JP5021496B2 - 溶融ガラス成形モールドを潤滑するための改良方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス成形機械のモールドを、その中にスートを付着させることによって潤滑するための方法および装置に関し、スートは、点火デバイスによって送出されるスパークの結果として、酸素と可燃性燃料の濃厚な可燃性混合物の間欠的な点火から生じる。より詳細には、本発明は、モールドが、個々のセクション（Ｉ．Ｓ．）タイプのガラス容器成形機械のモールドである、前述の特徴の方法および装置に関する。

例えば、米国特許第５，７４６，８００号（アンブロジオ）あるいは同第５，６７９，４０９号（シーマン）から知られているように、ガラス製造機械の溶融ガラス接触面、例えば、そのようなガラス製造機械の成形モールドの内面を、そのような表面を在来のオイルおよびグラファイト主体のモールドドーパントで定期的にブラッシングする代わりとして、カーボンスートの薄い層で潤滑するのが望ましい。そのようなスートコーティングは、コーティングされるべきモールド表面に炎を差し向けるバーナーによって、例えば、アセチレンあるいはメチルアセチレン（methacetylene）とプロパジエン（時にＭＡＰＰガスあるいはＭＡＰＤガスと呼ばれる）のようなアセチレン主体のガスの混合物のような、炭素ガスの部分的な酸化によって得られる。

前述のシーマンの’４０９号特許は、ＭＡＰＤガスと酸素の混合物を、天然ガス由来のパイロット火炎によって点火した後、コーティングされるべき表面に差し向ける、モールド表面スートコーティングシステムを記載する。シーマンの’４０９号特許に記載されているように、ガラス製造機械のスートバーナーの運転の本質的に間欠的な性質のために、ＭＡＰＤガスと酸素の混合物は、バーナーからバーナーノズルの中への火炎の逆火を防ぐように注意深く制御されなければならず（３欄、９〜２０行目）、シーマンの’４０９号特許のシステムは、単一のスートバーナーが回転テーブル上の全てのモールドを手入れする、ハートフォード２８食卓用食器具ガラス回転成形機械のガラス製造モールドをスート被覆するに当たって、巧い方法で作動することのできることが分かったことが理解される。その点において、ハートフォード２８食卓用食器具機械のスートバーナーのパルス速度は、かなり高周波数で起こり、空気燃料混合器を通して燃料ラインへの酸素の逆流によって逆火が起こるいかなる傾向をも、スート装置の作動条件の注意深い制御によって回避することができる。

しかしながら、ハートフォード２８ガラス製造機械は、様々な食品および飲料品を包装する際に用いられる容器のような、限られた開口部を有する中空のガラス容器の製造には向いていない、なぜならば、そのような製品は、割りモールドを有する機械で製造されなければならないからである。例えば、共通に譲渡された米国特許第６，０９８，４２７号（カークマン）あるいは同第３，６１７，２３３号（マンフォード）（各々の開示をここに参照として援用する）、に記載されるように、個々のセクション（Ｉ．Ｓ．）機械は、ガラス成形割りモールドとともに作動する２ステップ成形機械タイプであり、そのような機械タイプは、そのような容器の製造に広く用いられる。Ｉ．Ｓ．機械の様々な機械セクションの各々に別々のスートバーナーを設ける必要に照らして、Ｉ．Ｓ．機械用スートバーナーは、ハートフォード２８機械用のスートバーナーよりも、頻繁に作動しない。その理由から、これまで、バーナー着火パルス間の比較的長い時間中の、燃料酸素混合器から燃料ラインへの酸素の逆流の結果として起こる逆火のために、シーマンの’４０９号特許によって教示されたタイプの予備混合タイプのバーナーを、Ｉ．Ｓ．機械の運転に適合することができなかった。

前述のアンブロジオの’８００号特許（その開示をここに参照として援用する）に記載されたガラス成形機械は、個々のセクション（Ｉ．Ｓ．）ガラス容器成形機械に相当する。しかしながら、この引用文献は、スートヘッドから離れて位置決めされるスパーク通電デバイス、すなわち要素２３、の使用を教示し、そのような位置決めは、ケーブル中の電磁干渉（ＥＭＩ）が、ガラス成形機械の電子制御システムあるいはその他の電気要素の作動と干渉するのを防止するために、スパーク賦勢デバイスからスパーク電極、すなわち要素２２まで、良好な遮蔽ケーブルの使用を必要とする。

共通に譲渡された米国特許出願公開第２００３−０２２１４５５号（スコット他）（その開示もここに参照として援用する）は、Ｉ．Ｓ．ガラス成形機械のモールドをスート被覆するためのスートシステムを教示する。前述のスコット他の出願は、特に、表面混合バーナーの下流の位置で点火器の間隔をへだてた要素間の電気スパークによって点火されるべき酸化剤および炭素燃料の流れを、間欠的に別々に放出し、それによって、着火パルス間の休止期間中、酸化剤あるいは燃料ライン内の、酸化剤と燃料の混合から生ずる逆火を抑制する、表面混合バーナーの使用を教示する。先に述べたように、連続的な着火パルス間の休止期間は、ハートフォード２８機械よりもＩ．Ｓ．機械でより長いので、逆火の潜在的な問題は、米国特許第６，０６８，８８９（シーマン）の教示が適用できるようなハートフォード２８食卓用食器具ガラス成形機械の場合におけるよりも、Ｉ．Ｓ．機械の場合において、より厳しい。

Ｉ．Ｓ．ガラス容器成形機械と関連して使用されるどのようなスート被覆システムでも、混合する酸化剤と燃料の流れ、あるいはそれらがあらかじめ混合された混合物を適当に点火し、それらからスートを生じさせるために、間欠作動のスパークデバイスの間隔をへだてた点火器電極を着火するのに、非常に高電圧、例えば、点火器電極間の間隔に依存して、１２，０００〜１５，０００ボルトを、使用することが重要である。そのような電圧は、例えば、低圧電源を、スパークデバイスを間欠的に作動するために必要とされる高電圧に変換する電子素子によって、在来の電源、１２〜２４ボルトＤＣから作り出される。これは、所定レベルの蓄積エネルギーを有するコンデンサーを短絡させることによってスパークを生じさせる、容量放電法によってなされる。それは、変圧器の一次巻線の中を通る電流が中断されたとき、高電圧誘導スパイクを発生する、誘導発生法によってなされてもよく、このことにより、二次側が、電圧を巻数比に基づいて、２０ｋボルトと３５ｋボルトの間であるパルスに増加させる。ガラス成形機械スートシステムのために、誘導放電スパークシステムは、幾分低いピークアンペア数パルス、例えば、容量放電点火器のために１００アンペアほどの高さに対して約６アンペアとなり、且つこれが、近くの労働者に、より低い安全性リスクを与えるという点で、有利である。

Ｉ．Ｓ．ガラス容器成形機械の周囲の物理的環境は込み合っているので、今まで、スパークデバイスのための高電圧電源を、潤滑されるべき機械モールドの近くに設置することは知られていなかった。高電圧電源が、機械モールドから遠く離れて位置決めされるとき、低電圧電源から高電圧スパークパルスを導くために、はなはだしく長い電気ケーブルを必要とする。これは、高電圧ケーブルは、はなはだしく長いとき、十分に遮蔽することができない、過度のレベルの電磁干渉（ＥＭＩ）を生じ、なぜならば、そのような遮蔽が、長いケーブルにわたってスパークに過度のキャパシタンスを加え、それによって、スパークギャップを横切る電圧を非常に低いレベルに減じるからである、という点で、作動的に厄介となる傾向がある。この問題は、Ｉ．Ｓ．機械用スートシステムでは、そのような機械が、複数キャビティベースで、すなわち、各機械セクションで、２つ、３つあるいは４つの容器を同時に生産する、複数のモールドが設けられているベースで作動されるとき、いっそうひどくなる、なぜならば、機械セクションの各々の、モールドの各々にスートヘッドを設ける必要があり、ケーブルから各スートヘッドまでのＥＭＩは、特に、スートヘッド用のスパークデバイスを重なったパルスで着火させるならば、成形機械の電子制御システムの作動と干渉することがあるからである。

本発明によれば、例えば、少なくとも１５，０００ボルトの非常に高電圧パルスが、Ｉ．Ｓ．ガラス容器成形機械のモールドに近接して配置される、スートヘッド用のスパークデバイスの間隔をへだてた点火器要素に、間欠的に与えられる。スパーク電圧は、スートヘッド内に埋設され、スパークデバイスの間隔をへだてたスパーク電極に直接接続された、誘導放電デバイスによって提供されるが、容量放電デバイスの使用も企図することができる。本発明の誘導放電デバイスは、電源から遠隔電気パネルからのケーブルによって比較的低電圧源、例えば、１２〜２４ボルトパルスＤＣ源を受け、且つこの低電圧源を、そのようなキャビティ用のスパークプラグの直上に位置決めされた、各機械キャビティ用のコイルに伝える。電気パネルからスパークデバイスまでのケーブルは、比較的低電圧で作動するので、電気パネルとスパークデバイス変圧器との間の通常の間隔にもかかわらず、ケーブルが、成形機械電子制御システム、あるいは近くのスートヘッドの作動と干渉することのあるレベルのＥＭＩを放出するのを防止するために十分に遮蔽される必要はない。

誘導放電デバイスを、それが作動するようになっているスートヘッド内に埋設することによって、高電圧ラインの長さは非常に短くなり、これは、スートヘッド内あるいは近くのスートヘッドの望ましくないＥＭＩを最小にする。更に、複数のスートヘッド配置、例えば、「４連」Ｉ．Ｓ．機械（すなわち、１つの機械が、各機械セクションで、４つの容器を同時に生産する）のための配置では、各機械セクションのために、４つのスートヘッドを必要とし、機械作動サイクルは、様々なスートヘッドのためのスパークパルスにおいていかなる重なりもなくこれらのスパークデバイスを着火させるのに十分な時間を提供し、これは、あらゆるスートヘッドのためのスパークパルスが、あらゆる近くのスートヘッド用のスパークデバイスの作動と干渉するのを防止するのに更に役立つ。

従って、本発明の目的は、Ｉ．Ｓ．ガラス容器成形機械のモールドにスートを付与するための改良された方法および装置を提供することにある。より詳細には、本発明の目的は、過度なレベルの電磁干渉を生じさせることなく、間欠ベースで作動することのできる、且つ広い範囲のパルス周波数にわたって作動することができることの必要なしにそのように作動することのできる、前述の特徴の方法および装置を提供することにある。

本発明およびそれらの目的を更に理解するために、図面およびそれらの以下の簡単な説明、本発明の詳細な説明および添付した特許請求の範囲に、注意が向けられる。

本発明によるガラス接触成形面スートデバイスを、図１および２に、全体的に参照番号１０として示す。スートデバイス１０は、燃料を、入口１２を通じて、且つ酸化剤を、酸化剤入口１４を通じて受け入れる。供給源（図示せず）からの加圧酸化剤は、入口１４に送出され、且つ供給源（図示せず）からの加圧燃料は、入口１２に送出される。入口１４に送出された酸化剤は、好ましくは、商業的供給源からのボンベ入り酸素のような、比較的純粋な酸素であるが、富酸素空気供給源の使用も企図される。入口１２に送出された燃料は、好ましくは、ＭＡＰＰガス（メチルアセチレンとプロパジエンの混合物）である。入口１４からの酸化剤は、酸化剤通路１８を通じて表面混合タイプのバーナー１６に送出され、入口１２からの燃料は、燃料通路２０を通じてバーナー１６に送出される。１つのバーナー１６のみを図３に示すが、例えば、図１に示すように、３連ゴブＩ．Ｓ．機械の各セクションに３つのバーナー、あるいは「４連」Ｉ．Ｓ．機械の各セクションに４つのバーナーなど、Ｉ．Ｓ．ガラス容器成形機械の各セクションのキャビティ毎にバーナーがあることが理解されるであろう。

酸化剤通路１８および燃料通路２０から受けたとき、バーナー１６から流れる燃料および酸化剤は、バーナー１６から出ると、直ちに混合し始める。そのすぐ後に、少なくとも部分的に混合された燃料および酸化剤は、通常の分子拡散とともに、それらの流れと関連した乱流によって、少なくとも混合して、可燃性混合物を形成し、可燃性混合物は、誘導放電スパーク点火器５４からのスパークによって点火され、該点火器は、以下でより十分に説明するように、バーナー１６から入口の下流の位置で、バーナー１６が関連するスートヘッド内に埋設される。

スパーク点火器５４は、高電圧パルスを、コイル５６から、一対の間隔をへだてた電極５８、６０の一方あるいは他方に送る。スパーク点火器５４は、比較的低電圧の電力、例えば、１２〜２４ボルトＤＣを、パルスベースで遠隔電気パネル６２から、間隔をへだてた電線６４−１、６４−２、すなわち、スパーク点火器５４毎にそのような一組の間隔をへだてた電線を通して受け、電線６４−１、６４−２は、全長が約８〜１０フィートの電線６５を貫いて延びる。電線６４−１、６４−２は、低電圧で作動するので、電線は、ヘッド１０が関連するＩ．Ｓ．機械用の電子制御システムの正しい作動を干渉することのあるレベルのＥＭＩノイズを放出しない。図２に示すように、表面混合スートバーナー１６は、前述のスコットの’４５５号公開出願に参照番号２１６で識別されたものに相当し、バーナーの長手方向中心軸線が、ガラス製造モールド（図示せず）の長手方向中心軸線と同軸で位置決めされ、バーナー１６からの出口とそのようなモールドへの入口との間はほんの短い距離である。バーナー１６からの酸化剤および燃料流れの急速な混合により、バーナー１６からの炎は、モールドの内側の溶融ガラス接触面の全ての部分に、そのような全ての部分の、モールドへの入口の部分のあるいはそれに非常に近い部分での、効果的なスート被覆のために、接触する。

誘導放電点火器は、Ｍ．メリトによる「応用メモ−ＩＧＢＴＳを用いた自動車点火」と題した１９９９年のＳＴマイクロエレクトロニクス発行物に記載されているように、自動車のスパークプラグを作動するための点火システムとして知られており、この発行物の開示を、参照として本願に援用する。勿論、自動車スパーク点火システムは、広範な点火パルスにわたって作動できねばならず、ガラス容器スートシステム用のスパーク点火システムは、一定のあるいは比較的一定の点火パルス速度でのみ作動することができることを必要とする。この場合は、点火コイル５６が、１分当り４０００パルスの一定の速度で点火するのが好ましい。

発明者によって企図された、本願の出願日において本発明を実施するための最良の形態をここに示し、且つ記載してきたが、本発明の範囲から逸脱せずに、適当な変形、変更および均等をなすことができることは、当業者に明らかであり、そのような範囲は、以下の特許請求の範囲の表現およびそれらの法律上の均等物によってのみ限定される。

本発明の方法の実施に用いるための、本発明による装置に用いられる電気系統の概略図である。 本発明の好ましい実施形態による３連ゴブガラス容器成形機械用ヘッドの斜視図である。 図２の３−３線での断片的な且つ拡大した断面斜視図である。

Claims (5)

1. Ｉ．Ｓ．タイプのガラス容器成形機械のセクションで使用するための装置であって、
   セクションは、加圧あるいは吹込みによって、成形可能なガラスからガラス容器のパリソンを成形するための、少なくとも１つのブランクモールドを有し、
   燃料と酸化剤の濃厚な可燃性供給物のパルスを、少なくとも１つのブランクモールドに向って流すために、間欠的に送出するように位置決めされたバーナーを有するスートヘッドと、
   スートを出す火炎を生じさせるために、燃料と酸化剤の可燃性供給物を間欠的に点火するように前記スートヘッド内に埋設されたスパークデバイスと、
   １２，０００〜１５，０００ボルトの高電圧パルスでスパークデバイスを間欠的に賦勢するように前記スートヘッド内で、Ｉ．Ｓ．機械用電子制御システムの固有の作動との干渉を回避するよう前記スパークデバイスの十分近くに位置決めされた点火コイルと、
   比較的低電圧電源を、前記点火コイルに伝えるための手段と、を有する、
   ことを特徴とする装置。
2. １２〜２４ボルトＤＣの低電圧電源を点火コイルに伝えるための電気パネルを更に有し、前記電気パネルは、前記バーナーから遠く離れて位置決めされる、請求項１に記載の装置。
3. 点火コイルは、１分当り４，０００パルスの比較的一定の着火パルス速度で作動される、請求項１に記載の装置。
4. 前記ガラス容器成形機械のセクションは、複数のブランクモールドを有し、
   （ａ）複数のスートヘッドを有し、前記スートヘッドの各々は、燃料と酸化剤の濃厚な可燃性供給物のパルスを、前記ブランクモールドの１つに向って流すために、間欠的に送出するように位置決めされたバーナーを有し、
   （ｂ）複数のスパークデバイスを有し、各スパークデバイスは、スートを出す火炎を生じさせるために、前記バーナーの１つからの燃料と酸化剤の可燃性供給物を間欠的に点火するように前記スートヘッドの１つ内に位置決めされ、
   （ｃ）１２，０００〜１５，０００ボルトの高電圧パルスで前記スパークデバイスの各々を間欠的に賦勢するように前記各スートヘッド内で、Ｉ．Ｓ．機械用電子制御システムの固有の作動との干渉を回避するよう位置決めされた点火コイルを有する、
   請求項１に記載の装置。
5. １２〜２４ボルトの低電圧電源を各点火コイルに伝えるための電気パネルを更に有し、前記電気パネルは、前記バーナーから遠く離れて位置決めされる、請求項４に記載の装置。

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