JP6252986B2 - ガラス溶融炉及び溶融ガラスの素地替え方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス溶融炉及び溶融ガラスの素地替え方法に関する。

従来、ガラス溶融炉における溶融ガラスの素地替え（例えば、組成の変更や色の変更）方法としては、溶融中のガラスとは異なる品種の溶融ガラスを投入し、溶融中のガラスを順次流出させる方法（押し出し法）と、溶融炉から溶融ガラスの大部分を一旦排出した後に新たな溶融ガラスを投入する方法（素地抜き法）とがある。

押し出し法は、炉の規模や要求ガラス品質にも依存するが、素地替えに通常１週間程度の日数を要する。特に、溶融中のガラスと新たな溶融ガラスとの密度差が大きい場合や、着色した溶融ガラスから着色していない新たな溶融ガラスへ素地替えする場合は、素地替えにさらに長期間を要する。

素地抜き法は、溶融中のガラスと新たな溶融ガラスとの密度差が大きい場合や、着色した溶融ガラスから着色していない新たな溶融ガラスへ素地替えする場合は、押し出し法よりも短期間で素地替えを行うことができる。

例えば特許文献１には、溶融槽の底壁または側壁の下部に配設されたガラスの素地抜き出し口に、該素地抜き出し口から炉外に連通するパイプが接続されていることを特徴とするガラス溶融炉が記載されている。このガラス溶融炉においては、排出口の反対側に抜き出し口が形成されている。

特開平８−５９２４８

特許文献１に記載のガラス溶融炉では、排出口の反対側に抜き出し口が形成されているために、溶融槽の底壁と側壁とのコーナー部に溶融ガラスが排出されずに残り易く、溶融中のガラスの排出と新たな溶融ガラスの投入を繰り返しても完全に溶融中のガラスを出し切る事はできず、少量の前品種ガラスは炉内に残存してしまう。その結果、素地替えに長時間を要することとなる。

本発明の主な目的は、素地替えを容易に短期間で行うことのできるガラス溶融炉及び溶融ガラスの素地替え方法を提供することにある。

本発明の溶融ガラス炉は、溶融ガラスを生成または加熱する溶融槽と、前記溶融槽の上流側に備えられた原料投入手段と、前記溶融槽の下流側に備えられた前記溶融ガラスの流出口とを備えたガラス溶融炉であって、前記溶融槽の下流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側下流素地抜き出し口及び前記溶融槽の下流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側下流素地抜き出し口を有することを特徴とする。

本発明の溶融ガラス炉は、前記溶融槽の上流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側上流素地抜き出し口及び前記溶融槽の上流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側上流素地抜き出し口を有することが好ましい。

本発明の溶融ガラスの素地替え方法は、前記のガラス溶融炉における溶融ガラスの素地替え方法であって、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する工程を有することを特徴とする。

本発明の溶融ガラスの素地替え方法は、前記のガラス溶融炉における溶融ガラスの素地替え方法であって、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する第一の溶融ガラス排出工程と、第一の溶融ガラス排出工程の後、原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第一の溶融ガラス投入工程と、第一の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の一方から溶融ガラスを排出する第二の溶融ガラス排出工程と、第二の溶融ガラス排出工程の後、原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第二の溶融ガラス投入工程と、第二の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の他方から溶融ガラスを排出する第三の溶融ガラス排出工程と、第三の溶融ガラス排出工程の後、原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第三の溶融ガラス投入工程と、を有することを特徴とする。

本発明の溶融ガラスの素地替え方法は、前記のガラス溶融炉における溶融ガラスの素地替え方法であって、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する第一の溶融ガラス排出工程と、第一の溶融ガラス排出工程の後、原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第一の溶融ガラス投入工程と、第一の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の両方から溶融ガラスを排出する第二の溶融ガラス排出工程と、第二の溶融ガラス排出工程の後、原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第二の溶融ガラス投入工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、素地替えを容易に短期間で行うことのできるガラス溶融炉及び溶融ガラスの素地替え方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るガラス溶融炉を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るガラス溶融炉を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス溶融炉を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態に係るガラス溶融炉について、添付の図面に基づいて説明する。

図１はガラス溶融炉１を示す平面図であり、図２はその正面図、図３はその側面図である。図１〜３に示すように、ガラス溶融炉１は、溶融ガラスＧを生成する溶融槽２と、図示しない上流側端部に存する原料投入手段と、図示しない加熱手段とを備えている。

溶融槽２は、下流側壁２ａ、左側壁２ｂ、右側壁２ｃ、底壁２ｄ及び図示しない上流側壁を備えた矩形の横断面形状を有しており、溶融槽２に投入されたガラス原料を加熱し、溶融して溶融ガラスＧを生成する。

溶融槽２の下流側壁２ａには、流出口３が形成されている。流出口３は、溶融槽２内から溶融ガラスＧを溶融槽２外へと流出させ、溶融ガラスＧは、流出口３と連通した図示しない成形手段へ送られる。

溶融槽２の底壁２ｄの下流側の左隅及び右隅には、それぞれ左側下流素地抜き出し口１０及び右側下流素地抜き出し口２０が形成されている。左側下流素地抜き出し口１０及び右側下流素地抜き出し口２０には、溶融ガラスＧを溶融槽の外部へ排出するためのパイプ１１及びパイプ２１がそれぞれ取付けられている。なお、本実施形態においては、左側下流素地抜き出し口１０又は右側下流素地抜き出し口２０は、底壁２ｄに形成されているが、下流側壁２ａ、左側壁２ｂ又は右側壁２ｃに形成されてもよい。なお、左側下流素地抜き出し口１０及び右側下流素地抜き出し口２０は、それぞれ溶融槽２の底壁２ｄと下流側壁２ａと左側壁２ｂとの左側下流角隅部及び溶融槽２の底壁２ｄと下流側壁２ａと右側壁２ｃとの右側下流角隅部に配されると、素地替えの際に前素地溶融ガラスを効率よく排出できるため好ましい。

また、溶融槽２の底壁２ｄの上流側の左隅及び右隅には、それぞれ左側上流素地抜き出し口３０及び右側上流素地抜き出し口４０が形成されていてもよい。左側上流素地抜き出し口３０及び右側上流素地抜き出し口４０には、溶融ガラスＧを溶融槽の外部へ排出するためのパイプ３１及びパイプ４１がそれぞれ取付けられている。なお、本実施形態においては、左側上流素地抜き出し口３０又は右側上流素地抜き出し口４０は、底壁２ｄに形成されているが、上流側壁２ｅ、左側壁２ｂ又は右側壁２ｃに形成されてもよい。なお、左側上流素地抜き出し口３０及び右側上流素地抜き出し口４０は、それぞれ溶融槽２の底壁２ｄと上流側壁２ｅと左側壁２ｂとの左側上流角隅部及び溶融槽２の底壁２ｄと上流側壁２ｅと右側壁２ｃとの右側上流角隅部に配されると、素地替えの際に前素地溶融ガラスを効率よく排出できるため好ましい。

溶融ガラスＧを溶融槽２の外部に排出しない場合には、パイプ１１、２１、３１及び４１の溶融槽２外の先端部１２、２２、３２及び４２に、溶融ガラスＧが流出しないようにするための金属製またはセラミック製のキャップ１３、２３、３３及び４３が設けられている。さらに、キャップ１３、２３、３３及び４３の周囲に図示しない冷却装置を設けてもよい。

次に、本発明の実施形態において、前素地溶融ガラスを後素地溶融ガラスに素地替えする方法について、説明する。例えば、本実施形態においては、前素地溶融ガラスは着色ガラスで、後素地溶融ガラスは非着色ガラスである。

まず、第一の溶融ガラス排出工程として、溶融槽２内の前素地溶融ガラスＧを、左側下流素地抜き出し口１０からパイプ１１を通じて溶融槽２外へと流出させる。このとき、一部の前素地溶融ガラスＧを溶融槽２の下部に残留させる。これにより、溶融槽２の底壁２ｄの損傷を抑制することができる。なお、本実施形態においては、左側下流素地抜き出し口１０から前素地溶融ガラスＧを溶融槽２外へと流出させているが、右側下流素地抜き出し口２０から前素地溶融ガラスＧを溶融槽２外へと流出させてもよいし、左側下流素地抜き出し口１０と右側下流素地抜き出し口２０の両方から前素地溶融ガラスＧを溶融槽２外へと流出させてもよい。

次に、第一の溶融ガラス投入工程として、原料投入手段から後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスを、第一の溶融ガラス排出工程前の前素地溶融ガラスＧの量と同程度になるまで投入する。原料投入手段から投入された後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスは、加熱され、後素地溶融ガラスとなり、下流側に移動する。その後、前素地溶融ガラスは後素地溶融ガラスに押されて、下流側壁２ａや左側壁２ｂや右側壁２ｃの下部に残留しやすい。なお、後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスの投入量は、前素地溶融ガラスＧの量より少なくてもよい。この場合、素地替え途中の
さらに、第二の溶融ガラス排出工程として、溶融槽２内の溶融ガラスを、左側下流素地抜き出し口１０からパイプ１１を通じて溶融槽２外へと流出させる。このとき、一部の溶融ガラスを溶融槽２の下部に残留させる。下流側壁２ａや左側壁２ｂの下部に素地替え開始前から残留していた大部分の前素地溶融ガラスは、左側下流素地抜き出し口１０からパイプ１１を通じて溶融槽２外へと流出させることができるが、右側壁２ｃの下部に素地替え開始前から残留していた前素地溶融ガラスは依然と残りやすい。なお、本実施形態においては、左側下流素地抜き出し口１０から溶融ガラスを溶融槽２外へと流出させているが、右側下流素地抜き出し口２０から溶融ガラスを溶融槽２外へと流出させてもよい。

引き続き、第二の溶融ガラス投入工程として、第一の溶融ガラス投入工程と同様に原料投入手段から後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスを、第一の溶融ガラス排出工程前の前素地溶融ガラスＧの量と同程度になるまで投入する。

次に、第三の溶融ガラス排出工程として、溶融槽２内の溶融ガラスを、右側下流素地抜き出し口２０からパイプ２１を通じて溶融槽２外へと流出させる。このとき、一部の溶融ガラスを溶融槽２の下部に残留させるが、右側壁２ｃの下部に素地替え開始前から残留していたほとんどの前素地溶融ガラスは、右側下流素地抜き出し口２０からパイプ２１を通じて溶融槽２外へと流出させることができる。なお、本実施形態においては、第三の溶融ガラス排出工程において、右側下流素地抜き出し口２０から溶融ガラスを溶融槽２外へと流出させているが、第二の溶融ガラス排出工程において、右側下流素地抜き出し口２０から溶融ガラスを溶融槽２外へと流出させ、第三の溶融ガラス排出工程において、左側下流素地抜き出し口１０から溶融ガラスを溶融槽２外へと流出させてもよい。

最後に、第三の溶融ガラス投入工程として、第一の溶融ガラス投入工程及び第二の溶融ガラス投入工程と同様に原料投入手段から後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスを、第一の溶融ガラス排出工程前の前素地溶融ガラスＧの量と同程度になるまで投入する。この結果、素地替え開始前から残留していた前素地溶融ガラスはほぼなくなり、素地替えが完了する。

次に、本発明の別の実施形態に係る溶融ガラスの素地替え方法について、説明する。

まず、先の実施形態と同様に、第一の溶融ガラス排出工程及び第一の溶融ガラス投入工程を行う。

次に、第二の溶融ガラス排出工程において、溶融槽２内の溶融ガラスを、左側下流素地抜き出し口１０と右側下流素地抜き出し口２０の両方からパイプ１１及びパイプ２１のそれぞれを通じて溶融槽２外へと流出させる。このとき、一部の溶融ガラスを溶融槽２の下部に残留させるが、下流側壁２ａや左側壁２ｂや右側壁２ｃの下部に素地替え開始前から残留していたほとんどの前素地溶融ガラスは、左側下流素地抜き出し口１０と右側下流素地抜き出し口２０からパイプ１１及びパイプ２１のそれぞれを通じて溶融槽２外へと流出させることができる。

最後に、先の実施形態と同様に、第二の溶融ガラス投入工程として、後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスの投入を行う。この結果、素地替え開始前から残留していた前素地溶融ガラスはほぼなくなり、素地替えが完了する。

また、本発明の別の実施形態に係る溶融ガラスの素地替え方法として、溶融槽２内の溶融ガラスを、左側下流素地抜き出し口１０と右側下流素地抜き出し口２０の両方からパイプ１１及びパイプ２１のそれぞれを通じて溶融槽２外へと流出させる溶融ガラス排出工程と、後素地溶融ガラスの原料及び／又はガラスの投入を行う溶融ガラス投入工程との両方を同時に行ってもよい。

なお、上記のすべての実施形態に係る溶融ガラスの素地替え方法の溶融ガラス排出工程においても、溶融槽２内の溶融ガラスを、左側下流素地抜き出し口１０及び／又は右側下流素地抜き出し口２０から排出すると同時に、左側上流素地抜き出し口３０及び／又は右側上流素地抜き出し口４０から排出してもよい。また、上記のすべての実施形態に係る溶融ガラスの素地替え方法の溶融ガラス排出工程に加え、左側上流素地抜き出し口３０及び／又は右側上流素地抜き出し口４０から排出する工程を設けてもよい。

１ ガラス溶融炉
２ 溶融槽
２ａ 下流側壁
２ｂ 左側壁
２ｃ 右側壁
２ｄ 底壁
２ｅ 上流側壁
３ 流出口
１０ 左側下流素地抜き出し口
２０ 右側下流素地抜き出し口
３０ 左側上流素地抜き出し口
４０ 右側上流素地抜き出し口
１１、２１、３１、４１ パイプ
１２、２２、３２、４２ 先端部
１３、２３、３３、４３ キャップ
Ｇ 溶融ガラス

Claims (5)

1. 溶融ガラスを生成または加熱する溶融槽と、前記溶融槽の上流側に備えられた原料投入手段と、前記溶融槽の下流側に備えられた前記溶融ガラスの流出口とを備えたガラス溶融炉であって、
   前記溶融槽の下流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側下流素地抜き出し口、前記溶融槽の下流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側下流素地抜き出し口、前記溶融槽の上流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側上流素地抜き出し口及び前記溶融槽の上流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側上流素地抜き出し口を有することを特徴とするガラス溶融炉。
2. 溶融ガラスを生成または加熱する溶融槽と、前記溶融槽の上流側に備えられた原料投入手段と、前記溶融槽の下流側に備えられた前記溶融ガラスの流出口とを備えるガラス溶融炉を用いて溶融ガラスを素地替えする方法であって、
   前記溶融炉は、前記溶融槽の下流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側下流素地抜き出し口及び前記溶融槽の下流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側下流素地抜き出し口を有しており、
   前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する工程を有することを特徴とする溶融ガラスの素地替え方法。
3. 前記溶融炉は、さらに前記溶融槽の上流側の底壁と左側壁との左側隅部に配された左側上流素地抜き出し口及び前記溶融槽の上流側の底壁と右側壁との右側隅部に配された右側上流素地抜き出し口を有することを特徴とする請求項２に記載の溶融ガラスの素地替え方法。
4. 請求項２又は３に記載の溶融ガラスの素地替え方法であって、
   前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する第一の溶融ガラス排出工程と、
   前記第一の溶融ガラス排出工程の後、前記原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第一の溶融ガラス投入工程と、
   前記第一の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の一方から溶融ガラスを排出する第二の溶融ガラス排出工程と、
   前記第二の溶融ガラス排出工程の後、前記原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第二の溶融ガラス投入工程と、
   前記第二の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の他方から溶融ガラスを排出する第三の溶融ガラス排出工程と、
   前記第三の溶融ガラス排出工程の後、前記原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第三の溶融ガラス投入工程と、
   を有することを特徴とする溶融ガラスの素地替え方法。
5. 請求項２または３に記載の溶融ガラスの素地替え方法であって、
   前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び／又は前記右側下流素地抜き出し口から溶融ガラスを排出する第一の溶融ガラス排出工程と、
   前記第一の溶融ガラス排出工程の後、前記原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第一の溶融ガラス投入工程と、
   前記第一の溶融ガラス投入工程の後、前記溶融槽の前記左側下流素地抜き出し口及び前記右側下流素地抜き出し口の両方から溶融ガラスを排出する第二の溶融ガラス排出工程と、
   前記第二の溶融ガラス排出工程の後、前記原料投入手段から原料及び／又はガラスを投入する第二の溶融ガラス投入工程と、
   を有することを特徴とする溶融ガラスの素地替え方法。