JPH032810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガラスの溶融方法、特に屈折率の変動
の少ない光学ガラスを製造するための溶融方法及
びその装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に光学ガラスのような少量のガラス生地を
連続的に製造するには、まず溶融槽によつて原料
をガラス化し、屈折率を均一にしたのち、清澄槽
に移して泡、脈理を除去し、次いで作業槽によつ
て流出に適当な温度に調節する等、各槽を機能別
にわけることによつて、製造効率を高めている。
すなわち第２図に示すように、ほぼ同じ容積とさ
れた溶融槽１、清澄槽３、作業槽４が連結パイプ
１１および１２によつて連結され、原料は連続的
に溶融槽１に投入され、溶融槽１でガラス化し、
撹拌装置６を有する清澄槽３で泡、脈理が除去さ
れ、同じく撹拌装置１３を有する作業槽４で脈理
が完全に除去されると同時に流出に適した温度、
つまり粘度に調整され、流出パイプ５よりガラス
が流出される。屈折率は溶融槽内に投入される原
料にバラツキがあればそのまま次の清澄槽以降に
連続的に送られるため、屈折率のバラツキとなつ
て製品に現れてしまう。例えば、製品がレンズの
場合、製品ロツト間に屈折率のバラツキを生じ、
ブロツク体の製造の場合にはそのブロツク体内部
に屈折率の異なる部分を生じる。一方従来の間け
つ的な製造方法としては、坩堝中に原料を投入
し、ガラス化、屈折率の均質化、泡、脈理の除去
及び流出に適当な温度への調節等の機能が同一の
坩堝の中で時系列的に発揮される方式が採用され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ これ等、従来方式のうち先の連続溶融方式は、
各機能が槽別に分離されており、原料のガラス
化、均質化及び粘度の調整が一連の流れで連続的
にガラス製造が行われるため、製造効率が非常に
高くなる利点はあるが、調合された原料の混合不
足や搬送途次における原料成分の比重差、粒度差
による分離、凝集によつて、炉内に投入される原
料組成は変化し、得られたガラスは屈折率の変動
が大きく、光学ガラスとして使用し得ないケース
もあつた。一方間けつ方式には全ての溶融工程が
同一坩堝内で行われるため、屈折率の均質性は保
証されるものの、各工程を経て初めて溶融が完了
するため製造が間けつ的となつて製造効率が悪
く、コスト高になる。さらに光学ガラス等の特殊
なガラスの場合、溶融容器の浸蝕による不純物な
混入を防ぐため白金又は白金合金等の高価な金属
の容器を使うことが多いが、間けつ方式ではその
使用量が限られ、その設備コスト上容積の大きな
坩堝を使用することができず、製造量が少ないと
いう欠点があつた。

本発明はこれ等の欠点を解決すべく検討した結
果、到達したものであつて、屈折率変動の少ない
ガラスを比較的多量に、安価に製造する方法及び
装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明による方法は、少なくとも溶融槽、清澄
槽及び作業槽を備えた設備によつてガラスを溶融
する方法において；前記清澄槽、作業槽に比較し
て充分大きな容積とした溶融槽に原料を所定量に
達するまで投入して溶融したのち、新たな原料の
投入を中止し；溶融槽と清澄槽との間の連結パイ
プの温度を所定温度に昇温して溶融されたガラス
を溶融槽から清澄槽以降の各槽へ連続的に供給を
開始し；溶融槽から清澄槽へのガラスの供給を終
え、作業槽からの流出量が所定量に達したとき、
流出を中止するとともに、溶融槽と清澄槽との間
の連結パイプの温度を所定温度に降温したうえ、
溶融槽への原料投入を再開し；この一連の工程を
繰返すことからなるものである。

また、本発明におけるガラス溶融装置は、少な
くとも溶融槽、清澄槽及び作業槽を備えたガラス
の溶融装置において；清澄槽、作業槽に比較して
充分大きな容積を有する溶融槽と；清澄槽のガラ
ス表面レベルが溶融槽の底部レベルよりも低くな
る位置にある清澄槽と；溶融槽、清澄槽及び作業
槽の各槽間を連結する連結パイプと；清澄槽のガ
ラス表面レベル検出手段と；検出手段からの信号
にもとづき制御される溶融槽と清澄槽間の連結パ
イプ内の流量制御手段とを備えており、前記流量
制御手段は、連結パイプの近傍に配置され、かつ
溶融槽内の所定量の原料が溶融された後、連結パ
イプを所定温度に昇温して溶融されたガラス原料
を清澄槽以降に連続的に供給を開始し、作業槽か
らの流出量が所定量に達したとき流出を中止すべ
く連結パイプを所定温度に降温させる発熱体から
構成されていることを特徴とする。溶融槽から清
澄槽への溶融ガラスの供給は、溶融槽底と清澄槽
との間を、発熱体を配置した連結パイプでつな
ぎ、清澄槽のガラス液位により、この発熱体を制
御して溶融ガラスの清澄槽への供給又は停止を行
う。

一般に連続溶融方式における屈折率の変動は原
料を連続的に投入した場合、前記した投入する原
料組成の変化によつて生じるが、上記のごとく溶
融槽を他槽に比較して充分大きくしたため溶融槽
中で屈折率が均一化し屈折率の変動を防止するこ
とが出来るばかりでなく、恒数の補正も可能とな
る。又溶融槽は単に原料をガラス化させ、屈折率
を均質化させる機能のみを持つため、特に白金又
は白金合金で作る必要はない。従つてこの溶融槽
を通常の耐火物とすれば容積の大きな槽も安価に
出来るばかりでなく、コストの安いバーナ加熱の
使用も可能となる。さらに溶融槽底部近くに電極
を配置することにより槽中のガラス量に関係なく
温度を安定に保つこともできる。清澄槽の機能な
溶融ガラスの脱泡および均質化することにあり、
作業槽は均質化および成形に適した粘性とするた
めの粘性調整を行うことにある。また清澄槽、作
業槽、流出フイーダ等清澄槽以降は連結パイプで
各槽をつなぎ、連続溶融方式を採用して各機能が
槽別に分離し原料のガラス化、均質化および粘性
調整が一連の流れで連続的に行われるため、製造
効率が非常に高く安価に製造できるという利点を
も有する。

［実施例］ 次に図面について本発明の構成を説明する。

第１図は本発明の方法を実施した装置を示すも
ので、充分容積を大きくした耐火物製の溶融槽１
と、泡、脈理を無くすための撹拌棒６を設けた清
澄槽３と、脈理を完全に無くすための撹拌棒１３
を設けた作業槽４とからなり、それぞれ連結パイ
プ２および１２によつて各槽が連結されている。

清澄槽３のガラス表面レベルは、溶融槽１の底
部レベルよりも遥かに低い位置におかれ、溶融槽
１のガラスが残留することなく清澄槽３に流入し
得るようになつていると共に、連結パイプ２の垂
直方向の長さを充分とれるようにしている。連結
パイプ２には流出制御用の発熱体９を配置して連
結パイプ２内の流出量を容易に制御できるように
なつている。清澄槽３には液位計７，７′が設け
られ、連結パイプ２内の流出量を制御するための
発熱体９の温度調節器８に連結されている。また
溶融槽底部近くには電極１０，１０が配置されて
いる。

次に本発明の作用を説明すると、まず、溶融槽
１に原料が投入されガラス化し屈折率の均質化が
なされるが、この間、連結パイプ２は冷却または
低温に保持されてガラスは次の清澄槽３へ流出さ
れない。溶融槽１中の溶融ガラス量が所定量に達
すると、原料の投入は停止され、熱対流によつて
充分屈折率の均質化が行われると、発熱体９によ
り連結パイプ２は加熱され、溶融槽１中の溶融ガ
ラスは清澄槽３中に流入される。

この場合、溶融槽１の液面が時間の経過ととも
に液位が下がり清澄槽１への流出圧力が変化する
が、清澄槽３に設けられた液位計７，７′によつ
て、清澄槽３に於けるガラスの液位が必要とされ
る位置からずれたときには信号を発し、温度調節
器８に入力させ、温度調節器８は発熱体９の温度
を制御し、連結パイプ２の流出量を調節すること
により、清澄槽３の液位を定位置に保つことが可
能である。また電極１０，１０が溶融槽の底部に
配置されているため、ガラスの液位が変化しても
槽内の温度は一定に保つことができる。溶融槽の
容積は清澄槽の容積の５〜10倍であり、この槽内
でガラスを均質化してしまうため屈折率の変動は
ほとんどなく、所定の値に対して±20×10^-5の範
囲にその変動を抑えることが可能である。

溶融槽１が空になつたとき、溶融槽３が所定の
液位を保てなくなり、清澄槽３および作業槽４の
液位が次第に下がつて行く。清澄槽３、作業槽４
のガラスがほぼ流出されたとき、流出が中止さ
れ、同時に溶融槽１と清澄槽３との連結パイプ２
を降温にして新たに溶融槽１に投入されたガラス
原料が溶融を開始しても連結パイプ２に流下しな
いようにする。このようにしたのち溶融槽１に原
料の投入を再開し、所定量に達したら投入を中止
する。その後、溶融槽１内をガラスが溶融され、
均質化されて泡、脈理を無くしたうえ、連結パイ
プ２を再び昇温して清澄槽以下に流出される。以
上の一連の工程を繰返すものである。

［発明の効果］ 上述のように、通常の連結溶融方式は泡、脈理
のない均質なガラスを得られるが、屈折率が変動
する。一方間けつ溶融方式で均一な屈折率のガラ
スが得られるが製造効率が低い。そこで本発明で
は、連続溶融方式と間けつ溶融方式がもつ長所を
併せて実現したものである。すなわち本発明のガ
ラス溶融方式は、溶融槽に原料を投入している間
は溶融槽から清澄槽へのガラスの供給を停止し、
溶融槽に原料が所定量に達するまで投入し溶融し
たのち、新たな原料の投入を中止して溶融槽から
清澄槽以降の各槽へ溶融ガラスを供給するもので
あり、作業槽からの流出量が所定量に達したと
き、流出を中止して溶融槽への原料の投入を再開
し、この一連の工程を繰返すものであるから、前
記両溶融方式では得られなかつた、屈折率が均一
で、かつ泡・脈理のない均質なガラスを効率よく
製造できるものである。また本発明は、溶融槽の
容積を清澄槽、作業槽に比較して充分大きくし、
溶融槽から清澄槽へのガラスの供給を連結パイプ
の流量制御で行うことによつて、この間、連続的
に、かつ一定の流量で屈折率を均一化したガラス
を製造することができ、清澄槽を溶融槽より充分
低い位置に置くことによつて流量制御を精度高く
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の断面図、
第２図は従来の連続方式を採用した溶融装置の断
面図である。 １……溶融槽、２，１２……連結パイプ、３…
…清澄槽、４……作業槽、５……流出パイプ、
６，１３……撹拌装置、７，７′……液位計、８
……温度調節器、９……発熱体、１０，１０……
電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも溶融槽、清澄槽及び作業槽を備え
   た設備によつてガラスを溶融する方法において、 前記清澄槽、作業槽に比較して充分大きな容積
   とした溶融槽に原料を所定量に達するまで投入し
   て溶融したのち、新たな原料の投入を中止し、 溶融槽と清澄槽との間の連結パイプの温度を所
   定温度に昇温して溶融されたガラスを溶融槽から
   清澄槽以降の各槽へ連続的に供給を開始し、 溶融槽から清澄槽へのガラスの供給を終え、作
   業槽からの流出量が所定量に達したとき、流出を
   中止するとともに溶融槽と清澄槽との間の連結パ
   イプの温度を所定温度に降温したうえ、溶融槽へ
   の原料投入を再開し、 この一連の工程を繰返すことを特徴とするガラ
   スの溶融方法。 ２ 少なくとも溶融槽、清澄槽及び作業槽を備え
   たガラスの溶融装置において、 清澄槽、作業槽に比較して充分大きな容積を有
   する溶融槽と、 清澄槽のガラス表面レベルが溶融槽の底部レベ
   ルよりも低くなる位置にある清澄槽と、 溶融槽、清澄槽および作業槽の各槽間を連結す
   る連結パイプと、 清澄槽のガラス表面レベル検出手段と、 検出手段からの信号にもとづき制御される溶融
   槽と清澄槽間の連結パイプ内の流量制御手段と を備えており、 前記流量制御手段は、連結パイプの近傍に配置
   され、かつ溶融槽内の所定量の原料が溶融された
   後、連結パイプを所定温度に昇温して溶融された
   ガラス原料を清澄槽以降に連続的に供給を開始
   し、作業槽からの流出量が所定量に達したとき流
   出を中止すべく連続パイプを所定温度に昇温させ
   る発熱体から構成されている ことを特徴とするガラス溶融装置。 ３ 溶融槽は底部近くの側壁に電極を設けている
   特許請求の範囲第２項記載のガラス溶融装置。 ４ 溶融槽は耐火物槽であり、作業槽および清澄
   槽は白金又は白金合金槽である特許請求の範囲第
   ２項記載のガラス溶融装置。