JPH0354783B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融ガラス内部の気泡、石等を検知す
る方法に関するものである。

一般に、ガラス製品に巨大な泡や多数の泡や石
が存在すると、見た目もよくなく、品質低下につ
ながるばかりでなく、ガラス製品の気泡や石の径
の大小によつては検査及び二次加工工程において
歩留りを左右する。

また溶融ガラス中の気泡を抜くために、例えば
Ａの温度にまで溶融ガラスを加熱すれば充分であ
るのにＡ＋αの温度にまで加熱するというように
脱泡効果の確実性追求のために過剰エネルギーを
供給することが実際には行なわれている。これら
はいずれも生産コストを大きく吊り上げる要因と
なつている。

そこでこのような溶融ガラス内部の気泡、石等
の存在状態を把握して供給エネルギーの増減をコ
ントロールすることが考えられ、例えばこのため
に溶融ガラス中の気泡を観察する手段として従来
はサンプリング法が行なわれてきた。すなわち徐
冷終了後のガラス製品あるいは溶融炉の作業槽よ
り溶融ガラスをサンプリングし冷却して得たガラ
ス塊を目視により気泡が残つているかどうか観察
して清澄の良否を判定し、その結果により溶融ガ
ラス温度の設定値を可変調整して供給エネルギー
の増減をする方法である。

しかしこの方法は人手にたよるため労力が必要
なこと、サンプル採取及び放冷等の手間がかかる
こと、実質的に連続監視が出来ないこと、清澄不
良が見つかつた時の応答にかなりの遅れがあるた
め、これにより生ずる損失が大きいこと等の問題
があつた。

また溶融ガラスの清澄状態を観察、記録する装
置としては、ガラス原料の入つた透明なサンプル
容器を試験用小型電気炉で昇温し、背景を暗くし
た溶融ガラスからの熱放射をフイルムに露光させ
電気信号に変換させる装置（英国特許No.1431325
号公報）もあるが、かかる方法では多量生産の溶
融ガラスの清澄を連続して観察するには困難を伴
なう。

また更に本出願人は特開昭57−22122号公報に
よつて、溶融炉に付設したサンプリングオリフイ
スより炉外に連続導出される溶融ガラスに光源か
らの光を照射し、その透過光に基づいて受光気泡
数を演算して、あらかじめ設定した当該同温度に
おける標準気泡数と比較演算することにより溶融
ガラスへの供給エネルギー量を制御することを特
徴とするガラス溶融炉の溶融エネルギー制御方法
を提案している。

しかし、かかる方法も溶融炉内のガラスを直接
の対象とした方法ではないという問題がある。

本発明はこれら種々の従来方法についての難点
を解消した全く新しい検知方法を提供せんとする
ものである。

すなわち、本発明は上記の方法とは異なり、連
続溶融する溶融炉からガラスを炉外に取出すこと
なく溶融ガラス内部の気泡及び石等を（連続的
に）観察し、溶融ガラスの清澄状態を直接把握す
ることを実現した検知方法の提供を目的とするも
のである。

本発明者等がかかる目的に従つて本発明をなす
に至つたのは次の知見を見出したところによる。

一般にガラスなどの高温物体による発光は熱放
射によるものであり、この熱放射により可視光に
よる溶融ガラス内部の観察は不可能であつた。と
ころが、本発明者は種々の研究の結果、前記した
高温の溶融ガラスもある特定の波長の光に対して
だけは熱放射が少ないためにフイルターを通して
溶融ガラスが透明であることが分つた。すなわ
ち、通常ガラスの溶融温度は約1200〜1500℃であ
り、該温度の熱放射による発光波長は短波長サイ
ドでは約400〜500nmまで及ぶが熱放射を除けば、
本来無着色溶融ガラスは透明であるし、前記ガラ
スの熱放射による発光波長より波長の短い光を照
射すればこの波長領域においては溶融ガラスから
の熱放射が弱く、溶融ガラス自体が吸収してしま
う波長よりも長い波長の領域でガラス内部の観察
が可能であることを見い出したのである。

而してかかる知見に基づいて前記目的を達成す
るための本発明の要旨とするところは、溶融炉
（ここで溶融炉とは、狭義の溶融炉の他、フオア
ハース、作業槽等溶融ガラスを流通させる部分を
含む）内のガラスに対して光を照射し、該溶融ガ
ラス内部から射出して受光部に受光される散乱光
を、溶融ガラス内部の気泡、石等を検知するため
の情報信号とする検知方法であつて、前記受光部
に受光される光の波長は一般に250〜450nm（以下
近紫外域光という場合がある）の範囲とされる
が、常温における短波長の吸収端ソーダ石灰ガラ
スでは約350nm石英ガラスでは約250nmであり、
高温でのシフトを考慮した波長領域まで使える。

本発明方法を代表的に実現するには、溶融ガラ
スが放射する光の波長よりも短い光を含む光源を
用いてその光源光をガラスの界面上より照射し、
受光部に設けたフイルターで近紫外領域の反射光
を選択し、受光体での受光量を溶融ガラス内部に
存在する気泡及び石の量として検知することで行
なわれるが本発明はこれに限定されることはな
く、要は灼熱状態の溶融ガラスが放射する特定の
放射域と、ガラス組成による特定の吸収域をさけ
るように定めた波長の光を用いることで常温にお
ける透明体のガラスを可視光で視るのと同じ状況
を作り出し、溶融ガラス内部の気泡、石等の存在
状態を知るようにすればよいのである。

以下発明を図に示す実施例に従い詳細に説明す
る。

第１図においてガラス溶融炉１は溶融槽２とこ
れに底部にて接続する作業槽３とからなり、ガラ
ス溶融炉１はガラス原料を溶融するエネルギー供
給源としてバーナー４を有しており、該バーナー
４には供給重油量を可変制御しうる制御部８を介
して調整弁７により、重油を供給されるべく構成
されている。ガラス溶融炉１の炉内には溶融ガラ
ス６の温度測定のための各熱電対５，５′，５″，
５，５′′′′が天井及び炉床より嵌挿固定されて
いる。溶融ガラス内部の気泡の存在状態を検知す
る装置としては発光部１０と受光部１１を浮遊バ
ツチや燃焼ガスの影響の少ない作業槽の天井２３
に嵌挿固定する。

発光部１０により近紫外領域の光を約1200〜
1450℃の溶融ガラスに照射し、溶融ガラス内部に
透過させる。

光源としては、ガラスの熱放射による発光波長
よりも短波長の光を含むものを使用するものと
し、例えば波長250〜450nmの分光分布を有する
ストロボを使用する。

その他の光源としてブラツクライト、水銀灯、
レーザーなどが適当である。

溶融ガラスからの反射光より受光部のフイルタ
ー２０で300〜400nm波長領域の光を選択透過し、
次いで本実施例においてはこの選択透過させた光
をレンズ１９を通して受光体１８（フイルム）に
検知させ、マイクロプロセツサをもつ判断部９で
単位時間毎に溶融ガラスの単位体積当りの気泡を
計数しガラスの清澄状態を把握するようにしてい
る。

一方、熱電対５，５′，５″，５，５′′′′にお
いて検出された炉内各地点のガラス温度も判断部
へ送り、これらの測定値をあらかじめ設定した標
準気泡数と炉内各地点の標準ガラス温度とそれぞ
れに比較し、バーナーへの重油供給量の増減を決
定し制御部８を介し、調整弁７を可変調整する。

第２図は溶融ガラス内部の気泡を検知する装置
の詳細を示したものである。

発光部１０は、近紫外領域の光を射出する光源
１３（例えば写真用ストロボ）と、その光を反射
する半球状反射鏡１２と、反射された光を集光さ
せるレンズ１４と、反射された光の近紫外領域の
光を透過させるフイルター１５と、溶融ガラスか
らの反射熱を遮断する保護ガラス１６と、それら
を被包する管状耐火物１７からなる。受光部１１
は溶融ガラスからの反射熱を遮断する保護ガラス
２１と、溶融ガラス側より入射される光の近紫外
領域の光を透過させるフイルター２０（例えば東
芝硝子社製KL−40）と、反射された光を受光す
るレンズ１９（例えばタムロンｆ＝500mmF8反射
型望遠レンズ）と、その光の変化を感知する
CCD（電荷転送素子）とからなる受光体１８と、
それらを被包する管状耐火物２２とからなる。

以上の構成をなす溶融ガラス内部気泡検知装置
は例えば前記CCDに入射される光の強度を情報
信号として、これを電気信号に変換し、これによ
つて予め設定された（気泡存在率）−（光の強度）
の関係特性（例えば透過率として）と比較すれ
ば、溶融ガラス内部の清澄状態が測定される。

以上によつて実現される本発明方法によれば従
来方法の作業員による定期的な溶融ガラスのサン
プリングや成形製品の最終工程での品質検査によ
り発見される方法に比べ、溶融ガラスの時点で連
続（あるいは所望により定期的に）かつ自動的に
溶融ガラス内部の気泡を観察することが出来、即
時的に供給エネルギーが制御されるものであり労
力の省力、歩留りと品質の向上及び省エネルギー
に著しい効果を有するものである。

尚、前記実施例においては重油燃焼によるガラ
ス溶融炉について述べたが電気加熱による電気溶
融炉及びルツボ炉でも勿論可能であるし、検知
（点、線、あるいは一定面積の範囲を対象とする
検知）の位置は、炉の型式に応じて溶融ガラスの
清澄を監視するに最も適切な場所、例えば溶融炉
側壁に設置してもよい。また、受光部に入射受光
される光情報を電気的信号に変換する手段は既知
の電気技術によつて実現されればよく、前記実施
例で示したCCDで用いる他ビジコンあるいは
MOS（酸化金属半導体、絶縁ゲート形素子）でも
よくその直前に螢光膜を置き近紫外光を可視光に
変換させてもよい。又TVカメラ等を用いた映像
処理方式によることも可能な事は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるガラス溶融炉及びガラ
ス原料を溶融するために供給するエネルギーの制
御装置の概略説明図である。第２図は本発明にか
かる溶融ガラス内部の気泡検知装置を示す図であ
る。 １……ガラス溶融炉、２……溶融槽、３……作
業槽、４……バーナー、５，５′，５″，５，５
′′′′……熱電対、６……溶融ガラス、７……調整
弁、８……制御部、９……判断部、１０……発光
部、１１……受光部、１２……反射鏡、１３……
光源、１４，１９……レンズ、１５，２０……フ
イルター、１６，２１……保護ガラス、１７，２
２……耐火物、１８……受光体、２３……作業槽
の天井、２４……信号線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融炉内のガラスに対して光を照射し、該溶
   融ガラス内部から射出して受光部に受光される散
   乱光を、溶融ガラス内部の気泡、石等を検知する
   ための情報信号とする検知方法であつて、溶融ガ
   ラスに照射される光は該溶融ガラスの熱放射によ
   る発光波長よりも短波長の波長領域の光を含み、
   前記受光部に受光される光は溶融ガラスが放射す
   る光の波長よりも短く、かつ溶融ガラスが吸収で
   きる光の波長よりも長い波長領域の光であること
   を特徴とする溶融ガラス内部の気泡、石等の検知
   方法。 ２ 前記受光部に受光される光が250nm〜450nm
   の波長のものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載した溶融ガラス内部の気泡、石
   等の検知方法。