a mixture of a batch raw material and a solid phase and a liquid phase modified from the batch raw material. Since the solid-liquid mixed layer B contains a large amount of pores as compared with the melt layer M, it has a low bulk density and a low thermal diffusivity. The thermal diffusivity of the solid-liquid mixed layer B is, for example, 3 mm ² / sec or less, and the thermal diffusivity of the melt layer M is, for example, ^{more than 3 mm 2} / sec. The thermal diffusivity is measured by the method described in Glass Technology: European Journal of Science Science and Technology Part A, June 2018, Volume 59 Number 3, Pages 94-104. The bulk density of the solid-liquid mixed layer B is 90% or less of the bulk density of the melt layer M. The bulk density is such that the batch raw material is stored in a tubular crucible made of transparent quartz or transparent sapphire, the crucible containing the batch raw material is installed in an electric furnace, and the volume of the batch raw material is changed while heating the batch raw material in the electric furnace. Is measured by observing with a camera.

収容部２１は、メルト層Ｍおよび固液混合層Ｂに接するので、メルト層Ｍおよび固液混合層Ｂに対して高い耐食性を有する材料で形成される。収容部２１の雰囲気が大気雰囲気であって、雰囲気の温度が８００℃未満である場合、収容部２１は、例えば煉瓦、ステンレス、インコネル、及びニッケルから選ばれる１つ以上で形成される。また、収容部２１の雰囲気が大気雰囲気であって、雰囲気の温度が８００℃以上である場合、収容部２１は、例えば煉瓦、白金、白金ロジウム合金、及びセラミックスから選ばれる１つ以上で形成される。また、収容部２１の雰囲気が不活性雰囲気であって、雰囲気の温度が８００℃以上である場合、収容部２１は、例えば煉瓦、モリブデン、タングステン、及びイリジウムから選ばれる１つ以上で形成される。 Since the accommodating portion 21 is in contact with the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B, it is formed of a material having high corrosion resistance to the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B. When the atmosphere of the housing 21 is an atmospheric atmosphere and the temperature of the atmosphere is less than 800 ° C., the housing 21 is formed of one or more selected from, for example, brick, stainless steel, Inconel, and nickel. Further, when the atmosphere of the accommodating portion 21 is an atmospheric atmosphere and the temperature of the atmosphere is 800 ° C. or higher, the accommodating portion 21 is formed of one or more selected from, for example, brick, platinum, platinum rhodium alloy, and ceramics. To. Further, when the atmosphere of the accommodating portion 21 is an inert atmosphere and the temperature of the atmosphere is 800 ° C. or higher, the accommodating portion 21 is formed of one or more selected from, for example, brick, molybdenum, tungsten, and iridium. ..

収容部２１は、複数の側壁２１１と、底壁２１２とを有する。複数の側壁２１１は、例えば四角筒状に組み立てられ、その内側にメルト層Ｍおよび固液混合層Ｂを収容する収容室を形成する。底壁２１２は、収容室の底を塞ぐ。収容部２１は、図３Ａでは底壁２１２にメルトの出口２１３を有するが、側壁２１１にメルトの出口２１３を有してもよい。収容部２１は、上方に開放される。 The accommodating portion 21 has a plurality of side walls 211 and a bottom wall 212. The plurality of side walls 211 are assembled into, for example, a square cylinder, and form a storage chamber inside which the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B are housed. The bottom wall 212 closes the bottom of the containment chamber. The accommodating portion 21 has a melt outlet 213 on the bottom wall 212 in FIG. 3A, but may have a melt outlet 213 on the side wall 211. The accommodating portion 21 is opened upward.

溶解装置２は投入部２２を有し、投入部２２は収容部２１に対してバッチ原料を投入する。投入部２２として、公知のバッチチャージャーが用いられる。投入部２２は、収容部２１に対してバッチ原料を定期的に投入し、メルト層Ｍの上に固液混合層Ｂを形成し続ける。バッチ原料の単位時間当たりの投入量は、バッチ原料の単位時間当たりの投入量をガラス重量に換算すると、メルトの単位時間当たりの排出量と同程度である。 The melting device 2 has a charging unit 22, and the charging unit 22 charges the batch raw material to the accommodating unit 21. A known batch charger is used as the charging unit 22. The charging section 22 periodically feeds the batch raw material into the accommodating section 21 and continues to form the solid-liquid mixed layer B on the melt layer M. The input amount of the batch raw material per unit time is about the same as the discharge amount of the melt per unit time when the input amount of the batch raw material per unit time is converted into the glass weight.

投入部２２は、予定するメルト層Ｍの上方、且つ予定する固液混合層Ｂの上方に相当する位置に設置される。つまり、投入部２２は、上方視で、メルト層Ｍ及び固液混合層Ｂと重なる位置に設置される。投入部２２は、メルト層Ｍ及び固液混合層Ｂの上方からバッチ原料を投入するので、高温のメルト層Ｍの上面の７０％以上を低温の固液混合層Ｂで覆うことができる。その結果、メルト層Ｍの上面から熱および揮発成分が抜け出して逃げるのを抑制できる。揮発成分は、例えば、ホウ酸及び清澄剤などであり、低温の固液混合層Ｂで液化して捕集される。 The charging section 22 is installed at a position corresponding to above the planned melt layer M and above the planned solid-liquid mixed layer B. That is, the charging unit 22 is installed at a position where it overlaps with the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B when viewed upward. Since the batch raw material is charged from above the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B, the charging section 22 can cover 70% or more of the upper surface of the high-temperature melt layer M with the low-temperature solid-liquid mixed layer B. As a result, it is possible to prevent heat and volatile components from escaping from the upper surface of the melt layer M and escaping. The volatile components are, for example, boric acid and finings, which are liquefied and collected in the low-temperature solid-liquid mixed layer B.

溶解装置２は移動部２３を有してよく、移動部２３は予定するメルト層Ｍの全体を上方から固液混合層Ｂで覆うことが可能な位置に投入部２２を移動させる。投入部２２は、上方視でメルト層Ｍ及び固液混合層Ｂと重なる領域の内側で移動させられる。投入部２２の移動方向は、図３ＡではＸ軸方向であるが、Ｙ軸方向であってもよく、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向であってもよい。移動部２３として、公知のものが用いられる。高温のメルト層Ｍの上面の全体を低温の固液混合層Ｂで覆うことにより、メルト層Ｍの上面から熱および揮発成分が抜け出して逃げるのをより抑制できる。 The melting device 2 may have a moving unit 23, and the moving unit 23 moves the charging unit 22 to a position where the entire planned melt layer M can be covered with the solid-liquid mixed layer B from above. The charging unit 22 is moved inside the region overlapping the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B when viewed upward. The moving direction of the charging unit 22 is the X-axis direction in FIG. 3A, but it may be the Y-axis direction or both the X-axis direction and the Y-axis direction. As the moving unit 23, a known one is used. By covering the entire upper surface of the high-temperature melt layer M with the low-temperature solid-liquid mixed layer B, it is possible to further prevent heat and volatile components from escaping from the upper surface of the melt layer M and escaping.

ところで、バッチ原料は、固液混合層Ｂの上面からその下面に達するまでの間に、固相から液相に状態変化する。この間、吸熱を伴う反応が生じるので、大量の熱エネルギが消費される。また、この間、バッチ原料は完全には溶解しておらず、バッチ原料は内部に大量の気孔を含むので、固液混合層Ｂの熱拡散率はメルト層Ｍの熱拡散率に比べて低い。低い熱拡散率の固液混合層Ｂに対して固液混合層Ｂの外部から大量の熱エネルギを効率的に与えるのは困難である。熱が、固液混合層Ｂの外部から内部に入りにくく、別の場所に逃げやすいからである。 By the way, the batch raw material changes its state from a solid phase to a liquid phase from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B to the lower surface thereof. During this time, a reaction involving endothermic occurs, so that a large amount of heat energy is consumed. Further, during this period, the batch raw material is not completely dissolved, and the batch raw material contains a large amount of pores inside, so that the thermal diffusivity of the solid-liquid mixed layer B is lower than that of the melt layer M. It is difficult to efficiently apply a large amount of heat energy from the outside of the solid-liquid mixed layer B to the solid-liquid mixed layer B having a low thermal diffusivity. This is because heat does not easily enter the inside of the solid-liquid mixed layer B from the outside and easily escapes to another place.

そこで、本実施形態の溶解装置２はレーザ加熱部２４を有し、レーザ加熱部２４はレーザ光Ｌを発振する光源２５と、光源２５から固液混合層Ｂの上面にレーザ光Ｌを導く光学系２６とを含む。レーザ加熱部２４は、予定する固液混合層Ｂの内部にレーザ光Ｌのエネルギを吸収させ、固液混合層Ｂに熱エネルギを与える。ここで、固液混合層Ｂの内部にレーザ光Ｌのエネルギを吸収させるとは、固液混合層Ｂの上面で吸収される熱エネルギよりも固液混合層Ｂの内部で吸収される熱エネルギを多くすることであり、固液混合層Ｂの内部を主に溶融させることになる。 Therefore, the melting device 2 of the present embodiment has a laser heating unit 24, and the laser heating unit 24 has a light source 25 that oscillates the laser light L and optics that guide the laser light L from the light source 25 to the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. Includes system 26. The laser heating unit 24 absorbs the energy of the laser beam L inside the planned solid-liquid mixed layer B and gives the solid-liquid mixed layer B thermal energy. Here, absorbing the energy of the laser beam L inside the solid-liquid mixed layer B means that the heat energy absorbed inside the solid-liquid mixed layer B is larger than the heat energy absorbed at the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. This means that the inside of the solid-liquid mixed layer B is mainly melted.

レーザ加熱部２４は、予定する固液混合層Ｂに対して上方からレーザ光Ｌを照射し、固液混合層Ｂに対して非接触で熱エネルギを与える。熱エネルギは、レーザ光Ｌのエネルギの吸収によって生じる。レーザ光Ｌは、固液混合層Ｂに対して所定の吸収率となる波長を有する。 The laser heating unit 24 irradiates the planned solid-liquid mixed layer B with laser light L from above, and gives thermal energy to the solid-liquid mixed layer B in a non-contact manner. The thermal energy is generated by the absorption of the energy of the laser beam L. The laser beam L has a wavelength having a predetermined absorption rate with respect to the solid-liquid mixed layer B.

吸収率とは、固液混合層Ｂによって吸収されるレーザ光Ｌのエネルギの割合であり、百分率で表される。吸収率と透過率と反射率との和は、１００である。吸収率は、固液混合層Ｂの上面でレーザ光Ｌの全てのエネルギが吸収されないように、且つ、固液混合層Ｂの内部でレーザ光Ｌのエネルギの大部分が吸収されるように決められる。吸収率は、例えば６０％以上１００％以下、好ましくは９０％以上１００％以下である。 The absorption rate is the ratio of the energy of the laser beam L absorbed by the solid-liquid mixed layer B, and is expressed as a percentage. The sum of the absorption rate, the transmittance and the reflectance is 100. The absorption rate is determined so that all the energy of the laser beam L is not absorbed on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B and most of the energy of the laser beam L is absorbed inside the solid-liquid mixed layer B. Be done. The absorption rate is, for example, 60% or more and 100% or less, preferably 90% or more and 100% or less.

波長は、吸収率と同様に、固液混合層Ｂの上面でレーザ光Ｌの全てのエネルギが吸収されないように、且つ、固液混合層Ｂの内部でレーザ光Ｌのエネルギの大部分が吸収されるように決められる。波長は、バッチ原料の種類等に応じて決められ、例えば３００ｎｍ以上１７０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以上１２０００ｎｍ以下である。 As for the wavelength, as with the absorption rate, most of the energy of the laser light L is absorbed inside the solid-liquid mixed layer B so that all the energy of the laser light L is not absorbed by the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. It is decided to be done. The wavelength is determined according to the type of batch raw material and the like, and is, for example, 300 nm or more and 17,000 nm or less, preferably 500 nm or more and 12000 nm or less.

レーザ光Ｌは、固液混合層Ｂの上面から固液混合層Ｂの内部に伝播し、固液混合層Ｂの内部で吸収され、熱エネルギに変換される。従って、固液混合層Ｂの内部が加熱される。 The laser beam L propagates from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B to the inside of the solid-liquid mixed layer B, is absorbed inside the solid-liquid mixed layer B, and is converted into thermal energy. Therefore, the inside of the solid-liquid mixed layer B is heated.

レーザ光Ｌは固液混合層Ｂの内部で吸収されるので、熱エネルギが固液混合層Ｂの外部に逃げることを抑制できる。固液混合層Ｂの内部は、外気と直接接触していないからである。従って、熱エネルギを固液混合層Ｂに効率的に付与でき、固液混合層Ｂに連続するメルト層Ｍを効率的に製造できる。 Since the laser beam L is absorbed inside the solid-liquid mixed layer B, it is possible to prevent heat energy from escaping to the outside of the solid-liquid mixed layer B. This is because the inside of the solid-liquid mixed layer B is not in direct contact with the outside air. Therefore, thermal energy can be efficiently applied to the solid-liquid mixed layer B, and the melt layer M continuous with the solid-liquid mixed layer B can be efficiently produced.

固液混合層Ｂにおいて、領域によって波長による吸収率が異なるので、レーザ光Ｌは、固液混合層Ｂの内部を加熱するように、波長を時間的、３次元的に変化させることが好ましい。 Since the absorption rate of the solid-liquid mixed layer B differs depending on the wavelength, it is preferable that the laser beam L changes the wavelength in time and three dimensions so as to heat the inside of the solid-liquid mixed layer B.

また、レーザ光Ｌは固液混合層Ｂの内部を加熱するので、固液混合層Ｂの受熱面が従来のメルト層Ｍとの境界だけではなく固液混合層Ｂの内部にも形成される。固液混合層Ｂの受熱面は、固液混合層Ｂの上面から深さ方向に連続的に複数形成される。その結果、大量の熱エネルギを固液混合層Ｂに付与できる。従って、固液混合層Ｂの厚さＴを従来よりも厚くでき、単位面積当たりの１日のメルトの製造量を増加できる。単位面積とは、収容部２１の内底面の単位面積である。溶解装置２が１日に製造するメルトの製造量が同じ場合、収容部２１の内底面の総面積を低減でき、溶解装置２を小型化できる。 Further, since the laser beam L heats the inside of the solid-liquid mixed layer B, the heat receiving surface of the solid-liquid mixed layer B is formed not only at the boundary with the conventional melt layer M but also inside the solid-liquid mixed layer B. .. A plurality of heat receiving surfaces of the solid-liquid mixed layer B are continuously formed in the depth direction from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. As a result, a large amount of heat energy can be applied to the solid-liquid mixed layer B. Therefore, the thickness T of the solid-liquid mixed layer B can be made thicker than before, and the daily melt production amount per unit area can be increased. The unit area is a unit area of the inner bottom surface of the accommodating portion 21. When the amount of melt produced by the melting device 2 in one day is the same, the total area of the inner bottom surface of the accommodating portion 21 can be reduced, and the melting device 2 can be miniaturized.

レーザ加熱部２４は、固液混合層Ｂの熱によって劣化しないように、収容部２１の外部に配置されてよい。例えば、光学系２６の少なくとも一部は収容部２１の真上に設置され、光源２５は収容部２１の真上から横にずらして設置される。収容部２１の内部から上昇する熱気に光源２５が曝されないので、光源２５の熱疲労破壊及び腐食を抑制できる。 The laser heating unit 24 may be arranged outside the housing unit 21 so as not to be deteriorated by the heat of the solid-liquid mixed layer B. For example, at least a part of the optical system 26 is installed directly above the accommodating portion 21, and the light source 25 is installed so as to be laterally displaced from directly above the accommodating portion 21. Since the light source 25 is not exposed to the hot air rising from the inside of the accommodating portion 21, thermal fatigue destruction and corrosion of the light source 25 can be suppressed.

光源２５は、例えば固体レーザである。固体レーザへの供給電力を制御すれば、光源２５の出力を制御でき、固液混合層Ｂの発熱量を制御できる。固体レーザは、例えばファイバーレーザ、ダイオードレーザ（半導体レーザ）、及びディスクレーザ等の中から選ばれる。固体レーザの代わりに、気体レーザが用いられてもよい。気体レーザは、例えばＣＯ_２レーザ、及びエキシマレーザの中から選ばれる。光源２５は、レーザ光Ｌの波長及び出力等に応じて選定される。 The light source 25 is, for example, a solid-state laser. By controlling the power supplied to the solid-state laser, the output of the light source 25 can be controlled, and the calorific value of the solid-liquid mixed layer B can be controlled. The solid-state laser is selected from, for example, a fiber laser, a diode laser (semiconductor laser), a disk laser, and the like. A gas laser may be used instead of the solid-state laser. The gas laser is selected from, for example, a CO ₂ laser and an excimer laser. The light source 25 is selected according to the wavelength and output of the laser beam L and the like.

光学系２６は、ミラー２６１、レンズ、プリズム、フィルタ及びシャッタ等から選ばれる１つ以上の光学素子を含む。光学系２６は、上記の通り、光源２５から固液混合層Ｂの上面にレーザ光Ｌを導くものである。レーザ光Ｌの光路に垂直な断面形状は、例えば円形、楕円形、及び長方形などのいずれでもよい。長方形は、正方形を含む。 The optical system 26 includes one or more optical elements selected from a mirror 261, a lens, a prism, a filter, a shutter, and the like. As described above, the optical system 26 guides the laser beam L from the light source 25 to the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. The cross-sectional shape perpendicular to the optical path of the laser beam L may be, for example, circular, elliptical, rectangular, or the like. Rectangle includes square.

光学系２６は、光学素子を動かし、レーザ光Ｌを固液混合層Ｂの上面にて走査する走査部２６２を更に有してよい。図３Ａにおいて、「Ａ」はレーザ光Ｌの移動領域である。 The optical system 26 may further include a scanning unit 262 that moves the optical element and scans the laser beam L on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. In FIG. 3A, “A” is a moving region of the laser beam L.

走査部２６２は、例えばミラー２６１を回転させるモータを含む。ミラー２６１が回転すると、ミラー２６１によるレーザ光Ｌの反射方向が変更され、レーザ光Ｌの照射点が固液混合層Ｂの上面にて移動する。 The scanning unit 262 includes, for example, a motor for rotating the mirror 261. When the mirror 261 rotates, the reflection direction of the laser beam L by the mirror 261 is changed, and the irradiation point of the laser beam L moves on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B.

ミラー２６１の回転中心線は例えばＹ軸方向であり、ミラー２６１の回転によってレーザ光Ｌの照射点が固液混合層Ｂの上面にてＸ軸方向に移動する。なお、ミラー２６１の回転中心線はＸ軸方向であってもよく、ミラー２６１の回転によってレーザ光Ｌの照射点が固液混合層Ｂの上面にてＹ軸方向に移動してもよい。 The rotation center line of the mirror 261 is, for example, the Y-axis direction, and the rotation of the mirror 261 causes the irradiation point of the laser beam L to move in the X-axis direction on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. The rotation center line of the mirror 261 may be in the X-axis direction, and the irradiation point of the laser beam L may be moved in the Y-axis direction on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B by the rotation of the mirror 261.

走査部２６２は、ミラー２６１を回転させるモータの代わりに、ミラー２６１を水平方向に移動させるモータを含んでもよい。例えば図３Ａに示すミラー２６１がＸ軸方向に移動されると、レーザ光Ｌの照射点が固液混合層Ｂの上面にてＸ軸方向に移動する。 The scanning unit 262 may include a motor that moves the mirror 261 in the horizontal direction instead of the motor that rotates the mirror 261. For example, when the mirror 261 shown in FIG. 3A is moved in the X-axis direction, the irradiation point of the laser beam L moves in the X-axis direction on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B.

レーザ光Ｌの照射点が固液混合層Ｂの上面にて移動すると、固液混合層Ｂの内部でもレーザ光Ｌが水平方向に移動する。レーザ光Ｌの加熱範囲が水平方向に移動するので、１本のレーザ光Ｌで固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 When the irradiation point of the laser beam L moves on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B, the laser beam L also moves in the horizontal direction inside the solid-liquid mixed layer B. Since the heating range of the laser beam L moves in the horizontal direction, a single laser beam L can heat a wide range of the solid-liquid mixed layer B.

レーザ加熱部２４は、光源２５と光学系２６とを含むユニット２７を複数有してもよい。図３Ｂに示すように複数のユニット２７が複数本のレーザ光Ｌを固液混合層Ｂに対して照射するので、固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 The laser heating unit 24 may have a plurality of units 27 including a light source 25 and an optical system 26. As shown in FIG. 3B, since the plurality of units 27 irradiate the solid-liquid mixed layer B with a plurality of laser beams L, a wide range of the solid-liquid mixed layer B can be heated.

ユニット２７毎に、光源２５の出力が決められてよい。固液混合層Ｂの温度分布を制御できる。固液混合層Ｂの温度分布は、メルト層Ｍの対流に対して悪影響を及ぼさないように決められる。 The output of the light source 25 may be determined for each unit 27. The temperature distribution of the solid-liquid mixed layer B can be controlled. The temperature distribution of the solid-liquid mixed layer B is determined so as not to adversely affect the convection of the melt layer M.

複数の光源２５は、本実施形態では同じ波長のレーザ光Ｌを発振するが、後述するように異なる波長のレーザ光Ｌを発振してもよい。 Although the plurality of light sources 25 oscillate laser light L having the same wavelength in the present embodiment, laser light L having different wavelengths may be oscillated as described later.

ユニット２７毎に、走査部２６２が設置されてよい。複数の走査部２６２は、複数のレーザ光Ｌのそれぞれの照射点を、固液混合層Ｂの上面にて同一方向、例えばＸ軸方向に移動させてよい。一つの照射点がＸ軸負方向に移動する際に他の照射点がＸ軸正方向に移動してもよく、一の照射点の軌跡と他の照射点の軌跡とが平行であればよい。 A scanning unit 262 may be installed for each unit 27. The plurality of scanning units 262 may move the irradiation points of the plurality of laser beams L in the same direction on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B, for example, in the X-axis direction. When one irradiation point moves in the negative direction of the X-axis, the other irradiation point may move in the positive direction of the X-axis, as long as the locus of one irradiation point and the locus of the other irradiation point are parallel. ..

この場合、固液混合層Ｂの上面にて、Ｙ軸方向に隣り合う２つの照射点の間隔Ｗ（図３Ｂ参照）は、バッチ原料の流動性と、バッチ原料に与える熱エネルギの総量とに基づいて決定される。間隔Ｗは、特に限定されないが、例えば５０ｍｍである。 In this case, the distance W (see FIG. 3B) between two irradiation points adjacent to each other in the Y-axis direction on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B is determined by the fluidity of the batch raw material and the total amount of heat energy given to the batch raw material. Determined based on. The interval W is not particularly limited, but is, for example, 50 mm.

溶解装置２は、固液混合層Ｂを加熱するレーザ加熱部２４に加えて、メルト層Ｍを加熱する不図示の加熱部を更に有してもよい。メルト層Ｍの加熱は、一般的な加熱であってよく、例えば、誘電加熱、又は液中バーナによる加熱などであってよい。 In addition to the laser heating unit 24 that heats the solid-liquid mixed layer B, the melting device 2 may further have a heating unit (not shown) that heats the melt layer M. The heating of the melt layer M may be general heating, for example, dielectric heating, heating with a submerged burner, or the like.

（メルトの製造方法）
図４に示すように、メルトの製造方法は、バッチ原料の準備（Ｓ１１）と、バッチ原料の供給（Ｓ１２）と、熱エネルギの付与（Ｓ１３）と、メルトの生成（Ｓ１４）とを含む。図４に示す処理は、定常状態で行われる。定常状態は、収容部２１がメルト層Ｍと固液混合層Ｂとを収容した状態である。 (Mel manufacturing method)
As shown in FIG. 4, the method for producing a melt includes preparation of a batch raw material (S11), supply of a batch raw material (S12), application of thermal energy (S13), and formation of a melt (S14). The process shown in FIG. 4 is performed in a steady state. The steady state is a state in which the accommodating portion 21 accommodates the melt layer M and the solid-liquid mixed layer B.

バッチ原料の準備（Ｓ１１）では、投入部２２にバッチ原料がセットされる。バッチ原料は、化学組成の異なる複数種類のガラス原料を含む。ガラス原料は、ガラスの組成に応じて決定される。バッチ原料は、粉体原料でもよいし、当該粉体原料を造粒した造粒原料でもよい。 In the preparation of the batch raw material (S11), the batch raw material is set in the charging unit 22. The batch raw material includes a plurality of types of glass raw materials having different chemical compositions. The glass raw material is determined according to the composition of the glass. The batch raw material may be a powder raw material or a granulated raw material obtained by granulating the powder raw material.

バッチ原料の供給（Ｓ１２）では、投入部２２が収容部２１に対してバッチ原料を投入する。移動部２３が投入部２２を移動してよく、バッチ原料の投入位置を変え、メルト層Ｍの全体を上方から固液混合層Ｂで覆ってよい。なお、固液混合層Ｂは、メルト層Ｍの全体を覆わなくてもよい。 In the supply of batch raw materials (S12), the charging unit 22 inputs the batch raw materials to the accommodating unit 21. The moving unit 23 may move the charging unit 22, the charging position of the batch raw material may be changed, and the entire melt layer M may be covered with the solid-liquid mixed layer B from above. The solid-liquid mixed layer B does not have to cover the entire melt layer M.

熱エネルギの付与（Ｓ１３）では、レーザ加熱部２４が固液混合層Ｂに対して上方からレーザ光Ｌを照射し、固液混合層Ｂの内部にレーザ光Ｌのエネルギを吸収させ、固液混合層Ｂに熱エネルギを与える。 In the application of thermal energy (S13), the laser heating unit 24 irradiates the solid-liquid mixed layer B with the laser light L from above, absorbs the energy of the laser light L inside the solid-liquid mixed layer B, and solid-liquid. Heat energy is applied to the mixed layer B.

メルトの生成（Ｓ１４）では、固液混合層Ｂに接する下層、つまりメルト層Ｍに、嵩密度が固液混合層Ｂよりも大きい液相のメルトを連続的に生成する。メルト層Ｍのメルトは、収容部２１の出口２１３から排出され、成形装置３に搬送される。バッチ原料の単位時間当たりの投入量は、バッチ原料の単位時間当たりの投入量をガラス重量に換算すると、メルトの単位時間当たりの排出量と同程度である。 In the formation of the melt (S14), a liquid phase melt having a bulk density higher than that of the solid-liquid mixed layer B is continuously generated in the lower layer in contact with the solid-liquid mixed layer B, that is, the melt layer M. The melt of the melt layer M is discharged from the outlet 213 of the accommodating portion 21 and conveyed to the molding apparatus 3. The input amount of the batch raw material per unit time is about the same as the discharge amount of the melt per unit time when the input amount of the batch raw material per unit time is converted into the glass weight.

なお、溶解装置２の立ち上げ時、つまり、収容部２１の内部が空の時には、先ず、溶解装置２は収容部２１の内部にプリメルトからなるプリメルト層を形成する。プリメルト層のガラス組成は、メルト層Ｍのガラス組成と同一でもよいし、異なってもよい。後者の場合であっても、図４に示す処理と、メルトの排出とを繰り返せば、最終的に、収容部２１の内部にメルト層Ｍが形成される。 When the melting device 2 is started up, that is, when the inside of the housing section 21 is empty, the melting device 2 first forms a premelt layer made of premelt inside the housing section 21. The glass composition of the premelt layer may be the same as or different from the glass composition of the melt layer M. Even in the latter case, if the process shown in FIG. 4 and the discharge of the melt are repeated, the melt layer M is finally formed inside the accommodating portion 21.

プリメルトの原料は、バッチ原料と同じものでもよいし、異なるものでもよい。また、プリメルトの原料は、複数種類のガラス原料とガラスカレットを混ぜたものでもよいし、ガラスカレットのみであってもよい。また、プリメルトの原料は、収容部２１の内部に投入された後に、加熱され、溶解されてもよいし、溶解装置２とは別の装置で溶解された後に収容部２１の内部に投入されてもよい。 The raw material of the premelt may be the same as the batch raw material or may be different. Further, the raw material of the premelt may be a mixture of a plurality of types of glass raw materials and glass cullet, or may be only glass cullet. Further, the raw material of the premelt may be heated and melted after being charged into the storage unit 21, or may be melted by a device different from the melting device 2 and then charged into the storage unit 21. May be good.

（第１変形例）
以下、図５を参照して、第１変形例の溶解装置２と上記実施形態の溶解装置２との相違点について主に説明する。図５に示すように、収容部２１は、複数の側壁２１１と底壁２１２との他に、天井壁２１４を更に有する。 (First modification)
Hereinafter, the differences between the dissolution device 2 of the first modification and the dissolution device 2 of the above embodiment will be mainly described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the accommodating portion 21 further includes a ceiling wall 214 in addition to the plurality of side walls 211 and the bottom wall 212.

天井壁２１４は、複数の側壁２１１で囲まれる空間を上方から密閉する。天井壁２１４の上方に光学系２６が設置されるので、収容部２１の内部から上昇する熱気に光学系２６が曝されない。従って、光学系２６の熱疲労破壊及び腐食を抑制できる。 The ceiling wall 214 seals the space surrounded by the plurality of side walls 211 from above. Since the optical system 26 is installed above the ceiling wall 214, the optical system 26 is not exposed to the hot air rising from the inside of the accommodating portion 21. Therefore, thermal fatigue fracture and corrosion of the optical system 26 can be suppressed.

天井壁２１４にはレーザ光Ｌが通過する開口部が形成され、その開口部は透明部材２１５で塞がれる。透明部材２１５は、熱気を遮り、レーザ光Ｌを透過させる。その透過率は、例えば９０％以上９９．９９９％以下、好ましくは９９％以上９９．９９９％以下である。 An opening through which the laser beam L passes is formed in the ceiling wall 214, and the opening is closed by the transparent member 215. The transparent member 215 blocks hot air and transmits the laser beam L. The transmittance is, for example, 90% or more and 99.999% or less, preferably 99% or more and 99.999% or less.

透明部材２１５の材質は、例えばガラス又は樹脂であってよく、これらの中でも耐熱性の観点から、好ましくはガラスである。ガラスの耐熱性は例えば歪点で表され、歪点が高いほど耐熱性が高い。ガラスの中でも、石英ガラス、又はサファイアガラスが好適である。石英ガラス、及びサファイアガラスは、耐熱性、耐腐食性、及び透明性に優れている。 The material of the transparent member 215 may be, for example, glass or resin, and among these, glass is preferable from the viewpoint of heat resistance. The heat resistance of glass is represented by, for example, a strain point, and the higher the strain point, the higher the heat resistance. Among the glasses, quartz glass or sapphire glass is preferable. Quartz glass and sapphire glass are excellent in heat resistance, corrosion resistance, and transparency.

なお、図３Ｂに示すように複数本のレーザ光Ｌが天井壁２１４を通過する場合、レーザ光Ｌごとに透明部材２１５が設置されてもよいし、複数本のレーザ光Ｌに共通の透明部材２１５が設置されてもよい。 As shown in FIG. 3B, when a plurality of laser beams L pass through the ceiling wall 214, a transparent member 215 may be installed for each laser beam L, or a transparent member common to the plurality of laser beams L. 215 may be installed.

天井壁２１４は収容部２１の上方からのバッチ原料の投入を妨げるので、投入部２２は図５に示すように側壁２１１の横に設置され、側壁２１１の開口部から収容部２１の内部にバッチ原料を投入する。 Since the ceiling wall 214 prevents the batch raw material from being charged from above the accommodating portion 21, the input portion 22 is installed next to the side wall 211 as shown in FIG. 5, and the batch is placed inside the accommodating portion 21 from the opening of the side wall 211. Add raw materials.

なお、投入部２２は、互いに対向する一対の側壁２１１のそれぞれの開口部から収容部２１の内部にバッチ原料を投入してもよい。また、投入部２２は、四方の側壁２１１のそれぞれの開口部から収容部２１の内部にバッチ原料を投入してもよい。 The charging section 22 may load the batch raw material into the housing section 21 from the openings of the pair of side walls 211 facing each other. Further, the charging section 22 may load the batch raw material into the housing section 21 through the openings of the side walls 211 on the four sides.

（第２変形例）
以下、図６を参照して、第２変形例の溶解装置２と上記実施形態及び上記第１変形例の溶解装置２との相違点について主に説明する。 (Second modification)
Hereinafter, the differences between the dissolution device 2 of the second modification and the dissolution device 2 of the embodiment and the first modification will be mainly described with reference to FIG.

なお、本変形例の収容部２１は、上記第１変形例の収容部２１と同様に天井壁２１４及び透明部材２１５を有するが、上記実施形態の収容部２１と同様に天井壁２１４及び透明部材２１５を有しなくてもよく、上方に開放されていてもよい。 The accommodating portion 21 of the present modification has the ceiling wall 214 and the transparent member 215 like the accommodating portion 21 of the first modification, but the ceiling wall 214 and the transparent member are the same as the accommodating portion 21 of the above embodiment. It does not have to have 215 and may be open upward.

図６に示すように、本変形例のレーザ加熱部２４は第１光源２５Ａと第２光源２５Ｂとを有し、第１光源２５Ａは第１レーザ光ＬＡを発振し、第２光源２５Ｂは第１レーザ光ＬＡとは異なる波長の第２レーザ光ＬＢを発振する。 As shown in FIG. 6, the laser heating unit 24 of this modification has a first light source 25A and a second light source 25B, the first light source 25A oscillates the first laser light LA, and the second light source 25B has a second light source 25B. The second laser beam LB having a wavelength different from that of the 1 laser beam LA is oscillated.

第１レーザ光ＬＡと第２レーザ光ＬＢとは、それぞれ、固液混合層Ｂの上面から固液混合層Ｂの内部に伝播し、固液混合層Ｂの内部で吸収され、熱エネルギに変換される。従って、固液混合層Ｂの内部が加熱される。 The first laser beam LA and the second laser beam LB propagate from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B to the inside of the solid-liquid mixed layer B, are absorbed inside the solid-liquid mixed layer B, and are converted into thermal energy. Will be done. Therefore, the inside of the solid-liquid mixed layer B is heated.

第１レーザ光ＬＡと第２レーザ光ＬＢとは、波長が異なるので、固液混合層Ｂに対する吸収率も異なる。従って、第１レーザ光ＬＡと第２レーザ光ＬＢとは、固液混合層Ｂの上面から実質的に到達する深さも異なる。従って、第１レーザ光ＬＡと第２レーザ光ＬＢとで固液混合層Ｂの内部を効率的に加熱できる。 Since the wavelengths of the first laser beam LA and the second laser beam LB are different, the absorption rates for the solid-liquid mixed layer B are also different. Therefore, the depths of the first laser beam LA and the second laser beam LB that substantially reach from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B are also different. Therefore, the inside of the solid-liquid mixed layer B can be efficiently heated by the first laser light LA and the second laser light LB.

ところで、上記の通り、バッチ原料は、固液混合層Ｂの上面からその下面に達するまでの間に、固相から液相に状態変化する。また、この間、様々な反応が生じる。従って、固液混合層Ｂの上面からの深さに応じて、固液混合層Ｂの材質が変化する。深さに応じて、材質が変化するので、その材質で吸収されやすい波長も変化する。 By the way, as described above, the batch raw material changes its state from a solid phase to a liquid phase from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B to the lower surface thereof. Also, during this time, various reactions occur. Therefore, the material of the solid-liquid mixed layer B changes according to the depth from the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. Since the material changes according to the depth, the wavelength that is easily absorbed by the material also changes.

そこで、第１レーザ光ＬＡの波長λＡ、及び第２レーザ光ＬＢの波長λＢは、固液混合層Ｂの材質の変化をも考慮して設定されてよい。例えば、第１レーザ光ＬＡが第１層を加熱し、第２レーザ光ＬＢが第１層よりも下方の第２層を加熱する場合、第２レーザ光ＬＢの波長は第１層よりも第２層にて吸収されやすい波長であってよい。 Therefore, the wavelength λA of the first laser beam LA and the wavelength λB of the second laser beam LB may be set in consideration of the change in the material of the solid-liquid mixed layer B. For example, when the first laser light LA heats the first layer and the second laser light LB heats the second layer below the first layer, the wavelength of the second laser light LB is higher than that of the first layer. The wavelength may be easily absorbed by the two layers.

吸収されやすさは吸収係数で表され、吸収係数が大きいほど吸収がされやすい。吸収係数は、光が物質の中を進む際に、単位長さ当たりに吸収される割合のことである。第１レーザ光ＬＡの波長は、第２レーザ光ＬＢの波長とは異なり、第２層よりも第１層にて吸収されやすい波長であってよい。第１レーザ光ＬＡの波長は第１層で最も吸収されやすい波長であって、第２レーザ光ＬＢの波長は第２層で最も吸収されやすい波長であってよい。 The ease of absorption is expressed by the absorption coefficient, and the larger the absorption coefficient, the easier it is to be absorbed. The absorption coefficient is the rate at which light is absorbed per unit length as it travels through a substance. The wavelength of the first laser light LA may be a wavelength that is more easily absorbed by the first layer than that of the second layer, unlike the wavelength of the second laser light LB. The wavelength of the first laser light LA may be the wavelength most easily absorbed by the first layer, and the wavelength of the second laser light LB may be the wavelength most easily absorbed by the second layer.

また、固液混合層Ｂにおける固相部位と液相部位で屈折率が異なる場合がある。屈折率が異なる場合、レーザ光が固相部位と液相部位の境界で屈折や反射を起こすため、レーザ光の一部が拡散し、到達する深さに影響を及ぼす。固相部位の寸法に対する波長の比によってレイリー散乱やミー散乱などの異なる散乱原理となるが、一般的に固相部位の寸法に対する波長の比が小さいほど散乱は大きくなる。このため、固液混合層の固相部位の寸法と屈折率、および液相の屈折率を踏まえて、レーザ光の到達距離が適切になるよう波長を設定する。また、固液混合層Ｂに気泡が存在する場合も、気泡の寸法と屈折率を踏まえて散乱率に影響を与えるため、レーザ光の波長を設定する。上記の散乱率とレーザ光の到達距離の算出に際しては、レイリー散乱やミー散乱の公式を踏まえれば、波長を設定することができる。 In addition, the refractive index may differ between the solid phase portion and the liquid phase portion in the solid-liquid mixed layer B. When the refractive indexes are different, the laser light causes refraction or reflection at the boundary between the solid phase portion and the liquid phase portion, so that a part of the laser light is diffused and affects the reachable depth. Different scattering principles such as Rayleigh scattering and Mie scattering are applied depending on the ratio of the wavelength to the dimension of the solid phase portion, but in general, the smaller the ratio of the wavelength to the dimension of the solid phase portion, the larger the scattering. Therefore, the wavelength is set so that the reach of the laser beam becomes appropriate based on the dimensions and refractive index of the solid phase portion of the solid-liquid mixed layer and the refractive index of the liquid phase. Further, even when bubbles are present in the solid-liquid mixed layer B, the wavelength of the laser beam is set because it affects the scattering rate based on the dimensions and the refractive index of the bubbles. In calculating the scattering rate and the reach of the laser beam, the wavelength can be set based on the Rayleigh scattering and Mie scattering formulas.

図６に示すように、レーザ加熱部２４は、第１光源２５Ａから固液混合層Ｂの上面に第１レーザ光ＬＡを導く第１光学系２６Ａを有する。第１光学系２６Ａは、第１ミラー２６１Ａ等の光学素子の他に、光学素子を動かし、第１レーザ光ＬＡを固液混合層Ｂの上面にて走査する第１走査部２６２Ａを更に有してよい。図６において、Ａ１は第１レーザ光ＬＡの移動領域である。 As shown in FIG. 6, the laser heating unit 24 has a first optical system 26A that guides the first laser beam LA from the first light source 25A to the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. In addition to the optical elements such as the first mirror 261A, the first optical system 26A further includes a first scanning unit 262A that moves the optical elements and scans the first laser beam LA on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. You can. In FIG. 6, A1 is a moving region of the first laser beam LA.

第１レーザ光ＬＡの照射点が固液混合層Ｂの上面にて移動すると、固液混合層Ｂの内部でも第１レーザ光ＬＡが水平方向に移動する。第１レーザ光ＬＡの加熱範囲が水平方向に移動するので、１本の第１レーザ光ＬＡで固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 When the irradiation point of the first laser beam LA moves on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B, the first laser beam LA also moves in the horizontal direction inside the solid-liquid mixed layer B. Since the heating range of the first laser beam LA moves in the horizontal direction, a wide range of the solid-liquid mixed layer B can be heated by one first laser beam LA.

レーザ加熱部２４は、第１光源２５Ａと第１光学系２６Ａとを含む第１ユニット２７Ａを複数有してもよい。複数の第１ユニット２７Ａが複数本の第１レーザ光ＬＡを固液混合層Ｂに対して照射するので、固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 The laser heating unit 24 may have a plurality of first units 27A including a first light source 25A and a first optical system 26A. Since the plurality of first units 27A irradiate the solid-liquid mixed layer B with the plurality of first laser beams LA, a wide range of the solid-liquid mixed layer B can be heated.

同様に、図６に示すように、レーザ加熱部２４は、第２光源２５Ｂから固液混合層Ｂの上面に第２レーザ光ＬＢを導く第２光学系２６Ｂを有する。第２光学系２６Ｂは、第２ミラー２６１Ｂ等の光学素子の他に、光学素子を動かし、第２レーザ光ＬＢを固液混合層Ｂの上面にて走査する第２走査部２６２Ｂを更に有してよい。図６において、Ａ２は第２レーザ光ＬＢの移動領域である。 Similarly, as shown in FIG. 6, the laser heating unit 24 has a second optical system 26B that guides the second laser beam LB from the second light source 25B to the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. In addition to the optical elements such as the second mirror 261B, the second optical system 26B further includes a second scanning unit 262B that moves the optical elements and scans the second laser beam LB on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B. You can. In FIG. 6, A2 is a moving region of the second laser beam LB.

第２レーザ光ＬＢの照射点が固液混合層Ｂの上面にて移動すると、固液混合層Ｂの内部でも第２レーザ光ＬＢが水平方向に移動する。第２レーザ光ＬＢの加熱範囲が水平方向に移動するので、１本の第２レーザ光ＬＢで固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 When the irradiation point of the second laser beam LB moves on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B, the second laser beam LB also moves in the horizontal direction inside the solid-liquid mixed layer B. Since the heating range of the second laser beam LB moves in the horizontal direction, a wide range of the solid-liquid mixed layer B can be heated by one second laser beam LB.

レーザ加熱部２４は、第２光源２５Ｂと第２光学系２６Ｂとを含む第２ユニット２７Ｂを複数有してもよい。複数の第２ユニット２７Ｂが複数本の第２レーザ光ＬＢを固液混合層Ｂに対して照射するので、固液混合層Ｂの広い範囲を加熱できる。 The laser heating unit 24 may have a plurality of second units 27B including a second light source 25B and a second optical system 26B. Since the plurality of second units 27B irradiate the solid-liquid mixed layer B with the plurality of second laser beams LB, a wide range of the solid-liquid mixed layer B can be heated.

平面視、つまり、上方視にて、第１レーザ光ＬＡが加熱する範囲と、第２レーザ光ＬＢが加熱する範囲とは、少なくとも一部が重なってよい。固液混合層Ｂを三次元的に効率的に加熱できる。 In a plan view, that is, in an upward view, at least a part of the range heated by the first laser beam LA and the range heated by the second laser beam LB may overlap. The solid-liquid mixed layer B can be efficiently heated three-dimensionally.

以上、本開示に係るメルトの製造方法、ガラス物品の製造方法、溶解装置、及びガラス物品の製造装置について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the melt manufacturing method, the glass article manufacturing method, the melting device, and the glass article manufacturing device according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment and the like. Various changes, modifications, replacements, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. These also naturally belong to the technical scope of the present disclosure.

例えば、走査部２６２は、上記実施形態、上記第１変形例、及び上記第２変形例ではレーザ光Ｌを、固液混合層Ｂの上面にてＸ軸方向に移動させるが、上記の通りＹ軸方向に移動させてもよいし、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向に移動させてもよい。 For example, the scanning unit 262 moves the laser beam L on the upper surface of the solid-liquid mixed layer B in the X-axis direction in the above-described embodiment, the above-mentioned first modification, and the above-mentioned second modification. It may be moved in the axial direction, or may be moved in both the X-axis direction and the Y-axis direction.

また、光学系２６は、走査部２６２に代えて、レーザ光Ｌの光路に垂直な断面形状をドット状から線状に変換する変換部を有してもよい。変換部としては、例えばレーザ光Ｌの光路に直交するガラス製の丸棒などが用いられる。線状のレーザ光Ｌを固液混合層Ｂの上面に照射できる。 Further, the optical system 26 may have a conversion unit that converts the cross-sectional shape perpendicular to the optical path of the laser beam L from a dot shape to a linear shape instead of the scanning unit 262. As the conversion unit, for example, a round bar made of glass orthogonal to the optical path of the laser beam L is used. The linear laser beam L can be applied to the upper surface of the solid-liquid mixed layer B.

１ガラス物品の製造装置
２溶解装置
２１収容部
２２投入部
２３移動部
２４レーザ加熱部
２５光源
２６光学系
２６１ミラー
２６２走査部
３成形装置
４徐冷装置
５加工装置
Ｍメルト層
Ｂ固液混合層
Ｌレーザ光 1 Glass article manufacturing equipment 2 Melting equipment 21 Storage unit 22 Input unit 23 Moving unit 24 Laser heating unit 25 Light source 26 Optical system 261 Mirror 262 Scanning unit 3 Molding device 4 Slow cooling device 5 Processing device M Melt layer B Solid-liquid mixed layer L laser light

Claims

Prepare a batch of glass raw materials,
The energy of the laser beam is absorbed inside the solid-liquid mixed layer in which the batch raw material and the solid phase and the liquid phase modified from the batch raw material are mixed, and heat energy is given to the solid-liquid mixed layer.
The batch raw material is supplied from above the solid-liquid mixed layer,
A liquid phase melt having a bulk density higher than that of the solid-liquid mixed layer is continuously generated in the lower layer in contact with the solid-liquid mixed layer.
Melt manufacturing method.

The method according to claim 1, wherein the solid-liquid mixed layer has a thermal diffusivity of 3 mm ^{2 / sec or less.}

The method according to claim 1 or 2, wherein the solid-liquid mixed layer is irradiated with a plurality of the laser beams having different wavelengths.

The method according to claim 3, wherein a plurality of laser beams having different wavelengths are oscillated by a plurality of light sources.

The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid-liquid mixed layer covers 70% or more of the upper surface of the melt layer made of the melt.

The melt produced by the method according to any one of claims 1 to 5 is further molded.
Slowly cool the molded glass
Process slowly cooled glass into glass articles,
Manufacturing method for glass articles.

Accommodating a melt layer made of melt obtained from a batch raw material of glass, and a solid-liquid mixed layer in which the batch raw material and a solid-liquid mixed phase modified from the batch raw material are mixed as an upper layer in contact with the melt layer. Department and
A charging unit for charging the batch raw material into the housing unit,
A light source that oscillates a laser beam and an optical system that guides the laser beam from the light source to the upper surface of the solid-liquid mixed layer are included, and the energy of the laser beam is absorbed inside the planned solid-liquid mixed layer to absorb the energy of the laser beam. A laser heating unit that gives heat energy to the solid-liquid mixed layer,
Have,
Continuous melting device.

The device according to claim 7, wherein the optical system has a scanning unit that scans the laser beam on the upper surface of the solid-liquid mixed layer.

The apparatus according to claim 7 or 8, wherein the laser heating unit has a plurality of the light sources that oscillate a plurality of the laser beams having different wavelengths.

The device according to any one of claims 7 to 9, wherein the laser heating unit is installed outside the housing unit.

The apparatus according to any one of claims 7 to 10, further comprising a moving portion for moving the charging portion at a position where the entire planned melt layer can be covered with the solid-liquid mixed layer from above.

The melting apparatus according to any one of claims 7 to 11.
A molding device for molding the melt obtained by the melting device and
A slow cooling device that slowly cools the molded glass,
A processing device for processing the slowly cooled glass into a glass article,
A device for manufacturing glass articles.