JPH02252626A - 溶融ガラスの均質化攪拌方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融ガラスを均質化するための攪拌方法及び
その装置に関し、特に高度の均質化が要求される光学ガ
ラスやレーザガラス等の攪拌方法及びその装置に関する
。

〔従来の技術〕

光学ガラスはきわめて均質であることが要求されるため
、光学ガラスの製造時には必ず機械的攪拌による溶融ガ
ラスの均質化工程が設けられる。

一般に、光学ガラスの攪拌は、溶融ガラス中に耐熱材料
製の攪拌棒を浸漬し、回転させることによって行われ、
この攪拌によって溶融ガラスは強制的に拡散され均質化
される。

このような攪拌方法で溶融ガラスの均質化を行う従来の
回転攪拌装置を第４図乃至第６図に示す。

第４図に示した装置は、プロペラ型攪拌装置であり、プ
ロペラ４１を溶融ガラス４２で満した溶融槽４３中に浸
漬し、矢印４４で示“すようにプロペラ４１を回転させ
て溶融ガラス４２の攪拌を行う。

第５図に示したクランク型攪拌装置の場合比は、矢印５
４．５５で示すようにクランク型攪拌棒５１を回転させ
溶融ガラス５２を攪拌する。

更に、第６図に示した棒型攪拌装置の場合には、図示し
ていないシャフトの右端を水平円運動さセて、シャフト
６４を支点台６５を支点として、溶融槽６３中で矢印６
６で示すように攪拌棒６１を円運動させ、溶融ガラス６
２を攪拌するや（発明が解決しようとする問題点） 上記プロペラ型攪拌装置による攪拌では、プロペラ４１
を回転することによって、水平方向の回転流が溶融ガラ
ス４２に発生し、矢印４７で示すように外周壁に沿って
上方に流れる溶融ガラス流ができ、同時に、攪拌棒４５
のシャフト４６に沿って下方に流れる溶融ガラス流がで
き、溶融ガラスの表面から一部成分の揮発により、不均
質になった溶融ガラスがシャフト４６に沿ってゆっくり
下降ｊ７、シャフト４６の周りに不均質なガラス層を形
成する。

また、クランク型攪拌装置による攪拌では、クランク型
攪拌棒５１を回転させることにより、上層部の溶融ガラ
スはクランク上部５６の周りから内部に引き込まれ、ク
ランク型攪拌棒５１の曲がりの部分で外方に押しやられ
、溶融槽５３の内壁に押しつけられ、内壁に沿って上昇
し、上層部に戻る。このような攪拌では、攪拌棒５１は
溶融槽５３の中心部を通過しないため、溶融槽５３の中
心部にあ乙溶融ガラスは充分に攪拌されない。従って、
この中心部に不均質なガラスが残る。

また、線型攪拌装置による攪拌では、攪拌棒６１が溶融
槽６３内で円軌道を描いて円運動するため、攪拌棒６１
は円軌道の内側を通過しない。従って、この中心部の溶
融ガラスの攪拌が不充分となり、この中心部に不均質な
ガラスが残る。

上記３例のいずれの場合もそれぞれの攪拌棒が溶融槽内
で描く軌跡は溶融槽中心回りの円形軌跡であり、溶融槽
内の溶融ガラス全体に、攪拌棒の剪断力が均等に作用し
ないため、溶融ガラスに不均質部分が残る。

本発明の目的は、上記欠点を除去し、溶融槽内のすべて
の溶融ガラスに、均質化にとって充分な攪拌力を及ぼす
ことができ、溶融ガラスを高度に均質化することができ
る攪拌方法と装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明による溶融ガラスの
均質化攪拌方法は、攪拌棒を用いた溶融ガラスの攪拌に
際し１、形状が異なる上部と下部を有する攪拌棒を、溶
融槽のほぼ縦中心軸線回りに回転させると同時に、攪拌
棒上部の中心軸線回りに攪拌棒下部を自転させることを
特徴とするゆ、更に、本発明による溶融ガラスの均質化
攪拌装置は、上部と下部の形状が異なる攪拌棒と、溶融
槽のほぼ縦中心＠線回りに１簀拌棒全体を回転させるた
めの、攪拌棒上部に連結された公転用回転駆動手段と５
．攪拌棒上部の中心軸線回りに攪拌棒下部を自転させる
ための、攪拌棒上部に連結された自転用回転駆動手段と
を備えていることを特徴とするい 〔実施例〕 次に、第１図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

支持台１上には、駆動部２がＬ字形アー・ム１ａを介し
て支持され、更に駆動部３が直に支持されている。駆動
部２の回転力は回転力伝達手段である歯車４．５を介し
て主軸６に伝達され、駆り１部３の回転力は回転力伝達
手段である歯車７，８を介して副軸９に伝達される。副
軸９は支持台１に垂直にかつ回転可能に支持され、その
中に主軸６が同軸にかつ回転可能に支持されている。

主軸６の下端部には、アルミナ質セラミックス製の回転
アーム１０が主軸６に対しで直角に取イづけられ、更に
、回転アーム１０の先端部には、アルミナ賞セラミック
ス製の軸受１１を介して、白金合金製のクランク型攪拌
棒１２が垂直に取付けられている。

副軸９の下端部には歯車１３が取付けられ、この歯車は
クランク型攪拌棒１２の上端部に取付けられた歯車１４
と噛み合い、副軸９の回転力をクランク型攪拌棒１２に
伝達する。ここで、歯車１３と歯車工４のギヤ比は１対
工である。

なお、主軸６は２重管になっており、矢印１５方向から
冷却水が注入され、主軸６内部を循環して矢印１６方向
に排出され、主軸６を冷却する。

次に、上記構造の攪拌装置を用いた攪拌方法について説
明する。クランク型攪拌棒１２は、クランク上部１２ａ
、クランク水平部１２ｂおよびクランク下部１２ｅから
なっており、クランク下部１２ｃからクランク上部１２
ａの下方部分まで、溶融ガラス１７中に浸漬されている
。

先ず、駆動部２を作動させることによって、歯車４を回
転させ、この回転を歯車５に伝え、主軸６を６回／分で
回転させる。この主軸６の回転により、主軸６の下端部
に取付けられたアルミナ質セラミックス製回転アーム１
０が回転し、軸受工１を介してクランク型攪拌棒１２を
主軸６の回りに回転（公転）させる。

第２図の円形の一点鎖線ａは、上記回転時に、攪拌棒１
２のクランク上部１２ａの中心軸線１日によって描かれ
る軌跡である。

次に、駆動部３を作動させることによって、歯車７を回
転させ、この回転を歯車８に伝え、副軸９を６３／分で
回転させる。従って、主軸６が１回転すると、副軸９は
１０．５回転し、この副軸９の回転は、ギヤ比１：１の
歯車１３．１４によって攪拌棒１２に伝えられ、攪拌棒
１２は中心軸線工８を中心にして１０．５回転する。

主軸６と副軸９が同時にそれぞれ上記回転数で回転する
ことにより、クランク上部１２　ａが主軸６の中心軸線
１９を中心にして１回転（公転）する間に、クランク下
部ｆ２ｃはクランク上部工２ａの中心軸線１８を中心に
して１０８５回転（自転）することになる。

第２図の実線すはクランク下部１２ｃの中心軸線２０に
よって描かれる軌跡である。なお、実線すの軌跡は一点
鎖線ａ上に中心を持つ複数の円の連続となっているが、
実際の軌跡はクランク下部１２ｅの回転中心であるクラ
ンク上部１２ａの中心軸線１８が一点鎖線ａ上を移動し
ながら描かれるため、いびつな楕円形の連続である。

−点Ｍ線ａと実線すから判るように、クランク上部Ｘ２
ａは円軌道に沿って回転して溶融ガラス表面を攪拌し、
クランク下部１２ｅは自転しながら前記円軌道に沿って
公転して、溶融槽２１内をまんべんなく通過し、溶融槽
２１内の溶融ガラス全体を攪拌し、表層部および内部共
にくまなく攪拌棒による剪断力を及ぼすことができ、き
わめて均質度の高いガラスを得ることができる。

第３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄ図ば、攪拌棒の変形例を
示している。この場合、シャフト部２５の下部に、いろ
いろな形状の張出し部２．６ａ、２６ｂ、２６ｅおよび
２６ｄが設けである。この張出し部は上記変形例に限定
されるものではなく、シャフト部下部に設けたものであ
れば他の形状でもよい。

なお、攪拌棒１２の中心軸線１８と２０との距離２２を
、主軸６の中心軸線１９とクランク上部１２ａの中心軸
線１８との距離２３より長くするか、それとも短くする
かは、溶融するガラスの種類、粘性等によって決めれば
よい。

また、主軸６および副軸９のそれぞれの回転数も２、溶
融するガラスの種類、粘性等によって適宜法めればよい
。

更に、回転アーム１０、軸受１１、歯車１３および歯車
１４の材質は、耐熱性、機械的強度のあるものであれば
アルミナ質セラミックス以外のセラミックスでもよい。

更に、支持金工の下部の二点鎖線内の部分２４を水冷ジ
ャケット内に納めて、回転アーム１０、軸受１１、歯車
１３および歯車１４を水冷すれば、これらの部材を耐熱
性のアルミナ質セラミックス製に替えて、金属製にして
もよい。

更に、溶融槽の形状は、攪拌時に溶融ガラスに滞留部が
できない形状であることが望ましく、円筒形が好ましい
。

更に、駆動部２，３は必ずしも二つ設ける必要はない。

すなわち、攪拌棒１２の公転と自転を１個の駆動部で行
ってもよい。その場合、駆動部の回転を、公転と自転に
合わせてそれぞれ減速すればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による溶融ガラス４゜ の均質化撹拌方法および装置は、溶融槽のほぼ中心回り
に攪拌棒全体を回転（公転）させ、かつ同時に、攪拌棒
上部を中心に攪拌棒上部を自転させるようにしたので〜
攪拌棒を攪拌棒上部の下方部分まで溶融ガラスに浸漬す
ることにより、攪拌棒上部の下方部分は公転によって溶
融ガラス表面を攪拌し、攪拌棒上部は公転しながら自転
して溶融槽内をくまなく通過して溶融ガラスを攪拌する
ことになる。従って、攪拌棒は溶融ガラス表層部および
溶融槽内のすべての溶融ガラスに剪断力を及ぼすことが
でき、溶融ガラスをその表面および内部にわたり高度に
均質化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による均質化攪拌装置の部分
縦断面図、第２図は、攪拌棒のクランク上部とクランク
下部の軌跡を示す図、第３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ａ図
は攪拌棒の変形例を示す図、第４図乃至第６図は従来の
撹拌装置の部分縦断面図である。 １・・・支持台、　１ａ・・・Ｌ字形アーム、２、．４
，５，６，１０．１１・・・公転用回転駆動手段（２・
・・駆動部、　４，５・・・歯車、６・・・主軸、　　
１０・・・回転アーム、　　１１・・・軸受）、　３．
７．８．９，１３．１４・・・自転用回転駆動手段（３
・・・駆動部、　７゜８．１３．１４・・・歯車、　９
・・・副Ｍ）、１２・・・攪拌棒、　１２．ａ・・・攪
拌棒のクランク上部、　１２ｂ・・・クランク水平部、
　　１２Ｃ・・・クランク下部、　　１５・・・冷却水
の流入方向を示す矢印、　１６・・・冷却水の排出方向
を示す矢印、　１７・・・溶融ガラス、　　１８．１９
．２０・・・中心軸線、・２１・・・溶融槽、　２２．
２３・・・間隔、　２４・・・伝動装置の一部、　２５
・・・シャフト部、　２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ
・・・張出し部、ａ・・・クランク上部の軌跡、　ｂ・
・・クランク下部の軌跡 出願人　　ホ　−　ヤ　株式会社 代理人　弁理士　中　村　静　男 第１図 第２図 第３ａ図 第３ｂ図 第３ｃ図 第３ｅ図 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 溶融ガラスの均質化攪拌方法及びその装置３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名称　　　ホーヤ株式会社 ４、代理人 住　所　〒１０１東京都千代田区岩本町３丁目４番１１
号國竹ビル４階 平成２年３月２７日 ６、補正の対象 図面 第３ａ図 第３ｃ図 第３ｂ図 第３ｄ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、攪拌棒を用いた溶融ガラスの攪拌に際し、形状が異
   なる上部と下部を有する攪拌棒を、溶融槽のほぼ縦中心
   軸線回りに回転させると同時に、攪拌棒上部の中心軸線
   回りに攪拌棒下部を自転させることを特徴とする溶融ガ
   ラスの均質化攪拌方法。 ２、上部と下部の形状が異なる攪拌棒と、 溶融槽のほぼ縦中心軸線回りに攪拌棒全体を回転させる
   ための、攪拌棒上部に連結された公転用回転駆動手段と
   、 攪拌棒上部の中心軸線回りに攪拌棒下部を自転させるた
   めの、攪拌棒上部に連結された自転用回転駆動手段とを
   備えていることを特徴とする溶融ガラスの均質化攪拌装
   置。