JP5294495B2 - フロートガラスの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フロートガラスの製造装置に関し、より詳しくは、フロートガラス法（ｆｌｏａｔ ｇｌａｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓ）によるフロートガラスの製造装置に関する。

本出願は、２００９年２月１３日出願の韓国特許出願第１０−２００９−００１１９８０号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

一般に、フロートガラス法によるフロートガラス（シートガラス、フラットガラス、または板ガラスとも知られている）の製造装置は、フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）に貯蔵されて流動する溶融金属（溶融錫など）上に溶融ガラスを連続的に供給して溶融金属上に溶融ガラスを浮遊させながら、表面張力と重力によって平衡厚さの付近に到達した溶融ガラスリボンを形成し、フロート槽の出口に接した徐冷炉（ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｌｅｈｒ）に向いて溶融ガラスリボンを引っ張ることで、一定幅の帯またはリボン状のフロートガラスを連続的に製造する装置である。

ここで、溶融金属は、例えば、溶融錫または溶融錫合金を含んでおり、溶融ガラスより比重が大きく、還元性水素（Ｈ_２）及び／または窒素（Ｎ_２）ガスで満たされたフロートチャンバー（ｆｌｏａｔ ｃｈａｍｂｅｒ）内に収容されている。溶融金属が収容されるフロートチャンバー内のフロート槽は、水平に延びた構造であり、内部に耐熱性の高い材料（例えば、耐火れんが）を含む。溶融ガラスはフロート槽の上流端から下流端に向いて移動しながら溶融金属の表面で溶融ガラスリボンとして成形される。その後、溶融ガラスリボンはフロート槽の下流端に設定された、いわゆるテイクオフポイント（ｔａｋｅ−ｏｆｆ ｐｏｉｎｔ）で溶融金属から離されて引き上げられ、次の工程である徐冷炉に送られる。

しかし、フロートチャンバー内部の溶融金属は高温（約６００〜１１００℃）状態であるため、溶融金属、溶融ガラス、雰囲気中のＮ_２、Ｈ_２、微量のＯ_２、Ｈ_２Ｏ及びＳなどが化学的に反応して、一般にドロス（Ｄｒｏｓｓ）と呼ばれる不純物を発生させる。特に、フロート槽の下流端（クールエンド）のテイクオフポイント付近はその上流端（ホットエンド）に比べて低温であるため、溶融金属の溶解度が下流端で減少することで、微細な金属酸化物、例えばＳｎＯ_２などのドロスが下流端で生成され易いだけでなく、その周辺にたまり易い。このようなドロスはテイクオフポイントから溶融ガラスリボンを引き上げるとき、溶融ガラスリボンの下面に付着してフロート槽から取り出されるので、後工程及び／または最終製品のフロートガラスの品質を著しく低下させるスクラッチ、染みなどの原因になる恐れがある。

このような問題を解決するための多様な従来技術が開示されている。特許文献１に開示されているように、従来のフロートガラスの製造装置は、フロート槽の長さ方向の終端部の側壁と端壁によって幅方向に少し拡張した、平面が略Ｔ字状のポケット部を有する回収流路を備える。該回収流路は露出流域から回収流路内に収集されたドロスをポケット部に向いて誘導できるように所定の角度で設けられ、ポケット部からドロスをフロート槽の外に排出させる。

特許文献２に開示されているように、他の従来のフロートガラスの製造装置は、フロートガラスの引き抜き方向に対して交差する方向に沿って延びる第１流路、及び第１流路の端部に接続し、側壁の外側からダム部に連通するように配置された第２流路を備え、溶融金属をフロート槽に対して別の通路を用いて下流端から上流端まで還流させる。

上記のような従来技術では、フロート槽内で発生する汚染によって生じたドロスを下流端の両側で除去する。しかし、このような従来技術によれば、下流端の溶融ガラスリボンの中央下部にたまったドロスを除去し難く、このドロスを除去するためには、別の木材で作られたストラップ状のツールでサイドシーリング（ｓｉｄｅ ｓｅａｌｉｎｇ）を開放しなければならない。このような作業環境下では、サイドシーリングの開放によってフロート槽の２次汚染が生じる恐れがあるだけでなく、作業の安全性が保証されないので、フロートガラス製品の品質及び工程安定性を低下させるという問題点があった。

特公昭４５−３０７１１号公報 特開２０００−１２８５５２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フロート槽の床れんがのうち下流端部位の「リップブロック（ｌｉｐ ｂｌｏｃｋ）」の中央部位に排出口を形成し、その排出口と連通する一対のサイド流路をフロート槽の側面と連結させて溶融金属の流れをフロート槽の中央から側面に誘導することで、溶融金属上に浮遊したドロスを安定的に除去できるように構造が改善されたフロートガラスの製造装置を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、流動可能な溶融金属が貯蔵され、該溶融金属上で溶融ガラスが流動するフロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を有する本発明によるフロートガラスの製造装置は、前記フロート槽の下流端の壁面に衝突する前記溶融金属及び溶融金属上で浮遊するドロスを排出するように前記壁面の中央に貫設された排出口、及び前記排出口と前記フロート槽の両側を連通するように前記壁面内に設けられた一対のサイド流路を備える。

望ましくは、本発明の装置は前記ドロスを前記排出口に案内するためのガイド部材をさらに備える。

望ましくは、前記ガイド部材は前記排出口の入口に形成されたラウンド部を含む。

望ましくは、前記ガイド部材は壁面の両側から壁面中央の前記排出口に向かって内側に傾斜するテーパーガイド壁を含む。

望ましくは、前記ガイド部材は出口の幅が入口の幅より狭い漏斗状の排出口を含む。

望ましくは、前記サイド流路を流れる前記溶融金属を加熱するため、該当サイド流路に配置された加熱部をさらに備える。

望ましくは、前記加熱部はヒーターを含む。

望ましくは、前記溶融金属に対して移動磁界を印加することで、前記排出口及び前記サイド流路内で前記溶融金属及び前記ドロスの還流を発生させる循環部材をさらに備える。

前記循環部材はリニアモーターを含む。

本発明によるフロートガラスの製造装置によれば、フロート槽の下流端部位のリップブロックの中央部分にたまるドロス（不純物）をフロート槽の両側に効果的に還流させることで、フロートガラス製品の品質が一層高められ、工程の安定性を図ることができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置を示した概略平面図である。 図１の側面図である。 本発明の他の実施例によるガイド部材を示す図であって、変形されたリップブロックまたは排出口の形状を示す。 本発明の他の実施例によるガイド部材を示す図であって、変形されたリップブロックまたは排出口の形状を示す。 本発明の他の実施例によるガイド部材を示す図であって、変形されたリップブロックまたは排出口の形状を示す。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置を詳しく説明する。

本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置を示した概略平面図であり、図２は図１の側面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施例によるフロートガラスの製造装置１００は、いわゆる、フロートガラス法によってフロートガラスを製造するためのものであって、下部のフロート槽１１０及びフロート槽１１０の上部を覆っている屋根１２０を含むフロートチャンバーを備える。フロートチャンバーは入口（図示せず）と出口１１２を持つ密閉された形態である。

フロート槽１１０は、溶融錫、溶融錫合金などの溶融金属Ｍを貯蔵する。このような溶融金属Ｍは、フロート槽１００の上流端（図面の左側）から供給されて溶融ガラスＧによって下流端（図面の右側）に移動する。また、溶融金属Ｍはフロート槽１００内部の温度勾配によってフロート槽１１０の上流端から下流端に流動すると同時に、フロート槽１１０の中心から両側に流動する。温度勾配とは下流端と比較的高温に保持される上流端との温度の差である。溶融ガラスＧは上流端から下流端に向いて移動した後、テイクオフポイントＴＯで溶融金属Ｍの表面から離されて引き上げられ、次の工程の徐冷炉（図示せず）に向いて引き抜かれる（矢印Ｃ参照）。

前記フロートチャンバー内の雰囲気は窒素と水素との混合気体からなる。このような混合気体は外部大気より少し高い圧力で維持される。溶融金属Ｍ及びリボン状の溶融ガラスＧは、電気ヒーター（図示せず）によって約８００ないし１３００℃程度に維持される。溶融ガラスＧは無アルカリガラスまたはソーダ石灰ガラスなどである。フロート槽１１０の内部における溶融金属Ｍの流動発生原理と構造、及び溶融ガラスＧの投入、リボン化、移動及び排出などは一般的なフロートガラス法で公知されているため、本実施例ではその詳細な説明を省く。

前記フロート槽１１０は、下流端の壁面、すなわち、リップブロック１１４の中央に貫設された排出口１３０、及びフロート槽１１０の幅方向と実質的に平行にリップブロック１１４に設けられた一対のサイド流路１４０を備える。

前記排出口１３０は、下流端の壁面（リップブロック１１４）の中央に衝突する溶融金属Ｍとその上に浮遊し得るドロスを排出させるためのものであって、リップブロック１１４の長さに応じて所定サイズで形成される。すなわち、排出口１３０は一定幅を持ち、その断面は長方形、正方形、または円形などであるが、これに限定されることはない。排出口１３０は多様な形態であり得るが、特にフロートガラスの進行方向に実質的に平行な所定位置まで直線状であることが望ましい。

前記サイド流路１４０は、排出口１３０に連通し、排出口１３０を通って流れ出る溶融金属ＭとドロスＤをフロート槽１１０の両側に復帰させるように、フロート槽１１０の幅方向と実質的に平行にリップブロック１１４の内部に形成される。また、それぞれのサイド流路１４０がフロート槽１１０の両側に連通できるように、フロート槽１１０の両側にはサイド流路１４０の終端と連結される側面孔１４２が設けられる。

前記排出口１３０と一対のサイド流路１４０は、リップブロック１１４を改造するか、改造された部分に別の配管を設備することで形成することができ、または最初から排出口とサイド流路などを同時に設備する方式で具現することもできる。

代案的な実施例において、本発明の装置は排出口１３０から排出される溶融金属Ｍをサイド流路１４０に流動させるための循環部材１５０をさらに備えることができる。

前記循環部材１５０は、排出口１３０から流れ出る溶融金属Ｍに対して移動磁界を印加することで排出口１３０及びサイド流路１４０内における溶融金属Ｍ及びドロスＤの還流を誘発させるものであって、通常リニアモーターを備える。循環部材１５０のリニアモーターは、溶融金属Ｍの表面、またはフロート槽１１０の排出口１３０及び／またはサイド流路１４０の側部、下部などの位置に任意の個数を設けることができる。前記リニアモーターが設けられた循環部材１５０は、溶融金属Ｍを非接触式で直接駆動できるので、流量制御が容易である。リニアモーターはコアの回りに櫛状の一次コイルを形成し、該コイルに三相交流電圧を印加し、コイルを順に磁化させることで、一定方向に移動磁界を発生させる。このように生成された移動磁界は溶融金属Ｍに駆動力を提供する。溶融金属Ｍの流動制御は、フロートガラスの製造装置の稼動前に予め設定しても良く、フロートガラスの製造装置を稼動した後、ガラスを生産する過程で必要に応じて設定しても良い。

リニアモーターを駆動して移動磁界を励起すれば、排出口１３０及びサイド流路１４０内に溶融金属Ｍの帰還流が発生する。すなわち、ドロスＤの浮遊し得る溶融金属Ｍは下流端から排出口１３０及びサイド流路１４０を通って側面孔１４２を介してフロート槽１１０の両側に還流するようになる。

したがって、本発明の望ましい実施例によれば、フロート槽１１０のテイクオフポイントＴＯの付近、特に、溶融ガラスＧの中央部位におけるドロスＤの滞留を防止できるので、従来技術と比べてフロートガラスの不良率を減少させることができる。

一方、溶融金属Ｍに浮遊するドロスＤは排出口１３０またはサイド流路１４０の周辺またはフロート槽１１０の下流端の両側に設けられた回収手段（図示せず）によって回収することもできる。ここで、回収手段としては、例えば、溶融金属Ｍを加熱することでドロスＤを分解する設備、溶融金属Ｍを冷却することで分離したドロスＤを機械的に捕らえる設備、物理的にドロスＤを除去する設備などを採択することができる。

本発明の望ましい実施例によれば、フロートガラスの製造装置１００はサイド流路１４０に沿って流れながら冷却された溶融金属Ｍの温度を上昇させるため、該当サイド流路１４０に配置された加熱部１６０を備える。このような加熱部１６０は電気ヒーターであり得、フロート槽１１０の下流端で溶融金属Ｍの温度が低下するときに発生し得る不要のガスを防止するために備えられる。

前述した実施例においては、リップブロック１１４がフロート槽１１０の幅方向に対して実質的に垂直であって一直線で配置された壁面である場合を説明した。以下では、代案的な実施例として、フロート槽１１０の下流端に存在するドロスＤのような不純物をより効果的に排出させるための変形例を説明する。

図３ないし図５は本発明の他の実施例によるフロートガラスの製造装置を示し、変形されたリップブロックまたは排出口の形状をそれぞれ示す。図１及び図２を参照して説明された参照符号と同じ構成要素は同一機能を持つ同一部材である。

図３に示されたように、代案的な実施例によるフロートガラスの製造装置はガイド部材１７０をさらに備え、ガイド部材１７０は排出口１３２の入口領域に形成されたラウンド部１３４を含む。このようなラウンド部１３４は、排出口１３０の入口領域がその出口領域より大きくなるように、所定曲率で形成される。また、排出口１３２の入口に角がなく、丸くなっているため、排出口１３２を通ったドロスＤの排出をさらに容易に案内することができる。

図４に示されたように、他の代案的な実施例において、ガイド部材１７２は出口の幅が入口の幅より狭い漏斗状の排出口１３６を含む。漏斗状の排出口１３６は、前述した実施例のラウンド部１３４と同様に排出口１３０の入口と出口の幅を変化させることで生じる流速に差により、ドロスＤの排出をさらに容易にする。

図５に示されたように、さらに他の代案的な実施例において、ガイド部材１７４はリップブロック１１４の両側の終端から中央の排出口１３０に向かって傾斜するテーパーガイド壁を含む。このようなテーパーガイド壁は、フロート槽１１０の下流端でリップブロック１１４に衝突する溶融金属をテーパーガイド壁に沿って排出口１３０の方向に流動させるものであって、フロート槽１１０の幅方向Ｗに対して所定角度θの斜面で壁面が形成される。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適切な変形、改良などが可能である。本発明の目的を達成できる範囲内でフロート槽、溶融金属、溶融ガラス、テイクオフポイント、排出口、サイド流路、循環部材などの材質、形状、寸法、形態、数、配置個所などは適宜選択でき、限定されることはない。

本発明のフロートガラスの製造装置によれば、溶融金属が循環部材によって排出口及びサイド流路を通って側面に還流するため、従来技術と比べて溶融金属の下流端にドロスが滞留することを防止でき、これによってフロートガラスの不良率を低減させることができる。

以上、本発明を限定された実施例と図面に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (5)

1. 流動可能な溶融金属が貯蔵され、前記溶融金属上で溶融ガラスが流動するフロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を有するフロートガラスの製造装置であって、
   前記フロート槽の下流端の壁面に衝突する前記溶融金属及び溶融金属上で浮遊するドロスを排出するように前記壁面の中央に貫設された排出口と、
   前記排出口と前記フロート槽の両側を連通するように前記壁面内に設けられた一対のサイド流路と、を備えることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
2. 前記サイド流路を流れる前記溶融金属を加熱するために当該サイド流路に配置された加熱部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
3. 前記加熱部はヒーターを含むことを特徴とする請求項２に記載のフロートガラスの製造装置。
4. 前記溶融金属に対して移動磁界を印加することで、前記排出口及び前記サイド流路内で前記溶融金属及び前記ドロスの還流を発生させる循環部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
5. 前記循環部材はリニアモーターを含むことを特徴とする請求項４に記載のフロートガラスの製造装置。

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