JP7358806B2 - ガラス物品の製造装置 - Google Patents

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と、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ガラス物品の製造装置に関する。

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、炉壁を構成する耐火物を貫通したパイプにより炉内から炉外に流出させる。

ところで、炉壁を構成する耐火物における炉内に臨む面は、溶融ガラスによって浸食される。特に、ガラス溶融炉内におけるパイプの付近では、溶融ガラスの流れが激しい。このため、パイプを貫通させた耐火物（以下、エントランスブロックと称する）では、浸食が進行しやすく、その結果、エントランスブロックが劣化してしまうという難点がある。

このような炉壁を構成する耐火物の浸食対策として、特許文献１に開示されるように、耐火物における炉内に臨む面を白金部材（白金膜や白金板）で覆う場合がある。

特開２０１０－２０２４４４号公報

しかしながら、上述の対策をエントランスブロックに施し、エントランスブロックにおける炉内に臨む面を白金部材で覆った場合であっても、白金部材が垂れて溶融ガラスによるエントランスブロックの浸食を回避できなくなり、その劣化を防止できない場合があることから、更なる改良を加える必要が生じていた。

上記の事情に鑑みなされた本発明は、溶融ガラスによるエントランスブロックの浸食を回避することで、エントランスブロックの劣化を防止することを技術的な課題とする。

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装置は、炉壁にエントランスブロックを含んだガラス溶融炉と、エントランスブロックを貫通すると共にガラス溶融炉内の溶融ガラスを炉外に流出させるパイプとを備え、エントランスブロックが、ガラス溶融炉内に臨む正面、炉外に臨む背面、及び正面と背面とを連続させる側面を有する装置であって、正面、及び、側面における正面に連なる縁部領域が、白金部材で覆われていることを特徴とする。

本装置では、白金部材が炉内に臨むエントランスブロックの正面のみでなく、側面における正面に連なる縁部領域まで覆っている。この構成により、白金部材の一部が側面に引っ掛けられた状態となり、これに伴って白金部材の垂れが防止される。その結果、白金部材の垂れに起因して溶融ガラスがエントランスブロックを浸食することを回避でき、その劣化を防止することが可能となる。また、副次的な効果として、白金部材が側面の縁部領域を覆っていることで、エントランスブロックと、これに隣接した耐火物（以下、隣接ブロックと表記）との間に浸入した溶融ガラスにより、エントランスブロックが浸食されることも回避しやすくなる。従って、エントランスブロックの劣化をより的確に防止できる。

上記の構成では、側面における縁部領域以外の領域についても、白金部材で覆われていることが好ましい。

このようにすれば、エントランスブロックと隣接ブロックとの間に浸入した溶融ガラスによるエントランスブロックの浸食について、一層好適に回避することが可能になる。その結果、エントランスブロックの劣化を更に確実に防止できる。

上記の構成では、白金部材における側面を覆った部位のうちの背面寄りに、側面を部分的に露出させる開口が設けられていることが好ましい。

このようにすれば、白金部材に開口が設けられている分だけ、高価である白金の使用量を抑制できることから、エントランスブロックの劣化を防止するのに要するコストを削減することが可能となる。なお、開口から浸入した溶融ガラスによりエントランスブロックが浸食されることが危惧されるが、溶融ガラスの浸入が略無い背面寄りに開口を設けているため、このような危惧は的確に排除される。

上記の構成では、背面が白金部材で覆われていることが好ましい。

エントランスブロックを貫通したパイプの下流側端部には、別のパイプの上流側端部を突き合わせて接続するのが通例である。このとき、エントランスブロックの背面が白金部材で覆われていれば、パイプ同士を突き合わせた箇所から溶融ガラスが漏れ出した場合でも、漏れ出た溶融ガラスによってエントランスブロックが浸食されることを好適に回避できる。

本発明に係るガラス物品の製造装置によれば、溶融ガラスによるエントランスブロックの浸食を回避できるため、エントランスブロックの劣化を防止することが可能となる。

ガラス物品の製造装置の概略を示す断面図である。 図１におけるＡ部を拡大して示す拡大断面図である。 （ａ）はガラス物品の製造装置に備わったエントランスブロックを示す平面図であり、（ｂ）はエントランスブロックを示す正面図である。

以下、本発明の実施形態に係るガラス物品の製造装置について、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。

図１に示すように、ガラス物品の製造装置１（以下、製造装置１と表記）は、ガラス溶融炉２（以下、炉２と表記）と、パイプ３と、フィーダー４とを備えている。

製造装置１は、炉２内に貯留された溶融ガラス５を加熱しつつ、溶融ガラス５上に供給されたガラス原料５ｘを順次に溶融させて新たな溶融ガラス５を生成すると共に、パイプ３により炉２内の溶融ガラス５を炉２外に流出させる。炉２外に流出した溶融ガラス５は、パイプ３と接続されたフィーダー４に供給される。フィーダー４は、例えば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４を通過した溶融ガラス５は、成形装置に供給されてガラス物品に成形される。

炉２は、炉壁として、ガラス原料５ｘの流れ方向の上流端に位置する前壁２ａと、流れ方向の下流端に位置する後壁２ｂ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２ｃと、底壁２ｄ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。

前壁２ａには、ガラス原料５ｘを炉２内に供給するためのスクリューフィーダー６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５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２ｄには、溶融ガラス５の通電加熱が可能な電極７が配置されている。

図２に示すように、後壁２ｂにはエントランスブロック８が含まれている。エントランスブロック８は、炉壁（後壁２ｂ）を構成する複数の耐火物９のうちの一つである。エントランスブロック８は、後壁２ｂを構成する耐火物９のうちで最下段に配置されている。

エントランスブロック８には、炉２内から炉２外に通じる孔８ａが形成されている。この孔８ａに挿入されたパイプ３がエントランスブロック８を貫通している。孔８ａの内周面と、パイプ３の外周面とは直接に接触している。つまり、孔８ａの内周面が、パイプ３の外周面によって覆われた状態にある。なお、パイプ３は、底壁２ｄの内壁面よりも上方に配置されている。パイプ３の下流側端部には、フィーダー４が備える移送管４ａ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４ａの上流側端部にはフランジ４ａｂが設けられている。パイプ３及び移送管４ａは、いずれも白金で構成されている。

図２～図４に示すように、エントランスブロック８は、炉２内に臨む正面８ｂ、炉２外に臨む背面８ｃ、及び、正面８ｂと背面８ｃとを連続させる側面８ｄを有する。なお、側面８ｄには、上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄが含まれている。側面８ｄは、正面８ｂと背面８ｃとの間に位置し、正面８ｂと背面８ｃとを繋ぐ。

エントランスブロック８の各面のうち、上側面８ｄａを除いた面（正面８ｂ、背面８ｃ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）については、それぞれの全領域が白金部材１１で覆われている。ここで、図３（ａ），（ｂ）では、白金部材１１で覆われた領域をクロスハッチングで表している。一方、上側面８ｄａについては、白金部材１１における上側面８ｄａを覆った部位のうちの背面８ｃ寄りに、開口１１ａが設けられており、この開口１１ａにより上側面８ｄａが部分的に露出した箇所が存在している。なお、本実施形態では、白金部材１１が単一部材（連続した一続きの部材）でなる。

ここで、本実施形態の変形例として、エントランスブロック８の上側面８ｄａに限らず、背面８ｃ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄについても、白金部材１１に設けられた開口１１ａにより面が部分的に露出した箇所を存在させてもよい。

また、本実施形態の変形例として、エントランスブロック８の各面のうち、一部の面が白金部材１１で全く覆われずに完全に露出していてもよい。白金部材１１は、正面８ｂと、正面８ｂに連なる側面８ｄ（上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）の縁部領域ｘ（ｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄ）とを、最低限覆っていればよい。そのため、一例として、背面８ｃが白金部材１１で全く覆われずに完全に露出していてもよい。ただし、パイプ３と移送管４ａとの突き合わされた箇所から溶融ガラス５が漏れ出した場合に、漏れ出た溶融ガラス５によってエントランスブロック８が浸食されることを回避する観点では、背面８ｃを白金部材１１で覆うことが好ましい。

背面８ｃを白金部材１１で覆う場合に側面８ｄの縁部領域ｘ以外の領域を白金部材１１で覆わなければ、背面８ｃを覆う白金部材１１が垂れるおそれがある。これを防止する観点から、側面８ｄの縁部領域ｘ以外の領域についても、白金部材１１で覆うことが好ましい。これにより、白金部材１１のうちで背面８ｃを覆う部位と側面８ｄ（縁部領域ｘ以外の領域）を覆う部位とが連続し、側面８ｄ（縁部領域ｘ以外の領域）を覆う部位が側面に引っ掛けられた状態となるので、背面８ｃを覆う部位が垂れるのを防止できる。

さらに、本実施形態の変形例として、白金部材１１が単一部材ではなく、複数の部材からなってもよい。例えば、白金部材１１が、正面８ｂ側の部材と背面８ｃ側の部材との二つの部材に分割されていてもよい。具体的な例としては、正面８ｂ側の部材が、正面８ｂと、正面８ｂに連なる側面８ｄ（上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）の縁部領域ｘ（ｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄ）とを覆うと共に、背面８ｃ側の部材が、背面８ｃと、背面８ｃに連なる側面８ｄ（上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）の縁部領域ｙ（ｙａ、ｙｂ、ｙｃ、ｙｄ）とを覆うようにしてもよい。

白金部材１１は、例えば、エントランスブロック８の外表面に成膜された白金膜や、エントランスブロック８の形状に沿うように加工された白金板で構成できる。白金部材１１を白金板で構成する場合には、一枚の白金板で構成してもよいし、複数枚の白金板で構成してもよい。本実施形態では、溶接により継がれた複数枚の白金板で白金部材１１を構成している。エントランスブロック８のコーナー部（エントランスブロック８の隣り合う面同士が接続する箇所）では、当該コーナー部に沿うように白金板に対して曲げ加工を施している。ここで、白金板は、エントランスブロック８の外表面との相互間に部分的に隙間を有していてもよいし、隙間なく完全に外表面に密着していてもよい。

以下、上記の製造装置１による主たる作用・効果について説明する。

上記の製造装置１では、白金部材１１が、炉２内に臨むエントランスブロック８の正面８ｂのみでなく、正面８ｂに連なる側面８ｄ（上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）の縁部領域ｘ（ｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄ）まで覆っている。このように白金部材１１の一部が側面８ｄに引っ掛けられた状態にあることで、白金部材１１の垂れが防止される。その結果、白金部材１１の垂れに起因して溶融ガラス５がエントランスブロック８を浸食することを回避でき、その劣化を防止することが可能となる。

ここで、本発明に係るガラス物品の製造装置は、上記の実施形態で説明した構成に限定されるものではない。例えば、白金部材１１は、正面８ｂと、正面８ｂに連なる側面８ｄ（上側面８ｄａ、下側面８ｄｂ、右側面８ｄｃ、及び左側面８ｄｄ）の縁部領域ｘ（ｘａ、ｘｂ、ｘｃ、ｘｄ）とを、覆っていればよい。つまり、側面８ｄにおける縁部領域ｘ以外の領域（縁部領域ｘを除いた残りの領域）は、白金部材１１で覆われていてもよく、覆われることなく、露出していてもよい。

エントランスブロック８と隣接する耐火物９との間に浸入した溶融ガラス５によるエントランスブロック８の浸食を低減する観点から、縁部領域ｘは、正面８ｂからの距離が１００ｍｍ以下の領域とすることが好ましく、前記距離が２００ｍｍ以下の領域とすることがより好ましい。エントランスブロック８と隣接する耐火物９との間に浸入した溶融ガラス５によるエントランスブロック８の浸食をさらに低減する観点から、側面８ｄにおける縁部領域ｘ以外の領域は、白金部材１１で覆われていることが好ましい。

側面８ｄを部分的に露出させる開口１１ａは、省略してもよいが、白金の使用量を抑制しながら、浸入した溶融ガラス５によるエントランスブロック８の浸食を低減する観点から、白金部材１１における側面８ｄを覆った部位のうちの背面８ｃ寄りに設けることが好ましい。開口１１ａは、エントランスブロック８の厚み（正面８ｂから背面８ｃまでの寸法）をｔ（ｍｍ）とした場合、例えば、背面８ｃからの距離（ｍｍ）が０．０５ｔ～０．５ｔの範囲内に設ければよい。

１ ガラス物品の製造装置
２ ガラス溶融炉
２ｂ 後壁
３ パイプ
５ 溶融ガラス
８ エントランスブロック
８ｂ 正面
８ｃ 背面
８ｄ 側面
８ｄａ 上側面
８ｄｂ 下側面
８ｄｃ 右側面
８ｄｄ 左側面
１１ 白金部材
１１ａ 開口
ｘ 縁部領域

Claims (4)

1. 炉壁にエントランスブロックを含んだガラス溶融炉と、前記エントランスブロックを貫通すると共に前記ガラス溶融炉内の溶融ガラスを炉外に流出させるパイプとを備え、
   前記エントランスブロックが、前記ガラス溶融炉内に臨む正面、炉外に臨む背面、及び前記正面と前記背面とを連続させる側面を有するガラス物品の製造装置であって、
   前記正面、及び、前記側面における前記正面に連なる縁部領域が、白金部材で覆われ、
   前記白金部材は白金板で構成され、
   前記白金部材における前記正面を覆った部位と前記縁部領域を覆った部位とが連続していることを特徴とするガラス物品の製造装置。
2. 前記側面における前記縁部領域以外の領域についても、前記白金部材で覆われていることを特徴とする請求項１に記載のガラス物品の製造装置。
3. 前記白金部材における前記側面を覆った部位のうちの前記背面寄りに、前記側面を部分的に露出させる開口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガラス物品の製造装置。
4. 前記パイプの下流側端部と突き合わされた状態で前記パイプと接続される移送管を備え、
   前記背面が前記白金部材で覆われ、
   前記白金部材における前記側面を覆った部位と前記背面を覆った部位とが連続していることを特徴とする請求項２又は３に記載のガラス物品の製造装置。

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