JP2998977B2 - ガラス溶融装置のガラス液位調節方法および装置 - Google Patents

ガラス溶融装置のガラス液位調節方法および装置

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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24Automatically regulating the melting process
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス溶融装置内のガラスの液位を調節す
る方法とその装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、ガラスの溶融装置には、溶融ガラスの液位を
検出するための液面計が設置されている。この液面計を
用いて、溶融ガラスの液位を一定のレベルに制御するこ
とにより、溶融装置内のガラスの流れが均一になりかつ
溶融ガラスの流出圧力が一定になるので、溶融ガラスの
品質の安定を図ることができると共に、オーバーフロー
が防止されるので、操業の安全を図ることができる。
この液面計としては、接触抵抗式、放射線式、レーザ
式、マイクロ波式等のいろいろなタイプのものが知られ
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、接触抵抗式液面計は、溶融ガラスの粘
度が大きい場合は精度が悪く、更に、この液面計の電極
を炉内に挿入するための炉体開口部から、炉内の反応ガ
スが吹き出して炉体を侵食するので、炉体の損傷が大で
ある。
また、放射線式液面計の場合は、作業者の安全確保の
ため、漏れ線量を減らすようアイソトープ線源とアクセ
プターの配置に留意しなければならず、充分なスペース
と日常管理が必要である。
レーザ式液面計の場合も炉体に開口部が必要であるの
で、前記接触抵抗式液面計と同様に、炉体の損傷が大で
ある。
マイクロ波式液面計の場合は、導波管取付けのための
開口部が必要であるので、炉体の損傷が大である。更
に、導波管に付着した揮発物の除去等のメンテナンスが
必要である。
更に、これらの液面計はいずれも、投入原料が山状に
なる投入場所近辺では、正確な液位の測定が困難であ
る。また、液面計によっては検出可能な液位の範囲が狭
いという欠点がある。
そこで本発明は、上記欠点をもつ液面計を用いない
で、液位を調節し、一定レベルに保持することができる
方法と装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために、本発明によるガラス溶融
装置の液位調節方法は、所定のガラス重量を設定し、ガ
ラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量し、このガ
ラス溶融装置全体の重量からガラス溶融装置の風袋重量
を差し引いてガラス重量を求め、このガラス重量と、前
記の設定したガラス重量とを比較し、この比較に基づい
て、ガラス溶融装置へのガラス原料の補充投入量を調節
することを特徴としている。
他の発明による液位調節方法は、所定重量のガラスを
含むガラス溶融装置全体の重量を設定し、ガラスを含む
ガラス溶融装置全体の重量を秤量し、設定したガラス溶
融装置全体の重量と、秤量したガラス溶融装置全体の重
量とを比較し、この比較に基づいて、ガラス溶融装置へ
のガラス原料の補充投入量を調節することを特徴として
いる。
他の発明によるガラス溶融装置の液位調節装置は、ガ
ラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量する秤量装
置と、ガラス溶融装置へガラス原料を投入する原料投入
機に付設された投入量調節装置と、前記秤量装置と投入
量調節装置との間に接続配置され、秤量装置によって秤
量されたガラス溶融装置全体の重量からガラス溶融装置
の風袋重量を差し引いてガラス重量を求め、このガラス
重量と設定されたガラス重量との比較に基づいて投入量
調節装置を制御する制御装置とを備えていることを特徴
としている。
更に、他の発明による液位調節装置は、ガラスを含む
ガラス溶融装置全体の重量を秤量する秤量装置と、ガラ
ス溶融装置へガラス原料を投入する原料投入機に付設さ
れた投入量調節装置と、前記秤量装置と投入量調節装置
との間に接続配置され、設定されたガラス溶融装置全体
の重量と、秤量装置によって秤量されたガラス溶融装置
全体の重量とを比較し、この比較に基づいて投入量調節
装置を制御する制御装置とを備えていることを特徴とし
ている。
また他の発明による溶融ガラスの製造方法は、上記の
2種のガラス液位調節方法を用いることを特徴としてい
る。
また他の発明による溶融ガラスの製造方法は、ガラス
溶融装置の重量に基づいて投入量を制御することによ
り、ガラス液位を調整することを特徴としている。
〔実施例〕
次に、図を参照して本発明の実施例を詳しく説明す
る。
第1図は、本実施例によるガラス溶融装置Aの縦断面
を示している。第1図において、1は投入された未溶融
ガラス原料2を溶融するガラス溶融ルツボ、3は溶融ガ
ラス、4はこのガラス溶融ルツボ1の底部に接続された
流出パイプである。ガラス溶融ルツボ1と流出パイプ4
はそれぞれ、炉体5,6によって取囲まれ、支持台7を介
して炉体5に支持されている。炉体5と6は互いに連結
されている。ガラス溶融ルツボ1と炉体5の間、および
流出パイプ4と炉体6の間にはそれぞれ、加熱用ヒータ
8,9が設けられている。10は炉体基部である。
前記のガラス溶融ルツボ1、未溶融ガラス原料2、溶
融ガラス3、流出パイプ4、炉体5,6、支持台7、加熱
用ヒータ8,9および炉体基部10からなるガラス溶融装置
Aの全重量は、3個所または4個所で秤量装置としての
ロードセル(ひずみゲージ)11で支持され、このロード
セル11は制御装置12に接続されている。この制御装置12
はロードセル11からの信号に基づいて、ガラス溶融装置
Aの重量を検出する重量検出部と、この重量から、予め
測定してあるガラス溶融装置Aの空の重量、すなわち風
袋重量を差し引いてガラスの重量を求める演算部と、表
示部と、このガラスの重量に基づいて、原料投入機13に
付設された投入量調節装置14を制御する制御部とを備
え、プログラミング可能である。前記原料投入機13は例
えば電磁フィーダやスクリューフィーダであり、投入量
調節装置14は制御装置12から供給された信号に基づい
て、原料投入機13の振動数または回転数、作動時間等を
制御してガラス原料の投入量を調節する。
上記構造のガラス溶融装置の場合には予め、所定のガ
ラス重量が制御装置12に入力(設定)される。この所定
のガラス重量は、ガラス溶融ルツボ1内のガラスの所望
の液位に相当する重量、すなわち液位が所望のレベルに
あるときのガラス重量でもよいし、投入を開始すべき重
量でもよい。更に、ガラスが入っていない溶融装置Aの
空の重量(風袋重量)をロードセル11によって予め秤量
しておく。次に、原料投入機13から原料を投入した後、
溶融装置Aの溶融中の全重量をロードセル11によって秤
量し、制御装置12において、前記全重量から風袋重量を
差し引くことにより、ガラス重量(未溶融ガラス原料2
を含む)求める。このガラス重量と、設定したガラス重
量との比較に基づいて、制御装置12は投入量調節装置14
を制御し、原料投入機13からの補充投入量を調節する。
それによって、ガラス溶融ルツボ1内のガラス3の液位
を所望のレベルに保持することができる。
上記のように溶融ガラス装置A全体の重量を秤量して
ガラスの投入量を調節するようにしたので、従来のよう
な多くの欠点を有する液面計を用いないで、溶融ガラス
の液位を制御することができる。依って、この液位制御
方法は、任意の液位で、正確な液位制御を可能にする。
また、炉体に開口部を設ける必要がないので、侵食によ
る炉体の損傷を生じない。更に、作業者の安全確保のた
めの充分なスペースや日常管理が不要であり、秤量装置
11のメンテナンスが簡単である。更に、未溶融ガラス原
料2も含めて秤量することができる。
次に、第2図を参照して、前記実施例によるガラス液
位調節方法の具体例について説明する。
先ず、ガラス原料を投入する前に、制御装置12の演算
部において、投入開始重量設定値WSPを10kgに設定し、
原料投入機13の投入量を一回の投入指令当り0.5kgに設
定する。更に、ガラス溶融装置Aの風袋重量を入力し、
その都度の秤量重量からこの風袋重量を差し引くように
セットする(風袋引き)。それによって、表示部に表示
されるガラス重量現在値WPVは0kgになる。次に、原料投
入機13によってガラス原料を12kg投入し(ガラス重量現
在値WPV=12kg)、ガラス溶融ルツボ1の温度を1000℃
に保持して溶融する。
その後、流出パイプ4の温度を950℃に設定し、溶融
ガラスを流出する。溶融ガラスの流出により、ガラス重
量現在値WPVが10kg以下になると、制御装置12によって
原料投入指令が発せられ、投入量調節装置14が原料投入
機13を作動させ、0.5kgのガラス原料を投入する。その
結果、ガラス重量現在値WPVは10kgを超える。
その後再び、ガラス重量現在値WPVが10kg以下になる
と、原料投入指令が発せられ、0.5kgの原料が投入され
る。これを繰り返すことにより、ガラス重量現在値WPV
を、10kg+0.5kgから10kgまでの範囲に維持することが
可能である。
このように流出パイプ4からの流出に伴う減少分を補
充投入することにより、液面計を用いることなく、ガラ
スの液位を一定に保ち、かつガラスの品質の安定と操業
の安全を図ることができる。
次に、ガラス液位調節方法の変形例について説明す
る。この変形例では、所定重量のガラスを含むガラス溶
融装置A全体の重量が、ガラス溶融装置重量設定値(G
SP)として制御装置12に入力される。このガラスの所定
重量は、ガラス溶融ルツボ1内のガラスの所望の液位に
相当する重量、すなわち液位が所望のレベルにあるとき
のガラスの重量でもよいし、投入を開始すべき重量でも
よい。制御装置12では、ロードセル11によって測定され
た、ガラスを含むガラス溶融装置A全体のその都度の重
量(ガラス溶融装置重量現在値GPV)と、前記のガラス
溶融装置重量設定値(GSP)とが比較される。この比較
に基づいて、投入量調節装置14を制御し、原料投入機13
からの補充投入量を調節することにより、溶融ガラスの
液位を調節する。
この方法の具体例を第3図に基づいて説明すると、先
ず、所定重量のガラスを含むガラス溶融装置A全体の重
量を、ガラス溶融装置重量設定値GSPとして制御装置12
の演算部に入力する。この場合、所定重量のガラス原料
を原料投入機13によって投入し、このガラスを含むガラ
ス溶融装置全体の重量を秤量し、この重量をガラス溶融
装置重量設定値GSPとする。更に、所望のガラス重量と
ガラス溶融装置Aの風袋重量が予め判っている場合に
は、ガラス溶融装置を秤量しないでガラス溶融装置重量
設定値GSPを入力してもよい。このとき、ガラス溶融装
置Aの風袋重量を150kg、ガラスの重量を10kgとする
と、ガラス溶融装置重量設定値GSPは160kgとなる。
制御装置12は、ガラスを含むガラス溶融装置A全体の
その都度の重量(ガラス溶融装置重量現在値GPV)が、
前記ガラス溶融装置重量設定値GSP以下になったとき
に、原料投入機13によってガラス原料を0.5kg補充投入
するようにプログラミングされている。
溶融ガラスの流出を開始した後、ロードセル11によっ
て測定されたガラス溶融装置重量現在値GPVが160kg以下
になると、制御装置12によってガラス原料投入指令が発
せられ、投入量調節装置14および原料投入機13によって
ガラス原料が0.5kg補充投入される。それによって、ガ
ラス溶融装置重量現在値GPVが約160.5kgとなり(ガラス
重量が約10.5kgになり)、その後再びガラス溶融装置重
量現在値が160kg以下になると、原料投入指令が発せら
れ、0.5kgの原料が投入される。これを繰り返すことに
より、ガラス液位が一定に保持される。
次に、第4図、第5図および第6図を参照して、ガラ
ス溶融装置Aの秤量構造の変形例を説明する。
第4図の場合には、ガラス溶融装置Aを架台10aに載
せて上側から吊り下げて秤量している。そのため、架台
10aとロードセル11aは吊り下げ棒15で連結されている。
第5図の場合には、ガラス溶融装置Aの炉体5の上縁
に、断面L字形のホルダー16が取付けられ、このホルダ
ー16が吊り下げ棒17を介してロードセル11bに吊り下げ
られている。
第6図の場合には、ガラス溶融装置Aを載せる架台10
bの一端がロードセル11cによって支持され、他端が定置
された軸18に、上下方向に所定の範囲内で揺動可能に支
持されている。この場合、ロードセル11cは1個所また
は2個所に配置するだけでよい。
なお、前記秤量構造の場合には、ロードセルの数と配
置位置は任意に選択可能である。
以上、実施例について説明したが、本発明は上記以外
のいろいろな種類のガラス溶融装置に適用可能である。
例えば、溶融槽、脱泡槽および攪拌機構付均質化槽を備
えた多槽式のガラス溶融装置も、炉体基部上に設置して
その重量を秤量することができる。この場合、溶融槽、
脱泡槽および均質化槽は炉体基部上に並べて配置され、
均質化槽の底に流出パイプが接続される。
更に、加熱用ヒータとしては通常カンタル線、SiC抵
抗発熱体等が用いられるが、他の発熱手段を用いてもさ
しつかえない。
更に、両加熱用ヒータにフレキシブルな平編線を接続
し、この平編線の他端を加熱用ヒータの給電用電線に接
続すると共に、外部の適当な支持装置で支持することが
できる。それによって、給電用電線の重量が炉体に作用
しなくなり、ガラス溶融装置の秤量に対する給電用電線
の重量の影響を除去することができる。
更に、ロードセル以外の秤量装置、例えば電磁はかり
等を用いることができる。
〔発明の効果〕
本発明は、液面計を用いないで、ガラス溶融装置の重
量に基づいて投入量を制御することにより、ガラスの液
位を調節するようにしたので、広い範囲内の任意の液位
で、正確な液位調節を行うことができ、その結果溶融ガ
ラスの品質の安定と操業の安全を図ることができる。ま
た、炉体の損傷を生じることがなく、作業者の安全確保
が不要で、メンテナンスが簡単である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例によるガラス溶融装置を示す縦
断面図、第2図はガラス液位調節方法を示すフローチャ
ート、第3図はガラス液位調節方法の変形例を示すフロ
ーチャート、第4図、第5図および第6図はいろいろな
秤量構造を示す概略図である。 1……ガラス溶融ルツボ、2……未溶融ガラス原料、3
……溶融ガラス、4……流出パイプ、5,6……炉体、7
……支持台、8,9……加熱用ヒータ、10……炉体基部、1
0a,10b……架台、11,11a,11b,11c……ロードセル(秤量
装置)、12……制御装置、13……原料投入機、14……投
入量調節装置、15,17……吊り下げ棒、16……ホルダ
ー、18……軸、A……ガラス溶融装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−115129(JP,A) 特開 昭55−126539(JP,A) 特開 昭51−126302(JP,A) 特開 昭48−12813(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 3/00 C03B 5/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のガラス重量を設定し、 ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量し、 このガラス溶融装置全体の重量からガラス溶融装置の風
    袋重量を差し引いてガラス重量を求め、 このガラス重量と、前記の設定したガラス重量とを比較
    し、 この比較に基づいて、ガラス溶融装置へのガラス原料の
    補充投入量を調節することを特徴とする、 ガラス溶融装置のガラス液位調節方法。
  2. 【請求項2】所定重量のガラスを含むガラス溶融装置全
    体の重量を設定し、 ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量し、 設定したガラス溶融装置全体の重量と、秤量したガラス
    溶融装置全体の重量とを比較し、 この比較に基づいて、ガラス溶融装置へのガラス原料の
    補充投入量を調節することを特徴とする、 ガラス溶融装置のガラス液位調節方法。
  3. 【請求項3】ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を
    秤量する秤量装置と、 ガラス溶融装置へガラス原料を投入する原料投入機に付
    設された投入量調節装置と、 前記秤量装置と投入量調節装置との間に接続配置され、
    秤量装置によって秤量されたガラス溶融装置全体の重量
    からガラス溶融装置の風袋重量を差し引いてガラス重量
    を求め、このガラス重量と設定されたガラス重量との比
    較に基づいて投入量調節装置を制御する制御装置とを備
    えていることを特徴とするガラス溶融装置のガラス液位
    調節装置。
  4. 【請求項4】ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を
    秤量する秤量装置と、 ガラス溶融装置へガラス原料を投入する原料投入機に付
    設された投入量調節装置と、 前記秤量装置と投入量調節装置との間に接続配置され、
    設定されたガラス溶融装置全体の重量と、秤量装置によ
    って秤量されたガラス溶融装置全体の重量とを比較し、
    この比較に基づいて投入量調節装置を制御する制御装置
    とを備えていることを特徴とするガラス溶融装置のガラ
    ス液位調節装置。
  5. 【請求項5】請求項1又は2記載のガラス液位調節方法
    を用いることを特徴とする溶融ガラスの製造方法。
  6. 【請求項6】ガラス溶融装置の重量に基づいて投入量を
    制御することにより、ガラス液位を調整することを特徴
    とする溶融ガラスの製造方法。
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