JP2008189478A - 多重流路 - Google Patents

Abstract

【課題】温度分布が均一化され、「脈理」等の光学欠陥のない光学品質の優れた光学ガラスゴブを製造することができる熔融ガラス流出用の流路を提供すること。
【解決手段】ガラス熔融炉で熔融された熔融ガラスを、前記ガラス熔融炉から搬送させるための流路であって、該流路の側壁を構成する外筒管の流路方向に、内筒管が少なくとも１個配設されてなる。また、前記内筒の流路断面積と前記外筒の流路断面積との比が２／３以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にガラス熔融炉から熔融ガラスを流出させるための熔融ガラス流出に好適な多重流路に関し、特に温度分布が均一化されたガラスゴブを成形するに好適な熔融ガラス流出用の多重流路に関する。

デジタルカメラやカメラ付き携帯電話の普及に伴い、撮像光学系を構成する非球面レンズ等のガラス製光学素子の需要が高まっている。また、ＤＶＤ機器やパソコンの普及に伴い、光記録式の情報記録媒体にデータを読み書きするための光線を導光する小型のガラス製レンズに対する需要も高まっている。

従来、ガラスレンズ等の光学ガラス素子は、所定寸法のガラスブロックを研削、研磨により、所定形状になるように加工することで、製造されていた。しかし、非球面形状を有するレンズの製造は、非常に高精度な加工技術を要し、研削、研磨共に、多くの加工時間を費やし、多大な費用を要する。

そこで、このようなガラス製の光学素子を高い生産性のもとに高精度に作製する方法にガラスの精密プレス成形法（モールドオプティクス成形法とも称する）が提唱されている。

この精密プレス成形法では、所定の形状、重量を有し、表面が平滑で内部品質の高いプリフォームと呼ばれるガラス予備成形体を作製する。そしてこのプリフォームを加熱し、精密プレス成形して光学素子を成形する。この光学素子の生産性を向上するためにはプリフォームの生産性を高めることも必要である。

ところでプリフォームを高い生産性のもとに作製する方法には、特許文献１に開示されているような熱間プリフォーム成形法と呼ばれる方法がある。熱間プリフォーム成形法とは、ノズルから流出する熔融ガラスから所定分量のガラスを分離してガラスゴブを形成し、該ガラスゴブを成形してプリフォームを得る方法である。この方法では、泡を含まず、均質な熔融ガラスを作成し、ノズルと呼ばれる耐熱性のノズルから一定の流速で流出し、流出する熔融ガラス流から所定重量の熔融ガラスゴブを分離し、この熔融ガラスゴブが冷却する過程でプリフォームに成形する。

熱間プリフォーム成形法は、ガラスブロックを切断したり、研磨する必要がないため、工程を簡素化でき、又、一定の重量のプリフォームを多量に作ることもできる。又、機械加工する必要がないので、スラッジ等のガラス廃棄物も出さずに済むという特徴を有している。
特公平７−５１４４６号公報

このように熱間プリフォーム成形法は優れた方法ではあるが、熔融ガラスを流出ノズルから流出させる際、流出ノズルの管内に温度分布が生じているため、形成されたガラスゴブも温度分布が生じる。すなわち、ガラス熔融炉から流出ノズルへ熔融ガラスが流入するとき、ガラス熔融炉内は準静的状態なのでここから流入する熔融ガラスは、図１２（ａ）に示すように、略一様の流速であり、温度分布も略一様である。

しかしながら、管壁との粘性抵抗により、管内での流速分布が、管中央近くに比べ管壁近くでの流速が遅くなり、図１２（ｂ）に示すような流速分布になる。

流出ノズル管内を流れがさらに進むと、速度分布がさらに顕著になって、図１２（ｃ）に示すような状態になり、最終的には、図１２（ｄ）に示すように、放物線状の速度分布を持つようになる。

尚、このような流速分布に関する知見は、室温での一般の液体の管内流に関する実験から得られているものであるが、粘性流体理論からして、同様の現象が熔融ガラス流出パイプ内でも、生じていると考えられる。

又、管壁近くでは熱が放射されて温度が低下することになるが、流出ノズル管内の速度分布により、管壁近くを流れる熔融ガラスの流れが遅くなることで、より温度の低下が促進される。一方、管中央近くは流速が管壁近くよりも速いため温度の低下が少ない。このため、流出ノズルの流出口における温度分布は、速度分布と同様に、管中央近くでの温度が管壁近くの温度に比べて高い略放物線状の温度分布を持つようになる。

このため、図１３に示すように、流出口に形成されるガラスゴブは両端部分は中央近くに比べて温度が低いという温度分布を持つことになり、このガラスゴブの温度分布で、ガラスゴブの中央部と両端部分とで、熔融ガラスの表層からガラス中の易揮発成分の蒸発に差異が生じ、これに起因する「脈理」と呼ばれる光学欠陥が発生する。尚、図１３において、濃淡は温度の分布を模式的に表したもので、濃→淡になるほど温度が高くなることを示している。

このガラスゴブを高精度にプレス成形することにより、直接所望の光学素子を成形する方法においては、ガラスゴブの表面又は表層部に脈理等の欠陥があった場合、このガラスゴブを成形して得られる光学素子においても脈理等の欠陥が生じてしまうため、脈理等の欠陥のないガラスゴブをきわめて高い収率で精度よく製作することが必要とされている。

すなわち、本発明は、従来技術では解決できなかった「脈理」等の光学欠陥のない、極めて光学品質の高い光学ガラスゴブを製造することを解決すべき課題としている。

そして、本発明の目的は、温度分布が均一化され、光学品質の優れた光学ガラスゴブを製造することができる熔融ガラス流出用の流路を提供することである。

本発明者は、上記した課題の解決のために鋭意研究した結果、熔融ガラスの流路の外筒の流路方向で、熔融ガラスが最も高温で流れる位置に、内径（流路断面積）が小さい内筒を少なくとも１個を配設することで、内筒内の温度が高い部分の熔融ガラスの流れが抑制されて流速が遅くなり、内筒内を遅い流速で流れて行く間に、外筒の壁近くを流れる熔融ガラスに冷やされて温度が低下して温度分布がより均一化することを見出し、本発明を完成するに至った。

より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） ガラス熔融炉で熔融された熔融ガラスを、前記ガラス熔融炉から搬送させるための流路であって、該流路の側壁を構成する外筒内に、内筒が少なくとも１個前記熔融ガラスの流路方向に配設されてなる多重流路。

（１）の態様によれば、外筒の流路方向に配設された内筒内を熔融ガラスが流れることになり、内筒の流路断面積が外筒の流路断面積より小さいので、内筒内を流れる熔融ガラスの流速が遅くなる。このため、熔融ガラスの流れが速く温度が高い部分に内筒を設けることで、温度が高い熔融ガラスが内筒内を流れて、流れが抑制されて流速が遅くなり、内筒内を遅い流速で流れて行く間に、外筒近くを流れる熔融ガラスによって冷却されて、温度が低下し、外筒における内筒との壁近くを流れる熔融ガラスとの温度差が少なくなって、温度分布が均一化される。このように、内筒を設けることで、熔融ガラスの温度が高い部分を冷却することができるので、内筒を配設する位置としては、熔融ガラスの流れの速い部分とするのがよい。

熔融ガラスの流れは、通常ガラス熔融炉から流出されて流路内を流れる間に、中央部の流れが最も速くなる速度分布を有することになるので、中央部ほど温度が高いという温度分布を有する。このため、内筒は、流路方向中央部に設置するのが上記の効果がより得られるので好ましい。また、複数個の内筒管を設ける場合にも、流路方向中央部に、特に同心円状に配置するのが好ましい。

（２） 前記内筒の流路断面積と前記外筒の流路断面積との比が２／３以下である（１）に記載の多重流路。

（２）の態様によれば、内筒の流路断面積が外筒の流路断面積に対して２／３以下であるので、内筒の流路断面積が小さく、内筒内の熔融ガラスの流れが抑制されて遅くなる。これによって、外筒管内の中央近くにおける熔融ガラスの流れが抑制され、流出口での温度分布がより均一化される。

（３） 支持部材の存在する各環状部流路面積が、各環状面積の１０％以上である（１）又は（２）に記載の多重流路。

（３）の態様によれば、熔融ガラスは支持部材に妨げられることなく流れることができる。ここで、環状部とは内筒管と外筒管とで囲まれた部分及び／又は隣り合う内筒管同士とで囲まれた部分を意味し、熔融ガラスの流路となる部分である。

（４） 前記内筒は、その先端部が前記外筒の先端部より内側に位置するように配設されている（１）から（３）のいずれかに記載の多重流路。

流出する熔融ガラスから所定量のガラスを分離する際に、熔融ガラスは図１３のＢのようにくびれた状態を経てガラスが分断される。このとき、前記内筒管の先端が外筒管の先端より出ていると、ガラス分断直後に、内筒周囲の熱量および熱容量が急激に変化するため、内筒の温度が変動し、安定した温度制御が難しくなる。

一方、（４）の態様によれば、流出する熔融ガラスから所定量のガラスを分離する際に前記内筒管がほぼ定常な流れの内に存在するので、周囲の熱量および熱容量の変動を生じず、内筒管の温度変化を抑制することができる。ここで、内側とは、熔融ガラスが流出する流出口の反流出口側（流出口の手前側）を意味する。

（５） （１）から（４）のいずれかに記載した多重流路を利用する熱間成形体の製造方法。

（５）の態様によれば、（１）から（４）のいずれかに記載の多重流路は、熔融ガラスの流出口での温度分布を均一化することができるので、ガラス熔融炉から熔融ガラスをガラス成形用金型に流出させて成形する方法や、熔融ガラスを流出滴下させてガラスゴブを形成し、該ガラスゴブをプレス成形する方法等に適切に用いることで、従来よりも「脈理」等の光学欠陥のない成形体を得ることができる。

（６） （１）から（５）のいずれかに記載の多重流路であって、前記ガラス熔融炉で熔融された前記熔融ガラスを、前記ガラス熔融炉から流出させるための多重管ノズル。

（６）の態様によれば、多重管ノズルによって熔融ガラスの流れが多重流路となる熔融ガラスの流出口での温度分布を均一化するので、多重流路の多重管ノズルを用いることで、温度分布の均一化されたガラスゴブが得られ、ガラス熔融炉から熔融ガラスをガラス成形用金型に流出させて成形する方法や、熔融ガラスを流出滴下させてガラスゴブを形成する方法において、従来よりも「脈理」等の光学欠陥のない成形体を得ることができる。

本発明の多重流路は、該流路を構成する外筒内に所定の流路断面積を有する内筒を熔融ガラスの温度が高い部分に設けているので、温度が高い部分の熔融ガラスが該内筒内を流れる。このため、温度が高い部分の熔融ガラスの流れが抑制されて流速が遅くなり、外筒内の内筒壁近くを流れる熔融ガラスとの温度差が少なくなって、流出口での温度分布が均一化される。これによって、流出口から温度分布が均一化されて流出されるので、温度分布の均一化されたガラスゴブが得られる。

以下、本発明について具体的に説明する。

本発明の多重流路は、該流路の側壁を構成する外筒の流路方向中央部に、所定の流路断面積の内筒が少なくとも１個配設されてなることを特徴とする。

以下、本発明の多重流路の実施形態として、本発明の多重流路の一実施形態である多重管ノズルに基づいて詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。尚、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

（第一の実施形態）
以下、本発明の第一の実施形態に係る多重流路について図面に基づいて説明する。図１は、第一の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図であり、図２は該多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。図３は本発明の第一の実施形態に係る多重流路の作用を説明する図である。

本発明の多重流路である多重管ノズル１は、図１、及び図２に示すように、ノズル１の側壁を構成する外筒管２と、該外筒管２の上部に固定された略円形状の板状支持部材４と、該板状支持部材４の略中央部に配設された１個の内筒管３と、からなる２重管構造のノズルであって、板状支持部材４には、その略中央部に内筒管３が溶接等により固定して配設され、さらに、筒管３の内径と略同一径であって内筒管３に連通する第１の孔５が形成されている。

又、外筒管２と内筒管３とで囲まれる第１の環状部４ａには、内筒管３の外周に沿って、略等間隔の位置に同一の径で複数個の第２の孔６が形成されている（本実施形態では４個）。そして、多重管ノズル１は、ガラス熔融炉から熔融ガラスを流出させる導管パイプ７に溶接等によって固定されて取り付けられている。尚、多重管ノズル１の周囲には発熱体８を配設して温度調節が可能な構成としてよい。

ここで外筒管２の断面形状は、特に円形に限定されず、またその長さや断面積についても、熔融設備の設計仕様に適合する能力を有するものであれば、どのようなものであっても使用することが可能である。又、材質は、１６００℃までの高温状態でも著しく腐食されたり、蒸発したりすることのない熱的な性質を有し、化学的にも熔融ガラスと反応し難い材質であるならば、どのようなものであっても使用することができるが、具体的には、白金若しくはその合金又は金若しくはその合金によるものが挙げられる。

外筒管２の断面形状は、本実施形態では円形としているが、これに限定されず、例えば、楕円、略矩形、略多角形とすることができる。又、管厚寸法も充分な強度を維持することができるだけの厚み寸法であれば、支障はない。

又、内筒管３についても、１６００℃までの高温状態でも著しく腐食されたり、蒸発したりすることのない熱的な性質を有し、化学的にも熔融ガラスと反応し難い材質であるならば、どのようなものであっても使用することができるが、具体的には、白金若しくはその合金又は金若しくはその合金によるものを挙げられる。又、断面形状も外筒管２の断面形状と同じ形状であるのが好ましい。

又、内筒管３の流路断面積は、熔融ガラスの組成や温度等により適宜設定されるが、外筒管２の流路断面積に対して好ましくは２／３以下、より好ましくは１／２以下、最も好ましくは１／４以下である。これは、内筒管３の流路断面積が外筒管２の流路断面積に対して２／３より大きいと内筒管３内の流量が環状部流量より大きくなってしまうためである。一方、内筒管３の流路断面積が小さすぎると内筒管３内を熔融ガラスが流れることが困難となるので、内筒管３の内径は、下限として好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、最も好ましくは１ｍｍ以上であるのがよい。尚、上記説明は流路断面積を基準にして説明したが、内径基準では内筒管内径は外筒管内径の３／４以下が好ましく、７／１０以下がより好ましく、１／２以下が最も好ましい。

又、内筒管３の先端部は、外筒管２の先端部より内側（多重管ノズル１の反流出口側）に位置するのが好ましい。そして、内筒管３の先端部から外筒管２の先端部までの距離は、内径と同様に熔融ガラスの組成や温度や、多重管ノズル１の周囲に配設されている発熱体８による多重管ノズル１の加熱方法等により適宜設定されるが、少なくとも、ガラスゴブの分離時に内筒管３が外筒管２から露出してしまうことないように好ましくは０ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上、最も好ましくは２．０ｍｍ以上であるのがよい。又、内筒管３により均一化された温度分布が、再び略放物線状の温度分布に戻ってしまうことがない距離であることが好ましい。尚、本実施形態では流出部の流路を多重流路としたが、流出部手前の流路を多重流路とすることもできる（図示せず）。しかし前述のように、流出部の流路を多重流路とするのが最も好ましい。

板状支持部材４は、内筒管３を外筒管２内に支持するためのものであって、１６００℃までの高温状態でも著しく腐食されたり、蒸発したりすることのない熱的な性質を有し、化学的にも熔融ガラスと反応し難い材質であるならば、特に限定されないが、例えば、白金若しくはその合金又は金若しくはその合金を使用することができる。又、その厚さ寸法も、内筒管３を保持し熔融ガラスの流れに対しても耐えるに充分な強度を維持することができるだけの厚み寸法であれば、支障はない。

第２の孔６は、板状支持部材４で一時的に熔融ガラスの流れが止められるが、この止められた流れを内筒管３と外筒管２の空間に移行するためのものであって、内筒管３と外筒管２とで囲まれてなる支持部材４の第１の環状部４ａに内筒管３の外周に沿って、略等間隔に複数個（本実施形態では４個）形成されている。尚、第２の孔６の径及び個数は、多重管ノズル１の外筒管２と内筒管３との内径にもよるが、複数個の第２の孔６の総開孔面積（環状部流路面積に相当）が、第１の環状部４ａの環状面積の１０％以上、好ましくは３０％以上、最も好ましくは５０％以上となるようにして適宜設定すればよい。これによって、板状支持部材４によるガラスの流れに対する抵抗が低減され、不必要なガラスの流れの変化が防止されることになる。

多重管ノズル１は、導管パイプ７の流出口に溶接等で固定して取り付けることで、以下に説明するように、外筒管２内を流れる熔融ガラスの温度分布を均一化することができる。

先に説明したように、導管パイプ７の流出口では、ガラス熔融炉（図示せず）から流出された熔融ガラスが導管パイプ７内を流れてくる際に、導管パイプ７の管壁近くと中央部とでは、図１２（ｄ）に示すように、放物線状の速度分布を持つようになっていて、中央部の温度が高い略放物線状の温度分布を有している。これに対し、多重管ノズル１を導管パイプ７の流出口に取り付けることで、図３に示すように、外筒管２内の中央部を流れる熔融ガラスＡは、流路断面積の小さな内筒管３内を流れることになり、流速が抑制される。すなわち、図３の上段の矢印で示すように、熔融ガラスＡの流れは、管中央部では管壁近くに比べて速いが、下段の矢印で示すように、内筒管３の出口においては管中央部の流速が管壁近くの流速よりも遅くなる。このため、温度が高い部分の熔融ガラスＡの流れが内筒管３内を遅い流速で流れて行く間に、外筒内を流れる熔融ガラスＡによって冷却され、温度が低下し、外筒内を流れる熔融ガラスＡとの温度差が少なくなって、図３の濃淡で示すように外筒管２内の熔融ガラスＡの温度分布が均一化される（図３において、濃淡は温度の分布を模式的に表したもので、濃から淡にかけて温度が高くなることを示している）。

これによって、多重管ノズル１の流出口で形成されるガラスゴブＢは、管壁近くの両端部と中央部とで略放物線状の温度分布を有することなくより均一化されているので、ガラスゴブＢの中央部と両端部とにおいて、ガラスゴブＢの表層からの易揮発成分の蒸発に差異が生じないため、「脈理」と呼ばれる光学欠陥が従来に比べてとても発生し難くなった。

尚、本実施形態では、多重管ノズル１の内筒管３を外筒管２の略中央部に設けたもので説明したが、内筒管３を設ける位置は、外筒管２の形状等にもよるが、熔融ガラスの流路で温度が高い流れ部分に設置すればよく、特に中央部に限定されるものではない。これは、以下の実施形態についても同様である。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る多重流路について図面に基づいて説明する。図４は、第二の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図であり、図５は該多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。尚、この第二の実施形態は、第一の実施形態において、多重管ノズルの内筒管３を支持する手段を板状支持部材４に変えて棒状支持部材１０に変更したものである。

本発明の多重流路である多重管ノズル１は、図４、及び図５に示すように、ノズル１の側壁を構成する外筒管２と、該外筒管２の略中央部に配設された内筒管３と、内筒管３を支持する棒状支持部材１０と、からなる２重管構造のノズルであって、棒状支持部材１０は、図５（ａ）に示すように、一端が外筒管２に溶接等で固定され、他端が内筒管３に同じく溶接等で連結されている。尚、この棒状支持部材１０は、少なくとも１本、好ましくは複数本であるのが望ましい（本実施形態では２本）。

ここで、棒状支持部材１０は、内筒管３を外筒管２内に支持するためのものであって、１６００℃までの高温状態でも著しく腐食されたり、蒸発したりすることのない熱的な性質を有し、化学的にも熔融ガラスと反応し難い材質であるならば、特に限定されないが、例えば、白金若しくはその合金又は金若しくはその合金製の棒状部材を使用することができる。そして、熔融ガラスの流れを妨げ難い流線形等の断面形状とする等の工夫をするのが好ましい。また、断面積が、内筒管と外筒管とで囲まれる環状部の面積の９０％以下であるのが好ましい。これによって、棒状支持部材１０によるガラスの流れに対する抵抗が低減され、不必要なガラスの流れの変化が防止されることになる。

尚、棒状支持部材１０以外のその他の構成については、第一の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態に係る多重流路について図面に基づいて説明する。図６は、本発明の第三の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図であり、図７は該多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。

本発明の多重流路である多重管ノズル１は、第一の実施形態において、多重管ノズルの内筒管３を２個とした３重管構造のものであって、図６、及び図７に示すように、ノズル１の側壁を構成する外筒管２と、外筒管２の略中央部に配設された２個の内筒管、すなわち内側に位置する第１の内筒管３ａ及び外側に位置する第２の内筒管３ｂと、該外筒管２の上部に固定された略円形状の板状支持部材４と、からなる３重管構造のノズルであって、板状支持部材４には、その中央部に第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂとが溶接等により固定されて配設されている。尚、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂとは、同心円状に配設されているのが好ましい。

さらに、支持部材４の中央部には、第１の内筒管３ａに連通し第１の内筒管３ａの内径と略同じ径の第１の孔５と、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂで囲まれる第２の環状部４ｂには、第１の内筒管３ａの外周及び第２の内筒管３ｂの内周に沿って略均等な間隔で形成された複数個の第３の孔９と、が形成されている（本実施形態では４個）。

又、外筒管２と外側に位置する第２の内筒管３ｂとで囲まれる第１の環状部４ａには、第２の内筒管３ｂの外周及び外筒管２の内周に沿って、略等間隔の位置に同一の径で複数個の第２の孔６が形成されている（本実施形態では８個）。そして、多重管ノズル１は、ガラス熔融炉から熔融ガラスを流出させる導管パイプ７に溶接等によって固定されて取り付けられている。尚、多重管ノズル１の周囲には発熱体８を配設して温度調節が可能な構成としてよい。

ここで、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂの内径との関係は、熔融ガラスの組成や温度等により適宜決定されるが、第１の内筒管３ａの内径が第２の内筒管３ｂの内径に対して好ましくは３／４以下、より好ましくは７／１０以下、最も好ましくは１／２以下である。（流路断面積を基準として説明すると内筒流路断面積は外筒流路断面積の２／３以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、１／４以下が最も好ましい。）これは、内側に位置する第１の内筒管３ａの内径が外側に位置する第２の内筒管３ｂの内径に対して３／４より大きいと第１の内筒管３ａ内の流量が環状部流量より大きくなってしまうためである。一方、第１の内筒管３ａの内径が小さすぎると、第１の内筒管３ａ内を熔融ガラスが流れることが困難となるので、第１の内筒管３ａの内径は、下限として好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上であるのがよい。

又、外側に位置する第２の内筒管３ｂの内径と外筒管２の内径との関係も、同じく熔融ガラスの組成や温度等により適宜決定されるが、第２の内筒管３ｂの内径は、外筒管２の内径に対して好ましくは３／４以下、より好ましくは１／２以下である。（流路断面積を基準として説明すると内筒流路断面積は外筒流路断面積の２／３以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、１／４以下が最も好ましい。）これは、第２の内筒管３ｂの内径が外筒管２の内径に対して３／４より大きいと第２の内筒管３ｂ内の流量が環状部流量より大きくなってしまうためである。一方、第２の内筒管３ｂの内径が小さすぎると第１の内筒管３ａを内部に配設することが困難となるので、下限として好ましくは０．５ｍｍ以上であるのがよい。

又、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂで囲まれる第２の環状部４ｂに形成された複数個の第３の孔９との大きさ及び個数は、複数個の第３の孔９の総開口面積（第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂとで囲まれる環状部の環状部流路面積に相当）が、環状部４ｂの環状面積の１０％以上、好ましくは３０％以上、最も好ましくは５０％以上となるようにして適宜設定すればよい。また、第２の孔６の大きさ及び個数は、多重管ノズル１の外筒管２と第１の内筒管３ａ及び第２の内筒管３ｂとの内径にもよるが、複数個の第２の孔６の総開孔面積（外筒管２とで囲まれる環状部の第２の内筒管３ｂとで囲まれる環状部の環状部流路面積に相当）が、外筒管２と外側に位置する第２の内筒管３ｂとで囲まれる第１の環状部４ａの環状面積の１０％以上、好ましくは３０％以上、最も好ましくは５０％以上となるようにして適宜設定すればよい。これによって、板状支持部材４によるガラスの流れに対する抵抗が低減され、不必要なガラスの流れの変化が防止されることになる。

第１の内筒管３ａおよび第２の内筒管３ｂの先端部は、図６に示すように、外筒管２の先端部より内側（多重管ノズル１の反流出口側）に位置するのが好ましい。そして、第１の内筒管３ａおよび第２の内筒管３ｂの先端部から外筒管２の先端部までの距離は、内径と同様に熔融ガラスの組成や温度や、多重管ノズル１の周囲に配設されている発熱体８による多重管ノズル１の加熱方法等により適宜設定されるが、少なくとも、ガラスゴブの分離時に内筒管３ａおよび第２の内筒管３ｂが外筒管２から露出してしまうことないように好ましくは０ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上、最も好ましくは２．０ｍｍ以上であるのがよい。又、第１の内筒管３ａおよび第２の内筒管３ｂにより均一化された温度分布が、再び略放物線状の温度分布に戻ってしまうことがない距離であることが好ましい。

尚、内側に位置する第１の内筒管３ａと外側に位置する第２の内筒管３ｂの内径及び先端部間の距離や支持部材４に形成される第の孔５及び第２の孔６の大きさ等の関係については、内筒管３が３個以上であっても同様である。すなわち、隣り合う内筒管３同士の内側に位置する内筒管と外側に位置する内筒管について、この関係で構成される。

尚、外筒管２、第１の内筒管３ａ及び第２の内筒管３ｂ、及び支持部材４の断面形状や材質等は、第一の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

このように、複数個の内筒管３を設けることで、熔融ガラスの流れが多段階に分けられることになるので、より一層均一化された温度分布を得ることができる。特に内径が大きな外筒管等に対しては、多段階で制御できるので好ましい。

（第四の実施形態）
次に、本発明の第四の実施形態に係る多重流路について図面に基づいて説明する。図８は、本発明の第四の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図であり、図９は該多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。尚、この第四の実施形態は、第三の実施形態において、多重管ノズル１の第１の内筒管３ａ及び第２の内筒管３ｂを支持する手段を板状支持部材４に変えて棒状支持部材１０に変更したものである。

本発明の多重流路である多重管ノズル１は、図８、及び図９に示すように、多重管ノズル１の側壁を構成する外筒管２と、該外筒管２の略中央部に配設された２個の内筒管、すなわち内側に位置する第１の内筒管３ａ及び外側に位置する第２の内筒管３ｂと、第１の内筒管３ａ及び第２の内筒管３ｂとを支持する棒状支持部材１０とからなる３重管構造のノズルであって、棒状支持部材１０は、図９（ａ）に示すように、一端が外筒管２に溶接等で固定され、他端が第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂに溶接等で連結されている。尚、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂとは、同心円状に配設されているのが好ましい。又、棒状支持部材１０は、少なくとも１本、好ましくは複数本であるのがよい（本実施形態では４本）。

ここで、棒状支持部材１０は、第１の内筒管３ａと第２の内筒管３ｂを外筒管２の内に支持するためのものであって、第二の実施形態と同様に、１６００℃までの高温状態でも著しく腐食されたり、蒸発したりすることのない熱的な性質を有し、化学的にも熔融ガラスと反応し難い材質であるならば、特に限定されないが、例えば、白金若しくはその合金又は金若しくはその合金製の棒状部材を使用することができる。棒状支持部材１０の断面形状や面積も第二の実施形態と同様である。

尚、棒状支持部材１０以外のその他の構成については、第三の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

以上、２重管構造及び３重管構造の多重管ノズルについて説明したが、これに限定されず、内筒管が３個以上の多重管ノズルであってもよい。

以下に本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

＜実施例１＞
上述した第一の実施形態に係る多重流路である２重構造の多重管ノズルを用いて、ノズルの流出口における流出ガラスの温度分布を測定した。又、比較例として、多重管ノズルを用いないで、導管パイプから流出させた際の導管パイプの流出口における流出ガラスの温度分布を測定した。その結果を図１０、１１に示した。用いた多重管ノズルの仕様は以下の通りである。又、ノズルの流出口における温度測定は赤外線カメラを用いて行った。

（多重管ノズルの仕様）
外筒管；外径７ｍｍ、内径が６ｍｍで長さ６．６ｍｍの白金合金製の円筒管
内筒管；外径３．０ｍｍ、内径が１．０ｍｍで長さ３ｍｍの白金合金製の円筒管を外筒管の中央部に配設
支持部材；直径６ｍｍで厚さ１．０ｍｍの白金製の板状部材
第１の孔；直径１ｍｍの貫通孔
第２の孔；直径１ｍｍの貫通孔で４個形成

図１０は流出口直上の外筒管外壁に設置された熱電対（図示せず）の指示温度が約１１００℃になるように設定して熔融ガラスを流出させた場合（温度条件１）の結果であり、図１１は約１０６０℃になるように設定して熔融ガラスを流出させた場合（温度条件２）の結果である。尚、図１０、１１において、横軸は流出口中心からの距離を示し、縦軸は温度（相対温度）を示す。

実施例１の多重管ノズルを用いて熔融ガラスを流出させると、比較例の多重管ノズルを用いない場合に比べ、流出口中心付近において温度が、約１１００℃で熔融ガラスを流出させた場合（温度条件１）で最大で約２０℃程度温度が低下しており、温度分布が均一化されていることが確認された。又、約１０６０℃で熔融ガラスを流出させた場合（温度条件２）で最大で約１５℃程度温度が低下しており、温度分布が均一化されていることが確認された。

本発明の第一の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図である。 図１に示す多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。 本発明の第一の実施形態に係る多重流路の作用を説明する図である。 本発明の第二の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図である。 図４に示す多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。 本発明の第三の実施形態に係る多重流路である多重管ノズルの縦断面図である。 図６に示す多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。 本発明の第四の実施形態に係る多重流路を備える多重管ノズルの縦断面図である。 図８に示す多重管ノズルの横断面図であって、（ａ）はＡ−Ａ線断面矢視図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面矢視図である。 従来ノズルと２重管ノズルとの流出口における流出ガラスの温度分布の比較を示す図（流出口温度１１００℃）である。 従来ノズルと２重管ノズルとの流出口における流出ガラスの温度分布の比較を示す図（流出口温度１０６０℃）である。 流出ノズル内を流れる熔融ガラスの速度分布の変化を説明する図である。 従来ノズルの作用を説明する図である。

符号の説明

１ 多重管ノズル
２ 外筒管
３ 内筒管
４ 板状支持部材
５ 第１の孔
６ 第２の孔
７ 導管パイプ
８ 発熱体
９ 第３の孔
１０ 棒状支持部材

Claims (6)

1. ガラス熔融炉で熔融された熔融ガラスを、搬送させるための流路であって、
   該流路の側壁を構成する外筒内に、内筒が少なくとも１つ、前記熔融ガラスの流路方向に配設されてなる多重流路。
2. 前記内筒の内径と前記外筒の流路断面積との比が２／３以下である請求項１に記載の多重流路。
3. 支持部材の存在する各環状部流路面積が、各環状面積の１０％以上である請求項１又は２に記載の多重流路。
4. 前記内筒は、その先端部が前記外筒の先端部より内側に位置するように配設されている請求項１から３のいずれかに記載の多重流路。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した多重流路を利用する熱間成形体の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の多重流路であって、前記ガラス熔融炉で熔融された前記熔融ガラスを、前記ガラス熔融炉から流出させるための多重管ノズル。

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