特開 2024-39288 残厚測定装置、残厚測定方法、およびガラス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039288

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】残厚測定装置、残厚測定方法、およびガラス製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 5/027 20060101AFI20240314BHJP

   C03B 5/42 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

C03B5/027

C03B5/42

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143735

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 仁

(72)【発明者】

【氏名】近藤 喜久男

(72)【発明者】

【氏名】串岡 佑記

【テーマコード（参考）】

4G014

【Ｆターム（参考）】

4G014AD00

4G014AD04

(57)【要約】

【課題】溶融ガラスの通電加熱を停止することなく、溶解槽の壁の残厚を測定する、技術を提供する。
【解決手段】残厚測定装置は、通電加熱される溶融ガラスを貯留する溶解槽の壁の残厚を測定する。前記残厚測定装置は、前記壁の貫通孔に差し込まれる金属製のスケールと、前記壁の外側において前記スケールの外周面の少なくとも一部を被覆する絶縁性のカバーと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電加熱される溶融ガラスを貯留する溶解槽の壁の残厚を測定する残厚測定装置であって、
前記壁の貫通孔に差し込まれる金属製のスケールと、
前記壁の外側において前記スケールの外周面の少なくとも一部を被覆する絶縁性のカバーと、
を備える、残厚測定装置。

【請求項2】

前記スケールは、板状または棒状である、請求項１に記載の残厚測定装置。

【請求項3】

前記スケールと前記カバーの間に、前記スケールから前記カバーへの熱の移動を制限する制限部材を備える、請求項１又は２に記載の残厚測定装置。

【請求項4】

前記壁に対して外側から当接し、前記スケールに対して相対的にスライドするカーソルを備える、請求項１又は２に記載の残厚測定装置。

【請求項5】

前記スケールは、前記溶融ガラスに当接する先端面と、前記先端面とは反対向きの基端面と、前記外周面と、を有し、
前記カバーは、前記スケールの前記外周面の少なくとも一部を被覆する被覆部と、前記スケールの前記基端面に対向する対向部と、を有し、
前記被覆部と前記対向部とが一体化されている、請求項１又は２に記載の残厚測定装置。

【請求項6】

請求項１又は２に記載の残厚測定装置を用いて前記残厚を測定することを有する、残厚測定方法。

【請求項7】

請求項１又は２に記載の残厚測定装置を用いて前記残厚を測定することを有する、ガラス製造方法であって、
前記溶融ガラスを通電加熱することを有する、ガラス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、残厚測定装置、残厚測定方法、およびガラス製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

溶解槽は、ガラス原料を溶解してなる溶融ガラスを貯留する。溶解槽の壁は、溶融ガラスに接触しており、時間の経過とともに徐々に浸食される。従って、壁の厚みは、徐々に減少していく。壁の厚みが閾値よりも小さくなると、延命のための修理が行われたり、寿命が尽きたとして溶解槽の操業が停止されたりする。

【0003】

特許文献１には、溶解槽の側壁を構成するレンガ同士の目地に、金属製のスケールを挿入することで、溶解槽の側壁の残厚を測定することが記載されている（特許文献１の段落［０００６］参照）。

【0004】

特許文献２、３及び４には、溶融ガラスを通電加熱する技術開示されている。溶融ガラスは、溶解槽の内部において複数本の電極棒によって通電加熱される。溶融ガラスに電圧を印加して溶融ガラスに電流を流すことで、ジュール熱が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－１３５１２号公報

【特許文献2】特開２０１８－１９３２６８号公報

【特許文献3】特公昭６１－２１１７０号公報

【特許文献4】特開平４－３４２４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

金属製のスケールを使用して、通電加熱用の溶解槽の壁の残厚を測定する場合、残厚測定の際に作業者の感電を防止すべく、溶融ガラスの通電加熱を一時的に停止することになる。

【0007】

溶融ガラスの通電加熱を一時的に停止すると、溶融ガラスの温度が変動し、製品ガラスの品質が変動し得る。特に、壁の浸食が進行し、残厚が少なくなると、残厚の測定頻度が増えるため、通電加熱を一時的に停止することのリスクが高くなる。

【0008】

本開示の一態様は、溶融ガラスの通電加熱を停止することなく、溶解槽の壁の残厚を測定する、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様に係る残厚測定装置は、通電加熱される溶融ガラスを貯留する溶解槽の壁の残厚を測定する。前記残厚測定装置は、前記壁の貫通孔に差し込まれる金属製のスケールと、前記壁の外側において前記スケールの外周面の少なくとも一部を被覆する絶縁性のカバーと、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示の一態様によれば、絶縁性のカバーによってスケールの外周面の少なくとも一部を被覆するので作業者の感電を抑制でき、溶融ガラスの通電加熱を停止することなく、溶解槽の壁の残厚を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は一実施形態に係る残厚測定装置を示す断面図であって、（Ａ）はスケールを側壁の貫通孔に差し込んだ状態を示す断面図であり、（Ｂ）はカバーを側壁に当接した状態を示す断面図であり、（Ｃ）はスケールを側壁の貫通孔から抜き出した状態を示す断面である。

【図2】図２は変形例に係る残厚測定装置と溶解槽を示す断面図であって、（Ａ）はスケールを側壁の貫通孔に差し込む前の状態を示す断面図であって、（Ｂ）はスケールを側壁の貫通孔に差し込んだ状態を示す断面図であり、（Ｃ）はスケールを側壁の貫通孔から抜き出した状態を示す断面である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0013】

図１を参照して、一実施形態に係る残厚測定装置１００について説明する。残厚測定装置１００は、溶解槽１０の壁の残厚を測定する。溶解槽１０は、ガラス原料を溶解してなる溶融ガラスＧを貯留する。溶解槽１０の壁は、溶融ガラスＧに接触しており、時間の経過とともに徐々に浸食される。従って、溶解槽１０の壁の厚みは、徐々に減少していく。溶解槽１０の壁の厚みが閾値よりも小さくなると、延命のための修理が行われたり、寿命が尽きたとして溶解槽１０の操業が停止されたりする。

【0014】

溶解槽１０は、溶融ガラスＧを側方から取り囲む側壁１１と、溶融ガラスＧを下方から支える底壁１２とを有する。側壁１１と底壁１２を、まとめて、単に壁とも称する。溶解槽１０の壁は、複数のレンガで構成される。複数のレンガは、熱膨張によって互いに接触しないように、隙間をおいて配列されている。その隙間は、溶融ガラスＧが漏れない程度の大きさであって、例えば０．１ｍｍ～５ｍｍである。隣り合うレンガ同士の隙間を、残厚測定用の貫通孔１３として利用可能である。隣り合うレンガ同士の隙間は複数存在するので、複数の場所で残厚を測定可能である。

【0015】

残厚測定装置１００は、例えば側壁１１の残厚測定に用いられる。なお、残厚測定装置１００は、底壁１２の残厚測定に用いられてもよい。残厚測定装置１００は、スケール１１０を備える。スケール１１０は、図１（Ａ）に示すように、側壁１１の貫通孔１３に差し込まれ、溶融ガラスＧに当接される。溶融ガラスＧは、溶解槽１０の壁に熱を奪われるので、壁の近傍においてある程度硬くなっており、スケール１１０の侵入を阻む。

【0016】

スケール１１０は、例えば板状である。板状のスケール１１０の厚みは、スケール１１０を隣り合うレンガ同士の隙間に差し込み可能な程度の大きさであり、例えば０．１ｍｍ～３ｍｍである。なお、スケール１１０は棒状であってもよい。棒状のスケール１１０の直径は例えば０．１ｍｍ～３ｍｍである。

【0017】

スケール１１０は、溶融ガラスＧに当接する先端面１１１と、先端面１１１とは反対向きの基端面１１２と、外周面１１３と、を有する。また、スケール１１０は、先端面１１１からの距離を示す目盛１１４を有する。目盛１１４は、基端面１１２からの距離を示してもよい。いずれにしろ、詳しくは後述するが、図１（Ａ）～図１（Ｃ）に示すように目盛１１４を用いて側壁１１の残厚を測定可能である。

【0018】

スケール１１０は、側壁１１の貫通孔１３に差し込んだり、その貫通孔１３から引き抜いたりする際に、側壁１１を構成するレンガと擦れる。スケール１１０が金属製であれば、スケール１１０が折れ難く、作業が容易である。それゆえ、本実施形態では、金属製のスケール１１０を使用する。

【0019】

溶融ガラスＧは、溶解槽１０の内部において、図示しない複数の電極によって通電加熱される。溶融ガラスＧに電圧を印加して溶融ガラスＧに電流を流すことで、ジュール熱が生じる。電極は、例えば棒状である。棒状の電極が溶解槽１０の底壁１２から溶融ガラスＧに差し込まれる。なお、棒状の電極が溶融ガラスＧに対して上方または側方から差し込まれてもよい。

【0020】

スケール１１０の先端面１１１が溶融ガラスＧに当接した状態で、複数の電極が溶融ガラスＧを通電加熱すると、溶融ガラスＧを介して金属製のスケール１１０に電気が流れる。なお、溶融ガラスＧを加熱する加熱器として複数の電極とガスバーナーが併用されてもよい。この場合も、溶融ガラスＧを介して金属製のスケール１１０に電気が流れる。

【0021】

そこで、残厚測定装置１００は、側壁１１の外側において、スケール１１０の外周面１１３の少なくとも一部を被覆する絶縁性のカバー１２０を備える。作業者は、カバー１２０を介してスケール１１０を保持する。よって、作業者の感電を抑制でき、溶融ガラスＧの通電加熱を停止することなく、側壁１１の残厚を測定できる。残厚測定時に溶融ガラスＧの温度変動を抑制でき、製品ガラスの品質の変動を抑制できる。カバー１２０の絶縁抵抗は、好ましくは０．４ＭΩ以上、より好ましくは１００ＭΩ以上、更に好ましくは１ＧΩ以上である。カバー１２０の絶縁抵抗は、大きいほど好ましく、特に限定されないが、実現性の観点から、好ましくは１００ＴΩ以下である。

【0022】

カバー１２０は、側壁１１の外側に設けられればよく、スケール１１０とは異なり側壁１１の貫通孔１３に差し込まれなくてよい。作業者は、側壁１１の外側で作業を行うからである。また、カバー１２０を側壁１１の貫通孔１３に差し込まないことで、貫通孔１３の内部でカバー１２０が折れることを防止でき、カバー１２０の破片が貫通孔１３に取り残されることを防止できる。

【0023】

カバー１２０は、スケール１１０の外周面１１３の少なくとも一部を被覆する被覆部１２１を有する。スケール１１０の長手方向（図１において左右方向）に対して垂直な断面において、スケール１１０の外周面１１３の全体が、被覆部１２１で被覆されていることが好ましい。カバー１２０は、本実施形態ではスケール１１０の長手方向にスライド可能であるが、スライド不能であってもよい。

【0024】

スケール１１０が板状である場合、被覆部１２１は例えば一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂを含む。一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂは、板状のスケール１１０を挟んで配置される。一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂは、例えばレンガを加工することで得られる。一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂの幅は、スケール１１０の幅よりも大きいことが好ましい。スケール１１０と作業者の接触を制限できる。

【0025】

被覆部１２１は、一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂに加えて、図示しない絶縁テープを含んでもよい。絶縁テープは、一対の絶縁板１２１ａ、１２１ｂに巻回される。これにより、スケール１１０の長手方向に対して垂直な断面において、スケール１１０の外周面１１３の全体を被覆部１２１で被覆できる。

【0026】

なお、スケール１１０が棒状である場合、被覆部１２１は例えば中空の絶縁筒を含む。中空の絶縁筒は、例えばレンガを加工することで得られる。中空の絶縁筒の内部に、スケール１１０が差し込まれる。これにより、スケール１１０の長手方向に対して垂直な断面において、スケール１１０の外周面１１３の全体を被覆部１２１で被覆できる。

【0027】

残厚測定装置１００は、スケール１１０とカバー１２０の間に、スケール１１０からカバー１２０への熱の移動を制限する制限部材１３０を備える。制限部材１３０は、例えばスケール１１０およびカバー１２０の両方よりも低い熱伝導率を有する。これにより、カバー１２０の温度上昇を抑制できる。なお、カバー１２０の熱伝導率が十分に低い場合、制限部材１３０は無くてもよい。

【0028】

スケール１１０の長手方向に対して垂直な断面において、スケール１１０の外周面１１３の全体が、制限部材１３０で被覆されていることが好ましい。制限部材１３０は、カバー１２０と一体化されており、カバー１２０と共にスケール１１０の長手方向にスライド可能である。なお、制限部材１３０は、スライド不能であってもよい。

【0029】

制限部材１３０は、例えばレンガを加工することで得られる。制限部材１３０を構成するレンガは、カバー１２０を構成するレンガよりも、低い熱伝導率を有する。一方、カバー１２０を構成するレンガは、制限部材１３０を構成するレンガよりも、高い電気抵抗率を有することが好ましい。

【0030】

制限部材１３０は、スケール１１０とカバー１２０の間に、図示しない空気層を形成するスペーサであってもよい。空気層の熱伝導率は、レンガの熱伝導率よりも低い。それゆえ、空気層を形成することで、スケール１１０からカバー１２０への熱の移動をより制限できる。

【0031】

次に、図１を再度参照して、残厚の測定方法の一例について説明する。作業者は、例えば図１（Ａ）に示すように、スケール１１０を側壁１１の貫通孔１３に差し込み、スケール１１０の先端面１１１を溶融ガラスＧに当接した状態で、側壁１１の外面１５の位置をスケール１１０の目盛１１４で読み取る。側壁１１の残厚Ｔは、スケール１１０の先端面１１１から側壁１１の外面１５までの距離Ｌ１に等しい。

【0032】

作業者は、図１（Ｂ）に示すように、スケール１１０の先端面１１１を溶融ガラスＧに当接した状態で、スケール１１０に対してカバー１２０をスライドさせ、カバー１２０を側壁１１に当接させてもよい。この場合、作業者は、スケール１１０の基端面１１２から、カバー１２０の側壁１１とは反対側の端面１２９までの距離Ｌ２を読み取ることで、側壁１１の残厚Ｔを測定する。スケール１１０の長さとカバー１２０の長さは、予め測定され、残厚Ｔの測定時に参照される。

【0033】

作業者は、図１（Ｂ）の状態でスケール１１０に対するカバー１２０のスライドを禁止したうえで、図１（Ｃ）に示すようにスケール１１０を側壁１１の貫通孔１３から抜き出してもよい。この場合、作業者は、スケール１１０の先端面１１１から、カバー１２０の側壁１１に対向する端面１２８までの距離Ｌ１を読み取ることで、側壁１１の残厚Ｔを測定する。

【0034】

なお、作業者は、図１（Ｃ）に示すようにスケール１１０を側壁１１の貫通孔１３から抜き出した後に、スケール１１０の基端面１１２から、カバー１２０の側壁１１とは反対側の端面１２９までの距離Ｌ２を読み取ることで、側壁１１の残厚Ｔを測定してもよい。スケール１１０の長さとカバー１２０の長さは、予め測定され、残厚Ｔの測定時に参照される。

【0035】

次に、図２を参照して、変形例に係る残厚測定装置１００について説明する。以下、主に相違点について説明する。残厚測定装置１００は、金属製のスケール１１０と、絶縁性のカバー１２０と、制限部材１３０と、を備える。カバー１２０は、スケール１１０の外周面１１３の少なくとも一部を被覆する被覆部１２１と、スケール１１０の基端面１１２に対向する対向部１２２と、を有する。

【0036】

被覆部１２１と対向部１２２とが一体化されている。これにより、作業者の感電をより抑制できる。なお、被覆部１２１と対向部１２２とが一体化されている場合、カバー１２０はスケール１１０の長手方向にスライド不能であってよい。カバー１２０は、側壁１１に対向する蓋部１２３を有してもよい。蓋部１２３と被覆部１２１と対向部１２２とが一体化されていてもよい。

【0037】

残厚測定装置１００は、側壁１１に対して外側から当接し、スケール１１０に対して相対的にスライドするカーソル１４０を備える。カーソル１４０は、スケール１１０の長手方向にスライド可能であり、スケール１１０に対するカーソル１４０の現在位置を示す。スケール１１０の先端面１１１が溶融ガラスＧに当接し、且つカーソル１４０が側壁１１の外面１５に当接した状態で、カーソル１４０は側壁１１の残厚Ｔを目盛１１４上で示す。カーソル１４０を設けることで、残厚Ｔを読み取りやすい。

【0038】

次に、図２を再度参照して、残厚の測定方法の一例について説明する。作業者は、例えば図２（Ａ）～図２（Ｂ）に示すように、スケール１１０を側壁１１の貫通孔１３に差し込み、スケール１１０の先端面１１１を溶融ガラスＧに当接する。スケール１１０の先端面１１１が溶融ガラスＧに当接する前に、カーソル１４０が側壁１１の外面１５に当接し、スケール１１０に対してカーソル１４０が相対的にスライドする。

【0039】

作業者は、図２（Ｂ）に示すように、スケール１１０の先端面１１１から側壁１１の外面１５までの距離Ｌ１を読み取ることで、側壁１１の残厚Ｔを測定する。カーソル１４０は透明であることが好ましい。但し、カーソル１４０が不透明であったとしても、作業者が目盛１１４を読み取れるような形状をカーソル１４０が有していればよく、例えばカーソル１４０は目盛１１４を読み取るための窓を有していてもよい。

【0040】

作業者は、図２（Ｂ）の状態でスケール１１０に対するカバー１２０のスライドを禁止したうえで、図２（Ｃ）に示すようにスケール１１０を側壁１１の貫通孔１３から抜き出してもよい。この場合、作業者は、図２（Ｃ）に示すようにスケール１１０を側壁１１の貫通孔１３から抜き出した後に、スケール１１０の先端面１１１から、スケール１１０までの距離Ｌ１を読み取ることで、側壁１１の残厚Ｔを測定する。

【0041】

以上、本開示に係る残厚測定装置、残厚測定方法、およびガラス製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0042】

１０ 溶解槽
１１ 側壁
１２ 底壁
１３ 貫通孔
１００ 残厚測定装置
１１０ スケール
１１３ 外周面
１２０ カバー

【図1】

【図2】