JP5660028B2 - ガラス繊維製造用ガラス溶融装置及びこれを用いたガラス繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置の構成を示す断面図である。図1に示すように、ガラス繊維製造用ガラス溶融装置(以下、「ガラス溶融装置」ともいう。)10は、第一ガラス溶融槽12と、第二ガラス溶融槽14と、第三ガラス溶融槽16と、上昇導管18と、下降導管20と、減圧ハウジング22と、ブッシング24と、を備えている。
(S2+S3)≧S1×10 …(1)
S2≧S1×10 …(2)
S1×50≧S3/N≧S1×0.5 …(3)
但し、
S1:第一ガラス溶融槽12の溶融ガラス液面の面積(cm2)
S2:第二ガラス溶融槽14の溶融ガラス液面の面積(cm2)
S3:第三ガラス溶融槽16の溶融ガラス液面の面積(cm2)
N:第三ガラス溶融槽16の底部に設けられたブッシング24の数(個)
式(1)を満足すれば、第三ガラス溶融槽16の溶融ガラス液面の液位変動が少なくなるため、第三ガラス溶融槽16の壁面と溶融ガラスの接触面からの抱込み泡の発生を抑制することができ、紡糸するガラス繊維の太さの変動を抑制し、ガラス繊維の番手変動による成形品の強度や電気特性のバラツキを抑えることができる。しかも、第一ガラス溶融槽12を小型化できる。更に、式(2)を満足すれば、第二ガラス溶融槽14で清澄がある程度進み、効率よく溶融ガラスから気泡を除去することができる。更に、式(3)を満足すれば、第三ガラス溶融槽での気泡の発生を抑制でき、ガラス繊維中の気泡の発生を十分に抑制することができる。
次に、図3〜図5を参照して、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置110は、基本的に第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置10と同じ構成をしている。そして、このガラス繊維製造用ガラス溶融装置110は、上昇導管と下降導管とが1本の2重管で構成されている点と、第一ガラス溶融槽12に仕切板が設けられている点のみ、第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置10と相違する。このため、以下では、第1の実施形態と相違する点のみ説明し、第1の実施形態と同じ点の説明を省略する。
次に、図7を参照して、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置210は、基本的に第2の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置110と同じ構成をしている。そして、このガラス繊維製造用ガラス溶融装置210は、第一ガラス溶融槽12と、上昇導管部52及び下降導管部54とを覆うハウジングの構成が異なる点のみ、第2の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置110と相違する。このため、以下では、第2の実施形態と相違する点のみ説明し、第2の実施形態と同じ点の説明を省略する。
次に、図8を参照して、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置310は、基本的に第3の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置210と同じ構成をしている。そして、このガラス繊維製造用ガラス溶融装置310は、二重管構造の上昇導管部と下降導管部との内外が入れ替わっている点のみ、第3の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置210と相違する。このため、以下では、第3の実施形態と相違する点のみ説明し、第3の実施形態と同じ点の説明を省略する。
次に、図9及び図10を参照して、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置410は、基本的に第3の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置210と同じ構成をしている。そして、このガラス繊維製造用ガラス溶融装置410は、上昇導管部及び下降導管部の構成が異なる点のみ、第3の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置210と相違する。このため、以下では、第3の実施形態と相違する点のみ説明し、第3の実施形態と同じ点の説明を省略する。
次に、図11及び図12を参照して、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置510は、基本的に第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置10と同じ構成をしている。そして、このガラス繊維製造用ガラス溶融装置510は、第一ガラス溶融槽12内に仕切板が設けられている点のみ、第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置10と相違する。このため、以下では、第1の実施形態と相違する点のみ説明し、第1の実施形態と同じ点の説明を省略する。
次に、図13及び図14を参照して、第7の実施形態について説明する。第7の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置610は、基本的に第1の実施形態に係るガラス繊維製造用ガラス溶融装置10と同じ構成をしている。このため、以下では、第1の実施形態と相違する点のみ説明し、第1の実施形態と同じ点の説明を省略する。
Claims (12)
- 吸引装置により減圧雰囲気に晒される第1のガラス溶融槽と、
前記第1のガラス溶融槽から下方に延びる第1の導管部及び第2の導管部と、
前記第1の導管部及び前記第2の導管部を一体的に覆う断熱ハウジングと、
前記第1の導管部の下方に設けられ大気圧雰囲気に晒される第2のガラス溶融槽と、
前記第2の導管部の下方に設けられ大気圧雰囲気に晒される第3のガラス溶融槽と、
前記第3のガラス溶融槽の底部に設けられ多数のノズルを有するブッシングと、
前記第1の導管部及び前記第2の導管部の少なくとも何れか一方、前記第1のガラス溶融槽、前記第2のガラス溶融槽、前記第3のガラス溶融槽、前記ブッシングをそれぞれ独立して加熱する加熱手段と、
を備え、
前記第2のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積と前記第3のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積との和が、前記第1のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積の10倍以上であることを特徴とするガラス繊維製造用ガラス溶融装置。 - 前記断熱ハウジング内は、吸引手段により減圧されることを特徴とする請求項1に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 前記加熱手段は、前記第1の導管部及び前記第2の導管部の少なくとも何れか一方の上部と下部とに電極部を備え、前記電極部を通電加熱することを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 前記第1の導管及び前記第2の導管の少なくとも何れか一方の下部には、分岐して上方に向けて延びる導管分岐部が形成されており、
前記加熱手段は、前記第1の導管部及び前記第2の導管部の少なくとも何れか一方の上部または前記第1の溶融槽と、前記導管分岐部とに電極部を備え、前記電極部を通電加熱することを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。 - 前記第1の導管部と前記第2の導管部とは、少なくとも一部が一体的に構成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 前記第1の導管部及び前記第2の導管部は二重管構造を形成しており、前記第1の導管部及び前記第2の導管部の何れか一方が前記第1の導管部及び前記第2の導管部の何れか他方の内部に配置されていることを特徴とする請求項5に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 前記第1の導管部は、二重管構造の外側に配置されており、
前記第2の導管部は、二重管構造の内側に配置されていることを特徴とする請求項6に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。 - 前記第1の導管部と前記第2の導管部とが一体的に接合されていることを特徴とする請求項5に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 1本の導管内に間仕切壁を形成することで、前記導管内に前記第1の導管部及び前記第2の導管部を形成することを特徴とする請求項8に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 前記第1のガラス溶融槽には、前記第1のガラス溶融槽の底部に開口が形成されて溶融ガラスの上部を仕切る上部仕切板と、溶融ガラスの液面付近に開口が形成されて前記第1のガラス溶融槽の底部を仕切る下部仕切板との、少なくとも何れか一方が設けられていることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載のガラス繊維製造用ガラス溶融装置を用いたガラス繊維の製造方法であって、
前記第2のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積と前記第3のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積との和が、前記第1のガラス溶融槽の溶融ガラス液面の面積の10倍以上とし、
前記第1のガラス溶融槽を減圧雰囲気に晒して、前記第2のガラス溶融槽でガラス原料が溶融された溶融ガラスを、前記第1の導管部から前記第1のガラス溶融槽に導入するとともに、前記第2の導管部から前記第3のガラス溶融槽に導入し、
前記第1の導管部及び前記第2の導管部の少なくとも何れか一方、前記第1のガラス溶融槽、前記第2のガラス溶融槽、前記第3のガラス溶融槽、前記ブッシングをそれぞれ独立して加熱し、
前記ブッシングの前記ノズルからガラス繊維を紡糸することを特徴とするガラス繊維の製造方法。 - 前記第1のガラス溶融槽の溶融ガラス液面が、前記第2のガラス溶融槽及び前記第3のガラス溶融槽の溶融ガラス液面よりも250cm以上高くすることを特徴とする請求項11に記載のガラス繊維の製造方法。
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