JP7330434B2 - Glass melting furnace and method for manufacturing glass article - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス原料を溶融させて溶融ガラスを生成するガラス溶融炉、及び、ガラス溶融炉から流出させた溶融ガラスからガラス物品を製造する方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass melting furnace that melts frit to produce molten glass, and a method for producing a glass article from molten glass discharged from the glass melting furnace.
周知のように、ガラス板、ガラス管、ガラス繊維等に代表されるガラス物品は、ガラス溶融炉にてガラス原料を溶融させて生成した溶融ガラスを所定の形状に成形することにより製造される。ガラス溶融炉で生成された溶融ガラスは、炉壁を貫通したパイプを通過させて炉内から炉外に流出させる。ここで、特許文献1にはガラス溶融炉の一例が開示されている。
As is well known, glass articles typified by glass plates, glass tubes, glass fibers and the like are produced by melting glass raw materials in a glass melting furnace and forming molten glass into a predetermined shape. Molten glass produced in a glass melting furnace passes through a pipe that penetrates the furnace wall and flows out of the furnace from the inside of the furnace. Here,
ところで、特許文献1に開示されるようなガラス溶融炉を使用した場合には、下記のような解決すべき問題が生じていた。
By the way, when the glass melting furnace disclosed in
すなわち、図4に示すように、ガラス溶融炉100(以下、炉100と表記)内に貯留された溶融ガラス200の表面200a付近には、炉100内に供給された後、溶融前の状態にあるガラス原料300が存在している。このガラス原料300が、炉壁100aに沿って降下するように流れてパイプ400の開口部まで到達し、未溶融の状態のまま炉100から流出してしまう場合があった(矢印Zで表した流れ)。
That is, as shown in FIG. 4, near the
上述のような事態が発生すると、製造されるガラス物品に未溶融のガラス原料に起因した欠陥が含まれてしまい、その品質が低下してしまう問題があった。このような事情に鑑みなされた本発明は、ガラス溶融炉内に存する未溶融のガラス原料について、ガラス溶融炉からの流出を防止することを技術的な課題とする。 When the above situation occurs, there is a problem that the manufactured glass article contains defects caused by the unmelted frit, resulting in deterioration of the quality. The present invention, which has been made in view of such circumstances, makes it a technical object to prevent unmelted frit existing in the glass melting furnace from flowing out from the glass melting furnace.
上記の課題を解決するための本発明に係るガラス溶融炉は、炉壁と、炉壁を貫通すると共に炉内の溶融ガラスを炉外に流出させるパイプとを備えた炉であって、パイプが、炉壁から炉内側に突き出した突出部を有することを特徴とする。 A glass melting furnace according to the present invention for solving the above problems is a furnace comprising a furnace wall and a pipe that passes through the furnace wall and allows the molten glass in the furnace to flow out of the furnace, wherein the pipe is , a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace.
本ガラス溶融炉では、パイプが突出部を有することで、突出部が炉壁から突き出した長さの分だけ、パイプの開口部が炉壁から炉内側に離れた位置に存在することになる。このため、炉壁に沿って降下するように流れてきた未溶融のガラス原料(以下、未溶融原料と表記)は、炉壁から離れたパイプの開口部に流入することなく、突出部の外周面と衝突して拡散しながら溶融する。その結果、未溶融原料がガラス溶融炉から流出することを防止できる。 In the present glass melting furnace, since the pipe has the protruding portion, the opening of the pipe is positioned away from the furnace wall toward the inside of the furnace by the length of the protruding portion protruding from the furnace wall. For this reason, the unmelted glass raw material (hereinafter referred to as unmelted raw material) that has flowed down along the furnace wall does not flow into the opening of the pipe away from the furnace wall. It collides with the surface and melts while diffusing. As a result, it is possible to prevent unmelted raw materials from flowing out of the glass melting furnace.
上記の構成では、突出部の先端にフランジ部が設けられていることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that a flange portion is provided at the tip of the projecting portion.
このようにすれば、突出部の先端にフランジ部が設けられていることで、炉壁に沿って降下するように流れてきた未溶融原料の一部が、突出部の外周面と衝突した後で突出部の外周面に沿って流れたとしても、フランジ部と衝突してさらに拡散しながら溶融する。その際、未溶融原料の大部分はフランジ部に案内され、フランジ部に沿ってパイプの径方向に流動し、パイプの開口部から遠ざかることとなるので、拡散及び溶融がさらに促進される。これらにより、未溶融原料がパイプの開口部に流入することを回避する上で更に有利となる。その結果、未溶融原料がガラス溶融炉から流出することを更に好適に防止することが可能となる。さらに、フランジ部によりパイプ(突出部)の強度が向上することから、ガラス溶融炉内でパイプが深い位置に配置され、炉内の溶融ガラスからパイプ(突出部)が高い圧力を受けるような場合でも、その破損を回避する上で好適となる。 With this configuration, since the flange portion is provided at the tip of the projecting portion, a part of the unmelted raw material that has flowed down along the furnace wall collides with the outer peripheral surface of the projecting portion. Even if it flows along the outer peripheral surface of the protruding portion in , it collides with the flange portion and melts while further spreading. At that time, most of the unmelted raw material is guided by the flange, flows along the flange in the radial direction of the pipe, and moves away from the opening of the pipe, further promoting diffusion and melting. These are further advantageous in avoiding unmelted raw material from flowing into the opening of the pipe. As a result, it is possible to more preferably prevent unmelted raw materials from flowing out of the glass melting furnace. In addition, since the strength of the pipe (protrusion) is improved by the flange part, when the pipe (protrusion) is placed at a deep position in the glass melting furnace and the pipe (protrusion) is subjected to high pressure from the molten glass in the furnace. However, it is suitable for avoiding the breakage.
上記の構成では、突出部の炉壁寄りの部位ほど上方に位置するように、突出部が水平面に対して傾斜していることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the protruding portion is inclined with respect to the horizontal plane so that the portion of the protruding portion closer to the furnace wall is positioned higher.
このようにすれば、突出部の炉壁寄りの部位ほど上方に位置していることから、炉壁寄りの部位では、突出部の先端寄りの部位と比較してガラス溶融炉内の溶融ガラスから受ける圧力が抑制されることになる。このとおり炉壁寄りの部位が受ける圧力を可及的に低くできるため、パイプの開口部を炉内の深い位置に設け、この深い位置からパイプ内に溶融ガラスを流入させるような場合でも、パイプ(突出部)の破損を回避する上で有利となる。 In this way, since the portion of the protruding portion closer to the furnace wall is positioned higher, the portion closer to the furnace wall is more susceptible to the molten glass in the glass melting furnace than the portion closer to the tip of the protruding portion. The pressure received will be suppressed. In this way, the pressure applied to the part near the furnace wall can be reduced as much as possible, so even if the opening of the pipe is provided at a deep position in the furnace and the molten glass is allowed to flow into the pipe from this deep position, the pipe This is advantageous in avoiding damage to the (protruding portion).
上記の構成では、突出部の先端に形成された溶融ガラスを流入させるための開口部について、開口部の上端が下端と比較して炉壁からの離反距離が長くなるように、開口部が水平面に対して傾斜していることが好ましい。 In the above configuration, the opening for flowing molten glass formed at the tip of the protruding portion is positioned on a horizontal plane so that the upper end of the opening is separated from the furnace wall by a longer distance than the lower end. is preferably slanted with respect to
炉壁に沿って降下するように未溶融原料が流れてくる関係上、開口部の上端では下端よりも未溶融原料が流入しやすい。そのため、開口部の上端が下端と比較して炉壁からの離反距離が長くなるようにしておけば、未溶融原料がパイプの開口部に流入することを回避する上で一層有利となる。 Since the unmelted raw material flows down along the furnace wall, the unmelted raw material flows more easily at the upper end of the opening than at the lower end. Therefore, if the upper end of the opening is separated from the furnace wall by a longer distance than the lower end, it is more advantageous to prevent the unmelted raw material from flowing into the opening of the pipe.
上記の構成では、突出部の外周面にリブが設けられていることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that ribs are provided on the outer peripheral surface of the projecting portion.
このようにすれば、リブにより補強された構造となることで、パイプ(突出部)の破損を回避する上で好適となる。 In this way, the structure is reinforced by the ribs, which is suitable for avoiding breakage of the pipe (protrusion).
上記の構成では、炉壁の内壁面上に板状部材が配置され、リブが板状部材に固定されていることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the plate-like member is arranged on the inner wall surface of the furnace wall, and the rib is fixed to the plate-like member.
このようにすれば、リブと板状部材との固定に伴って更なる補強効果を得ることができるため、パイプ(突出部)の破損を回避する上で更に有利となる。 In this way, a further reinforcing effect can be obtained with the fixation of the rib and the plate-like member, which is more advantageous in avoiding damage to the pipe (protruding portion).
上記の構成では、リブが突出部の管軸方向に沿って延びるように設けられていることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the ribs are provided so as to extend along the pipe axis direction of the projecting portion.
このようにすれば、突出部が下方に垂れることを防止する上で好適となる。 This is suitable for preventing the projecting portion from sagging downward.
また、上記の課題を解決するための本発明に係るガラス物品の製造方法は、炉壁を貫通したパイプを通過させてガラス溶融炉内から炉外に流出させた溶融ガラスからガラス物品を製造する方法であって、パイプに、炉壁から炉内側に突き出した突出部を設けたことを特徴とする。 In addition, a method for manufacturing a glass article according to the present invention for solving the above-mentioned problems is to manufacture a glass article from molten glass that flows out of a glass melting furnace through a pipe passing through a furnace wall. The method is characterized in that the pipe is provided with a protruding portion protruding from the wall of the furnace to the inside of the furnace.
本製造方法によれば、上記のガラス溶融炉の説明で既述の作用・効果と同一の作用・効果を得ることが可能である。 According to this manufacturing method, it is possible to obtain the same actions and effects as those already described in the explanation of the above glass melting furnace.
本発明に係るガラス溶融炉、及び、ガラス物品の製造方法によれば、ガラス溶融炉内に存する未溶融のガラス原料について、ガラス溶融炉からの流出を防止することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the glass melting furnace and the method for manufacturing a glass article according to the present invention, it is possible to prevent unmelted frit existing in the glass melting furnace from flowing out of the glass melting furnace.
以下、本発明の実施形態に係るガラス溶融炉、及び、ガラス物品の製造方法について、添付の図面を参照しながら説明する。ここで、本発明における「白金」とは、純白金に限らず、白金合金(白金ロジウム等)及び強化白金(ジルコニアを含有した白金等)を含むものとする。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the glass melting furnace which concerns on embodiment of this invention, and the manufacturing method of a glass article are demonstrated, referring an accompanying drawing. Here, "platinum" in the present invention is not limited to pure platinum, but includes platinum alloys (platinum rhodium, etc.) and strengthened platinum (platinum containing zirconia, etc.).
図1に示すように、ガラス物品の製造方法の実行には、ガラス溶融炉1(以下、炉1と表記)と、フィーダー2と、図示省略の成形装置を用いる。
As shown in FIG. 1, a glass melting furnace 1 (hereinafter referred to as furnace 1), a
炉1は、炉1内に貯留された溶融ガラス3を加熱しつつ、溶融ガラス3上に供給されたガラス原料3xを順次に溶融させて新たな溶融ガラス3を生成すると共に、パイプ4により炉1内の溶融ガラス3を炉1外に流出させる。炉1外に流出した溶融ガラス3は、パイプ4と接続されたフィーダー2の移送管2aに供給される。フィーダー2は、移送管2a以外に、例えば図示省略の清澄容器や撹拌ポット、状態調整槽、それらを接続する移送管等を備える。このようなフィーダー2を通過した溶融ガラス3は、成形装置に供給されてガラス物品に成形される。
The
炉1は、炉壁として、ガラス原料3xの流れ方向の上流端に位置する前壁1aと、流れ方向の下流端に位置する後壁1bと、図1における紙面の手前側と奥側とで対向する一対の側壁(不図示)と、天井壁1cと、底壁1dとを有する。これらの炉壁はそれぞれ複数の耐火物でなる。
The
前壁1aには、ガラス原料3xを炉1内に供給するためのスクリューフィーダー5が配置されている。一対の側壁のそれぞれには、溶融ガラス3の表面(液面)に沿って火炎の噴射が可能なバーナーが配置されている。底壁1dには、溶融ガラス3の通電加熱が可能な電極6が配置されている。
A
なお、炉1は、ガラス原料3xを溶融させて新たな溶融ガラス3を連続的に生成する工程において、電極6による通電加熱のみで溶融ガラス3を加熱してもよく、電極6とバーナーを併用して溶融ガラス3を加熱してもよい。
In the process of continuously producing new molten glass 3 by melting the frit 3x, the
図2に示すように、後壁1bにはエントランスブロック7が含まれている。エントランスブロック7は、炉壁(後壁1b)を構成する複数の耐火物8のうちの一つである。エントランスブロック7は、後壁1bを構成する耐火物8のうちで最下段に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
エントランスブロック7には、炉1内から炉1外に通じる孔7aが形成されている。この孔7aに挿入されたパイプ4が、エントランスブロック7(後壁1b)を貫通している。孔7aの内周面と、パイプ4の外周面とは直接に接触している。つまり、孔7aの内周面が、パイプ4の外周面によって覆われた状態にある。なお、パイプ4は、底壁1dの内壁面よりも上方に配置されている。パイプ4の下流側端部には、フィーダー2の移送管2aの上流側端部が突き合わされた状態で接続されている。移送管2aの上流側端部にはフランジ部2abが設けられている。パイプ4及び移送管2aは、いずれも白金で構成されている。
The
図2および図3に示すように、エントランスブロック7は、炉1内に臨む正面7b、炉1外に臨む背面7c、及び、正面7bと背面7cとを連続させる側面7dを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
エントランスブロック7の各面のうち、後壁1bの内壁面の一部をなす正面7bについては、その全領域が板状部材としての白金板10で覆われている。
Of the surfaces of the
パイプ4は、管軸が直線的に延びた円筒状に形成されている。このパイプ4は、水平面に対して傾斜した姿勢で設置されている。パイプ4は、後壁1bから炉1の内側に突き出した突出部4aを有する。突出部4aは、パイプ4の傾斜した姿勢によって後壁1b寄りの部位ほど上方に位置している。
The
突出部4aの先端には、炉1内の溶融ガラス3をパイプ4内に流入させるための開口部4aaが形成されている。開口部4aaは水平面に対して傾斜している。これにより、開口部4aaの上端(円形の流路断面の頂部)が、下端(円形の流路断面の底部)と比較して後壁1bからの離反距離(水平方向に沿った離反距離)が長くなっている。なお、開口部4aaの上端について、後壁1bからの離反距離は、50mm~350mmの範囲内とすることが好ましい。
An opening 4aa for allowing the molten glass 3 in the
突出部4aの先端にはフランジ部4abが設けられている。フランジ部4abの厚さは例えばパイプ4の厚さと同程度とすればよく、フランジ部4abの高さ(パイプ4の径方向の寸法)は例えば5~35mmとすればよい。また、突出部4aの外周面にはパイプ4の管軸方向に延びたリブ11が複数設けられている。複数のリブ11は開口部4aaを正面視した場合に、パイプ4の管軸を中心として放射状に配置されている。各リブ11はパイプ4の外周面に対して直立した状態で、溶接により外周面に固定されている。更に各リブ11の表裏面は、パイプ4の管軸と平行になっており、図2に示すように三角形状である。なお、上述した開口部4aaの上端と下端との間における後壁1bからの離反距離の相違により、上方に配置されたリブ11ほどサイズが大きくなっている。各リブ11における後壁1b側の端部は、溶接により白金板10に固定されている。リブ11は白金で構成されている。
A flange portion 4ab is provided at the tip of the projecting
以下、上記の炉1およびガラス物品の製造方法による主たる作用・効果について説明する。
Main functions and effects of the
上記の炉1およびガラス物品の製造方法においては、パイプ4が突出部4aを有することで、突出部4aが後壁1bから突き出した長さの分だけ、パイプ4の開口部4aaが後壁1bから炉1の内側に離れた位置に存在している。このため、後壁1bに沿って降下するように流れてきた未溶融のガラス原料3xは、後壁1bから離れたパイプ4の開口部4aaに流入することなく、突出部4aの外周面と衝突して拡散しながら溶融する。その結果、未溶融のガラス原料3xが炉1から流出することを防止できる。
In the
ここで、本発明に係るガラス溶融炉、及び、ガラス物品の製造方法は、上記の実施形態で説明した構成や態様に限定されるものではない。一例として、上記の実施形態においては、パイプ4が水平面に対して傾斜した姿勢で設置されているが、これに限定されるものではなく、水平面と平行となる姿勢で設置されていてもよい。
Here, the glass melting furnace and the method for manufacturing a glass article according to the present invention are not limited to the configurations and modes described in the above embodiments. As an example, in the above-described embodiment, the
1 ガラス溶融炉
1b 後壁
3 溶融ガラス
4 パイプ
4a 突出部
4aa 開口部
4ab フランジ部
10 白金板
11 リブ
Claims (11)
前記パイプが、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を有し、
前記突出部の前記炉壁寄りの部位ほど上方に位置するように、前記突出部が水平面に対して傾斜していることを特徴とするガラス溶融炉。 A glass melting furnace comprising a furnace wall and a pipe penetrating through the furnace wall and allowing molten glass in the furnace to flow out of the furnace,
The pipe has a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace,
A glass melting furnace , wherein the protruding portion is inclined with respect to a horizontal plane so that a portion of the protruding portion closer to the furnace wall is positioned higher.
前記パイプが、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を有し、
前記突出部の先端に形成された溶融ガラスを流入させるための開口部について、開口部の上端が下端と比較して前記炉壁からの離反距離が長くなるように、前記開口部が水平面に対して傾斜していることを特徴とするガラス溶融炉。 A glass melting furnace comprising a furnace wall and a pipe penetrating through the furnace wall and allowing molten glass in the furnace to flow out of the furnace,
The pipe has a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace,
With respect to the opening formed at the tip of the protrusion for allowing the molten glass to flow in, the opening is positioned with respect to the horizontal plane so that the upper end of the opening is separated from the furnace wall by a longer distance than the lower end. A glass melting furnace, characterized in that it is inclined at a
前記リブが前記板状部材に固定されていることを特徴とする請求項4に記載のガラス溶融炉。5. The glass melting furnace according to claim 4, wherein said rib is fixed to said plate member.
前記パイプが、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を有し、
前記突出部の外周面にリブが設けられ、
前記炉壁の内壁面上に板状部材が配置され、
前記リブが前記板状部材に固定されていることを特徴とするガラス溶融炉。 A glass melting furnace comprising a furnace wall and a pipe penetrating through the furnace wall and allowing molten glass in the furnace to flow out of the furnace,
The pipe has a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace,
A rib is provided on the outer peripheral surface of the protrusion,
A plate member is arranged on the inner wall surface of the furnace wall,
A glass melting furnace, wherein the rib is fixed to the plate member.
前記パイプに、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を設け、
前記突出部の前記炉壁寄りの部位ほど上方に位置するように、前記突出部を水平面に対して傾斜させたことを特徴とするガラス物品の製造方法。 A method for producing a glass article from molten glass flowed out of a glass melting furnace through a pipe that penetrates the furnace wall,
The pipe is provided with a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace ,
A method for producing a glass article, wherein the projection is inclined with respect to a horizontal plane so that the portion of the projection closer to the furnace wall is positioned higher.
前記パイプに、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を設け、The pipe is provided with a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace,
前記突出部の先端に形成された溶融ガラスを流入させるための開口部について、開口部の上端が下端と比較して前記炉壁からの離反距離が長くなるように、前記開口部を水平面に対して傾斜させたことを特徴とするガラス物品の製造方法。With respect to the opening formed at the tip of the projection for allowing the molten glass to flow in, the opening is positioned with respect to a horizontal plane so that the upper end of the opening is separated from the furnace wall by a longer distance than the lower end. A method for manufacturing a glass article, characterized in that the glass article is inclined by
前記パイプに、前記炉壁から炉内側に突き出した突出部を設け、The pipe is provided with a protruding portion protruding from the furnace wall to the inside of the furnace,
前記突出部の外周面にリブが設けられ、A rib is provided on the outer peripheral surface of the protrusion,
前記炉壁の内壁面上に板状部材が配置され、A plate member is arranged on the inner wall surface of the furnace wall,
前記リブが前記板状部材に固定されていることを特徴とするガラス物品の製造方法。A method for manufacturing a glass article, wherein the rib is fixed to the plate member.
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