JP4582493B2 - ガラス原料供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス溶融炉の炉室に収容されたガラス溶融槽にガラス原料を供給するガラス原料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、光学部品等に使用されるガラス物品は、均質性や光学特性等に高い品位が要求される。このようなガラス物品を連続的に製造する場合、図3に示すように、ガラス溶融炉の炉室1に収容されたガラス溶融槽2にガラス原料3を供給し、発熱体4により加熱し溶解して溶融ガラス5とし、この溶融ガラス5を清澄し、十分に攪拌して均質化し、成形に適した温度付近まで温度を低下させた後、所望の形状に成形している。
【0003】
従来のガラス原料供給装置は、炉室1のバケット挿入口1aに開閉可能に設けられた扉1bを開き、所定量のガラス原料3を保持するバケット6aを先端に有して進退移動及び軸回転自在な柄杓6を駆動させて、炉室1に収容されたガラス溶融槽2にガラス原料3を間欠的に供給するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のガラス原料供給装置では、ガラス溶融槽2内の溶融ガラス5の液面5a上にガラス原料3を供給すると、ガラス溶融槽2内に配置された白金槽2aの溶融ガラス5の液面5aが接するメタルライン2bと呼ばれる側壁面の部位に、供給された未溶解のガラス原料3が接触し、白金槽2aのメタルライン2b表面でガラス原料3が溶解反応を起こすので、溶解反応により側壁面のメタルライン2bが集中的に浸食されガラス溶融槽2の寿命が短くなるという問題点がある。
【0005】
また、従来のガラス原料供給装置では、バケット6aからガラス原料3が供給される際に、粉末状のガラス原料3が飛散して炉室1内の発熱体4や耐火物等を劣化させるので、頻繁にガラス溶融炉の補修が必要となる問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、高いガラス品位を維持しつつ長期間安定して連続的にガラス溶融炉の稼働を可能にするガラス原料供給装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガラス原料供給装置は、調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接する側壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、前記供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであることを特徴とするものであり、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に加熱可能な通電加熱手段を備えてなることが好ましい。
【0008】
上記ガラス原料供給装置の構成において、供給パイプは、下部の供給口が、ガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接するガラス溶融槽の側壁面から所定距離に離隔配置されており、供給されたガラス原料が未溶解のまま溶融ガラスの液面が接する白金槽等の側壁面のメタルラインに接しないようにすることが重要である。即ち、供給パイプのガラス原料が出る供給口を溶融ガラス液面に対して所定位置に離隔配置させることにより、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給口を塞いで、供給口からガラス原料が飛散することを防止すると共に炉室内の雰囲気が煙突状態となっている供給パイプ中の上昇気流による排出を抑制することが可能となる。上部の受取口としては、搬送手段により搬送されたガラス原料をこぼすことなく受け取ることができれば使用可能であり、搬送手段のガラス原料を送り出す部分を上部の受取口に嵌入し略気密状態にしておくことが炉内の温度を維持する上で好ましい。また、供給パイプの材料として一部または全部を白金製または白金合金製とすることにより、耐熱性及び耐浸食性をもたせて溶融ガラス中に不純物が混入することを防止することができると共に、炉室から露出している部位を通電加熱することが容易となる。
【0009】
搬送手段としては、調合・攪拌されたガラス原料を分離させることなくガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送することができれば使用可能であり、粉体を移送可能な振動フィーダー等が適している。
【0010】
また、本発明のガラス原料供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位を冷却可能なジャケット部を備えてなることを特徴とする。
【0011】
炉室から露出している部位を冷却する場合、ステンレス製のジャケット部内に冷却水他の冷媒を導入する構造が適している。
【0012】
【作用】
本発明によれば、調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、かつ該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、前記供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであるので、供給パイプの供給口からガラス溶融槽内の溶融ガラス液面の略中央部にガラス原料を集中的に供給することができ、未溶解のガラス原料が飛散する現象、および溶融ガラス液面上に未溶解のガラス原料が広がってガラス溶融槽の白金からなる側壁面のメタルラインに接触する現象を防止することができる。
【0013】
また、本発明の供給装置は、供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段を設けてなるので、ガラスの品種が切り替わった場合等に供給パイプの供給口をガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定の高さに移動させることにより、以前の品種と溶融性が異なりそのままでは未溶解のガラス原料がメタルラインまで広がるような状況であっても、供給パイプの供給口をガラス原料で実質的に塞ぐことにより溶融ガラス液面上でガラス原料が所定範囲以上に広がらないようにすることができる。
【0014】
さらに、本発明の供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位を加熱可能な通電加熱手段を備えてなるので、供給パイプ内壁に付着して堆積を起こしやすい硼酸等の成分が、組成や粒度にもよるが30質量%を超えるガラス原料、さらには40質量%を超えるようなガラス原料を使用する場合でも、供給パイプを通電加熱して付着及び堆積を防止することにより、ガラス原料による供給パイプの閉塞によるトラブルを防止することができ、且つ炉室内の温度を安定させることが可能となる。
【0015】
また、本発明の供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に冷却可能なジャケット部を備えてなるので、硼酸等の成分が40質量%以下のガラス原料、好ましくは30質量%以下のガラス原料を使用する場合には、供給パイプの炉室から露出している部位を冷却する構造にすることで、ステンレス等の安価な材料が使用可能となり、高価な白金等を大幅に削減することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の説明図を図1に示す。図中、1は電鋳煉瓦や断熱煉瓦等の耐火物壁により構成された炉室を、2は耐火物からなるガラス溶融槽を、2aはガラス溶融槽2内に配置された白金槽を、3はガラス原料を、4は発熱体を、5は溶融ガラスを、7は振動フィーダーを、8は供給パイプを、9は供給パイプ8の昇降手段を、10は電源装置を各々示しており、前出の図2と同一部分には同一符号を付してそれぞれ示している。
【0017】
本発明に係るガラス原料供給装置の一例を説明する。
【0018】
本発明のガラス原料供給装置では、図1に示すように、ガラス原料3のステンレス鋼からなる搬送部7aを有する振動フィーダー7は、調合・攪拌されたガラス原料3をガラス溶融槽2が収容された炉室1の上方に搬送するものであり、炉室1の天井1aを貫通して略垂直に配設された供給パイプ8の受取口8aに搬送部7aの端部7bが嵌入されている。供給パイプ8は、白金ロジウム合金からなり、上部に開口して振動フィーダー7により搬送されたガラス原料3を受け取る受取口8aと、それに続く筒状部8bと、下部に開口して受け取ったガラス原料3を出す供給口8cを有するものであり、供給口8cはガラス溶融槽2内の溶融ガラス5の液面5aに対して、例えば、高さ50mmに位置し、且つ溶融ガラス5の液面5aが接する白金槽2aの側壁面のメタルライン2bから300mm離れている。
【0019】
また、供給パイプ8は、ケース部9aとその巻き上げ装置9bからなる昇降手段9に固定されており、供給口8cを溶融ガラス5の液面5aに対して移動可能となっている。
【0020】
さらに、供給パイプ8の炉室1から出ている上部には電極8d、8eが設けてあり、電源装置10に接続することにより通電加熱が可能となっている。
【0021】
次に、炉室1内のガラス溶融槽2にガラス原料3を供給する一例について説明する。
【0022】
まず、調合・攪拌されたガラス原料3をホッパー(図示省略)等を使用してガラス原料供給装置の振動フィーダー7の搬送部7aに連続的に投入する。搬送部7a中のガラス原料3は、振動により炉室1の上方に搬送され、搬送部7aの端部7bから供給パイプ8の受取口8aに投入される。供給パイプ8内のガラス原料3は、炉室1から出ている電極8d、8eにより通電加熱された上部を通過し、下部に開口した供給口8cまで落下して供給口8c直下の溶融ガラス5の液面5a上に積み上げられる。積み上げられたガラス原料3が供給口8cの高さに達すると、供給口8cがガラス原料3により閉塞され、それ以後ガラス原料3は液面5a上に広がらなくなる。このような状態で、液面5aに接する部分のガラス原料3が溶解反応を起こして溶融ガラス5となり、溶けた量だけ逐次供給口8cからガラス原料3がガラス溶融槽2に供給される。
【0023】
また、ガラスの品種が切り替わった際に、供給パイプ8の供給口8cをガラス溶融槽2内の溶融ガラス5の液面5aに対して所定の高さに移動させることにより、以前の品種と溶融性が異なりそのままでは未溶解のガラス原料3がメタルライン2bまで広がるような状況であっても、供給パイプ8の供給口8cをガラス原料3で実質的に塞ぐことによりガラス原料3がメタルライン2bまで広がるのを防止することができた。
【0024】
上記のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉は、硼酸等の成分が40質量%を超えるようなガラス原料を使用する場合でも、12ヶ月以上連続して稼働することが可能となった。
【0025】
これに対して従来のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉では、ガラスの種類にもよるが、約2ヶ月の稼働の後に、発熱体の交換が必要となり、約6ヶ月の稼働後に、メタルラインから溶融ガラス漏れを起こし本格的なガラス溶融炉の修理が必要であった。
【0026】
次に、本発明に係る他の実施の形態について説明する。
【0027】
ガラス原料供給装置は、図2にその要部を示すように、他の部分が、図1と同じであり、供給パイプ11の炉室1から出ている上部には、ステンレス製のジャケット部11dが設けてあり、ジャケット部11dに配管11eから冷却水Wを導入し、暖まった冷却水Wを配管11fから排出することにより安定した冷却が可能となっている。
【0028】
このような供給パイプ11を備えた炉室1内のガラス溶融槽2にガラス原料3を供給する一例について説明する。
【0029】
まず、調合・攪拌されたガラス原料3をホッパー(図示省略)等を使用してガラス原料供給装置の振動フィーダー7の搬送部7aに連続的に投入する。搬送部7a中のガラス原料3は、振動により炉室1の上方に搬送され、搬送部7aの端部7bから供給パイプ11の受取口11aに投入される。供給パイプ11内のガラス原料3は、炉室1から出ているジャケット部11dにより冷却された上部を通過し、それに続く筒状部11bを経て、下部に開口した供給口11cまで落下して供給口11c直下の溶融ガラス5の液面5a上に積み上げられる。積み上げられたガラス原料3が供給口11cの高さに達すると、供給口11cがガラス原料3により閉塞され、それ以後ガラス原料3は液面5a上に広がらなくなる。このような状態で、液面5aに接する部分のガラス原料3が溶解反応を起こして溶融ガラス5となり、溶けた量だけ逐次供給口11cからガラス原料3がガラス溶融槽2に供給される。
【0030】
上記のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉は、硼酸等の成分が30質量%以下のガラス原料を使用した際に、12ヶ月以上連続して稼働することが可能となった。
【0031】
なお、上記発明の実施の形態では、搬送手段として振動フィーダーを使用しているが、これに限らず、スクリューフィーダー、バケットフィーダー等を使用してもよい。また、略垂直に配設され供給パイプとしてはガラス原料の供給に支障のない角度であれば多少傾いていてもよい。また、本発明は、中型から小型のガラス溶融槽に容易に適用可能であるが、比較的大型のガラス溶融槽にも適用が可能である。
【0032】
【発明の効果】
本発明のガラス原料供給装置は、上記の構成により、高いガラス品位を維持し、且つ連続的に長期間のガラス溶融炉の稼働が安定して可能となる実用上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガラス原料供給装置の説明図。
【図2】本発明の他のガラス原料供給装置の説明図。
【図3】従来技術によるガラス原料供給装置の説明図。
【符号の説明】
1 炉室
2 ガラス溶融槽
2a 白金槽
2b メタルライン
3 ガラス原料
4 発熱体
5 溶融ガラス
6 柄杓
7 振動フィーダー
7a 搬送部
7b 端部
8、11 供給パイプ
8a、11a 受取口
8b、11b 筒状部
8c、11c 供給口
9 昇降手段
9a ケース部
9b 巻き上げ装置
10 電源装置
11d ジャケット部
11e、11f 配管
W 冷却水
Claims (3)
- 調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接する側壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、
前記溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであることを特徴とするガラス原料供給装置。 - 供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に加熱可能な通電加熱手段を備えてなることを特徴とする請求項1に記載のガラス原料供給装置。
- 供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に冷却可能なジャケット部を備えてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガラス原料供給装置。
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