JP7666100B2 - ガラス原料供給装置及び当該ガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し方法 - Google Patents

Description

本開示は、ガラス原料供給装置及び当該ガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し方法に関する。

気体や液体等の流体が原料物質として使用される各種の工場において、流体がタンク等の容器により工場まで搬送されて、容器から使用箇所まで配管により移送されることが多い。特許文献１には、流体移送用の配管から残留物を取り除く方法として、不活性ガスなどのキャリアガスにより配管内の残留物を除去する（パージする）方法、配管を加熱して残留物をガス化し配管終端よりポンプで吸い出す方法、あるいは配管を加熱して不活性ガスなどのガスを一度配管内に封入し、封入した不活性ガスとガス化した残留物の希釈ガスとして配管終端よりポンプで吸い出すということを数回以上繰り返す方法（回分パージ）等の手法があることが開示されている。

特許文献２は、化学物質供給源から供給された液状化学物質が充填され、化学物質消費装置が装備されている位置まで搬送されて化学物質消費装置に液状化学物質を供給するために用いられるタンクに関する発明であって、化学物質消費装置とタンクとの接続部の構造や、化学物質消費装置とタンクと接続／切り離し作業の手順が開示されている。具体的には、接続作業の際にタンク側接続部に設けた連結管を使ってシールガスを流し、化学物質接続流路や気体接続流路内をパージすることが記載されている。

特開２００１－１０８１９９号公報 特開２０１６－１７９８５３号公報

特許文献１または２に開示のような発明では、タンク切り離しの際、配管内部に残留している流体を除去するために不活性ガス等を流してパージを行っている。しかしながら、残留流体を完全に除去して切り離しが可能となるまでに長時間を要しているため、パージガスを大量に消費してしまう。特に、冬場は気温が低くなるため、配管内の流体が気化しにくく、液体を完全に除去するまでにさらに時間がかかってしまう場合がある。

本開示は、上記事実に鑑みてなされたものであり、原料供給配管とタンクとの切り離し作業を効率化させることができるガラス原料供給装置及び当該ガラス原料供給装置が備えるタンクの切り離し方法を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
液体ガラス原料を供給するためのガラス原料供給装置であって、
前記液体ガラス原料を内部に収容するタンクと、
前記タンクと切り離し可能に接続されて前記液体ガラス原料を前記タンクから所定設備へ供給する配管部と、
前記配管部内を減圧する減圧部と、
前記液体ガラス原料をパージするために前記タンクおよび前記配管部にパージガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記タンクは、
前記配管部と接続され、前記タンク内から前記液体ガラス原料を取り出して前記配管部へ供給する原料取出配管と、
前記タンク内に前記パージガスを導入するガス導入配管と、
を有し、
前記ガス供給部は、
前記パージガスを加熱する加熱部と、
前記配管部の一部を構成し、前記原料取出配管と切り離し可能に接続される原料供給配管内を前記パージガスでパージする第一のパージラインと、
前記第一のパージラインを介して前記原料供給配管内に導入される前記パージガスの最大流量よりも小さい最大流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージ可能な、第二のパージラインと、
を有する。

本開示の一態様に係るガラス原料タンクの切り離し方法は、
上記のガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し方法であって、
前記第一のパージラインを介して第一の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージする第１工程と、
前記第１工程の後、前記パージガスを前記加熱部で加熱しつつ、前記第二のパージラインを介して前記第一の流量よりも小さい第二の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージするステップと、前記減圧部で前記原料供給配管内を減圧するステップと、を交互に繰り返す第２工程と、
前記第２工程の後、前記タンクと前記原料供給配管とを切り離す第３工程と、
を含む。

上記開示によれば、原料供給配管とタンクとの切り離し作業を効率化させることができる。

本開示の実施形態におけるガラス原料供給装置を示す模式図である。 図１のガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し作業工程を示すフローチャートである。

（本開示の実施形態の説明）
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
（１）液体ガラス原料を供給するためのガラス原料供給装置であって、
前記液体ガラス原料を内部に収容するタンクと、
前記タンクと切り離し可能に接続されて前記液体ガラス原料を前記タンクから所定設備へ供給する配管部と、
前記配管部内を減圧する減圧部と、
前記液体ガラス原料をパージするために前記タンクおよび前記配管部にパージガスを供給するガス供給部と、
を備え、
前記タンクは、
前記配管部と接続され、前記タンク内から前記液体ガラス原料を取り出して前記配管部へ供給する原料取出配管と、
前記タンク内に前記パージガスを導入するガス導入配管と、
を有し、
前記ガス供給部は、
前記パージガスを加熱する加熱部と、
前記配管部の一部を構成し、前記原料取出配管と切り離し可能に接続される原料供給配管内を前記パージガスでパージする第一のパージラインと、
前記第一のパージラインを介して前記原料供給配管内に導入される前記パージガスの最大流量よりも小さい最大流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージ可能な、第二のパージラインと、
を有する。
この構成によれば、第一のパージラインを用いて大流量のパージガスでまず当該原料供給配管内に残留する液体ガラス原料の大半を気化させておき、残りの液体ガラス原料については、タンクの原料取出配管と切り離し可能に接続された原料供給配管内を減圧するとともに、第一のパージライン及び第二のパージラインの少なくとも一方を介して加熱パージガスで原料供給配管内をパージする。これにより、当該原料供給配管内に残留する液体ガラス原料の気化を促進させて、当該液体ガラス原料を短時間で除去することができる。その結果、原料供給配管とタンクとの切り離し作業を効率化させることができる。

（２）前記原料供給配管内をパージした前記パージガスを除害装置へ排気する排気配管と、
前記排気配管において、前記パージガスの塩酸濃度を測定する塩酸濃度計と、
をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、液体ガラス原料が原料供給配管内から確実に除去できたかを適時に確認することができるため、ガスパージ時間を短縮できる。

本開示の一態様に係るガラス原料供給装置は、
（３）上記（１）又は（２）のガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し方法であって、
前記第一のパージラインを介して第一の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージする第１工程と、
前記第１工程の後、前記パージガスを前記加熱部で加熱しつつ、前記第二のパージラインを介して前記第一の流量よりも小さい第二の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージするステップと、前記減圧部で前記原料供給配管内を減圧するステップと、を交互に繰り返す第２工程と、
前記第２工程の後、前記タンクと前記原料供給配管とを切り離す第３工程と、
を含む。
この方法によれば、加熱パージガスによる原料供給配管内のパージと原料供給配管の減圧を繰り返すことにより、原料供給配管内に残留する液体ガラス原料を短時間で除去することができる。

（４）前記第一の流量が３ｍ^３／時以上３０ｍ^３／時以下であり、前記第１工程の実施時間が３０分以上３時間以下であってもよい。
この方法によれば、原料供給配管内に残留する液体ガラス原料をより短時間で除去することができる。

（５）前記ガラス原料供給装置に設けられた塩酸濃度計で測定する塩酸濃度が所定の濃度以下になったときに前記第２工程を終了して前記第３工程に移行してもよい。
この構成によれば、液体ガラス原料が原料供給配管内から確実に除去できたかを適時に確認することができるため、ガスパージ時間を短縮できる。

（本開示の実施形態の詳細）
本開示の実施形態に係るガラス原料供給装置及び当該ガラス原料供給装置が備えるタンクの切り離し方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

まず、図１を参照しながら、本開示の実施形態に係るガラス原料供給装置１００を説明する。
図１は、本実施形態に係るガラス原料供給装置１００（以下、原料供給装置１００と称する。）の全体を示す模式図である。図１に示すように、原料供給装置１００は、タンク（コンテナ）１と、原料供給配管部２（配管部の一例）と、減圧部３と、貯槽部４と、ガス供給部５と、を備えている。

タンク１は、不図示の搬送手段（例えば、専用トラック）によって、原料供給装置１００が設置されている領域に搬送される。タンク１は、タンク本体１０と、タンク本体１０に付設された接続ユニット１２とから構成されている。タンク本体１０は中空構造を有しており、図示は省略するが、その内部に液体ガラス原料が充填された状態で搬送される。液体ガラス原料は、主に光ファイバを製造するための原料であり、例えば、ＳｉＣｌ_４、ＧｅＣｌ_４等が用いられる。

タンク本体１０の上面には接続ユニット１２が付設されている。接続ユニット１２は、原料取出配管１４と、ガス導入配管１６と、バイパス配管１８と、を備えている。

原料取出配管１４は、その一端（図１では下端）がタンク本体１０内に充填された液体ガラス原料（図１では不図示）に浸漬されており、その他端（図１では上端）が原料供給配管部２に連結されている。原料取出配管１４のタンク本体１０から延出した部分には、２つの開閉バルブ１４０，１４２が設けられている。

ガス導入配管１６は、その一端がタンク本体１０内に挿通されている。ガス導入配管１６のタンク本体１０から延出した部分には、２つの開閉バルブ１６０，１６２が設けられている。

バイパス配管１８は、原料取出配管１４に設けられた開閉バルブ１４０と開閉バルブ１４２との間の部分と、ガス導入配管１６に設けられた開閉バルブ１６０と開閉バルブ１６２との間の部分とを連結している。すなわち、バイパス配管１８は、その一端（図１では右端）が原料取出配管１４に連通され、その他端（図１では左端）はガス導入配管１６に連通されている。バイパス配管１８には、開閉バルブ１８０が設けられている。

原料供給配管部２は、タンク１から貯槽部４へと液体ガラス原料を供給するための配管である。原料供給配管部２は、原料供給配管２０と、排気配管２２と、真空配管２４とを備えている。原料供給配管２０は、その上流端がタンク１の原料取出配管１４に切り離し可能に接続され、下流端が貯槽部４内に挿通される。これにより、タンク１のタンク本体１０に充填された液体ガラス原料が原料取出配管１４を介して、原料供給配管２０へ供給され、さらに貯槽部４へと供給される。原料供給配管２０の途中には開閉バルブ２６が設けられている。開閉バルブ２６は、例えばエアバルブである。

原料供給配管２０の開閉バルブ２６よりも上流側には排気配管２２が連結されている。排気配管２２の下流端は、除害装置２００へとつながっている。排気配管２２の途中には開閉バルブ２８が設けられている。原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料が除去される際には、除去された液体ガラス原料がガスとともに排気配管２２を通って除害装置２００へ排気されて除害される。なお、排気配管２２には塩酸濃度計８０が設けられている。塩酸濃度計８０は、排気配管２２内を通過するガスの塩酸濃度を測定可能である。例えば、排気配管２２の開閉バルブ２８より下流側に大気導入口を設け、液体ガラス原料を含むガスと大気中の水分とが接触することで生成される塩化水素ガスの濃度を、塩酸濃度計８０により測定する。そのため、塩酸濃度計８０の測定値は、液体ガラス原料の濃度を反映したものとなる。また、塩酸濃度計８０は、液体ガラス原料の濃度を直接測定できるものであってもよい。その場合は、排気配管２２に大気導入口は設けなくてよい。

原料供給配管２０の上流端の部分、すなわち、タンク１の接続ユニット１２と切り離し可能に接続される部分（切り離し部）３０には、後述のガス供給部５のパージライン５８ａが連結されている。

原料供給配管２０の排気配管２２が連結された部分と開閉バルブ２６との間には、真空配管２４が連結されている。真空配管２４の下流端は排気配管２２と連結されている。真空配管２４には、開閉バルブ３２と、真空排気装置（バキュームジェネレータ）３４とが設けられている。この真空配管２４、開閉バルブ３２、及び真空排気装置３４により減圧部３が構成されている。真空排気装置３４は、原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料を吸引するために用いられる。開閉バルブ３２が開放された状態で真空排気装置３４を作動させると、原料供給配管２０内の残留液が吸引され、真空配管２４を介して除害装置２００へと排出される。

貯槽部４は、貯槽タンク４０と、配管４２と、を備えている。貯槽タンク４０は、その内部に原料供給配管２０から供給された液体ガラス原料を貯槽可能である。

配管４２は、貯槽タンク４０内に貯槽された液体ガラス原料を取り出して処理設備３００（例えば、光ファイバ製造装置）側に供給するための配管である。配管４２は貯槽タンク４０の下側に設けられており、その管路の途中に開閉バルブ４４及びポンプ４６が配置されている。配管４２のポンプ４６よりも下流側の端部は分岐しており、それぞれ下流端が液体ガラス原料の処理設備３００，３００に連結されている。図１において、配管４２の分岐部４２ａ，４２ｂにそれぞれ開閉バルブ４８ａ，４８ｂが設けられている。各開閉バルブ４４，４８ａ，４８ｂを開放させた状態でポンプ４６を作動させることで、貯槽タンク４０に貯槽された液体ガラス原料が各処理設備３００，３００に供給される。

ガス供給部５は、タンク１のタンク本体１０内を加圧したり原料供給配管部２内をガス置換（パージ）するために用いられる。ガス供給部５は、ガス供給源５０と、ガス配管部５２と、を有している。ガス供給源５０は、ガス配管部５２を介してタンク本体１０や原料供給配管部２の原料供給配管２０に不活性ガスを供給する。以下、不活性ガスをパージガスと称する場合もある。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等が用いられるが、コストや安全性の面から特に窒素を用いることが好ましい。

ガス配管部５２は、ガス供給源５０から見て上流側のパージライン５４と、加熱部５６と、下流側のパージライン５８と、を有している。ガス供給源５０に連結された上流側パージライン５４は、２つのパージライン５４ａ，５４ｂに分岐している。分岐した２つのパージライン５４ａ，５４ｂのうち一方のパージライン５４ａ（第一のパージラインの一例）の途中には流量計６０及び開閉バルブ６２が設けられている。他方のパージライン５４ｂ（第二のパージラインの一例）の途中にも、同様に、流量計６４及び開閉バルブ６６が設けられている。パージライン５４ａは、パージライン５４ｂよりもパージガスの最大ガス流量が大きくなるように構成されている。パージライン５４ａを通過するパージガスの最大ガス流量は、例えば、３ｍ^３／時以上３０ｍ^３／時以下であり、パージライン５４ｂを通過するパージガスの最大ガス流量は、例えば、１ｍ^３／時以上１０ｍ^３／時以下である。

パージライン５４ａの下流端とパージライン５４ｂの下流端とは下流側パージライン５８により合流されている。下流側パージライン５８の途中には、加熱部５６が設けられている。加熱部５６は、ガス供給源５０から供給されたパージガスを加熱するための装置である。加熱部５６には、例えば、ヒータが設けられており、ヒータを通過したパージガスが約２５℃～９０℃に加熱される。

下流側パージライン５８の加熱部５６よりも下流側には開閉バルブ６８が設けられている。パージライン５８は、開閉バルブ６８よりもさらに下流側において、２つのパージライン５８ａ，５８ｂに分岐する。一方のパージライン５８ａの下流端は、タンク本体１０に付設された接続ユニット１２の原料取出配管１４に切り離し可能に連結された原料供給配管部２の原料供給配管２０に連結されている。すなわち、パージライン５８ａの下流端は、原料供給配管２０の切り離し部３０に連結されている。他方のパージライン５８ｂの下流端は、接続ユニット１２のガス導入配管１６に連結されている。パージライン５８ａには開閉バルブ６９が設けられている。

さらに、上流側パージライン５４の途中から真空用パージライン７０が分岐している。真空用パージライン７０には開閉バルブ７２が設けられている。真空用パージライン７０の下流端は、真空配管２４に設けられた真空排気装置３４に連結されている。

このように構成された原料供給装置１００において、タンク１から原料供給配管２０を介して貯槽部４の貯槽タンク４０まで液体ガラス原料を供給する方法について、簡単に説明する。まず、パージライン５８ａの開閉バルブ６９を閉じ、上流側パージライン５４に設けられた開閉バルブ６２及び開閉バルブ６６のいずれか一方、下流側パージライン５８に設けられた開閉バルブ６８、接続ユニット１２のガス導入配管１６に設けられた開閉バルブ１６０及び開閉バルブ１６２を開き、ガス供給源５０からパージガスをタンク本体１０内に供給し、当該ガスによってタンク本体１０内を加圧状態とする。次に、接続ユニット１２の原料取出配管１４に設けられた開閉バルブ１４０及び開閉バルブ１４２、原料供給配管２０に設けられた開閉バルブ２６を開き、タンク本体１０から取り出される液体ガラス原料を原料取出配管１４及び原料供給配管２０を通して貯槽タンク４０に供給する。貯槽タンク４０に対する液体ガラス原料の供給量、換言するとタンク本体１０内の液体ガラス原料の残留量は、例えばタンク１の全体をロードセル（不図示）上に載置し、タンク１の重量の変動を測定することによって認識することができる。タンク本体１０内の液体ガラス原料が実質的に全て排出されて貯槽タンク４０に供給されたと判断されると、バイパス配管１８に設けられた開閉バルブ１８０を開き、パージガスを原料取出配管１４内にも供給させて原料取出配管１４内に残留している液体ガラス原料をタンク本体１０内に戻す。その後、接続ユニット１２のガス導入配管１６に設けられた開閉バルブ１６０及び接続ユニット１２の原料取出配管１４に設けられた開閉バルブ１４０を閉じる。
なお、タンク本体１０内の液体ガラス原料が実質的に全て排出されて貯槽タンク４０に供給されたかどうかの判断は、タンク１の重量の変動を測定すること以外に、上流側パージライン５４に設けられた開閉バルブ６２を開く場合は流量計６０の測定値、開閉バルブ６６を開く場合は流量計６４の測定値が急激に増加することを検知する方法でもよい。また、原料供給配管２０に液体ガラス原料の流量計を設け、累積の流量または流量変動から判断する方法でもよい。

次に、原料供給装置１００において、タンク本体１０から貯槽タンク４０への液体ガラス原料の供給が完了した後で原料供給配管部２からタンク１を切り離す際の原料供給配管２０内の液体ガラス原料の除去方法（タンク１の切り離し方法）について、図１及び図２を参照して以下に説明する。図２は、原料供給装置１００におけるタンク１の切り離し作業工程を示すフローチャートである。

まず、図２に示すステップＳ１において、作業者は、原料供給配管２０に設けられた開閉バルブ２６、真空配管２４に設けられた開閉バルブ３２、パージライン５４ｂに設けられた開閉バルブ６６、及び真空用パージライン７０に設けられた開閉バルブ７２を閉じ、排気配管２２に設けられた開閉バルブ２８、パージライン５４ａに設けられた開閉バルブ６２、及びパージライン５８に設けられた開閉バルブ６８を開放した状態で、ガス供給源５０からパージガスをガス配管部５２に向けて供給する。なお、タンク本体１０から貯槽タンク４０への液体ガラス原料の供給時に引き続き、パージライン５８ａの開閉バルブ６９は閉じたままの状態とする。これにより、パージガスは、上流側パージライン５４、パージライン５４ａ、下流側パージライン５８（パージライン５８ｂ）、開閉バルブ１６２、バイパス配管１８、開閉バルブ１４２を通って原料供給配管２０へ供給される。上述の通り、パージライン５４ａはパージライン５４ｂよりも最大ガス流量が大きくなるように構成されている。そのため、パージライン５４ａを通過したパージガスは大流量（例えば、３ｍ^３／時以上３０ｍ^３／時以下）で原料供給配管２０内へ供給される。このとき、作業者は、パージライン５４ａに設けられた流量計６０によりパージライン５４ａのガス流量を測定し、パージライン５４ａのガス流量を適宜調整する。原料供給配管２０へ供給された大流量のパージガスは、開閉バルブ２６よりも上流側の原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料をパージ（ガス置換）させて、パージされた液体ガラス原料とともに排気配管２２を通って除害装置２００側へ送出される。なお、ステップＳ１では、原料供給配管２０の開閉バルブ２６及び真空配管２４の開閉バルブ３２は閉じられているため、原料供給配管２０へ供給されたパージガスが開閉バルブ２６よりも下流側の原料供給配管２０や開閉バルブ３２よりも下流側の真空配管２４内に到達することはない。ステップＳ１において、大流量のパージガスが原料供給配管２０に供給されることにより、切り離し部３０を含む上流側の原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料の大部分がガス置換される（フラッシング工程）。なお、当該フラッシング工程の実施時間は、例えば、３０分以上３時間以下である。

次に、ステップＳ２において、作業者は、開放していた排気配管２２の開閉バルブ２８、及びパージライン５４ａの開閉バルブ６２を閉じ、閉鎖していたパージライン５４ｂに設けられた開閉バルブ６６を開放して、ガス供給源５０からパージガスをガス配管部５２に向けて供給する。このとき、原料供給配管２０の開閉バルブ２６、真空配管２４の開閉バルブ３２、及び真空用パージライン７０の開閉バルブ７２はステップＳ１に引き続き閉じたままの状態としておき、パージライン５８に設けられた開閉バルブ６８はステップＳ１に引き続き開放させたままの状態としておく。これにより、ガス供給源５０から供給されたパージガスは、パージライン５４ｂを介して下流側パージライン５８を通って原料供給配管２０へ供給される。パージライン５４ｂはパージライン５４ａよりも送出されるパージガスの最大ガス流量が小さいため、パージライン５４ｂを通過したパージガスはパージライン５４ａを通過した場合のパージガスの流量よりも少ない流量で原料供給配管２０内へ供給される。このとき、作業者は、パージライン５４ｂに設けられた流量計６４によりパージライン５４ｂのガス流量を測定し、パージライン５４ｂのガス流量を適宜調整する。ステップＳ２では、原料供給配管２０の開閉バルブ２６及び真空配管２４の開閉バルブ３２とともに排気配管２２の開閉バルブ２８も閉じられているため、パージライン５４ｂを介して原料供給配管２０へ供給された少流量のパージガスにより、切り離し部３０から開閉バルブ２６までの原料供給配管２０内が加圧される（圧張り工程）。

次に、ステップＳ３において、作業者は、開放していたパージライン５４ｂの開閉バルブ６６、及びパージライン５８の開閉バルブ６８を閉じ、閉鎖していた排気配管２２の開閉バルブ２８を開放する。このとき、原料供給配管２０の開閉バルブ２６、真空配管２４の開閉バルブ３２、パージライン５４ａの開閉バルブ６２、及び真空用パージライン７０の開閉バルブ７２は、ステップＳ２に引き続き閉じたままの状態としておく。これにより、切り離し部３０から開閉バルブ２６までの原料供給配管２０内に供給されていたパージガス（液体ガラス原料を含むガス）は、排気配管２２から除害装置２００に向かって排気される。すなわち、切り離し部３０から開閉バルブ２６までの原料供給配管２０内の加圧（圧張り）状態が解放される（圧抜き工程）。

次に、ステップＳ４において、作業者は、開放していた排気配管２２の開閉バルブ２８を閉じ、閉鎖していた真空配管２４の開閉バルブ３２、及び真空用パージライン７０の開閉バルブ７２を開放する。このとき、原料供給配管２０の開閉バルブ２６、パージライン５４ａの開閉バルブ６２、パージライン５４ｂの開閉バルブ６６、及びパージライン５８の開閉バルブ６８はステップＳ３に引き続き閉じたままの状態としておく。この状態で、作業者は、ガス供給源５０からパージガスをガス配管部５２に向けて供給するとともに、真空排気装置３４を作動させる。これにより、原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料を真空排気装置３４により吸引するとともに、原料供給配管２０内を負圧（約－０．０８ＭＰａの圧力値）にする。すなわち、切り離し部３０から開閉バルブ２６までの原料供給配管２０内が真空（負圧）状態となる（真空引き工程）。このように、原料供給配管２０内を負圧にすることで、液体ガラス原料の沸点が下がり、蒸発が促進される。例えば、原料供給配管２０内の圧力値を約－０．０８ＭＰａとすることによりＳｉＣｌ_４の沸点が約１５℃まで下がる。なお、ガス供給源５０から供給されたパージガスは、真空用パージライン７０を通って真空排気装置３４に到達し、真空排気装置３４により吸引された原料供給配管２０内のパージガス（液体ガラス原料を含むガス）とともに真空排気装置３４よりも下流側の真空配管２４を通って除害装置２００へ送出される。

次に、ステップＳ５において、作業者は、開放していた真空配管２４の開閉バルブ３２、及び真空用パージライン７０の開閉バルブ７２を閉じ、閉鎖していた排気配管２２の開閉バルブ２８、パージライン５４ｂの開閉バルブ６６、及びパージライン５８の開閉バルブ６８を開放する。原料供給配管２０の開閉バルブ２６、及びパージライン５４ａの開閉バルブ６２は、ステップＳ４に引き続き閉じたままの状態としておく。この状態で、ガス供給源５０からパージガスをガス配管部５２に向けて供給するとともに、パージライン５８に設けられた加熱部５６によるパージガスの加熱を開始する。これにより、パージライン５４ｂを介して加熱部５６に到達したパージガスが加熱部５６により約２５℃～９０℃まで加熱された状態で原料供給配管２０に供給される（加熱ガスパージ工程）。加熱部５６により約２５℃～９０℃まで加熱されたパージガス（例えば、Ｎ_２ガス）で原料供給配管２０内をパージすることにより、原料供給配管２０内の残留ＳｉＣｌ_４液の蒸発を促進させることができる。このように、原料供給配管２０に供給された加熱パージガスは、切り離し部３０から開閉バルブ２６までの原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料を気化させながら、ガラス原料ガスとともに排気配管２２から除害装置２００に向かって排気される。

次に、ステップＳ６において、作業者は、排気配管２２の開閉バルブ２８、パージライン５４ｂの開閉バルブ６６、及びパージライン５８の開閉バルブ６８を開放させたまま、加熱部５６によるパージガスの加熱を停止して、ガス供給源５０からパージガスをガス配管部５２に向けて供給し続ける。このとき、原料供給配管２０の開閉バルブ２６、真空配管２４の開閉バルブ３２、パージライン５４ａの開閉バルブ６２、及び真空用パージライン７０の開閉バルブ７２は、ステップＳ５に引き続き閉じたままの状態としておく。これにより、加熱部５６により加熱されていないパージガスが原料供給配管２０に供給される（非加熱ガスパージ工程）。原料供給配管２０に供給された非加熱パージガスは、原料供給配管２０内を冷却させつつ排気配管２２から除害装置２００に向かって排気される。

次に、ステップＳ７において、作業者は、排気配管２２に設けられた塩酸濃度計８０により、排気配管２２内の塩酸濃度を測定する。次に、ステップＳ８において、作業者は、測定された塩酸濃度が所定のしきい値以下であるか否かを判定する。塩酸濃度が所定のしきい値以下ではないと判断された場合には（ステップＳ８のＮｏ）、作業者は、ステップＳ２の圧張り工程に戻り、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。

一方、塩酸濃度が所定のしきい値以下であると判断された場合には（ステップＳ８のＹｅｓ）、ステップＳ９において、作業者は、原料供給配管部２とタンク１の接続ユニット１２とを切り離す。具体的には、作業者は、排気配管２２の開閉バルブ２８、接続ユニット１２の開閉バルブ１６２及び開閉バルブ１４２を閉じ、パージライン５８ａの開閉バルブ６９を開放する。次に、図１に符号Ａにて示した部分において、原料供給配管２０の上流端（切り離し部３０）と、接続ユニット１２の原料取出配管１４の下流端とを切り離し、パージライン５８ｂの下流端と、接続ユニット１２のガス導入配管１６の上流端とを切り離す。その後、切り離されたタンク１は専用トラック等の搬送手段により、原料供給装置１００が設置された領域から搬出される。これにより、本実施形態に係る原料供給装置１００におけるタンク１の切り離し工程が終了する。

（実施例）
ところで、タンク１から液体ガラス原料（例えば、ＳｉＣｌ_４液）を貯槽タンク４０に送液した後、タンク１をガラス原料供給装置１００から切り離す際、ＳｉＣｌ_４液が原料供給配管２０内に残留していると原料供給配管２０が腐食してしまう。そのため、原料供給配管２０内をパージガス（例えば、Ｎ_２）によりパージしてからタンク１の切り離しをする必要があるが、従来はこのパージ処理に８時間ほどかかっていた。

そこで、本実施例では、図２のフローチャートに従い、以下の表１に示すように、原料供給配管２０内に残留するＳｉＣｌ_４液のＮ_２ガスによるガス置換処理を行い、残留ＳｉＣｌ_４液が除去できたか否か確認した。

表１に示すように、本実施例では、図２のステップＳ１のフラッシング工程、ステップＳ２の圧張り工程、ステップＳ３の圧抜き工程、ステップＳ４の真空引き工程、ステップＳ５の加熱ガスパージ工程、及びステップＳ６の非加熱ガスパージ工程を実施した。その後、原料供給配管２０の切り離し部３０に検査用のテスト管を取り付け、ＳｉＣｌ_４液が枯れているかを確認するため、原料供給配管２０内の塩化水素（ＨＣｌ）濃度を測定した。その結果、原料供給配管２０内のＨＣｌ濃度は、０ｐｐｍ（０％）であった。このように、ステップＳ１～ステップＳ６の工程を実施することで、ＳｉＣｌ_４液のＮ_２ガスによるガス置換処理を約２時間で完了できることが確認された。

ステップＳ４の真空引き工程では、上述の通り、原料供給配管２０内の残留ＳｉＣｌ_４液を吸引するとともに、原料供給配管２０内を負圧にすることにより残留ＳｉＣｌ_４液の沸点を下げて残留ＳｉＣｌ_４液の蒸発を促進させる。続いて、ステップＳ５の加熱ガスパージ工程では、上述の通り、加熱部５６で２５℃～９０℃に温めたＮ_２ガスで原料供給配管２０内をパージすることにより、残留ＳｉＣｌ_４液の蒸発をさらに促進させる。このように、真空引き工程と加熱ガスパージ工程とを経ることにより、原料供給配管２０内の残留ＳｉＣｌ_４液の除去時間の大幅な短縮が達成されることが確認できた。なお、加熱ガスパージ工程の前に真空引き工程を実施することでＮ_２ガスの使用量を減らすことができる。具体的には、Ｎ_２ガスの使用量を約３７ｍ^３から約２５ｍ^３まで減らすことができる。

さらに、表１よりも各工程の時間を短縮して実験を行った結果、フラッシング工程を開始後、約１．５時間で原料供給配管２０内のＨＣｌが検知されなくなることが確認できた。

以上説明したように、液体ガラス原料を供給するための原料供給装置１００は、液体ガラス原料を内部に収容するタンク１と、タンク１と切り離し可能に接続されて液体ガラス原料をタンク１から貯槽部４へ供給する原料供給配管部２と、原料供給配管部２内を減圧する減圧部３と、液体ガラス原料をパージするためにタンク１及び原料供給配管部２にパージガスを供給するガス供給部５と、を備えている。タンク１は、原料供給配管部２と接続されてタンク１内から液体ガラス原料を取り出して原料供給配管部２へ供給する原料取出配管１４と、タンク１内にパージガスを導入するガス導入配管１６と、を少なくとも有している。ガス供給部５は、パージガスを加熱する加熱部５６と、原料供給配管部２の一部であって原料取出配管１４と切り離し可能に接続される原料供給配管２０内をパージガスでパージするパージライン５４ａ（第一のパージラインの一例）と、パージライン５４ａを介して原料供給配管２０内に導入されるパージガスの最大流量よりも小さい最大流量のパージガスで原料供給配管２０内をパージ可能なパージライン５４ｂ（第二のパージラインの一例）と、を有している。この構成によれば、タンク１と切り離し可能な原料供給配管２０内を減圧するとともに、加熱されたパージガスをパージライン５４ａ及びパージライン５４ｂのいずれか一方を介して原料供給配管２０に供給することで、原料供給配管２０内、特に切り離し部３０付近の配管内部と、タンク１の接続ユニット１２が備える開閉バルブ１４２及び開閉バルブ１６２の切り離し部３０側の内面に残留する液体ガラス原料の気化を促進させて、当該液体ガラス原料を短時間で除去することができる。これにより、タンク１と原料供給配管部２とを切り離す際の作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態に係る原料供給装置１００は、原料供給配管２０内に供給されたパージガスを除害装置２００へ排気する排気配管２２と、排気配管２２においてパージガスの塩酸濃度を測定する塩酸濃度計８０と、をさらに備えている。この構成によれば、液体ガラス原料が原料供給配管２０内、特に切り離し部３０付近の配管内部と、開閉バルブ１４２及び開閉バルブ１６２の切り離し部３０側の内面から除去できたかを適時に確認することができるため、ガスパージ時間を短縮できる。

また、本実施形態に係る原料供給装置１００におけるタンク１の切り離し方法は、パージライン５４ａを介して原料供給配管２０内を大流量（第一の流量の一例）でパージする第１工程と、当該第１工程の後にパージガスを加熱部５６で加熱しつつ、パージライン５４ｂを介して少流量（第二の流量の一例）で原料供給配管２０内をパージするステップと、減圧部３の真空排気装置３４を作動させて原料供給配管２０内を減圧するステップと、を交互に繰り返す第２工程と、当該第２工程の後でタンク１と原料供給配管２０とを切り離す第３工程と、を含む。このような工程を経ることで、原料供給配管２０内に残留する液体ガラス原料を短時間で除去することができる。なお、パージライン５４ａを介してパージされるパージガスの最大流量は、例えば、３ｍ^３／時以上３０ｍ^３／時以下であり、上記第１工程の実施時間は、例えば、３０分以上３時間以下である。

本実施形態に係るタンク１の切り離し方法において、塩酸濃度計８０で測定する塩酸濃度が所定の濃度以下になったときに上記第２工程を終了して上記第３工程に移行される。この方法によれば、液体ガラス原料が原料供給配管２０内から除去できたかを適時に確認することができるため、パージ時間を短縮できる。また、塩酸濃度を測定せず、上記第２工程においてパージガスを加熱部５６で加熱しつつ、パージライン５４ｂを介して少流量（第二の流量の一例）で原料供給配管２０内をパージするステップと、減圧部３の真空排気装置３４を作動させて原料供給配管２０内を減圧するステップと、を交互に繰り返す回数をあらかじめ決めておき、所定の回数実施した後に第３工程に移行する方法も可能である。

以上、本開示を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本開示の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本開示を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

上記の実施形態では、タンク１から貯槽部４への液体ガラス原料の供給工程や、原料供給配管２０内へのガスパージ工程において、作業者が各開閉バルブ２６，２８，３２，４４，４８ａ，４８ｂ，６２，６６，６８，６９，７２，１４０，１４２，１６０，１６２，１８０の開閉を手動で行う例を説明しているが、開閉バルブの開閉作業を自動化してもよい。

１ タンク（コンテナ）
２ 原料供給配管部（配管部の一例）
３ 減圧部
４ 貯槽部
５ ガス供給部
１０ タンク本体
１２ 接続ユニット
１４ 原料取出配管
１６ ガス導入配管
１８ バイパス配管
２０ 原料供給配管
２２ 排気配管
２４ 真空配管
２６，２８，３２，４４，４８ａ，４８ｂ，６２，６６，６８，６９，７２，１４０，１４２，１６０，１６２，１８０ 開閉バルブ
３０ 切り離し部
３４ 真空排気装置（バキュームジェネレータ）
４０ 貯槽タンク
４２ 配管
４２ａ 分岐部
４２ｂ 分岐部
４６ ポンプ
５０ ガス供給源
５２ ガス配管部
５４（５４ａ，５４ｂ） 上流側パージライン
５６ 加熱部
５８（５８ａ，５８ｂ） 下流側パージライン
６０，６４ 流量計
７０ 真空用パージライン
８０ 塩酸濃度計
１００ ガラス原料供給装置（原料供給装置）
２００ 除害装置
３００ 処理設備

Claims (4)

1. 液体ガラス原料を供給するためのガラス原料供給装置であって、
   前記液体ガラス原料を内部に収容するタンクと、
   前記タンクと切り離し可能に接続されて前記液体ガラス原料を前記タンクから所定設備へ供給する配管部と、
   前記配管部内を減圧する減圧部と、
   前記液体ガラス原料をパージするために前記タンクおよび前記配管部にパージガスを供給するガス供給部と、
   を備え、
   前記タンクは、
   前記配管部と接続され、前記タンク内から前記液体ガラス原料を取り出して前記配管部へ供給する原料取出配管と、
   前記タンク内に前記パージガスを導入するガス導入配管と、
   を有し、
   前記ガス供給部は、
   前記パージガスを加熱する加熱部と、
   前記配管部の一部を構成し、前記原料取出配管と切り離し可能に接続される原料供給配管内を前記パージガスでパージする第一のパージラインと、
   前記第一のパージラインを介して前記原料供給配管内に導入される前記パージガスの最大流量よりも小さい最大流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージ可能な、第二のパージラインと、
   を有し、
   前記原料供給配管内をパージした前記パージガスを除害装置へ排気する排気配管と、
   前記排気配管において、前記パージガスの塩酸濃度を測定する塩酸濃度計と、
   をさらに備えている、ガラス原料供給装置。
2. 請求項１に記載のガラス原料供給装置におけるタンクの切り離し方法であって、
   前記第一のパージラインを介して第一の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージする第１工程と、
   前記第１工程の後、前記パージガスを前記加熱部で加熱しつつ、前記第二のパージラインを介して前記第一の流量よりも小さい第二の流量の前記パージガスで前記原料供給配管内をパージするステップと、前記減圧部で前記原料供給配管内を減圧するステップと、を交互に繰り返す第２工程と、
   前記第２工程の後、前記タンクと前記原料供給配管とを切り離す第３工程と、
   を含む、タンクの切り離し方法。
3. 前記第一の流量が３ｍ^３／時以上３０ｍ^３／時以下であり、前記第１工程の実施時間が３０分以上３時間以下である、請求項２に記載の切り離し方法。
4. 前記ガラス原料供給装置に設けられた前記塩酸濃度計で測定する塩酸濃度が所定の濃度以下になったときに前記第２工程を終了して前記第３工程に移行する、請求項２または請求項３に記載の切り離し方法。

Images