JPH0250058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は均一な溶融ガラスを製造する方法およ
び窯に関する。

公知のように、クラウンでおおわれた長手のタ
ンクでつくられた溶融窯は殆んどの場合二つの部
分からなる。即ち、高温の溶融−清澄部、および
ネツク（corset）と呼ばれる縮められた断面積を
持つ部分で最近の窯に連結されているおき部
（zone de braise）とも呼ばれる低温の調整部で
ある。溶融−清澄部ではガラス化可能な組成をな
す出発原料が上流部に導入される。この出発原料
はバーナーなどの加熱手段で溶解される。それか
らこの溶解したガラスは下流の方へネツクを通つ
て調整部へ至り、そこで適当な温度に導びかれ、
成形、引上げ、フローテイングまたは、より一般
的に、製造の後続操作のために取り除かれる。ガ
ラスの温度の調整を可能ならしめるために調整部
は冷却装置に加えて加熱手段（例えば、バーナ
ー）を備えている。

しかしながら、除去するガラスを適当な温度に
導くだけでは十分でなく、このガラスは均一であ
ることが必要である。温度差および多かれ少なか
れ攪拌を引き起こすガラスの除去を原因として、
タンク内に流れができる。そうした流れのうち最
も大きな流れとして、ガラス浴の上部に直接に位
置している前向きの流れが溶融−清澄部から調整
部へ向けて流れ、他方、その前向きの流れの下に
位置する戻りの流れが上記と逆の方向へ流れる。
溶融ガラスの前向きの流れの中央部分を障壁によ
り転換して下方の戻り流に合流させて溶解領域に
戻すことにより混合時間を長くし、ガラスをより
均質化することも知られている（特開昭50−
124910号公報）。しかしながら、この動きの全体
は均一なガラスを得るのに十分ではない。窯から
出口で汲出す同じ試料の中に、数十時間から５ま
たは６週間に至るまでの窯内滞留時間を持つ部分
が特に存在することができる。

溶融ガラス浴に機械的又は熱的な横断方向のバ
リヤーを配設して、ガラスの流れをガラス浴の深
いところに設けた開口を通過せしめ、こうして増
大した攪拌を引き起こすことによつて、上述の欠
陥を除去する努力が既になされている。フロータ
ー式のバリヤーを用いてガラス浴に２つの部分を
機械的に分離することも提案された。この場合、
フローターは浴の幅全体を占め、その機能は浴の
攪拌を引き起こすことまたは窯を２つの連続する
部分に分割することである。

ガラス浴の幅の一部だけ及びその高さの一部だ
け占めるバリヤーを用いて溶融ガラス浴の中央部
を阻止するだけにすることが望ましいこともまた
見い出されている。溶融−清澄部と調整部との間
に（特に窯が１つからなる場合にネツクに）配置
されたバリヤーは、バリヤーが不存在の場合には
汲み出し部分を補なう流れを供給するようになる
であろう（新しく生成された）若いガラスの中央
の流れを方向転換させうる。

しかしながら、前記のバリヤーの作用は、運び
出すべきガラス選択を可能ならしめるけれども、
その十分な混合を可能ならしめるわけでもないこ
とが見い出されている。経済的理由で窯から汲み
出す速度を増加させるとガラスの満足な選択をも
はや許さず、異なる古さ（age）のガラスの流れ
について攪拌作用を付加することが必要である。
着色ガラスまたは特殊ガラスについては、ガラス
の品質を損なうことなく汲み出し速度を増加させ
ることが好ましいので、この攪拌作用がなお一層
必要である。

この溶融ガラスの攪拌を機械的に行うことも試
みられている。例えば、特開昭55−23001号公報
に、上辺及び下辺が幅広で中間部に幅狭のくびれ
を持つ回転羽根の列を用いて溶融区域から取り出
し口に向かうガラス流を攪拌する溶融ガラス均質
化装置が記載されている。これは上方ガラス流
（前進流）が回転羽根による攪拌により均質化さ
れる。特開昭50−151941号公報に、清澄領域から
コンデシヨニング領域へ向かう溶融ガラス流にバ
リヤを設けて流れを制御（低下または水平に広げ
る）した後、これに隣接する懸垂攪拌器を回転し
て溶融ガラスを攪拌する溶融ガラスの製造方法が
記載されている。特開昭54−16525号公報に、溶
融ガラス流を溶解器で攪拌するとともに冷却する
溶融ガラスの製造方法が記載されている。これら
は、いずれも、垂直に懸垂された回転攪拌器を回
転して溶融ガラス流を個々の攪拌器毎に機械的に
攪拌するもので、溶融ガラスの細流は攪拌されな
がら各攪拌器の間を通過する。この機械的攪拌で
も攪拌作用は充分ではない。

本発明は、溶融窯における溶融ガラスの攪拌の
増大を可能ならしめ、その結果として、ガラス窯
から汲み出すガラスの均一さを改良し、それがガ
ラスの品質を変更することなく汲み出し速度の増
加を可能ならしめる、方法および装置を提供する
ことを意図するものである。

この目的のために本発明はその対象として、ガ
ラス浴３の上部に位置している溶解ガラスに溶融
−清澄部１０から絞り部１２を介して調整部１３
の方へ流れる前向きの流れ２１を与え、その前向
きの流れの下の位置に戻りの流れ２２が前記の流
れと逆向きに流れる、ガラスの成分を溶融−清澄
部で溶解し、その溶解したガラスを隣接の調整部
へ送る、ガラス浴を含んだタンクからなる溶融窯
１で溶融ガラスを製造する方法において、 溶融ガラスの前記前向きの流れに絞り部１２に
おいて絞り部１２のガラス浴３の幅の11/12〜2/3
の幅にわたつて抵抗し、かつ該前向きの流れを絞
り部１２の浴の幅の11/12〜2/3の幅にわたつて溶
融−清澄部と調整部の境界の位置のタンク壁近く
で前記前向きの流れより狭い幅を有する第１の通
路３１に向つて運ぶ、前記前向きの流れ２１を横
断する溶融ガラス流２４をつくり出すこと、およ
び 前記前向きの流れ２１を前記横断流２４により
前記第１の通路３１を通過させるとともに、前記
横断流２４により運ばれない該前向きの流れの一
部の脈流２１ｇを、前記第１の通路３１の反対側
のタンク壁に沿つて前記第１の通路３１より広い
幅を有する第２の通路３０を通して自由に流れさ
せることを特徴とする方法を、有している。

この方法においては、前記の前向きの流れがそ
の流路の所定の幅について停止させられ、そして
最初の流路より狭い通路を通つて流れることを強
制され、この通路の後その前向きの流れが拡つて
その最初の分布を回復する。

前向きの流れが通過を強制される通路がタンク
の１〜３パーセントの幅を有していることが有利
である。

側方に強制された通路の反対側のタンク壁の近
くに、特に浴の幅の12分の１〜３分の１の幅で、
前向きの脈流が自由に流れるようにされることが
好ましい。

本発明は、同様に、その対象として、上記方法
を実施する装置であつて、溶融−清澄部を調整部
から分離する横断方向の線に従つて溶融ガラス浴
に浸漬された同一方向に回転する懸吊型攪拌具の
列を含み、通路が前記線の各端部とタンクの対向
する側壁との間に設けられており、前記強制され
た通路が他方の通路より狭い幅を有している装置
を、有している。

最狭の通路はタンク壁またはバリヤー部材、例
えば、耐火材料の板状物もしくは冷却せるピン部
材、で限定することができる。

添付の概略図は本発明を説明するものである。
これらの図面において、 第１図は、本発明による窯の平面図であり； 第２図は、攪拌具のあるネツクの位置において
前記窯を透視した横断面図であり； 第３図は、溶融−清澄部ならびに調整部におけ
る溶融ガラスの移動を説明する窯の長軸方向断面
図であり； 第４図は、攪拌具の透視図であり； 第５図は、タンクのネツクの位置にある攪拌具
によつて影響を受けたガラスの流れの移動を説明
する図であり； 第６図は、本発明による溶融窯でつくつたガラ
スシート製品のシユリーレン図であり； 第７図は、公知の型の溶融窯でつくつたガラス
シート製品のシユリーレン図であり； 第８図は、本発明による窯でつくつたガラスシ
ートの屈折率を説明するグラフであり；そして 第９図は、公知の型の窯によるガラスシートの
屈折率を説明するグラフである。

第１図及び第２図は、溶融ガラス浴３を含んで
いる長手のタンク２及びタンクをおおいかつその
上方にのびているクラウンアーチ４からなり、そ
のクラウンアーチ及びタンクが適当な耐火材料で
つくられている溶融窯１を示している。このタン
クは底５、側壁６，６ａ及び端面壁（それぞれ上
流端壁７及び下流端壁８）からなつている。

ガラス化可能組成物（即ち、ガラスの成分）は
図示されていない適当な装置を用いてタンク２の
上流端に位置する投入口（ドツクハウス）７ａへ
供給する。この組成物はまず最初に浴の上側表面
に層９としてひろがり、溶融し、それから、例え
ばバーナー１１などの加熱手段で供給される高温
の溶融−清澄部１０で清澄になる。それから清澄
したガラスはネツク（corset）として知られてい
る絞り部１２を通つて調整部１３へ至り、そこで
ガラスの温度が均一化されかつ適当な温度値まで
降下される。それから、ガラスは後続する成形、
引上げ、フローテイング、または、より一般的
に、製造作業の後からの操作を実行するために窯
１の下流端８と通じている溝１４によつて取り除
かれる。

第１図に概略的に示したようにバーナー１１を
配列すると、溶融−清澄部内に位置しかつガラス
技術者にスプリングとして知られている高温点Ａ
（第１および３図）がつくられている。この点Ａ
の両側に２つの対流の流れが形成され、そのうち
で表面において窯の上流端７へそしてドツクハウ
ス７ａへ向かつている第一の流れは組成物９の粒
子の溶融を活性化する作用をする。こちらの流れ
の冷却を引き起こし、流れは浴内に降下し、底を
（第３図の流れ２０ａ）点Ａへ向かい、再び熱せ
られて再び流れ２０をなすようになる。この流れ
の過剰分２０ｂは点Ａの下流へ移り、そこで点Ａ
から生じる第２の流れ（流れ２１）に合流し、そ
こから表面を窯の下流端８へ向かい、そこで汲出
分２１ａが除去され、そして溶融ガラスの残りは
戻りの流れ２２をなし、底を通つて点Ａへ至る。

上端１７でクラウン４（第２図）から吊り下げ
られかつ下端１８が溶融ガラス浴の流れ２１に浸
漬させられた攪拌具１６は、ネツク１２のところ
でタンクを横切る線１５に沿いかつその線のそれ
ぞれの端部でタンク壁と攪拌具との間に２つの自
由な通路（それぞれ３０および３１）をもつよう
に配列されている。

これらの攪拌具は、図示されていない適当な手
段で上端１７を周りを同一方向（矢印Ｆ）に回転
駆動されるが、例えば、有利には鋼製の管１９
（第４図）でつくられ、冷却水（矢印ＧおよびＨ）
を供給するために曲げて攪拌具の上端へ戻る形に
される。管１９は攪拌具の下端１８に水平方向に
長さｌの線分を含むループ１８ａを形づくつてい
る。

この装置の操作は以下の通りである； まず最初に攪拌具を次段に増加する速度で駆動
する。溶融ガラスは粘度が比較的高いため、同一
方向に回転する攪拌具の回転速度が所定の速度に
なると、第５図に見られるように、溶融ガラス内
に連続流２４がつくり出されこれは溶融ガラスの
直接の通過を妨げるが、その存在は、例えばグラ
フアイト円板（図示せず）など流れを指示するも
のを用いて示すことができる。溶融−清澄部のガ
ラス上にならんだこのグラフアイト円板は、溶融
−清澄部１０に面して位置する側面２４ａ、円板
を連行する流れの表面の末端２４ｂ、調整部に面
する側面２４ｃ、および円板を連行する流れの表
面のもう１つの末端２４ｄを連続的に通過して閉
鎖曲線を描く。

このようにしてガラスの自由な通路２箇所が留
保されており、その１つ３０は連行流の表面の末
端２４ｄとタンクの側壁６との間に位置し、他の
１つ３１は通路３０よりも狭いが連行流の表面の
末端２４ｂとタンクの側壁６ａとの間に位置す
る。通路３１は有利にはバリヤー３２で制限し、
対応するタンク壁の浸蝕を少なくさせる。このバ
リヤー３２は、例えば、冷却したピン（第２図）
又は耐火材料の板状物（第５図）でつくることが
できる。深さとの関係におけるその作用は流れ２
４に制約される。

全部同一でかつ窯内に非対称的に線１５上にな
らんでいる攪拌具１６を使用することが可能であ
り、これらの攪拌具はその全部が実質的に同一の
速度で回転する。

選択的に、バリヤーの不透過性を確保するため
に、末端２４ｂに最も近い攪拌具１６が通路３１
における連行作用を増加させるような速度に攪拌
具の速度を調整することが可能である。

第５図に見られるように、前向きの流れの中央
部の流線２１ａ，ｂ，ｃ，ｄは表面２４の動きの
方向に運ばれる。流線２１ａ，ｂ，ｃ，ｄのガラ
スは強制されて通路３１を横切り、それから中央
部３３ｂ，ｃ，ｄが通路３１の上流と同じ相対位
置を保存している列に応じて調整部へ拡がつてゆ
く。

狭い通路３１の側に位置する前向きの流れの端
部線２１ｅ，ｆは渦３４の形に動き、結果として
帰りの流れ２２に取り込まれる。広い通路３０側
に位置する前向きの流れの端部流線、例えば２１
ｇはその通路を通過する。この流線は流線３３
ｂ，ｃ，ｄ，を安定にしかつ中央に戻し、またバ
リヤーを壁６から隔離することによつて耐火物の
疲労の増大を防止する。

しかしがら、流線３３ｂ，ｃ，ｄだけが後続す
る製造機械に供給脈流として使用されることを書
き留めよう。その他の流線２１ｇ，３３ａおよび
２１ｅ，ｆは（流線２１ｅ，ｆについて前に述べ
たように）戻りの流れ２２に取り込まれ、ガラス
の後続の処理へ直接には参加しない。

こうして供給用脈流は窯壁６ａ又はバリヤー３
２と連行帯域の端部２４ｂとの間で強く絞りを受
けたガラスでつくられるだけである。実際に、狭
い通路３１にはガラス浴（又は攪拌具が位置する
簡所のタンク）の幅１〜３％の幅を与え、通路３
０はガラス浴の1/12〜1/3の幅を有利である。し
かしながら、側方の通路３０及び３１の幅は連行
帯域のガラスの速度及び汲み出しの採取部の幅の
関数として調整することが可能であるべきであ
る。

狭い方の通路３１におけるガラスの前記の絞り
は均一性を増加する効果があり、それが化学的拡
散を容易化する。当然、均一化は、特にガラスが
13000℃と等しいかまたはそれより高い温度であ
る場合には、より速く進行する。

得られるガラスの良好な品質を確認するため
に、攪拌具を設けて（第６図）及び攪拌具を設け
ないで（第７図）、同一の窯で得られたガラスの
シユリーレン図を取つてみた。これらのガラスの
シユリーレン図像は攪拌具を使用した場合の方が
攪拌具のない場合よりもかなりの程度により規則
的であるのが見られる。

より一層明らかな結果を得るために、ガラスの
取出し方向に直角に切断した厚み１ミリメートル
のガラスの断面の屈折率の変化を点ごとに測定し
た。屈折率の変化は攪拌具を使用した場合（第８
図）の方がそれを使用しない場合（第９図）より
もかなりの程度により少ないこが見い出された。

使用した12個の攪拌具は隣接間隔が300mmで、
340mmの長さｌ部分１８ａ（第４図）を含んでい
る。これらの深さ１メートルのオーダーを持つガ
ラス浴に200mmまで貫入している。日産600トンの
オーダーのガラス製造をする場合、約22回転毎分
の速度で駆動させる。

ネツクを設けた長方形タンクに適用して本発明
を上に説明してきたが、本発明の方法及び装置は
その性質上どのような他の型の窯にも適用可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による窯の平面図であり；第
２図は、攪拌具のあるネツクの位置において、前
記窯を透視した横断面図であり；第３図は、溶融
−清澄部ならびに調整部における溶融ガラスの移
動を説明する窯の長軸方向断面図であり；第４図
は、攪拌具の透視図であり；第５図は、タンクの
ネツクの位置にある攪拌具によつて、影響を受け
たガラスの流れの移動を説明する図であり；第６
図は、本発明による溶融窯でつくつたガラスシー
ト製品のシユリーレン図であり；第７図は、公知
の型の溶融窯でつくつたガラスシート製品のシユ
リーレン図であり；第８図は、本発明による窯で
つくつたガラスシートの屈折率を説明するグラフ
であり；そして、第９図は、公知の型の窯による
ガラスシートの屈折率を説明するグラフである。 １：溶融窯、２：タンク、３：ガラス浴、４：
クラウンアーチ、５：タンクの底、６：タンク側
壁、７：上流端壁、７ａ：ドツグハウス、８：下
流端壁、９：原料の層、１０：溶融−清澄部、１
１：バーナー、１２：ネツク、１３：調整部、１
４：汲み出し用溝、１６：攪拌具、Ａ：スプリン
グ、２１：前向きの流れ、２２：戻りの流れ、３
０：通路、３１：バリヤー、３２：バリヤー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス浴３の上部に位置している溶解ガラス
   に溶融−清澄部１０から絞り部１２を介して調整
   部１３の方へ流れる前向きの流れ２１を与え、そ
   の前向きの流れの下方に戻りの流れ２２が前記の
   流れと逆向きに流れる、ガラスの成分を溶融−清
   澄部で溶解し、その溶解したガラスを隣接の調整
   部へ送る、ガラス浴を含んだタンクからなる溶融
   窯１で溶融ガラスを製造する方法において、 絞り部１２において該絞り部１２のガラス浴３
   の幅の11/12〜2/3の幅にわたつて溶融ガラスの前
   記前向きの流れに抵抗し、かつ該前向きの流れを
   溶融−清澄部と調整部の境界の位置のタンク壁近
   くで前記前向きの流れより狭い幅を有する第１の
   通路３１に向かつて運ぶ、前記前向きの流れ２１
   を横断する溶融ガラス流２４をつくり出すこと、
   および 前記前向きの流れ２１を前記横断流２４により
   前記第１の通路３１を通過させるとともに、前記
   横断流２４により運ばれない該前向きの流れの一
   部の脈流２１ｇを、前記第１の通路３１の反対側
   のタンク壁に沿つて前記第１の通路３１より広い
   幅を有する第２の通路３０を通して絞り部１２の
   ガラス浴の幅の1/12〜1/3の幅で自由に流れさせ
   ることを特徴とする方法。 ２ 前記の第１の通路が絞り部のガラス浴の幅の
   １〜３％の幅につくられる、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ ガラス浴３の上部に位置している溶解ガラス
   に溶融−清澄部１０から絞り部１２を介して調整
   部１３の方へ流れる前向きの流れ２１を与え、そ
   の前向きの流れの下方に戻りの流れ２２が前記の
   流れと逆向きに流れる、ガラスの成分を溶融−清
   澄部で溶解し、その溶解したガラスを隣接の調整
   部へ送る、ガラス浴を含んだタンクからなる溶融
   窯１で溶融ガラスを製造する装置において、 タンクの絞り部１２に溶融ガラスの前記前向き
   の流れの横断方向に整列して懸吊され該前向きの
   流れに浸漬される同一方向に回転可能な攪拌具１
   ６の列を有し、この攪拌具の列が、その回転によ
   つて溶融ガラスの前記前向きの流れを絞り部１２
   のガラス浴の幅の11/12〜2/3の幅にわたつて該攪
   拌具の列の端とタンク壁との間に形成される第１
   の通路に運び、かつ溶融−清澄部と調整部とを分
   離すること、および 攪拌具の列で運ばれない溶融ガラスの前記前向
   きの流れの一部の脈流が前記第１のの通路の反対
   側のタンク壁と該攪拌具の列の他端との間に形成
   される前記第１の通路より幅の広い第２の通路に
   よつて絞り部１２のガラス浴の幅の1/12〜1/3の
   幅で自由に流れさせられることを特徴とする装
   置。 ４ 前記第１の通路３１がタンク壁６ａによつて
   限定されている特許請求の範囲第３項記載の装
   置。 ５ 前記第１の通路３１が耐火物板又は冷却ルー
   プ材などのバリヤー部材で限定される特許請求の
   範囲第３項記載の装置。