JPH03115129A

JPH03115129A - ガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節方法および装置

Info

Publication number: JPH03115129A
Application number: JP25484989A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Asanuma; 浅沼　茂; Hiroaki Takahara; 宏明高原; Shinji Namita; 伸司波田
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-16
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2597015B2

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、ガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節方法
および装置に関する。

〔従来の技術〕

ガラス食器、ガラスビン、光学レンズ等の成形品を連続
成形する場合には一般に、溶融装置内に設置された溶融
ガラス流出部から流出する溶融ガラスを一定間隔で切断
して一定重量の溶融ガラス塊（ゴブ）を作り、これを成
形型に導き、プレス成形あるいは他の方法によって成形
品を作る。

このとき、一定形状の成形品を安定して製作するために
は、成形型に供給される溶融ガラス塊の重量が一定であ
ることが必要であり、そのためにば流出量が一定でなけ
ればならない。

流出量が変動すると、溶融ガラス塊の重量が変動し、製
品の重量がばらついたり、肉厚、形状が不揃いになるな
ど、製品の品質を悪くしたり、歩留りを低下させる。そ
のため、実際の操業にあたっては、一定時間毎にゴブ或
いは成形品の重量を秤量して流出量を知り、その値に基
づいて流出部の温度調節などの手段により、流出量が一
定になるように制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、流出量の制御精度を上げるためには、ゴブまた
は成形品の重量測定の頻度を上げることが必要となり、
サンプル採取の手間も増え、また生産効率が低下するこ
とになる。成形ラインの途中に自動秤量装置を組み込ん
で製品重量をオンラインで自動的に秤量することも可能
であるが、時間遅れなく流出量を知るためには、出来る
だけ流出直後のガラスを秤量することが必要であるため
、どうしても設置場所が高温となり、精密装置が故障し
やすいなどメンテナンスの手間と費用がかかる。

また、ガラス溶融装置の場合には連続運転（流出による
溶融装置内のガラス量の減少分だけガラス原料を投入補
充し、これを繰り返すことによって連続的に流出を続け
る）と、間歇運転（溶融装置内にガラス原料を所定量投
入して溶解し、そしてほぼ全量を流出し終えた後、再度
投入する）があるが、特に間歇運転の場合には、溶融ガ
ラスの流出量は液位の低下と共に連続的に変化する。そ
のため、流出量のチエツクを一層頻繁に行う必要があり
、サンプリングによる作業の増加と、生産効率の低下も
特に著しい。従って、この流出の間、流量を一定に保つ
にはきわめて厳密なる溶融装置の流出部近辺の温度制御
が要求される。

本発明は、連続運転または間歇運転における溶融ガラス
の流出量を一定に制御するためのかかる欠点を除去する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明によるガラス溶融装
置の溶融ガラス流出量調節方法は、ガラスを含むガラス
溶融装置全体の重量を秤量し、ガラス溶融装置全体の重
量を求めるか、または、この重量からガラス溶融装置の
風袋重量を差し引いてガラス重量を求めることにより、
ガラス溶融装置全体の重量の変化量またはガラス重量の
変化量から、単位時間当りのガラス流出量を求め、この
ガラス流出量に基づいて、ガラス溶融装置の流出部の温
度を制御することを特徴とする。

この場合、ガラス重量が所定の値よりも小さいときに、
ガラス原料をガラス溶融装置に所定量投入補充すること
が望ましい。

更に、ガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節装置は、
ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量する秤量
装置と、ガラス溶融装置のガラス流出部に設けられた流
出部温度調節装置と、前記秤量装置と流出部温度調節装
置との間に接続配置され、秤量装置によって秤量された
ガラス溶融装置全体の重量、または、この重量からガラ
ス溶融装置の風袋重量を差し引いてガラス重量を求める
ことにより、ガラス溶融装置全体の重量の変化量または
ガラス重量の変化量から単位時間当りのガラス流出量を
求め、そしてこのガラス流出量に基づいて流出部温度調
節装置を制御する制御装置とを備えていることを特徴と
する。

この場合、ガラス溶融装置へガラス原料を投入する原料
投入機が、制御装置によって制御されてガラス原料を所
定量投入補充可能に形成されていることが望ましい。

〔実施例〕

次に、図を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。

第１図は、本実施例によるガラス溶融装置への縦断面を
示している。第１図において、１は投入された未溶融ガ
ラス原料２を溶融するガラス溶融ルツボ、３は溶融ガラ
ス、４はガラス溶融ルツボ１の底部に接続された流出パ
イプである。ガラス溶融ルツボ１と流出パイプ４はそれ
ぞれ、炉体５゜６によって取囲まれ、支持台７を介して
炉体５に支持されている。炉体５と６は互いに連結され
、炉体５は板状の炉体基部８に載置または固定されてい
る。

炉体５内には、ガラス原料２を溶融するために溶融ルツ
ボ１を加熱するヒータ９が設けられている。炉体６内に
は、流出パイプ４内の溶融ガラス３の粘性、ひいては溶
融ガラス流出量の制御のために流出パイプ４を加熱する
ヒータ１０が設けられている。この両ヒータ９，１０へ
の給電用電線はそれぞれ、フレキシブルな平編線９ａ、
１０ａを介して電源１１．１２に接続されている。この
平編線９ａ、１０ａがフレキシブルであり、かつ第１図
においてその右側の端部が図示していない外部の適当な
支持装置で支持されているため、給電用電線の重量は炉
体５．６に作用しない。従って、後述のガラス溶融装置
Ａの秤量に対する給電用電線の重量の影響を取り除くこ
とができる。

前記のガラス溶融ルツボ１、未溶融ガラス原料２、溶融
ガラス３、流出パイプ４、炉体５，６、支持台７、炉体
基部８、ヒータ９，１０および平編線９ａ、１０ａから
なるガラス溶融装置Ａの全重量は、炉体基部８を支持す
るように設けられた、秤量装置としてのロードセル（ひ
ずみゲージ）１３で測定される。このロードセル１３は
炉体基部８に３個所または４個所配置され、そして重量
検出部１４に接続されている。この重量検出部１４はプ
ログラミング可能なコンピュータからなる制御装置１５
に接続されている。この制御装置１５は演算部、入力部
、表示部および制御部を備えている。演算部は重量検出
部１４で測定されたガラス溶融装置Ａの重量に基づいて
、ガラス重量と溶融ガラス３の流出量の演算、設定流量
との比較等を行う、入力部はガラス原料２の投入量、溶
融ガラス３の流出量、秤量の時間間隔、ガラス溶融温度
等の設定を行う。表示部は演算結果や設定値を表示する
。更に、制御部は演算結果や入力値に基づいて、ガラス
原料投入機１６に付設された投入機制御部１７、ヒータ
９用電源１１に付設された溶融ルツボ温度制御部１８、
およびヒータ１０用電源１２に付設された流出部温度制
御部１９に指令を送る。

原料投入機１６は例えば電磁フィーダやスクリューフィ
ーダであり、投入機制御部１７は制御装置１５の指令に
基づいて、原料投入機１６の振動数または回転数、作動
時間等を制御して所定量のガラス原料を投入する。

溶融ルツボ温度制御部１８はヒータ９のオン・オフ制御
等により溶融ルツボ１の加熱温度を制御する。

流出部温度制御部１９はヒータ１０のオン・オフ制御等
により流出パイプ４の加熱温度を制御す′”る、流出パ
イプ４の温度が高くなると、流出パイプ４内の溶融ガラ
ス３の粘度が小さくなるため流れやすくなり、温度が低
くなると、粘度が大きくなり、流れにくくなる。

前記溶融ルツボ温度制御部工８と流出部温度制御部１９
には、炉体５，６内の温度を測定する熱電対２０．２１
が接続されている。

次に、上記構造のガラス溶融装置における溶融ガラス流
出量調節方法について説明する。この調節方法には大き
く分けて二つあり、一つはガラス溶融装置の間歇運転（
間歇流出）時の溶融ガラス流出量調節方法であり、もう
一つは、連続運転（連続溶融・連続流出）時の溶融ガラ
ス流出量調節方法である。先ず、間歇運転時の溶融ガラ
ス流出量調節方法について説明する。

間歇運転（バッチ式運転）の場合には、ガラス溶融ルツ
ボ１内にガラス原料２を所定量投入し、ルツボ１内に満
たされたガラスを完全に溶融し、そしてほぼ全量を流出
する。その後再びこれらの操作を繰り返すことにより、
ガラス溶融装置を間歇的に運転する。

この場合、第２ａ図に示すように、先ず、ガラスが入っ
ていない溶融装置Ａの空の重Ｎ（風袋重りｗ、をロード
セル１３によって秤量し、制御装置１５の入力部に、ガ
ラス溶融装置Ａの風袋重量　ＷＦを入力し、ガラスを含
むガラス溶融装置Ａの秤量重量Ｗアからこの風袋重量Ｗ
、を差し引くようにセットする（風袋引き）。そして、
溶融ガラスの単位時間当りの流出量Ｑ、を例えば２　ｋ
ｇ／時間に設定する。

次に、原料投入機１６によってガラス原料を所定量（例
えば１２ｋｇ　）投入し、ガラス溶融ルツボ１の温度を
ヒータ９によって例えば１０００°Ｃに保持して溶融す
る。その後、ヒータ１０によって流出パイプ４の周囲の
温度を例えば９５０°Ｃまで上昇させ、溶融ガラス３の
流出を開始する。

そしてガラスを含むガラス溶融装置Ａ全体の重量ＷＴを
ロードセル１３によって測定し、この重量ＷＴから風袋
重量ＷＦを差し引いてガラス重量ＷＧを求める。このガ
ラス溶融装置の秤量に基づくガラス重量の測定は所定の
時間間隔をおいて多数回行われれ、その都度、前回と今
回のガラス重量ＷＧＯ差を演算して、ガラス重量の単位
時間当たりの減量が求められる。そして、この単位時間
当りの減量を単位時間（Δｔ）で割ることによって、溶
融ガラスの単位時間当りの流出ＩＱ、が求められる。

流出量Ｑ、が設定値Ｑ、と異なる場合には、流出量Ｑ、
が設定値Ｑ、と等しくなるように、すなわち一定になる
ように、流出部温度制御部１９を介して制御装置１５に
よってヒータ１０を制御し、流出パイプ４内の溶融ガラ
ス３の粘度を調節する。

この制御は前述のように、所定の時間間隔（Δｔ＝ｔｘ
　　ｔ＋）をおいて多数回行われ、その都度流出量Ｑ、
を調節するので、流出量Ｑ、は溶融ガラス３のほぼ全量
が流出するまで、はぼ一定に保たれる。この場合、時間
間隔ΔＬを短くすればする程、流出量Ｑ、の変動が小さ
くなる。

このように、本発明では、流出したガラス（ゴブあるい
は成形品など）の重量を秤量するのではなく、ガラスを
含むガラス溶融装置全体の重量を秤量するようにしたの
で、サンプリングが不要であり、生産効率が落ちること
がない。また、ガラス溶融装置全体の重量から演算して
流出量を求めるため、流出量の検出に時間の遅れがない
。従って、溶融ガラスの液位の影響を受けることなく、
流出量を一定値に正確に調節することができる。

更に、秤量装置または制御装置を高温の場所に設ける必
要がないので、装置が故障しにくく、メンテナンスが容
易である。

第２ａ図に示す本実施例による間歇運転の場合には、溶
融ルツボ１内にガラス２，３が充分に入っている間は、
一定の流出量に制御できるが、溶融ルツボ１が空に近づ
くと、流出温度をいくら上げても流出部量を一定に保つ
ことができなくなる。

しかし、比較演算Ａは流出量Ｑ、を設定値Ｑ、にするた
めの流出部温度制御部１９に、流出部の温度を更に上げ
るように指示を出す。その結果、流出部がオーバーヒー
トして損傷してしまう恐れが合には、ガラス重量ＷＧが
例えば１．２　ｋｇ　（この場合比較演算已におけるα
は１０．８ｋｇとなる）になったら、流出部のヒータ１
０をオフにして流出を終了させ、流出部のオーバーヒー
トによる損傷を防ぐようになっている。すなわち、比較
演算Ｂにおいて、ガラス重ＩＷ、と（ＷＣ−α）の比較
が行われ、ガラス重量ＷＧが（ＷＣ−α）と等しいかま
たは小さくなると（ガラスの残量が１．２ｋｇになると
）、ヒータ１０のＯＦＦ指令が発せられる。なお、αは
流出許容重量であり、原料初期投入重量の例えば９０％
に設定される。

流出部保護は、流出部の最高温度を、流出部が損傷しな
い範囲の温度に設定することによっても行うことができ
る。この場合には、上記の比較演算Ｂによるヒータ１０
の制御は不要である。

第２ｂ図は、第２ａ図に示した前記の間歇流出時の溶融
ガラス流出量調節方法の変形例を示している。第２ａ図
の方法の場合にはガラス溶融装置Ａ全体の重量Ｗ、から
風袋重量Ｗ、を差し引いてガラス重量ＷＧを求め、この
ガラス重量ＷＧの単位時間当りの減少量からガラスの流
出量Ｑ、を求めたが、本変形例の場合にはガラス溶融装
置Ａ全体の重ＩＷアの単位時間当りの減少量からガラス
流出量Ｑ、−が求められる。従って、演算が簡単である
。更に、比較演算Ｂでは、ガラス溶融装置Ａ全体の重量
Ｗ？と、（ＷＦ＋β）が比較され、Ｗ７が（ＷＦ＋β）
と等しいかまたは小さくなると、ヒータ１０のＯＦＦ指
令が発せられる。ここで、ＷＦは風袋重量、βは、流出
部保護のために流出させないで残されるガラス重量であ
り、原料初期投入重量の例えば約１０％に設定される。

なお、流出部の最高温度を、流出部が損傷しない範囲の
温度に設定しておけば、上記比較演算Ｂによる方法を取
る必要はない。

次に、第３ａ図を参照して、連続運転（連続溶融・連続
流出）時の溶融ガラス流出量調節方法について説明する
。連続運転の場合には、流出量を一定に制御しながら、
流出量に相当するガラス原料を補充投入する。

連続運転の場合には、前記間歇運転の場合と同様に、先
ず、ガラスが入っていない溶融装置Ａの空の重量（風袋
重量）ＷＦを秤量し、ガラスを含むガラス溶融装置Ａの
秤量重量ＷＴからこの風袋重量Ｗ、を差し引くように制
御装置１５の演算部をセットする（風袋引き）。そして
、溶融ガラスの単位時間当りの流出量Ｑ、を例えば２ｋ
ｇ／時間に設定すると共に、原料投入開始重量Ｗ、を例
えば１０ｋｇに設定する。

次に、原料投入機１６によってガラス原料を所定量（例
えば１２ｋｇ　）投入し、ガラス溶融ルツボ１の温度を
ヒータ９によって例えば１０００°Ｃに保持して溶融す
る。その後、ヒータ１０によって流出パイプ４の範囲の
温度を例えば９５０　’Ｃまで上昇させ、溶融ガラス３
の流出を開始する。

そしてガラスを含むガラス溶融袋ＷＡ全体の重量Ｗ７を
ロードセル１３によって測定し、この重量Ｗ７から風袋
重量Ｗ、を差し引いてガラス重量ＷＧを求める。

このガラス重量Ｗ、が原料初期投入重量Ｗ。

（１０ｋｇ＞以上である場合には、第２図の調節方法の
場合と同様に、その都度、前回と今回のガラス重量ＷＧ
Ｏ差を演算して、ガラス重量の単位時間当たりの減量を
求め、溶融ガラスの単位時間当りの流出量ＱＰを求める
。そして、流出量Ｑ、が設定値Ｑ、と異なる場合には、
流出量Ｑ、が設定値Ｑ、と等しくなるように、流出部温
度制御部１９を介して制御装置１５によってヒータ１０
を制御する。

これに対して、ガラス重量ＷＧが原料投入開始重量Ｗ、
　　（１０ｋｇ）以下である場合には、制御装置１５に
よって原料投入指令が発せられ、投入機制御部１７が原
料投入機１６を作動させ、例えば０．５　ｋｇのガラス
原料を投入補充する。この間、流出量Ｑ、の演算は停止
される。そして、流出部の温度は停止直前の値に保持さ
れる。

ガラス重量ＷＧが原料投入開始重量Ｗ、　　（１０ｋｇ
）を越えると、流出量Ｑ、の演算が再開され、前述のよ
うに、制御装置１５と流出部温度制御部１９を介してヒ
ータ１０を制御し、流出量Ｑ、を調節する。

このようにして、ガラス重量Ｗ、を所定の範囲（例えば
１０ｋｇ＋０．５　ｋｇから１０ｋｇ−０，１ｋｇまで
の範囲）に維持しながら、流出量Ｑ、が一定に調節され
るので、ガラスの連続溶融・連続流出が可能である。

第３ｂ図は、第３ａ図による連続運転時の溶融ガラス流
出１１１節方法の変形例である。本変形例では、第２ｂ
図による変形例の場合と同様に、ガラス重量Ｗ、を求め
ないで、ガラス溶融装置Ａ全体の重量Ｗ７の単位時間当
りの減少量からガラス流出量Ｑ、が直接水められる。そ
の他は第３ａ図の実施例と同じである。

第４ａ図、第４ｂ図および第４Ｃ図は、ガラス溶融装置
Ａの秤量構造の変形例を示している。

第４ａ図の場合には、ガラス溶融装置Ａを架台２２に載
せて上側から吊り下げて秤量している。

そのため、架台２２とロードセル１３ａは吊り下げ棒２
３で連結されている。

第４ｂ図の場合には、ガラス溶融装置Ａの炉体５の上縁
に、断面り字形のホルダー２４が取付けられ、このホル
ダ２４が吊り下げ棒２５を介してロードセル１３ｂに吊
り下げられている。

第４ｃ図の場合には、ガラス溶融装置を載せる架台２２
ａの一端がロードセル１３ｃによって支持され、他端が
定置された軸２６に、上下方向に所定の範囲内で揺動可
能に支持されている。この場合、ロードセル１３ｃは１
個所または２か所に配置するだけでよい。

なお、前記秤量構造の場合には、ロードセルの数と配置
は任意に選択可能である。

以上、実施例について説明したが、本発明は上記以外の
いろいろな種類のガラス溶融装置に適用可能である０例
えば、溶融槽、脱泡槽および攪拌機構付均質化槽を備え
た多槽式のガラス溶融装置も、炉体基部に設置して重量
を秤量することができる。この場合、溶融槽、脱泡槽お
よび均質化槽は炉体基部上に並べて配置され、均質化槽
の底に流出パイプが接続される。

更に、加熱用ヒータとしては通常カンタル線、ＳｉＣ抵
抗発熱体等が用いられるが、他の発熱手段を用いてもさ
しつかえない。

更に、ロードセル以外の秤量装置、例えば電磁はかり等
を用いることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、流出したガラス（ゴ
ブあるいは成形品など）の重量を秤量するのではなく、
ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量するよう
にしたので、サンプリングが不要であり、住産効率が落
ちることがない。また、ガラス溶融装置全体の重量から
演算して流出量を求めるため、流出量の検出に時間の遅
れがない、従って、溶融ガラスの液位の影響を受けるこ
となく、流出量を一定値に正確に調節することができる
。更に、秤量装置または制御装置を高温の場所に設ける
必要がないので、装置が故障しにくく、メンテナンスが
容易である。

更に、ガラスの連続溶融・連続流出の場合にも、ガラス
原料を投入補充してガラス重量を所定の範囲に維持しな
がら、流出量を一定に調節することができる。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるガラス溶融装置を示す縦
断面図、第２ａ図は間歇運転時の溶融ガラス流出量調節
方法を示すフローチャート、第２ｂ図は第２ａ図に示し
た溶融ガラス流出量調節方法の変形例を示すフローチャ
ート、第３ａ図は連続運転時の溶融ガラス流出量調節方
法を示すフローチャート、第３ｂ図は第３ａ図に示した
溶融ガラス流出量調節方法の変形例を示すフローチャー
ト、第４ａ図、第４ｂ図および第４ｃ図はガラス溶融装
置の秤量構造の変形例を示す図である。１・・・ガラス溶融ルツボ、　２・・・未溶融ガラス原
料、　３・・・溶融ガラス、　４・流出パイプ、　５．
６・・・炉体、　７・・・支持台、　８・・・炉体基部
、　９，１０・・・ヒータ、　９ａ、１０ａ・・・平編
線、　　　１１゜１２・・・電源、　　１３．１３ａ、
１３ｂ。１３ｃ・・・ロードセル（秤量装置）、　　１４・・重
量検出装置、　　１５・・・制御装置、　　１６・・・
原料投入機、　　１７・・・投入機制御部、１８・・・
溶融ルツボ温度制御部、　　１９・・・流出部温度制御
部、　２０．２１・・・熱電対、２２．２２ａ・・・架
台、　２３．２５・・・吊り下げ棒、　２４・・・ホル
ダー　　２６・・・軸

Claims

【特許請求の範囲】１、ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量し、
ガラス溶融装置全体の重量を求めるか、または、この重
量からガラス溶融装置の風袋重量を差し引いてガラス重
量を求めることにより、ガラス溶融装置全体の重量の変
化量またはガラス重量の変化量から、単位時間当りのガ
ラス流出量を求め、このガラス流出量に基づいて、ガラ
ス溶融装置の流出部の温度を制御することを特徴とする
ガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節方法。２、ガラス重量が所定の値よりも小さいときに、ガラス
原料をガラス溶融装置に所定量投入補充することを特徴
とする、請求項１記載のガラス溶融装置の溶融ガラス流
出量調節方法。３、ガラスを含むガラス溶融装置全体の重量を秤量する
秤量装置と、ガラス溶融装置のガラス流出部に設けられた流出部温度
調節装置と、前記秤量装置と流出部温度調節装置との間に接続配置さ
れ、秤量装置によって秤量されたガラス溶融装置全体の
重量、または、この重量からガラス溶融装置の風袋重量
を差し引いてガラス重量を求めることにより、ガラス溶
融装置全体の重量の変化量またはガラス重量の変化量か
ら単位時間当りのガラス流出量を求め、そしてこのガラ
ス流出量に基づいて流出部温度調節装置を制御する制御
装置とを備えていることを特徴とするガラス溶融装置の
溶融ガラス流出量調節装置。４、ガラス溶融装置へガラス原料を投入する原料投入機
が、制御装置によって制御されてガラス原料を所定量投
入補充可能に形成されていることを特徴とする、請求項
３記載のガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節装置。