TW201446683A - 熔融玻璃攪拌裝置 - Google Patents

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TW201446683A TW103116312A TW103116312A TW201446683A TW 201446683 A TW201446683 A TW 201446683A TW 103116312 A TW103116312 A TW 103116312A TW 103116312 A TW103116312 A TW 103116312A TW 201446683 A TW201446683 A TW 201446683A
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Motoyuki Hirose
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Abstract

本發明提供一種玻璃攪拌裝置，其可抑制搬送管壁面附近之熔融玻璃之逃脫，且攪拌熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃之作用優異。本發明之熔融玻璃攪拌裝置係於熔融玻璃搬送管內對該熔融玻璃進行攪拌者，且包括可旋轉之中心軸、及設置於該中心軸之攪拌部，上述攪拌部包括攪拌翼、及環狀翼，上述攪拌部係於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述中心軸之周向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有1個以上之環狀翼。

Description

熔融玻璃攪拌裝置
本發明係關於一種於搬送熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內、尤其如大型平板顯示器(FPD)用之板玻璃製造裝置之熔融玻璃之搬送量較高之熔融玻璃搬送管內對熔融玻璃進行攪拌之熔融玻璃攪拌裝置。
自先前以來，基於使熔融玻璃之均質性提昇之目的，於搬送熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內安裝攪拌裝置，而對熔融玻璃進行攪拌。熔融玻璃之均質性對所要生產之玻璃之透明性、厚度等影響較大。
一般而言，攪拌裝置包括：成為旋轉中心之中心軸、與包含安裝於中心軸之周圍之攪拌翼之攪拌部。
為了使搬送之熔融玻璃充分地均質化，於藉由攪拌裝置攪拌通過熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃時，須防止熔融玻璃自攪拌裝置內逃脫之現象，即所謂「逃脫」。於利用攪拌裝置攪拌前之熔融玻璃中較多地含有於利用熔解裝置熔融時玻璃之成分未充分地均質化的所謂「不均質玻璃」，或較多地含有因與構成熔解裝置或者熔融玻璃搬送管之磚或氣相之反應等而成為與熔融玻璃之成分不同之成分，即所謂「異質成分」。該等「不均質玻璃」或「異質成分」係於攪拌裝置內逃脫而未充分地均質化便成為製品，熔融玻璃固化而成為玻璃製品之情形時，成為所謂斑紋之不透明之條紋狀之缺陷。亦即，為了使熔融玻璃均質化，必須藉由抑制逃脫，充分地攪拌熔融玻璃，而使異質成分擴散於熔融玻璃中。
於專利文獻1中，基於減少沿流路之壁面未被攪拌而逃脫之熔融玻璃之目的，提出有一種為了使該壁面與攪拌翼之間隔變窄而於攪拌翼之最外側配置有複數個凸部之攪拌裝置。然而，該攪拌裝置對流路之壁面附近之逃脫之抑制尚不足。
專利文獻2所揭示之攪拌裝置係被記載為，基於使熔融玻璃之均質性提昇之目的，將安裝於中心軸之周圍之攪拌翼設為旋轉半徑各不相同之長攪拌翼及短攪拌翼，且將該長攪拌翼及該短攪拌翼交替地安裝各2片以上。然而，即便為該攪拌裝置，亦不能說其對流路之壁面附近之逃脫之抑制效果足夠。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2001-72426號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-63829號公報
近年來，尤其對於大型FPD用之玻璃基板，要求無未熔解原料之混雜、透明性較高、且平坦度較高之玻璃，且要求缺陷較少之均質性較高之玻璃。
又，即便於光學用透鏡、光通信用光纖、光學濾光片、太陽電池用基板、及螢光管等要求較高之透明性之用途之玻璃，亦要求較高之均質性。
於如該等之要求極高之均質性之情形時，利用先前之攪拌裝置變得難以獲得熔融玻璃之足夠之均質性。
為解決上述之問題點，本發明之目的在於提供一種玻璃攪拌裝置，其可對攪拌裝置內之熔融玻璃之逃脫，更具體而言，搬送管壁面附近之熔融玻璃之逃脫進行抑制，且攪拌熔融玻璃搬送管內之熔融玻 璃之作用優異。
為達成上述目的，本發明提供一種熔融玻璃攪拌裝置，其係攪拌熔融玻璃者，且該熔融玻璃攪拌裝置包括可旋轉之中心軸、及設置於該中心軸之攪拌部；且上述攪拌部包括攪拌翼及圓環形狀之環狀翼，該攪拌翼由長軸與上述中心軸正交之板狀體、或者鉛垂剖面形狀為圓形、橢圓形、或多邊形之任一形狀之棒狀體構成，該圓環形狀之環狀翼與上述中心軸呈同軸；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述中心軸之周向上設置有2個以上之攪拌翼；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有1個以上之環狀翼。
又，為達成上述目的，本發明較佳為提供一種熔融玻璃攪拌裝置，其特徵在於：其係於以搬送量1~50m3/H．S(S為搬送管之截面面積)搬送黏度100~7000dPa．s之熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內對該熔融玻璃進行攪拌者，且包括可旋轉之中心軸、及設置於該中心軸之攪拌部；且上述攪拌部包括攪拌翼及環狀翼，該攪拌翼由長軸與上述中心軸正交之板狀體、或者鉛垂剖面形狀為圓形、橢圓形、或多邊形之任一形狀之棒狀體構成，該環狀翼與上述中心軸呈同軸，且呈圓環形狀，上述中心軸之周向之厚度為50mm以下；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述中心軸之周向上設置有2個以上之攪拌翼；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有1個以上之環狀翼；且 於將上述攪拌部之最大直徑設為D1(mm)，將設置有上述攪拌部之部位之上述熔融玻璃搬送管之直徑設為D2(mm)，將上述環狀翼之外直徑設為Dr(mm)時，滿足下述式(1)、(2)。
0.7×D2≦D1≦0.98×D2 (1)
0.8×D1≦Dr≦D1 (2)
又，本發明提供一種板玻璃製造裝置，其包含板玻璃成形裝置、及設置於上述玻璃熔解裝置與上述板玻璃成形裝置之間之熔融玻璃搬送管；且於上述熔融玻璃搬送管內設置有至少1個本發明之熔融玻璃攪拌裝置。
又，本發明提供一種使用本發明之熔融玻璃攪拌裝置之熔融玻璃攪拌方法。
又，本發明提供一種使用本發明之板玻璃製造裝置之板玻璃製造方法。
本發明之玻璃攪拌裝置可對攪拌裝置內之熔融玻璃之逃脫，更具體而言，熔融玻璃搬送管壁面附近之熔融玻璃之逃脫進行抑制，且攪拌熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃之作用優異，且攪拌後之熔融玻璃之均質性優異，因此可獲得尤其適用於大型(例如一邊為2m以上)之FPD用玻璃基板等之均質性較高之玻璃。其結果，可獲得無未熔解原料之混雜、透明性較高且平坦度較高之玻璃。
又，本發明之玻璃攪拌裝置於攪拌後之熔融玻璃之均質性方面優異，因此亦適合作為光學用透鏡、光通信用光纖、光學濾光片、太陽電池用基板、及螢光管等要求較高之透明性或者較高之光學均質性之用途之玻璃製造裝置之熔融玻璃攪拌裝置。又，亦適合作為要求較高之色調均質性之裝飾用有色玻璃用之玻璃製造裝置之熔融玻璃攪拌 裝置。
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、20‧‧‧熔融玻璃攪拌裝置
11、21‧‧‧中心軸
12、22‧‧‧攪拌部
13、23、15‧‧‧攪拌翼
14‧‧‧環狀翼
16‧‧‧縱攪拌翼
17‧‧‧擴徑部
100‧‧‧熔融玻璃搬送管(主管)
110、120‧‧‧熔融玻璃搬送管(分支管)
D1‧‧‧最大直徑
D4‧‧‧直徑
Dr‧‧‧外直徑
G‧‧‧熔融玻璃
R‧‧‧內徑
r‧‧‧長度
圖1係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之一構成例之立體圖。
圖2係表示先前技術之熔融玻璃攪拌裝置之一構成例之立體圖。
圖3係表示配置有圖2之熔融玻璃攪拌裝置20之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為之模式圖。
圖4係表示配置有圖1之熔融玻璃攪拌裝置10之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為之模式圖。
圖5係將圖1之熔融玻璃攪拌裝置10以配置於熔融玻璃搬送管內之狀態表示之圖。
圖6係與圖5相同之圖，其中，熔融玻璃攪拌裝置之環狀翼之配置與圖5不同。
圖7係與圖5相同之圖，其中，熔融玻璃搬送管之配置與圖5不同。
圖8係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之立體圖。
圖9係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖10係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖11係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖12係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖13係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖14係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之又一構成例之立體圖。
圖15係表示實施例中之無環狀翼之情形時攪拌翼23、與熔融玻 璃搬送管100之壁面之位置關係之圖。
圖16係表示實施例中之有環狀翼之情形時攪拌翼13、環狀翼14、與熔融玻璃搬送管100之壁面之位置關係之圖。
圖17係表示圖15所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之周向上之熔融玻璃流之流速分佈之關係的曲線圖。
圖18係表示圖16所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之周向上之熔融玻璃流之流速分佈之關係的曲線圖。
圖19係表示圖15所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之軸向上之熔融玻璃流之流量分佈之關係的曲線圖。
圖20係表示圖16所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之軸向上之熔融玻璃流之流量分佈之關係的曲線圖。
圖21係表示圖15所示之構成中之r/R與非攪拌區域通過比率之關係之曲線圖。
圖22係表示圖16所示之構成中之r/R與非攪拌區域通過比率之關係之曲線圖。
圖23係針對圖15、圖16所示之構成比較r/R與非攪拌區域通過比率之關係之曲線圖，其中，將圖15之構成作為裝置20，將圖16之構成作為裝置10。
以下，參照圖式對本發明之熔融玻璃攪拌裝置進行說明。
FPD用之玻璃基板之大型化逐年進展，且越來越要求根據其需求之增加而大量地生產該玻璃基板。製造FPD用之板玻璃之設備被要求 增加熔融玻璃之搬送量。於製造光學用透鏡、光通信用光纖、光學濾光片、太陽電池用基板、及螢光管等用途之玻璃之設備，亦要求增加熔融玻璃之搬送量。
作為使熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃之搬送量增加之方法，有使熔融玻璃搬送管之截面面積增加之方法、及使熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃之流速增加之方法。
然而，由於使熔融玻璃搬送管之截面面積極端地增加會造成設備費用增多，故而不佳。又，於使熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃之流速增加之情形時，攪拌裝置內之熔融玻璃之逃脫變得易發生，而攪拌熔融玻璃之作用易降低。
本發明之熔融玻璃攪拌裝置較佳為設置於此種熔融玻璃之搬送量較高之熔融玻璃搬送管內而使用，具體而言，設置於以搬送量1~50m3/H．S，較佳為以搬送量2~50m3/H．S(S為搬送管之截面面積)搬送黏度100~7000dPa．s，較佳為黏度200~6000dPa．s之熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內而使用。
圖1係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之一構成例之立體圖。
圖1所示之熔融玻璃攪拌裝置10包含可旋轉之中心軸11，且於該中心軸11之下端部設置有攪拌部12。
攪拌部12包括攪拌翼13、及環狀翼14。
攪拌翼13由鉛垂剖面形狀為圓形之棒狀體構成，且其長軸與中心軸11正交。但是，由棒狀體構成之攪拌翼並不限定於此，亦可為由其鉛垂剖面形狀為橢圓形、或者三角形、四邊形、六邊形等多邊形之棒狀體構成且其長軸與中心軸11正交者。再者，此處所說之多邊形亦包括角部帶弧度者(以下，於本說明書中相同)。
又，攪拌翼13亦可為由板狀體構成且其長軸與中心軸11正交者。於本說明書中，關於攪拌翼之鉛垂剖面形狀，於將通過其中心且相互 正交之兩軸中長度較長者作為長軸，較短者作為短軸之情形時，將該短軸之長度為長軸之長度之0.5倍以下者作為「板狀體」，大於0.5倍者作為「棒狀體」。於攪拌翼為板狀體之情形時，其鉛垂剖面形狀可取橢圓形、或者三角形、四邊形、六邊形等多邊形。
以下，於本說明書中，將由棒狀體或板狀體構成之攪拌翼所具有之軸中之與中心軸11正交之軸作為長軸，與該長軸正交之軸作為短軸。因此，根據攪拌翼之形狀，亦存在外觀上之長軸-短軸之關係、與本發明之長軸-短軸之關係相反之情形。
攪拌部12中擔負攪拌熔融玻璃之功能者為攪拌翼13。為了使攪拌熔融玻璃之功能提昇，於攪拌部12設置有複數個攪拌翼13。具體而言，於中心軸11之軸向上設置有2個以上之攪拌翼13，且於中心軸11之周向上設置有2個以上之攪拌翼。再者，於圖1中，於中心軸11之軸向上，於上下方向隔開間隔而設置有4個攪拌翼13，於中心軸11之周向上，以隔著該中心軸11相互對向之方式設置有2個攪拌翼13。但是，攪拌部12之攪拌翼13之數量並不限定於此，中心軸11之軸向上之攪拌翼之數量可為3個以下，亦可為5個以上。又，中心軸11之周向上之攪拌翼之數量亦可為3個以上。但是，由於若中心軸11之軸向上之攪拌翼13之數量增加，則使攪拌部12旋轉所需之轉矩增加，故而中心軸11之軸向上之攪拌翼13之數量較佳為8個以下。關於中心軸11之周向上之攪拌翼之數量，亦因相同之理由而以8個以下為佳。
於中心軸11之周向上，必須將2個以上之攪拌翼相互等間隔地配置。若攪拌翼彼此之間隔非等間隔，則有無法均勻地攪拌熔融玻璃之虞。另一方面，於中心軸11之軸向上，可將2個以上之攪拌翼相互等間隔地配置，相互之間隔亦可非等間隔。
又，若於中心軸11之軸向上設置有2個以上之攪拌翼之間之距離較小，則有使攪拌熔融玻璃之作用降低之虞。因此，於中心軸11之軸 向上設置有2個以上之攪拌翼之間之距離較佳為40mm以上，更佳為50mm以上，進而較佳為60mm以上。
另一方面，於在中心軸11之軸向上設置有2個以上之攪拌翼之間之距離較大之情形時，亦會使攪拌熔融玻璃之作用降低。因此，於中心軸11之軸向上設置有2個以上之攪拌翼之間之距離較佳為200mm以下，更佳為190mm以下，進而較佳為180mm以下。
於攪拌翼13由板狀體構成之情形時，可將攪拌翼13配置成其短軸與中心軸11平行。於該情形時，由板狀體構成之攪拌翼13之鉛垂剖面形狀成為直立狀態。於設為此種配置之情形時，攪拌翼13之旋轉方向上之截面面積最大，可對熔融玻璃賦予更大之剪切力。
另一方面，可將由板狀體構成之攪拌翼13之短軸相對於中心軸11傾斜地配置。於設為此種配置之情形時，亦可對中心軸11之軸向賦予攪拌作用，故而熔融玻璃之流動成為更複雜之流動，而存在均質化作用提昇之可能性。
於將由板狀體構成之攪拌翼13之短軸相對於中心軸11傾斜地配置之情形時，由板狀體構成之攪拌翼13之短軸與中心軸11所形成之角度θ(0°≦θ≦90°)較佳為60°以下，更佳為0°~55°。再者，於將由板狀體構成之攪拌翼13之短軸配置成與中心軸11平行之情形時，攪拌翼13之短軸與中心軸11所形成之角度θ為0°。
又，關於由板狀體構成之攪拌翼13，於下述圖13之熔融玻璃攪拌裝置10G、及圖14所示之熔融玻璃攪拌裝置10H中表示有由平面形狀呈矩形之板狀體構成之攪拌翼13，但由板狀體構成之攪拌翼之平面形狀亦可為梯形等其他方形。
環狀翼14為圓環形狀，且與中心軸11呈同軸。本發明之攪拌裝置10藉由於攪拌部12設置環狀翼14，而如以下所技述般，可抑制熔融玻璃搬送管壁面附近之熔融玻璃之逃脫。
圖2係表示先前技術之熔融玻璃攪拌裝置之一構成例之立體圖。圖2所示之熔融玻璃攪拌裝置20與圖1所示之熔融玻璃攪拌裝置10之不同點在於，未於攪拌部12設置環狀翼。除此以外之構成與熔融玻璃攪拌裝置10相同，且於可旋轉之中心軸21之下端部設置有攪拌部22。攪拌部22包含由鉛垂剖面形狀為圓形之棒狀體構成之攪拌翼23。
圖3係表示配置有圖2之熔融玻璃攪拌裝置20之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為之模式圖。於圖3中，於熔融玻璃搬送管之主管100內配置有熔融玻璃攪拌裝置20。於該主管100之上游側及下游側之各者分別連接有分支管110、120。
熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃G沿圖中箭頭方向被搬送。於熔融玻璃通過時，使熔融玻璃攪拌裝置20之中心軸21沿箭頭方向旋轉。藉由中心軸21之旋轉，設置於該中心軸21之下端部之攪拌部22亦沿箭頭方向旋轉。
熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃中通過配置有攪拌部22之攪拌區域(圖中以虛線表示之部位)之熔融玻璃藉由攪拌部22所發揮之攪拌作用而被均質化。另一方面，關於通過熔融玻璃搬送管即主管100之壁面附近之非攪拌區域(圖中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃，產生熔融玻璃之逃脫而未被均質化。
圖4係表示配置有圖1之熔融玻璃攪拌裝置10之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為之模式圖。於該情形時，因為於設置於攪拌部12之環狀翼14、與主管100之壁面之間產生壓力損失，故而通過主管100之壁面附近之非攪拌區域(圖中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃被引入至設置有攪拌部12之攪拌區域，從而可抑制熔融玻璃之逃脫。
但是，為了發揮該熔融玻璃之逃脫之抑制效果，熔融玻璃攪拌裝置就與配置該熔融玻璃攪拌裝置之熔融玻璃搬送管之關係而言必須 滿足以下所示之條件。關於此點，參照圖5進行說明。圖5係將圖1之熔融玻璃攪拌裝置10以配置於熔融玻璃搬送管內之狀態表示之圖。
於圖5中，於將熔融玻璃攪拌裝置10之攪拌部12之最大直徑設為D1(mm)，將設置有攪拌部12之部位之熔融玻璃搬送管、即主管100之直徑設為D2(mm)，將熔融玻璃攪拌裝置10之環狀翼14之外直徑設為Dr(mm)時，要求滿足下述式(1)、(2)。
0.7×D2≦D1≦0.98×D2 (1)
0.8×D1≦Dr≦D1 (2)
此處，攪拌部12之最大直徑D1與環狀翼14之外直徑Dr一致。但是，如式(2)所示，環狀翼14之外直徑Dr亦可小於攪拌部12之最大直徑D1。於該情形時，例如，如下述圖10所示之熔融玻璃攪拌裝置10D，攪拌翼13成為突出至環狀翼14之外側之狀態。於此種情形時，圖5所示之攪拌部12中設置有攪拌翼13之部位之直徑D4成為攪拌部12之最大直徑D1。
於攪拌部12之最大直徑D1大於0.98×D2之情形時，於攪拌熔融玻璃時，有與配置有熔融玻璃攪拌裝置10之熔融玻璃搬送管即主管100之壁面接觸而損傷鉑材料製之熔融玻璃搬送管(主管100)之壁面之虞。
另一方面，於攪拌部12之最大直徑D1小於0.7×D2之情形時，其與主管100之壁面之間產生之壓力損失較小，而無法將通過主管100之壁面附近(圖4中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃引入至設置有攪拌部12之攪拌區域。因此，無法抑制熔融玻璃之逃脫。
上述D1及上述D2更佳為滿足下述式(1a)，進而較佳為滿足下述式(1b)。
0.7×D2≦D1≦0.96×D2 (1a)
0.7×D2≦D1≦0.94×D2 (1b)
如上所述，環狀翼14之外直徑Dr亦可小於攪拌部12之最大直徑D1。但是，於環狀翼14之外直徑Dr小於0.8×D1之情形時，其與主管100之壁面之間產生之壓力損失變小，而無法將通過主管100之壁面附近(圖4中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃引入至設置有攪拌部12之攪拌區域。因此，無法抑制熔融玻璃之逃脫。
上述D1及上述Dr更佳為滿足下述式(2a)，進而較佳為滿足下述式(2b)。
0.85×D1≦Dr≦D1 (2a)
0.9×D1≦Dr≦D1 (2b)
呈圓環形狀之環狀翼14需要於利用攪拌部12攪拌熔融玻璃時不會破損之程度之強度。為了滿足此要求，環狀翼14有所需之最低限度之厚度。但是，若環狀翼14之厚度變大，則將通過主管100之壁面附近(圖4中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃引入至設置有攪拌部12之攪拌區域之作用降低，且設置有攪拌部12之攪拌區域之熔融玻璃之流速變大，而使攪拌熔融玻璃之作用降低。
因此，環狀翼14之厚度必須設為50mm以下。環狀翼14之厚度更佳為45mm以下，進而較佳為40mm以下。
就強度之觀點而言，環狀翼14之厚度較佳為3mm以上，更佳為5mm以上，進而較佳為8mm以上。
再者，所謂環狀翼14之厚度係圓環形狀之徑向之厚度，即環狀翼14之(外直徑一內直徑)/2。
另一方面，環狀翼14之高度係與該環狀翼14呈同軸之中心軸11之軸向上之高度。於將環狀翼14之高度設為h(mm)，將中心軸11之軸向上之攪拌部12之長度設為L(mm)時，該h及L較佳為滿足下述式(5)。
0.05×L≦h≦0.5×L (5)
若環狀翼14之高度h小於0.05L，則其與主管100之壁面之間產生 之壓力損失變小，而有無法將通過主管100之壁面附近(圖4中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃充分地引入至設置有攪拌部12之攪拌區域，而無法抑制熔融玻璃之逃脫之虞。
另一方面，若環狀翼14之高度h大於0.5L，則攪拌部12之旋轉所需之轉矩增加。
上述h及L更佳為滿足下述式(5a)，進而較佳為滿足下述式(5b)。
0.05×L≦h≦0.4×L (5a)
0.05×L≦h≦0.3×L (5b)
如上所述，於在攪拌部12設置有環狀翼14之情形時，可抑制熔融玻璃之逃脫之原因在於，設置於攪拌部12之環狀翼14、與主管100之壁面之間產生壓力損失，而可將通過主管100之壁面附近(圖4中較虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃引入至設置有攪拌部12之攪拌區域。於發揮該效果方面，環狀翼14較佳為設置於熔融玻璃搬送管(主管100)中僅向攪拌部12之中心軸之長軸方向搬送熔融玻璃之部位(圖5中上下之虛線所表示之範圍內)。
於將熔融玻璃攪拌裝置10之中心軸11之直徑設為D3(mm)時，該D3相對於攪拌部12之最大直徑D1較大之情形時，亦係設置有攪拌部12之攪拌區域之熔融玻璃之流速變大，而使攪拌熔融玻璃之作用降低。
因此，上述D1及上述D3較佳為滿足下述式(3)，更佳為滿足下述式(3a)，進而較佳為滿足下述式(3b)，進而較佳為滿足下述式(3c)。
D3≦0.6×D1 (3)
D3≦0.5×D1 (3a)
D3≦0.4×D1 (3b)
D3≦0.3×D1 (3c)
於觀察攪拌部12中設置有攪拌翼13之部位之直徑D4、與攪拌部12之最大直徑D1之關係之情形時，於圖5所示之熔融玻璃攪拌裝置10 中，D4<D1。另一方面，如上所述，於如下述圖10所示之熔融玻璃攪拌裝置10D，成為攪拌翼13較環狀翼14向外側突出之狀態之情形時，D4=D1。因此，D4≦D1。
但是，若設置有攪拌翼13之部位之直徑D4相對於攪拌部12之最大直徑D1變小，則攪拌熔融玻璃之作用降低。因此，上述D1及上述D4較佳為滿足下述式(4)。
0.9×D1≦D4≦D1 (4)
以上，對本發明之熔融玻璃攪拌裝置，參照圖式進行了說明。但是，圖示之態樣表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之一構成例，本發明之熔融玻璃攪拌裝置並不限定於此。對本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例，參照圖式進一步說明。
圖6係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。圖1、5所示之熔融玻璃攪拌裝置10係於中心軸11之軸向上自下方起第2個攪拌翼13之位置設置有環狀翼14，相對於此，圖6所示之熔融玻璃攪拌裝置10A係於中心軸11之軸向上自下方起第3個攪拌翼13之位置設置有環狀翼14。於可設置於熔融玻璃搬送管(主管100)中僅向攪拌部12之中心軸之長軸方向搬送熔融玻璃之部位(圖5中上下之虛線所示之範圍內)之情形時，亦可於中心軸11之軸向上最下方之攪拌翼13之位置、或最上方之攪拌翼13之位置設置環狀翼14。
圖7係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。圖7之熔融玻璃搬送管之構成與圖5不同。即，於圖5中，上游側之分支管110連接於該主管100之上方，且下游側之分支管120連接於該主管100之下方，且於配置有該熔融玻璃攪拌裝置10之主管100內，熔融玻璃G被搬送至圖中下方。另一方面，於圖6中，上游側之分支管110連接於該主管100之下方，且下游側之分支管120連接於該主管100之上方，且於配置有該熔融玻璃攪拌裝置10之主管100內，熔融玻璃G被 搬送至圖中上方。該等任一態樣均可藉由於攪拌部12設置環狀翼14，而較佳地發揮熔融玻璃之逃脫之抑制效果。
圖8係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。圖8所示之熔融玻璃攪拌裝置10B係在中心軸11之軸向上於上下方向隔開間隔而設置有3個攪拌翼13，於中心軸11之軸向上最下方之攪拌翼13之位置設置有環狀翼14。
圖9係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。於圖1、5所示之熔融玻璃攪拌裝置10中，於中心軸11之軸向上，攪拌翼13與環狀翼14之位置一致，且以罩住攪拌翼13之方式配置有環狀翼14。相對於此，於圖9所示之熔融玻璃攪拌裝置10C中，於中心軸11之軸向上，攪拌翼13與環狀翼14之位置不一致，兩者配置於稍微錯開之位置。即便為此種構成，亦可藉由於攪拌部12設置環狀翼14，而較佳地發揮熔融玻璃之逃脫之抑制效果。
圖10係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。於圖10所示之熔融玻璃攪拌裝置10D中，相較於環狀翼14之外直徑，設置有攪拌翼13之部位之直徑更大，而成為攪拌翼13突出至環狀翼14之外側之狀態。只要滿足上述式(4)，亦可為此種構成。
圖11係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。於圖1、5所示之熔融玻璃攪拌裝置10中，以罩住在中心軸11之軸向上於上下方向隔開間隔而設置之4個攪拌翼13中之1個攪拌翼13的方式設置有環狀翼14，相對於此，於圖11所示之熔融玻璃攪拌裝置10E中，環狀翼14之高度h更大，環狀翼14罩住於上下方向隔開間隔而設置之4個攪拌翼13中之2個攪拌翼13。再者，亦可以罩住於上下方向隔開間隔而設置之4個攪拌翼13之全部之方式配置環狀翼14，但必須注意攪拌部12之旋轉所需之轉矩增加之方面。
圖12係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。圖 1、5所示之熔融玻璃攪拌裝置10係於中心軸11之周向上，以隔著該中心軸11相互對向之方式設置有2個攪拌翼13，相對於此，圖12所示之熔融玻璃攪拌裝置10F係於中心軸11之周向上，以將該中心軸11作為中心形成十字之方式設置有4個攪拌翼13。圖中左右方向之攪拌翼13、與圖中近前方向及裏側方向之攪拌翼13係長度相同，但該等2組攪拌翼之長度亦可互不相同。例如，亦可將左右方向之攪拌翼13之長度設為與環狀翼14之內半徑相同程度之長度，且使圖中近前方向及裏側方向之攪拌翼13之長度短於該等左右方向之攪拌翼13。
圖13係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G中，攪拌部12除攪拌翼13、15、及環狀翼14以外，進而包含縱攪拌翼16，該縱攪拌翼16由板狀體構成，長邊與中心軸11平行，且設置於劃定攪拌部12之外緣之位置。換言之，攪拌翼13位於平行之中心軸11與縱攪拌翼16之間。於中心軸11之軸向上，最上方之攪拌翼15、與最下方之攪拌翼15亦發揮作為縱攪拌翼16之支持構件之功能。
再者，於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G中，攪拌翼13、15由板狀體構成。
於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G中，期望設置於攪拌部12之縱攪拌翼16與環狀翼14一併發揮熔融玻璃之逃脫之抑制效果。
再者，於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G中，將縱攪拌翼16表示為板狀體，但縱攪拌翼之形狀並不限定於此，其鉛垂剖面形狀亦可為圓形、橢圓形、或三角形、四邊形、六邊形等多邊形之棒狀體。於該等情形時，棒狀體之長軸與中心軸11平行。
又，於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G中，以攪拌翼13、15位於中心軸11與縱攪拌翼16之間之方式設置有2個縱攪拌翼16，但於如圖12所示之熔融玻璃攪拌裝置10F般，於中心軸11之周向上以將該中 心軸11作為中心形成十字之方式設置有4個攪拌翼13之情形時，亦可以圖中近前方向及裏側方向之攪拌翼13位於中心軸11與縱攪拌翼之間之方式，進而設置2個縱攪拌翼，即設置總計4個縱攪拌翼。
圖14係表示本發明之熔融玻璃攪拌裝置之另一構成例之圖。於圖14所示之熔融玻璃攪拌裝置10H中，中心軸11中設置有攪拌翼13及環狀翼14之攪拌部12之部分成為經擴徑之擴徑部17。於該擴徑部17之周圍，在中心軸11之軸向上於上下方向隔開間隔而設置有3個攪拌翼13，於中心軸11之周向上設置有6個攪拌翼13。
再者，於圖14所示之熔融玻璃攪拌裝置10H中，攪拌翼13由板狀體構成。
再者，只要本發明之熔融玻璃攪拌裝置之各構成要素，即中心軸、攪拌翼、環狀翼、及於圖13所示之熔融玻璃攪拌裝置10G之情形時進而縱攪拌翼30之構成材料係對熔融玻璃有耐熱性、耐侵蝕性之材料，則無特別限定，較佳為使用耐熱性優異之鉑或鉑銠合金。又，為使強度提高，亦可使用將熔點較高之鉬用作芯材且於該鉬芯材塗覆氧化鋁並且於其上被覆鉑或鉑銠合金而成之材料等。
其次，對本發明之板玻璃製造裝置進行說明。板玻璃製造裝置包含如下構件作為最小限度之構成，即：玻璃熔解裝置，其使玻璃原料熔解而製成熔融玻璃；板玻璃成形裝置(例如，利用浮式法或下拉法之成形裝置)，其使熔融玻璃成形而製成板玻璃；及熔融玻璃搬送管，其係以將利用該玻璃熔解裝置獲得之熔融玻璃搬送至板玻璃成形裝置為目的，而設置於該玻璃熔解裝置與該板玻璃成形裝置之間。板玻璃製造裝置通常包含除玻璃熔解裝置、及板玻璃成形裝置以外之構成要素。若列舉此種其他構成要素之一例，有用以進行熔融玻璃之澄清之消泡裝置。而且，為了於該等構成要素間搬送熔融玻璃，板玻璃製造裝置通常包含複數個熔融玻璃搬送管。於本發明之板玻璃製造裝 置中，設置有該等存在複數個之熔融玻璃搬送管之任1個，或複數個上述本發明之玻璃攪拌裝置。於本發明之板玻璃製造裝置中，設置本發明之玻璃攪拌裝置之位置並無特別限定。因此，亦可將本發明之玻璃攪拌裝置設置於構成板玻璃製造裝置之任一個熔融玻璃搬送管。又，所要設置之玻璃攪拌裝置之數量亦無特別限定。但是，於板玻璃製造裝置包含消泡裝置作為構成要素之情形時，就製造均質性較高之板玻璃之方面而言，較佳為將本發明之玻璃攪拌裝置設置於消泡裝置之下游側之熔融玻璃搬送管。其原因在於，由於通過消泡裝置之熔融玻璃易於表面引起異質化，故而藉由本發明之熔融玻璃攪拌裝置而實現之均質化之效果較佳。
本發明之板玻璃製造裝置可應用於各種用途之板玻璃之製造，尤其較佳為應用於如FPD用之玻璃基板般對均質性要求極其嚴格之用途之板玻璃之製造。
藉由使用本發明之板玻璃製造裝置而製造板玻璃，可獲得無未熔解原料之混雜、光學均質性較高、且平坦度較高之板玻璃。
實施例
於本實施例中，藉由模擬於熔融玻璃搬送管內被搬送之熔融玻璃之行為而對其進行評估。
於本實施例中，對如下情形進行評估，即：圖3所示之情形，即配置有圖2所示之熔融玻璃攪拌裝置20之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為；及圖4所示之情形，即配置有圖1之熔融玻璃攪拌裝置10之熔融玻璃搬送管內之熔融玻璃流之行為。但是，為了明確環狀翼14之有無所造成之差異，針對圖4所示之熔融玻璃攪拌裝置10中之環狀翼14及位於該環狀14之內側之攪拌翼13、以及圖3所示之熔融玻璃攪拌裝置20中之於中心軸21之軸向上位於與熔融玻璃攪拌裝置10之環狀翼相同位置之攪拌翼23，評估通過熔融玻璃搬送管(主管100)內之熔 融玻璃流之行為。圖15係表示無環狀翼之情形時攪拌翼23、與熔融玻璃搬送管100之壁面之位置關係之圖，圖16係表示有環狀翼之情形時攪拌翼13、環狀翼14、與熔融玻璃搬送管100之壁面之位置關係之圖。
又，將於熔融玻璃搬送管(主管100)內被搬送之熔融玻璃之黏度假定為400dPa．s，將搬送量假定為55m3/H．S。
為了排除因熔融玻璃搬送管、攪拌翼及環狀翼之尺寸之差異而產生之影響，將對應於攪拌部之最大直徑之攪拌翼23之長度(於圖15之構成之情形時，及於圖16之構成之情形時，為環狀翼14之長度)r、與熔融玻璃搬送管100之內徑R之相對比(r/R)作為判斷指標。以下說明之圖17至圖20係於假定r/R=0.9(90%)之情形時之結果。
圖17係表示圖15所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之周向上之熔融玻璃流之流速分佈之關係之曲線圖，圖18係表示圖16所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之周向上之熔融玻璃流之流速分佈之關係之曲線圖。如根據兩者之比較而明確，圖18中於較環狀翼14更靠外側之非攪拌區域(圖4中較虛線更靠外側之部位)，熔融玻璃流之流速分佈大致為0，可確認熔融玻璃之逃脫被大幅度地抑制。
圖19係表示圖15所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之軸向上之熔融玻璃流之流量分佈之關係之曲線圖，圖20係表示圖16所示之構成中之管徑方向上之位置(管徑位置)、與熔融玻璃搬送管之軸向上之熔融玻璃流之流量分佈之關係之曲線圖。如根據兩者之比較而明確，圖20中於較環狀翼14更靠外側之非攪拌區域(圖4中較虛線更靠外側之部位)，熔融玻璃流之流量分佈大致為0，可確認熔融玻璃之逃脫被大幅度地抑制。再者，於圖19中影線所示之部位係相當於通過較攪拌翼23更靠外側之非攪拌區域(圖3中較 虛線更靠外側之部位)之熔融玻璃之流量分佈，即熔融玻璃之逃脫。關於通過非攪拌區域之熔融玻璃之比率(非攪拌區域通過比率)，相對於圖19中為4.2%，圖20中降低至0.2%。
進而，分別針對圖15、圖16所示之構成，使r/R變化，評估其與非攪拌區域通過比率之關係。圖22係表示圖15所示之構成中之r/R與非攪拌區域通過比率之關係之曲線圖，圖22係表示圖16所示之構成中之r/R與非攪拌區域通過比率之關係之曲線圖。又，圖23係針對圖15、圖16所示之構成比較r/R與非攪拌區域通過比率之關係所得之曲線圖。其中，於圖23中，將圖15之構成作為裝置20，將圖16之構成作為裝置10。該等之結果為，如尤其根據圖23之結果而明確，於在圖16之構成中將r/R設為0.7(70%)以上之情形時，相較於在圖15之構成中將r/R設為0.9(90%)之情形，更能降低非攪拌區域通過比率。
已詳細地且參照特定之實施態樣對本申請案進行了說明，但業者應當明白只要不脫離本發明之精神及範圍則可添加各種變更或修正。
本申請案係基於2013年5月8日申請之日本專利申請案(特願2013-098233)者，其內容以參照之形式併入本文中。
10‧‧‧熔融玻璃攪拌裝置
11‧‧‧中心軸
12‧‧‧攪拌部
13‧‧‧攪拌翼
14‧‧‧環狀翼

Claims (16)

  1. 一種熔融玻璃攪拌裝置，其係攪拌熔融玻璃者，且該熔融玻璃攪拌裝置包括可旋轉之中心軸、及設置於該中心軸之攪拌部；且上述攪拌部包括攪拌翼及圓環形狀之環狀翼，該攪拌翼由長軸與上述中心軸正交之板狀體、或者鉛垂剖面形狀為圓形、橢圓形、或多邊形之任一形狀之棒狀體構成，該圓環形狀之環狀翼與上述中心軸呈同軸；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述中心軸之周向上設置有2個以上之攪拌翼；於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有1個以上之環狀翼。
  2. 如請求項1之熔融玻璃攪拌裝置，其中上述環狀翼之厚度為50mm以下。
  3. 如請求項1或2之熔融玻璃攪拌裝置，其於將上述攪拌部之最大直徑設為D1(mm)，將設置有上述攪拌部之部位之熔融玻璃搬送管之直徑設為D2(mm)，將上述環狀翼之外直徑設為Dr(mm)時，滿足下述式(1)、(2)：0.7×D2≦D1≦0.98×D2 (1) 0.8×D1≦Dr≦D1 (2)。
  4. 如請求項1至3中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其於以搬送量1~50m3/H．S(S為搬送管之截面面積)搬送黏度100~7000dPa．s之熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內對該熔融玻璃進行攪拌。
  5. 如請求項1至4中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其中上述環狀翼設置於上述熔融玻璃搬送管中僅沿上述攪拌部之中心軸之長軸 方向搬送熔融玻璃之部位。
  6. 如請求項1至5中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其於將上述中心軸之直徑設為D3(mm)時，滿足下述式(3)：D3≦0.6×D1 (3)。
  7. 如請求項1至6中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其於將上述攪拌部中設置有上述攪拌翼之部位之直徑設為D4時，滿足下述式(4)：0.6×D1≦D4≦D1 (4)。
  8. 如請求項1至7中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其中於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼間之距離為50~200mm。
  9. 如請求項1至8中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其於將上述中心軸之軸向上之上述攪拌部之長度設為L(mm)，將上述中心軸之軸向上之上述環狀翼之高度設為h(mm)時，滿足下述式(5)：0.05×L≦h≦0.5×L (5)。
  10. 如請求項1至9中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其中上述攪拌翼為板狀體，且該板狀體之短軸與上述中心軸所形成之角度θ滿足下述式(6)：0°≦θ≦60° (6)。
  11. 如請求項1至10中任一項之熔融玻璃攪拌裝置，其中上述攪拌部進而包含縱攪拌翼，該縱攪拌翼由板狀體或者鉛垂剖面形狀為圓形、橢圓形、或多邊形之任一形狀之棒狀體構成，長邊或長軸與上述中心軸平行，且設置於劃定該攪拌部之外緣之位置上。
  12. 一種板玻璃製造裝置，其包含板玻璃成形裝置、及設置於上述玻璃熔解裝置與上述板玻璃成形裝置之間之熔融玻璃搬送管，且 於上述熔融玻璃搬送管設置有至少1個如請求項1至11中任一項之熔融玻璃攪拌裝置。
  13. 如請求項12之板玻璃製造裝置，其進而包含設置於上述玻璃熔解裝置與上述板玻璃成形裝置之間之消泡裝置，且上述熔融玻璃搬送管包含設置於上述玻璃熔解裝置與上述消泡裝置之間之第1熔融玻璃搬送管、及設置於上述消泡裝置與上述板玻璃成形裝置之間之第2熔融玻璃搬送管，且至少於上述第2熔融玻璃搬送管設置有上述熔融玻璃攪拌裝置。
  14. 一種熔融玻璃攪拌方法，其使用如請求項1至11中任一項之熔融玻璃攪拌裝置。
  15. 一種板玻璃製造方法，其使用如請求項12或13之板玻璃製造裝置。
  16. 一種熔融玻璃攪拌裝置，其特徵在於：其係於以搬送量1~50m3/H．S(S為搬送管之截面面積)搬送黏度100~7000dPa．s之熔融玻璃之熔融玻璃搬送管內對該熔融玻璃進行攪拌者，且該熔融玻璃攪拌裝置包含可旋轉之中心軸、及設置於該中心軸之攪拌部；且上述攪拌部包括攪拌翼及環狀翼，該攪拌翼由長軸與上述中心軸正交之板狀體、或者鉛垂剖面形狀為圓形、橢圓形、或多邊形之任一形狀之棒狀體構成，該環狀翼與上述中心軸呈同軸，且呈圓環形狀，厚度為50mm以下；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有2個以上之攪拌翼，且於上述中心軸之周向上設置有2個以上之攪拌翼；且於上述攪拌部，於上述中心軸之軸向上設置有1個以上之環狀翼；且於將上述攪拌部之最大直徑設為D1(mm)，將設置有上述攪拌 部之部位之上述熔融玻璃搬送管之直徑設為D2(mm)，將上述環狀翼之外直徑設為Dr(mm)時，滿足下述式(1)、(2)：0.7×D2≦D1≦0.98×D2 (1) 0.8×D1≦Dr≦D1 (2)。
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