(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料を形成材料とする造粒体を受け入れる受入装置と、
前記受入装置に受け入れられた後の前記造粒体を一定量排出する排出装置と、
前記排出装置から排出された後の前記造粒体を、第１粒子と、該第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第２粒子と、に分級する分級装置と、
前記第１粒子を炉内の高温雰囲気中で溶融するガラス溶融炉と、
を備えるガラス溶融物製造装置。
【請求項２】
前記受入装置に受け入れられる前の前記造粒体を、第３粒子と、該第３粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第４粒子と、に分級し、前記第３粒子を前記受入装置に供給する供給装置を、さらに備える請求項１に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項３】
前記分級装置は、前記第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下に対して、前記第２粒子の平均粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ以下となる装置である請求項１または２に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項４】
前記分級装置は、振動篩である請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項５】
前記振動篩は、分級可能な単位時間あたりの前記造粒体の分級可能質量が、前記分級装置に供給される前記造粒体の単位時間あたりの供給質量の１．２倍以上、２．５倍以下の装置である請求項４に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項６】
前記振動篩は、前記造粒体を分級するための篩網を備え、
前記篩網の目開きは、前記第２粒子の分級目標粒子径の２倍以上で、かつ、前記第１粒子の平均粒子径よりも小さい請求項４または５に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項７】
前記分級装置は、サイクロン分離器である請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項８】
前記造粒体を製造する造粒装置をさらに備え、
前記第２粒子は、前記造粒装置に搬送される請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のガラス溶融物製造装置を用いて、前記造粒体を、前記第１粒子と、前記第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する前記第２粒子と、に分級し、前記第１粒子からガラス溶融物を製造する工程と、
前記ガラス溶融物を成形して成形体とする工程と、
前記成形体を徐冷してガラス物品とする工程と、
を含むガラス物品の製造方法。
【請求項１０】
ガラス原料を形成材料とする造粒体を定量する工程と、
前記定量する工程の後に、前記造粒体を、第１粒子と、該第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第２粒子と、に分級する工程と、
ガラス溶融炉を用いて、炉内の高温雰囲気中で前記第１粒子を溶融してガラス溶融物を製造する工程と、
前記ガラス溶融物を成形して成形体とする工程と、
前記成形体を徐冷してガラス物品とする工程と、
を含むガラス物品の製造方法。
【請求項１１】
前記第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下に対して、前記第２粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ以下である請求項１０に記載のガラス物品の製造方法。
【請求項１２】
前記分級する工程に加えて、さらに別の分級工程を含む請求項１０または１１に記載のガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス溶融物製造装置、およびガラス物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炉内における高温の雰囲気中でガラス原料粒子を溶融し、集積することでガラス溶融物を製造する気中溶解法が知られている（たとえば、特許文献１から３参照）。この気中溶解法では、ガラス原料粒子の大半がプラズマやバーナーなどによって形成されるプラズマ領域中やフレーム中でガラス化する。このため、気中溶解法は、バッチ原料をガラス溶融物上に投入し、そのガラス溶融物上に形成されるバッチ山をバーナーで加熱して溶解する従来の溶解方法とは異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１００８６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１３７７８０号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／０２１５７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような気中溶解法においては、炉内に供給されるガラス原料粒子が造粒体である場合に、たとえば、ガラス原料粒子の一部が壊れること等によって生じた細かい微粉が混在している場合がある。この微粉は、質量が軽く浮遊しやすいため、炉底のガラス融液面に到達せず、排気用の煙道の内壁や、炉壁に付着してしまう場合がある。これにより、煙道が閉塞される問題や、炉壁に付着した微粉と炉材とが反応して生じた反応生成物がガラス溶液面に落下し、製造されるガラス溶融物の品質が低下する問題があった。【０００５】
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、炉壁や、煙道の内壁等に微粉が付着することを抑制できるガラス溶融物製造装置、およびそのガラス溶融物製造装置を用いたガラス物品の製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するために微粉の発生箇所を調べた結果、造粒体を搬送している工程で著しく微粉の割合が増えることを知見した。また、本発明者等は、この知見に基づいて、造粒体を搬送している工程内に微粉を除去する分級装置を設け、さらに以下に示す構成によって、上記課題を解決できることを見出した。【０００７】
すなわち、本発明のガラス溶融物製造装置の一つの態様は、ガラス原料を形成材料とする造粒体を受け入れる受入装置と、前記受入装置に受け入れられた後の前記造粒体を、第１粒子と、該第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第２粒子と、に分級する分級装置と、前記第１粒子を炉内の高温雰囲気中で溶融するガラス溶融炉と、を備える。【０００８】
前記受入装置に受け入れられた後で、かつ、前記分級装置で分級される前の前記造粒体を、一定量排出する排出装置を、さらに備える構成としてもよい。【０００９】
前記受入装置に受け入れられる前の前記造粒体を、第３粒子と、該第３粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第４粒子と、に分級し、前記第３粒子を前記受入装置に供給する供給装置を、さらに備える構成としてもよい。【００１０】
前記分級装置は、前記第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下に対して、前記第２粒子の平均粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ以下となる装置である構成としてもよい。【００１１】
前記分級装置は、振動篩である構成としてもよい。【００１２】
前記振動篩は、分級可能な単位時間あたりの前記造粒体の分級可能質量が、前記分級装置に供給される前記造粒体の単位時間あたりの供給質量の１．２倍以上、２．５倍以下の装置である構成としてもよい。【００１３】
前記振動篩は、前記造粒体を分級するための篩網を備え、前記篩網の目開きは、前記第２粒子の分級目標粒子径の２倍以上で、かつ、前記第１粒子の平均粒子径よりも小さい構成としてもよい。【００１４】
前記分級装置は、サイクロン分離器である構成としてもよい。【００１５】
前記造粒体を製造する造粒装置をさらに備え、前記第２粒子は、前記造粒装置に搬送される構成としてもよい。【００１６】
本発明のガラス物品の製造方法の一つの態様は、上記のガラス溶融物製造装置を用いて、前記造粒体を、前記第１粒子と、前記第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する前記第２粒子と、に分級し、前記第１粒子からガラス溶融物を製造する工程と、前記ガラス溶融物を成形して成形体とする工程と、前記成形体を徐冷してガラス物品とする工程と、を含む。【００１７】
本発明のガラス物品の製造方法の一つの態様は、ガラス原料を形成材料とする造粒体を定量する工程と、前記造粒体を、第１粒子と、該第１粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第２粒子と、に分級する工程と、ガラス溶融炉を用いて、炉内の高温雰囲気中で前記第１粒子を溶融してガラス溶融物を製造する工程と、前記ガラス溶融物を成形して成形体とする工程と、前記成形体を徐冷してガラス物品とする工程と、を含む。【００１８】
前記造粒体の第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下に対して、前記第２粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ以下である製造方法としてもよい。【００１９】
前記分級する工程は、前記定量する工程の後である製造方法としてもよい。【００２０】
前記分級する工程に加えて、さらに別の分級工程を含む製造方法としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一つの態様によれば、炉壁や、煙道の内壁等に微粉が付着することを抑制できるガラス溶融物製造装置、およびそのようなガラス溶融物製造装置を用いたガラス物品の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のガラス溶融物製造装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態の排出装置を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の振動篩を示す断面図である。
【図４】第１実施形態のガラス溶融物の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】ガラス溶融炉内における微粉の付着を模式的に示す図である。
【図６】第１実施形態の排出装置の他の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態の分級装置の他の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態のガラス溶融物製造装置を示す概略構成図である。
【図９】第３実施形態のガラス溶融物製造装置を示す概略構成図である。
【図１０】第４実施形態のガラス溶融物製造装置を示す概略構成図である。
【図１１】ガラス物品の製造方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１において計測対象となるガラス溶融物製造装置を示す概略構成図である。
【図１３】実施例１の結果を示すグラフである。
【図１４】実施例２の結果を示すグラフである。
【図１５】実施例３の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書において、「ガラス原料」とは、ガラスの原料となる成分であり、「ガラス原料組成物」とは、ガラス原料となる成分を複数含む組成物である。ガラス原料としては、酸化物や複合酸化物、熱分解により酸化物となりうる化合物が挙げられる。熱分解により酸化物となりうる化合物としては、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物などが挙げられる。
【００２４】
本明細書において、「造粒体」とは、ガラス原料組成物を造粒したものであって、基本的に１個の造粒体中に、ガラスの製造に必要な全ての成分を含む。造粒体は、たとえば１個の造粒体を加熱溶融してガラス化させると、得ようとするガラス組成を有するガラスが得られるものである。
【００２５】
本明細書において、「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、積算分率における５０％径（Ｄ５０）を意味する。Ｄ５０が１ｍｍ以下の場合には、レーザー回折法を用いて測定された体積基準の積算分率における５０％径をＤ５０とする。Ｄ５０が１ｍｍ超の場合には、篩で分級して平均粒子径を求める方法（篩分け法）で測定された質量累計の５０％径をＤ５０とする。レーザー回折法による粒子径測定方法としては、ＪＩＳ  Ｚ８８２５−１（２００１年）に記載の方法を用いる。
【００２６】
本明細書において、「上流側」および「下流側」とは、ガラス溶融物製造装置内を搬送される造粒体の流れに対するものである。すなわち、たとえば、本明細書中で説明する各装置の「上流側」とは、各装置における造粒体が供給される側を意味し、各装置の「下流側」とは、各装置における造粒体が排出される側を意味する。
【００２７】
本明細書において、単に「圧力」といった場合には、絶対真空を基準とした絶対圧を意味し、「ゲージ圧力」といった場合には、大気圧を基準とした相対的な圧力を意味する。
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るガラス溶融物製造装置、およびガラス物品の製造方法について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００２９】
＜第１実施形態＞
（ガラス溶融物製造装置）
図１に示すように、第１実施形態のガラス溶融物製造装置１００は、受入装置１１０と、排出装置１５０と、造粒体搬送管１５４と、振動篩１６０と、微粉搬送装置１７０と、粗粉搬送装置１７４と、ガラス溶融炉１８０と、を備える。
【００３０】
なお、振動篩１６０は、特許請求の範囲における分級装置に相当する。
【００３１】
［受入装置］
受入装置１１０は、ガラス原料である造粒体（図示しない。）を、排出装置１５０に供給するために受け入れる装置である。受入装置１１０は、リザーブホッパー１４０を備える。
【００３２】
造粒体は、たとえば、無アルカリガラスを適用する場合には、珪砂、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）などのガラス原料を目的のガラスの組成に合致するように調合したガラス組成物から構成される。造粒体の大きさは、たとえば、造粒体中の第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下である。
造粒体は、コンベアー等によってリザーブホッパー１４０へと搬送される。
【００３３】
リザーブホッパー１４０は、ホッパー部１４１と、バルブ１４２と、を備える。ホッパー部１４１は、リザーブホッパー１４０に搬送された造粒体を貯蓄する貯蓄槽である。ホッパー部１４１は、バルブ１４２を介して、後述する排出装置１５０の計量ホッパー１５１と接続されている。第１実施形態においては、計量ホッパー１５１は、リザーブホッパー１４０の鉛直方向下方側（図示下側）に設けられている。ホッパー部１４１に貯蓄された造粒体は、バルブ１４２が開かれることで、自重によって落下し、計量ホッパー１５１、すなわち、排出装置１５０へと供給される。
【００３４】
バルブ１４２の開閉動作は、計量ホッパー１５１に貯蓄されている造粒体の質量に応じて、図示しない制御部によって制御される。すなわち、計量ホッパー１５１に貯蓄されている造粒体の質量が、規定の値以上である場合には、バルブ１４２は閉じた状態となっている。これに対して、計量ホッパー１５１に貯蓄されている造粒体の質量が、規定の値より小さくなった場合には、バルブ１４２は開かれ、リザーブホッパー１４０内の造粒体が計量ホッパー１５１に供給される。計量ホッパー１５１内の造粒体の質量が規定値以上となると、バルブ１４２は再び閉じられる。
【００３５】
［排出装置］
排出装置１５０は、受入装置１１０のリザーブホッパー１４０から供給された造粒体を一定量排出する装置である。言い換えると、排出装置１５０は、受入装置１１０に受け入れられた後で、かつ、振動篩１６０で分級される前の造粒体を、一定量排出する装置である。
排出装置１５０は、計量ホッパー１５１と、定量排出フィーダー１５２と、第１酸素流入管１５３と、を備えている。
【００３６】
なお、本明細書において「一定量」とは、必ずしも厳密に一定の量であることのみを意味するものではなく、ある程度の誤差は許容される。たとえば、目標とする量の０．９倍以上、１．１倍以下程度の誤差は許容される。
【００３７】
図２に示すように、計量ホッパー１５１は、内部に設けられたホッパー部１５１ａに、リザーブホッパー１４０から供給された造粒体１１１を貯蓄しておく貯蓄槽である。ホッパー部１５１ａは、定量排出フィーダー１５２側、すなわち、第１実施形態においては鉛直方向下方側（図示下側）に開口した開口部１５１ｂを備えている。開口部１５１ｂを介して、ホッパー部１５１ａに貯蓄された造粒体１１１が、定量排出フィーダー１５２に供給される。
【００３８】
計量ホッパー１５１には、図示しないロードセルが設けられており、ホッパー部１５１ａに貯蓄された造粒体１１１の質量を計量できるようになっている。ロードセルは、上述した制御部に接続され、計量ホッパー１５１におけるホッパー部１５１ａに貯蓄された造粒体１１１の質量の情報を送信する。
【００３９】
定量排出フィーダー１５２は、一定量の造粒体１１１を排出する装置である。定量排出フィーダー１５２は、内部に回転板１５５を備えている。
回転板１５５は、厚み方向が鉛直方向となるように設けられている。回転板１５５には、中心から等距離の位置に、回転板１５５を厚み方向に貫通する複数の貫通孔１５５ａが形成されている。
【００４０】
回転板１５５の鉛直方向上側には、ホッパー部１５１ａの開口部１５１ｂが位置している。開口部１５１ｂは、回転板１５５の中心軸ＡＸに対して、中心軸ＡＸから貫通孔１５５ａが形成されている位置までの距離だけ離れて設けられている。すなわち、開口部１５１ｂは、回転板１５５を中心軸ＡＸ回りに回転させると、平面視において、複数の貫通孔１５５ａと順次重なるように設けられている。これにより、貫通孔１５５ａと開口部１５１ｂとが、平面視において重なると、ホッパー部１５１ａに貯蓄された造粒体１１１が、貫通孔１５５ａの内部に充填される。
【００４１】
第１酸素流入管１５３は、回転板１５５の鉛直方向上側における、回転板１５５の中心軸ＡＸを挟んで開口部１５１ｂと逆側（図示右側）に、回転板１５５の中心軸ＡＸから開口部１５１ｂまでの距離と同じ距離だけ離れて設けられている。すなわち、第１酸素流入管１５３は、開口部１５１ｂと同様に、回転板１５５を中心軸ＡＸ回りに回転させると、平面視において、複数の貫通孔１５５ａと順次重なるように設けられている。第１酸素流入管１５３には、酸素ＡＲ１が流入されている。
第１実施形態において、酸素ＡＲ１の流入量は、たとえば、２Ｎｍ３／ｈである。
【００４２】
定量排出フィーダー１５２の鉛直方向下方側には、造粒体搬送管１５４が設けられている。造粒体搬送管１５４は、第１酸素流入管１５３と、平面視において重なる位置に設けられている。回転板１５５の回転によって、内部に造粒体１１１が充填された貫通孔１５５ａの位置が、造粒体搬送管１５４の位置と重なると、貫通孔１５５ａと造粒体搬送管１５４とが連通する。これにより、貫通孔１５５ａの内部に充填された造粒体１１１は、造粒体搬送管１５４の内部に自重によって落下する。
【００４３】
また、この際においては、第１酸素流入管１５３と貫通孔１５５ａとも連通する。そのため、第１酸素流入管１５３から流入される酸素ＡＲ１が貫通孔１５５ａを介して、造粒体搬送管１５４内に流入する。これにより、貫通孔１５５ａの内部に充填された造粒体１１１は、酸素ＡＲ１によっても、造粒体搬送管１５４内に押し出される。
【００４４】
以上により、一定量の造粒体１１１が、排出装置１５０から造粒体搬送管１５４に排出される。第１実施形態においては、排出装置１５０から排出される造粒体１１１の質量は、ガラス溶融炉１８０に供給する造粒体１１１の質量の目標値より大きく設定される。これは、造粒体１１１が振動篩１６０によって分級されることで、ガラス溶融炉１８０に供給される造粒体１１１の質量が、排出装置１５０から排出される造粒体１１１の質量よりも小さくなるためである。
【００４５】
第１実施形態においては、たとえば、排出装置１５０から排出される造粒体１１１の質量は、ガラス溶融炉１８０に供給する造粒体１１１の目標質量の１．０２倍以上、１．１倍以下に設定される。このように設定することで、ガラス溶融炉１８０に供給される造粒体の単位時間あたりの質量を目標値にすることが容易である。
【００４６】
その他、第１実施形態においては、たとえば、振動篩１６０によって回収される後述する微粉１１１ｂの平均質量をあらかじめ求め、その平均質量を目標質量に加えた質量を、排出装置１５０から排出される造粒体１１１の質量に設定してもよい。また、第１実施形態においては、たとえば、排出装置１５０の運転中に、振動篩１６０による微粉１１１ｂの回収量を随時測定して、その回収量に応じて排出装置１５０から排出される造粒体１１１の質量をシーケンス制御により自動設定できるようにしてもよい。
【００４７】
定量排出フィーダー１５２には図示しないモーターが備えられている。このモーターによって回転板１５５が中心軸ＡＸ回りに回転される。このモーターは、計量ホッパー１５１のホッパー部１５１ａに貯蓄された造粒体１１１の質量に応じて、図示しない制御部によって制御される。これにより、造粒体搬送管１５４に排出される造粒体１１１の質量が調整され、一定量の造粒体１１１が造粒体搬送管１５４に排出される。
なお、定量排出フィーダー１５２に設けられた制御部は、リザーブホッパー１４０に設けられた制御部と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４８】
［造粒体搬送管］
造粒体搬送管１５４は、図１に示すように、定量排出フィーダー１５２と、振動篩１６０とに接続された配管である。定量排出フィーダー１５２から排出された造粒体は、造粒体搬送管１５４内を搬送され、振動篩１６０に供給される。造粒体は、自重による落下と、第１酸素流入管１５３から流入された酸素ＡＲ１とによって、造粒体搬送管１５４内を搬送される。
【００４９】
第１実施形態においては、造粒体搬送管１５４の内部の圧力は、大気圧よりも大きく設定されている。言い換えると、造粒体搬送管１５４の内部のゲージ圧力は、正圧である。すなわち、造粒体は、造粒体搬送管１５４内を圧送される。造粒体搬送管１５４の内部のゲージ圧力は、第１実施形態においては、たとえば、１ｋＰａ以上、４０ｋＰａ以下と設定され、より好ましくは、３ｋＰａ以上、１５ｋＰａ以下と設定される。このように設定することで、造粒体を搬送することが容易である。
【００５０】
［振動篩］
振動篩１６０は、造粒体搬送管１５４から供給された造粒体、言い換えると、受入装置１１０に受け入れられた後の造粒体を、造粒体に含まれる粒子の粒子径に応じて、第１粒子と、第２粒子とに分級する。
第１粒子とは、振動篩１６０によって分級された造粒体のうち、ガラス溶融炉１８０に搬送される粒子である。また、第２粒子とは、振動篩１６０によって分級された造粒体のうち、微粉搬送装置１７０によって後述する微粉貯蓄容器等に搬送される粒子である。
【００５１】
第１粒子は、主として粗粉１１１ａを含んでいる。第２粒子は、主として微粉１１１ｂを含んでいる。第２粒子の平均粒子径は、第１粒子の平均粒子径よりも小さい。
粗粉１１１ａは、製造されるガラス溶融物の形成材料としてガラス溶融炉１８０に供給する粒子として好ましい平均粒子径を有する粒子である。
【００５２】
ここで、ガラス溶融物製造装置１００に供給される造粒体としては、ガラス溶融炉１８０に供給される粒子として好ましい平均粒子径を有するものが選択される。そのため、第１粒子である粗粉１１１ａの平均粒子径は、造粒体の平均粒子径と同程度である。すなわち、粗粉１１１ａの平均粒子径は、第１実施形態においては、たとえば、２００μｍ以上、２０００μｍ以下である。
【００５３】
微粉１１１ｂは、粗粉１１１ａに比べて平均粒子径が小さく、ガラス溶融炉１８０に供給された際に、炉内で浮遊しやすい粒子である。
第２粒子である微粉１１１ｂの平均粒子径は、第１実施形態においては、たとえば、１０μｍ以上、１００μｍ以下である。
【００５４】
第２粒子の平均粒子径が、第１粒子の平均粒子径よりも小さい範囲内において、第１粒子には、微粉１１１ｂが含まれていてもよく、第２粒子には、粗粉１１１ａが含まれていてもよい。また、第１粒子は、粗粉１１１ａのみで構成されていてもよく、第２粒子は、微粉１１１ｂのみで構成されていてもよい。
【００５５】
第１粒子の平均粒子径は、第２粒子として分級される粒子の平均粒子径にもよるが、造粒体の平均粒子径と同程度となる。これは、第２粒子は、主として微粉１１１ｂを含んでおり、造粒体における微粉１１１ｂの体積比率は、造粒体における粗粉１１１ａの体積比率に対して、十分小さいためである。
【００５６】
第２粒子の平均粒子径は、振動篩１６０の設定、すなわち、後述する分級目標粒子径に応じて決定される。第１実施形態においては、振動篩１６０は、たとえば、第２粒子の平均粒子径が、造粒体中の第１粒子の平均粒子径が２００μｍ以上、２０００μｍ以下に対して、１０μｍ以上、１００μｍ以下となるように設定される。
【００５７】
ここで、分級される第２粒子の平均粒子径が１０μｍより小さくなるように振動篩１６０が設定される場合においては、造粒体中から微粉１１１ｂを分級して取り除く効果が小さい。また、ガラス溶融炉１８０における後述する内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａに付着する微粉を抑制する効果が小さい。
また、分級される第２粒子の平均粒子径が１００μｍより大きくなるように振動篩１６０が設定される場合においては、振動篩１６０によって造粒体から分級される第２粒子の質量が大きくなる。このため、ガラス溶融炉１８０に供給される第１粒子の質量が小さくなり、ガラス物品の歩留が低下する。
【００５８】
したがって、第２粒子の平均粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ以下となるように振動篩１６０を設定することにより、ガラス溶融炉１８０の炉内における微粉の付着を効果的に抑制しつつ、ガラス物品の歩留の低下を抑制できる。
【００５９】
以下の説明においては、振動篩１６０によって分級される第１粒子を粗粉１１１ａと呼称し、第２粒子を微粉１１１ｂと呼称する。
【００６０】
図３に示すように、振動篩１６０は、分級容器１６１と、粗粉排出管１６２と、微粉排出管１６３と、篩網１６４と、振動部１６５と、を備えている。
分級容器１６１は、造粒体搬送管１５４によって搬送された造粒体１１１が流入する容器である。分級容器１６１の内部空間は、篩網１６４によって上部空間１６１ａと、下部空間１６１ｂと、に仕切られている。造粒体１１１は、造粒体搬送管１５４から、分級容器１６１の上部空間１６１ａに流入される。
【００６１】
篩網１６４は、造粒体１１１を分級する粒子径の目標値に応じて選定できる。すなわち、篩網１６４の隙間１６４ａの幅である目開きＷ１は、微粉１１１ｂの分級目標粒子径よりも大きく、かつ、粗粉１１１ａの平均粒子径よりも小さく設定される。
【００６２】
本明細書において、「分級目標粒子径」とは、微粉１１１ｂとして分級したい粒子の粒子径の最大値である。
なお、分級目標粒子径は、あくまで分級の目標となる値である。分級される微粉１１１ｂには、分級目標粒子径よりも大きい粒子径を有する粒子が含まれる場合がある。
【００６３】
第１実施形態においては、篩網１６４の目開きＷ１は、微粉１１１ｂの分級目標粒子径の２倍以上で、かつ、粗粉１１１ａの平均粒子径よりも小さい。このように設定することで、振動篩１６０から排出される粗粉１１１ａの単位時間あたりの質量を安定化できる。
【００６４】
第１実施形態においては、たとえば、微粉１１１ｂの分級目標粒子径は、５０μｍである。すなわち、５０μｍ以下の粒子径を有する粒子を微粉１１１ｂとして、分級することを目標としている。第１実施形態においては、篩網１６４の目開きＷ１は、たとえば、１５０μｍである。このように設定することで、粗粉１１１ａの排出量を一定にすることが容易である。
【００６５】
なお、上述したように、分級目標粒子径は、あくまで目標である。そのため、上記のように設定した場合であっても、微粉１１１ｂに粒子径が５０μｍより大きい粒子が含まれる場合がある。
【００６６】
振動部１６５は、振動篩１６０を振動させるための駆動源である。振動部１６５の具体的な構成は、たとえば、２個の重りと、その２個の重りを回転させるモーターと、を備えた構成である。振動部１６５の各重りの回転の位相角を変えることで、振動篩１６０の振動状態を制御できる。振動篩１６０の位相角は、第１実施形態においては、たとえば、４０°である。
【００６７】
振動部１６５によって発生する振動と、篩網１６４とによって、分級容器１６１の上部空間１６１ａに流入した造粒体１１１が分級される。すなわち、微粉１１１ｂは、篩網１６４の隙間１６４ａを通過して下部空間１６１ｂへと落下し、下部空間１６１ｂに接続された微粉排出管１６３から排出される。粗粉１１１ａは、隙間１６４ａを通過できないため、上部空間１６１ａに接続された粗粉排出管１６２から排出される。
【００６８】
造粒体１１１と共に造粒体搬送管１５４から上部空間１６１ａに流入した酸素ＡＲ１は、微粉排出管１６３に接続された微粉搬送装置１７０が後述する第１バルブ１７２ａによって閉塞されている。このため、酸素ＡＲ１は、造粒体搬送管１５４から、上部空間１６１ａに接続された粗粉排出管１６２に向かって流れる。これにより、粗粉排出管１６２から排出された粗粉１１１ａは、粗粉搬送装置１７４へ搬送される。振動篩１６０の内部の圧力は、造粒体搬送管１５４の内部の圧力と同様に、大気圧より大きく設定されている。すなわち、振動篩１６０の内部のゲージ圧力は、正圧となるように設定されている。
【００６９】
振動篩１６０の単位時間あたりの分級可能質量は、第１実施形態においては、造粒体搬送管１５４から供給される単位時間あたりの造粒体１１１の供給質量よりも大きくなるように設定される。分級可能質量とは、振動篩１６０が単位時間あたりに分級できる造粒体１１１の最大質量である。第１実施形態においては、たとえば、分級可能質量は、造粒体１１１の供給質量の１．２倍以上、２．５倍以下と設定される。
【００７０】
［微粉搬送装置］
微粉搬送装置１７０は、振動篩１６０によって分級された微粉１１１ｂを図示しない微粉貯蓄容器等へと搬送する。
図１に示すように、微粉搬送装置１７０は、搬送管１７１の途中に圧力置換部１７２が設けられている。搬送管１７１は、振動篩１６０の微粉排出管１６３と、微粉貯蓄容器等とを接続している。
【００７１】
圧力置換部１７２は、第１バルブ１７２ａと、第２バルブ１７２ｂとを備えている。第１バルブ１７２ａと第２バルブ１７２ｂとを交互に開閉することによって、搬送管１７１における圧力置換部１７２よりも振動篩１６０側（図示上側）の内部のゲージ圧力を、振動篩１６０の内部のゲージ圧力と同程度に保ちつつ、大気圧環境下にある微粉貯蓄容器等へと微粉１１１ｂを搬送できる。
【００７２】
微粉貯蓄容器等に貯蓄された微粉１１１ｂを、造粒体の形成材料として、再利用してもよい。この場合には、製造されるガラス溶融物Ｇｆの歩留を向上することができる。
【００７３】
［粗粉搬送装置］
粗粉搬送装置１７４は、振動篩１６０によって分級された粗粉１１１ａをガラス溶融炉１８０へと搬送する装置である。
粗粉搬送装置１７４は、接続管１７５と、第２酸素流入管１７６と、搬送チューブ１７７と、を備えている。
接続管１７５は、振動篩１６０の粗粉排出管１６２に接続されている。接続管１７５の粗粉排出管１６２側と逆側の端部には、搬送チューブ１７７が接続されている。搬送チューブ１７７の接続管１７５側と逆側の端部は、後述するガラス溶融炉１８０の気中溶融バーナー１８２に接続されている。
【００７４】
接続管１７５の粗粉排出管１６２側と逆側の端部近傍には、第２酸素流入管１７６が接続されている。第２酸素流入管１７６には、酸素ＡＲ２が流入される。第２酸素流入管１７６に流入された酸素ＡＲ２は、接続管１７５を介して搬送チューブ１７７内に流入される。
【００７５】
すなわち、搬送チューブ１７７内においては、第１酸素流入管１５３から流入された酸素ＡＲ１と、第２酸素流入管１７６とから流入された酸素ＡＲ２とによって、粗粉１１１ａがガラス溶融炉１８０へ搬送される。
粗粉搬送装置１７４の内部の圧力は、造粒体搬送管１５４および振動篩１６０の内部と同様に、大気圧よりも大きく保たれている。すなわち、粗粉搬送装置１７４の内部のゲージ圧力は、正圧である。
【００７６】
搬送チューブ１７７内における粗粉１１１ａ（固体）の質量を酸素ＡＲ１および酸素ＡＲ２（気体）の質量で除した値、すなわち、固気比は、第１実施形態においては、たとえば、４〜１０程度である。固気比の値がこの程度の範囲である場合には、ガラス溶融炉１８０における粗粉１１１ａの溶融に与える影響を低減しつつ、粗粉１１１ａを圧送できる。しかし、一方で、固気比の値がこの程度の範囲であっても、搬送チューブ１７７内を搬送される際に、粗粉１１１ａが搬送チューブ１７７内に滞留してしまう場合がある。そのため、接続管１７５と搬送チューブ１７７とは、なるべく屈折点が設けられないようにして、振動篩１６０とガラス溶融炉１８０とを接続することが好ましい。
【００７７】
［ガラス溶融炉］
ガラス溶融炉１８０は、図５に示すように、炉体１８１と、気中溶融バーナー１８２と、煙道１８６と、を備えている。
炉体１８１は、中空の箱型である。炉体１８１は、たとえば、耐火レンガなどの耐火材で構成され、高温のガラス溶融物Ｇｆを貯留できる。炉体１８１の底部側（図示下側）は、ガラス溶融物Ｇｆの貯留部１８５となっている。炉体１８１は、必要に応じて貯留部１８５に貯留されているガラス溶融物Ｇｆを目的の温度、たとえば１４００℃程度、に溶融状態で保持できるように構成されている。
【００７８】
炉体１８１の底部には、図示しないガラス溶融物排出口が設けられている。ガラス溶融物排出口によって、製造されたガラス溶融物Ｇｆを外部に排出できるようになっている。炉体１８１の天井壁部１８３には、気中溶融バーナー１８２が設けられている。
【００７９】
気中溶融バーナー１８２は、炉体１８１の天井壁部１８３を厚み方向（図示上下方向）に貫通し、噴射側が貯留部１８５側（図示下側）となるように設置されている。気中溶融バーナー１８２には、図示していないが、燃料ガスと支燃ガスとを搬送するチューブが接続される。燃料ガスとしては、たとえば、メタン、プロパン、ブタン、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｇａｓ）が使用される。支燃ガスとしては、たとえば、酸素、空気が使用される。
【００８０】
気中溶融バーナー１８２は、燃料ガスと、支燃ガスと、搬送チューブ１７７から流入された粗粉１１１ａおよび酸素ＡＲ１，ＡＲ２とを炉体１８１の内部に噴出し、燃焼炎Ｆｃを形成する。気中溶融バーナー１８２によって燃焼炎Ｆｃが形成されることで、高温の雰囲気が形成される。この高温の雰囲気は、燃焼炎Ｆｃおよび燃焼炎Ｆｃ近傍の高温部から形成される。
【００８１】
ここでは、高温の雰囲気として燃焼炎（フレーム）を形成する場合を示したが、その他の方法として、プラズマ領域を形成する場合、あるいは燃焼炎とプラズマ領域との両方を利用する場合も挙げられる。造粒体を効率よく溶融する点において、プラズマ領域を形成する場合がより好ましい。
【００８２】
上記した高温の雰囲気によって、炉内に噴出された粗粉１１１ａが溶融され、ガラス溶融物Ｇｆとなって貯留部１８５に貯留される。
【００８３】
煙道１８６は、貯留部１８５のガラス溶融面１８５ａよりも鉛直方向上側（図示上側）の炉体１８１の側壁部１８４に設けられた排気口である。煙道１８６の内部には、排気ガスの排出経路１８６ａが形成されている。排出経路１８６ａは、炉体１８１の側壁部１８４に形成された貫通孔１８４ｂと連通している。
【００８４】
（ガラス溶融物の製造方法）
次に、上記説明したガラス溶融物製造装置１００を用いたガラス溶融物の製造方法について説明する。
図４に示すように、第１実施形態のガラス溶融物の製造方法は、造粒体受入工程Ｓ１１と、造粒体排出工程Ｓ１２と、造粒体分級工程Ｓ１３と、粗粉溶融工程Ｓ１４と、を有する。
【００８５】
造粒体受入工程Ｓ１１は、造粒体を受入装置１１０で受け入れる工程である。受け入れられた造粒体は、リザーブホッパー１４０を介して、排出装置１５０に供給される。
【００８６】
造粒体排出工程Ｓ１２は、排出装置１５０によって、造粒体を排出する工程である。
造粒体排出工程Ｓ１２により、排出装置１５０によって一定量の造粒体が造粒体搬送管１５４に排出される。造粒体搬送管１５４に排出された造粒体は、振動篩１６０に供給される。
【００８７】
造粒体分級工程Ｓ１３は、振動篩１６０によって、造粒体を第１の粒子である粗粉１１１ａと、第２の粒子である微粉１１１ｂとに分級する工程である。
造粒体分級工程Ｓ１３により、造粒体は、粗粉１１１ａと微粉１１１ｂとに分級される。粗粉１１１ａは、粗粉搬送装置１７４を介して、ガラス溶融炉１８０に搬送される。微粉１１１ｂは、微粉搬送装置１７０を介して、微粉貯蓄容器等に搬送される。
【００８８】
粗粉溶融工程Ｓ１４は、振動篩１６０によって分級された粗粉１１１ａをガラス溶融炉１８０によって溶融する工程である。
ガラス溶融炉１８０の気中溶融バーナー１８２によって、炉体１８１の内部に高温の雰囲気を形成し、この高温の雰囲気によって、気中溶融バーナー１８２から噴出された粗粉１１１ａを溶融する。
粗粉溶融工程Ｓ１４により、粗粉１１１ａが溶融され、ガラス溶融物Ｇｆが貯留部１８５に貯留される。
【００８９】
以上の工程により、ガラス溶融物Ｇｆが製造される。
【００９０】
第１実施形態によれば、排出装置１５０の後に、振動篩１６０が設けられている。そのため、ガラス溶融炉１８０に供給される粒子に含まれる微粉の量が低減され、炉体１８１における側壁部１８４の内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａ内に微粉が付着することを抑制できる。以下、詳細に説明する。
【００９１】
図５に示すように、ガラス溶融炉１８０に供給される粒子に微粉３１１ｂが含まれる場合には、微粉３１１ｂは、平均粒子径が小さく質量が軽いため浮遊しやすく、ガラス溶融面１８５ａに到達しない場合がある。このような場合においては、微粉３１１ｂが側壁部１８４の内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａ内に固着物Ｍとして付着し、煙道１８６が閉塞されてしまうといった問題があった。また、側壁部１８４の形成材料と固着物Ｍ（微粉３１１ｂ）とが反応した生成物が貯留部１８５に落下してガラス溶融物Ｇｆと混ざり、ガラス溶融物Ｇｆの品質が低下してしまうといった問題等もあった。
【００９２】
これらの問題に対して、第１実施形態のガラス溶融物製造装置１００によれば、造粒体から粗粉１１１ａ（第１粒子）と微粉１１１ｂ（第２粒子）とを分級し、粗粉１１１ａをガラス溶融炉１８０に供給する。これにより、ガラス溶融炉１８０に供給される微粉の質量を低減することができる。そのため、第１実施形態によれば、炉体１８１における側壁部１８４の内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａ内に微粉が付着することを抑制できるガラス溶融物製造装置が得られる。
【００９３】
また、第１実施形態によれば、図１に示すように、造粒体が微粉を最も多く含有する排出装置１５０の後、すなわち、排出装置１５０の下流側に振動篩１６０を設けているため、ガラス溶融炉１８０に供給される造粒体から微粉を効率的に排除することができる。これにより、ガラス溶融炉１８０に供給される微粉の質量をさらに低減することができる。そのため、ガラス溶融炉１８０への造粒体の供給量の安定度が高く、かつ、炉体１８１における側壁部１８４の内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａ内に微粉が付着することをより抑制できる。
【００９４】
排出装置１５０から排出された後において、造粒体に最も多く微粉１１１ｂが含有されるという知見は、本発明者らによって新たに明らかとなった。本発明者らは、造粒体がガラス溶融炉１８０に搬送されるまでの間に、造粒体の一部が壊れる等によって、微粉１１１ｂが生じることを明らかにした。さらに、排出装置１５０の後において、造粒体が最も多くの微粉１１１ｂを含有していることを明らかにした。
【００９５】
また、第１実施形態によれば、排出装置１５０から振動篩１６０に排出される単位時間あたりの造粒体の質量が、振動篩１６０の単位時間あたりの分級可能質量よりも小さくなるように設定している。このため、振動篩１６０から排出される粗粉１１１ａの単位時間あたりの排出量を安定化することができる。以下、詳細に説明する。
【００９６】
振動篩１６０に、単位時間あたりの分級可能質量以上の造粒体を供給すると、造粒体が振動篩１６０の篩網１６４上で滞留しやすい。造粒体が篩網１６４上で滞留すると、これによって振動篩１６０内におけるゲージ圧力が不安定となりやすく、粗粉１１１ａの圧送が不安定となる場合がある。その結果として、振動篩１６０から排出される粗粉１１１ａの単位時間あたりの質量が不安定となってしまう場合がある。
【００９７】
このような場合に対して、第１実施形態によれば、振動篩１６０に供給される単位時間あたりの造粒体の供給質量を、振動篩１６０の単位時間あたりの分級可能質量より小さくすることで、造粒体が篩網１６４上で滞留することを抑制することができる。したがって、第１実施形態によれば、振動篩１６０から排出される粗粉１１１ａの単位時間あたりの質量を安定化することができる。これにより、一定量の造粒体を排出する排出装置１５０の後に、振動篩１６０を配置できる。すなわち、定量化された造粒体を振動篩１６０によって分級しても、一定量の造粒体（粗粉１１１ａ）をガラス溶融炉１８０に供給することが可能である。
【００９８】
また、第１実施形態によれば、篩網１６４の目開きＷ１は、微粉１１１ｂの分級目標粒子径の２倍以上に設定されている。そのため、篩網１６４の隙間１６４ａに造粒体、より詳細には隙間１６４ａを通過する微粉１１１ｂが詰まることを抑制できる。これにより、第１実施形態によれば、篩網１６４の隙間１６４ａが詰まって造粒体が篩網１６４上に滞留することを抑制でき、結果として、振動篩１６０から排出される粗粉１１１ａの単位時間あたりの排出量を安定化できる。
【００９９】
また、第１実施形態によれば、造粒体搬送管１５４から微粉搬送装置１７０までの圧力が、大気圧よりも高い圧力に設定されているため、造粒体が圧送によってガラス溶融炉１８０まで搬送される。そのため、第１実施形態によれば、造粒体を安定して搬送することが可能である。
【０１００】
また、第１実施形態によれば、造粒体搬送管１５４に酸素ＡＲ１が流入されているため、排出装置１５０から振動篩１６０に一定量の造粒体を供給することが、より安定化される。
【０１０１】
また、第１実施形態によれば、造粒体を分級する分級装置として、振動篩１６０を用いているため、たとえば、気流分級器のように外部から気流を吸い込む必要がなく、簡便である。
【０１０２】
また、第１実施形態によれば、微粉搬送装置１７０に圧力置換部１７２が設けられているため、微粉１１１ｂを微粉貯蓄容器等に搬送する際に、振動篩１６０の内部の圧力が低下することを抑制できる。
【０１０３】
なお、第１実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
【０１０４】
上記説明においては、排出装置として、回転板１５５を有する定量排出フィーダー１５２を備える排出装置１５０を用いる構成としたが、これに限られない。第１実施形態においては、たとえば、排出装置として、図６に示すような、スクリューフィーダー２５２を備える排出装置２５０を用いるような構成としてもよい。
【０１０５】
排出装置２５０は、図６に示すように、計量ホッパー１５１と、スクリューフィーダー２５２とを備える。
スクリューフィーダー２５２は、駆動部２５３と、スクリュー２５４とを備える。
駆動部２５３は、スクリュー２５４の回転軸２５５に、軸回りの回転駆動力を与える。回転軸２５５が回転すると、回転軸２５５に設けられたスクリュー羽根２５６が回転し、スクリューフィーダー２５２内に供給された造粒体を、たとえば、図では右側へと搬送する。駆動部２５３は、図示しない制御部によって制御され、計量ホッパー１５１に蓄積された造粒体の質量に応じて、回転数が制御される。これにより、造粒体搬送管１５４へ排出される造粒体の単位時間あたりの質量が定量化される。
【０１０６】
また、上記説明においては、分級装置として、振動篩１６０を用いる構成としたが、これに限られない。第１実施形態においては、たとえば、分級装置として、図７に示すようなサイクロン分離器２６０を用いた構成としてもよい。
【０１０７】
サイクロン分離器２６０は、図７に示すように、本体部２６１と、造粒体流入管２６２と、微粉排出管２６３と、粗粉排出管２６４と、ロータリーバルブ２６５と、を備える。
本体部２６１は、円筒状の容器から構成される。造粒体を含んだ酸素ＡＲ１が、造粒体流入管２６２から本体部２６１に流入されると、造粒体を含んだ酸素ＡＲ１は、本体部２６１の内部で渦を巻くように流れる。そして、造粒体に含まれる平均粒子径の大きい粗粉１１１ａは、自重により落下し、本体部２６１の鉛直方向下方側（図示下側）の端部に接続された粗粉排出管２６４へと排出される。粗粉排出管２６４へと排出された粗粉１１１ａは、ロータリーバルブ２６５を介して、粗粉搬送装置１７４へと搬送される。
【０１０８】
一方、造粒体に含まれる平均粒子径の小さい微粉１１１ｂは、酸素ＡＲ１と共に本体部２６１内を上昇し、本体部２６１の鉛直方向上方側（図示上側）に設けられた微粉排出管２６３から排出される。これにより、造粒体を粗粉１１１ａと微粉１１１ｂとに分級することができる。排出された微粉１１１ｂは、たとえば、バグフィルターで捕集することができる。
【０１０９】
また、第１実施形態においては、分級装置として、振動篩１６０や、サイクロン分離器２６０に限られるものではなく、造粒体を粗粉１１１ａと微粉１１１ｂとに分級できる範囲内において、どのような分級装置を用いる構成としてもよい。
【０１１０】
また、上記説明においては、分級装置（振動篩１６０）が１つだけ設けられている構成としたが、これに限られない。第１実施形態においては、複数の分級装置を備える構成としてもよい。その場合においては、たとえば、排出装置１５０と受入装置１１０との間や、受入装置１１０の前のいずれかの箇所等に、１つ、または２つ以上の分級装置が設けられていてもよい。その場合において、設けられる分級装置は、すべて同じ構成を有するものであってもよいし、異なる構成を有するものであってもよい。
【０１１１】
また、上記説明においては、定量された後の造粒体を搬送するために酸素ＡＲ１，ＡＲ２を流入する構成としたが、これに限られない。第１実施形態においては、たとえば、造粒体は、気中溶融バーナー１８２による燃焼炎Ｆｃの形成が可能な範囲内で、酸素以外のガスの流入によって搬送されてもよい。第１実施形態においては、たとえば、空気のような酸素と窒素等との混合ガスが流入されることによって造粒体が搬送されてもよい。また、サイクロン分離器２６０を分級装置として用いる場合には、分級効率を高めるために一定量以上のガス流量が必要であることから、第１酸素流入管１５３および第２酸素流入管１７６からは、たとえば、ブロアー等からの空気を流入させることが経済的に好ましい。
【０１１２】
また、上記説明においては、定量された後の造粒体の搬送方法は、酸素ＡＲ１、酸素ＡＲ２のガスによる圧送としたが、これに限られない。第１実施形態においては、造粒体を搬送できる範囲内において、どのような搬送方法であってもよい。
【０１１３】
また、上記説明においては、ガラス溶融炉１８０は、排気口として煙道１８６を備える構成としたが、これに限られない。第１実施形態において、ガラス溶融炉１８０は、炉体１８１内の排気が可能である範囲内において、排気口としてどのような構成のものを備えていてもよい。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に対して、造粒装置２１０が設けられている点において異なる。
なお、第１実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１１５】
図８に示すように、第２実施形態のガラス溶融物製造装置２００は、造粒装置２１０と、受入装置１１０と、排出装置１５０と、造粒体搬送管１５４と、振動篩１６０と、微粉搬送装置１７０と、粗粉搬送装置１７４と、ガラス溶融炉１８０と、を備える。
第２実施形態においては、微粉搬送装置１７０の搬送管１７１は、微粉貯蓄容器１７３に接続されている。
【０１１６】
［造粒装置］
造粒装置２１０は、造粒機２１２と、乾燥機２１３と、を備えている。
造粒機２１２は、第２実施形態においては、たとえば、ガラス原料組成物と水とを混合して固めることによって造粒体を製造できるものである。
【０１１７】
乾燥機２１３は、造粒機２１２によって製造された造粒体を乾燥させ、造粒体に含まれる水分を除去するものである。乾燥機２１３としては、造粒体を乾燥させることができる範囲内において、特に限定されない。
【０１１８】
第２実施形態においては、図８に矢印で示すように、微粉貯蓄容器１７３に貯蓄された微粉を、造粒機２１２に供給するような構成とすることができる。すなわち、第２実施形態によれば、微粉を造粒機２１２に供給することで、歩留を向上できる。
【０１１９】
なお、第２実施形態において、造粒装置２１０は、上記説明した構成に限られるものではなく、造粒体を製造できる範囲内において、どのような構成であってもよい。
【０１２０】
＜第３実施形態＞
（ガラス溶融物製造装置）
第３実施形態は、第１実施形態に対して、受入装置１１０の上流側に供給装置３１０が設けられている点において異なる。
なお、第１実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１２１】
図９に示すように、第３実施形態のガラス溶融物製造装置３００は、供給装置３１０と、受入装置１１０と、排出装置１５０と、造粒体搬送管１５４と、振動篩１６０と、微粉搬送装置１７０と、粗粉搬送装置１７４と、ガラス溶融炉１８０と、を備える。
【０１２２】
［供給装置］
供給装置３１０は、受入装置１１０に受け入れられる前の造粒体を、粗粉（第３粒子）と、粗粉の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する微粉（第４粒子）と、に分級し、粗粉を受入装置１１０に供給する。
【０１２３】
供給装置３１０は、受入装置１１０に受け入れられる前の造粒体を、粗粉と、微粉と、に分級できる範囲内において特に限定されず、振動篩１６０と同様の構成を有する振動篩であってもよい。また、図７に示すサイクロン分離器２６０と同様の構成を有するサイクロン分離器であってもよい。
【０１２４】
供給装置３１０によって分級される粗粉および微粉は、振動篩１６０によって分級される粗粉１１１ａおよび微粉１１１ｂと、同様の平均粒子径を有していてもよいし、異なる平均粒子径を有していてもよい。
【０１２５】
供給装置３１０によって分級された粗粉は、粗粉搬送装置３１１を介して受入装置１１０に供給される。供給装置３１０によって分級された微粉は、微粉搬送装置３１２を介して、図示しない微粉貯蓄容器等に搬送される。微粉貯蓄容器等に貯蓄された微粉を、造粒体の形成材料として、再利用してもよい。この場合には、製造されるガラス溶融物Ｇｆの歩留を向上することができる。
【０１２６】
（ガラス溶融物の製造方法）
第３実施形態のガラス溶融物製造装置３００を用いたガラス溶融物の製造方法は、第１実施形態におけるガラス溶融物の製造方法に対して、造粒体受入工程Ｓ１１の前に、造粒体分級工程Ｓ１３と別の分級工程を有している点において異なる。
【０１２７】
第３実施形態によれば、振動篩１６０による分級に加えて、受入装置１１０に受け入れられる前の造粒体を、粗粉と微粉とに分級するため、ガラス溶融炉１８０に供給される微粉の質量をさらに低減することができる。したがって、第３実施形態によれば、炉体１８１における側壁部１８４の内壁１８４ａや、煙道１８６の排出経路１８６ａ内に微粉が付着することを、より抑制できるガラス溶融物製造装置が得られる。
【０１２８】
＜第４実施形態＞
（ガラス溶融物製造装置）
第４実施形態は、第１実施形態に対して、振動篩１６０の設けられている位置が異なる。
なお、第１実施形態と同様の構成については、図面において同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【０１２９】
図１０に示すように、第４実施形態のガラス溶融物製造装置４００においては、振動篩１６０は、受入装置１１０と、排出装置１５０との間に設けられている。
造粒体は、受入装置１１０、より詳細には、リザーブホッパー１４０から、振動篩１６０に供給される。振動篩１６０に供給された造粒体は、粗粉１１１ａと、微粉１１１ｂとに分級される。粗粉１１１ａは、排出装置１５０へと供給され、微粉１１１ｂは、図示しない微粉貯蓄容器等に搬送される。
【０１３０】
（ガラス溶融物の製造方法）
第４実施形態のガラス溶融物製造装置４００を用いたガラス溶融物の製造方法は、第１実施形態におけるガラス溶融物の製造方法に対して、造粒体分級工程Ｓ１３が、造粒体排出工程Ｓ１２よりも前に設けられている点において異なる。
【０１３１】
第４実施形態によれば、振動篩１６０が排出装置１５０よりも上流側に設けられているため、排出装置１５０からガラス溶融炉１８０へと供給される造粒体の供給量の安定度を向上させることができる。
【０１３２】
なお、第４実施形態においては、受入装置１１０の上流側に、第３実施形態において説明した供給装置３１０が設けられていてもよい。この構成によれば、ガラス溶融炉１８０に供給される造粒体に含まれる微粉の質量をさらに低減することができる。
【０１３３】
上記説明した各実施形態において、第１実施形態、第２実施形態、および第４実施形態は、第３実施形態に比べて、供給装置３１０が設けられていないため、ガラス溶融物の製造工程数を少なくでき、コストを削減できる。また、第１実施形態および第４実施形態においては、第３実施形態に比べて造粒体が搬送される距離を短くできるため、造粒体が壊れて微粉が発生することを抑制できる。
【０１３４】
また、第１実施形態、第２実施形態、および第３実施形態は、第４実施形態に比べて、排出装置１５０の下流側に振動篩１６０が設けられているため、排出装置１５０で発生した微粉をより効果的に取り除くことができる。
【０１３５】
＜ガラス物品の製造方法の実施形態＞
図１１に示すように、実施形態のガラス物品の製造方法は、ガラス溶融物製造工程Ｓ２１と、成形工程Ｓ２２と、徐冷工程Ｓ２３と、切断工程Ｓ２４と、を有する。
まず、ガラス溶融物製造工程Ｓ２１は、第１実施形態、第３実施形態、または第４実施形態において述べたガラス溶融物の製造装置を用いてガラス溶融物Ｇｆを製造する工程である。
次に、成形工程Ｓ２２は、製造されたガラス溶融物Ｇｆを成形装置によって目的の形状の成形体に成形する工程である。
【０１３６】
次に、徐冷工程Ｓ２３は、その成形体を徐冷し、ガラスとする工程である。
次に、切断工程Ｓ２４は、徐冷された成形体を必要な長さに切断する工程である。
以上の工程により、ガラス物品Ｇ５が製造される。
【０１３７】
なお、必要に応じて、切断工程Ｓ２４の後に、切断されたガラスを研磨する研磨工程を設けてもよい。また、ガラス物品は、徐冷工程Ｓ２３の途中のガラス溶融物もしくは成形体、または徐冷工程Ｓ２３の後および切断工程Ｓ２４の後の成形体に、表面処理等の加工をしたものやフィルムを貼ったものを含む。
また、前述のガラス物品の製造方法としては、公知の方法を用いることができる。ガラス物品の製造方法の例として、主に帯板状のガラスを成形する方法としてフロート法、ダウンドロー法、フュージョン法、スロットダウン法、リドロー法、ロール成形法、ロールアウト法や引き上げ法等を挙げることができ、その他の製造方法としてプレス成形法、プレスブロー成形法、ブローブロー成形法、鋳造法等が挙げられる。
【実施例】
【０１３８】
＜実施例１＞
実施例１では、図１２に示すガラス溶融物製造装置５００の各計測点において、造粒体に含まれる微粉の割合について計測を行った。ガラス溶融物製造装置５００は、第１実施形態のガラス溶融物製造装置１００に対して、振動篩１６０と微粉搬送装置１７０とが設けられていない点において異なる。【０１３９】
造粒体がガラス溶融炉１８０に供給される前までの計測点Ａから計測点Ｄまでについて、造粒体における微粉の含有率の計測を行った。計測は、計測点Ａから計測点Ｄまでの各計測点において、それぞれ２回ずつ行い、造粒体における微粉の含有率の平均と標準誤差とを求めた。ここで、微粉の含有率は、粒子径が５０μｍ以下の造粒体を微粉としたときの造粒体の全質量に対する各計測点での微粉の質量％である。搬送前の造粒体の平均粒子径は５００μｍであった。【０１４０】
計測点Ａは、図示していない造粒体を貯蔵したフレキシブルコンテナバッグの上部とした。計測点Ｂは、図示していない造粒体を貯蔵したフレキシブルコンテナバッグの下部とした。計測点Ｃは、計量ホッパー１５１の内部とした。計測点Ｄは、造粒体搬送管１５４の内部とした。【０１４１】
計測結果を図１３に示す。図１３において縦軸は、計測点Ａにおける平均値で規格化された造粒体における微粉の含有率である。図１３においては、プロットされた点が平均値を示し、プロットされた点から上下に延びる線が標準誤差を示している。【０１４２】
図１３より、造粒体における微粉の含有率は、ガラス溶融物製造装置５００において造粒体が搬送されていくに従って、概ね増加していることが確かめられた。そして、計測点Ｄにおいて、造粒体における微粉の含有率は最も大きいことが確かめられた。すなわち、定量排出フィーダー１５２（排出装置１５０）から排出された後の造粒体に、最も多く微粉が含有されていることが確かめられた。【０１４３】
＜実施例２＞
実施例２においては、第１実施形態のガラス溶融物製造装置１００を稼働させ、振動篩からガラス溶融炉へと供給される造粒体の質量について計測を行った。
ガラス溶融炉へと単位時間あたりに供給する造粒体の目標質量を、１９０ｋｇ／ｈと、２８５ｋｇ／ｈとにそれぞれ設定した場合について計測を行った。【０１４４】
排出装置から排出される造粒体の質量、すなわち、振動篩に供給される造粒体の供給質量は、ガラス溶融炉へと供給される造粒体の目標質量に対して、あらかじめ分級して回収した微粉の量を計測し、その量を上乗せした量とした。【０１４５】
振動篩において、微粉の分級目標粒子径は、５０μｍとした。振動篩の篩網は、１００メッシュで、目開きが１５０μｍとした。振動篩の位相角は、４０°とした。振動篩の分級可能質量は、３８０ｋｇ／ｈであった。
排出装置から粗粉搬送装置までにおける内部のゲージ圧力は、４ｋＰａと設定した。第１酸素流入口から流入させる酸素を、２Ｎｍ３／ｈとし、第２酸素流入口から流入させる酸素を、１３Ｎｍ３／ｈとした。この際の搬送前の造粒体の平均粒子径は、５００μｍであり、振動篩によって回収された微粉の平均粒子径は、２５μｍであった。【０１４６】
以上のような条件でガラス溶融炉へと供給される造粒体の質量を測定した結果を図１４に示す。図１４において、縦軸は、ガラス溶融炉に供給される造粒体の供給質量（ｋｇ／ｈ）を表しており、横軸は、ガラス溶融物製造装置の運転時間（分）を示している。
図１４より、各目標値において、ほぼ一定の供給質量となっていることが確かめられた。また、目標値を１９０ｋｇ／ｈとした場合の平均供給質量は、１９０．６ｋｇ／ｈであり、目標値を２８５ｋｇ／ｈとした場合の平均供給質量は、２８４．８ｋｇ／ｈであった。これにより、ほぼ目標値の供給質量を実現できていることが確かめられた。【０１４７】
以上により、排出装置の後に振動篩を配置しても、一定量の造粒体をガラス溶融炉に供給するのに支障がないことが確認された。【０１４８】
＜実施例３＞
実施例３では、実施例２におけるガラス溶融物製造装置を用いて、ガラス溶融炉に供給される造粒体に含まれる微粉の含有率を、ＪＩＳ  Ｚ８８０８（２０１３年）に準じて、煙道からの排気ガスを、ろ紙を通して吸引し、ろ紙に捕集された量を計測して求めた。この際の搬送前の造粒体の平均粒子径は、５００μｍであった。比較例として、振動篩が設けられていない点においてのみ異なるガラス溶融物製造装置を用いて、上記と同様に、ＪＩＳ  Ｚ８８０８（２０１３年）に準じて、微粉の含有率を計測した。計測は、時刻αおよび時刻βとの２回行った。【０１４９】
結果を図１５に示す。図１５においては、縦軸は、炉に供給される造粒体に含まれる微粉の含有率（％）を示している。図１５から、時刻αおよび時刻βのいずれにおいても、振動篩なしの場合、すなわち比較例においては、微粉の含有率が１．４％以上、１．５％以下程度あるのに対して、振動篩ありの場合、すなわち本発明の実施例においては、微粉の含有率が０．４％以上、０．５％以下程度であることが確かめられた。これにより、本発明によれば、ガラス溶融炉に供給される微粉を低減できることが確かめられた。【０１５０】
＜実施例４＞
実施例４では、実施例２におけるガラス溶融物製造装置を長時間稼働させた際における、煙道内の微粉の付着状態について観察を行った。比較例として、振動篩が設けられていない点においてのみ異なるガラス溶融物製造装置を用いて、同様の観察を行った。【０１５１】
その結果、振動篩が設けられていない比較例のガラス溶融物製造装置においては、数時間程度で煙道が微粉の付着によって閉塞されてしまった。これに対して、本発明の実施例であるガラス溶融物製造装置では、３か月以上稼働させた場合であっても、煙道が閉塞されることがなかった。【０１５２】
このことから、本発明によれば、煙道の内部に微粉が付着することを抑制できるガラス溶融物製造装置が得られることが確かめられた。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明によれば、炉壁や、煙道の内壁等に微粉が付着することを抑制できるガラス溶融物製造装置を提供することができ、ガラス物品の製造方法において有用である。
なお、２０１３年１２月１３日に出願された日本特許出願２０１３−２５７９５５号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【０１５４】
１００，２００，３００，４００，５００…ガラス溶融物製造装置、１１０…受入装置、１１１…造粒体、１１１ａ…粗粉（第１粒子）、１１１ｂ…微粉（第２粒子）、１５０，２５０…排出装置、１６０…振動篩（分級装置）、１６４…篩網、１８０…ガラス溶融炉、２１０…造粒装置、２６０…サイクロン分離器、３１０…供給装置、Ｇ５…ガラス物品、Ｇｆ…ガラス溶融物、Ｗ１…目開き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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