本發(fā)明涉及熔融玻璃加熱裝置、玻璃制造裝置和玻璃物品的制造方法。

背景技術(shù)：

在玻璃制造裝置中，使用鉑、或鉑-金合金、鉑-銠合金等鉑合金制的中空管作為允許高溫的熔融玻璃通過其內(nèi)部的導(dǎo)管。在玻璃制造裝置中，為了確保熔融玻璃的流動性，對允許熔融玻璃通過的導(dǎo)管加熱。對于導(dǎo)管的加熱而言，有時(shí)也利用加熱器等熱源從外部對導(dǎo)管加熱，但是在導(dǎo)管為鉑或鉑合金制的中空管的情況下，廣泛地進(jìn)行在該中空管上設(shè)置通電用的電極并對該中空管通電加熱。

在導(dǎo)管的加熱中，在設(shè)置主管和支管的情況下，有可能發(fā)生支管中的加熱不足。

作為針對支管的加熱不足的對策，專利文獻(xiàn)1中公開了對能夠用作熔融玻璃的導(dǎo)管的鉑制的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體通電加熱的方法。如圖7所示，通過該加熱方法加熱的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體100包含2個(gè)主管101、102和連接主管101、102之間的支管103。

在該例中，將對支管103通電的路徑分割為第1通電路徑(電流供給路徑)120和第2通電路徑121。第1通電路徑120連接第1主管101和支管103。第2通電路徑121連接支管103和第2主管102。而且，分別獨(dú)立地實(shí)施第1通電路徑120和第2通電路徑121中的通電控制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2006/123479號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

但是，專利文獻(xiàn)1的加熱方法中，對于主管的內(nèi)部、以及主管和支管的連接部(分支部)處的溫度差沒有考慮。因此，熔融玻璃通過主管和支管的內(nèi)部時(shí)，在熔融玻璃中產(chǎn)生溫度差，有時(shí)會引起熔融玻璃的不均勻化。

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以不產(chǎn)生溫度差的方式對熔融玻璃進(jìn)行加熱、且抑制熔融玻璃的不均勻化的熔融玻璃加熱裝置。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一種方式，提供一種熔融玻璃加熱裝置，其為具有允許熔融玻璃通過的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體和對該復(fù)合管結(jié)構(gòu)體通電加熱的通電加熱部的熔融玻璃加熱裝置，其中，

所述復(fù)合管結(jié)構(gòu)體具有相對于水平方向基本垂直地延伸的主管、在所述主管的上部側(cè)方從所述主管分支的上部支管、以及在所述主管的下部側(cè)方從所述主管分支的下部支管；

所述通電加熱部具有設(shè)置在所述主管的上端的第1電極、設(shè)置在所述主管的下端的第2電極、以及設(shè)置在所述上部支管的側(cè)方端部的第3電極，在所述第1電極和所述第2電極之間形成供給電流的第1電流供給路徑，在所述第1電極和所述第3電極之間形成供給電流的第2電流供給路徑；

在所述復(fù)合管結(jié)構(gòu)體中，以滿足0.4＜(流經(jīng)所述主管的所述上端和分支部上端之間的電流的電阻和流經(jīng)所述上部支管的分支部和所述側(cè)方端部之間的電流的電阻的合計(jì)/流經(jīng)所述主管的所述上端和所述下端之間的電流的電阻)＜0.8的方式，在所述主管上配置所述上部支管。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的一種方式，在熔融玻璃加熱裝置中，能夠以不產(chǎn)生溫度差的方式對熔融玻璃進(jìn)行加熱，且抑制熔融玻璃的不均勻化。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的搭載有熔融玻璃加熱裝置的玻璃制造裝置的剖視圖。

圖2為表示圖1的制造裝置的玻璃物品的制造方法的流程圖。

圖3為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的熔融玻璃加熱裝置的概略圖。

圖4為說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體中的上部支管相對于主管的位置的立體透視圖。

圖5為本發(fā)明的第2實(shí)施方式的具有熔融玻璃加熱裝置的系統(tǒng)的概略圖。

圖6為表示改變上部支管相對于主管的位置后的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體中的熔融玻璃的溫度的表。

圖7為以往例的通電加熱裝置的概念圖。

附圖標(biāo)記

1、1R 主管(干管)

1a 上端

1b 下端

2、2R 上部支管

2a 側(cè)方端部

3、3R 下部支管

3a側(cè)方端部

4(4a、4b) 第1電極

5(5a、5b) 第2電極

6(6a、6b) 第3電極

7(7a、7b) 第4電極

10 熔化裝置

20 熔融玻璃運(yùn)送裝置

21 第1電流供給路徑

22 第2電流供給路徑

23 第3電流供給路徑

24A 第1電源

24B 第2電源

24C 第3電源

30 成形裝置

40 連接裝置

50 緩冷裝置

200 熔融玻璃加熱系統(tǒng)

210 熔融玻璃加熱裝置(第1熔融玻璃加熱裝置)

220 復(fù)合管結(jié)構(gòu)體

230 通電加熱部

240 第2熔融玻璃加熱裝置

250 復(fù)合管結(jié)構(gòu)體

260 通電加熱部

G2 熔融玻璃

Ja 分支部上端

Jb 分支部下端

J 分支部(連接部)

SD 從主管的上端通過主管流向分支部上端的電流的最短路徑、和從分支部上端通過上部支管的內(nèi)周部最上部沿圓筒狀的上部支管的母線方向流向上部支管的側(cè)方端部的電流的路徑的合計(jì)

LD 從主管的上端通過主管流向分支部下端的電流的最短路徑、和從分支部下端通過上部支管的內(nèi)周部最下部沿圓筒狀的上部支管的母線方向流向上部支管的側(cè)方端部的電流的路徑的合計(jì)

具體實(shí)施方式

以下，關(guān)于用于實(shí)施本發(fā)明的方式，參照附圖進(jìn)行說明。各附圖中，對相同的或?qū)?yīng)的構(gòu)成賦予相同的或?qū)?yīng)的符號，并省略說明。本說明書中，表示數(shù)值范圍的“～”的含義是包含其前后的數(shù)值的范圍。

[玻璃制造裝置]

圖1為表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的搭載有熔融玻璃加熱裝置的玻璃板(玻璃物品)的制造裝置的剖視圖。如圖1所示，玻璃板的制造裝置具有熔化裝置10、熔融玻璃運(yùn)送裝置20、成形裝置30、連接裝置40和緩冷裝置50。

熔化裝置10通過將玻璃原料G1熔化而制作熔融玻璃G2。熔化裝置10具有例如熔化爐11和燃燒器12。

熔化爐11中，形成熔化玻璃原料G1的熔化室11a。熔融玻璃G2收容在熔化室11a中。

燃燒器12在熔化室11a的上部空間形成火焰。通過該火焰的輻射熱將玻璃原料G1緩慢地熔化成熔融玻璃G2。

熔融玻璃運(yùn)送裝置20將熔融玻璃G2從熔化裝置10運(yùn)送至成形裝置30，將熔融玻璃G2供給至成形裝置30。在熔融玻璃運(yùn)送裝置20中，設(shè)置有后述的熔融玻璃加熱裝置210。

成形裝置30將從熔融玻璃運(yùn)送裝置20供給的熔融玻璃G2成形為帶板狀的玻璃帶G3。成形裝置30具有例如成形爐31和成形加熱器32。

成形爐31中，形成將熔融玻璃G2成形的成形室31a。從成形爐31的入口開始，越朝向成形爐31的出口，成形室31a的溫度越低。成形爐31具有浮拋槽311和設(shè)置在浮拋槽311上方的頂棚312。

浮拋槽311收容熔融金屬M(fèi)。作為熔融金屬M(fèi)，可以使用例如熔融錫。除了熔融錫以外，也可以使用熔融錫合金等。為了抑制熔融金屬M(fèi)的氧化，成形室31a的上部空間充滿還原性氣體。還原性氣體例如由氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w構(gòu)成。

浮拋槽311將向熔融金屬M(fèi)上連續(xù)地供給的熔融玻璃G2，利用熔融金屬M(fèi)的液面，成形為帶板狀的玻璃帶G3。玻璃帶G3一邊從浮拋槽311的上游側(cè)向下游側(cè)流動一邊緩慢地固化，在浮拋槽31的下游區(qū)域中從熔融金屬M(fèi)向上提升。

成形加熱器32從頂棚312懸掛下來。成形加熱器32在玻璃帶G3的流動方向上間隔地設(shè)置多個(gè)，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的流動方向上的溫度分布。另外，成形加熱器32在玻璃帶G3的寬度方向上間隔地設(shè)置多個(gè)，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的寬度方向上的溫度分布。

連接裝置40連接成形裝置30和緩冷裝置50。連接裝置40和緩冷裝置50之間的微小間隙中可以填滿絕熱材料。連接裝置40具有連接爐41、中間加熱器42和提升輥43。

連接爐41設(shè)置在成形爐31和后述的緩冷爐51之間，并形成抑制在它們之間運(yùn)送的玻璃帶G3的熱排出(脫熱)的連接室41a。能夠防止成形爐31和緩冷爐51之間的玻璃帶G3的急冷。

中間加熱器42設(shè)置在連接室41a中。中間加熱器42在玻璃帶G3的運(yùn)送方向上間隔地設(shè)置多個(gè)，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的運(yùn)送方向上的溫度分布。中間加熱器42也可以在玻璃帶G3的寬度方向上分隔設(shè)置，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的寬度方向上的溫度分布。

提升輥43設(shè)置在連接室41a中。提升輥43通過發(fā)動機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，將玻璃帶G3從熔融金屬M(fèi)向上提升，從成形爐31運(yùn)送至緩冷爐51。提升輥43在玻璃帶G3的運(yùn)送方向上間隔地設(shè)置多個(gè)。

緩冷裝置50對由成形裝置30成形的玻璃帶G3進(jìn)行緩慢冷卻。緩冷裝置50具有緩冷爐51、緩冷加熱器52和緩冷輥53。

緩冷爐51中，形成對玻璃帶G3進(jìn)行緩慢冷卻的緩冷室51a。從緩冷爐51的入口開始，越朝向緩冷爐51的出口，緩冷室51a的溫度越低。

緩冷加熱器52設(shè)置在緩冷室51a中。緩冷加熱器52在玻璃帶G3的運(yùn)送方向上間隔地設(shè)置多個(gè)，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的運(yùn)送方向上的溫度分布。緩冷加熱器52也可以在玻璃帶G3的寬度方向上分隔設(shè)置，調(diào)節(jié)玻璃帶G3的寬度方向上的溫度分布。

緩冷輥3設(shè)置在緩冷室51a中。緩冷輥53通過發(fā)動機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并將玻璃帶G3從緩冷爐51的入口向緩冷爐51的出口運(yùn)送。緩冷輥53在玻璃帶G3的運(yùn)送方向上間隔地設(shè)置多個(gè)。

將在緩冷裝置50中緩慢冷卻后的玻璃帶G3通過切割機(jī)切割為規(guī)定的尺寸，從而得到作為制品的玻璃板。

需要說明的是，玻璃板的制造裝置可以是多種多樣的。例如，玻璃板的制造裝置可以具有在熔融玻璃運(yùn)送裝置20中對包含在熔融玻璃G2中的氣泡進(jìn)行脫泡的澄清裝置。

[玻璃物品的制造方法]

接著，參照圖2，說明使用上述構(gòu)成的玻璃板的制造裝置的玻璃板的制造方法。圖2為表示第1實(shí)施方式的玻璃物品的制造方法的流程圖。如圖2所示，玻璃板的制造方法具有熔解工序S10、熔融玻璃運(yùn)送工序S20、成形工序S30和緩慢冷卻工序S50。

在熔解工序S10中，通過將玻璃原料G1熔解而制作熔融玻璃G2。

在熔融玻璃運(yùn)送工序S20中，將熔融玻璃G2從熔解裝置10運(yùn)送至成形裝置30。

在成形工序S30中，將通過熔解工序S10制作的熔融玻璃G2成形為帶板狀的玻璃帶G3。例如，在成形工序S30中，向熔融金屬M(fèi)上連續(xù)地供給熔融玻璃G2，利用熔融金屬M(fèi)的液面將熔融玻璃G2成形為帶板狀的玻璃帶G3。玻璃帶G3一邊從浮拋槽311的上游側(cè)向下游側(cè)流動，一邊緩慢地固化。

在緩慢冷卻工序S50中，對通過成形工序S30成形的玻璃帶G3進(jìn)行緩慢冷卻。

將緩慢冷卻后的玻璃帶G3利用切割機(jī)切割為規(guī)定的尺寸，從而得到作為制品的玻璃板。

需要說明的是，玻璃板的制造方法可以是多種多樣的。例如，玻璃板的制造方法可以具有在熔融玻璃運(yùn)送工序S20中對包含在熔融玻璃G2中的氣泡進(jìn)行脫泡的澄清工序。

[熔融玻璃加熱裝置]

＜第1實(shí)施方式＞

接著，參照圖3，說明本發(fā)明的熔融玻璃加熱裝置210。圖3為說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的熔融玻璃加熱裝置210的示意圖。

熔融玻璃加熱裝置210具有復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220和通電加熱部230。復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220包含形成允許熔融玻璃G2通過的流路的導(dǎo)管。通電加熱部230對復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220進(jìn)行通電加熱。

圖3所示的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220具有作為導(dǎo)管的主管(也稱為干管)1、上部支管2和下部支管3。

主管1相對于水平方向基本垂直地延伸，上部支管2在主管1的上部側(cè)方從主管1分支并與主管1內(nèi)部連通。此處，相對于水平方向基本垂直是指相對于鉛垂方向±10度以內(nèi)。下部支管3在主管1的下部側(cè)方從主管1分支并與主管1內(nèi)部連通。

在圖3的構(gòu)成中，下部支管3為將熔融玻璃G2導(dǎo)入主管1的導(dǎo)入管，上部支管2為將熔融玻璃G2從主管1排出的排出管，也可以為后述圖5那樣的相反的構(gòu)成。

主管1、上部支管2和下部支管3為鉑制或鉑合金制的中空管。作為鉑合金的具體例，可以列舉：鉑-金合金、鉑-銠合金。另外，在提及鉑制或鉑合金制的情況下，還包括使金屬氧化物分散到鉑或鉑合金中而得到的增強(qiáng)鉑制。在這種情況下，作為被分散的金屬氧化物，可以列舉：以Al₂O₃或ZrO₂或者Y₂O₃為代表的元素周期表中的第III族、第IV族或第13族的金屬氧化物。

為了將電流導(dǎo)入這樣的含有鉑的中空管的壁上，后述的電極4、5、6、7設(shè)置在主管1的上端1a、主管1的下端1b、上部支管2的側(cè)方端部2a和下部支管3的側(cè)方端部3a上。

在設(shè)置于主管1的上端1a的電極4的外側(cè)(上側(cè))，還可以設(shè)置防止從熔融玻璃G2的散熱的蓋構(gòu)件。

在對上述構(gòu)成的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220進(jìn)行通電加熱的通電加熱部230中，電極4接合在主管1的上端1a、電極5接合在主管1的下端1b、電極6接合在上部支管2的側(cè)方端部2a、并且電極7接合在下部支管3的側(cè)方端部3a的外周上。

電極4、5、6、7由鉑制或鉑合金制的環(huán)狀電極4a、5a、6a、7a，和與環(huán)狀電極4a、5a、6a、7a的外緣的一端接合的引出電極4b、5b、6b、7b構(gòu)成。引出電極4b、5b、6b、7b與后述的電源24A、24B、24C連接，當(dāng)通電時(shí)，電流從引出電極4b、5b、6b、7b通過環(huán)狀電極4a、5a、6a、7a流向?qū)Ч?、2、3。

環(huán)狀電極4a、5a、6a、7a的外緣上，還可以設(shè)置鉑或鉑合金以外的金屬材料制的部位。作為這樣的金屬材料，可以列舉：銠、銥、鉬、鎢、鎳、鈀、銅、以及它們的合金等。

關(guān)于引出電極4b、5b、6b、7b，優(yōu)選以鉑作為主要構(gòu)成材料。但是，并不限定于此，也可以為上述鉑或鉑合金以外的金屬材料制。

而且，連接主管1的上端1a的電極(第1電極)4和下端1b的電極(第2電極)5，形成供給電流的第1電流供給路徑21。連接主管1的上端1a的電極4和上部支管2的側(cè)方端部2a的電極6(第3電極)，形成供給電流的第2電流供給路徑22。連接主管1的下端1b的電極5和下部支管3的側(cè)方端部3a的電極(第4電極)7，形成供給電流的第3電流供給路徑23。

通過第1電流供給路徑21向電極5、4供給電流，第2電流供給路徑22向電極4、6供給電流，第3電流供給路徑23向電極7、5供給電流，對復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220進(jìn)行通電加熱。

另外，在通電加熱部230中，在第1電流供給路徑21中設(shè)置(插入)第1電源24A，在第2電流供給路徑22中設(shè)置第2電源24B，在第3電流供給路徑23中設(shè)置第3電源24C。即，第1電源24A與電極5、4電連接，第2電源24B與電極4、6電連接，第3電源24C與電極7、5電連接。

此外，通電加熱部230具有調(diào)節(jié)第1電流供給路徑21、第2電流供給路徑22和第3電流供給路徑23的各電極間的電流(電流密度)的電流平衡單元25。

作為一個(gè)例子，三相交流的電源24A、電源24B和電源24C分別供給單相交流電流ia、單相交流電流ib和單相交流電流ic。

此處，電流平衡單元25調(diào)節(jié)由電源24A、電源24B和電源24C生成的單相交流電流ia、單相交流電流ib和單相交流電流ic的電流水平，從而具備取得電源間的電流水平平衡的電流平衡功能。作為電流水平的調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電流的相位。

電流平衡單元25包含例如包含多個(gè)供給三相交流相中的R、S間、R、T間、S、T間的單相交流的能夠調(diào)節(jié)匝數(shù)比的線圈的變壓器、三端雙向交流開關(guān)、自動電流調(diào)節(jié)器(ACR)等而構(gòu)成。

需要說明的是，在圖3中，說明了將電流平衡單元25與電源24A、24B、24C分別記載的例子，但是也可以將電流平衡單元25與電源24A、24B、24C合并而構(gòu)成為電源系統(tǒng)。

作為一個(gè)例子，本實(shí)施方式的電流平衡單元25以使電源24A的單相交流電流ia、電源24B的單相交流電流ib和電源24C的單相交流電流ic的相位差為2π/3或4π/3的方式調(diào)節(jié)電流。以這種方式設(shè)定相位差時(shí)，3個(gè)電源24A、24B、24C的電位差的和通常是恒定的。

因此，可以以彼此相等的方式控制流經(jīng)連接主管1的上端1a和下端1b的第1電流供給路徑21的電流ia、流經(jīng)連接主管1的上端1a和上部支管2的側(cè)方端部2a的第2電流供給路徑22的電流ib、和流經(jīng)連接主管1的下端1b和下部支管3的側(cè)方端部3a的第3電流供給路徑23的電流ic。

在以上述方式向各電流供給路徑供給均勻的電流的情況下，在圖3中，由第1電流供給路徑21和第2電流供給路徑22供給的電流重復(fù)流經(jīng)主管1和上部支管2的分支部上端(連接部上端、上方角部)Ja。此外，分支部上端Ja位于從主管1的上端1a流向上部支管2的電流的最短路徑上。因此，分支部上端Ja成為電流集中的部位。

因此，由于電流集中于分支部上端Ja，有可能會發(fā)生局部加熱。

因此，在對上部支管2進(jìn)行通電加熱時(shí)，優(yōu)選使得在分支部上端Ja不發(fā)生局部加熱，因此在本實(shí)施方式中規(guī)定了復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220的尺寸，由此緩和電流的集中。具體而言，在本實(shí)施方式的熔融玻璃加熱裝置210中，在復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中，通過相對于主管1的高度(長度)Hm適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上部支管2的位置，能夠容易且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行通電控制，以使得在分支部上端Ja不發(fā)生局部加熱。

此處，關(guān)于具體的局部加熱的發(fā)生原因，從復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220的尺寸方面加以探討。

當(dāng)對包圍熔融玻璃G2的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220進(jìn)行通電加熱時(shí)，設(shè)P為熱量(W)、I為電流(A)、R為電阻值(Ω)，

根據(jù)式(1)產(chǎn)生熱量：

P＝I²×R…(1)

此處，設(shè)H為發(fā)熱量(J)、T為時(shí)間(秒)時(shí)，

產(chǎn)生式(2)的發(fā)熱量。

H＝P·T…(2)

此時(shí)，設(shè)V為電壓(V)，流經(jīng)的電流為式(3)。

此處，設(shè)S為導(dǎo)體(導(dǎo)管)的截面積(m²)、l為導(dǎo)體的長度(m)、ρ為材料的比電阻(電阻率)(Ω·m)，電阻由式(4)表示，

設(shè)導(dǎo)管的內(nèi)徑(內(nèi)側(cè)直徑)為D、導(dǎo)管的厚度為t，套用式(4)。

此處，主管1和上部支管2的厚度t為約0.1mm～約3mm，相對于導(dǎo)管的內(nèi)徑D顯著小(D＞＞t)，因此，式(5)能夠如下近似，

由于π為圓周率、ρ為材料的比電阻、t為厚度，因而公式(6)的“2ρ/πt”在全部的導(dǎo)管1、2、3中是恒定的。因此，在本實(shí)施方式的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中，通過比較電流流經(jīng)的部位的“l(fā)/D”的比率，能夠比較導(dǎo)管的電阻值R和流經(jīng)的電流值，因此能夠利用電流量預(yù)測局部的發(fā)熱。

在本實(shí)施方式中，為了防止在分支部上端Ja局部的發(fā)熱，以如下方式設(shè)定復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中各導(dǎo)管的尺寸和連接位置(分支位置)的尺寸。需要說明的是，這些尺寸考慮后述實(shí)施例的溫度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行規(guī)定。

需要說明的是，設(shè)置在主管的上端1a、下端1b、支管2、3的側(cè)方端部2a、3a的環(huán)狀電極4、5、6、7的尺寸，與導(dǎo)管1、2、3的圓筒狀的主體部的尺寸相比，小到能夠忽略的程度。因此，電極4、5、6、7的電阻與導(dǎo)管1、2、3的圓筒狀的主體部的電阻相比，小到能夠忽略的程度。

圖4為說明相對于主管1的上部支管2的位置的立體透視圖。在圖4中，α表示主管1整體、β表示上部支管2、γ表示主管1中的分支上方部(比分支部上端Ja更上方的部分)。

在本實(shí)施方式中，為了相對于主管1適當(dāng)?shù)卦O(shè)置上部支管2的位置，著眼于從主管1的上端1a至分支部上端Ja的位置(距離h)并以下述方式進(jìn)行規(guī)定是適當(dāng)?shù)摹?/p>

在本實(shí)施方式中，優(yōu)選滿足“0.4＜(流經(jīng)主管1的上端1a和分支部上端Ja之間(γ)的電流的電阻和流經(jīng)上部支管2的分支部J和側(cè)方端部2a之間(β)的電流的電阻的合計(jì)/流經(jīng)主管1的上端1a和下端1b之間(α)的電流的電阻)＜0.8”。

此處，將上述的“[流經(jīng)主管1的上端1a和分支部上端Ja之間(γ)的電流的電阻]和[流經(jīng)上部支管2的分支部J和側(cè)方端部2a之間(β)的電流的電阻]的合計(jì)除以[流經(jīng)主管1的上端1a和下端1b之間(α)的電流的電阻]所得的數(shù)”規(guī)定為比率A。

此處，上部支管2的分支部J是指主管1和上部支管2的連接部。例如，在主管1沿鉛垂方向延伸、上部支管2從主管1垂直地分支的情況下，作為連接部的分支部J為近似圓形。

比率A更優(yōu)選大于0.45，進(jìn)一步優(yōu)選大于0.5。另外，比率A更優(yōu)選小于0.75，進(jìn)一步優(yōu)選小于0.7。

作為具體例，在主管1沿鉛垂方向延伸、上部支管2相對于主管1垂直地分支并沿水平方向延伸、側(cè)方端部2a的電極6相對于上部支管2垂直地設(shè)置的情況下，比率A由下式表示。

在將主管1的高度(長度)設(shè)為Hm、主管1的內(nèi)徑設(shè)為D1、上部支管2的長度(即，圓筒狀的上部支管2的周面的母線的長度)設(shè)為L、上部支管2的內(nèi)徑設(shè)為D2、從主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距離設(shè)為h的情況下，在主管1上設(shè)置上部支管2的位置可以設(shè)定為式(7)。

在這種情況下，也優(yōu)選滿足0.4＜比率A＝((h/D1)+(L/D2))/(Hm/D1)＜0.8。

此處，上部支管2可以不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置。在上部支管2不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置、并且側(cè)方端部2a的電極6沿鉛垂方向設(shè)置的情況下，不需要對式(7)進(jìn)行修正。

需要說明的是，比率A不限定于式(7)。例如，在上部支管2不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置、并且側(cè)方端部2a的電極6不沿鉛垂方向設(shè)置的情況下，關(guān)于上部支管2(β)的截面積S和長度L，根據(jù)分支的角度和端部的角度的關(guān)系的不同情況，需要對式(7)進(jìn)行加算或減算的修正。

無論是上部支管2水平、傾斜的任一種情況，上述的比率A都表示“[流經(jīng)主管1中的分支上方部γ的電流的電阻]和[流經(jīng)上部支管2(β)的電流的電阻]的合計(jì)除以[流經(jīng)主管1的整體α的電流的電阻]所得的比率”。

由此，通過設(shè)定為0.4＜比率A＜0.8，能夠抑制在分支部上端Ja發(fā)生局部加熱，在復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220內(nèi)對熔融玻璃G2進(jìn)行均勻加熱，并且抑制不均勻化。

另外，在本發(fā)明中，在主管1的上端1a設(shè)置上部支管2的位置優(yōu)選滿足下式。此處，在圖3中，分支部下端Jb為主管1和上部支管2的連接部下端(下方角部)。

“0.55＜(從主管1的上端1a通過主管1流向分支部上端Ja的電流的最短路徑、和從分支部上端Ja通過上部支管2的內(nèi)周部最上部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)SD/從主管1的上端1a通過主管1流向分支部下端Jb的電流的最短路徑、和從分支部下端Jb通過上部支管2的內(nèi)周部最下部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)LD)＜0.77”

此處，將上述的“[從主管1的上端1a通過主管1流向分支部上端Ja的電流的最短路徑、和從分支部上端Ja通過上部支管2的內(nèi)周部最上部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)SD]除以[從主管1的上端1a通過主管1流向分支部下端Jb的電流的最短路徑、和從分支部下端Jb通過上部支管2的內(nèi)周部最下部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)LD]所得的比率”，規(guī)定為比率B。

由于主管1相對于水平方向基本垂直地配置，因而電流沿基本鉛垂的方向從主管1的上端1a通過主管1流向分支部上端Ja。

另外，當(dāng)電流沿基本鉛垂的方向從主管1的上端1a通過主管1流向主管1和上部支管2的連接部(即，上部支管2的分支部J)的側(cè)端(左端或右端)之后，從分支部J的側(cè)端沿著分支部J的圓弧流向分支部下端Jb。

另外，如圖4所示，在主管1沿鉛垂方向延伸、上部支管2從主管1垂直地分支的情況下，橫向?yàn)閳A筒形狀的上部支管2的母線方向?yàn)樗椒较颉?/p>

比率B更優(yōu)選大于0.60。另外，比率B更優(yōu)選小于0.70。

作為具體例，在主管1沿鉛垂方向延伸、上部支管2從主管1垂直地分支并沿水平方向延伸、側(cè)方端部2a的電極6相對于上部支管2垂直地設(shè)置的情況下，為了使直圓筒形狀的上部支管2的母線的長度等于上部支管2的長度L，可以將比率B設(shè)定為式(8)。

在這種情況下，也優(yōu)選滿足0.55＜比率B＝(h+L)/(h+(5/4)D2+L)＜0.77。

需要說明的是，如圖4所示，通過路徑SD(h+L)的電流通過主管1和上部支管2的分支部上端Ja，通過路徑LD(h+(5/4)D2+L)的電流通過分支部下端Jb。

此處，上部支管2也可以不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置。在上部支管2不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置、并且側(cè)方端部2a的電極6沿鉛垂方向設(shè)置的情況下，當(dāng)作為上部支管2的圓筒的底面的圓形的側(cè)方端部2a和圓周面的母線傾斜相交的斜圓筒形狀時(shí)，不需要對式(8)進(jìn)行修正。

需要說明的是，比率B不限定于式(8)。例如，在上部支管2不沿水平方向延伸而傾斜地設(shè)置、并且側(cè)方端部2a的電極6不沿鉛垂方向設(shè)置的情況下，關(guān)于上部支管2(β)的長度L，根據(jù)分支的角度和端部的角度的關(guān)系的不同情況，需要公式(8)進(jìn)行加算或減算的修正。例如為通過使底面和圓周面的母線直角地相交的直圓筒形狀傾斜并切割而連接的情況等。

由此，比率B表示“[從主管1的上端1a通過主管1流向分支部上端Ja的電流的最短路徑、和從分支部上端Ja通過上部支管2的內(nèi)周部最上部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)SD]除以[從主管1的上端1a通過主管1流向分支部下端Jb的電流的最短路徑、和從分支部下端Jb通過上部支管2的內(nèi)周部最下部沿圓筒狀的上部支管2的母線方向流向上部支管2的側(cè)方端部2a的電流的路徑的合計(jì)LD]所得的比率”。比率B包含上部支管2為水平的情況(直圓筒形狀的情況)和傾斜的情況(直圓筒形狀、斜圓筒形狀的情況)這兩者。

由此，通過設(shè)定為0.55＜比率B＜0.77，能夠抑制上部支管2中的管內(nèi)部的上方和下方的溫度差的產(chǎn)生，抑制復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中的熔融玻璃G2的溫度差的產(chǎn)生。

在改變復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中的尺寸、上部支管2的設(shè)置位置時(shí)的比率A、B的變化的關(guān)系如下所示。

從主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距離h變長時(shí)，比率A、比率B均變大。

主管1的高度Hm變低時(shí)，比率B保持不變，但是由于分支上方部分β的比例變大，因而比率A變大。

上部支管2的長度L變長時(shí)，比率A、比率B均變大。

在改變距離h和高度Hm等2個(gè)以上的尺寸的情況下，根據(jù)該變化的比率，比率A、比率B連動變化。

在滿足上述比例而設(shè)定導(dǎo)管長度的情況下，主管1的高度Hm優(yōu)選為500mm～3000mm、上部支管2的長度L優(yōu)選為50mm～1500mm。高度Hm更優(yōu)選為800mm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為1100mm以上。另外，高度Hm更優(yōu)選為2700mm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為2400mm以下。長度L更優(yōu)選為150mm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為250mm以上。另外，長度L更優(yōu)選為1300mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1100mm以下。主管1的高度Hm為3000mm以下時(shí)，主管1的電流的電阻被抑制，能夠?qū)θ廴诓Ａ2充分加熱。另外，上部支管2的長度L為1500mm以下時(shí)，上部支管2的電流的電阻被抑制，能夠?qū)θ廴诓Ａ2充分加熱。

另外，主管1的內(nèi)徑D1優(yōu)選為50mm～500mm。內(nèi)徑D1更優(yōu)選為100mm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為150mm以上。另外，內(nèi)徑D1更優(yōu)選為450mm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為400mm以下。

為了將上部支管2設(shè)置在主管1的上部(從一半起的上方)，上部支管2的內(nèi)徑D2需要比主管的高度Hm的一半短，上部支管2的內(nèi)徑D2優(yōu)選為50mm～500mm。內(nèi)徑D2更優(yōu)選為100mm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為150mm以上。另外，內(nèi)徑D2更優(yōu)選為450mm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為400mm以下。

為了將上部支管2設(shè)置在主管1的上部(從一半起的上方)，從主管1的上端1a至上部支管2的分支部上端Ja的距離h需要比主管1的高度Hm的一半短，距離h優(yōu)選為50mm～500mm。距離h更優(yōu)選為100mm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為150mm以上。另外，距離h更優(yōu)選為450mm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為400mm以下。

距離h過短時(shí)，上部支管2與主管1的上端1a接近，因此在熔融玻璃G2的運(yùn)送中可能卷入氣泡；距離h過長時(shí)，分支部上端Ja的溫度容易上升，因此通過設(shè)定適當(dāng)?shù)木嚯xh，能夠抑制不良情況的產(chǎn)生。

另外，在玻璃制造裝置中，在復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220的主管1中可以設(shè)置用于攪拌熔融玻璃G2的攪拌器。在主管1中設(shè)置攪拌器的情況下，能夠提高熔融玻璃G2的狀態(tài)(溫度、均勻性等)的均勻化。

需要說明的是，在從上方觀察上述的構(gòu)成時(shí)，下部支管3在主管1上設(shè)置在與上部支管2相反側(cè)的側(cè)面上。上部支管2和下部支管3不需要設(shè)置在180度的相反側(cè)上，也可以以形成45度以上的規(guī)定角度的方式設(shè)置。

另外，在上述中，說明了支管2、3從主管1水平地分支的情況，但是在支管2、3不垂直的范圍內(nèi)，可以從主管1傾斜地分支。在這種情況下，也優(yōu)選以滿足上述比率的方式構(gòu)成復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220。

＜第2實(shí)施方式＞

在本實(shí)施方式中，對在由圖1表示的熔融玻璃運(yùn)送裝置20的內(nèi)部并排設(shè)置2個(gè)上述熔融玻璃加熱裝置的情況進(jìn)行說明。

圖5表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的具有熔融玻璃加熱裝置的系統(tǒng)200。

與圖3的構(gòu)成一樣，在圖5的左側(cè)記載的熔融玻璃加熱裝置210的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體220中，下部支管3為將熔融玻璃G2導(dǎo)入主管1的入口側(cè)的導(dǎo)入管，上部支管2為將熔融玻璃G2從主管1排出的排出管。

在第2熔融玻璃加熱裝置240的復(fù)合管結(jié)構(gòu)體250中，上部支管2R為將從上部支管2排出的熔融玻璃G2導(dǎo)入主管1R的入口側(cè)的導(dǎo)入管，下部支管3R為將通過主管1R的熔融玻璃G2排出的出口側(cè)的管。上部支管2R的側(cè)方端部2c以與第1熔融玻璃加熱裝置210的上部支管2的側(cè)方端部2a相對的方式配置。

在本實(shí)施方式中，在第1熔融玻璃加熱裝置210的通電加熱部230和第2熔融玻璃加熱裝置240的通電加熱部260中，分別設(shè)置電流平衡單元25、25R，因此能夠獨(dú)立控制通電加熱。

本發(fā)明的實(shí)施方式的熔融玻璃加熱裝置(系統(tǒng))并不限于圖1和圖2所示的浮法，也可以應(yīng)用于熔融法或其它的玻璃物品的制造方法。

另外，使用搭載有本發(fā)明的熔融玻璃加熱裝置的玻璃制造裝置所制造的玻璃物品并不限于玻璃板，也可以是各種形狀。

以上，對于熔融玻璃加熱裝置的實(shí)施方式等進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式等，在權(quán)利要求書記載的本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變形、改良。

實(shí)施例

對于上述的熔融玻璃加熱裝置，改變尺寸，并通過模擬(有限元法)計(jì)算出復(fù)合管結(jié)構(gòu)體的表面溫度。下述例1～例7為實(shí)施例、例8～例10為比較例。

＜例1～10＞

在例1中，將熔融玻璃加熱裝置中的各部分的尺寸設(shè)定如下。

主管高度Hm：1000mm

主管內(nèi)徑D1：200mm

支管長度L：450mm

支管內(nèi)徑D2：200mm

主管上端與支管上端的距離h：220mm

在例2～10中，將例1的熔融玻璃加熱裝置中的各部分的尺寸變更為如圖6所示。

在圖6的表中，T0表示主管1的中央部的溫度、T1表示主管1的上部(分支上方部γ)的溫度、T2表示主管1與上部支管2的分支部上端(角部)Ja的溫度T2、并且T3表示主管1與上部支管2的分支部下端(角部)Jb的溫度。

需要說明的是，計(jì)算出溫度T0的主管1的中央部是指主管1的高度Hm的約一半的鉛垂方向的位置。

根據(jù)圖6，在比率A為0.33(例8)、1.41(例9)時(shí)，主管1的中央部與分支上方部γ、分支部上端Ja的溫度差＜T1-T0＞、＜T2-T0＞分別超過20℃。另外，在比率A為0.80(例10)時(shí)，主管1的中央部與分支部上端Ja、分支部下端Jb的溫度差＜T2-T0＞，＜T3-T0＞分別超過20℃。

因此，比率A優(yōu)選為大于0.4且小于0.8。

另外，根據(jù)圖6，在比率B為0.44(例8)、0.77(例9)時(shí)，主管1的中央部與分支上方部γ、分支部上端Ja的溫度差＜T1-T0＞、＜T2-T0＞分別超過20℃。另外，在比率B為0.90(例10)時(shí)，主管1的中央部與分支部上端Ja、分支部下端Jb的溫度差＜T2-T0＞、＜T3-T0＞分別超過20℃。

因此，比率B優(yōu)選為大于0.55且小于0.77。

另外，在設(shè)定尺寸時(shí)，在上述的比率A、比率B的范圍中，進(jìn)一步優(yōu)選滿足上述的兩個(gè)范圍。

在滿足比率A、比率B的兩個(gè)范圍的情況下，如例1～例7所示，能夠減小主管1的中央部和分支上方部γ、分支部上端Ja、分支部下端Jb的溫度差＜T1-T0＞、＜T2-T0＞、＜T3-T0＞，是優(yōu)選的。

產(chǎn)業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明的熔融玻璃加熱裝置能夠?qū)Π趶?fù)合管結(jié)構(gòu)體中的主管和支管整體通電加熱至剛好的期望的溫度，因此能夠應(yīng)用于玻璃制造裝置中的熔融玻璃的流路的通電加熱。