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原料熔化

阅读:743发布:2020-05-12

专利汇可以提供原料熔化专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的原料 熔化 炉 ,与具备将原料加热熔化的原料处理部件的现有的原料熔化炉相比,容易在原料处理管内更长时间地对原料进行加热熔化;该原料熔化炉至少设有原料处理部件(20)和加 热机 构,并且在原料处理部件(20)内设有滞留部(S);其中,原料处理部件(20)具备投入原料(M)的投入口(22)和供原料(M)熔化后的熔化物流出的流出口(24),且配置成投入口(22)相比流出口(24)位于上方;加热机构对原料处理部件(20)内从投入口(22)侧朝向流出口(24)侧移动的原料(M)进行加热;滞留部(S)使在原料处理部件(20)内一边熔化一边移动的原料(M)暂时滞留在原料处理部件(20)内。,下面是原料熔化专利的具体信息内容。

1.一种原料熔化炉,其用于将原料熔化从而制造磷酸盐系光学玻璃制造用的碎玻璃,所述原料含有从Ti化合物、Nb化合物、Bi化合物、W化合物中选择的至少任意一种金属化合物以及磷酸盐,所述原料熔化炉的特征在于,
至少设有筒状的原料处理管和加热机构,并且,在所述原料处理管内设有滞留部;
所述原料处理管具备投入用于制造所述碎玻璃的所述原料的投入口和供所述原料熔化后的熔化物流出的流出口,且配置成所述投入口相比所述流出口位于上方,并且,该原料处理管由从石英玻璃、以及电熔耐火砖中选择的材料构成且能够以中心轴为旋转轴进行旋转;
所述加热机构对在该原料处理管内从所述投入口侧朝向所述流出口侧移动的所述原料进行加热;
所述滞留部使在所述原料处理管内一边熔化一边移动的所述原料暂时滞留在所述原料处理管内;
所述滞留部是相对于所述原料处理管的长度方向而使所述原料处理管内成为熔液状的所述原料的深度局部变深的部分。
2.如权利要求1所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管以使该原料处理管的中心轴相对于平方向倾斜的方式配置。
3.如权利要求2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管至少具有筒体和一个以上的滞留部形成部件,
在所述筒体的内周面固定配置有一个以上的滞留部形成部件。
4.如权利要求3所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述一个以上的滞留部形成部件中的至少一个滞留部形成部件被配置成与所述内周面紧密接合。
5.如权利要求4所述的原料熔化炉,其特征在于,
与所述内周面紧密接合的多个状的滞留部形成部件沿着所述筒体的内周方向被配置。
6.如权利要求5所述的原料熔化炉,其特征在于,
在沿着所述筒体的内周方向相互邻接的两个块状的滞留部形成部件之间设有间隙。
7.如权利要求4所述的原料熔化炉,其特征在于,
作为与所述内周面紧密接合的滞留部形成部件而使用一个环状的滞留部形成部件,其中,所述环状的滞留部形成部件的外周形状与所述筒体的中心轴方向上的任意一个位置处的内周形状呈一致。
8.如权利要求7所述的原料熔化炉,其特征在于,
在所述环状的滞留部形成部件上,设有从沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微孔、和沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微缝中选择的至少任意一种流道。
9.如权利要求4所述的原料熔化炉,其特征在于,
作为与所述内周面紧密接合的滞留部形成部件而使用一个板状的滞留部形成部件,其中,所述板状的滞留部形成部件的外周形状与所述筒体的中心轴方向上的任意一个位置处的内周形状呈一致。
10.如权利要求9所述的原料熔化炉,其特征在于,
在所述板状的滞留部形成部件上,设有从沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微孔、和沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微缝中选择的至少任意一种流道。
11.如权利要求7~10中任一项所述的原料熔化炉,其特征在于,所述筒体的内径随着从所述投入口侧朝向所述流出口侧而变小。
12.如权利要求2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管至少具有筒体,
在所述筒体的内周面上设有与该筒体呈一体的凸部。
13.如权利要求2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管至少具有筒体,
在所述筒体的内周面上设有凹部。
14.如权利要求2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管至少具有筒体,其中,所述筒体具有将两个以上的筒状部件串联连接的结构,
在所述筒体的内周面上设有至少一个错层,其中,所述错层通过一个筒状部件与其他筒状部件的连接而形成,并且沿着圆周方向连续地形成,
在所述至少一个错层中的至少任意一个错层中,该错层的所述投入口侧的内径大于该错层的所述流出口侧的内径。
15.如权利要求2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述原料处理管至少具有筒体和多个阻碍部件,
在所述筒体的内周面上密集配置有多个阻碍部件。
16.如权利要求1或2所述的原料熔化炉,其特征在于,
所述滞留部是在所述原料处理管的长度方向上使所述原料的流动阻局部变大的部分。

说明书全文

原料熔化

技术领域

[0001] 本发明涉及原料熔化炉。

背景技术

[0002] 在将玻璃制造用的原料熔化而制造玻璃时,一般是将原料投入到坩埚(或者将坩埚按比例增大(scale up)后的熔化池)中进行加热熔化。另外,除此之外已知的还有使用如下那样的熔化炉来熔化原料的方法(参照专利文献1、2),即,从原料投入管(原料处理管)的原料投入口(投入口)投入原料并在原料处理管内对原料进行加热熔化,同时使原料从投入口侧朝向流出口侧移动,并使熔化物从流出口流出的熔化炉,其中,上述原料投入管(原料处理管)以使中心轴相对于平方向倾斜的方式被配置,并且由石英玻璃等形成。在该专利文献1、2所示的熔化炉中,作为原料处理管,使用了相对于中心轴方向的剖面形状始终固定的单纯形状的圆形原料处理管。
[0003] 在此,在将使用专利文献1所记载的熔化炉而得到的粗熔化物投入到铂坩埚中进行主熔化时,能够抑制发生将粗熔化前的原料直接投入到坩埚中进行熔化时产生的、因坩埚内壁的侵蚀而引起的玻璃熔液的泄漏。另外,在该熔化炉中,通过使原料处理管以其中心轴为旋转轴进行旋转,能够防止原料处理管内周面的局部侵蚀,从而能够增加原料处理管的寿命。
[0004] 进而,通过调整原料处理管的中心轴相对于水平方向的倾斜(以下,存在仅称为“倾斜角”的情况),也能够将原料在原料处理管内的滞留时间限制在所需的最小限度,从而能够尽可能地抑制原料处理管的侵蚀。专利文献1所记载的熔化炉,适于使用包含正磷酸的原料来制造磷酸盐系玻璃的情况。
[0005] 另外,在使用专利文献2所记载的熔化炉来实施熔化时,能够得到均匀性更高的玻璃。
[0006] 专利文献1:日本公报、特开昭62-123027号
[0007] 专利文献2:日本公报、特开平1-119522号

发明内容

[0008] 以上所说明的专利文献1、2中所例示的使用原料处理管的熔化炉目前主要使用于光学玻璃的制造中。在此,光学玻璃通过例如以下所说明的工序来制造。首先,将包含正磷酸的原料投入到石英制的原料处理管内进行加热熔化。然后,将从原料处理管的流出口流出的熔液投入到水中进行淬火,由此得到粗熔化物。接着,经过将该粗熔化物投入到铂坩埚内进行主熔化的工序而得到光学玻璃。
[0009] 与通过将原料直接投入到铂坩埚中进行主熔化的工序而制造的光学玻璃相比,通过这样的工序制造的光学玻璃能够抑制着色。其理由如下:除了石英制的原料处理管不易被原料侵蚀之外,与使用原料直接实施主熔化的情况相比,使用粗熔化物实施主熔化时能够抑制铂坩埚内壁的侵蚀,从而能够抑制成为着色原因的铂混入到光学玻璃中。
[0010] 但是,在使用专利文献1、2所例示的熔化炉来制造粗熔化物时,原料并未滞留在石英制的原料处理管内,而是在被加热熔化的同时从流出口流出。因此,原料的加热熔化容易变得不充分。在这样的情况下,粗熔化物对铂的侵蚀性也增大。因此,在实施主熔化时,光学玻璃容易着色。
[0011] 为了解决上述问题,举出了在石英制的原料处理管内以更高的温度对原料进行加热熔化的情况。但是,该情况下,由于原料中所包含的气体成分的脱气变得明显,因此,粗熔化物中所包含的气体成分变少,其结果是,主熔化时的清澈度变差。因此,为了在确保主熔化时的清澈度的同时抑制光学玻璃的着色,可以说优选能够在石英制的原料处理管内以较低的温度且更长时间地进行加热熔化。
[0012] 但是,在专利文献1、2所记载的熔化炉中,即使容易调整在原料处理管内移动的原料的加热温度,也难以将加热时间调整为更长的时间。例如,当为了增长加热时间而缩小倾斜角时,不仅原料在原料处理管内不易流动,而且原料有可能在原料处理管内引起堵塞、或者发生原料逆流。另外,还举出了为了以不改变倾斜角的方式进一步增长加热时间而使原料处理管的长度进一步增长的情况。但是,该情况下,由于与原料处理管的长度相对应而使熔化炉非常大型化,因此缺乏实用性。此外,无法使用现有的熔化炉。
[0013] 本发明是鉴于上述情况而作成的,其课题在于,提供一种与具备对原料进行加热熔化的原料处理部件的现有原料熔化炉相比,容易在原料处理部件内更长时间地对原料进行加热熔化的原料熔化炉。
[0014] 上述课题通过以下的本发明来实现。即,
[0015] 本发明的原料熔化炉的特征在于,至少设有原料处理部件和加热机构,并且,在原料处理部件内设有滞留部;其中,上述原料处理部件具备投入原料的投入口和供原料熔化后的熔化物流出的流出口,且配置成投入口相比流出口位于上方,并且,该原料处理部件由从筒状和槽状中选择的形状构成,上述原料是用于制造由无机材料形成的部件的原料;上述加热机构对在原料处理部件内从投入口侧朝向流出口侧移动的原料进行加热;上述滞留部使在原料处理部件内一边熔化一边移动的原料暂时滞留在原料处理部件内。
[0016] 本发明的原料熔化炉的一实施方式,优选原料处理部件由筒状的原料处理管构成,并且,原料处理管以使该原料处理管的中心轴相对于水平方向倾斜的方式被配置。
[0017] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料处理管至少具有筒体和一个以上的滞留部形成部件,并且,在筒体的内周面固定配置有一个以上的滞留部形成部件。
[0018] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选一个以上的滞留部形成部件中的至少一个滞留部形成部件被配置成与内周面略紧密接合。
[0019] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选与内周面略紧密接合的多个状的滞留部形成部件沿着筒体的内周方向被配置。
[0020] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选在沿着筒体的内周方向相互邻接的两个块状的滞留部形成部件之间设有间隙。
[0021] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选作为与内周面略紧密接合的滞留部形成部件而使用一个环状的滞留部形成部件,其中,上述环状的滞留部形成部件的外周形状与筒体的中心轴方向上的任意一个位置处的内周形状略呈一致。
[0022] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选在环状的滞留部形成部件上,设有从沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微孔、和沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微缝中选择的至少任意一种流道。
[0023] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选作为与内周面略紧密接合的滞留部形成部件而使用一个板状的滞留部形成部件,其中,上述板状的滞留部形成部件的外周形状与筒体的中心轴方向上的任意一个位置处的内周形状略呈一致。
[0024] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选在板状的滞留部形成部件上,设有从沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微孔、和沿着该滞留部形成部件的轴向贯通的微缝中选择的至少任意一种流道。
[0025] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选筒体的内径随着从投入口侧朝向流出口侧而变小。
[0026] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选构成滞留部形成部件的材料是从石英玻璃、、电熔耐火砖、铂、铂系合金、金以及金系合金中选择的任意一种材料。
[0027] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料处理管至少具有筒体,并且在筒体的内周面上设有与该筒体呈一体的凸部。
[0028] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料处理管至少具有筒体,并且在筒体的内周面上设有凹部。
[0029] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料处理管至少具有筒体,在筒体的内周面上设有至少一个以上的错层,并且,在一个以上的错层中的至少任意一个错层中,该错层的投入口侧的内径大于该错层的流出口侧的内径,其中,上述筒体具有将两个以上的筒状部件串联连接的结构,上述错层通过一个筒状部件与其他筒状部件的连接而形成,并且沿着圆周方向连续地形成。
[0030] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料处理管至少具有筒体和多个阻碍部件,并且在筒体的内周面上密集配置有多个阻碍部件。
[0031] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选构成筒体的材料是从石英玻璃、氧化铝、电熔耐火砖、铂、铂系合金、金以及金系合金中选择的任意一种材料。
[0032] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选滞留部是相对于原料处理部件的长度方向而使原料处理部件内成为熔液状的原料的深度局部变深的部分。
[0033] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选滞留部是在原料处理部件的长度方向上使原料的流动阻局部变大的部分。
[0034] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选原料是从玻璃部件制造用原料、晶化玻璃部件制造用原料、陶瓷部件制造用原料以及金属部件制造用原料中选择的任意一种原料。
[0035] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选玻璃部件为光学玻璃。
[0036] 本发明的原料熔化炉的其他实施方式,优选由无机材料构成的部件是从玻璃部件和碎玻璃中选择的至少任意一种部件。
[0037] (发明效果)
[0038] 根据本发明,能够提供一种与具备对原料进行加热熔化的原料处理部件的现有原料熔化炉相比,容易在原料处理部件内更长时间地对原料进行加热熔化的原料熔化炉。附图说明
[0039] 图1是表示本实施方式的原料熔化炉的主要部分的一例的模式图。
[0040] 图2是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的一例的模式图。在此,图2(A)表示将原料处理管以包括其中心轴在内的平面剖切时的侧视图,图2(B)表示从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0041] 图3是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0042] 图4是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0043] 图5是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0044] 图6是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0045] 图7是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0046] 图8是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0047] 图9是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。
[0048] 图10是表示构成原料处理管的筒体的其他例的侧视图。
[0049] 图11是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图。
[0050] 图12是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图。
[0051] 图13是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图。
[0052] 图14是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图。
[0053] 图15是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图。
[0054] 图16是在图2所示的滞留部内密集配置有阻碍部件的状态的放大示意图。图16(A)是开始进行原料的加热熔化处理的初始时刻的示意图,图16(B)是原料的加热熔化处理开始后滞留部形成部件的侵蚀进行到某种程度时的示意图。
[0055] 图17是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理槽的一例的侧视图。
[0056] (符号说明)
[0057] 10     原料熔化炉
[0058] 20、20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20I、20J、20K、20L、[0059] 20M     原料处理管(原料处理部件)
[0060] 22     投入口           24   流出口
[0061] 26     内周面                 26D  (内周面26的)最底面[0062] 30、30A、30B  圆筒管
[0063] 40、40A、40B、40C、40D、40E、40F、40G、40H    滞留部形成部件[0064] 40AI    内周面                 40EI  内周面
[0065] 40EO    外周面                 50    块状部件
[0066] 60      圆筒管                 62    凸部
[0067] 70      圆筒管                 72    凹部
[0068] 80      筒体                   90    第一圆筒管(筒状部件)[0069] 92      端面                   100   第二圆筒管(筒状部件)[0070] 102     端面                   104   端面
[0071] 110     第三圆筒管(筒状部件)   112   端面
[0072] 120     第一错层               122   第二错层
[0073] 130     筒体                   140   第一圆筒管(筒状部件)[0074] 142     内周面                 150   第二圆筒管(筒状部件)[0075] 152     外周面                 160   错层
[0076] 170     阻碍部件               200   原料处理槽(原料处理部件)[0077] 210     槽体(半圆筒管)

具体实施方式

[0078] 本实施方式的原料熔化炉的特征在于,至少设有原料处理部件和加热机构,并且,在原料处理部件内设有滞留部,其中,上述原料处理部件具备投入用于制造由无机材料形成的部件的原料的投入口和供上述原料熔化后的熔化物流出的流出口,且配置成投入口相比流出口位于上方,并且,该原料处理部件由从筒状和槽状中选择的形状构成,上述加热机构对在原料处理部件内从投入口侧向流出口侧移动的原料进行加热,上述滞留部使在原料处理部件内一边熔化一边移动的上述原料暂时滞留在上述原料处理部件内。
[0079] 另外,该滞留部是相对于原料处理部件的长度方向而在原料处理部件内使成为熔液状的原料的深度局部变深的部分(堰堤式(dam-type)滞留部)、或者在原料处理部件的长度方向上使原料的流动阻力局部变大的部分(流动阻力增大式滞留部)。在此,该“成为熔液状的原料”也包括如下那样的情况,即,当在实际的原料的加热熔化工序中,由于原料在到达滞留部附近时未完全成为熔液状而是维持固液混合的状态等从而导致无法形成平坦的液面时,假设为原料在到达滞留部附近时完全成为熔液状。另外,堰堤式滞留部也可以说是将流动阻力增大式滞留部的作用极大化的滞留部。
[0080] 因此,与现有的原料熔化炉相比,在本实施方式的原料熔化炉中,容易在原料处理部件内更长时间地对原料进行加热熔化,其中,上述现有的原料熔化炉使用在原料处理部件内完全没有即便暂时阻碍原料的移动这样的凹凸的原料处理管。因此,也不需要为了在原料处理部件内更长时间地对原料进行加热熔化而不必要地缩小倾斜角、或者进一步增长原料处理管的长度。进而,仅将现有熔化炉中所配置的原料处理部件替换成具有与该原料处理部件相同程度的大小且设有滞留部的原料处理部件,便能够在原料处理部件内更长时间地对原料进行加热熔化。因此,也不需要大幅改造现有的熔化炉、或者新设新的熔化炉。
[0081] 另外,原料处理部件是能够将原料从一端侧的投入口向另一端侧的流出口输送的细长状部件,具体而言,使用筒状的原料处理管或者槽状的原料处理槽。在此,当作为原料处理部件而使用原料处理管时,原料处理管以使中心轴相对于水平方向倾斜的方式进行配置。该情况下,使中心轴相对于水平方向倾斜成投入口相比流出口位于上方。
[0082] 作为原料处理部件,可以使用原料处理管或原料处理槽的任意一种,但是,从实用上的观点来看,优选使用原料处理管。在以下的说明中,以作为原料处理部件而使用原料处理管的情况为前提进行说明。另外,对于作为原料处理部件而使用原料处理槽的情况,最后进行补充说明。
[0083] 首先,滞留部只要具有使在原料处理管内一边熔化一边移动的原料暂时滞留在原料处理管内的功能,则用于实现滞留部的具体结构便没有特别限定。但是,优选通过作为原料处理管而采用下述(1)~(6)所示的结构,由此在原料处理管内设置滞留部。
[0084] (1)在原料处理管至少具有筒体和一个以上的滞留部形成部件时,具有固定配置在该筒体内周面上的一个以上的滞留部形成部件的结构(第一实施形态)。
[0085] (2)在原料处理管至少具有筒体时,具有与该筒体呈一体地设置于该筒体内周面上的凸部的结构(第二实施形态)。
[0086] (3)在原料处理管至少具有筒体时,具有设置于该筒体的内周面上的凹部的结构(第三实施形态)。
[0087] (4)在原料处理管至少具有形成为将两个以上的筒状部件串联连接的结构的筒体时,在筒体的内周面上设有至少一个以上的错层,并且,在一个以上的错层中的至少任意一个错层中,该错层的投入口侧的内径大于该错层的流出口侧的内径的结构,其中,上述错层是通过一个筒状部件与其他筒状部件的连接而形成、且沿着圆周方向连续地形成(第四实施形态)。
[0088] 在此,“将两个以上的筒状部件串联连接”,是指从将一个筒状部件的端面与其他筒状部件的端面加以连接的形态、和将一个筒状部件的内周面的一部分与其他筒状部件的外周面的一部分加以连接的形态中选择的至少一种连接形态。
[0089] (5)在原料处理管至少具有筒体和多个阻碍部件时,在筒体的内周面上密集配置有多个阻碍部件的结构(第五实施形态)。
[0090] (6)将从上述(1)~(6)中选择的两种以上的结构组合后的结构(第六实施形态)。
[0091] 另外,在第一实施形态中,容易将滞留部形成部件的投入口侧附近的区域作为相对于原料处理管的长度方向使成为熔液状的原料深度局部变深的滞留部(堰堤式滞留部)而发挥作用。另外,在滞留部形成部件相对于原料处理管内周方向的长度短时、滞留部形成部件的高度低时、或者滞留部形成部件与原料处理管的内周面之间的间隙大时,作为堰堤式滞留部的作用降低或者消失。但是,即使在这样的情况下,滞留部形成部件也能够发挥作为相对于原料处理管长度方向而使原料的流动阻力局部增大的滞留部(流动阻力增大式滞留部)的作用。
[0092] 在第二实施形态中,容易使凸部的投入口侧附近的区域作为堰堤式滞留部发挥作用。另外,在凸部相对于原料处理管内周方向的长度短、或者凸部的高度低时,虽然作为堰堤式滞留部的作用降低或者消失,但是,能够发挥作为流动阻力增大式滞留部的作用。
[0093] 在第三实施形态中,容易使凹部作为堰堤式滞留部发挥作用。另外,在凹部相对于原料处理管内周方向的长度短、或者凹部的深度浅时,虽然作为堰堤式滞留部的作用降低或者消失,但是,能够发挥作为流动阻力增大式滞留部的作用。
[0094] 在第四实施形态中,容易使错层的投入口侧附近的区域作为堰堤式滞留部发挥作用。另外,在错层的高度低时,虽然作为堰堤式滞留部的作用降低或者消失,但是,能够发挥作为流动阻力增大式滞留部的作用。
[0095] 在第五实施形态中,密集配置于筒体的内周面上的多个阻碍部件作为流动阻力增大式滞留部发挥作用。该情况下,在沿着内周面移动的原料为固体状态时,原料的移动被密集配置有阻碍部件的部分阻碍。另外,在沿着内周面移动的原料为熔液状的情况下,原料在通过密集配置有阻碍部件的部分时,必须从形成于阻碍部件与阻碍部件之间的间隙、或者形成于阻碍部件与内周面之间的间隙通过。因此,在密集配置有阻碍部件的部分处,熔液状的原料的流动阻力明显增大,熔液状的原料的流动被阻碍。
[0096] 图1是表示本实施方式的原料熔化炉的主要部分的一例的模式图。另外,在图1及其他的附图中,图中所示的双箭头X方向是指水平方向,双箭头Y方向是指垂直方向,箭头Y1方向是指上方侧,箭头Y2方向是指下方侧。另外,在图1中,对于原料处理管内的具体结构省略了记载。
[0097] 图1所示的原料熔化炉10具有:原料处理管(原料处理部件)20和配置在原料处理管20周围的加热机构HT。在此,原料处理管20以使其中心轴C(图中点划线所示的线C)相对于水平方向倾斜的方式被配置。在此,中心轴C相对于水平方向的倾斜角θ的下限,优选选择熔化物能够在原料处理管20中朝向流出口24侧流动的角度中最小的角度。另外,倾斜角θ的上限,优选将投入到原料处理管20中的所有原料不会以未熔化状态到达流出口24侧的角度设为上限。倾斜角θ例如在大于0度的范围内适当地选择,但是,通常优选在1度~30度的范围内,更优选在1度~20度的范围内,进一步优选在1度~10度的范围内。
[0098] 另外,在原料处理管20的上方侧和下方侧配置有加热机构HT。另外,通常优选利用耐热性的壁材(图中未图示)将原料处理管20和加热机构HT的一部分或者整体包围。另外,加热机构HT相对于原料处理管20的配置位置、加热机构HT的形状、尺寸、配置数量,能够适当地选择图1所例示情况以外的其他形态。
[0099] 在此,作为原料的加热方式,能够根据原料的种类、或者构成原料处理管20的材料、原料的处理条件等适当地选择,例如能够利用如下那样的加热方式,即,利用辐射热的第一加热方式、利用来自加热后的原料处理管20的热传导的第二加热方式、利用电磁感应加热的第三加热方式、或者将从第一加热方式~第三加热方式中选择的两种以上的加热方式组合后的第四加热方式等。另外,作为加热机构HT,能够利用电阻发热体、远红外线加热器、线圈、燃烧器等周知的加热机构。
[0100] 进而,尤其优选原料处理管20能够通过未图示的驱动机构以中心轴C为旋转轴进行旋转。在使原料处理管20旋转时,既可以使原料处理管20以规定的转速连续地旋转,也可以每隔规定时间逐步地使原料处理管20仅旋转规定角度。另外,原料处理管20的剖面形状的内周侧和外周侧均没有特别限定,例如可以适当地选择圆形、椭圆形、方形等形状,但是,通常优选为圆形。
[0101] 另外,在以下的说明中,只要没有特别说明,便是以下述情况为前提进行说明,即:原料处理管20以中心轴C为旋转轴进行旋转,并且,构成原料处理管20的筒体的剖面形状的内周侧和外周侧均为圆形。
[0102] 另外,在将原料加热熔化时,从作为原料处理管20的一端侧开口部的投入口22将原料投入到原料处理管20内。在此,原料朝向原料处理管20内的投入既可以连续地实施,也可以相隔固定的时间间隔逐步地实施。另外,原料的投入也可以通过手工操作来实施,但是,从防止每单位时间投入到原料处理管20内的原料的投入量产生偏差的观点来看,优选使用机械性原料投入装置自动地实施。
[0103] 在原料处理管20内被加热熔化成为熔液状的原料(熔化物或熔液),从作为原料处理管20的另一端侧开口部的流出口24流落至下方。在此,在流出口24的下方,可以根据熔化物的利用目的或后处理的内容而适当地配置用于对熔化物进行主熔化的坩埚等的熔化池、用于将熔化物在水中淬火固化的水槽、用于将熔化物在大气中冷却固化的金属板、用于将熔化物成形为规定形状的成形装置等。
[0104] 另外,滞留部(图1中未图示)可以相对于中心轴C方向而在原料处理管20内的任意位置上设置至少一个以上,但是,通常优选在原料处理管20的中央部附近至流出口24之间设置一个滞留部。
[0105] 图2是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的一例的模式图,具体而言是第一实施形态的一例的示意图。在此,图2(A)表示将原料处理管以包括其中心轴在内的平面剖切时的侧视图,图2(B)表示从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0106] 图2所示的原料处理管20A(20)具有:一个圆筒状的筒体(圆筒管30A(30))和八个滞留部形成部件40A(40)。在此,在原料处理管20A(圆筒管30A)的内壁上,固定配置有由相同的形状、尺寸构成的八个块状的滞留部形成部件40A(40)。图2所示的滞留部形成部件40A是经过将环状部件以八等分的方式切断的工序而制造的部件,其中,上述环状部件是将具有与圆筒管30A的内径相同程度的外径的圆筒管横切(切成圆片)而得到的。另外,在切断后,为了调整滞留部形成部件40A的形状、尺寸,也可以根据需要对切断面进行研磨或磨削。
[0107] 在此,相对于中心轴C,八个滞留部形成部件40A以与原料处理管20A(圆筒管30A)的内周面26略紧密接合的方式,沿着圆筒管30A的内周方向被配置在比原料处理管20A的中央部更稍微靠近流出口24(圆筒管30A的一端的开口部)侧的位置上。另外,在以下的说明中,只要没有特别说明,滞留部形成部件40相对于中心轴C的配置位置就是配置于图2(A)中所例示的位置上。
[0108] 在此,所谓的“滞留部形成部件40与内周面26略紧密接合”,是指即使在内周面26和滞留部形成部件40的与内周面26相对的面之间形成有微小间隙时,未熔化的原料块也无法从该间隙通过的状态。该情况下,阻止未熔化的原料块通过的间隙的最大幅度的基准为5mm以下。上述间隙的最大幅度更优选为3mm以下,进一步优选为1mm以下。
[0109] 另外,“略紧密接合”中也包括上述两个面无缝地完全紧密结合的状态。另外,在以下的说明中,为了便于说明,除了后述的图5所示的例子之外,均以滞留部形成部件40与内周面26无缝地完全紧密结合而配置的状态进行说明。
[0110] 另外,在图2所示的例子中,在沿内周方向相邻接的两个滞留部形成部件40A之间形成有间隙W1。该间隙的长度(圆周方向的长度)只要调整为未熔化的原料块无法通过的长度即可,优选在0mm~5mm的范围内,更优选在0mm~3mm的范围内,进一步优选在0mm~1mm的范围内。
[0111] 通过将间隙长度设在上述范围内,在固体状态的原料M(S)流入到滞留部S内时,能够可靠地使原料M(S)滞留在滞留部S内。此外,能够使原料M(S)熔化成为液状后的原料M(L)暂时滞留在滞留部S内,并且能够使原料M(L)从滞留部S朝向流出口24侧流出。该情况下,通过适当地选择间隙长度、或者沿着圆周方向设置的间隙W1的个数,能够容易地控制从滞留部S朝向流出口24侧流出的原料M(L)的每单位时间的流出量。
[0112] 另外,作为将滞留部形成部件40固定配置在原料处理管20的内周面26上的方法,能够适当地选择周知的固定方法。例如在图2所示的例子中,能够利用通过粘接剂将滞留部形成部件40A粘接在内周面26上的化学固定方法、或者将滞留部形成部件40A与内周面26加以焊接或者热粘接的物理固定方法。在此,粘接剂优选为如下那样的粘接剂,即,由该粘接剂形成的粘接层在原料的加热温度下具备耐热性,并且不易与原料发生反应、或者不易被原料熔化后的熔液侵蚀的粘接剂。
[0113] 另外,作为固定方法还可以利用各种机械固定方法。作为这样的机械固定方法,例如也可以在内周面26上设置用于卡定滞留部形成部件40A的凸部,从而利用该凸部来固定滞留部形成部件40A。该情况下,能够以如下那样的方式进行固定,即,相对于中心轴C将滞留部形成部件40A配置在凸部的设有投入口22的一侧,由此能够防止滞留部形成部件40A由于其自重而朝向流出口24侧滑落。或者,可以在内周面26和滞留部形成部件40A的与内周面26相对的面上分别设置孔并在这些孔中插入销,由此将滞留部形成部件40A相对于内周面
26固定。
[0114] 接下来,对从图2所示的原料处理管20A的投入口22投入原料M时的原料M的加热熔化工序的一例进行说明。
[0115] 首先,将固体状态的原料M(S)从原料处理管20A的投入口22投入,由此将原料M(S)配置在投入口22附近的内周面26上。此时,原料处理管20A间断地或连续地旋转,同时,被投入到原料处理管20A内的原料M(S)一边加热熔化一边朝向流出口24侧移动。然后,成为熔液状态的原料M(L)并不沿着内周面26直接朝向流出口24侧顺畅地移动,而是被滞留部形成部件40A暂时阻拦住。而且,原料M(L)暂时滞留在滞留部形成部件40A的投入口22侧的附近区域(滞留部S)中的、垂直方向的最下方侧附近的区域S0中。
[0116] 在该滞留部S中,相对于原料处理管20A的长度方向而原料M(L)的深度局部变深。在此,滞留在滞留部S中的原料M (L),例如从沿着内周方向相互邻接的滞留部形成部件40A之间的间隙W1通过、以及/或者由于熔液面的上升而越过滞留部形成部件40A的上面侧(中心轴C侧的面),从而逐渐向流出口24侧流落。
[0117] 另外,原料M在投入到原料处理管20内之前的状态下,一般使用粉末状的固体材料。但是,也可以适当地选用粗颗粒状的固体材料、或者锭状的固体材料、糊状的材料、液状的材料、或者将这些材料两种以上混合后的材料等。另外,滞留在滞留部S内的原料M一般优选为液体状,但是并不限定于此,例如也可以为固体和液体混合的状态。
[0118] 另外,在将固体状态的原料M (S)投入到原料处理管20内时,优选以新投入到原料处理管20内的原料M不会将滞留在滞留部S内的液状的原料M(L)的液面覆盖的方式进行投入。其理由是:在以新投入的原料M(S)将滞留在滞留部S内的液状的原料M(L)的液面覆盖的方式投入时,滞留在滞留部S内的液状的原料M(L)会越过滞留部形成部件40A的上面侧,从而一下子大量朝向流出口24侧流出。这样,当原料M(L)一下子大量朝向流出口24侧流出时,容易在加热熔化原料M的工序中产生偏差。此外,在将从流出口24流落的熔液投入到水槽中而得到由粗熔化物构成的粒子(碎玻璃、cullet)时,粒径会产生大幅偏差。
[0119] 图3是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图,具体是图2所例示的实施形态的变形例的示意图。在此,图3所示的俯视图是从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0120] 图3所示的原料处理管20B(20)具有:一个圆筒管30A和八个滞留部形成部件40B(40)。在此,在原料处理管20B(圆筒管30A)的内周,固定配置有由相同的形状、尺寸构成的八个块状的滞留部形成部件40B(40)。图3所示的滞留部形成部件40B是与图2所示的滞留部形成部件40A具有相同的形状、尺寸、作用的部件。八个滞留部形成部件40B以与原料处理管20B(圆筒管30A)的内周面26略紧密接合的方式沿着圆筒管30A的内周方向而配置,并且,在沿内周方向相互邻接的两个滞留部形成部件40B之间形成有间隙W2。
[0121] 另外,在以构成一个环的方式被配置在原料处理管20B内的八个滞留部形成部件40B的内周侧,以构成一个环的方式固定配置有四个块状部件50。该块状部件50是将一个圆筒管横切(切成圆片)而得到的环状部件进行四等分,且为了能够配置在八个滞留部形成部件40B的内周侧而适当磨削并修整了形状的部件。
[0122] 在此,在沿内周方向相互邻接的两个块状部件之间形成有间隙W3。另外,由四个块状部件50形成的环的外径,与由八个滞留部形成部件40B形成的环的内径大致相同。因此,块状部件50与滞留部形成部件40B略紧密接合。另外,在图3所示的例子中,在呈环状地配置的八个滞留部形成部件40B的内周侧,进而配置有四个块状部件50。因此,这些滞留部形成部件40B和块状部件50实质上构成一个大幅阻碍原料M和空气在中心轴C方向上的自由移动的隔墙。另外,间隙W2、W3的间隙长度与间隙W 1的间隙长度相同。
[0123] 在此,当每单位时间内投入到原料处理管20B内的原料M的投入量少时,仅滞留部形成部件40B发挥使原料M暂时滞留在原料处理管20B内的作用。这一点对于构成图2所示的原料处理管20A的滞留部形成部件40A也是相同的。
[0124] 另一方面,在图2所示的原料处理管20A中,当每单位时间投入到原料处理管20A内的原料M的投入量大时,未熔化掉的固体状态的原料M (S)会越过滞留部形成部件40A的内周面40AI,而朝向流出口24侧移动。相对于此,在图3所示的原料处理管20B中,当每单位时间投入到原料处理管20B内的原料M的投入量大时,块状部件50也发挥使原料M暂时滞留在原料处理管20B内的作用。即,在原料M的投入量大时,块状部件50能够作为滞留部形成部件发挥作用。
[0125] 另外,在图2所示的原料处理管20A中,通常流出口24侧的温度低的空气会从流出口24侧流入原料处理管20A内,并通过呈环状地配置在原料处理管20A内的滞留部形成部件40A的内周侧,从而容易形成在原料处理管20A内被加热的同时朝向投入口22侧移动的气流。因此,在图2所示的原料处理管20A中,原料M的加热效率容易降低。
[0126] 但是,在图3所示的原料处理管20B中,由于以将呈环状地配置在原料处理管20B内的滞留部形成部件40B的内周部分的空间大致填埋的方式配置有块状部件50,因此,气流从流出口24侧朝向投入口22侧的流动被明显阻碍。因此,在原料处理管20B中,能够进一步提高原料M的加热效率。
[0127] 另外,在图3所示的例子中,为了封堵呈环状地配置在原料处理管20B内的滞留部形成部件40B内周侧的空间而配置有多个块状部件50,但是,也可以取代该多个块状部件50而配置一个略圆盘状的块状部件。
[0128] 图4是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图,具体是图2所例示的实施形态的变形例的示意图。在此,图4所示的俯视图是从流出口侧观察的原料处理管的俯视图。
[0129] 图4所示的原料处理管20C(20)具有:一个圆筒管30A和四个滞留部形成部件40C(40)。在此,在原料处理管20C(圆筒管30A)的内周,以沿着内周方向相隔规定间隔G1的方式固定配置有由相同的形状、尺寸形成的四个块状的滞留部形成部件40C(40)。四个滞留部形成部件40C,以与原料处理管20C(圆筒管30A)的内周面26完全紧密接合的方式,沿着圆筒管30A的内周方向相对于中心轴C每隔90度配置一个。
[0130] 而且,在图4所示的例子中,四个滞留部形成部件40C相对于中心轴C位于上下方向和左右方向。另外,图4所示的滞留部形成部件40C是经过将环状部件沿圆周方向以固定间隔切断的工序而制造的部件,其中,上述环状部件是将具有与圆筒管30A的内径相同程度的外径的圆筒管横切(切成圆片)而得到的。在此,间隔G1例如可以设为大于内周面26的圆周方向全长的0%且小于等于3.0%程度的长度。
[0131] 在图4所示的原料处理管20C中,当每单位时间投入到原料处理管20C内的原料M的投入量较少时,能够通过滞留部形成部件40C形成堰堤式滞留部。在此,在原料处理管20C的旋转以图4所示那样的状态停止时,滞留在由滞留部形成部件40C形成的滞留部中的液状的原料M(L),例如能够根据从投入口22侧逐步投入的原料M的投入量而从滞留部形成部件40C的两端侧溢出,并朝向流出口24侧流动(第一状态)。
[0132] 另外,也能够使原料处理管20C以中心轴C为旋转轴沿圆周方向旋转45度,由此使滞留在滞留部内的液状的原料M(L)从相互邻接的两个滞留部形成部件40C之间的间隙同时朝向流出口24侧流动(第二状态)。而且,通过每隔固定时间使原料处理管20C旋转45度,能够交替地重复第一状态和第二状态。
[0133] 图5是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图。在此,图5所示的俯视图是从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0134] 图5所示的原料处理管20D(20)具有:一个圆筒管30A和四个滞留部形成部件40D(40)。在此,在原料处理管20D(圆筒管30A)的内周,沿着圆周方向固定配置有由相同的形状、尺寸构成的四个块状的滞留部形成部件40D(40)。图5所示的滞留部形成部件40D是经过将环状部件沿着圆周方向以四等分的方式切断的工序而制造的部件,其中,上述环状部件是将具有与圆筒管30A的内径相同程度的外径的圆筒管横切(切成圆片)而得到的。
[0135] 该滞留部形成部件40D,以作为制造滞留部形成部件40D中所使用的环状部件的内周面的面(凹面40DD)与内周面26相对的方式,被配置在原料处理管20D的内周。因此,在滞留部形成部件40D的凹面40DD与内周面26之间,形成有液状的原料M(L)能够容易地通过的间隙G2。另外,在沿着内周面26的圆周方向相互邻接的两个滞留部形成部件40D的端面40DS与内周面26之间,也形成有液状的原料M(L)能够容易地通过的间隙G3。该端面40DS是将制造滞留部形成部件40D中所使用的环状部件切断时形成的切断面。
[0136] 图5所示的滞留部形成部件40D,形成阻碍固体状态的原料M(S)的流动的流动阻力增大式滞留部。
[0137] 图6是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图,具体是图2所例示的实施形态的变形例的示意图。在此,图6所示的俯视图是从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0138] 图6所示的原料处理管20E(20)具有:一个圆筒管30A和与圆筒管30A的内周面26略紧密接合而配置的一个环状的滞留部形成部件40E(40)。该环状的滞留部形成部件40E的外径与原料处理管20E(圆筒管30A)的内径略呈一致。即,环状的滞留部形成部件40E的外周形状与原料处理管20E(圆筒管30A)的内周形状呈略一致的关系。
[0139] 另外,在原料处理管20E(圆筒管30A)的内径相对于中心轴C方向并不固定时,只要在原料处理管20E(圆筒管30A)的中心轴C方向的任意一个位置上环状的滞留部形成部件40E的外径与原料处理管20E(圆周管30A)的内径略一致即可。
[0140] 在此,当环状的滞留部形成部件40E的外径与原料处理管20E(圆筒管30A)的内径完全一致时,能够使滞留部形成部件40E的外周面40EO与内周面26无缝地紧密接合。该情况下,能够防止原料M(L)朝向流出口24侧流动,直到滞留在由滞留部形成部件40E形成的滞留部中的液状的原料M(L)的水位达到滞留部形成部件40E的内周面40EI为止。而且,在水位达到内周面40EI之后,与投入到原料处理管20E内的原料M的投入量相对应量的液状的原料M(L)越过滞留部形成部件40E的内周面40EI,并朝向流出口24侧流动。
[0141] 另外,在环状的滞留部形成部件40E的外径与原料处理管20E(圆筒管30A)的内径并不完全一致时,在滞留部形成部件40E与内周面26之间形成有微小的间隙。该情况下,滞留在滞留部中的液状的原料M(L)也从该间隙一点一点地朝向流出口24侧流动。
[0142] 图7和图8是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图,具体是图6所例示的实施形态的变形例的示意图。在此,图7和图8所示的俯视图是从流出口侧观察的原料处理管的俯视图。
[0143] 图7所示的原料处理管20F(20),除了取代环状的滞留部形成部件40E而使用环状的滞留部形成部件40F(40)这一点之外,具有与图6所示的原料处理管20E相同的结构,其中,上述环状的滞留部形成部件40F是对环状的滞留部形成部件40E设置多个沿中心轴C方向贯通的微缝(slit)S的部件。
[0144] 另外,图8所示的原料处理管20G(20),除了取代环状的滞留部形成部件40E而使用环状的滞留部形成部件40G(40)这一点之外,具有与图6所示的原料处理管20E相同的结构,其中,上述环状的滞留部形成部件40G是对环状的滞留部形成部件40E设置多个沿着中心轴C方向贯通且剖面形状呈圆形的微孔H的部件。这些微缝S和微孔H作为液状的原料M(L)的流道发挥作用,其剖面形状和剖面面积根据滞留在滞留部中的液状的原料M(L)的粘度适当地选择。
[0145] 在图7所示的例子中,通过适当地选择微缝S的高度和宽度、个数以及圆周方向和径向的配置位置,能够容易地控制滞留在由滞留部形成部件40F形成的滞留部中的液状的原料M(L)的每单位时间的流出量。另外,在图8所示的例子中,通过适当地选择微孔H的直径、个数以及圆周方向和径向的配置位置,也能够容易地控制滞留在由滞留部形成部件40G形成的滞留部中的液状的原料M(L)的每单位时间的流出量。
[0146] 另外,在图7和图8所示的例子中,为了利用微缝S和微孔H更加正确地控制原料M(L)的流出量,优选使滞留部形成部件40F、40G与内周面26完全紧密接合。另外,在图7和图8所示的例子中,也可以同时使用微缝S和微孔H作为流道。
[0147] 另外,在使用如图2、图3所示滞留部形成部件40A、40B那样以在圆筒管30内形成一个环状部件的方式被配置在内周面26上的多个滞留部形成部件40A、40B时、和使用图6~图8所示的一个环状的滞留部形成部件40E、40F、40G时,这些滞留部形成部件40A、40B、40E、
40F、40G的在圆筒管30的内径方向上的长度(堰堤高度)优选为3mm以上,更优选为5mm以上,进一步优选为10mm以上,更进一步优选为20mm以上。
[0148] 通过增高堰堤高度,能够容易地形成堰堤式滞留部。另外,堰堤高度的上限并没有特别限定,只要小于圆筒管30内径的1/2即可。另外,从同样的观点来看,图4所示的滞留部形成部件的堰堤高度也优选在与上述情况相同的范围内。
[0149] 图9是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的俯视图,具体是图7所例示的实施形态的变形例的示意图。在此,图9所示的俯视图是从流出口侧观察原料处理管的俯视图。
[0150] 图9所示的原料处理管20H(20)具有:一个圆筒管30A和与圆筒管30A的内周面26略紧密接合而配置的一个圆板状的滞留部形成部件40H(40)。该圆板状的滞留部形成部件40H的外径与原料处理管20H(圆筒管30A)的内径略一致。即,圆板状的滞留部形成部件40H的外周形状与原料处理管20H(圆筒管30A)的内周形状呈略一致的关系。
[0151] 另外,当原料处理管20H (圆筒管30A)的内径相对于中心轴C方向并不固定时,只要在原料处理管20H(圆筒管30A)的中心轴C方向的任意一个位置上圆板状的滞留部形成部件40H的外径与原料处理管20H(圆筒管30A)的内径略一致即可。
[0152] 另外,通常优选使圆板状的滞留部形成部件40H的外径与原料处理管20H(圆筒管30A)的内径完全一致。该情况下,能够使滞留部形成部件40H的外周面40EO与内周面26无缝地紧密接合。因此,能够仅通过设置于滞留部形成部件40H上的微缝S,而容易地控制滞留在由滞留部形成部件40H形成的滞留部中的液状的原料M(L)每单位时间的流出量。另外,微缝S与图7所例示的情况同样地,相对于中心轴C方向被设置成贯通滞留部形成部件40H。
[0153] 在图9所示的例子中,以将原料处理管20H内的空间完全分为两部分的方式,将圆板状的滞留部形成部件40H配置于原料处理管20H内。因此,(1)能够与每单位时间的原料M的投入量无关地且可靠地防止熔化不充分的固体状态的原料M(S)朝向流出口24侧流出。此外,(2)也能够防止温度低的外部气体沿着中心轴C方向从流出口24侧朝向投入口22侧流动,因此,原料M的加热效率也高。
[0154] 另外,在图3所示的原料处理管20B中,也能够得到与上述(1)和(2)所示的效果大致相同程度的效果。但是,与构成图3所示的原料处理管20B的部件数量相比,构成该原料处理管20H的部件数量非常少。因此,与图3所示的原料处理管20B相比,图9所示的原料处理管20H容易组装。另外,在图9所示的例子中,也可以取代微缝S、或者与微缝S一同适当地设置图8所例示的微孔H。
[0155] 另外,在图9所示的原料处理管20H中,也可以在相对于中心轴C最靠近流出口24侧的位置上配置具有微缝S等流道的圆板状的滞留部形成部件40H。在此,作为与具有上述结构的原料处理管20H实质上具有相同的形状和作用的原料处理管20,也能够使用在底面部上设有微缝S等流道的有底的圆筒管。
[0156] 在图2~图9所例示的第一实施形态的原料处理管20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H中,作为筒体,使用了图2(A)所例示的中心轴C方向的内径固定的筒体(圆筒管
30A)。但是,作为筒体,也可以使用中心轴C方向的内径相对于中心轴C方向变化的筒体。作为这样的筒体,优选使用筒体的内径随着从投入口侧朝向流出口侧而逐渐变小的筒体。
[0157] 图10是表示构成原料处理管的筒体的其他例的侧视图。图10所示的圆筒管30B(30)的内径D随着从投入口22侧朝向流出口24侧而呈一次函数地变小。这样的圆筒管30B,适于制造使用图6~图9所例示那样的一个滞留部形成部件40E、40F、40G、40H作为滞留部形成部件40的原料处理管20E、20F、20G、20H。
[0158] 该情况下,将环状的滞留部形成部件40E、40F、40G的外径以及圆板状的滞留部形成部件40H的直径形成为:小于投入口22处的内径D(in)且大于流出口24处的内径D(out)。由此,在组装原料处理管20E、20F、20G、20H时,只要将滞留部形成部件40E、40F、40G、40H从投入口22侧插入圆筒管30B内,便能够相对于中心轴C方向而在内径D与滞留部形成部件
40E、40F、40G的外径以及圆板状的滞留部形成部件40H的直径一致的位置处,简单且机械性地将滞留部形成部件40E、40F、40G、40H固定配置在圆筒管30B内。
[0159] 另外,圆筒管30B也能够利用于原料处理管20A、20B的组装中,其中,上述原料处理管20A、20B使用在被配置于圆筒管30内时实质上构成一个环的多个块状的滞留部形成部件40A、40B。该情况下,将由多个块状的滞留部形成部件40A、40B构成的环的外径形成为:小于投入口22处的内径D(in)且大于流出口24处的内径D(out)。该情况下,也能够比较简单且机械性地将滞留部形成部件40A、40B固定配置在圆筒管30B内。
[0160] 在进行组装操作时,例如能够将多个块状的滞留部形成部件40A、40B一个一个分别地搬入到环的外径与内径D一致的位置,由此来组装环。或者,也可以在使用通过加热而完全热分解的有机系粘接剂或夹具等在圆筒管30B外预先制造由多个块状的滞留部形成部件40A、40B构成的环之后,将该环插入到环的外径与内径D一致的位置。
[0161] 另外,在作为构成原料处理管20的筒体而使用圆筒管30B的情况下,当倾斜角θ小时,内周面26中的位于垂直方向最下方的面(最底面26D)的投入口22侧有可能比流出口24侧低。在这样的情况下,投入到使用圆筒管30B的原料处理管20中的原料M会发生逆流。因此,倾斜角θ设定为使位于垂直方向最下方的面(最底面26D)的投入口22侧高于流出口24侧。该情况下,倾斜角θ只要设定为大于如下那样的角度即可,也就是,在使中心轴C与水平方向一致而配置圆筒管30B时最底面26D与水平方向所形成的角度。
[0162] 图11是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图,具体是第二实施形态的一例的示意图。在此,图11表示将原料处理管以包括其中心轴在内的面剖切后的侧视图。
[0163] 图11所示的原料处理管20I(20)具有一个圆筒管60。而且,在该圆筒管60的内周面26上,设有与圆筒管60呈一体的凸部62。在此,凸部62沿着内周方向连续地设置,其形状与图6所示的环状的滞留部形成部件40E实质上相同。即,在从流出口24侧观察图11所示的原料处理管20I时,原料处理管20I的形状与图6所示的俯视图所示的形状相同。
[0164] 而且,除了是否是与圆筒管60呈一体的部件之外,凸部62与滞留部形成部件40E具有相同的作用。在此,凸部62的形状、尺寸并不限于图11所示的例子,能够适当地进行选择。这样的圆筒管60,例如能够通过对图1所例示的内周面26上无凹凸的通常的圆筒管30进行切削加工或蚀刻加工等进行制造。
[0165] 另外,也可以取代构成图2~图9所例示的第一实施形态的原料处理管20A~20H的圆筒管30,而使用图11所例示的圆筒管60。该情况下,凸部62可以用作用于将滞留部形成部件40A~40H固定在圆筒管60内的卡定部件。因此,在将凸部62用作卡定部件时,凸部62的高度也可以低至难以形成滞留部的程度。另外,与利用焊接、热粘接或者粘接剂等将滞留部形成部件40A~40H设置在圆筒管30内的情况相比,在将凸部62用作卡定部件而将滞留部形成部件40A~40H设置在圆筒管60内时,滞留部形成部件40A~40H的设置操作更加简单。
[0166] 图11所例示的第二实施形态的原料处理管20I,在圆筒管60内预先设有与圆筒管60呈一体的凸部62。因此,在第二实施形态的原料处理管20I中,能够省略以下操作,即,为了形成滞留部而如第一实施形态的原料处理管20A~20H那样在圆筒管30内设置滞留部形成部件40A~40H的操作。
[0167] 图12是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图,具体是第三实施形态的一例的示意图。在此,图12表示将原料处理管以包括其中心轴在内的面剖切后的侧视图。
[0168] 图12所示的原料处理管20J(20)具有一个圆筒管70。而且,在该圆筒管70的内周面26上设有凹部72。在此,凹部72沿着内周方向连续地设置。在图12所示的例子中,凹部72形成滞留部。在此,凹部72的形状、尺寸并不限于图12所示的例子,可以适当地进行选择。这样的圆筒管70,例如能够通过对图1所例示的内周面上无凹凸的通常的圆筒管30进行切削加工或蚀刻加工等进行制造。
[0169] 另外,图12所例示的第三实施形态的原料处理管20J,在圆筒管70的内周面26上预先设有凹部72。因此,在第三实施形态的原料处理管20J中,能够省略以下操作,即,为了形成滞留部而如第一实施形态的原料处理管20A~20H那样在圆筒管30内设置滞留部形成部件40A~40H的操作。
[0170] 图13是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图,具体是第四实施形态的一例的示意图。在此,图13表示将原料处理管以包括其中心轴在内的面剖切后的侧视图。
[0171] 图13所示的原料处理管20K(20)具有一个筒体80。该筒体80具有将三个筒状部件、即第一圆筒管90、第二圆筒管100、第三圆筒管110依次串联连接的结构。另外,在筒体80中,相对于筒体80的长度方向,配置有第一圆筒管90侧的开口部成为投入口22,配置有第三圆筒管110侧的开口部成为流出口24。
[0172] 而且,以使第一圆筒管90的中心轴C1、第二圆筒管100的中心轴C2以及第三圆筒管110的中心轴C3一致的状态,将第一圆筒管90的一端面92与第二圆筒管100的一端面102加以连接,并且,将第二圆筒管100的另一端面104与第三圆筒管110的一端面112加以连接。因此,三个中心轴C1、C2、C3构成筒体80的中心轴C。
[0173] 另外,第一圆筒管90的外径、第二圆筒管100的外径以及第三圆筒管110的外径相同,第二圆筒管100的内径小于第一圆筒管90和第三圆筒管110的内径。另外,连接方法只要是液状的原料M(L)不会容易地经由连接面漏出至筒体80外部的连接方法,便没有特别限定,例如能够利用焊接或热粘接。
[0174] 而且,在筒体80的内周面26上,在设有第一错层120的同时设有第二错层122,其中,上述第一错层120是通过第一圆筒管90与第二圆筒管100的连接而形成,并且沿着圆周方向连续地形成,上述第二错层122是通过第二圆筒管100与第三圆筒管110的连接而形成,并且沿着圆周方向连续地形成。在此,在第一错层120中,第一错层120的投入口22侧的内径D1大于第一错层120的流出口24侧的内径D2。因此,能够容易地在该第一错层120的投入口22侧的区域形成堰堤式滞留部。
[0175] 图14是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图,具体是第四实施形态的其他例的示意图。在此,图14表示将原料处理管以包括其中心轴在内的面剖切后的侧视图。
[0176] 图14所示的原料处理管20L(20)具有一个筒体130。该筒体130具有将两个筒状部件、即第一圆筒管140和第二圆筒管150串联连接的结构。另外,在筒体130中,相对于筒体130的长度方向,配置有第一圆筒管140侧的开口部成为投入口22,配置有第二圆筒管150侧的开口部成为流出口24。
[0177] 在此,第二圆筒管150的外径与第一圆筒管140的内径一致。而且,筒体130具有以下结构,即,第一圆筒管140的内周面142的一部分与第二圆筒管150的外周面152的一部分被连接的结构。也就是,筒体130具有第二圆筒管150的一端侧部分被插入到第一圆筒管140的内周侧的结构。因此,第一圆筒管140的中心轴C1和第二圆筒管150的中心轴C2构成筒体130的中心轴C。另外,连接方法只要是液状的原料M(L)不会容易地经由连接面漏出至筒体
130外部的连接方法,便没有特别限定,例如能够利用焊接或热粘接。
[0178] 而且,在筒体130的内周面26上设有错层160,该错层160是通过第一圆筒管140与第二圆筒管150的连接而形成,并且沿着圆周方向连续地形成。在此,在错层160中,错层160的投入口22侧的内径D1大于错层160的流出口24侧的内径D2。因此,能够容易地在该错层160的投入口22侧的区域形成堰堤式滞留部。
[0179] 另外,相对于图13所示的原料处理管20K,在图14所示的原料处理管20L中,由于能够增大构成筒体130的两个筒状部件140、150之间的连接面积,因此,容易确保连接强度。此外,筒体130具有第二圆筒管150被插入第一圆筒管140的内周侧的结构。因此,筒体130不易因为从与筒体130的中心轴C略垂直的方向施加的机械性冲击或应力而弯曲。
[0180] 另外,图13和图14所例示的第四实施形态的原料处理管20K、20L,在筒体80、130内预先设有形成滞留部的错层120、160。因此,在第四实施形态的原料处理管20K、20L中,能够省略以下操作,即,为了形成滞留部而如第一实施形态的原料处理管20A~20H那样在圆筒管30内设置滞留部形成部件40A~40H的操作。
[0181] 图15是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理管的其他例的侧视图,具体是第五实施形态的一例的示意图。在此,图15是表示将原料处理管以包括其中心轴在内的面剖切后的侧视图。
[0182] 图15所示的原料处理管20M(20)具有一个圆筒管30A(30)和多个阻碍部件170。在此,多个阻碍部件170密集配置在原料处理管20M(圆筒管30A)的内周面26上。另外,在图15所示的例子中,多个阻碍部件170在原料处理管20M的长度方向上密集配置在大致中央附近的位置上,但是,可以在原料处理管20M的长度方向上密集配置在任意的位置上。
[0183] 在此,固体状态的原料M(S)能够被阻拦在密集配置有多个阻碍部件170部分的投入口22侧。另外,液体状态的原料M(L)在通过密集配置有多个阻碍部件170的部分时,流动阻力明显增大。因此,原料M暂时滞留在密集配置有多个阻碍部件170部分的附近。
[0184] 阻碍部件170的尺寸、尺寸分布、形状并没有特别限定,只要是能够在原料处理管20M内密集配置多个的尺寸,便能够适当地进行选择。所谓的“能够在原料处理管20M内密集配置多个的尺寸”,是指各个阻碍部件170的最大直径的平均值(平均最大直径)至少在原料处理管20M的内径的1/10左右以下。
[0185] 但是,为了更加有效地阻碍原料M在原料处理管20M中的移动,需要某种程度地提高阻碍部件170的密集度(每单位体积中阻碍部件170所占的体积比)。从这种观点来看,阻碍部件170的平均最大直径优选为5mm~50mm左右。另外,当平均最大直径变大时,优选使尺寸分布也增大。该情况下,由于能够在尺寸大的阻碍部件170彼此间的间隙中配置尺寸小的阻碍部件170,因此,能够提高密集度。
[0186] 另外,作为阻碍部件170的形状,能够选择任意的形状,例如可以形成为球状、棒状、多面体状、筒状等形状。另外,为了更加有效地阻碍原料M的移动,所使用的阻碍部件170的个数优选为五个以上,更优选为十个以上。另外,所使用的阻碍部件170的个数的上限并没有特别限定,能够根据阻碍部件170的最大直径和原料处理管20M的内径适当地选择,但是,在实用上优选为500个以下程度。
[0187] 另外,阻碍部件170与滞留部形成部件40不同,并未被固定配置在原料处理管20M的内周面26的特定位置上。即,在原料处理管20旋转时,阻碍部件170由于其自重而沿着内周面26移动,另外,当通过与在原料处理管20内移动的原料M接触而产生的外力大时,阻碍部件170也沿着内周面26移动。因此,当每单位时间的原料M的投入量多时、倾斜角θ大时、或者各阻碍部件170的重量小时,阻碍部件170容易被朝向流出口24侧冲走。该情况下,配置在原料处理管20M内的阻碍部件170随着时间的经过而从流出口24侧落下,从而逐渐消失(第一问题)。
[0188] 另一方面,在第一实施形态~第四实施形态中,存在如下那样的情况,即,当第一实施形态中的滞留部形成部件40(但是,以不与内周面26略紧密接合的形态配置的滞留部形成部件40D除外),具有与该滞留部形成部件40(滞留部形成部件40D除外)实质相同的作用的、第二实施形态中的凸部62和第四实施形态中的错层120、160,第三实施形态中的凹部72附近的内周面26中的、凹部72的流出口24侧的内周面26被加热后的熔液状的原料M(L)侵蚀时,使液状的原料M(L)暂时滞留在原料处理管20内的作用经时性地降低(第二问题)。
[0189] 为了同时解决以上所说明的第一问题和第二问题,优选在如下那样的滞留部内密集配置多个阻碍部件170,即,形成于滞留部形成部件40(滞留部形成部件40D除外)、凸部62、错层120、160的投入口22侧的作为集液槽的滞留部内、或者由凹部72构成的作为集液槽的滞留部内。也就是,优选将第五实施形态和第一实施形态~第四实施形态的任意一个实施形态组合后进行使用。该情况下,由于即使对阻碍部件170施加任何外力而阻碍部件170也难以移动至滞留部的外部,因此,能够容易地解决第一问题、或者能够更长时间地抑制第一问题的发生。
[0190] 另外,也容易更长时间地抑制第二问题的发生。以如图16所示在原料处理管20A的滞留部S中配置有阻碍部件170的情况作为具体例,来说明其理由。另外,图16是在图2所示的滞留部S(S0)内密集配置有阻碍部件170的状态的放大示意图,且是滞留部S及其附近的原料处理管20A的结构的示意图。在此,图16(A)是开始进行原料M的加热熔化处理的初始时刻的示意图,图16(B)是原料M的加热熔化处理开始后滞留部形成部件40A的侵蚀进行到某种程度时的示意图。
[0191] 首先,当在滞留于滞留部S(S0)内的原料M(L)中配置有阻碍部件170时,在开始进行原料M的加热熔化处理的初期,配置在滞留部S内的阻碍部件170仅仅是浸在液状的原料M(L)中,并未怎么发挥使原料M暂时滞留在原料处理管20A内的作用。其理由是:液状的原料M(L)的流动阻力在由沿着内周方向相互邻接的两个滞留部形成部件40A形成的间隙部分中最大,而不是阻碍部件170之间的间隙中。
[0192] 但是,在滞留在滞留部S内的原料M(L)具有侵蚀滞留部形成部件40A的性质的情况下,当长时间持续实施原料M的加热熔化时,滞留部形成部件40A逐渐被侵蚀。因此,由沿着内周方向相互邻接的两个滞留部形成部件40A形成的间隙的宽度逐渐变大。而且,该间隙中的流动阻力大幅降低。因此,利用滞留部形成部件40A阻拦液状的原料M(L)的滞留作用,随着时间的经过而降低。而且,滞留在滞留部S中的原料M(L)的液面F开始下降。但是,该情况下,液状的原料M(L)在受到阻力的同时从阻碍部件170之间的间隙中流过。
[0193] 另外,即使在阻碍部件170被滞留在滞留部S内的原料M(L)侵蚀时,因侵蚀而尺寸稍微变小的阻碍部件170彼此间也能够以将相互之间的间隙填埋的方式移动。因此,形成于阻碍部件170之间的间隙与时间的经过无关,实质上几乎未变大。即,密集配置有阻碍部件170部分的流动阻力几乎未经时性地降低。在此,为了防止因侵蚀而尺寸稍微变小的阻碍部件170彼此间的间隙扩大,尤其优选适时地使原料处理管20A以中心轴C为旋转轴进行旋转。
[0194] 因此,当由沿着内周方向相互邻接的两个滞留部形成部件40A形成的间隙部分的流动阻力降低,并且低于密集配置有阻碍部件170部分的流动阻力时,密集配置有阻碍部件170的部分能够开始发挥使液状的原料M(L)滞留的作用。由以上说明的理由可知,通过在滞留部S中密集配置阻碍部件170,能够更加长时间且容易地抑制第二问题的发生。
[0195] 接下来,对构成以上所说明的原料处理管20的各部件的构成材料进行说明。作为构成原料处理管20的筒体30、70、80、130,滞留部形成部件40以及块状部件50的构成材料,可以根据成为加热熔化对象的原料M的成分、加热熔化的条件、对原料M进行加热熔化处理而得到的熔化物的利用目的等适当地选择,例如可以利用石英玻璃、氧化铝、电熔耐火砖(electrocast brick)、铂、铂系合金、金、金系合金等。在此,作为电熔耐火砖例如可以举出AZS系或Zr系的砖等。
[0196] 另外,构成原料处理管20的各部件优选由相同材料构成,但是,也可以由互不相同的材料构成。另外,为了确保相对于原料M的耐腐蚀性或耐热性等,也可以根据需要对构成原料处理管20的各部件的表面实施涂覆处理或板状部件的粘附处理。
[0197] 另外,当原料M是为了制造由无机材料形成的部件而使用的原料时,其原料成分并没有特别限定,除了无机成分之外,还可以含有通过加热而分解、消失的粘接剂等的有机成分、或者以包含在酸盐等固体材料中的形态含有气体成分等。在此,作为由无机材料形成的部件,例如可以举出玻璃部件、晶化玻璃部件、陶瓷部件、金属部件,进而还可以举出为了制造这些部件而使用的粗熔化物(所谓的碎玻璃(cullet))。另外,作为碎玻璃,最优选为了制造玻璃部件而使用的碎玻璃(glass cullet)。作为原料M的具体例,可以举出玻璃部件制造用原料、晶化玻璃部件制造用原料、陶瓷部件制造用原料、金属部件制造用原料。
[0198] 但是,本实施方式的原料熔化炉10,优选作为原料M而使用玻璃部件制造用原料从而利用于各种玻璃部件的制造中。该情况下,本实施方式的原料熔化炉10也可以为了直接制造各种玻璃部件而使用,但是,通常尤其优选使用于制造各种玻璃部件、特别是光学玻璃部件时的主熔化用的粗熔化物(以下,简称为“光学玻璃制造用粗熔化物”)的制造中。
[0199] 在此,在制造光学玻璃制造用粗熔化物时,作为玻璃部件制造用原料,使用包含如碳酸盐或氢氧化物等那样通过加热而产生气体的成分(气体含有成分)的原料。该情况下,使用本实施方式的原料熔化炉10,能够容易地得到含有适于在主熔化时确保玻璃熔液的清澈度的气体成分的光学玻璃制造用粗熔化物。
[0200] 其理由如下:首先,与现有的原料熔化炉相比,在本实施方式的原料熔化炉10中,能够更加容易地控制原料M在原料处理管20内的滞留时间,因此,在原料M包含气体含有成分时,能够更加正确地控制加热熔化时的来自原料M的脱气量。
[0201] 另外,本实施方式的原料熔化炉10尤其优选使用于磷酸盐系光学玻璃制造用粗熔化物的制造中。该情况下,与现有的原料熔化炉相比,本实施方式的原料熔化炉10能够以更低的温度且长时间地对原料M进行加热熔化,因此,能够确保主熔化时的清澈度,并且也能够抑制光学玻璃的着色。另外,在原料中除了磷酸盐之外还含有Ti化合物、Nb化合物、Bi化合物以及W化合物中的任意一种的情况下,当以高温对原料M进行加热时,存在由于这些金属被还原而进一步促进光学玻璃的着色的情况。
[0202] 但是,即使在这样的情况下,当使用本实施方式的原料熔化炉10时,也能够以较低的温度加热原料以使不会发生这些金属的还原,并且,也能够以能够将粗熔化物中所包含的气体成分量控制在适于确保清澈度的范围内的方式长时间地进行加热处理。因此,能够抑制光学玻璃的着色,并且还能够容易地确保主熔化时的清澈度。
[0203] 另外,在将本实施方式的原料熔化炉10使用于光学玻璃制造用粗熔化物的制造中时,作为构成原料处理管20的各部件的构成材料,在磷酸盐系光学玻璃制造用粗熔化物的情况下优选使用石英玻璃,在酸盐系光学玻璃制造用粗熔化物的情况下优选使用铂、铂合金、金、金合金的任意一种。另外,铂与金的合金既有铂合金也有金合金。
[0204] 另外,当作为构成原料处理管20的各部件的构成材料、尤其是构成筒体30、70、80、130的材料而使用石英玻璃,并且,原料M的加热方式为至少利用红外线的辐射热的方式时,所使用的石英玻璃中含有的羟基的含有量越少越理想。该情况下,由于能够进一步提高石英玻璃的红外线透过率,因此,能够进一步提高辐射加热的加热效率。此外,即使通过长时间的加热也难以使石英玻璃变质或劣化,因此,也能够增长原料处理管20的寿命。
[0205] 接下来,对作为原料处理部件而使用原料处理槽的情况进行说明。该情况下,取代构成原料处理管20的筒体,原料处理槽至少具有由该筒体的下部侧部分构成的槽体(或者大致半筒体)。而且,除了这一点之外,原料处理槽的结构、材料可以与原料处理管20相同。另外,在使用滞留部形成部件40时,只要将滞留部形成部件40至少配置在与槽体的内周面相接触或相对的位置上即可。另外,原料处理槽的长度方向的一部分也可以具有与筒体相同的结构。
[0206] 与作为原料处理部件而使用原料处理管的本实施方式的原料熔化炉同样地,作为原料处理部件而使用原料处理槽的原料熔化炉容易在原料处理槽内更长时间地对原料M进行加热熔化。另外,在使用原料处理槽时,无需使原料处理槽以中心轴为旋转轴进行旋转。
[0207] 另外,原料处理槽具有上部开放的结构。因此,在重复利用原料处理槽时,其维护极其容易。例如,极其容易除去粘着在原料处理槽的内周面上的原料M、或者替换因为侵蚀而形成滞留部S的功能明显降低的滞留部形成部件40。
[0208] 另外,作为原料处理槽的槽体的剖面形状,例如能够形成为与将构成原料处理管20的筒体沿其长度方向分为两部分而得到的部件的剖面形状相同。另外,除此之外还可以适当地选择V字槽状、U字槽状等作为槽发挥作用的周知的形状。
[0209] 图17是表示本实施方式的原料熔化炉中所使用的原料处理槽的一例的模式剖面图,且是从流出口侧观察原料处理槽的俯视图。图17所示的原料处理槽(原料处理部件)200,具有与将图3所示的原料处理管20B以包括中心轴C在内的平面实质地分为两部分后的部件中的一个部件相同的结构。即,原料处理槽200具有将圆筒管30A以包括中心轴C在内的平面分为两部分而得到的槽体(半圆筒管)210。进而,以与该槽体210的内周面略紧密接合的方式沿着槽体210的内周方向配置有四个滞留部形成部件40B。进而,在该四个滞留部形成部件40B的内周侧固定配置有两个块状部件50。而且,在图1所示的原料熔化炉中,可以取代原料处理管20而使用原料处理槽200。
[0210] 【实施例
[0211] 以下,举以实施例对本发明进行说明,但是,本发明并不仅限于以下的实施例。
[0212] (原料)
[0213] 准备了磷酸盐系光学玻璃制造用的原料,该原料以从原料中将水、二氧化碳等通过加热而气化的成分除去后的氧化物进行换算而由下述成分构成。另外,在调配原料时,以下所示的各成分中的P2O5使用正磷酸(H3PO4)、偏磷酸或者五氧化二磷等,其他成分使用碳酸盐、硝酸盐、氧化物等。
[0214] P2O5:20wt%(质量百分比)
[0215] Nb2O5:43wt%
[0216] BaO:19.5wt%
[0217] B2O3:3wt%
[0218] TiO2:8wt%
[0219] Na2O:3.5wt%
[0220] K2O:1wt%
[0221] ZnO:1wt%
[0222] ZrO2:1wt%
[0223] 总计:100wt%
[0224] 将Sb2O3以增量与增加之后的总量之比的换算方式添加0.3wt%
[0225] (实施例1)
[0226] -原料熔化炉-
[0227] 作为原料熔化炉10,使用设有图3所示的原料处理管20B的原料熔化炉。该原料处理管20B的各部分的构成材料全部由石英玻璃构成。在此,圆筒管30A的尺寸形状为:长度100cm、外径10cm、内径8cm,滞留部形成部件40B是如下那样的部件,即,在将厚度为5cm、外径为8cm、内径为6cm的环状部件沿圆周方向等间隔地八等分之后,为了容易配置在圆筒管
30A内而对形状适当地进行了修整的部件。
[0228] 另外,块状部件50是如下那样的部件,即,在将厚度为5cm、外径为6cm、内径为4cm的环状部件沿圆周方向等间隔地四等分之后,为了容易配置在呈环状地配置的滞留部形成部件40B的内周侧而对形状适当地进行了修整的部件。在此,间隙W2、W3为约1mm左右。
[0229] 另外,滞留部形成部件40B和块状部件50配置在原料处理管20B的距离流出口24侧约20cm的位置上。原料处理管20B的倾斜角θ设定为3度。另外,在原料处理管20B的外周面的中央部附近配置有用于监测温度的热电偶。另外,在由滞留部形成部件40B形成的滞留部内,密集配置有二十~三十个由外径为10~20mm的玻璃片形成的阻碍部件170。另外,上述玻璃片与原料处理管20B为同一材质。
[0230] 作为加热机构HT,以与原料处理管20B略平行的方式在原料处理管20B周围配置有多个具有与原料处理管20B相同程度的长度的棒状SiC加热器。进而,为了对从流出口24流出的熔液进行淬火而得到粗熔化物(碎玻璃),在流出口24的下方配置有水槽。
[0231] -粗熔化物的制造-
[0232] 利用SiC加热器将原料处理管20B加热至1100度左右。接着,将原料处理管20B的加热温度维持在1100度,并从投入口22侧投入粉末状的原料M。另外,原料M每隔一定的时间间隔投入1kg。另外,在每次对原料M进行加热熔化处理时,使原料处理管20B以中心轴C为旋转轴旋转固定角度。而且,使在原料处理管20B内成为熔液状的原料M从流出口24侧流出,并在水槽中进行淬火,从而得到碎玻璃。
[0233] -主熔化和光学玻璃的制造-
[0234] 将得到的碎玻璃2kg投入到铂坩埚中,并在约1240度下实施四小时的主熔化,将得到的玻璃在退火炉中进行退火,从而得到折射率nd为1.9236、阿贝数vd为20.9的光学玻璃。
[0235] (实施例2)
[0236] 使用如下那样的原料熔化炉10,即,除了取代在滞留部中也配置有阻碍部件170的图3所示的原料处理管20B而使用图5所示的原料处理管20D之外,具有与实施例1中所使用的原料熔化炉10相同的结构。在此,构成原料处理管20D的圆筒管30A的尺寸形状,与实施例1中所使用的圆筒管30A相同。
[0237] 另外,滞留部形成部件40D是如下那样的部件,即,在将由与原料处理管中所使用的材料相同的材料形成的环状部件沿圆周方向等间隔地进行四等分之后,为了容易配置在圆筒管30A内而对形状适当地进行了修整的部件。另外,滞留部形成部件40D与实施例1同样地配置在原料处理管20D的距离流出口24侧约20cm的位置上。原料处理管20D的倾斜角θ与实施例1同样地设定为3度。另外,在原料处理管20D的外周面的中央部附近,配置有用于监测温度的热电偶。
[0238] 然后,除了使用利用原料处理管20D的原料熔化炉10之外,与实施例1同样地制造粗熔化物(碎玻璃)并进行主熔化,从而得到与实施例1具有相同的折射率nd、阿贝数vd的光学玻璃。
[0239] (比较例1)
[0240] 除了作为原料处理管而使用如下的圆筒管,即,从实施例1中所使用的原料处理管20B内将滞留部形成部件40B和块状部件50除去后的单一的圆筒管之外,以与实施例1相同的条件进行粗熔化。然后,将得到的熔液在水中进行淬火从而制造了碎玻璃。进而,使用该碎玻璃并以与实施例1相同的条件进行主熔化,由此得到光学玻璃。
[0241] (评价)
[0242] 对于实施例1、2以及比较例1中得到的光学玻璃,利用分光光度计在300nm~700nm的范围内进行了透过率的测定。该实施例1、2的光学玻璃具有如下那样的光学特性,即,透过率从波长500nm左右起开始降低,在波长为400nm左右时透过率几乎为零。在此,求出了透过率为70%的波长(λ70)。结果表示于表1中。
[0243] [表1]
[0244]实施例1 实施例2 比较例1
λ70(nm) 434 445 457
[0245] 由表1所示可知,与实施例2的光学玻璃相比,实施例1的光学玻璃在可见光的短波段中容易使更宽幅的波长的光透过(难以着色)。另一方面,在图3所示的原料处理管20B中,滞留部形成部件40B以与内周面26略紧密接合的方式沿着内周方向被配置,相对于此,在图5所示的原料处理管20D中,在内周面26与滞留部形成部件40D之间形成有间隙G2、G3。
[0246] 由此可以说,与实施例2相比,使用原料熔化炉10的实施例1更加容易抑制光学玻璃的着色,其中,上述原料熔化炉10具备容易使原料M更长时间地滞留在原料处理管20内的原料处理管20B。另外可知,在作为原料处理管而使用单一的圆筒管的比较例1中,由于无法使原料M滞留在原料处理管内,因此,与实施例1和实施例2的任意一个相比均容易着色。
[0247] (实施例3)
[0248] 取代实施例1中所使用的原料处理管20B,而使用将该原料处理管20B以包括中心轴C在内的平面实质地分为两部分后得到的部件(图17所示的原料处理槽210)。该原料处理槽210除了具有将原料处理管20B分为两部分的结构这一点之外,其他的尺寸或构成材料与原料处理管20B相同。而且,除了不使原料处理槽210旋转这一点之外,与实施例1同样地在滞留部内配置阻碍部件170,并以与实施例1相同的条件制造碎玻璃。其结果是,λ70显示出与实施例1大概相同程度的值。
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