玻璃制造用搅拌器制造技术

本发明专利技术为由搅拌器轴和贯通搅拌器轴而固定的多段的棒状的搅拌器叶片构成的玻璃制造用搅拌器。该搅拌器叶片为由圆筒和圆盘构成的中空的圆柱体，所述圆筒通过将由以铂或铂合金为基体并分散有金属氧化物的强化铂或强化铂合金构成的平板的相对的两边进行缝焊而形成，所述圆盘全周焊接在所述圆筒的两端并由相同材料构成，并且，所述棒状的搅拌器叶片以使焊接线与搅拌器轴的中心轴交叉的方式贯通于所述搅拌器轴，且以使其端部的轨迹成为螺旋状的方式固定。而且，该棒状的搅拌器叶片在与所述搅拌器轴的固定部分的断面组织中具有显示出不受由固定带来的热影响的分散组织的芯层。本发明专利技术对于高粘度的熔融玻璃的搅拌是有用的，搅拌作用高，并且改善了对变形和破损的耐久性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对熔融状态的玻璃进行搅拌、均质化的玻璃制造用搅拌器。特别涉及适合于对高温或粘度高的熔融玻璃进行搅拌的玻璃制造用搅拌器。
技术介绍
在各种玻璃制品的制造工序中，使调整、混合后的玻璃原料熔融，并对熔融状态的玻璃进行搅拌，由此进行其成分的均质化、折射率的均匀化，然后，进行成型而制成玻璃制品。在以往要求均质且无缺陷(波筋、气泡等)的玻璃制品的状况下，该玻璃制造工序中的搅拌工序是特别重要的工序。熔融玻璃的搅拌工序通常通过将玻璃制造用搅拌器插入到熔融玻璃槽中并使其旋转来进行。该玻璃制造用搅拌器以在作为旋转轴的搅拌器轴(以下，有时简称为轴)上设置搅拌器叶片(以下，有时简称为叶片)的方式构成。关于设置在轴上的叶片的形状，已知有几种形态。例如已知：如图5所示，将多个棒状体作为叶片以多级突出连接在轴上的形态(参照专利文献1)；如图6所示的在轴外周上以螺旋状接合有板材的形态(参照专利文献2)；如图7所示的在轴外周上以螺旋状形成有凸缘状的凸部的形态；等。上述各种搅拌器各自根据搅拌槽的形状和尺寸、成为处理对象的熔融玻璃的性状和要求品质而适当地分别使用。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-149338号公报专利文献2：日本特开2003-34539号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题近年来，对液晶显示器玻璃等玻璃制品的要求也变得多样化，为了应对该要求，开发了多个品种的玻璃。其中，有在熔融状态下为高粘度的玻璃、在高于以往的高温(1600℃以上)下熔融的玻璃。而且，对于这些特异性的熔融玻璃的搅拌处理，上述以往的搅拌器的有效性令人担忧。在熔融玻璃的搅拌处理中，需要形成适合于熔融玻璃的流动状态而实现其均质化，但需要根据熔融玻璃的粘度的上升来增强搅拌作用。另外，熔融玻璃的高粘度化和高温化会使施加于叶片的负荷增大。这是因为，通过熔融玻璃的高粘度化，用于得到适当的搅拌状态的扭矩值增大，但这会使对叶片的力学负荷增大。另外，通过熔融玻璃的高温化，气氛温度接近于搅拌棒的构成材料的耐热温度，成为材料软化的主要原因。材料的软化与上述扭矩值增大的作用相结合而引起叶片的变形。在此，成为问题的是，上述搅拌作用的增大与力学负荷的减小是相反的。即认为，为了增大搅拌作用，通过增加叶片的表面积、根数等而使其更动态地与熔融玻璃接触。例如，在图6的具有螺旋状的叶片的搅拌器的情况下，通过从一列构成的叶片(单螺旋)变为两列构成的叶片(双螺旋)，搅拌作用提高。但是，这样增加叶片会增加对熔融玻璃的阻力体，使搅拌时的扭矩值上升。因此，本专利技术的目的在于提供特别是对高粘度的熔融玻璃的搅拌有用、搅拌作用高并且搅拌时的负荷低、不易发生变形或破损的玻璃制造用搅拌器。用于解决问题的方法解决上述问题的本专利技术为一种玻璃制造用搅拌器，由搅拌器轴和贯通所述搅拌器轴而固定的多段的棒状的搅拌器叶片构成，其中，所述棒状的搅拌器叶片为由圆筒和圆盘构成的中空的圆柱体，所述圆筒通过将由以铂或铂合金为基体并分散有金属氧化物的强化铂或强化铂合金构成的平板的相对的两边进行缝焊而形成，所述圆盘全周焊接在所述圆筒的两端并由相同材料构成，所述棒状的搅拌器叶片以使通过所述缝焊形成的焊接线与所述搅拌器轴的中心轴交叉的方式贯通于所述搅拌器轴，且以使其端部的轨迹成为螺旋状的方式固定，并且，所述棒状的搅拌器叶片在与所述搅拌器轴的固定部分的断面组织中具有显示出不受由固定带来的热影响的分散组织的芯层。本专利技术的玻璃制造用搅拌器是如图1所示以螺旋状配置棒状的叶片的搅拌器。在利用具有棒状的叶片的搅拌器对熔融玻璃进行搅拌的情况下，通常熔融玻璃从叶片与叶片之间的间隙通过。根据本专利技术人的观点，在将棒状的叶片以螺旋状配置来对高粘度的熔融玻璃进行搅拌的情况下，熔融玻璃不会从叶片间的间隙通过，产生与螺旋形状的板状叶片(图6)近似的熔融玻璃的搅拌状态。利用该螺旋状叶片产生的熔融玻璃流是朝向熔融玻璃槽的上方的旋涡流。该旋涡流在到达熔融玻璃的上表面后，沿着熔融玻璃槽的壁面向下方流动，因此，能够使熔融玻璃从熔融玻璃槽的下方向上方、然后再向下方流动，可以说是非常良好的搅拌状态。而且，根据本专利技术人的观点，通过以螺旋状配置棒状的叶片，能够得到比以往的将板材设置成螺旋状的叶片更有效的搅拌状态，而且，还能够减小搅拌时的扭矩。这是由于，基本上熔融玻璃不从叶片的间隙通过，但局部性地存在熔融玻璃通过的部位。认为在该熔融玻璃的通过部分，熔融玻璃流被剪切，产生与上述的旋涡流相反的方向的流动。而且认为，通过该熔融玻璃流的局部剪切，可以以低负荷得到有效的搅拌状态。在本专利技术中，棒状的叶片需要以等间隔且等角度地固定而形成螺旋状。此处，各叶片间的间隔角度优选设定为20°～70°。特别优选将间隔角度设定为25°～45°的范围。各叶片间的间隔角度可以不同，但优选在一个方向上以等角度固定。另外，在轴的轴方向上的叶片与叶片的间隙与棒状叶片的直径无关，优选以10～20mm的间隔固定。更优选将该间隙设定为15mm。这是因为，在将叶片间的间隙设定为各上限以上时，熔融玻璃从叶片的间隙通过，不能再现目标的熔融玻璃的流动状态。作为叶片的轴长度方向的设置数的段数优选设定为4～10段。在少于4段时，搅拌作用弱，从材料成本的观点考虑，排除超过10段的情况。另外，该段数也考虑搅拌槽的尺寸(深度)来进行设定。在本专利技术中，使棒状的叶片贯通于轴而固定。即，关于各段的叶片的根数，以两根棒状叶片相对于轴为对称的方式固定。这样使叶片贯通于轴是为了确保叶片与轴的固定强度。即，在将叶片对接地固定于轴上的情况下，通常利用焊接进行固定，但该情况下，叶片的对接部的大部分的材料组织大多发生变化(图2(a))。通过焊接形成的材料组织(热影响部)在高温下的拉伸强度降低，因此，有可能在使用时在接合部发生断裂。另外，说起来，对于对接的接合而言，固定强度差。与此相对，在使叶片贯通于轴的情况下，以其本身能够具有充分的固定强度。此处，就本专利技术中的固定而言，对于叶片与轴的接合部(叶片的根部部位)，以密封间隙的程度的焊接是充分的(图2(b))。即使是在该最低限度的焊接部位，也可以确保叶片与轴的接合部的强度，能够消除熔融玻璃的侵蚀。而且，叶片的构成材料设定为强化铂或强化铂合金。强化铂或强化铂合金是在铂或铂合金中分散有金属氧化物的分散强化型的合金。强化铂或强化铂合金的高温强度特性、特别是高温蠕变强度优良，因此适合作为在高温环境下使用的玻璃制造装置用的结构材料。此处，
强化铂或强化铂合金的优选的分散粒子为氧化锆、氧化钇等高熔点阀用金属氧化物、氧化钐等稀土类金属氧化物等。分散粒子优选为粒径小于1μm、特别是约数十nm的粒子，优选将其分散量设定为数质量％以下。另外，基体优选应用铂、或者作为铂合金的铂-铑合金(例如，铂-5～30质量％铑合金)或铂-金合金(例如，铂-5质量％金合金)。叶片是通过将上述的由强化铂或强化铂合金构成的平板卷起并将相对的两边进行缝焊而形成圆筒并在该圆筒的两端全周焊接由相同材料构成的圆盘而形成的中空的圆柱体。使用中空体是考虑到材料成本、重量。由强化铂或强化铂合金构成的平板的板厚优选设定为1.5mm以上。关于搅拌器叶片向轴上的固定，为了降低搅拌器旋转时的与玻璃的接触压力，以使叶片制造时的通过缝焊形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃制造用搅拌器，由搅拌器轴和贯通所述搅拌器轴而固定的多段的棒状的搅拌器叶片构成，其中，所述棒状的搅拌器叶片为由圆筒和圆盘构成的中空的圆柱体，所述圆筒通过将由以铂或铂合金为基体并分散有金属氧化物的强化铂或强化铂合金构成的平板的相对的两边进行缝焊而形成，所述圆盘全周焊接在所述圆筒的两端并由相同材料构成，所述棒状的搅拌器叶片以使通过所述缝焊形成的焊接线与所述搅拌器轴的中心轴交叉的方式贯通于所述搅拌器轴，且以使其端部的轨迹成为螺旋状的方式固定，并且，所述棒状的搅拌器叶片在与所述搅拌器轴的固定部分的断面组织中具有显示出不受由固定带来的热影响的分散组织的芯层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃制造用搅拌器，由搅拌器轴和贯通所述搅拌器轴而固定的多段的棒状的搅拌器叶片构成，其中，所述棒状的搅拌器叶片为由圆筒和圆盘构成的中空的圆柱体，所述圆筒通过将由以铂或铂合金为基体并分散有金属氧化物的强化铂或强化铂合金构成的平板的相对的两边进行缝焊而形成，所述圆盘全周焊接在所述圆筒的两端并由相同材料构成，所述棒状的搅拌器叶片以使通过所述缝焊形成的焊接线与所述搅拌器轴的中心轴交叉的方式贯通于所述搅拌器轴，且以使其端部的轨迹成为螺旋状的方式固定，并且，所述棒状的搅拌器叶片在与所述搅拌器轴的固定部分的断面组织中具有显示出不受由固定带来的热影响的分散组织的芯层。2.如权利要求1所述的玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原哲雄，长沼努，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP