JPH07277740A

JPH07277740A - ガラス流出槽の液面管理装置

Info

Publication number: JPH07277740A
Application number: JP6064851A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kubo; 裕之久保; Isamu Shigyo; 勇執行; Tamakazu Yogo; 瑞和余語; Kohei Nakada; 耕平中田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-10-24
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3171523B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスの溶融の際の液面管理において、ガラ
ス流出槽からのガラスの流出量を一定にする際、その制
御の応答性を向上し、ノズルからの流出後の作業（例え
ば、ゴブ取り工程）のタクトを、一定に保持し、連続作
業性を維持できるようにした溶融ガラスの液面管理装置
を提供する。【構成】ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面をチェッ
クして、液面調整を行うようにした溶融ガラスの液面管
理装置において、溶融ガラスの液面を検知する検知手段
と、この検知手段によって検知されたガラス液面のレベ
ルを予め設定した基準レベルと比較して制御信号を出力
する制御手段と、この制御手段の制御信号で駆動され
て、容積調整体を溶融ガラス中に挿入し、ガラス流出槽
内の見掛けの容積を一定に保持する調整手段とを具備す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、光学素子な
どのガラス成型品を連続的に成形する際に、ガラス流出
槽の排出ノズルから定量的に溶融ガラスを導出するた
め、ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面をチェックし
て、液面調整を行うようにした溶融ガラスの液面管理装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガラス成型品を得るための成
形型に対する溶融ガラスの供給には、ガラスの自重を利
用して、溶融ガラスをガラス流出槽の排出ノズルから流
出させる方式が採用されている。この場合の溶融ガラス
の流出量／時間には、溶融ガラスの粘度（温度）やノズ
ル口径（流出抵抗）が関与するが、これらは、溶融ガラ
スの温度管理、ノズル構造で一義的に決定できる。しか
し、上述のように、ガラスの自重で、溶融ガラスの流出
を行うので、ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面レベル
の変動が、溶融ガラスの流出量に大きく影響することに
なる。

【０００３】そこで、流出された溶融ガラスを直接計量
するか、あるいは、ガラスに対する放射性物質（γ線）
の透過度を利用してガラス供給槽内のガラス液面を計測
する手段が用いられている。両者とも、計測手段で得ら
れた情報から、ガラス流出槽に連通するガラス溶融槽へ
のガラス原料の供給量を調整している。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述のように、ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面を検知
して、原料投入量を調整する液面管理方法では、液面を
所定の高さにするまでに、ガラス溶融槽でのガラス原料
の溶融時間、および、ガラス流出槽への溶融ガラスの流
入・移動時間がかかるため、短時間での液面管理（特
に、数ミリ単位の精度での液面レベルの調整・保持）が
困難であった。換言すれば、ガラス液面が所定高さに安
定するまで、排出ノズルからの溶融ガラスの流出量は、
微小な範囲において変化し（液面からノズル吐出口まで
の長さに対応したガラスの自重圧力が変化し）、溶融ガ
ラスの流出後の各工程にも変動を生じることになる。こ
れは、工業生産的にも、望ましくはない。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記事情に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、ガラスの溶融の際の
液面管理において、ガラス流出槽からのガラスの流出量
を一定にする際、その制御の応答性を向上し、ノズルか
らの流出後の作業（例えば、ゴブ取り工程）のタクト
を、一定に保持し、連続作業性を維持できるようにした
溶融ガラスの液面管理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面をチェックして、液
面調整を行うようにした溶融ガラスの液面管理装置にお
いて、溶融ガラスの液面を検知する検知手段と、この検
知手段によって検知されたガラス液面のレベルを予め設
定した基準レベルと比較して制御信号を出力する制御手
段と、この制御手段の制御信号で駆動されて、容積調整
体を溶融ガラス中に挿入し、ガラス流出槽内の見掛けの
容積を一定に保持する調整手段と、を具備している。

【０００７】

【作用】このため、容積調整体の、溶融ガラス中への浸
漬量で、即時的に溶融ガラスの液面調整が達成され、検
知手段による検知後の応答性が向上され、微妙なレベル
調整が確保され、安定した作業が連続的に行えることに
なる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
て具体的に説明する。図１は、実施例１の連続ガラス成
形での液面管理装置の構成を示しもので、ここでは、溶
融ガラス内へプランジャー（容積調整体）が下降して、
溶融ガラスの液面を一定レベルに保持している。

【０００９】図１において、符号１はガラス原料を投入
し、溶解・清澄するためのガラス溶融槽であり、２は溶
融ガラスを成形型に供給するため、その均質化を達成す
ると共に流出ノズル４から溶融ガラスを流出するガラス
流出槽、３は両槽１および２を連通・接続する接続パイ
プであり、これらは、一体的構成され、炉底板６ｂ上に
載置されており、それらの周囲を炉本体６（内壁はすべ
て断熱材）で囲んでいる。また、符号５はガラス溶融槽
に連通するガラス原料の投入部、１６はガラス流出槽２
の溶融ガラスの均質化のための攪拌翼、７はプランジャ
ー（これは、溶融ガラスの液面レベルを調整するための
調整手段の一部を構成する、溶融ガラス内に浸漬する容
積調整体）、１０は検知手段のフロートであり、各々、
炉天板６ｂを貫通し、その上方で支持されている。ま
た、符号８はプランジャー７を吊持するガイドピン、９
は調整手段の、ガイドピン８の昇降のための上下駆動用
モータ、１１は検知手段の検知板、１２は検知手段とし
て、例えば、検知板１１の上下移動を光学的に調べる位
置センサー、１３は検知手段からの情報で制御信号を調
整手段に与えるための制御手段としての制御器、１４は
ガラス原料、１５はガラス流出槽２と同じレベルを保持
するガラス溶融槽１のガラス液面である。なお、符号
１、２、３、４、５、７、８、１０、１６で示す各部材
は、白金および白金合金製である。

【００１０】このような構成において、先ず、投入部５
より投入されたガラス原料１４は、ガラス溶解槽１にお
いて、加熱・溶融され、その後、清澄され、各種工程を
経てから接続パイプ３を通過し、ガラス流出槽２に入
り、攪拌翼１６により十分均質化された後、流出ノズル
４より後工程（図示せず）に最適な温度条件で、流出さ
れる。

【００１１】また、前記各槽は、炉本体６の内部に配置
された複数のヒーター（図示せず）により加熱される。
また、流出ノズル４を介して、ガラス流出後の工程（例
えば、ゴブ成形のための成型用型への溶融ガラスの供給
工程）へ、溶融ガラス１７を一定量づつ流出するよう
に、その流出量に合わせて、一定量のガラス原料１４を
投入部５を介して、ガラス溶融槽１に連続的、または、
間欠的に投入するのである（なお、図には、そのための
投入装置が示されていない）。なお、流出ノズル４の溶
融ガラス１７の流出量…３．０ｃｃ／分、流出ノズル４
の温度条件…先端オリフィス部＝１，１５０℃，その中
間部＝９００℃にするとよい。

【００１２】続いて、本発明の装置で、溶融ガラスの液
面レベルを高度な安定性を持って、調整・保持する仕方
を以下に具体的に説明する。プランジャー７は、その一
部が前述の溶融ガラス内に挿入された状態で、ガイドピ
ン８により吊持されている。そして、ガイドピン８は、
炉天板６ａの上方に設置された前述の上下駆動モータ９
の出力軸の正逆回転で昇降されるように、その上端を適
当な伝動系を介して前記出力軸に連結しており、これに
よって、プランジャー７は、溶融ガラス内に対して自在
に上下動することができる。

【００１３】また、検知手段としては、フロート１０の
上方に伸びたガイド棒１０ａの上端（炉天板６ａの上
方）に検知板１１を取り付けており、ガラスの液面１５
のレベルの高低変化に連動して、炉天板６ａの上方に固
定された上下位置センサー１２（例えば、その微少な間
隔の上下端に、各１ケのリミットＳＷを設けた構造）と
の間で、その相対位置の移動で、液面レベルを検出する
ことができる。この検知手段による検出情報は、前記制
御器１３に与えられ、その制御器１３での判定で、所要
の制御信号が、上下駆動モータ９に駆動信号として与え
られる。このようにして、プランジャー７が上下に昇降
制御され、溶融ガラス内での容積排除量を加減し、これ
によってガラスの液面１５を上下に調整することができ
る。この場合、液面レベルの調整は、溶融ガラスの排除
量で即時的に行えるので、従来の検知・制御手段に比べ
て、高い応答性が得られ、作業タクトが一定に保持でき
る。勿論、検知信号を受けた段階で、制御手段は、ガラ
ス原料の供給制御のための手段に制御信号を出力し、こ
れによって、投入口５に対するガラス原料の供給量が加
減される。

【００１４】更に、図２の（ａ），（ｂ）を用いて、詳
しく述べれば、先ず、（ａ）に示すように、投入部５か
らガラス溶融槽１へのガラス原料の流入がオーバーにな
れば、液面（フロート１０）が上昇するが、この場合、
上限位置センサー１２ａが検知信号ＯＮ（またはＯＦ
Ｆ）を出力し、制御器１３が直ちに、制御信号を上下駆
動モータ９に与えて、即時的にプランジャー７の上昇を
開始し、上限位置センサー１２ａが検知信号ＯＦＦ（ま
たはＯＮ）となるまで、即ち、液面が下降するまで、プ
ランジャー７を上昇させ、ガラス液面１５のレベルを一
定保持レベル１５ａまで下降させる。この時、ガラス原
料の供給は、制御手段からの制御信号を受けて減少され
る。

【００１５】反対に、ガラス原料の流入量より、ノズル
４からの溶融ガラスの流出がオーバーになれば、液面が
下降するが、この場合、下限位置センサー１２ｂが検知
信号ＯＮ（またはＯＦＦ）を出力し、制御器１３が直ち
に、制御信号を上下駆動モータ９に与えて、即時的にプ
ランジャー７の下降を開始し、下限位置センサー１２ｂ
が検知信号ＯＦＦ（またはＯＮ）となるまで、即ち、液
面が上昇するまで、プランジャー７を下降させ、ガラス
液面１５のレベルを一定保持レベル１５ａまで上昇させ
る。同時に、ガラス原料の供給は、制御手段からの制御
信号を受けて増加される。

【００１６】つまり、この工程を繰り返し行うことによ
り、前記上下位置センサの検知間距離（Δｈ）の範囲
で、溶融ガラスの液面１５の管理を行うことができる。

【００１７】次に、前述の液面管理装置による実際の使
用例を、具体的に説明する。なお、ここでの溶融ガラス
の材料には、下記のものが使用される。

【００１８】・用途：カメラ、ビデオカメラ用光学素子・硝子原料：ＳＫ１２相当の光学特性を持つ光学ガラス
（成分比ｗｔ％）ＳｉＯ₂：４７．４％，Ｂ₂Ｏ₃：９．５％，Ａｌ₂Ｏ
₃：４．０％，Ｌｉ₂Ｏ：６．０％，Ｎａ₂Ｏ：２．０
％，Ｋ₂Ｏ：０．５％，ＢａＯ：２６．８％，ＺｎＯ：
３．５％，Ｓｂ₂Ｏ₃：０．３％・連続溶融窯のサイズ／溶融ガラス容量についてガラス溶融槽１；形状：直方体寸法（内壁寸法）：長さ２００ｍｍ，幅１５０ｍｍ，高さ８０ｍｍ液面高さ：６０ｍｍ（＝１，８００ｃｃ）ガラス流出槽２；形状：円筒形寸法（内壁寸法）：直径φ１００ｍｍ，高さ１２０ｍｍ液面高さ：１００ｍｍ（＝７６５ｃｃ）接続ハイプ３；形状：円筒形（テーパ形状）寸法：入口内径φ２０ｍｍ，出口内径φ３０ｍｍ長さ５０ｍｍ流出ノズル４；形状：パイプ状寸法：内径φ１０ｍｍ，長さ４００ｍｍ攪拌翼１６；形状：ヘリカルペラ，２ターン寸法：ペラ外径φ６０ｍｍ，長さ７０ｍｍ軸径φ１５ｍｍ，ペラ厚さ１ｍｍ続いて、本発明で使用するプランジャーおよびフロート
の仕様例を下記する。

【００１９】・プランジャー７；形状：中空円筒形寸法：外径φ５０ｍｍ，長さ６０ｍｍ（＝液面変化量１ｍｍに対しプランジャー挿入量ΔＨ＝
１８．３ｍｍ）・フロート１０；形状：中空円筒形寸法：外径φ１５ｍｍ，長さ３０ｍｍ・プランジャーフロート間軸ピッチ；５２．５ｍｍ・プランジャー流出ノズル間軸ピッチ；１６２．５
ｍｍ・プランジャー初期挿入量；ガラス一定保持液面より
２５ｍｍ・プランジャー上下動速度；１ｍｍ／ｓｅｃ〜５０ｍ
ｍ／ｓｅｃ（可変）・検知板１１；形状：長方形寸法：幅１０ｍｍ，長さ３０ｍｍ，厚さ１ｍｍ・上下位置センサー１２；種類：光電センサーの受光スポット径：φ０．５ｍｍ・上下検知間距離；Δｈ＝２ｍｍなお、プランジャー７の形状としては、本実施例で、円
筒形状を使用したが、その他の形状、例えば、角柱形、
円錐形、角錐形などの形状を使用しても構わない。

【００２０】前記条件での液面管理において、プランジ
ャー７の上下動速度を３０ｍｍ／ｓに設定した結果、
上、下限位置センサー１２ａ、ｂの検知時間（検知ＯＮ
してからＯＦＦまで）は、実際に１．５±０．３ｓｅｃ
であった。そして、このときのガラス流出の変動量は、
流出量３．０ｃｃ／分において、バラツキ精度で±１％
以内であった。

【００２１】また、前記条件でプランジャー７の上下動
速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定した場合に、上下限
位置センサー１２ａ、１２ｂの検知時間は、２．４ｓｅ
ｃ以上（実務上、２〜９ｓｅｃ）であり、ガラス流出の
変動量は、上述と同じ流出量においてバラツキ精度で±
１．５％以内であった。

【００２２】本実施例では、上下限位置センサーの中間
部に検知板を設置して、液面レベルの検知を行ったが、
逆に、位置センサーを上、下限検知板の中間部に設置し
て検知を行う方式でも同等の機能を果たすことができ
る。また、この実施例では、位置センサーとして、光電
センサーを使用したが、他の接触式のリミットセンサー
などを使用しても構わない。そして、本実施例では、フ
ロート式検知手段（メカ＋検知センサー）によるガラス
液面の検出を採用したが、他の位置検出方法、例えば、
ＣＣＤラインセンサー（投・受光式センサー）などによ
り、直接、ガラス液面を検出する方法を使用してもよ
い。

【００２３】さらに、本実施例では、プランジャーの挿
入出の駆動方式として、上下駆動モータを使用したが、
他の駆動方式、例えば、油・空圧シリンダーなどによる
駆動方式を使用することも、勿論、可能である。

【００２４】図３には、本発明の他の実施例が示されて
いる。ここで示すガラス溶融槽１は前述の実施例のよう
な溶融ガラスの液面検知手段やレベル調整手段を備えて
いない。その代わり、流出槽２には、通路１９を介して
液面管理槽１８が連通されており、ここには、前述の実
施例同様の構成で、プランジャー２０およびフロート２
１が配設されている。このように、ガラス溶融槽１とは
分離された液面管理槽１８を用意することで、ガラス溶
融槽１から流出槽２への流れの乱れを防止して、よどみ
などの不均一な流れの誘因を作らない利点が得られる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したようになり、ガ
ラス流出槽内の溶融ガラスの液面をチェックして、液面
調整を行うようにした溶融ガラスの液面管理装置におい
て、溶融ガラスの液面を検知する検知手段と、この検知
手段によって検知されたガラス液面のレベルを予め設定
した基準レベルと比較して制御信号を出力する制御手段
と、この制御手段の制御信号で駆動されて、容積調整体
を溶融ガラス中に挿入し、ガラス流出槽内の見掛けの容
積を一定に保持する調整手段とを具備している。

【００２６】したがって、容積調整体の、溶融ガラス中
への浸漬量で、即時的に溶融ガラスの液面調整が達成さ
れ、検知手段による検知後の応答性が向上され、微妙な
レベル調整が確保され、安定した作業が連続的に行える
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した断面図である。

【図２】同じく、前記実施例の使用態様を、（ａ）およ
び（ｂ）で示した説明図である。

【図３】本発明の別の実施例を示した断面図である。

【符号の説明】

１ガラス溶融槽２ガラス流出槽４流出ノズル６炉本体７，２０プランジャー９上下駆動用モータ１０，２１フロート１１検知板１２位置センサー１３制御器１５ガラス液面１６攪拌翼１８液面管理槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中田耕平東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス流出槽内の溶融ガラスの液面をチ
ェックして、液面調整を行うようにした溶融ガラスの液
面管理装置において、溶融ガラスの液面を検知する検知手段と、この検知手段によって検知されたガラス液面のレベルを
予め設定した基準レベルと比較して制御信号を出力する
制御手段と、この制御手段の制御信号で駆動されて、容積調整体を溶
融ガラス中に挿入し、ガラス流出槽内の見掛けの容積を
一定に保持する調整手段と、を具備することを特徴とする溶融ガラスの液面管理装
置。
【請求項２】前記検知手段および調整手段は、同じガ
ラス液面を保持するように、ガラス流出槽と連通するガ
ラス溶融槽に対して配設されていることを特徴とする請
求項２に記載の溶融ガラスの液面管理装置。
【請求項３】前記検知手段は、溶融ガラス中に浸漬さ
れるフロートと、このフロートの上下動を検知するセン
サとを具備していることを特徴とする請求項１に記載の
溶融ガラスの液面管理装置。
【請求項４】前記調整手段は、制御信号によって駆動
されるモーターを具備し、前記容積調整体は、このモー
ターで上下に強制駆動されることを特徴とする請求項１
に記載の溶融ガラスの液面管理装置。