JPH04265228A - ガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブ - Google Patents
ガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブInfo
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- JPH04265228A JPH04265228A JP10990791A JP10990791A JPH04265228A JP H04265228 A JPH04265228 A JP H04265228A JP 10990791 A JP10990791 A JP 10990791A JP 10990791 A JP10990791 A JP 10990791A JP H04265228 A JPH04265228 A JP H04265228A
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- glass
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- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B7/00—Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
- C03B7/08—Feeder spouts, e.g. gob feeders
- C03B7/084—Tube mechanisms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス窯フィーダー用
ベンテッドチューブに関する。
ベンテッドチューブに関する。
【0002】
【従来の技術】びん及び食器用ガラス製造プロセスにお
いて、ガラス溶解窯フィーダー部には、ガラスの撹拌用
にベンテッドチューブが使用されている。
いて、ガラス溶解窯フィーダー部には、ガラスの撹拌用
にベンテッドチューブが使用されている。
【0003】フィーダーの役目は、ガラス溶解窯で溶解
清澄されたガラスを、成形に適した温度でゴブの形で、
また一定重量で成形機などへ供給することである。
清澄されたガラスを、成形に適した温度でゴブの形で、
また一定重量で成形機などへ供給することである。
【0004】図1にガラス窯フィーダー部1の大体の構
造を示す。窯より供給されたガラスは多くの場合冷却さ
れ、スパウト部2で均一化されオリフィス3からプラン
ジャー4によって押出されゴブの形に切断される。
造を示す。窯より供給されたガラスは多くの場合冷却さ
れ、スパウト部2で均一化されオリフィス3からプラン
ジャー4によって押出されゴブの形に切断される。
【0005】ベンテッドチューブ5は、回転してガラス
を撹拌する。ベンテッドチューブ5は、チューブ内外の
温度差を最小限に抑制するために、真円形の貫通孔がチ
ューブのガラスに接する部分より上部の側面部周方向に
3〜4個設けられている。ベンテッドチューブ5の上側
は大気に、下側は熱いガラスに接している。そこで、チ
ューブ内外での温度差をおさえるため、貫通孔に熱風を
吹き込んでいる。
を撹拌する。ベンテッドチューブ5は、チューブ内外の
温度差を最小限に抑制するために、真円形の貫通孔がチ
ューブのガラスに接する部分より上部の側面部周方向に
3〜4個設けられている。ベンテッドチューブ5の上側
は大気に、下側は熱いガラスに接している。そこで、チ
ューブ内外での温度差をおさえるため、貫通孔に熱風を
吹き込んでいる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】真円形状の貫通孔を有
する従来のベンテッドチューブは、使用中すなわち回転
中に貫通孔周辺部に発生する応力により亀裂が生成し操
業停止が余儀なくされることがある。これは、チューブ
が、ガラスにより回転方向と逆方向の抵抗を受けるため
に起こると考えられる。チューブにねじれる力が働き、
貫通孔周辺部に応力が集中すると考えられる。
する従来のベンテッドチューブは、使用中すなわち回転
中に貫通孔周辺部に発生する応力により亀裂が生成し操
業停止が余儀なくされることがある。これは、チューブ
が、ガラスにより回転方向と逆方向の抵抗を受けるため
に起こると考えられる。チューブにねじれる力が働き、
貫通孔周辺部に応力が集中すると考えられる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はガラス溶解窯フ
ィーダー部のベンテッドチューブにおいて、チューブ内
部加熱用の貫通孔を長円にし、かつチューブの回転方向
を0°としたときに、その長円の長軸が、上方へ0〜9
0°傾いていることを特徴とするガラス窯フィーダー用
ベンテッドチューブである。
ィーダー部のベンテッドチューブにおいて、チューブ内
部加熱用の貫通孔を長円にし、かつチューブの回転方向
を0°としたときに、その長円の長軸が、上方へ0〜9
0°傾いていることを特徴とするガラス窯フィーダー用
ベンテッドチューブである。
【0008】本発明では、対策を検討するためコンピュ
ータによる応力解析を行なった。解析は汎用の有限要素
解析ソフトを使用し、3次元モデルについて行なった。 本発明では熱条件は考慮せず、機械的応力についてのみ
検討した。孔形状を限定することにより、ベンテッドチ
ューブ回転時の貫通孔周辺の発生応力が孔径、孔の位置
、孔の個数とは無関係にきわめて小さくなることを見出
した。
ータによる応力解析を行なった。解析は汎用の有限要素
解析ソフトを使用し、3次元モデルについて行なった。 本発明では熱条件は考慮せず、機械的応力についてのみ
検討した。孔形状を限定することにより、ベンテッドチ
ューブ回転時の貫通孔周辺の発生応力が孔径、孔の位置
、孔の個数とは無関係にきわめて小さくなることを見出
した。
【0009】図2は本発明のベンテッドチューブを模式
的に説明した図である。
的に説明した図である。
【0010】図2に示すように、ベンテッドチューブ5
の貫通孔6の形状は、長円にすることが好ましい。長円
は長軸7と短軸6を持つ。ベンテッドチューブ5は回転
軸11を軸にして回転方向9の方向へ回転するものとす
る。このときガラス12によって、回転方向9と逆方向
へ抵抗が生じるものと考えられる。
の貫通孔6の形状は、長円にすることが好ましい。長円
は長軸7と短軸6を持つ。ベンテッドチューブ5は回転
軸11を軸にして回転方向9の方向へ回転するものとす
る。このときガラス12によって、回転方向9と逆方向
へ抵抗が生じるものと考えられる。
【0011】実験によれば、チューブの回転方向9を0
゜としたときの長軸の上方への傾き10は、可能範囲が
1°〜89°、好適範囲が30°〜60°である。また
、長軸7と短軸8の比は、好適範囲が1.5:1〜3:
1である。少なくともこれらの範囲内では、ベンテッド
チューブへの応力緩和効果を認めることができる。
゜としたときの長軸の上方への傾き10は、可能範囲が
1°〜89°、好適範囲が30°〜60°である。また
、長軸7と短軸8の比は、好適範囲が1.5:1〜3:
1である。少なくともこれらの範囲内では、ベンテッド
チューブへの応力緩和効果を認めることができる。
【0012】
【作用】貫通孔周辺の応力がきわめて小さくなるので、
チューブに亀裂が生成しにくくなる。
チューブに亀裂が生成しにくくなる。
【0013】
【実施例】チューブの形状を変更することにより、チュ
ーブ側面の貫通孔周辺に発生する応力の変化をコンピュ
ータにより解析し、結果の比較を行った。
ーブ側面の貫通孔周辺に発生する応力の変化をコンピュ
ータにより解析し、結果の比較を行った。
【0014】解析は、汎用の有限要素解析ソフトを用い
て3次元モデルにて構造解析を行った。ただし、本解析
においては熱の条件は考慮せず、機械的応力についての
み検討した。
て3次元モデルにて構造解析を行った。ただし、本解析
においては熱の条件は考慮せず、機械的応力についての
み検討した。
【0015】解析モデルとして図3に示す全体図から、
ガラスの接触部分とチューブ上部のつば状部分を除いた
部分を解析の対象範囲としてモデル化した。このモデル
を基本モデルとし、孔径、孔の高さ位置、孔の個数、孔
形状を変えたモデルを作成し、貫通孔周辺に発生する応
力を比較した。それぞれのモデルの各部の寸法を表1に
示す。表1中で*印の付いているモデルは、同一の形状
ではあるが、要素分割が同一ではないモデルである。
ガラスの接触部分とチューブ上部のつば状部分を除いた
部分を解析の対象範囲としてモデル化した。このモデル
を基本モデルとし、孔径、孔の高さ位置、孔の個数、孔
形状を変えたモデルを作成し、貫通孔周辺に発生する応
力を比較した。それぞれのモデルの各部の寸法を表1に
示す。表1中で*印の付いているモデルは、同一の形状
ではあるが、要素分割が同一ではないモデルである。
【0016】貫通孔の形状は真円と楕円の場合を比較し
た。楕円の形状と傾きを図4に示す。実施例1と比較例
15は、モデル形状も要素分割も同一ではあるが、後述
する強制変位の向きを逆にしている。
た。楕円の形状と傾きを図4に示す。実施例1と比較例
15は、モデル形状も要素分割も同一ではあるが、後述
する強制変位の向きを逆にしている。
【0017】実使用時のチューブは、チューブの中心を
中心軸として回転しているため、ガラスに浸かっている
部分(ガラス接触部)はガラスにより回転と逆の抵抗を
受けており、チューブをねじるような力が働いていると
思われる。その力を表現するために本解析においては、
図5に示すような拘束条件を設定した。チューブ底面の
θ方向(円周方向)を拘束し、チューブ側面の上端より
約30mmの範囲をθ方向に強制的に変位させることに
より(向きは図中の矢印方向)チューブをねじる力を表
現した。この強制変位の向きは、比較例15についての
み逆になっている。強制変位量は、0.02667ラジ
アン(円周方向約5mm)と設定したが、この値は特に
意味を持つ値ではなく、任意に設定した値である。
中心軸として回転しているため、ガラスに浸かっている
部分(ガラス接触部)はガラスにより回転と逆の抵抗を
受けており、チューブをねじるような力が働いていると
思われる。その力を表現するために本解析においては、
図5に示すような拘束条件を設定した。チューブ底面の
θ方向(円周方向)を拘束し、チューブ側面の上端より
約30mmの範囲をθ方向に強制的に変位させることに
より(向きは図中の矢印方向)チューブをねじる力を表
現した。この強制変位の向きは、比較例15についての
み逆になっている。強制変位量は、0.02667ラジ
アン(円周方向約5mm)と設定したが、この値は特に
意味を持つ値ではなく、任意に設定した値である。
【0018】解析に使用した物性値は下記の値とした。
【0019】
ヤング率 :0.447×106kg/cm2
ポアソン比:0.2
ポアソン比:0.2
【0020】
【基本形状の応力変化】図6Aおよび図6Bに基本形状
のモデル全体の外側と内側の応力分布を示した。図6A
はモデルを筒の外側の右上から見た図で、下方に集中す
る応力を確認し易い方向から表示してある。図6Bはモ
デルを筒の内側の右下から見た図で、上方に集中する応
力を確認し易い方向から表示してある。貫通孔周辺2ケ
所に引張応力が集中していることが確認できる。実験の
結果、応力の最大値は下方で490g/mm2上方で5
20g/mm2であった。貫通孔周辺部分を拡大したも
のと応力のベクトル図を図7に表示した。ベクトル図に
より引張応力の向きは、チューブ回転方向を0°とした
ときに上方へ約45度傾いた方向であることが確認でき
る。
のモデル全体の外側と内側の応力分布を示した。図6A
はモデルを筒の外側の右上から見た図で、下方に集中す
る応力を確認し易い方向から表示してある。図6Bはモ
デルを筒の内側の右下から見た図で、上方に集中する応
力を確認し易い方向から表示してある。貫通孔周辺2ケ
所に引張応力が集中していることが確認できる。実験の
結果、応力の最大値は下方で490g/mm2上方で5
20g/mm2であった。貫通孔周辺部分を拡大したも
のと応力のベクトル図を図7に表示した。ベクトル図に
より引張応力の向きは、チューブ回転方向を0°とした
ときに上方へ約45度傾いた方向であることが確認でき
る。
【0021】
【比較例1〜6】孔径を変更した場合の応力変化を知る
ために、比較例1〜6を行い、引張応力を比較した。
ために、比較例1〜6を行い、引張応力を比較した。
【0022】実験の結果、応力の最大値は下方で460
g/mm2、上方で500g/mm2となり、下方より
上方の方が大きいことが確認できた。また、応力は孔径
が大きくなるに従い増大する傾向にあるが、下方に集中
する応力の最大値は孔径が35mm以上になるとあまり
変化しなくなることが確認できた。
g/mm2、上方で500g/mm2となり、下方より
上方の方が大きいことが確認できた。また、応力は孔径
が大きくなるに従い増大する傾向にあるが、下方に集中
する応力の最大値は孔径が35mm以上になるとあまり
変化しなくなることが確認できた。
【0023】
【比較例7〜10】孔の高さ位置を変更した場合の応力
変化を知るために、比較例7〜10を行い、応力を比較
した。孔の高さ位置とは、チューブの下端より孔の中心
までの距離である。実験の結果、応力の最大値は下方で
520g/mm2、上方で535g/mm2となり、下
方より上方の方が大きいことが確認できた。また、集中
する応力は、孔の高さ位置が高くなるに従い増大する傾
向にあることも確認できた。
変化を知るために、比較例7〜10を行い、応力を比較
した。孔の高さ位置とは、チューブの下端より孔の中心
までの距離である。実験の結果、応力の最大値は下方で
520g/mm2、上方で535g/mm2となり、下
方より上方の方が大きいことが確認できた。また、集中
する応力は、孔の高さ位置が高くなるに従い増大する傾
向にあることも確認できた。
【0024】
【比較例11〜14】孔の個数を変更した場合の応力変
化を知るために、比較例11〜14を行い、応力を比較
した。それぞれのモデルにおいて、孔の円周方向の間隔
は等間隔としている。実験の結果、応力の最大値は下方
で505g/mm2、上方で545g/mm2となり、
下方より上方の方が大きいことが確認できた。また、集
中する応力は、孔の個数が多くなるに従い増大する傾向
にあるが、4個の場合についてのみ3個の場合より若干
ではあるが最大値は減少していることが確認できた。
化を知るために、比較例11〜14を行い、応力を比較
した。それぞれのモデルにおいて、孔の円周方向の間隔
は等間隔としている。実験の結果、応力の最大値は下方
で505g/mm2、上方で545g/mm2となり、
下方より上方の方が大きいことが確認できた。また、集
中する応力は、孔の個数が多くなるに従い増大する傾向
にあるが、4個の場合についてのみ3個の場合より若干
ではあるが最大値は減少していることが確認できた。
【0025】
【実施例1〜3および比較例15】孔を楕円にし方向を
変更した場合の応力変化を知るために、実施例1〜3お
よび比較例15を行い、応力を比較した。それぞれのモ
デルの楕円孔の面積は、約1979mm2である。これ
は直径50mmの真円孔の面積(約1964mm2)に
近ずけた値である。前述したとおり、実施例1と比較例
15は、モデル形状も要素分割も同一であるが、強制変
位の向きを逆にしている。すなわち比較例15だけは他
の実施例および比較例と逆の方向にチューブを回転させ
ている。実験の結果、応力の最大値は実施例2を除き、
下方より上方の方が大きくなる傾向にあることが確認で
きた。また、楕円孔の向きを変えると、応力の集中部分
も変わることが認められた。さらに、集中する応力は、
実施例1の場合は下方で410g/mm2、上方で43
5g/mm2と最小になり、比較例15の場合は下方で
675g/mm2、上方で750g/mm2と最大にな
ることが明らかに認められた。
変更した場合の応力変化を知るために、実施例1〜3お
よび比較例15を行い、応力を比較した。それぞれのモ
デルの楕円孔の面積は、約1979mm2である。これ
は直径50mmの真円孔の面積(約1964mm2)に
近ずけた値である。前述したとおり、実施例1と比較例
15は、モデル形状も要素分割も同一であるが、強制変
位の向きを逆にしている。すなわち比較例15だけは他
の実施例および比較例と逆の方向にチューブを回転させ
ている。実験の結果、応力の最大値は実施例2を除き、
下方より上方の方が大きくなる傾向にあることが確認で
きた。また、楕円孔の向きを変えると、応力の集中部分
も変わることが認められた。さらに、集中する応力は、
実施例1の場合は下方で410g/mm2、上方で43
5g/mm2と最小になり、比較例15の場合は下方で
675g/mm2、上方で750g/mm2と最大にな
ることが明らかに認められた。
【0026】図8Aおよび図8Bに実施例1のモデル全
体の外側と内側の応力分布を示した。図8Aはモデルを
筒の外側の右上から見た図で、下方に集中する応力を確
認し易い方向から表示してある。図8Bはモデルを筒の
内側の右下から見た図で、上方に集中する応力を確認し
易い方向から表示してある。引張応力は、図6Aおよび
図6Bに示された基本形状の応力分布と同様に、貫通孔
周辺2ケ所に集中していることが確認できる。図6Aと
図8Aを比較し、また、図6Bと図8Bを比較すると、
実施例1は基本形状に比べて貫通孔周辺への応力集中が
緩和されていることが明らかに認められる。
体の外側と内側の応力分布を示した。図8Aはモデルを
筒の外側の右上から見た図で、下方に集中する応力を確
認し易い方向から表示してある。図8Bはモデルを筒の
内側の右下から見た図で、上方に集中する応力を確認し
易い方向から表示してある。引張応力は、図6Aおよび
図6Bに示された基本形状の応力分布と同様に、貫通孔
周辺2ケ所に集中していることが確認できる。図6Aと
図8Aを比較し、また、図6Bと図8Bを比較すると、
実施例1は基本形状に比べて貫通孔周辺への応力集中が
緩和されていることが明らかに認められる。
【0027】実験によれば、チューブに発生する引張応
力は、チューブ側面の貫通孔周辺(2ケ所)に集中して
おり、そこが構造的に弱い部分であると考えられる。従
って、発生するクラックの起点はこの部分であると予想
される。この集中する引張応力を減少または分散させる
ためには、本解析の結果より以下の対応策が有効である
と考えられる。
力は、チューブ側面の貫通孔周辺(2ケ所)に集中して
おり、そこが構造的に弱い部分であると考えられる。従
って、発生するクラックの起点はこの部分であると予想
される。この集中する引張応力を減少または分散させる
ためには、本解析の結果より以下の対応策が有効である
と考えられる。
【0028】a)孔径を小さくする。
【0029】b)孔の高さ位置を低くする。
【0030】c)孔の個数を4個にする。
【0031】d)孔の形状を楕円にし、チューブ回転方
向を0°としたときに上方へ長軸を45度傾ける。
向を0°としたときに上方へ長軸を45度傾ける。
【0032】A社での実績では孔形状が楕円のベンテッ
ドチューブを使用したところ、明らかに機械的応力によ
ると思われるトラブルはなくなり8〜10ケ月の寿命が
12〜15ケ月に延命した。
ドチューブを使用したところ、明らかに機械的応力によ
ると思われるトラブルはなくなり8〜10ケ月の寿命が
12〜15ケ月に延命した。
【0033】
【発明の効果】本発明はガラス溶解窯フィーダー部のベ
ンテッドチューブにおいて、チューブ内部加熱用の貫通
孔を長円にし、かつチューブの回転方向を0°としたと
きに、その長円の長軸が、上方へ0〜90゜傾いている
ことを特徴とするガラス窯フィーダー用ベンテッドチュ
ーブである。
ンテッドチューブにおいて、チューブ内部加熱用の貫通
孔を長円にし、かつチューブの回転方向を0°としたと
きに、その長円の長軸が、上方へ0〜90゜傾いている
ことを特徴とするガラス窯フィーダー用ベンテッドチュ
ーブである。
【0034】貫通孔の形状を長円にし、前記傾きを持た
せたことにより、貫通孔周辺の応力発生による影響が緩
和される。従って、ベンテッドチューブへの亀裂発生の
防止につながり、ベンテッドチューブの寿命が長くなる
。1例では、8〜10ケ月の寿命であったものが、12
〜15ケ月に延命した。
せたことにより、貫通孔周辺の応力発生による影響が緩
和される。従って、ベンテッドチューブへの亀裂発生の
防止につながり、ベンテッドチューブの寿命が長くなる
。1例では、8〜10ケ月の寿命であったものが、12
〜15ケ月に延命した。
【0035】
【表1】
【図1】ガラス窯フィーダー部の断面図。
【図2】本発明のベンテッドチューブの概略を示す図。
【図3】解析のモデルの寸法図。
【図4】実施例1〜3および比較例15の貫通孔形状と
傾きを示す図。
傾きを示す図。
【図5】解析のモデルの拘束条件を示す概念図。
【図6A】基本形状モデルの外側から見た応力分布図。
【図6B】基本形状モデルの内側から見た応力分布図。
【図7】基本形状モデルの応力のベクトル図。
【図8A】実施例1の外側から見た応力分布図。
【図8B】実施例1の内側から見た応力分布図。
1 フィーダー部
2 スパウト部
3 オリフィス
4 プランジャー
5 ベンテッドチューブ
6 貫通孔
7 長軸
8 短軸
9 回転方向
10 傾き
11 回転軸
12 ガラス
Claims (1)
- 【請求項1】 ガラス溶解窯フィーダー部のベンテッ
ドチューブにおいて、チューブ内部加熱用の貫通孔を長
円にし、かつチューブの回転方向を0°としたときに、
その長円の長軸が、上方へ0〜90°傾いていることを
特徴とするガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10990791A JPH04265228A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | ガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10990791A JPH04265228A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | ガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04265228A true JPH04265228A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=14522179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10990791A Pending JPH04265228A (ja) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | ガラス窯フィーダー用ベンテッドチューブ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04265228A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010127279A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | General Electric Co <Ge> | エンジン構成要素を冷却するための方法及びシステム |
JP2019069874A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法、ガラス物品の製造装置、及びチューブ |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP10990791A patent/JPH04265228A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010127279A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | General Electric Co <Ge> | エンジン構成要素を冷却するための方法及びシステム |
JP2019069874A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法、ガラス物品の製造装置、及びチューブ |
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