專利名稱：玻璃制造裝置以及玻璃制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造玻璃的玻璃制造裝置及玻璃制造方法，該玻璃是用作通過對(duì)下述光學(xué)元件進(jìn)行精密壓制成形而獲得的預(yù)成型材料或作為板狀玻璃的帶狀材料等、透鏡等，即DVD(Digital Versatile Disc，數(shù)字多功能光盤)、CD(Compact Disc，壓縮光盤)、磁光盤(MO，Magneto-Optic Disk Drive)等光學(xué)攝像透鏡；附帶照相機(jī)的移動(dòng)電話用透鏡；光通訊用透鏡或光學(xué)機(jī)器等所使用的透鏡或棱鏡等光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
近年來，為了降低制造成本，透鏡等光學(xué)元件等的玻璃成形品可通過如下的精密壓制成形而制造，即，使玻璃預(yù)成型材料加熱軟化，且使用具有高精度成形面的金屬模具進(jìn)行壓制成形，并省略成形后的研削、研磨工序，直接獲得透鏡等光學(xué)元件。
為了獲得上述玻璃成形品所使用的玻璃預(yù)成型材料，可使用如圖5所示的玻璃制造裝置310，通過如下方法而獲得。再者，玻璃制造裝置310具備熔融爐312、熔融槽421、熔融槽421內(nèi)的熔融玻璃液面422、爐體423、加熱器433、攪拌機(jī)425、攪拌翼426、加熱器433、進(jìn)料器314、以及加熱器318。
首先，使玻璃制造裝置310具備的熔融爐312的熔解槽421中所熔解的熔融玻璃B從進(jìn)料器314流出，并使該流出的熔融玻璃106冷卻，由此獲得玻璃坯。除將該玻璃坯切斷、研磨而獲得玻璃預(yù)成型材料之外，為了省去切斷、研磨工序以降低制造成本，有時(shí)也直接使用上述玻璃坯作為玻璃預(yù)成型材料。
直接使用玻璃坯作為玻璃預(yù)成型材料時(shí)，為了連續(xù)高精度地制造具有特定尺寸的玻璃成形品，必須時(shí)常使熔融槽421中流出的熔融玻璃B的量(流出量)固定。
從進(jìn)料器314流出的熔融玻璃的流出量可通過下式(哈根-泊肅葉公式)而表達(dá)。
Q＝(π/8)×(r4/l·μ)×Δp (式1)Q熔融玻璃的流出量，r進(jìn)料器半徑，l進(jìn)料器長(zhǎng)度，μ熔融玻璃的粘度，Δp進(jìn)料器出入口的壓力差此處，如使熔融玻璃B從熔解槽421流出的間歇爐等所代表，具有熔融玻璃B的液面高度(熔融玻璃的液位)逐漸下降的熔融爐。當(dāng)熔融玻璃B的液位變化時(shí)，熔融玻璃B的位置能量(熔融玻璃的液面與進(jìn)料器出口的高度差(落差))產(chǎn)生變化，若不采取任何對(duì)策，則因熔融玻璃B的流出量變化，而使玻璃預(yù)成型材料的尺寸改變，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致玻璃成形品的尺寸改變。其原因在于，在上述哈根-泊肅葉公式中，Δp是將位置能量轉(zhuǎn)換為壓力。
因此，為使玻璃成形品的尺寸不改變，必須將熔融玻璃B的流出量固定保持。作為該對(duì)策，可考慮通過適當(dāng)更改進(jìn)料器(使熔融玻璃流出的管道)314內(nèi)熔融玻璃B的溫度(即粘度)，而使熔融玻璃B的流出量固定(也可以通過改變進(jìn)料器314的尺寸(內(nèi)徑、長(zhǎng)度)，使熔融玻璃B的流出量固定，但由于不現(xiàn)實(shí)，因而此處省略其說明。)。
然而，使進(jìn)料器314內(nèi)熔融玻璃B的溫度改變時(shí)，所流出的熔融玻璃106的溫度、粘度也將變化，故而無(wú)法獲得當(dāng)初目標(biāo)的玻璃成形品。而且，即使進(jìn)料器314內(nèi)熔融玻璃B的溫度改變，由于熔融玻璃B的流出量在溫度實(shí)際變化前產(chǎn)生時(shí)滯，故而僅在時(shí)滯部分產(chǎn)生玻璃成形品的尺寸不均。
而且，當(dāng)使進(jìn)料器314內(nèi)熔融玻璃B的溫度變化時(shí)，可能產(chǎn)生失透。所謂失透，是指在熔融玻璃的固化過程中，在某溫度區(qū)域，使熔融玻璃保持固定時(shí)間以上，由此熔融玻璃的分子結(jié)構(gòu)成為更加穩(wěn)定的結(jié)晶狀態(tài)，以使玻璃成形品失去透明性的現(xiàn)象。
因此，優(yōu)選通過熔融玻璃B的液位變化，即使位置能量產(chǎn)生變化，進(jìn)料器314內(nèi)的熔融玻璃B也不會(huì)產(chǎn)生失透現(xiàn)象，且維持具有良好成形性的溫度，并使熔融玻璃B的流出量固定保持。
例如，專利文獻(xiàn)1中揭示有玻璃球制造裝置，其使玻璃材料在熔融槽內(nèi)部熔融，從設(shè)在熔融槽的噴嘴(進(jìn)料器)滴下保持固定溫度的熔融玻璃，且測(cè)定熔融玻璃滴從進(jìn)料器滴下的時(shí)間間隔，并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果，控制對(duì)熔融槽內(nèi)部熔融玻璃負(fù)載的壓力，以使滴下的時(shí)間間隔固定。
專利文獻(xiàn)1特開2004-250267號(hào)公報(bào)[發(fā)明所欲解決的問題]然而，上述裝置中，難以正確測(cè)定連續(xù)流出的熔融玻璃的流出量，實(shí)際上，由于熔融玻璃流出量的測(cè)定值與實(shí)際流出量不同，故而造成玻璃成形品的尺寸不均。
進(jìn)而，上述裝置中，熔融玻璃滴從進(jìn)料器滴下的時(shí)間間隔，即，檢測(cè)熔融玻璃的流出量之后控制施加至熔融玻璃液面的壓力，且使熔融玻璃的流出量達(dá)到預(yù)期的固定值以前產(chǎn)生時(shí)滯，故而在此情形下，玻璃成形品也會(huì)產(chǎn)生大小不均。
而且，與熔融玻璃的液位逐漸降低時(shí)產(chǎn)生的問題不同，例如，在變更玻璃成形品的種類時(shí)，由于熔融玻璃的粘度不同，故而熔融玻璃的流出量產(chǎn)生變化。為此，必須進(jìn)行更改進(jìn)料器的作業(yè)，使之符合變更后的玻璃成形品(熔融玻璃)的尺寸(半徑、長(zhǎng)度不同)，或者進(jìn)行溫度控制作業(yè)，使之成為無(wú)失透現(xiàn)象且成形性良好的溫度。當(dāng)不進(jìn)行如上所述的繁雜作業(yè)時(shí)，則無(wú)法獲得如上所述的具有特定尺寸的玻璃成形品。
進(jìn)而，由于進(jìn)料器劣化，在進(jìn)料器半徑增大時(shí)，熔融玻璃的流出量產(chǎn)生變化，因而在此狀態(tài)下無(wú)法獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。此情形時(shí)，也必須進(jìn)行進(jìn)料器的交換作業(yè)，或者溫度控制作業(yè)，使之成為無(wú)失透現(xiàn)象且成形性良好的溫度。
本發(fā)明是鑒于上述問題研制而成，本發(fā)明第一目的在于提供如下玻璃制造裝置及玻璃制造方法，即，其在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃的流出量固定維持，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。本發(fā)明第二目的在于提供如下玻璃制造裝置及玻璃制造方法，即，其在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
發(fā)明內(nèi)容
具體而言，本發(fā)明提供之如下(1)玻璃制造裝置，其具備熔融玻璃槽；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其用于調(diào)整對(duì)熔融玻璃的液面所施加的壓力；以及液位測(cè)定機(jī)構(gòu)，其將上述熔融玻璃的液位作為測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
根據(jù)發(fā)明(1)，通過液位測(cè)定機(jī)構(gòu)對(duì)測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定，并可根據(jù)該測(cè)定液位、熔融玻璃的密度、以及熔融玻璃槽的剖面面積，計(jì)算出進(jìn)料器出入口的壓力差(設(shè)該壓力差為Pa)。
此處，當(dāng)用以使玻璃成形品具有特定尺寸的熔融玻璃的流出量為Qa時(shí)，設(shè)進(jìn)料器出入口的壓力差為Pb。下述式1中，除了熔融玻璃的流出量及進(jìn)料器出入口的壓力差以外的參數(shù)無(wú)變更時(shí)，可通過壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，將Pb-Pa的壓力施加至熔融玻璃的液面，以此使熔融玻璃的流出量維持在Qa。
Q＝(π/8)×(r4/l·μ)×Δp (式1)Q熔融玻璃的流出量，r進(jìn)料器半徑，l進(jìn)料器長(zhǎng)度，μ熔融玻璃的粘度，Δp進(jìn)料器出入口的壓力差即，與先前例中對(duì)難以測(cè)定的熔融玻璃的流出量進(jìn)行測(cè)定，使熔融玻璃的流出量固定之方法有所不同，由發(fā)明(1)，根據(jù)自身易測(cè)定的測(cè)定液位，對(duì)施加至熔融玻璃液面的壓力進(jìn)行控制，由此可使熔融玻璃的流出量固定。而且，與先前例不同，在使熔融玻璃的流出量達(dá)到預(yù)期的固定值以前，不產(chǎn)生時(shí)滯。
進(jìn)而，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，也不更改進(jìn)料器，而是根據(jù)自身易測(cè)定的測(cè)定液位，對(duì)施加至熔融玻璃液面的壓力進(jìn)行控制，由此可使熔融玻璃的流出量固定。
如上所述，根據(jù)發(fā)明(1)，在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過使熔融玻璃流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)發(fā)明(1)，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
(2)根據(jù)(1)所述的玻璃制造裝置，其具備液面監(jiān)控槽，與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，且在大氣開放時(shí)或者特定壓力下，暫時(shí)積存上述熔融玻璃。
根據(jù)發(fā)明(2)，當(dāng)熔融玻璃以可流入的方式與熔融玻璃槽連通，且設(shè)置有在大氣開放時(shí)或者特定壓力下暫時(shí)積存熔融玻璃的液面監(jiān)控槽時(shí)，液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的液位，形成實(shí)際的熔融玻璃位置能量(熔融玻璃的液面與進(jìn)料器出口的高度差(落差))。
例如，熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以利用壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)而調(diào)整施加至熔融玻璃液面的壓力，以使液位測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的液位固定。如上所述，當(dāng)液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的液位固定時(shí)，液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的位置能量(熔融玻璃的液面與進(jìn)料器出口的高度差(落差))固定。此時(shí)，由于上述進(jìn)料器出入口的壓力差固定，根據(jù)上式1，流出量Q也固定。
因此，并非如先前所述，對(duì)難以測(cè)定的熔融玻璃的流出量進(jìn)行測(cè)定，使熔融玻璃的流出量固定，而是通過控制自身易測(cè)定的液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的測(cè)定液位，可使熔融玻璃A的流出量固定。尤其是，除熔融玻璃槽以外，設(shè)置有在大氣開放時(shí)或者特定壓力下暫時(shí)積存熔融玻璃的液面監(jiān)控槽，以此可不受熔融玻璃的蒸汽壓影響，而對(duì)施加至熔融玻璃液面的壓力進(jìn)行調(diào)整，因而可使熔融玻璃的流出量更加固定。而且，與先前例不同，使熔融玻璃的流出量達(dá)到預(yù)期固定值以前，不產(chǎn)生時(shí)滯。
進(jìn)而，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，也不更改進(jìn)料器，而是通過控制測(cè)定液位，可使熔融玻璃的流出量固定。
如上所述，根據(jù)發(fā)明(2)，在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃的流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)發(fā)明(2)，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的玻璃制造裝置，其具備壓力控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的上述測(cè)定液位，控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
(4)根據(jù)(2)或(3)所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃液面照射激光，以檢測(cè)來自上述熔融玻璃液面的反射光，從而對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
(5)根據(jù)(2)或(3)所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃照射放射線，并利用透過上述熔融玻璃的放射線量，來對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
(6)根據(jù)(2)或(3)所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)控制使密閉的上述液面控槽內(nèi)的壓力固定。
(7)根據(jù)(1)至(6)中任一項(xiàng)所述的玻璃制造裝置，其具備管道，使上述熔融玻璃從上述熔融玻璃槽流出。
(8)根據(jù)(7)所述的玻璃制造裝置，其具備加熱器，使上述管道保持固定溫度。
(9)一種玻璃制造裝置，其具備熔融玻璃槽；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其用于調(diào)整對(duì)熔融玻璃的液面所施加的壓力；液面監(jiān)控槽，其與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，且具有暫時(shí)積存上述熔融玻璃的密閉構(gòu)造；以及壓力計(jì)，其用于測(cè)定上述液面監(jiān)控槽內(nèi)上述熔融玻璃的液面與該液面監(jiān)控槽端部之間的空間壓力，根據(jù)上述壓力計(jì)所測(cè)定的上述空間的壓力，控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，使上述空間的壓力固定。
(10)一種玻璃制造方法，其使保持于熔融玻璃槽的熔融玻璃流出，且將上述熔融玻璃的液位作為測(cè)定液位，利用液位測(cè)定機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)所測(cè)定的上述測(cè)定液位，調(diào)節(jié)對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力。
(11)根據(jù)(10)所述的玻璃制造方法，其中上述測(cè)定液位是液面監(jiān)控槽內(nèi)熔融玻璃的液位，該液面監(jiān)控槽與上述熔融玻璃槽連通，且在大氣開放時(shí)或者特定壓力下，暫時(shí)積存從上述熔融玻璃槽流入的上述熔融玻璃。
(12)根據(jù)(10)或(11)所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述熔融玻璃的表面照射激光，以檢測(cè)來自上述熔融玻璃液面的反射光，從而對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行。
(13)根據(jù)(10)或(11)所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述熔融玻璃照射放射線，并利用透過上述熔融玻璃的放射線量，對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
(14)根據(jù)(10)或(11)所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)控制使密閉的上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的壓力固定，以此方式測(cè)定上述測(cè)定液位。
(15)根據(jù)(10)或(14)所述的玻璃制造方法，其中為了使上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的上述測(cè)定液位固定，而控制對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力。
(16)根據(jù)(10)至(15)中任一項(xiàng)所述的玻璃制造方法，其使上述熔融玻璃從管道流出，且通過加熱上述管道的加熱器而使上述管道的溫度保持固定。
(17)一種玻璃制造方法，其使保持于熔融玻璃槽的熔融玻璃流出，且液面監(jiān)控槽與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，并通過壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)，測(cè)定暫時(shí)積存上述熔融玻璃的具有密閉構(gòu)造的液面監(jiān)控槽內(nèi)上述熔融玻璃的液面、與該液面監(jiān)控槽端部之間的空間壓力，并且對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力進(jìn)行控制，使上述壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的壓力固定。
根據(jù)本發(fā)明，在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃的流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)本發(fā)明，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
圖1為概略表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖2為概略表示與圖1具有不同構(gòu)造的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖3為概略表示本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖4為概略表示與圖3具有不同構(gòu)造的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖5為概略表示本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖6為概略表示與圖5具有不同構(gòu)造的玻璃制造裝置的剖面圖。
圖7為概略表示先前玻璃制造裝置的剖面圖。
10、210、310玻璃制造裝置12 熔融爐14 進(jìn)料器16 能級(jí)計(jì)17 壓力計(jì)18 加熱器
20 加減壓裝置22 壓力控制裝置121 熔融槽122 液面123 爐體125 攪拌機(jī)128 連接部129 液面監(jiān)控槽130 液面133 加熱器A熔融玻璃具體實(shí)施方式
[第1實(shí)施形態(tài)]以下，根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。再者，以下實(shí)施形態(tài)的說明中，對(duì)同一構(gòu)成要件附以同一符號(hào)，故省略或簡(jiǎn)略化其說明。
圖1為表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的一較佳例，概略表示玻璃制造裝置的剖面圖。
如圖1所示，玻璃制造裝置10具備熔融爐12，用以使玻璃原料熔融而獲得熔融玻璃A；進(jìn)料器14，是使熔融玻璃A連續(xù)流下的路徑(導(dǎo)管)；能級(jí)計(jì)16，測(cè)定下述熔融槽121內(nèi)熔融玻璃液面122的高度(熔融玻璃的液位)；加熱器18，加熱上述進(jìn)料器14；加減壓裝置20；以及壓力控制裝置22，控制加減壓裝置20。
熔融爐12具備熔融槽121，是將玻璃原料熔融時(shí)的容器；爐體123，罩在該熔融槽121的周圍；攪拌機(jī)125，用以攪拌熔融槽121；以及加熱器133，對(duì)熔融槽121進(jìn)行加熱，且可保持特定溫度。再者，熔融槽121為熔融玻璃槽之一例，加熱器133為加熱機(jī)構(gòu)之一例。
熔融槽121可使熔融玻璃A熔融、澄清。該熔融玻璃A的溫度可以通過加熱器133而保持特定溫度。
而且，熔融槽121雖設(shè)置有未圖示的玻璃原料投入口，但是在該玻璃原料投入口閉合時(shí)，形成密閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，熔融槽121在由下述加減壓裝置20進(jìn)行加壓或者減壓時(shí)，還具備結(jié)構(gòu)上可承受的耐壓性。
爐體123罩在熔融槽121的周圍，且由耐火磚等耐熱材料而形成。
攪拌機(jī)125從熔融槽121的上部插入熔融槽121的大致中央部。該攪拌機(jī)125具備攪拌翼126，通過在水平方向上旋轉(zhuǎn)該攪拌翼126，來攪拌熔融玻璃A，以使其均質(zhì)化。
加熱器133附設(shè)在熔融槽121的周邊部。熔融槽121通過該加熱器133而適當(dāng)加熱，并且保持在固定溫度。
進(jìn)料器14是使熔融玻璃A從熔融槽121流出的管道之一例，在該進(jìn)料器14的周邊部附設(shè)有加熱器18。該加熱器18通過使進(jìn)料器14的溫度保持固定，來控制進(jìn)料器14內(nèi)熔融玻璃A的粘性，并且可控制進(jìn)料器14中熔融玻璃A的流出速度。
能級(jí)計(jì)16為測(cè)定熔融玻璃A的液位的液位測(cè)定機(jī)構(gòu)之一例。該能級(jí)計(jì)16按照如下所述，測(cè)定熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液面122的高度，即，熔融玻璃A的液位。首先，能級(jí)計(jì)16使激光強(qiáng)度(亮度)在高頻處變化，且從發(fā)射器(未圖示)朝向液面監(jiān)控槽121內(nèi)熔融玻璃A的液面122照射激光。所照射的激光通過液面122反射，并且能級(jí)計(jì)16檢測(cè)出來自液面122的反射光。此時(shí)，液面122的距離所對(duì)應(yīng)的反射光的波形與基準(zhǔn)內(nèi)部波形產(chǎn)生相位差。接著，能級(jí)計(jì)16通過與內(nèi)部波形之間產(chǎn)生的相位差計(jì)算至液面122為止的距離，由此測(cè)定熔融玻璃A的液位。
加減壓裝置20是對(duì)熔融槽121的液面122所施加的壓力進(jìn)行調(diào)整的裝置，其具備作為加壓機(jī)構(gòu)之一例的壓縮機(jī)201；作為減壓(真空)機(jī)構(gòu)之一例的真空泵203；以及通過開閉而調(diào)整壓力的壓力調(diào)節(jié)閥205。再者，加減壓裝置20為壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)之一例。
壓縮機(jī)201與配管202連通，進(jìn)而經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥205、配管206而與熔融槽121連通。該壓縮機(jī)201產(chǎn)生壓縮空氣，并因所產(chǎn)生的壓縮空氣而形成加壓狀態(tài)。當(dāng)通過對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥205的操作而將壓縮空氣從壓縮機(jī)201供給至熔融槽121時(shí)，熔融槽121形成加壓狀態(tài)。
真空泵203與配管204連通，進(jìn)而經(jīng)由壓力調(diào)節(jié)閥205、配管206而與熔融槽121連通。該真空泵203排出熔融槽121內(nèi)的氣體，使熔融槽121內(nèi)減壓。當(dāng)通過對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥205的操作而將熔融槽121內(nèi)的氣體由真空泵203排出時(shí)，熔融槽121形成減壓狀態(tài)。
壓力調(diào)節(jié)閥205是設(shè)置在配管202與配管206之間、進(jìn)而設(shè)置在配管204與配管206之間的電磁閥。如上所述，通過壓力調(diào)節(jié)閥205的動(dòng)作，配管202與配管206形成如下狀態(tài)配管202與配管206相連通的狀態(tài)、配管204與配管206相連通的狀態(tài)、或者與任一配管均不連通的狀態(tài)中的任一狀態(tài)。
作為壓力控制機(jī)構(gòu)之一例的壓力控制裝置22是根據(jù)能級(jí)計(jì)16所測(cè)定的熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位，而控制加減壓裝置20的控制裝置，具體而言，其具備CPU(CentralProcessing Unit，中央處理器)、ROM(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)以及RAM(Random-Access Memory，隨機(jī)存儲(chǔ)器)等(均未圖示)。即，壓力控制裝置22根據(jù)能級(jí)計(jì)16所測(cè)定的熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位，來控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。
再者，本實(shí)施形態(tài)中，如圖1所示，使熔融槽121自身為密閉構(gòu)造，進(jìn)而，使熔融槽121具備耐壓性，但是如圖2所示，當(dāng)使?fàn)t體123為密閉構(gòu)造且具有耐壓性(耐壓結(jié)構(gòu))時(shí)，熔融槽121可不形成密閉構(gòu)造，且可使其不具備耐壓性。此時(shí)，加減壓裝置20與爐體123連通。如上所述，例如使使用有白金、白金合金等高價(jià)材質(zhì)的熔融槽121不形成密閉構(gòu)造，且不具備耐壓性即可，因此可控制成本。進(jìn)而，也可使玻璃制造裝置10具備除熔融槽121與爐體123以外的具有耐壓性密閉構(gòu)造的部件。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，熔融爐12為間歇爐，但也可為連續(xù)爐。
而且，本實(shí)施形態(tài)中設(shè)置有攪拌機(jī)125，其具備用以攪拌熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的攪拌翼126，但也可通過使用噴出氣體的氣體起泡裝置進(jìn)行起泡，來攪拌熔融槽121內(nèi)的熔融玻璃A。
而且，該攪拌翼126的形狀并無(wú)特別限定，例如，可使用如本實(shí)施形態(tài)的螺旋狀等眾所周知的形狀或結(jié)構(gòu)的攪拌翼。
另外，進(jìn)料器14、熔融槽121、攪拌機(jī)125、攪拌翼126、連接部128等，考慮到上述各部件的耐熱性、對(duì)熔融玻璃A的耐侵蝕性以及對(duì)熔融玻璃A的品質(zhì)影響較少等，在至少與熔融玻璃接觸的部分，優(yōu)選白金制或者白金合金制，但未必限于白金或白金合金。
另外，本實(shí)施形態(tài)中，進(jìn)料器14使熔融玻璃A連續(xù)流出，但進(jìn)料器14的前端也可以構(gòu)成為越朝向前端越變細(xì)的形狀的流出噴嘴。并且，在如此情形時(shí)，例如，從流出噴嘴前端流出的熔融玻璃6成為特定單位的玻璃坯，且通過裝有水或油的回收槽進(jìn)行冷卻、回收，并作為球狀預(yù)成型坯而利用于球狀透鏡的制造中。作為上述流出噴嘴的形狀，例如，可使用管道狀、噴嘴前端擴(kuò)大為錐形狀等眾所周知的各種形狀或結(jié)構(gòu)。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，通過能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融玻璃A的液位，但并非限于此，也可以在熔融槽121上設(shè)置目測(cè)窗，通過人眼來測(cè)定熔融玻璃A的液位。
另外，本實(shí)施形態(tài)中，能級(jí)計(jì)16通過對(duì)熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液面照射激光，而檢測(cè)來自熔融玻璃液面的反射光，并由此測(cè)定熔融玻璃A的液位，但并非限于此，能級(jí)計(jì)可以是取代激光而利用微波的微波式，取代激光而測(cè)定超音波反射時(shí)間的超音波式、放射線式、浮標(biāo)式、耦合式(熱電偶式)、重量式、體積式、阻力式、光線式、電極式、以及靜電電容式，而且，也可以是利用放射溫度計(jì)測(cè)定從熔融玻璃所放射的放射熱(輻射熱)，來測(cè)定熔融玻璃的液位。進(jìn)而，如上所述，也可以在熔融槽121的側(cè)面安裝透明窗(目測(cè)窗)，由此直接讀出熔融玻璃的能級(jí)。
利用放射線的能級(jí)計(jì)以如下方式測(cè)定熔融玻璃的液位。能級(jí)計(jì)從所具備的放射線源向熔融玻璃照射放射線。進(jìn)而，能級(jí)計(jì)檢測(cè)出透過熔融玻璃的放射線量，由此測(cè)定熔融玻璃的液位。即，利用放射線的能級(jí)計(jì)是利用熔融玻璃吸收放射線以使其減衰的原理。
所謂浮標(biāo)式能級(jí)計(jì)，是使浮標(biāo)浮于熔融玻璃的液面上，通過浮標(biāo)的位置變化來測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂耦合式能級(jí)計(jì)，是在幾個(gè)部分設(shè)置熱電偶，檢測(cè)由熔融玻璃的熱量引起的熱電偶是否產(chǎn)生電力，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂重量式能級(jí)計(jì)，是測(cè)定每個(gè)熔融槽的重量，將此重量與初期重量比較，倒推熔融玻璃的液位，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂體積式能級(jí)計(jì)，是測(cè)定熔融槽內(nèi)熔融玻璃的體積，并倒推熔融玻璃的液位，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂阻力式能級(jí)計(jì)，是根據(jù)攪拌機(jī)115具備的攪拌翼116旋轉(zhuǎn)時(shí)所受到的熔融玻璃的阻力，換算熔融玻璃量，進(jìn)而換算熔融玻璃的液位，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂光線式能級(jí)計(jì)，是使光線在熔融玻璃的液面斜向反射，從受光部檢測(cè)出的反射光位置進(jìn)行檢測(cè)，因此是熔融玻璃液面下降時(shí)，光線返回的橫向位置產(chǎn)生變化，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂電極式能級(jí)計(jì)，是設(shè)置多個(gè)電極，使熔融玻璃接觸電極所引起的導(dǎo)電率變化，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。所謂靜電電容式能級(jí)計(jì)，是熔融玻璃接觸所插入電極(檢測(cè)電極與接地電極)時(shí)，檢測(cè)電極與接地電極的電阻值及/或靜電電容值產(chǎn)生變化，由此測(cè)定熔融玻璃液位的能級(jí)計(jì)。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，若作為加壓機(jī)構(gòu)之一例的壓縮機(jī)201與作為減壓機(jī)構(gòu)之一例的真空泵203可對(duì)熔融槽121進(jìn)行加壓或減壓，則可使用眾所周知的各種各樣形狀或構(gòu)成的裝置。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，壓力調(diào)節(jié)閥205是通過壓力控制裝置22而控制的電磁閥，但并非限于此，壓力調(diào)節(jié)閥205也可以是人工操作的手動(dòng)閥。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，通過作為壓力控制機(jī)構(gòu)之一例的壓力控制裝置22，來控制施加至熔融槽121的液面122的壓力，但并不限于壓力控制裝置22，也可以通過人工對(duì)施加至熔融槽121的液面122的壓力進(jìn)行控制。
而且，上述加熱器18、133可使用眾所周知的電熱器、電加熱器、通電發(fā)熱體、或者通過高頻誘導(dǎo)加熱或燃燒器等中所使用氣體等的燃燒而進(jìn)行加熱的加熱器等，進(jìn)而，上述加熱器18也可以對(duì)進(jìn)料器14直接通電而進(jìn)行加熱。
其次，使用上述玻璃制造裝置，對(duì)本發(fā)明的玻璃制造方法進(jìn)行說明。
首先，如圖1所示，將玻璃原料投入玻璃制造裝置10的熔融槽121中，通過加熱器133加熱并使其熔解。此時(shí)，利用攪拌機(jī)125攪拌熔融玻璃A，以使其均質(zhì)。熔融玻璃原料形成熔融玻璃A。能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位。根據(jù)所測(cè)定的熔融玻璃A的液位，壓力控制裝置22控制加減壓裝置20，且控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。
具體而言，通過能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融玻璃A的液位(測(cè)定液位)，并且壓力控制裝置22通過該測(cè)定液位、熔融玻璃A的密度、以及熔融玻璃槽121的剖面面積，計(jì)算出進(jìn)料器14的出入口的壓力差(設(shè)該壓力差為Pa)。
此處，當(dāng)用以使玻璃成形品為特定尺寸的熔融玻璃A的流出量為Qa時(shí)，使進(jìn)料器出入口的壓力差為Pb。下式1中，當(dāng)除熔融玻璃A的流出量與進(jìn)料器14的出入口的壓力差以外的參數(shù)無(wú)改變時(shí)，壓力控制裝置22通過將Pb-Pa的壓力施加至熔融玻璃A的液面122來控制加減壓裝置20。因此，可將熔融玻璃A的流出量維持在Qa。
Q＝(π/8)×(r4/l·μ)×Δp (式1)Q熔融玻璃的流出量，r進(jìn)料器半徑，l進(jìn)料器長(zhǎng)度，μ熔融玻璃的粘度，Δp進(jìn)料器出入口的壓力差如上所述，與先前例中對(duì)難以測(cè)定的熔融玻璃的流出量進(jìn)行測(cè)定，使熔融玻璃的流出量固定之方法有所不同，根據(jù)自身易測(cè)定的測(cè)定液位，對(duì)施加至熔融玻璃A的液面122的壓力進(jìn)行控制，由此可使熔融玻璃A的流出量Q固定。而且，與先前例中測(cè)定熔融玻璃A的流出量Q，并根據(jù)所測(cè)定的熔融玻璃A的流出量Q對(duì)熔融玻璃A的液面施加壓力，由此使熔融玻璃A的流出量Q固定之方法有所不同，在使熔融玻璃A的流出量達(dá)到預(yù)期的固定值Qa以前，未產(chǎn)生時(shí)滯。
而且，對(duì)于利用如上所述的玻璃制造裝置10的本發(fā)明之玻璃制造方法，當(dāng)玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者，當(dāng)進(jìn)料器14產(chǎn)生劣化時(shí)，不更改進(jìn)料器14，而是根據(jù)自身易測(cè)定的測(cè)定液位，對(duì)施加至熔融玻璃A的液面122的壓力進(jìn)行控制，由此可使熔融玻璃A的流出量維持在Qa。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃的流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
再者，本實(shí)施形態(tài)中，通過能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融玻璃A的液位(測(cè)定液位)，并且壓力控制裝置22通過此測(cè)定液位、熔融玻璃A的密度、以及熔融玻璃槽121的剖面面積，計(jì)算出進(jìn)料器14的出入口的壓力差(將該壓力差設(shè)為Pa)，但并非限于此。即，通過能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融玻璃A的液位(測(cè)定液位)，并且壓力控制裝置22根據(jù)該測(cè)定液位，計(jì)算出熔融玻璃A的液面122與進(jìn)料器14的出口之高度差，即，熔融玻璃A的液面122與進(jìn)料器14的出口之落差，進(jìn)而，也可以通過熔融玻璃的液面122與進(jìn)料器14的出口之落差，計(jì)算出進(jìn)料器14的出入口的壓力差(設(shè)該壓力差為Pa)。
其次，根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
再者，本實(shí)施形態(tài)中，存在以下情形，即，對(duì)與上述第1實(shí)施形態(tài)同樣的構(gòu)成要素，附以相同符號(hào)，故省略其說明。
圖3為表示本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的一較佳例，其概略表示玻璃制造裝置的剖面圖。第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置210具備液面監(jiān)控槽129與連接部128，該連接部128形成使熔融玻璃A從熔融槽121流入到液面監(jiān)控槽129的路徑，在此方面，與第1實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置10不同。而且，第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置210中，能級(jí)計(jì)16測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130(熔融玻璃的液位)，在此方面。與第1實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置10不同。
液面監(jiān)控槽129經(jīng)由連接部128與熔融槽121連通，且可使熔融玻璃A流入。繼而，該液面監(jiān)控槽129在大氣開放時(shí)，暫時(shí)積存所流入的熔融玻璃A。
而且，熔融槽121設(shè)置有未圖示的玻璃原料投入口，但是當(dāng)該玻璃原料投入口被封閉時(shí)，形成除連接部128以外的部分成為密閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，熔融槽121在下述加減壓裝置20進(jìn)行加壓或者減壓時(shí)，也具備結(jié)構(gòu)上可承受的耐壓性。
加熱器133附設(shè)在熔融槽121及液面監(jiān)控槽129的周邊部。熔融槽121及液面監(jiān)控槽129通過該加熱器133進(jìn)行適宜加熱，且保持在固定溫度。
能級(jí)計(jì)16為測(cè)定熔融玻璃A的液位的液位測(cè)定機(jī)構(gòu)之一例。該能級(jí)計(jì)16按照如下所述，測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130的高度，即，熔融玻璃A的液位。首先，能級(jí)計(jì)16使激光強(qiáng)度(亮度)在高頻處變化，且從發(fā)射器(未圖示)朝向液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130照射激光。所照射的激光通過液面130而反射，并且能級(jí)計(jì)16檢測(cè)出來自液面130的反射光。此時(shí)，反射光的波形與液面130的距離所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)內(nèi)部波形產(chǎn)生相位差。接著，能級(jí)計(jì)16計(jì)算與內(nèi)部波形之間產(chǎn)生的相位差至液面130為止的距離，由此測(cè)定熔融玻璃A的液位。
作為壓力控制機(jī)構(gòu)之一例的壓力控制裝置22，是根據(jù)能級(jí)計(jì)16所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液位，來控制加減壓裝置20的控制裝置，具體而言，其具備CPU、ROM以及RAM等(均未圖示)。即，壓力控制裝置22根據(jù)能級(jí)計(jì)16所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液位，控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。
再者，本實(shí)施形態(tài)中，如圖3所示，使熔融槽121自身為密閉構(gòu)造，進(jìn)而，使熔融槽121具備耐壓性，而如圖4所示，當(dāng)使?fàn)t體123為密閉構(gòu)造，且具有耐壓性(耐壓構(gòu)造)時(shí)，也可不使熔融槽121為密閉構(gòu)造，且不具有耐壓性。在此情形時(shí)，加減壓裝置20與爐體123連通。以此方式，例如由于使用白金、白金合金等高價(jià)材質(zhì)的熔融槽121不為密閉構(gòu)造，且不具有耐壓性，因而可抑制成本。進(jìn)而，玻璃制造裝置210也可具備與熔融槽121及爐體123所不同之具有耐壓性的密閉構(gòu)造的部件。
再者，液面監(jiān)控槽129難以受到熔融玻璃的蒸汽壓的影響，且可減少部件的構(gòu)成，故而優(yōu)選在大氣開放時(shí)暫時(shí)積存熔融玻璃A，但是也可以在特定壓力下暫時(shí)積存熔融玻璃A。此情形時(shí)，也可以使液面監(jiān)控槽129為密閉構(gòu)造，且使玻璃制造裝置210具備壓力調(diào)整裝置，該壓力調(diào)整裝置可將液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力調(diào)整為特定壓力。
而且，液面監(jiān)控槽129在至少與熔融玻璃接觸的部分，考慮到上述各部件之耐熱性、對(duì)熔融玻璃A的耐侵蝕性以及對(duì)熔融玻璃A的品質(zhì)影響較少等，而優(yōu)選白金制或者白金合金制，但未必限定于白金或者白金合金。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，壓力控制裝置22根據(jù)能級(jí)計(jì)16所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液位，控制加減壓裝置20，但是壓力控制裝置22也可以根據(jù)熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位來控制加減壓裝置20，而非液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液位。即，壓力控制裝置22也可以根據(jù)能級(jí)計(jì)所測(cè)定的熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位，來控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。
而且，本實(shí)施形態(tài)中，也可以在液面監(jiān)控槽上安裝透明窗(目測(cè)窗)，由此直接讀出熔融玻璃的能級(jí)。
其次，使用上述玻璃制造裝置，對(duì)本發(fā)明的玻璃制造方法進(jìn)行說明。
首先，如圖3所示，將玻璃原料投入玻璃制造裝置10的熔融槽121中，通過加熱器133加熱而使其熔解。此時(shí)，利用攪拌機(jī)125攪拌熔融玻璃A以使其均質(zhì)。熔融的玻璃原料形成熔融玻璃A。該熔融玻璃A經(jīng)由連接部128而流入與熔融槽121連通的液面監(jiān)控槽129。能級(jí)計(jì)16測(cè)定熔融槽121內(nèi)熔融玻璃A的液位。壓力控制裝置22根據(jù)所測(cè)定的熔融玻璃A的液位，而控制加減壓裝置20，且控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。具體而言，壓力控制裝置22控制加減壓裝置20，且控制施加至熔融槽121的液面122的壓力，以使所測(cè)定的熔融玻璃A的液位固定。
此處，從進(jìn)料器314流出的熔融玻璃的流出量可通過下式(哈根-泊肅葉公式)而表達(dá)。再者，此時(shí)設(shè)置于進(jìn)料器14之周圍的加熱器18控制使進(jìn)料器14內(nèi)熔融玻璃A的溫度固定。
Q＝(π/8)×(r4/l·μ)×Δp (式1)Q熔融玻璃的流出量，r進(jìn)料器半徑，l進(jìn)料器長(zhǎng)度，μ熔融玻璃的粘度，Δp進(jìn)料器出入口的壓力差當(dāng)熔融玻璃A的液位固定時(shí)，液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130與進(jìn)料器14的出口之高度差(落差)，即，熔融玻璃A的位置能量固定。此處，上式1中，Δp是將位置能量轉(zhuǎn)換為壓力差，故當(dāng)使進(jìn)料器14的尺寸(r半徑，l長(zhǎng)度)及進(jìn)料器14內(nèi)的熔融玻璃A產(chǎn)生變化時(shí)，流出量Q固定。
因此，并非如先前所述，對(duì)難以測(cè)定的熔融玻璃A的流出量Q進(jìn)行測(cè)定，使熔融玻璃A的流出量Q固定，而是通過控制自身易測(cè)定的測(cè)定液位，可使熔融玻璃A的流出量Q固定。尤其是，除熔融槽121以外，設(shè)置有在大氣開放時(shí)或者特定壓力下暫時(shí)積存熔融玻璃的液面監(jiān)控槽129，由此可不受熔融玻璃A的蒸汽壓影響，而對(duì)施加至熔融玻璃A的液面122的壓力進(jìn)行調(diào)整，因此可使熔融玻璃的流出量更加固定。而且，與先前例中測(cè)定熔融玻璃A的流出量Q，并根據(jù)所測(cè)定的熔融玻璃A的流出量Q對(duì)熔融玻璃A的液面施加壓力，由此使熔融玻璃A的流出量Q固定之方法有所不同，在使熔融玻璃A的流出量Q達(dá)到預(yù)期固定值以前，未產(chǎn)生時(shí)滯。
而且，利用如上所述的玻璃制造裝置210的本發(fā)明之玻璃制造方法中，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器14產(chǎn)生劣化時(shí)，不更改進(jìn)料器14，而是可通過控制測(cè)定液位使熔融玻璃的流出量固定。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在熔融玻璃A的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃的流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
接著，根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明較佳的第3實(shí)施形態(tài)加以說明再者，本實(shí)施形態(tài)中，存在以下情形，即，對(duì)與上述第1實(shí)施形態(tài)及第2實(shí)施形態(tài)同樣的構(gòu)成要素，附以相同符號(hào)，故省略其說明。
圖5為表示本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的一較佳例，其概略表示玻璃制造裝置310的剖面圖。第3實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置310具備壓力計(jì)17，以替代能級(jí)計(jì)16，在此方面，與第1實(shí)施形態(tài)及第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置10、210不同。而且，第3實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置310的液面監(jiān)控槽129具有密閉構(gòu)造，在此方面，與第1實(shí)施形態(tài)及第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置10、210不同。進(jìn)而，壓力計(jì)17與液面監(jiān)控槽129直接連接，該壓力計(jì)17測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130與液面監(jiān)控槽129的端部131之間的空間壓力(以下稱為“液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力”)，在此方面，與第1實(shí)施形態(tài)及第2實(shí)施形態(tài)的玻璃制造裝置10、210不同。
液面監(jiān)控槽129經(jīng)由連接部128與熔融槽121連通，且可以使熔融玻璃A流入。
而且，熔融槽121設(shè)置有未圖示的玻璃原料投入口，但是當(dāng)該玻璃原料投入口被封閉時(shí)，形成除連接部128以外的部分成為密閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，熔融槽121在下述加減壓裝置20進(jìn)行加壓或者減壓時(shí)，也具備結(jié)構(gòu)上可以承受的耐壓性。
加熱器133附設(shè)在熔融槽121及液面監(jiān)控槽129的周邊部。熔融槽121及液面監(jiān)控槽129通過該加熱器133進(jìn)行適宜加熱，且保持在固定溫度。
壓力計(jì)17是第3實(shí)施形態(tài)中用于測(cè)定熔融玻璃A的液位的液位測(cè)定機(jī)構(gòu)。通過該壓力計(jì)17測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力，而可了解液面監(jiān)控槽129內(nèi)的液位。即，通過測(cè)定壓力的增減，而可了解液面監(jiān)控槽129內(nèi)的液位。
當(dāng)壓力計(jì)17可測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力時(shí)，其種類并無(wú)特別限定，可使用差壓傳送器等。
作為壓力控制機(jī)構(gòu)之一例的壓力控制裝置22，是根據(jù)壓力計(jì)所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力來控制加減壓裝置20的控制裝置，具體而言，其具備CPU、ROM以及RAM等(均未圖未)。即，壓力控制裝置22根據(jù)壓力計(jì)所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力，而控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。對(duì)熔融槽121的加壓進(jìn)行調(diào)整，以使壓力計(jì)所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力固定，藉此，即使在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以使熔融玻璃的流出量維持固定，因而可保持玻璃成形品的尺寸均勻。
在玻璃制造時(shí)，液面監(jiān)控槽129內(nèi)的溫度通常固定，故當(dāng)液面監(jiān)控槽129的剖面積固定時(shí)，液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力與液位大致成反比例關(guān)系。因此，本實(shí)施形態(tài)中，測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力與測(cè)定液位意義相同。在上述CPU的運(yùn)算中，可將液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力換算為液位，也可直接使用由壓力計(jì)所測(cè)定的壓力值。
關(guān)于熔融玻璃的蒸氣壓對(duì)測(cè)定精度的影響，在使液面監(jiān)控槽內(nèi)的溫度固定，且經(jīng)過充分的時(shí)間以后，熔融玻璃的蒸氣壓飽和，并在其后固定，因此可獲得充分的測(cè)定精度。
再者，本實(shí)施形態(tài)中，如圖5所示，使熔融槽121自身為密閉構(gòu)造，進(jìn)而，使熔融槽121具備耐壓性，而如圖6所示，當(dāng)使?fàn)t體123及液面監(jiān)控槽129為密閉構(gòu)造，且具有耐壓性(耐壓構(gòu)造)時(shí)，也可使熔融槽121不為密閉構(gòu)造，且不具有耐壓性。在此情形時(shí)，加減壓裝置20與爐體123連通。以此方式，例如由于使用白金、白金合金等高價(jià)材質(zhì)的熔融槽121不為密閉構(gòu)造，且不具有耐壓性，因而可抑制成本。進(jìn)而，玻璃制造裝置310也可具備與熔融槽121及爐體123所不同之具有耐壓性的密閉構(gòu)造的部件。
而且，液面監(jiān)控槽129在至少與熔融玻璃接觸的部分，考慮到上述各部件的耐熱性、對(duì)熔融玻璃A的耐侵蝕性以及對(duì)熔融玻璃A的品質(zhì)影響較少等，而優(yōu)選白金制或者白金合金制，但未必限定于白金或者白金合金。
進(jìn)而，本實(shí)施形態(tài)中，壓力控制裝置22根據(jù)壓力計(jì)17所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力而控制加減壓裝置20，而壓力控制裝置22也可不根據(jù)液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力，而是根據(jù)熔融槽內(nèi)熔融玻璃A的液面，來控制加減壓裝置20。
接著，使用上述玻璃制造裝置310，對(duì)本發(fā)明的玻璃制造方法加以說明。
首先，如圖5所示，將玻璃原料投入玻璃制造裝置310的熔融槽121中，通過加熱器133加熱而使其熔解。此時(shí)，利用攪拌機(jī)125攪拌熔融玻璃A以使其均質(zhì)。熔融的玻璃原料形成熔融玻璃A。該熔融玻璃A經(jīng)由連接部128而流入與熔融槽121連通的液面監(jiān)控槽129。作為壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)的壓力計(jì)17測(cè)定液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力。利用壓力控制裝置22來控制加減壓裝置20，且控制熔解槽121的壓力，以使壓力計(jì)17所測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力固定，且控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。具體而言，壓力控制裝置22控制加減壓裝置20，使所測(cè)定的熔融玻璃A的液位固定，且控制施加至熔融槽121的液面122的壓力。
此處，從進(jìn)料器14流出的熔融玻璃的流出量可通過下式(哈根-泊肅葉公式)而表達(dá)。再者，此時(shí)設(shè)置于進(jìn)料器14之周圍的加熱器18控制使進(jìn)料器14內(nèi)熔融玻璃A的溫度固定。
Q＝(π/8)×(r4/l·μ)×Δp (式1)Q熔融玻璃的流出量，r進(jìn)料器半徑，l進(jìn)料器長(zhǎng)度，μ熔融玻璃的粘度，Δp進(jìn)料器出入口的壓力差當(dāng)熔融玻璃A的液位固定時(shí)，液面監(jiān)控槽129內(nèi)熔融玻璃A的液面130與進(jìn)料器14的出口之高度差(落差)，即，熔融玻璃A的位置能量固定。此處，上式1中，Δp是將位置能量轉(zhuǎn)換為壓力差，故當(dāng)使進(jìn)料器14的尺寸(r半徑，l長(zhǎng)度)及進(jìn)料器14內(nèi)的熔融玻璃A未產(chǎn)生變化時(shí)，流出量Q固定。
因此，并非如先前所述，對(duì)難以測(cè)定的熔融玻璃A的流出量Q進(jìn)行測(cè)定，使熔融玻璃A的流出量Q固定，而是通過控制自身易測(cè)定的液面監(jiān)控槽129內(nèi)的壓力，可使熔融玻璃A的流出量Q固定。而且，與先前例中測(cè)定熔融玻璃A的流出量Q，并根據(jù)所測(cè)定的熔融玻璃A的流出量Q，對(duì)熔融玻璃A的液面施加壓力，由此使熔融玻璃A的流出量Q固定之方法有所不同，在使熔融玻璃A的流出量Q達(dá)到預(yù)期固定值以前，未產(chǎn)生時(shí)滯。
而且，利用如上所述的玻璃制造裝置310的本發(fā)明之玻璃制造方法中，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器14產(chǎn)生劣化時(shí)，不更改進(jìn)料器14，而是可通過控制測(cè)定液位使熔融玻璃的流出量固定。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在熔融玻璃A的液位變化時(shí)，也可以通過將熔融玻璃A的流出量Q進(jìn)一步維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻。而且，根據(jù)本發(fā)明的玻璃制造方法，在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。
其次，使熔融玻璃A從進(jìn)料器14流出，且使所流出的熔融玻璃6冷卻、固化，由此制造玻璃坯或從該玻璃坯制造玻璃成形材，進(jìn)而，由玻璃坯或玻璃成形材來制造玻璃成形品。
再者，本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施形態(tài)，在可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之范圍內(nèi)進(jìn)行的變形、改良等包含于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種玻璃制造裝置，其具備熔融玻璃槽；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其用于調(diào)整對(duì)熔融玻璃的液面所施加的壓力；以及液位測(cè)定機(jī)構(gòu)，其將上述熔融玻璃的液位作為測(cè)定液位而進(jìn)行測(cè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃制造裝置，其具備液面監(jiān)控槽，與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，且在大氣開放時(shí)或者特定壓力下，暫時(shí)積存上述熔融玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃制造裝置，其具備壓力控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的上述測(cè)定液位，控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃液面照射激光，以檢測(cè)來自上述熔融玻璃液面的反射光，從而對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃照射放射線，并利用透過上述熔融玻璃的放射線量，來對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻璃制造裝置，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)控制使密閉的上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的壓力固定，以此方式測(cè)定上述測(cè)定液位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃制造裝置，其具備管道，使上述熔融玻璃從上述熔融玻璃槽流出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃制造裝置，其具備加熱器，使上述管道保持固定溫度。
9.一種玻璃制造裝置，其具備熔融玻璃槽；壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，其用于調(diào)整對(duì)熔融玻璃的液面所施加的壓力；液面監(jiān)控槽，其與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，且具有暫時(shí)積存上述熔融玻璃的密閉構(gòu)造；以及壓力計(jì)，其用于測(cè)定上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃的液面與該液面監(jiān)控槽端部之間的空間壓力，根據(jù)上述壓力計(jì)所測(cè)定的上述空間的壓力，控制上述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)，使上述空間的壓力固定。
10.一種玻璃制造方法，其使保持于熔融玻璃槽的熔融玻璃流出，且將上述熔融玻璃的液位作為測(cè)定液位，利用液位測(cè)定機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)所測(cè)定的上述測(cè)定液位，調(diào)節(jié)對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的玻璃制造方法，其中上述測(cè)定液位是液面監(jiān)控槽內(nèi)的熔融玻璃的液位，該液面監(jiān)控槽與上述熔融玻璃槽連通，且在大氣開放時(shí)或者特定壓力下，暫時(shí)積存從上述熔融玻璃槽流入的上述熔融玻璃。
12根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述熔融玻璃表面照射激光，以檢測(cè)來自上述熔融玻璃液面的反射光，從而對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)通過對(duì)上述熔融玻璃照射放射線，并利用透過上述熔融玻璃的放射線量，來對(duì)上述測(cè)定液位進(jìn)行測(cè)定。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的玻璃制造方法，其中上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)控制使密閉的上述液面監(jiān)控槽內(nèi)的壓力固定，以此方式測(cè)定上述測(cè)定液位。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的玻璃制造方法，其中為了使上述液位測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的上述測(cè)定液位固定，而控制對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的玻璃制造方法，其使上述熔融玻璃從管道流出，且通過加熱上述管道的加熱器而使上述管道的溫度保持固定。
17.一種玻璃制造方法，其使保持于熔融玻璃槽的熔融玻璃流出，且液面監(jiān)控槽與可流入上述熔融玻璃的上述熔融玻璃槽連通，并通過壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)，測(cè)定暫時(shí)積存上述熔融玻璃的具有密閉構(gòu)造的液面監(jiān)控槽內(nèi)的上述熔融玻璃的液面、與該液面監(jiān)控槽端部之間的空間壓力，并且對(duì)上述熔融玻璃槽內(nèi)的上述熔融玻璃所施加的壓力進(jìn)行控制，使上述壓力測(cè)定機(jī)構(gòu)所測(cè)定的壓力固定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種玻璃制造裝置及玻璃制造方法，在熔融玻璃的液位變化時(shí)，也可以通過使熔融玻璃的流出量維持固定，來保持玻璃成形品的尺寸均勻，且在玻璃成形品的種類變更時(shí)，或者在進(jìn)料器產(chǎn)生劣化時(shí)，不進(jìn)行繁雜的作業(yè)，也可以獲得具有特定尺寸的玻璃成形品。該玻璃制造裝置中，壓力控制裝置22根據(jù)測(cè)定液位、熔融玻璃A的密度、以及熔融玻璃槽121的剖面面積，計(jì)算出進(jìn)料器14的出入口的壓力差(設(shè)該壓力差為Pa)。此處，當(dāng)用以使玻璃成形品具有特定尺寸的熔融玻璃A的流出量為Qa時(shí)，設(shè)進(jìn)料器14的出入口的壓力差為Pb。壓力控制裝置22控制加減壓裝置20，以將Pb－Pa的壓力施加到熔融玻璃A的液面122上。
文檔編號(hào)C03B5/00GK1948195SQ20061013223
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者松本覺 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原