熔融玻璃加热装置、玻璃制造装置和玻璃物品的制造方法与流程

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熔融玻璃加热装置、玻璃制造装置和玻璃物品的制造方法与制造工艺

本发明涉及熔融玻璃加热装置、玻璃制造装置和玻璃物品的制造方法。



背景技术:

在玻璃制造装置中,使用铂、或铂-金合金、铂-铑合金等铂合金制的中空管作为允许高温的熔融玻璃通过其内部的导管。在玻璃制造装置中,为了确保熔融玻璃的流动性,对允许熔融玻璃通过的导管加热。对于导管的加热而言,有时也利用加热器等热源从外部对导管加热,但是在导管为铂或铂合金制的中空管的情况下,广泛地进行在该中空管上设置通电用的电极并对该中空管通电加热。

在导管的加热中,在设置主管和支管的情况下,有可能发生支管中的加热不足。

作为针对支管的加热不足的对策,专利文献1中公开了对能够用作熔融玻璃的导管的铂制的复合管结构体通电加热的方法。如图7所示,通过该加热方法加热的复合管结构体100包含2个主管101、102和连接主管101、102之间的支管103。

在该例中,将对支管103通电的路径分割为第1通电路径(电流供给路径)120和第2通电路径121。第1通电路径120连接第1主管101和支管103。第2通电路径121连接支管103和第2主管102。而且,分别独立地实施第1通电路径120和第2通电路径121中的通电控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2006/123479号



技术实现要素:

发明所要解决的问题

但是,专利文献1的加热方法中,对于主管的内部、以及主管和支管的连接部(分支部)处的温度差没有考虑。因此,熔融玻璃通过主管和支管的内部时,在熔融玻璃中产生温度差,有时会引起熔融玻璃的不均匀化。

鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种能够以不产生温度差的方式对熔融玻璃进行加热、且抑制熔融玻璃的不均匀化的熔融玻璃加热装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题,根据本发明的一种方式,提供一种熔融玻璃加热装置,其为具有允许熔融玻璃通过的复合管结构体和对该复合管结构体通电加热的通电加热部的熔融玻璃加热装置,其中,

所述复合管结构体具有相对于水平方向基本垂直地延伸的主管、在所述主管的上部侧方从所述主管分支的上部支管、以及在所述主管的下部侧方从所述主管分支的下部支管;

所述通电加热部具有设置在所述主管的上端的第1电极、设置在所述主管的下端的第2电极、以及设置在所述上部支管的侧方端部的第3电极,在所述第1电极和所述第2电极之间形成供给电流的第1电流供给路径,在所述第1电极和所述第3电极之间形成供给电流的第2电流供给路径;

在所述复合管结构体中,以满足0.4<(流经所述主管的所述上端和分支部上端之间的电流的电阻和流经所述上部支管的分支部和所述侧方端部之间的电流的电阻的合计/流经所述主管的所述上端和所述下端之间的电流的电阻)<0.8的方式,在所述主管上配置所述上部支管。

发明效果

根据本发明的一种方式,在熔融玻璃加热装置中,能够以不产生温度差的方式对熔融玻璃进行加热,且抑制熔融玻璃的不均匀化。

附图说明

图1为表示本发明第1实施方式的搭载有熔融玻璃加热装置的玻璃制造装置的剖视图。

图2为表示图1的制造装置的玻璃物品的制造方法的流程图。

图3为本发明的第1实施方式的熔融玻璃加热装置的概略图。

图4为说明本发明的第1实施方式的复合管结构体中的上部支管相对于主管的位置的立体透视图。

图5为本发明的第2实施方式的具有熔融玻璃加热装置的系统的概略图。

图6为表示改变上部支管相对于主管的位置后的复合管结构体中的熔融玻璃的温度的表。

图7为以往例的通电加热装置的概念图。

附图标记

1、1R 主管(干管)

1a 上端

1b 下端

2、2R 上部支管

2a 侧方端部

3、3R 下部支管

3a侧方端部

4(4a、4b) 第1电极

5(5a、5b) 第2电极

6(6a、6b) 第3电极

7(7a、7b) 第4电极

10 熔化装置

20 熔融玻璃运送装置

21 第1电流供给路径

22 第2电流供给路径

23 第3电流供给路径

24A 第1电源

24B 第2电源

24C 第3电源

30 成形装置

40 连接装置

50 缓冷装置

200 熔融玻璃加热系统

210 熔融玻璃加热装置(第1熔融玻璃加热装置)

220 复合管结构体

230 通电加热部

240 第2熔融玻璃加热装置

250 复合管结构体

260 通电加热部

G2 熔融玻璃

Ja 分支部上端

Jb 分支部下端

J 分支部(连接部)

SD 从主管的上端通过主管流向分支部上端的电流的最短路径、和从分支部上端通过上部支管的内周部最上部沿圆筒状的上部支管的母线方向流向上部支管的侧方端部的电流的路径的合计

LD 从主管的上端通过主管流向分支部下端的电流的最短路径、和从分支部下端通过上部支管的内周部最下部沿圆筒状的上部支管的母线方向流向上部支管的侧方端部的电流的路径的合计

具体实施方式

以下,关于用于实施本发明的方式,参照附图进行说明。各附图中,对相同的或对应的构成赋予相同的或对应的符号,并省略说明。本说明书中,表示数值范围的“~”的含义是包含其前后的数值的范围。

[玻璃制造装置]

图1为表示本发明第1实施方式的搭载有熔融玻璃加热装置的玻璃板(玻璃物品)的制造装置的剖视图。如图1所示,玻璃板的制造装置具有熔化装置10、熔融玻璃运送装置20、成形装置30、连接装置40和缓冷装置50。

熔化装置10通过将玻璃原料G1熔化而制作熔融玻璃G2。熔化装置10具有例如熔化炉11和燃烧器12。

熔化炉11中,形成熔化玻璃原料G1的熔化室11a。熔融玻璃G2收容在熔化室11a中。

燃烧器12在熔化室11a的上部空间形成火焰。通过该火焰的辐射热将玻璃原料G1缓慢地熔化成熔融玻璃G2。

熔融玻璃运送装置20将熔融玻璃G2从熔化装置10运送至成形装置30,将熔融玻璃G2供给至成形装置30。在熔融玻璃运送装置20中,设置有后述的熔融玻璃加热装置210。

成形装置30将从熔融玻璃运送装置20供给的熔融玻璃G2成形为带板状的玻璃带G3。成形装置30具有例如成形炉31和成形加热器32。

成形炉31中,形成将熔融玻璃G2成形的成形室31a。从成形炉31的入口开始,越朝向成形炉31的出口,成形室31a的温度越低。成形炉31具有浮抛槽311和设置在浮抛槽311上方的顶棚312。

浮抛槽311收容熔融金属M。作为熔融金属M,可以使用例如熔融锡。除了熔融锡以外,也可以使用熔融锡合金等。为了抑制熔融金属M的氧化,成形室31a的上部空间充满还原性气体。还原性气体例如由氢气和氮气的混合气体构成。

浮抛槽311将向熔融金属M上连续地供给的熔融玻璃G2,利用熔融金属M的液面,成形为带板状的玻璃带G3。玻璃带G3一边从浮抛槽311的上游侧向下游侧流动一边缓慢地固化,在浮抛槽31的下游区域中从熔融金属M向上提升。

成形加热器32从顶棚312悬挂下来。成形加热器32在玻璃带G3的流动方向上间隔地设置多个,调节玻璃带G3的流动方向上的温度分布。另外,成形加热器32在玻璃带G3的宽度方向上间隔地设置多个,调节玻璃带G3的宽度方向上的温度分布。

连接装置40连接成形装置30和缓冷装置50。连接装置40和缓冷装置50之间的微小间隙中可以填满绝热材料。连接装置40具有连接炉41、中间加热器42和提升辊43。

连接炉41设置在成形炉31和后述的缓冷炉51之间,并形成抑制在它们之间运送的玻璃带G3的热排出(脱熱)的连接室41a。能够防止成形炉31和缓冷炉51之间的玻璃带G3的急冷。

中间加热器42设置在连接室41a中。中间加热器42在玻璃带G3的运送方向上间隔地设置多个,调节玻璃带G3的运送方向上的温度分布。中间加热器42也可以在玻璃带G3的宽度方向上分隔设置,调节玻璃带G3的宽度方向上的温度分布。

提升辊43设置在连接室41a中。提升辊43通过发动机等旋转驱动,将玻璃带G3从熔融金属M向上提升,从成形炉31运送至缓冷炉51。提升辊43在玻璃带G3的运送方向上间隔地设置多个。

缓冷装置50对由成形装置30成形的玻璃带G3进行缓慢冷却。缓冷装置50具有缓冷炉51、缓冷加热器52和缓冷辊53。

缓冷炉51中,形成对玻璃带G3进行缓慢冷却的缓冷室51a。从缓冷炉51的入口开始,越朝向缓冷炉51的出口,缓冷室51a的温度越低。

缓冷加热器52设置在缓冷室51a中。缓冷加热器52在玻璃带G3的运送方向上间隔地设置多个,调节玻璃带G3的运送方向上的温度分布。缓冷加热器52也可以在玻璃带G3的宽度方向上分隔设置,调节玻璃带G3的宽度方向上的温度分布。

缓冷辊3设置在缓冷室51a中。缓冷辊53通过发动机等旋转驱动,并将玻璃带G3从缓冷炉51的入口向缓冷炉51的出口运送。缓冷辊53在玻璃带G3的运送方向上间隔地设置多个。

将在缓冷装置50中缓慢冷却后的玻璃带G3通过切割机切割为规定的尺寸,从而得到作为制品的玻璃板。

需要说明的是,玻璃板的制造装置可以是多种多样的。例如,玻璃板的制造装置可以具有在熔融玻璃运送装置20中对包含在熔融玻璃G2中的气泡进行脱泡的澄清装置。

[玻璃物品的制造方法]

接着,参照图2,说明使用上述构成的玻璃板的制造装置的玻璃板的制造方法。图2为表示第1实施方式的玻璃物品的制造方法的流程图。如图2所示,玻璃板的制造方法具有熔解工序S10、熔融玻璃运送工序S20、成形工序S30和缓慢冷却工序S50。

在熔解工序S10中,通过将玻璃原料G1熔解而制作熔融玻璃G2。

在熔融玻璃运送工序S20中,将熔融玻璃G2从熔解装置10运送至成形装置30。

在成形工序S30中,将通过熔解工序S10制作的熔融玻璃G2成形为带板状的玻璃带G3。例如,在成形工序S30中,向熔融金属M上连续地供给熔融玻璃G2,利用熔融金属M的液面将熔融玻璃G2成形为带板状的玻璃带G3。玻璃带G3一边从浮抛槽311的上游侧向下游侧流动,一边缓慢地固化。

在缓慢冷却工序S50中,对通过成形工序S30成形的玻璃带G3进行缓慢冷却。

将缓慢冷却后的玻璃带G3利用切割机切割为规定的尺寸,从而得到作为制品的玻璃板。

需要说明的是,玻璃板的制造方法可以是多种多样的。例如,玻璃板的制造方法可以具有在熔融玻璃运送工序S20中对包含在熔融玻璃G2中的气泡进行脱泡的澄清工序。

[熔融玻璃加热装置]

<第1实施方式>

接着,参照图3,说明本发明的熔融玻璃加热装置210。图3为说明本发明的第1实施方式的熔融玻璃加热装置210的示意图。

熔融玻璃加热装置210具有复合管结构体220和通电加热部230。复合管结构体220包含形成允许熔融玻璃G2通过的流路的导管。通电加热部230对复合管结构体220进行通电加热。

图3所示的复合管结构体220具有作为导管的主管(也称为干管)1、上部支管2和下部支管3。

主管1相对于水平方向基本垂直地延伸,上部支管2在主管1的上部侧方从主管1分支并与主管1内部连通。此处,相对于水平方向基本垂直是指相对于铅垂方向±10度以内。下部支管3在主管1的下部侧方从主管1分支并与主管1内部连通。

在图3的构成中,下部支管3为将熔融玻璃G2导入主管1的导入管,上部支管2为将熔融玻璃G2从主管1排出的排出管,也可以为后述图5那样的相反的构成。

主管1、上部支管2和下部支管3为铂制或铂合金制的中空管。作为铂合金的具体例,可以列举:铂-金合金、铂-铑合金。另外,在提及铂制或铂合金制的情况下,还包括使金属氧化物分散到铂或铂合金中而得到的增强铂制。在这种情况下,作为被分散的金属氧化物,可以列举:以Al2O3或ZrO2或者Y2O3为代表的元素周期表中的第III族、第IV族或第13族的金属氧化物。

为了将电流导入这样的含有铂的中空管的壁上,后述的电极4、5、6、7设置在主管1的上端1a、主管1的下端1b、上部支管2的侧方端部2a和下部支管3的侧方端部3a上。

在设置于主管1的上端1a的电极4的外侧(上侧),还可以设置防止从熔融玻璃G2的散热的盖构件。

在对上述构成的复合管结构体220进行通电加热的通电加热部230中,电极4接合在主管1的上端1a、电极5接合在主管1的下端1b、电极6接合在上部支管2的侧方端部2a、并且电极7接合在下部支管3的侧方端部3a的外周上。

电极4、5、6、7由铂制或铂合金制的环状电极4a、5a、6a、7a,和与环状电极4a、5a、6a、7a的外缘的一端接合的引出电极4b、5b、6b、7b构成。引出电极4b、5b、6b、7b与后述的电源24A、24B、24C连接,当通电时,电流从引出电极4b、5b、6b、7b通过环状电极4a、5a、6a、7a流向导管1、2、3。

环状电极4a、5a、6a、7a的外缘上,还可以设置铂或铂合金以外的金属材料制的部位。作为这样的金属材料,可以列举:铑、铱、钼、钨、镍、钯、铜、以及它们的合金等。

关于引出电极4b、5b、6b、7b,优选以铂作为主要构成材料。但是,并不限定于此,也可以为上述铂或铂合金以外的金属材料制。

而且,连接主管1的上端1a的电极(第1电极)4和下端1b的电极(第2电极)5,形成供给电流的第1电流供给路径21。连接主管1的上端1a的电极4和上部支管2的侧方端部2a的电极6(第3电极),形成供给电流的第2电流供给路径22。连接主管1的下端1b的电极5和下部支管3的侧方端部3a的电极(第4电极)7,形成供给电流的第3电流供给路径23。

通过第1电流供给路径21向电极5、4供给电流,第2电流供给路径22向电极4、6供给电流,第3电流供给路径23向电极7、5供给电流,对复合管结构体220进行通电加热。

另外,在通电加热部230中,在第1电流供给路径21中设置(插入)第1电源24A,在第2电流供给路径22中设置第2电源24B,在第3电流供给路径23中设置第3电源24C。即,第1电源24A与电极5、4电连接,第2电源24B与电极4、6电连接,第3电源24C与电极7、5电连接。

此外,通电加热部230具有调节第1电流供给路径21、第2电流供给路径22和第3电流供给路径23的各电极间的电流(电流密度)的电流平衡单元25。

作为一个例子,三相交流的电源24A、电源24B和电源24C分别供给单相交流电流ia、单相交流电流ib和单相交流电流ic。

此处,电流平衡单元25调节由电源24A、电源24B和电源24C生成的单相交流电流ia、单相交流电流ib和单相交流电流ic的电流水平,从而具备取得电源间的电流水平平衡的电流平衡功能。作为电流水平的调节,可以调节电流的相位。

电流平衡单元25包含例如包含多个供给三相交流相中的R、S间、R、T间、S、T间的单相交流的能够调节匝数比的线圈的变压器、三端双向交流开关、自动电流调节器(ACR)等而构成。

需要说明的是,在图3中,说明了将电流平衡单元25与电源24A、24B、24C分别记载的例子,但是也可以将电流平衡单元25与电源24A、24B、24C合并而构成为电源系统。

作为一个例子,本实施方式的电流平衡单元25以使电源24A的单相交流电流ia、电源24B的单相交流电流ib和电源24C的单相交流电流ic的相位差为2π/3或4π/3的方式调节电流。以这种方式设定相位差时,3个电源24A、24B、24C的电位差的和通常是恒定的。

因此,可以以彼此相等的方式控制流经连接主管1的上端1a和下端1b的第1电流供给路径21的电流ia、流经连接主管1的上端1a和上部支管2的侧方端部2a的第2电流供给路径22的电流ib、和流经连接主管1的下端1b和下部支管3的侧方端部3a的第3电流供给路径23的电流ic。

在以上述方式向各电流供给路径供给均匀的电流的情况下,在图3中,由第1电流供给路径21和第2电流供给路径22供给的电流重复流经主管1和上部支管2的分支部上端(连接部上端、上方角部)Ja。此外,分支部上端Ja位于从主管1的上端1a流向上部支管2的电流的最短路径上。因此,分支部上端Ja成为电流集中的部位。

因此,由于电流集中于分支部上端Ja,有可能会发生局部加热。

因此,在对上部支管2进行通电加热时,优选使得在分支部上端Ja不发生局部加热,因此在本实施方式中规定了复合管结构体220的尺寸,由此缓和电流的集中。具体而言,在本实施方式的熔融玻璃加热装置210中,在复合管结构体220中,通过相对于主管1的高度(长度)Hm适当地设定上部支管2的位置,能够容易且适当地进行通电控制,以使得在分支部上端Ja不发生局部加热。

此处,关于具体的局部加热的发生原因,从复合管结构体220的尺寸方面加以探讨。

当对包围熔融玻璃G2的复合管结构体220进行通电加热时,设P为热量(W)、I为电流(A)、R为电阻值(Ω),

根据式(1)产生热量:

P=I2×R…(1)

此处,设H为发热量(J)、T为时间(秒)时,

产生式(2)的发热量。

H=P·T…(2)

此时,设V为电压(V),流经的电流为式(3)。

此处,设S为导体(导管)的截面积(m2)、l为导体的长度(m)、ρ为材料的比电阻(电阻率)(Ω·m),电阻由式(4)表示,

设导管的内径(内侧直径)为D、导管的厚度为t,套用式(4)。

此处,主管1和上部支管2的厚度t为约0.1mm~约3mm,相对于导管的内径D显著小(D>>t),因此,式(5)能够如下近似,

由于π为圆周率、ρ为材料的比电阻、t为厚度,因而公式(6)的“2ρ/πt”在全部的导管1、2、3中是恒定的。因此,在本实施方式的复合管结构体220中,通过比较电流流经的部位的“l/D”的比率,能够比较导管的电阻值R和流经的电流值,因此能够利用电流量预测局部的发热。

在本实施方式中,为了防止在分支部上端Ja局部的发热,以如下方式设定复合管结构体220中各导管的尺寸和连接位置(分支位置)的尺寸。需要说明的是,这些尺寸考虑后述实施例的温度计算结果进行规定。

需要说明的是,设置在主管的上端1a、下端1b、支管2、3的侧方端部2a、3a的环状电极4、5、6、7的尺寸,与导管1、2、3的圆筒状的主体部的尺寸相比,小到能够忽略的程度。因此,电极4、5、6、7的电阻与导管1、2、3的圆筒状的主体部的电阻相比,小到能够忽略的程度。

图4为说明相对于主管1的上部支管2的位置的立体透视图。在图4中,α表示主管1整体、β表示上部支管2、γ表示主管1中的分支上方部(比分支部上端Ja更上方的部分)。

在本实施方式中,为了相对于主管1适当地设置上部支管2的位置,着眼于从主管1的上端1a至分支部上端Ja的位置(距离h)并以下述方式进行规定是适当的。

在本实施方式中,优选满足“0.4<(流经主管1的上端1a和分支部上端Ja之间(γ)的电流的电阻和流经上部支管2的分支部J和侧方端部2a之间(β)的电流的电阻的合计/流经主管1的上端1a和下端1b之间(α)的电流的电阻)<0.8”。

此处,将上述的“[流经主管1的上端1a和分支部上端Ja之间(γ)的电流的电阻]和[流经上部支管2的分支部J和侧方端部2a之间(β)的电流的电阻]的合计除以[流经主管1的上端1a和下端1b之间(α)的电流的电阻]所得的数”规定为比率A。

此处,上部支管2的分支部J是指主管1和上部支管2的连接部。例如,在主管1沿铅垂方向延伸、上部支管2从主管1垂直地分支的情况下,作为连接部的分支部J为近似圆形。

比率A更优选大于0.45,进一步优选大于0.5。另外,比率A更优选小于0.75,进一步优选小于0.7。

作为具体例,在主管1沿铅垂方向延伸、上部支管2相对于主管1垂直地分支并沿水平方向延伸、侧方端部2a的电极6相对于上部支管2垂直地设置的情况下,比率A由下式表示。

在将主管1的高度(长度)设为Hm、主管1的内径设为D1、上部支管2的长度(即,圆筒状的上部支管2的周面的母线的长度)设为L、上部支管2的内径设为D2、从主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距离设为h的情况下,在主管1上设置上部支管2的位置可以设定为式(7)。

在这种情况下,也优选满足0.4<比率A=((h/D1)+(L/D2))/(Hm/D1)<0.8。

此处,上部支管2可以不沿水平方向延伸而倾斜地设置。在上部支管2不沿水平方向延伸而倾斜地设置、并且侧方端部2a的电极6沿铅垂方向设置的情况下,不需要对式(7)进行修正。

需要说明的是,比率A不限定于式(7)。例如,在上部支管2不沿水平方向延伸而倾斜地设置、并且侧方端部2a的电极6不沿铅垂方向设置的情况下,关于上部支管2(β)的截面积S和长度L,根据分支的角度和端部的角度的关系的不同情况,需要对式(7)进行加算或减算的修正。

无论是上部支管2水平、倾斜的任一种情况,上述的比率A都表示“[流经主管1中的分支上方部γ的电流的电阻]和[流经上部支管2(β)的电流的电阻]的合计除以[流经主管1的整体α的电流的电阻]所得的比率”。

由此,通过设定为0.4<比率A<0.8,能够抑制在分支部上端Ja发生局部加热,在复合管结构体220内对熔融玻璃G2进行均匀加热,并且抑制不均匀化。

另外,在本发明中,在主管1的上端1a设置上部支管2的位置优选满足下式。此处,在图3中,分支部下端Jb为主管1和上部支管2的连接部下端(下方角部)。

“0.55<(从主管1的上端1a通过主管1流向分支部上端Ja的电流的最短路径、和从分支部上端Ja通过上部支管2的内周部最上部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计SD/从主管1的上端1a通过主管1流向分支部下端Jb的电流的最短路径、和从分支部下端Jb通过上部支管2的内周部最下部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计LD)<0.77”

此处,将上述的“[从主管1的上端1a通过主管1流向分支部上端Ja的电流的最短路径、和从分支部上端Ja通过上部支管2的内周部最上部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计SD]除以[从主管1的上端1a通过主管1流向分支部下端Jb的电流的最短路径、和从分支部下端Jb通过上部支管2的内周部最下部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计LD]所得的比率”,规定为比率B。

由于主管1相对于水平方向基本垂直地配置,因而电流沿基本铅垂的方向从主管1的上端1a通过主管1流向分支部上端Ja。

另外,当电流沿基本铅垂的方向从主管1的上端1a通过主管1流向主管1和上部支管2的连接部(即,上部支管2的分支部J)的侧端(左端或右端)之后,从分支部J的侧端沿着分支部J的圆弧流向分支部下端Jb。

另外,如图4所示,在主管1沿铅垂方向延伸、上部支管2从主管1垂直地分支的情况下,横向为圆筒形状的上部支管2的母线方向为水平方向。

比率B更优选大于0.60。另外,比率B更优选小于0.70。

作为具体例,在主管1沿铅垂方向延伸、上部支管2从主管1垂直地分支并沿水平方向延伸、侧方端部2a的电极6相对于上部支管2垂直地设置的情况下,为了使直圆筒形状的上部支管2的母线的长度等于上部支管2的长度L,可以将比率B设定为式(8)。

在这种情况下,也优选满足0.55<比率B=(h+L)/(h+(5/4)D2+L)<0.77。

需要说明的是,如图4所示,通过路径SD(h+L)的电流通过主管1和上部支管2的分支部上端Ja,通过路径LD(h+(5/4)D2+L)的电流通过分支部下端Jb。

此处,上部支管2也可以不沿水平方向延伸而倾斜地设置。在上部支管2不沿水平方向延伸而倾斜地设置、并且侧方端部2a的电极6沿铅垂方向设置的情况下,当作为上部支管2的圆筒的底面的圆形的侧方端部2a和圆周面的母线倾斜相交的斜圆筒形状时,不需要对式(8)进行修正。

需要说明的是,比率B不限定于式(8)。例如,在上部支管2不沿水平方向延伸而倾斜地设置、并且侧方端部2a的电极6不沿铅垂方向设置的情况下,关于上部支管2(β)的长度L,根据分支的角度和端部的角度的关系的不同情况,需要公式(8)进行加算或减算的修正。例如为通过使底面和圆周面的母线直角地相交的直圆筒形状倾斜并切割而连接的情况等。

由此,比率B表示“[从主管1的上端1a通过主管1流向分支部上端Ja的电流的最短路径、和从分支部上端Ja通过上部支管2的内周部最上部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计SD]除以[从主管1的上端1a通过主管1流向分支部下端Jb的电流的最短路径、和从分支部下端Jb通过上部支管2的内周部最下部沿圆筒状的上部支管2的母线方向流向上部支管2的侧方端部2a的电流的路径的合计LD]所得的比率”。比率B包含上部支管2为水平的情况(直圆筒形状的情况)和倾斜的情况(直圆筒形状、斜圆筒形状的情况)这两者。

由此,通过设定为0.55<比率B<0.77,能够抑制上部支管2中的管内部的上方和下方的温度差的产生,抑制复合管结构体220中的熔融玻璃G2的温度差的产生。

在改变复合管结构体220中的尺寸、上部支管2的设置位置时的比率A、B的变化的关系如下所示。

从主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距离h变长时,比率A、比率B均变大。

主管1的高度Hm变低时,比率B保持不变,但是由于分支上方部分β的比例变大,因而比率A变大。

上部支管2的长度L变长时,比率A、比率B均变大。

在改变距离h和高度Hm等2个以上的尺寸的情况下,根据该变化的比率,比率A、比率B连动变化。

在满足上述比例而设定导管长度的情况下,主管1的高度Hm优选为500mm~3000mm、上部支管2的长度L优选为50mm~1500mm。高度Hm更优选为800mm以上、进一步优选为1100mm以上。另外,高度Hm更优选为2700mm以下、进一步优选为2400mm以下。长度L更优选为150mm以上、进一步优选为250mm以上。另外,长度L更优选为1300mm以下,进一步优选为1100mm以下。主管1的高度Hm为3000mm以下时,主管1的电流的电阻被抑制,能够对熔融玻璃G2充分加热。另外,上部支管2的长度L为1500mm以下时,上部支管2的电流的电阻被抑制,能够对熔融玻璃G2充分加热。

另外,主管1的内径D1优选为50mm~500mm。内径D1更优选为100mm以上、进一步优选为150mm以上。另外,内径D1更优选为450mm以下、进一步优选为400mm以下。

为了将上部支管2设置在主管1的上部(从一半起的上方),上部支管2的内径D2需要比主管的高度Hm的一半短,上部支管2的内径D2优选为50mm~500mm。内径D2更优选为100mm以上、进一步优选为150mm以上。另外,内径D2更优选为450mm以下、进一步优选为400mm以下。

为了将上部支管2设置在主管1的上部(从一半起的上方),从主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距离h需要比主管1的高度Hm的一半短,距离h优选为50mm~500mm。距离h更优选为100mm以上、进一步优选为150mm以上。另外,距离h更优选为450mm以下、进一步优选为400mm以下。

距离h过短时,上部支管2与主管1的上端1a接近,因此在熔融玻璃G2的运送中可能卷入气泡;距离h过长时,分支部上端Ja的温度容易上升,因此通过设定适当的距离h,能够抑制不良情况的产生。

另外,在玻璃制造装置中,在复合管结构体220的主管1中可以设置用于搅拌熔融玻璃G2的搅拌器。在主管1中设置搅拌器的情况下,能够提高熔融玻璃G2的状态(温度、均匀性等)的均匀化。

需要说明的是,在从上方观察上述的构成时,下部支管3在主管1上设置在与上部支管2相反侧的侧面上。上部支管2和下部支管3不需要设置在180度的相反侧上,也可以以形成45度以上的规定角度的方式设置。

另外,在上述中,说明了支管2、3从主管1水平地分支的情况,但是在支管2、3不垂直的范围内,可以从主管1倾斜地分支。在这种情况下,也优选以满足上述比率的方式构成复合管结构体220。

<第2实施方式>

在本实施方式中,对在由图1表示的熔融玻璃运送装置20的内部并排设置2个上述熔融玻璃加热装置的情况进行说明。

图5表示本发明的第2实施方式的具有熔融玻璃加热装置的系统200。

与图3的构成一样,在图5的左侧记载的熔融玻璃加热装置210的复合管结构体220中,下部支管3为将熔融玻璃G2导入主管1的入口侧的导入管,上部支管2为将熔融玻璃G2从主管1排出的排出管。

在第2熔融玻璃加热装置240的复合管结构体250中,上部支管2R为将从上部支管2排出的熔融玻璃G2导入主管1R的入口侧的导入管,下部支管3R为将通过主管1R的熔融玻璃G2排出的出口侧的管。上部支管2R的侧方端部2c以与第1熔融玻璃加热装置210的上部支管2的侧方端部2a相对的方式配置。

在本实施方式中,在第1熔融玻璃加热装置210的通电加热部230和第2熔融玻璃加热装置240的通电加热部260中,分别设置电流平衡单元25、25R,因此能够独立控制通电加热。

本发明的实施方式的熔融玻璃加热装置(系统)并不限于图1和图2所示的浮法,也可以应用于熔融法或其它的玻璃物品的制造方法。

另外,使用搭载有本发明的熔融玻璃加热装置的玻璃制造装置所制造的玻璃物品并不限于玻璃板,也可以是各种形状。

以上,对于熔融玻璃加热装置的实施方式等进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式等,在权利要求书记载的本发明要旨的范围内,可以进行各种变形、改良。

实施例

对于上述的熔融玻璃加热装置,改变尺寸,并通过模拟(有限元法)计算出复合管结构体的表面温度。下述例1~例7为实施例、例8~例10为比较例。

<例1~10>

在例1中,将熔融玻璃加热装置中的各部分的尺寸设定如下。

主管高度Hm:1000mm

主管内径D1:200mm

支管长度L:450mm

支管内径D2:200mm

主管上端与支管上端的距离h:220mm

在例2~10中,将例1的熔融玻璃加热装置中的各部分的尺寸变更为如图6所示。

在图6的表中,T0表示主管1的中央部的温度、T1表示主管1的上部(分支上方部γ)的温度、T2表示主管1与上部支管2的分支部上端(角部)Ja的温度T2、并且T3表示主管1与上部支管2的分支部下端(角部)Jb的温度。

需要说明的是,计算出温度T0的主管1的中央部是指主管1的高度Hm的约一半的铅垂方向的位置。

根据图6,在比率A为0.33(例8)、1.41(例9)时,主管1的中央部与分支上方部γ、分支部上端Ja的温度差<T1-T0>、<T2-T0>分别超过20℃。另外,在比率A为0.80(例10)时,主管1的中央部与分支部上端Ja、分支部下端Jb的温度差<T2-T0>,<T3-T0>分别超过20℃。

因此,比率A优选为大于0.4且小于0.8。

另外,根据图6,在比率B为0.44(例8)、0.77(例9)时,主管1的中央部与分支上方部γ、分支部上端Ja的温度差<T1-T0>、<T2-T0>分别超过20℃。另外,在比率B为0.90(例10)时,主管1的中央部与分支部上端Ja、分支部下端Jb的温度差<T2-T0>、<T3-T0>分别超过20℃。

因此,比率B优选为大于0.55且小于0.77。

另外,在设定尺寸时,在上述的比率A、比率B的范围中,进一步优选满足上述的两个范围。

在满足比率A、比率B的两个范围的情况下,如例1~例7所示,能够减小主管1的中央部和分支上方部γ、分支部上端Ja、分支部下端Jb的温度差<T1-T0>、<T2-T0>、<T3-T0>,是优选的。

产业实用性

本发明的熔融玻璃加热装置能够对包含在复合管结构体中的主管和支管整体通电加热至刚好的期望的温度,因此能够应用于玻璃制造装置中的熔融玻璃的流路的通电加热。

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