WO2014013885A1

WO2014013885A1 - ガラス板製造装置及びその組立方法

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Publication number: WO2014013885A1
Application number: PCT/JP2013/068404
Authority: WO
Inventors: 栄作植田; 聖松田; 仁金谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2015-01-20
Also published as: JP2014019629A; TW201404750A

Description

ガラス板製造装置及びその組立方法

　本発明は、溶融ガラスからガラス板を製造するガラス板製造装置の組立方法の改良に関する。

　周知のように、ガラス板を連続成形するガラス板製造装置は、溶融窯でガラス原料を溶融し、得られた溶融ガラスを所定の供給通路を通じて成形体に連続供給するように構成されている。ここで、成形体は、オーバーフローダウンドロー法やスロットダウンドロー法など、ガラス板の成形方法によって異なるが、それぞれの基本構成は公知である。

　上記の供給通路は、耐熱性や耐酸化性を確保する観点から、例えば、白金や白金合金などの貴金属により構成される。そして、この供給通路には、清澄槽、攪拌槽、ポットなどが設けられるのが一般的である（例えば、特許文献１～２を参照）。

　中でも、攪拌槽は、ガラス品質の均質化に影響を与えることから、重要な部位となっている。そのため、複数の攪拌槽（以下、単に攪拌槽群という場合もある。）を上流から下流（以下、上下流方向という。）に向って連結し、溶融ガラスの攪拌効果を高める場合がある（例えば、特許文献３を参照）。

　なお、この種のガラス板製造装置には、１つの溶融窯から１つの供給通路を通じて１つの成形体に溶融ガラスを供給する、いわゆるシングルフィーダを採用するものと、例えば特許文献４に開示されているように、１つの溶融窯から複数の供給通路を通じて複数の成形体に溶融ガラスを供給する、いわゆるマルチフィーダを採用するものとがある。

特表２００６－５２２００１号公報特開２００７－１４５６６８号公報特開２００７－２０４３５６号公報特開２００４－２６２７４５号公報

　ところで、上記のような構成を備えたガラス板製造装置は、長期使用により貴金属部材などが経時劣化し、ガラス品位に悪影響を与える場合がある。そのため、ガラス板製造装置では、必要に応じて構成部品の組替作業が必要となる。特に、攪拌槽群の組替作業が、ガラス品位を確保する観点からも重要となる。

　攪拌槽群の組替作業には、貴金属部材同士の位置合わせや、溶接による接合の他、その周囲を耐火物（例えば煉瓦など）で囲むなどの組立作業が含まれる。

　しかしながら、このような攪拌槽群の組立作業を設置現場で一から全て行う場合、既存設備が邪魔になり、貴金属部材の位置合わせや溶接の作業精度が低下するという欠点がある。そのため、攪拌槽群を構成する各攪拌槽の垂直度が不十分となり、攪拌槽の内周面と攪拌羽根の間の空間が不適切になって十分な攪拌効果が得られなかったり、場合によっては攪拌羽根が接触するなどの重大なトラブルを招くおそれがある。

　また、マルチフィーダの場合、他の成形体によりガラス板の製造を継続しながら、対象となる攪拌槽群の組立作業が行われる。その結果、攪拌作業群の組立作業を高温下で行わなければならず、過酷な環境下での長時間の作業が強いられるという問題もある。

　なお、以上のような問題は、新規にガラス板製造装置を一から組み立てる場合にも同様に生じ得る。

　本発明は、上記実情に鑑み、ガラス板製造装置の設置現場において、上下流方向に連結された複数の攪拌槽の組立作業を高精度且つ短時間で行うことを技術的課題とする。

　上記課題を解決するために創案された本発明は、溶融ガラスの供給源となる溶融窯と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスからガラス板を成形する成形体と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスを前記成形体に供給する供給通路と、前記供給通路の途中に上下流方向に連結された複数の攪拌槽とを備えたガラス板製造装置の組立方法であって、前記ガラス板製造装置の設置現場と異なる場所で、前記複数の攪拌槽を予め相互に連結しつつ、その周囲を耐火物で囲んでユニット化し、そのユニット化された前記複数の攪拌槽を前記設置現場で前記供給通路に組み付けることに特徴づけられる。なお、ここでいう組立方法には、ガラス板製造装置を新規に一から組み立てる場合と、補修等の目的で、既存のガラス板製造装置の構成の一部又は全部を入れ替える場合の双方を含む。

　このような方法によれば、ガラス板製造装置の設置現場と異なる場所で、上下流方向に連結される複数の攪拌槽の組立作業を行うことができる。そのため、実際の設置現場で作業する場合よりも、作業スペースの確保が容易となり、高精度な組立作業を容易に実現することができる。また、このように組み立てられた複数の攪拌槽は、その周囲を耐火物で囲んでユニット化されるため、そのユニットをそのまま設置現場に搬送すれば、組立精度を維持したまま、設置現場での工期短縮を図ることができる。更に予めユニット化した攪拌槽を用意しておけば、既存の攪拌槽に急なトラブルが生じても早急に対応することもできる。

　上記の方法において、前記ガラス板製造装置は、前記供給通路の途中であって且つ前記溶融窯と前記複数の攪拌槽のうち最上流に位置するものとの間に、清澄槽を有し、前記ガラス板製造装置の設置現場と異なる場所で、前記清澄槽の周囲を耐火物で囲んでユニット化し、そのユニット化された前記清澄槽を前記設置現場で前記供給通路に組み付けることが好ましい。

　清澄槽は、溶融ガラスから気泡を除去することを主たる目的とするため、ガラス品位に少なからず影響を与える。そこで、攪拌槽とは別に、清澄槽もユニット化しておくことが好ましい。

　上記の方法において、前記ユニット化された前記複数の攪拌槽は、上流側の攪拌槽の下部に形成した流出口と、下流側の攪拌槽の上部に形成した流入口とが連通路を介して連結されており、前記連通路の途中で溶接により接合されていることが好ましい。

　このようにすれば、連通路の溶接部で、各攪拌槽の垂直度のずれを吸収できることが判明している。すなわち、簡単且つ確実に各攪拌槽の垂直度を適正に維持可能なユニットを製作することができる。

　上記の方法において、前記ガラス板製造装置が、前記供給通路および前記成形体をそれぞれ複数備え、１つの前記溶融窯から複数の前記供給通路を通じて、複数の前記成形体に溶融ガラスを供給するものであってもよい。

　すなわち、このようなマルチフィーダの場合、溶融窯を稼働させた状態のままで、攪拌槽などの組替作業を行うのが通例であるから、ユニット化による現場工期の短縮化により得られるメリットは大きくなる。すなわち、この場合、高温となる設置現場での現場工期を短縮し、作業者の負担を大幅に低減することができる。

　上記課題を解決するために創案された本発明は、溶融ガラスの供給源となる溶融窯と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスからガラス板を成形する成形体と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスを前記成形体に供給する供給通路と、前記供給通路の途中に上下流方向に連結された複数の攪拌槽とを備えたガラス板製造装置であって、前記複数の攪拌槽が、相互に連結され且つその周囲を耐火物で囲んだ状態で、ケーシングに収容されてユニット化されていることに特徴づけられる。

　このような構成によれば、既に述べた対応する構成と同様の作用効果を享受することができる。

　以上のように本発明によれば、ガラス板製造装置のうち、少なくとも上下流方向に連結された複数の攪拌槽が、周囲を耐火物で囲まれた状態でユニット化されることから、ガラス板製造装置の設置現場における複数の攪拌槽の組立作業を高精度且つ短時間で行うことができる。

本発明の一実施形態に係るガラス板製造装置を示す図である。図１の攪拌ユニットを示す図である。図２の矢印Ｓ方向から見た攪拌ユニットを示す図である。本発明の実施形態の変形例に係るガラス板製造装置を示す図である。

　以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係るガラス板製造装置を示す概略図である。同図に示すように、このガラス板製造装置１は、上流端に配備されたガラス原料を溶融する溶融窯２と、オーバーフローダウンドロー法によりガラス板を成形する成形体３とを備え、所定の供給通路を通じて溶融窯２から流出した溶融ガラスを成形体３に供給するように構成されている。

　詳細には、溶融窯２の直下流側には、溶融ガラス中の気泡を除去する清澄槽４が配置されている。清澄槽４の直下流側には、上流側の第１攪拌槽５と下流側の第２攪拌槽６とが上下流方向に隣り合って配設されている。この２つの攪拌槽５，６は、溶融ガラスの均質化を行う構造とされている。第２攪拌槽６の下流側には、冷却パイプ７を介して、溶融ガラスの粘度調整を主として行う容積部であるポット８が接続されている。ポット８の下部には、下方に移行するに連れて径が漸次縮小する流路面積絞り部９が形成され、この流路面積絞り部９の下流端に小径パイプ１０が接続されると共に、この小径パイプ１０の下流側には、途中に曲成部１１を有する大径パイプ１２が通じている。そして、この大径パイプ１２の下流端部から成形体３に溶融ガラスが供給され、この成形体３に溶融ガラスが供給され、この成形体３にて溶融ガラスＧが板状の形態とされる。

　この実施形態では、ガラス板製造装置１の各構成が、図中に一点鎖線で囲むように、機能毎にユニット化されている。すなわち、ガラス板製造装置１は、清澄槽４を含む清澄ユニットＵ１、第１攪拌槽５及び第２攪拌槽６を含む攪拌ユニットＵ２、冷却パイプ７を含む冷却ユニットＵ３、ポット８を含む粘度調整ユニットＵ４、及び成形体３を含む成形ユニットＵ５を有する。

　各ユニットＵ１～Ｕ５は、設置現場以外の場所で、貴金属（例えば白金又は白金合金）部材同士の位置合わせや溶接をした後、その周囲を耐火物（例えば煉瓦）で囲むと共に、金属製のケーシングに収容することで製作される。すなわち、各ユニットＵ１～Ｕ５は、予め設置現場以外の場所で概ね組み立てられる、いわゆるプレハブ工法により製作されている。なお、図中において、Ａ１～Ａ５は、上下流方向に隣接する各ユニットＵ１～Ｕ５を互いに一体化するための連結部である。このうち、連結部Ａ５は小径パイプ１０を大径パイプ１２の内部に挿入することにより連結されている。

　更に、攪拌ユニットＵ２を例に挙げて、ユニットの構成を詳細に説明する。なお、図２は、後述する耐火物１７の一部を仮想的に切り欠いた状態を図示している。

　図２に示すように、第１攪拌槽５の内部に第１攪拌羽根１３が収容され、第２攪拌槽６の内部に第２攪拌羽根１４が収容されている。各攪拌槽５，６の内周面は、上下方向全域に亘ってそれぞれ円筒面とされると共に、これらの内周面と各攪拌羽根１３，１４の外周端とはそれぞれ近接した状態にある。なお、第１攪拌槽５及び第２攪拌槽６はいずれも、円筒状の周壁及び底壁が貴金属で形成されている。この２つの攪拌槽５，６は、大きさ、形態、及び内部構造が同一もしくは略同一である。

　清澄槽４から下流側に向かう清澄パイプ１５は、第１攪拌槽５の上部（周壁の上端部）に接続されている。第１攪拌槽５の下部（周壁の下端部）と第２攪拌槽６の上部（周壁の上端部）とが連通パイプ１６を介して接続されている。第２攪拌槽６の下部（周壁の下端部）がポット８に通じる冷却パイプ７に接続されている。したがって、清澄パイプ１５から第１攪拌槽５の上部に形成された第１流入口５ａを通じてその内部に流入した溶融ガラスは、第１攪拌槽５の内部を下方に向かって流れた後に、第１攪拌槽５の下部に形成された第１流出口５ｂを通じて連通パイプ１６に流出し、連通パイプ１６を斜め上方に流れて通過した後に、連通パイプ１６から第２攪拌槽６の上部に形成された第２流入口６ａを通じてその内部に流入し、第２攪拌槽６の内部を下方に向かって流れた後に、第２攪拌槽６の下部に形成された第２流出口６ｂを通じて冷却パイプ７に流出するようになっている。なお、上記の各流入口５ａ，６ａは、各攪拌槽５，６の周壁の上流側部分に形成され、上記の各流出口５ｂ，６ｂは、各攪拌槽５，６の周壁の下流側部分に形成される。各流入口５ａ，６ａ及び各流出口５ｂ，６ｂの流路面積は、各攪拌槽５，６の内部の流路面積よりも小さく設定される。

　このような構成を備えた第１攪拌槽５及び第２攪拌槽６は、連通パイプ１６の途中に設けられ、連結部となる溶接部Ｂ１を介して一体化されている。一体化された各攪拌槽５，６は、その周囲が耐火物１７で囲まれた状態で、金属枠で形成されたケーシング１８内に収容されている。ここで、ケーシング１８に収容された状態で、第１攪拌槽５に接続されたパイプの一部と、第２攪拌槽６に接続されたパイプの一部が、それぞれケーシング１８の外側に露出している（図２及び図３を参照）。すなわち、連結部Ａ２，Ａ３が、ケーシング１８の外側に位置するようになっており、ユニット化した状態のまま、上下流方向に隣接する清澄ユニットＵ１や、冷却ユニットＵ３と簡単に連結できるようになっている。なお、耐火物１７の一部を取り外し可能とし、外部から内部状況を確認できるようにしてもよい。

　以上のように構成された攪拌ユニットＵ２は、ガラス板製造装置１の設置現場以外で予め組み立てられた後、図２に示すように、そのユニット単位でクレーン等の搬送手段１９に吊り下げられた状態で設置現場（ガラス板製造エリア）に搬入される。そして、その後、攪拌ユニットＵ２の位置決めをすると共に、各攪拌槽５，６内に攪拌羽根１３，１４を収容するなどの作業が行われる。

　このようにすれば、攪拌ユニットＵ２を設置現場以外の場所で組み立てることができるため、実際の設置現場で作業する場合よりも、作業スペースの確保が容易となり、高精度な組立作業を容易に実現できる。具体的には、各攪拌槽５，６の垂直度を高精度に管理でき、各槽５、６の内周面と各攪拌羽根１３，１４が不当に接近するという事態を確実に回避できる。ここで、図２に示すように、仮想的な理想垂直線Ｌ１と攪拌槽６（５）の上端部との水平方向の離間距離をＡ、理想垂直線Ｌ１と攪拌槽６（５）の下端部との水平方向の離間距離をＢとし、攪拌槽の垂直度を｜Ａ－Ｂ｜と定義する。この場合、各攪拌槽５，６の垂直度は、５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下が更に好ましく、１ｍｍ以下が最も好ましい。この垂直度は、各攪拌槽５，６を斜めに延在する連通パイプ１６の途中に溶接部Ｂ１を形成することで、確保し易くなることが判明している。なお、垂直度は、ＡとＢのそれぞれの観測点の間の垂直方向の離間距離に依存しないものとする。すなわち、攪拌槽５、６の全高がより高くなった場合でも、上記の垂直度を満足することが好ましい。

　そして、このようなプレハブ工法により製作された攪拌ユニットＵ２をそのまま設置現場に搬送すれば、組立精度を維持したまま、実際の設置現場での作業省力化を図ることができる。そのため、攪拌ユニットＵ２の据付精度を維持しつつ、現場工期の短縮を図ることができる。なお、予め攪拌ユニットＵ２を製作して用意しておけば、予期せぬトラブルが生じた場合であっても早急に対応できるという利点もある。

　また、本実施形態では、攪拌ユニットＵ２以外の他の構成（清澄ユニットＵ１，冷却ユニットＵ３，粘度調整ユニットＵ４，成形ユニットＵ５）についても、同様にプレハブ工法を用いてユニット化されていることから、それらの構成についても、上記の攪拌ユニットＵ２の利点を同様に享受することができる。

　そして、各ユニットＵ１～Ｕ５は、トレーラーや船などにより設置現場まで輸送される場合がある。そのため、輸送時の振動による衝撃で、各ユニットＵ１～Ｕ５内部の貴金属管が曲がるなどして、据付精度が低下するおそれがある。そこで、各ユニットＵ１～Ｕ５に防振装置を取り付けることが好ましい。

　なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態では、攪拌ユニットＵ２として、２つの攪拌槽を１つのユニットとする場合を説明したが、３つ以上の攪拌槽を１つのユニットとしてもよい。

　また、上記の実施形態では、ガラス板製造装置の構成のうち、攪拌ユニットＵ２以外もユニット化する場合を説明したが、攪拌ユニットＵ２のみをユニット化し、その他は設置現場で一から組立作業を行うようにしてもよい。

　また、上記の実施形態では、溶融窯２から単一のガラス供給通路を通じて１つの成形体３に溶融ガラスを供給する、いわゆるシングルフィーダの場合を説明したが、溶融窯２から複数のガラス供給通路を通じて複数の成形体３に同時に溶融ガラスを供給する、いわゆるマルチフィーダの場合に適用してもよい。

　また、各ユニットの構成単位は適宜変更してもよい。すなわち、上記の実施形態では、清澄ユニットＵ１、攪拌ユニットＵ２、冷却ユニットＵ３等のように機能毎にユニットを分けた場合を説明したが、例えば上記の清澄ユニットＵ１と攪拌ユニットＵ２を１つのユニットとして構成したり、上記の攪拌ユニットＵ２と冷却ユニットＵ３を１つのユニットとして構成してもよい。

　また、上記の実施形態では、ガラス板製造装置１として、オーバーフローダウンドロー法によってガラス板を成形する場合を説明したが、図４に示すように、スロットダウンドロー法によってガラス板を成形するようにしてもよい。この場合、ポット８を含む粘度調整ユニットＵ４は省略され、攪拌ユニットＵ２の直下流側にスロットダウンドロー法によりガラス板を成形する成形体３'を含む成形ユニットＵ４'が配設される。すなわち、冷却ユニットＵ３と、成形ユニットＵ４'が、連結部Ａ４'を介して直接連結されている。

１　　　　　ガラス板製造装置
２　　　　　溶融窯
３　　　　　成形体
４　　　　　清澄槽
５　　　　　第１攪拌槽
６　　　　　第２攪拌槽
７　　　　　冷却パイプ
８　　　　　ポット
９　　　　　流路面積絞り部
１０　　　　小径パイプ
１１　　　　曲成部
１２　　　　大径パイプ
１３　　　　第１攪拌羽根
１４　　　　第２攪拌羽根
１５　　　　清澄パイプ
１６　　　　連通パイプ
１７　　　　耐火物
１８　　　　ケーシング
１９　　　　搬送手段
Ａ１～Ａ５　連結部
Ｂ１　　　　溶接部
Ｇ　　　　　溶融ガラス
Ｌ１　　　　理想垂直線
Ｕ１　　　　清澄ユニット
Ｕ２　　　　攪拌ユニット
Ｕ３　　　　冷却ユニット
Ｕ４　　　　粘度調整ユニット
Ｕ５　　　　成形ユニット

Claims

　溶融ガラスの供給源となる溶融窯と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスからガラス板を成形する成形体と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスを前記成形体に供給する供給通路と、前記供給通路の途中に上下流方向に連結された複数の攪拌槽とを備えたガラス板製造装置の組立方法であって、
　前記ガラス板製造装置の設置現場と異なる場所で、前記複数の攪拌槽を予め相互に連結しつつ、その周囲を耐火物で囲んでユニット化し、そのユニット化された前記複数の攪拌槽を前記設置現場で前記供給通路に組み付けることを特徴するガラス板製造装置の組立方法。
　前記ガラス板製造装置は、前記供給通路の途中であって且つ前記溶融窯と前記複数の攪拌槽のうち最上流に位置するものとの間に、清澄槽を有し、
　前記ガラス板製造装置の設置現場と異なる場所で、前記清澄槽の周囲を耐火物で囲んでユニット化し、そのユニット化された前記清澄槽を前記設置現場で前記供給通路に組み付けることを特徴とする請求項１に記載のガラス板製造装置の組立方法。
　前記ユニット化された前記複数の攪拌槽は、上流側の攪拌槽の下部に形成した流出口と、下流側の攪拌槽の上部に形成した流入口とが連通路を介して連結されており、前記連通路の途中で溶接により接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板製造装置の組立方法。
　前記ガラス板製造装置が、前記供給通路および前記成形体をそれぞれ複数備え、１つの前記溶融窯から複数の前記供給通路を通じて、複数の前記成形体に溶融ガラスを供給することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス板製造装置の組立方法。
　溶融ガラスの供給源となる溶融窯と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスからガラス板を成形する成形体と、前記溶融窯から流出した溶融ガラスを前記成形体に供給する供給通路と、前記供給通路の途中に上下流方向に連結された複数の攪拌槽とを備えたガラス板製造装置であって、
　前記複数の攪拌槽が、相互に連結され且つその周囲を耐火物で囲んだ状態で、ケーシングに収容されてユニット化されていることを特徴とするガラス板製造装置。