(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接する側壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、
前記溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであることを特徴とするガラス原料供給装置。
【請求項２】
供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に加熱可能な通電加熱手段を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のガラス原料供給装置。
【請求項３】
供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に冷却可能なジャケット部を備えてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス原料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス溶融炉の炉室に収容されたガラス溶融槽にガラス原料を供給するガラス原料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光学部品等に使用されるガラス物品は、均質性や光学特性等に高い品位が要求される。このようなガラス物品を連続的に製造する場合、図３に示すように、ガラス溶融炉の炉室１に収容されたガラス溶融槽２にガラス原料３を供給し、発熱体４により加熱し溶解して溶融ガラス５とし、この溶融ガラス５を清澄し、十分に攪拌して均質化し、成形に適した温度付近まで温度を低下させた後、所望の形状に成形している。
【０００３】
従来のガラス原料供給装置は、炉室１のバケット挿入口１ａに開閉可能に設けられた扉１ｂを開き、所定量のガラス原料３を保持するバケット６ａを先端に有して進退移動及び軸回転自在な柄杓６を駆動させて、炉室１に収容されたガラス溶融槽２にガラス原料３を間欠的に供給するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のガラス原料供給装置では、ガラス溶融槽２内の溶融ガラス５の液面５ａ上にガラス原料３を供給すると、ガラス溶融槽２内に配置された白金槽２ａの溶融ガラス５の液面５ａが接するメタルライン２ｂと呼ばれる側壁面の部位に、供給された未溶解のガラス原料３が接触し、白金槽２ａのメタルライン２ｂ表面でガラス原料３が溶解反応を起こすので、溶解反応により側壁面のメタルライン２ｂが集中的に浸食されガラス溶融槽２の寿命が短くなるという問題点がある。
【０００５】
また、従来のガラス原料供給装置では、バケット６ａからガラス原料３が供給される際に、粉末状のガラス原料３が飛散して炉室１内の発熱体４や耐火物等を劣化させるので、頻繁にガラス溶融炉の補修が必要となる問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、高いガラス品位を維持しつつ長期間安定して連続的にガラス溶融炉の稼働を可能にするガラス原料供給装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガラス原料供給装置は、調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接する側壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、前記供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであることを特徴とするものであり、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に加熱可能な通電加熱手段を備えてなることが好ましい。
【０００８】
上記ガラス原料供給装置の構成において、供給パイプは、下部の供給口が、ガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ溶融ガラス液面が接するガラス溶融槽の側壁面から所定距離に離隔配置されており、供給されたガラス原料が未溶解のまま溶融ガラスの液面が接する白金槽等の側壁面のメタルラインに接しないようにすることが重要である。即ち、供給パイプのガラス原料が出る供給口を溶融ガラス液面に対して所定位置に離隔配置させることにより、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給口を塞いで、供給口からガラス原料が飛散することを防止すると共に炉室内の雰囲気が煙突状態となっている供給パイプ中の上昇気流による排出を抑制することが可能となる。上部の受取口としては、搬送手段により搬送されたガラス原料をこぼすことなく受け取ることができれば使用可能であり、搬送手段のガラス原料を送り出す部分を上部の受取口に嵌入し略気密状態にしておくことが炉内の温度を維持する上で好ましい。また、供給パイプの材料として一部または全部を白金製または白金合金製とすることにより、耐熱性及び耐浸食性をもたせて溶融ガラス中に不純物が混入することを防止することができると共に、炉室から露出している部位を通電加熱することが容易となる。
【０００９】
搬送手段としては、調合・攪拌されたガラス原料を分離させることなくガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送することができれば使用可能であり、粉体を移送可能な振動フィーダー等が適している。
【００１０】
また、本発明のガラス原料供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位を冷却可能なジャケット部を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
炉室から露出している部位を冷却する場合、ステンレス製のジャケット部内に冷却水他の冷媒を導入する構造が適している。
【００１２】
【作用】
本発明によれば、調合・攪拌されたガラス原料をガラス溶融槽が収容された炉室の上方に搬送する搬送手段と、炉室の天井を貫通して略垂直に配設され上部に前記搬送手段により搬送されたガラス原料を受け取る受取口を有し下部にガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定高さで且つ壁面から所定距離に離隔配置された供給口を有する白金製または白金合金製の供給パイプと、かつ該供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段とを備えてなり、溶融ガラス液面上のガラス原料により実質的に供給パイプの供給口が塞がれて、前記供給されたガラス原料が未溶解のままガラス溶融槽の側壁面のメタルラインに接しないものであるので、供給パイプの供給口からガラス溶融槽内の溶融ガラス液面の略中央部にガラス原料を集中的に供給することができ、未溶解のガラス原料が飛散する現象、および溶融ガラス液面上に未溶解のガラス原料が広がってガラス溶融槽の白金からなる側壁面のメタルラインに接触する現象を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の供給装置は、供給パイプの供給口を溶融ガラス液面に対して所定高さに移動可能な昇降手段を設けてなるので、ガラスの品種が切り替わった場合等に供給パイプの供給口をガラス溶融槽内の溶融ガラス液面に対して所定の高さに移動させることにより、以前の品種と溶融性が異なりそのままでは未溶解のガラス原料がメタルラインまで広がるような状況であっても、供給パイプの供給口をガラス原料で実質的に塞ぐことにより溶融ガラス液面上でガラス原料が所定範囲以上に広がらないようにすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位を加熱可能な通電加熱手段を備えてなるので、供給パイプ内壁に付着して堆積を起こしやすい硼酸等の成分が、組成や粒度にもよるが３０質量％を超えるガラス原料、さらには４０質量％を超えるようなガラス原料を使用する場合でも、供給パイプを通電加熱して付着及び堆積を防止することにより、ガラス原料による供給パイプの閉塞によるトラブルを防止することができ、且つ炉室内の温度を安定させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の供給装置は、供給パイプの少なくとも炉室から露出している部位に冷却可能なジャケット部を備えてなるので、硼酸等の成分が４０質量％以下のガラス原料、好ましくは３０質量％以下のガラス原料を使用する場合には、供給パイプの炉室から露出している部位を冷却する構造にすることで、ステンレス等の安価な材料が使用可能となり、高価な白金等を大幅に削減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の説明図を図１に示す。図中、１は電鋳煉瓦や断熱煉瓦等の耐火物壁により構成された炉室を、２は耐火物からなるガラス溶融槽を、２ａはガラス溶融槽２内に配置された白金槽を、３はガラス原料を、４は発熱体を、５は溶融ガラスを、７は振動フィーダーを、８は供給パイプを、９は供給パイプ８の昇降手段を、１０は電源装置を各々示しており、前出の図２と同一部分には同一符号を付してそれぞれ示している。
【００１７】
本発明に係るガラス原料供給装置の一例を説明する。
【００１８】
本発明のガラス原料供給装置では、図１に示すように、ガラス原料３のステンレス鋼からなる搬送部７ａを有する振動フィーダー７は、調合・攪拌されたガラス原料３をガラス溶融槽２が収容された炉室１の上方に搬送するものであり、炉室１の天井１ａを貫通して略垂直に配設された供給パイプ８の受取口８ａに搬送部７ａの端部７ｂが嵌入されている。供給パイプ８は、白金ロジウム合金からなり、上部に開口して振動フィーダー７により搬送されたガラス原料３を受け取る受取口８ａと、それに続く筒状部８ｂと、下部に開口して受け取ったガラス原料３を出す供給口８ｃを有するものであり、供給口８ｃはガラス溶融槽２内の溶融ガラス５の液面５ａに対して、例えば、高さ５０ｍｍに位置し、且つ溶融ガラス５の液面５ａが接する白金槽２ａの側壁面のメタルライン２ｂから３００ｍｍ離れている。
【００１９】
また、供給パイプ８は、ケース部９ａとその巻き上げ装置９ｂからなる昇降手段９に固定されており、供給口８ｃを溶融ガラス５の液面５ａに対して移動可能となっている。
【００２０】
さらに、供給パイプ８の炉室１から出ている上部には電極８ｄ、８ｅが設けてあり、電源装置１０に接続することにより通電加熱が可能となっている。
【００２１】
次に、炉室１内のガラス溶融槽２にガラス原料３を供給する一例について説明する。
【００２２】
まず、調合・攪拌されたガラス原料３をホッパー（図示省略）等を使用してガラス原料供給装置の振動フィーダー７の搬送部７ａに連続的に投入する。搬送部７ａ中のガラス原料３は、振動により炉室１の上方に搬送され、搬送部７ａの端部７ｂから供給パイプ８の受取口８ａに投入される。供給パイプ８内のガラス原料３は、炉室１から出ている電極８ｄ、８ｅにより通電加熱された上部を通過し、下部に開口した供給口８ｃまで落下して供給口８ｃ直下の溶融ガラス５の液面５ａ上に積み上げられる。積み上げられたガラス原料３が供給口８ｃの高さに達すると、供給口８ｃがガラス原料３により閉塞され、それ以後ガラス原料３は液面５ａ上に広がらなくなる。このような状態で、液面５ａに接する部分のガラス原料３が溶解反応を起こして溶融ガラス５となり、溶けた量だけ逐次供給口８ｃからガラス原料３がガラス溶融槽２に供給される。
【００２３】
また、ガラスの品種が切り替わった際に、供給パイプ８の供給口８ｃをガラス溶融槽２内の溶融ガラス５の液面５ａに対して所定の高さに移動させることにより、以前の品種と溶融性が異なりそのままでは未溶解のガラス原料３がメタルライン２ｂまで広がるような状況であっても、供給パイプ８の供給口８ｃをガラス原料３で実質的に塞ぐことによりガラス原料３がメタルライン２ｂまで広がるのを防止することができた。
【００２４】
上記のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉は、硼酸等の成分が４０質量％を超えるようなガラス原料を使用する場合でも、１２ヶ月以上連続して稼働することが可能となった。
【００２５】
これに対して従来のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉では、ガラスの種類にもよるが、約２ヶ月の稼働の後に、発熱体の交換が必要となり、約６ヶ月の稼働後に、メタルラインから溶融ガラス漏れを起こし本格的なガラス溶融炉の修理が必要であった。
【００２６】
次に、本発明に係る他の実施の形態について説明する。
【００２７】
ガラス原料供給装置は、図２にその要部を示すように、他の部分が、図１と同じであり、供給パイプ１１の炉室１から出ている上部には、ステンレス製のジャケット部１１ｄが設けてあり、ジャケット部１１ｄに配管１１ｅから冷却水Ｗを導入し、暖まった冷却水Ｗを配管１１ｆから排出することにより安定した冷却が可能となっている。
【００２８】
このような供給パイプ１１を備えた炉室１内のガラス溶融槽２にガラス原料３を供給する一例について説明する。
【００２９】
まず、調合・攪拌されたガラス原料３をホッパー（図示省略）等を使用してガラス原料供給装置の振動フィーダー７の搬送部７ａに連続的に投入する。搬送部７ａ中のガラス原料３は、振動により炉室１の上方に搬送され、搬送部７ａの端部７ｂから供給パイプ１１の受取口１１ａに投入される。供給パイプ１１内のガラス原料３は、炉室１から出ているジャケット部１１ｄにより冷却された上部を通過し、それに続く筒状部１１ｂを経て、下部に開口した供給口１１ｃまで落下して供給口１１ｃ直下の溶融ガラス５の液面５ａ上に積み上げられる。積み上げられたガラス原料３が供給口１１ｃの高さに達すると、供給口１１ｃがガラス原料３により閉塞され、それ以後ガラス原料３は液面５ａ上に広がらなくなる。このような状態で、液面５ａに接する部分のガラス原料３が溶解反応を起こして溶融ガラス５となり、溶けた量だけ逐次供給口１１ｃからガラス原料３がガラス溶融槽２に供給される。
【００３０】
上記のガラス原料供給装置を備えたガラス溶融炉は、硼酸等の成分が３０質量％以下のガラス原料を使用した際に、１２ヶ月以上連続して稼働することが可能となった。
【００３１】
なお、上記発明の実施の形態では、搬送手段として振動フィーダーを使用しているが、これに限らず、スクリューフィーダー、バケットフィーダー等を使用してもよい。また、略垂直に配設され供給パイプとしてはガラス原料の供給に支障のない角度であれば多少傾いていてもよい。また、本発明は、中型から小型のガラス溶融槽に容易に適用可能であるが、比較的大型のガラス溶融槽にも適用が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のガラス原料供給装置は、上記の構成により、高いガラス品位を維持し、且つ連続的に長期間のガラス溶融炉の稼働が安定して可能となる実用上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラス原料供給装置の説明図。
【図２】本発明の他のガラス原料供給装置の説明図。
【図３】従来技術によるガラス原料供給装置の説明図。
【符号の説明】
１  炉室
２  ガラス溶融槽
２ａ  白金槽
２ｂ  メタルライン
３  ガラス原料
４  発熱体
５  溶融ガラス
６  柄杓
７  振動フィーダー
７ａ  搬送部
７ｂ  端部
８、１１  供給パイプ
８ａ、１１ａ  受取口
８ｂ、１１ｂ  筒状部
８ｃ、１１ｃ  供給口
９  昇降手段
９ａ  ケース部
９ｂ  巻き上げ装置
１０  電源装置
１１ｄ  ジャケット部
１１ｅ、１１ｆ  配管
Ｗ  冷却水
【図１】
0004582493.tif 000002
【図２】
0004582493.tif 000003
【図３】
0004582493.tif 000004