(57)【要約】【課題】白金又は白金合金からなる導管内に溶融ガラスが満たされた際に、気泡の発生を抑制しながら、ガラス製造費用を抑えることができる溶融ガラス搬送装置を提供する。【解決手段】白金又は白金合金からなる導管を少なくとも１本含む溶融ガラス用導管構造体と、前記導管のうち少なくとも１本の導管の周囲に設けられた第１のセラミックス構造体と、前記第１のセラミックス構造体の周囲に設けられた第２のセラミックス構造体と、前記第１のセラミックス構造体と前記第２のセラミックス構造体との間に設けられた第３のセラミックス構造体と、を備え、前記第３のセラミックス構造体は、ガス流路を有し、前記ガス流路に２００℃以上のガスが供給される、溶融ガラス搬送装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金又は白金合金からなる導管を少なくとも１本含む溶融ガラス用導管構造体と、
前記導管のうち少なくとも１本の導管の周囲に設けられた第１のセラミックス構造体と、
前記第１のセラミックス構造体の周囲に設けられた第２のセラミックス構造体と、
前記第１のセラミックス構造体と前記第２のセラミックス構造体との間に設けられた第３のセラミックス構造体と、を備え、
前記第３のセラミックス構造体は、ガス流路を有し、前記ガス流路に２００℃以上のガスが供給される、溶融ガラス搬送装置。
【請求項２】
前記ガスが６００℃以下である、請求項１に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項３】
前記ガスが水素原子を含むガスである、請求項１又は２に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項４】
前記ガスがさらに不活性ガスを含む混合ガスである、請求項３に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項５】
前記第３のセラミックス構造体は、内部に前記ガス流路を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項６】
前記第３のセラミックス構造体は、前記第１のセラミックス構造体及び前記第２のセラミックス構造体の少なくともいずれか一方の、少なくとも一部と非接触であり、前記非接触の領域に前記ガス流路を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項７】
前記ガス流路は、前記導管のうち少なくとも１本の導管の、周方向及び軸方向の少なくともいずれか一方の方向に沿って形成された、請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項８】
前記ガス流路は、前記軸方向に沿って２以上形成され、かつ、前記周方向に間隔を空けて形成された、請求項７に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項９】
前記ガス流路は、前記周方向に沿って２以上形成され、かつ、前記軸方向に間隔を空けて形成された、請求項７又は８に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１０】
前記第１のセラミックス構造体と前記第３のセラミックス構造体との間の少なくとも一部の領域にさらに部材を備え、
前記部材は、前記第１のセラミックス構造体及び前記第３のセラミックス構造体と接触し、前記ガス流路の少なくとも一部を覆うように設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１１】
前記部材は、ガラス繊維又はセラミックス繊維を含み、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２含有量が５０％以上である、請求項１０に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１２】
前記部材の厚さは０．５ｍｍ以上である、請求項１０又は１１に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１３】
さらにガス供給システムを備え、
前記ガス供給システムは、ガスを生成するガス生成装置と、生成された前記ガスを加熱するガス加熱装置と、加熱された前記ガスを前記ガス流路に供給する供給管と、を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１４】
前記ガス供給システムは、前記ガス流路を通過した前記ガスを排気する排気管をさらに有する、請求項１３に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１５】
前記溶融ガラス用導管構造体は、前記導管として、鉛直方向に中心軸がある主管と、前記主管と連通し、水平方向に中心軸がある分岐管と、を少なくとも１本ずつ有し、
前記供給管及び前記排気管の少なくともいずれか一方は、前記主管に満たされる溶融ガラスの高さよりも低い位置に設けられた、請求項１４に記載の溶融ガラス搬送装置。
【請求項１６】
溶解装置、清澄装置及び成形装置を備えるガラス製造装置であって、
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置をさらに備え、
前記溶解装置と前記清澄装置との間、及び、前記清澄装置と前記成形装置との間の少なくともいずれか一方に前記溶融ガラス搬送装置が設けられた、ガラス製造装置。
【請求項１７】
溶解工程、清澄工程及び成形工程をこの順に含むガラス製造方法であって、
前記溶解工程及び前記清澄工程との間、並びに、前記清澄工程及び前記成形工程との間の少なくともいずれか一方に、溶融ガラス搬送工程をさらに含み、
前記溶融ガラス搬送工程において、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の溶融ガラス搬送装置を用い、前記溶融ガラス搬送装置における第３のセラミックス構造体のガス流路に２００℃以上のガスを供給する、ガラス製造方法。
【請求項１８】
得られたガラスのβ−ＯＨ値が０．１５〜０．５ｍｍ−１である、請求項１７に記載のガラス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融ガラス搬送装置、ガラス製造装置及びガラス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製造装置は、溶解装置、清澄装置（減圧脱泡装置や高温清澄装置を含む）、成形装置、及びこれらの装置を繋ぐ溶融ガラス搬送装置等を備える。
【０００３】
溶融ガラス搬送装置は、材質として白金又は白金合金が多用される。白金又は白金合金は、融点が高く、耐熱性に優れる耐熱金属であることに加えて、溶融ガラスに対する反応性が他の耐熱金属に比べて低い。また、高温での耐酸化性に優れ、高温でも強度をある程度確保することができる。
【０００４】
しかし、ガラスの組成によっては、白金又は白金合金からなる白金材料に溶融ガラスが接触すると、多くの気泡が発生する場合がある。該気泡は、溶融ガラスに含まれる水分が、白金材料と接触して解離すること、又は溶融ガラスを介して流れる電流によって誘起される電気分解に基づいて解離することにより、生成する酸素に起因して形成される。製造されるガラスに気泡が残留すると、ガラスの品質低下に繋がるおそれがある。
【０００５】
かかる気泡の発生を防止する方法として、特許文献１には、少なくとも１つの容器を囲むカプセルを備え、当該容器の非ガラス接触表面の周りの水素分圧が一定のレベル以上に維持されるように、前記カプセル内の水素の分圧を制御する閉ループ制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５３９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、カプセル及び閉ループ制御装置は、それを構築するための投資費用及び運転費用の両方が高く、高コストとなる。
また、容器の非ガラス接触表面の周囲に供給される水蒸気等のガスは、その温度がせいぜい１２０〜１５０℃程度である。そのため、溶融ガラスが満たされている白金又は白金合金からなる導管（１３００〜１５００℃程度）は、当該ガスに触れることでその外表面が冷却され、導管内の溶融ガラスに温度差が生じる。これにより、導管内の溶融ガラスの飽和酸素溶解度に差が生じ、そこに電気回路が形成されると、一方では酸素が溶解し、他方では酸素の気泡が発生するという酸化還元が生じる。この酸素の気泡によるガラスの品質低下が懸念される。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、白金又は白金合金からなる導管の内部の溶融ガラスから発生する気泡を抑制しながら、ガラス製造費用を抑えることができる溶融ガラス搬送装置、ガラス製造装置及びガラス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、白金または白金合金からなる導管を少なくとも１本含む溶融ガラス用導管構造体と、前記導管のうち少なくとも１本の導管の周囲に設けられた第１のセラミックス構造体と、前記第１のセラミックス構造体の周囲に設けられた第２のセラミックス構造体と、前記第１のセラミックス構造体と前記第２のセラミックス構造体との間に設けられた第３のセラミックス構造体と、を備え、前記第３のセラミックス構造体は、ガス流路を有し、前記ガス流路に２００℃以上のガスが供給される、溶融ガラス搬送装置に関するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る溶融ガラス搬送装置によれば、白金又は白金合金からなる導管内部の溶融ガラスから発生する気泡を抑制しながら、ガラス製造費用を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る溶融ガラス搬送装置を示す断面図である。
【図２】図２は、図１における溶融ガラス用導管構造体のＩ−Ｉ断面部分における、ガス供給システムを説明するための概略図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図１に示す第１のセラミックス構造体、第２のセラミックス構造体及び第３のセラミックス構造体の拡大断面図であり、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の形態を示す図である。
【図４】図４は、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の一形態を説明するための概略断面図である。
【図５】図５は、ガス流路の一形態を説明するための、第３のセラミックス構造体の斜視図である。
【図６】図６は、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の一形態を説明するための概略断面図である。
【図７】図７は、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の一形態を説明するための概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第二実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第三実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。
【００１３】
［溶融ガラス搬送装置］
図１は、本発明の一実施形態に係る溶融ガラス搬送装置を示す断面図である。図２は、図１に示す溶融ガラス搬送装置のうち、溶融ガラス用導管構造体のＩ−Ｉ断面部分におけるガス供給システムを説明するための概略図である。
【００１４】
溶融ガラス搬送装置１は、溶融ガラス用導管構造体４０と、第１のセラミックス構造体１０と、第２のセラミックス構造体２０と、底部煉瓦２２と、第３のセラミックス構造体３０と、ガス供給システム５０とを備える。
【００１５】
第３のセラミックス構造体３０は、ガス流路（図１及び図２では図示せず）を有し、第１のセラミックス構造体１０に用いられる不定形耐火物を支持する。第３のセラミックス構造体３０にガス供給システム５０における供給管５４Ａ〜５４Ｄや排気管５６Ａ、５６Ｂをつなぐことで、ガス流路にガスを行き渡らせることができる。
【００１６】
溶融ガラス用導管構造体４０は、白金又は白金合金からなる導管を少なくとも１本含む。図１においては、溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管は、主管４１及び分岐管４２、４３である。これらの導管の周囲には、第１のセラミックス構造体１０が設けられ、第１のセラミックス構造体１０の周囲には、第２のセラミックス構造体２０が設けられる。第３のセラミックス構造体３０は、第１のセラミックス構造体１０と第２のセラミックス構造体２０との間に設けられる。
【００１７】
溶融ガラス用導管構造体４０は、鉛直方向に中心軸がある主管４１と、主管４１と連通し、水平方向に中心軸がある２本の分岐管４２、４３とを有する。１本の分岐管４２は、主管４１の下部側方から分岐し、もう１本の分岐管４３は、主管４１の上部側方から分岐する。主管４１及び分岐管４２、４３は、いずれも円筒状であり、内部を溶融ガラスＧが流れる。溶融ガラスＧは、分岐管４２から流入し、主管４１を上向きに流れ、分岐管４３へと流出する。なお、２本の分岐管は、それぞれ高さが異なっていればよく、溶融ガラスが、主管４１の上部側方から流入し、主管４１を下向きに流れ、主管４１の下部側方へと流出するように設けられてもよい。
【００１８】
溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管（主管４１及び分岐管４２、４３）は、白金又は白金合金からなる。白金合金は、例えば、白金−金合金、白金−ロジウム合金、白金−イリジウム合金である。また、導管は、白金又は白金合金にＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３のような金属酸化物粒子を分散させた強化白金が用いられてもよい。
【００１９】
溶融ガラス用導管構造体は、図１に示す実施形態に限られず、主管となる導管１本のみから構成されても、主管と分岐管の２本以上の導管から構成されてもよい。また、第１のセラミックス構造体に覆われる導管は、主管でも分岐管でもよく、主管と分岐管が共に覆われていてもよい。
また、水平方向に中心軸がある導管を主管とした構成でもよい。この場合、溶融ガラス用導管構造体は、後述する図９の第１供給管２５１、第２供給管２５２、第３供給管２５３や、図１０の第１搬送管１１１、第２搬送管１１２等に用いることができる。なお、該導管は、水平方向に延伸せず傾斜してもよいし、直管に限らず曲がり管であってもよい。
【００２０】
図１においては、主管４１は、下端に底壁２を有する。底壁２には、溶融ガラスＧの一部を外部に排出する排出口が設けられてもよい。また、主管４１は、上端に溶融ガラスＧからの放熱を防ぐ蓋部材が設けられてもよい。
【００２１】
主管４１の内部における溶融ガラスＧの高さ（以下、「溶融ガラスレベルＧＬ」という。）は、分岐管４３の上端よりも高い。そのため、分岐管４３は、内部がすべて溶融ガラスＧで満たされている。これにより、分岐管４３において、溶融ガラス表層部からホウ酸成分などが蒸発して溶融ガラスが異質化することを防止し、ひいてはガラスにリーム（筋）などの欠陥が発生することを防止できる。
【００２２】
溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管（主管４１及び分岐管４２、４３）は、内径が５０ｍｍ以上が好ましく、１００ｍｍ以上がより好ましい。また、内径が５００ｍｍ以下が好ましく、４５０ｍｍ以下がより好ましい。また、径方向における厚さが０．１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以下が好ましい。主管４１の高さ（軸方向長さ）は、５００ｍｍ以上が好ましく、８００ｍｍ以上がより好ましい。また、高さは３０００ｍｍ以下が好ましく、２７００ｍｍ以下がより好ましい。また、分岐管４２、４３の軸方向長さは、５０ｍｍ以上が好ましく、１５０ｍｍ以上がより好ましい。また、軸方向長さは１５００ｍｍ以下が好ましく、１３００ｍｍ以下がより好ましい。なお、分岐管４２、４３のように溶融ガラス用導管構造体に複数の分岐管が含まれる場合、それら複数の分岐管の大きさはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００２３】
図１において、溶融ガラス用導管構造体４０は、主管４１に対して２本の分岐管４２、４３がその一端側でそれぞれ連通している。分岐管４２、４３がその他端側において、さらに別の主管と連通するものであってもよい。
【００２４】
主管４１は、その中心軸が厳密な意味で鉛直方向であることは必ずしも要求されず、その中心軸が鉛直方向に対してある程度傾斜するものであってもよい。また、分岐管４２、４３についても同様に、その中心軸が厳密な意味で水平方向であることは必ずしも要求されず、その中心軸が水平方向に対してある程度傾斜するものであってもよい。
【００２５】
主管４１又は分岐管４２、４３は、周方向に３６０度連続する凸部及び凹部が、軸方向に沿って交互に設けられ、蛇腹状の外形をなしてもよい。
【００２６】
主管４１は、内部に溶融ガラスＧを撹拌するためのスターラーが設けられてもよい。スターラーは、少なくとも溶融ガラスＧと接触する部分が白金又は白金合金からなる材料によって構成される。
【００２７】
第１のセラミックス構造体１０は、通気率が１．０×１０−１３ｍ２以上が好ましく、１．０×１０−１１ｍ２以上がより好ましい。また、当該通気率が、第２のセラミックス構造体２０の通気率よりも高いことが好ましい。なお、本明細書において通気率とは、ＪＩＳ  Ｒ  ２１１５：２００８に記載された方法に準拠して測定される値を意味する。
第１のセラミックス構造体１０の通気率が１．０×１０−１３ｍ２以上だと、第３のセラミックス構造体３０におけるガス流路を流れるガスが第１のセラミックス構造体１０を透過し、溶融ガラス用導管構造体４０にガスを行き渡らせることができる。さらに、第１のセラミックス構造体１０の通気率が第２のセラミックス構造体２０の通気率よりも高いことにより、ガスが第２のセラミックス構造体２０を透過するのを抑制できるため、ガス供給量を削減できる。特に、第１のセラミックス構造体１０の通気率が１．０×１０−１１ｍ２以上だと、第２のセラミックス構造体２０に好ましく用いられる断熱煉瓦（例えば、後述するＳＰ１５、ＲＢ１８０、いずれも商品名、日の丸窯業株式会社製）の通気率よりも高いため、溶融ガラス用導管構造体４０に、第３のセラミックス構造体３０のガス流路からのガスを効率良く行き渡らせることができる。
【００２８】
第１のセラミックス構造体１０は、平均開気孔率が２０％以上が好ましく、２５％以上がより好ましく、また、６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましい。ここで、平均開気孔率は、アルキメデス法や水銀ポロシメータによる測定により求めることができる。
該平均開気孔率が２０％以上だと、第１のセラミックス構造体１０の耐熱衝撃性が低下することを防止できる。また、該平均開気孔率が６０％以下だと、溶融ガラスＧに対する耐食性が低下することを防止できる。
【００２９】
第１のセラミックス構造体１０は、溶融ガラスＧが満たされている溶融ガラス用導管構造体４０の周囲に設けられることから、特に高温の溶融ガラス、具体的には、１４５０℃以上の溶融ガラスに対する耐食性に優れていることが好ましい。
【００３０】
溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管（主管４１及び分岐管４２、４３）と、第１のセラミックス構造体１０との間には、実質的に間隙が存在しないことが好ましい。具体的には、間隙が０．５ｍｍ未満であることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧから加わる膨張圧力による導管の変形を抑制できる。
【００３１】
第１のセラミックス構造体１０は、導管の径方向における厚さが１５ｍｍ以上が好ましく、２０ｍｍ以上がより好ましく、また、５０ｍｍ以下が好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましい。該厚さが１５〜５０ｍｍだと、溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管と、第２のセラミックス構造体２０との間隙に第１のセラミックス構造体１０となるスラリー体を充填、焼結させて第１のセラミックス構造体１０を形成する際の施工性に優れる。
【００３２】
第１のセラミックス構造体１０は、溶融ガラス用導管構造体４０を構成する導管と、第２のセラミックス構造体２０との間隙にアルミナキャスタブルのような不定形のセラミックス材料が充填されたものであることが好ましい。かかる構成によれば、温度変化が生じた際に、導管と第２のセラミックス構造体２０とがわずかに相対移動できるため、導管に亀裂が発生することを防止できる。アルミナキャスタブルは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするキャスタブル耐火物を意味し、Ａｌ２Ｏ３含有量は、好ましくは９０重量％以上である。アルミナキャスタブルの代わりに、ＳｉＯ２を９０質量％以上含有するセラミックス材料や、ＺｒＯ２を６０質量％以上含有するセラミックス材料も好ましく用いることができる。
【００３３】
第２のセラミックス構造体２０は、通気率が１．０×１０−１１ｍ２以下が好ましく、１．０×１０−１３ｍ２未満がより好ましい。第２のセラミックス構造体２０の通気率が１．０×１０−１１ｍ２以下だと、ガスが第２のセラミックス構造体２０を透過するのを抑制でき、ガス供給量を削減できる。特に、第２のセラミックス構造体２０の通気率が１．０×１０−１３ｍ２未満だと、第１のセラミックス構造体１０の通気率よりも一般的には低くなり、ガス供給量をより効率良く削減できる。
【００３４】
第２のセラミックス構造体２０は、アルミナ、マグネシア、ジルコン及びシリカからなる群から選択される少なくとも１つを主体とする断熱煉瓦が好ましく用いられる。具体例としては、シリカ・アルミナ質断熱煉瓦、ジルコニア質断熱煉瓦、マグネシア質断熱煉瓦等が挙げられる。市販品としては、ＳＰ−１５（日の丸窯業株式会社製）、ＲＢ１８０（日の丸窯業株式会社製）、ＬＢＫ３０００（イソライト工業株式会社製）等が挙げられる。
【００３５】
底部煉瓦２２は、主管４１の底壁２の下側に設けられ、主管４１、主管４１の周囲に設けられる第１のセラミックス構造体１０及び第３のセラミックス構造体３０を支持する。底部煉瓦２２は、耐食性に優れる煉瓦としてアルミナ、マグネシア、ジルコン及びシリカからなる群から選択される少なくとも１つを主体とする断熱煉瓦が好ましく用いられる。具体例としては、アルミナ・ジルコン質断熱煉瓦等が挙げられる。市販品としては、シリカ・アルミナ質断熱煉瓦、ＺＭ−Ｃ（ＡＧＣセラミックス株式会社製）、ＲＢ１８０（日の丸窯業株式会社製）等が挙げられる。
【００３６】
溶融ガラス搬送装置１は、底部煉瓦２２の代わりに、主管４１の軸方向において、上から順に第１のセラミックス構造体、第２のセラミックス構造体が設けられてもよい。また、第１のセラミックス構造体と第２のセラミックス構造体との間に第３のセラミックス構造体が設けられてもよい。
【００３７】
第３のセラミックス構造体３０は、第１のセラミックス構造体１０と第２のセラミックス構造体２０との間に位置し、ガス流路を有する。
【００３８】
第３のセラミックス構造体３０は、ガス流路を有することにより、白金又は白金合金からなる導管に溶融ガラスが接触して発生する気泡（以下、「水素透過泡」という。）の生成を抑制することができる。水素透過泡は、白金材料たる導管の内部と外部との水素分圧差が大きくなるほど発生しやすい。これに対し、ガスを第３のセラミックス構造体３０や第１のセラミックス構造体１０に行き渡らせることで導管の外部の水素分圧を高くし、水素分圧差を小さくすることで、水素透過泡を抑制することができるようになる。ここで、導管の内部の水素分圧は、溶融ガラスに含まれる水分が多くなる（後述するβ−ＯＨ値が高くなる）ほど、高くなる。
【００３９】
ガスを第３のセラミックス構造体３０にも行き渡らせる観点から、第３のセラミックス構造体３０の通気率は１．０×１０−１２ｍ２以上が好ましく、１．０×１０−１１ｍ２以上がより好ましく、１．０×１０−１０ｍ２以上がさらに好ましい。
【００４０】
第３のセラミックス構造体３０は、第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０に接触していても非接触でもよい。また、一部の領域が接触していて、他の領域が非接触でもよい。
第３のセラミックス構造体３０が、第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０の少なくとも一部の領域で接触することにより、溶融ガラスＧから加わる膨張圧力による導管の変形を抑制できる。
【００４１】
第３のセラミックス構造体３０が第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０とすべての領域で接触している場合には、ガス流路は第３のセラミックス構造体３０の内部に形成されていることとなる（図３（Ａ）参照）。また、すべての領域で非接触である場合には、第３のセラミックス構造体３０と第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０との間にはそれぞれ、介在する別の部材が配されていることとなる。また、第３のセラミックス構造体３０の非接触の領域の少なくとも一部にガス流路が形成されていてもよい。
【００４２】
また、第３のセラミックス構造体３０が第１のセラミックス構造体１０や第２のセラミックス構造体２０と、一部の領域が接触していて、他の領域が非接触である場合、前記非接触の領域には、第３のセラミックス構造体３０にガス流路が形成されていてもよい（図３（Ｂ）参照）。また、それと同時に、又はそれに代えて、前記別の部材が設けられていてもよい。
【００４３】
第３のセラミックス構造体は、導管の径方向における厚さが５〜２０ｍｍが好ましい。該厚さが５〜２０ｍｍだと、ガスの透過速度を調整しやすく、ガスを第３のセラミックス構造体３０に効率良く行き渡らせることができる。
【００４４】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図１に示す第１のセラミックス構造体、第２のセラミックス構造体及び第３のセラミックス構造体の拡大断面図であり、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の形態を示す図である。また、図４、図６及び図７は、第３のセラミックス構造体におけるガス流路の一形態を示す図である。図５は、ガス流路の一形態を説明するための、第３のセラミックス構造体の斜視図である。
【００４５】
図３（Ａ）に示す第３のセラミックス構造体３０Ａは、その内部にガス流路３２Ａを有する。これは、第３のセラミックス構造体が第１のセラミックス構造体及び第２のセラミックス構造体と接触している場合にとられる形態である。
図３（Ｂ）に示す第３のセラミックス構造体３０Ｂは、第２のセラミックス構造体２０の一部と非接触であり、前記非接触の領域にガス流路３２Ｂを有する。また、第３のセラミックス構造体は、第１のセラミックス構造体１０の一部と非接触であり、前記非接触の領域にガス流路を有してもよい。
【００４６】
ガス流路が第３のセラミックス構造体３０の内部に形成される場合、ガス流路の断面は一辺が３〜２０ｍｍの矩形状や、直径が３〜２０ｍｍの円形状が好ましい。また、ガス流路の断面サイズは５〜４００ｍｍ２であることが好ましい。
ガス流路が第３のセラミックス構造体３０の表面に形成される場合、ガス流路は溝状となる。ガス流路の形状は特に限定されず、溝深さが一定である平面溝や、溝深さが一定でない溝でもよい。溝深さが一定でない溝とは、例えば、溝側方に対して溝中央部が深くなっている三角溝や円筒溝の他、溝側方に対して溝中央部が浅くなっている形状でもよい。溝の幅は３〜２０ｍｍが好ましく、溝の深さは３〜２０ｍｍが好ましい。
ガス流路の端から隣接するガス流路の端までの距離は１０ｍｍ〜１００ｍｍが好ましい。
【００４７】
溶融ガラスから加わる膨張圧力による導管の変形を抑制する観点からは、第３のセラミックス構造体３０は、第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０の少なくともいずれか一方に対し、少なくとも一部が接触した領域を有することが好ましい。また、第３のセラミックス構造体３０は、第１のセラミックス構造体１０及び第２のセラミックス構造体２０の両方と、少なくとも一部が接触した領域を有することがより好ましい。
【００４８】
第３のセラミックス構造体３０のガス流路は、導管の周方向及び軸方向の少なくともいずれか一方の方向に沿って形成されることが好ましい。
例えば、図４に示すように、ガス流路３２Ｃ、３２Ｄは、導管の軸方向に沿って形成されている。当該ガス流路は２以上形成され、かつ、導管の周方向に間隔を空けて設けられていることが好ましい。なお、ガス流路３２Ｃは、第３のセラミックス構造体３０において、第２のセラミックス構造体２０と非接触である領域に形成されたものである。ガス流路３２Ｄは、第３のセラミックス構造体３０において、第１のセラミックス構造体１０と非接触である領域に形成されたものである。
また、ガス流路３２Ｅは、導管の周方向に沿って形成されている。当該ガス流路は２以上形成され、かつ、導管の軸方向に間隔を空けて設けられていることが好ましい。なお、ガス流路３２Ｅは、第３のセラミックス構造体３０において、第２のセラミックス構造体２０と非接触である領域に形成されたものである。すなわち、ガス流路３２Ｅは、第３のセラミックス構造体３０の外側表面（第２のセラミックス構造体２０との境界）に形成されたものである。
【００４９】
図４に示すガス流路は、第１のセラミックス構造体１０と非接触である領域に形成されたガス流路３２Ｄと、第２のセラミックス構造体２０と非接触である領域に形成されたガス流路３２Ｃとが共に存在している。
さらに、第３のセラミックス構造体３０のガス流路は、導管の周方向に沿って形成されたガス流路３２Ｅと、導管の軸方向に沿って形成されたガス流路３２Ｃ、３２Ｄとを共に有している。
【００５０】
ガス流路が第３のセラミックス構造体３０の外側の表面、すなわち、第２のセラミックス構造体２０と非接触である領域に形成される場合の一例を、第３のセラミックス構造体３０の斜視図として図５に示す。
図５では、導管の軸方向に沿って形成されたガス流路３２Ｃと、導管の周方向に沿って形成されたガス流路３２Ｅとが、それぞれ２本ずつ形成されている。これらガス流路３２Ｃ、３２Ｅはいずれも連通しているが、連通せずに各々独立し、ガス流路ごとに供給管と接続してガスが供給されてもよい。また、連通しているガス流路と、独立しているガス流路が併存していてもよい。
【００５１】
ガス流路は、導管の軸方向に沿って形成されたガス流路３２Ｃ又は３２Ｄと、周方向に沿って形成されたガス流路３２Ｅ又は３２Ｆ（図６参照）とをそれぞれ２本以上有し、それらが連通して、網目状のガス流路が形成されていることが好ましい。
また、ガス流路は導管の表面にらせん状に形成されていてもよい。
【００５２】
図６に示す第３のセラミックス構造体３０においては、ガス流路３２Ｄに加え、ガス流路３２Ｆが導管の周方向に沿って形成されている。ガス流路３２Ｆは、第３のセラミックス構造体３０の、第１のセラミックス構造体１０と非接触である領域に形成されたものである。すなわち、ガス流路３２Ｆは、第３のセラミックス構造体３０の内側表面（第１のセラミックス構造体１０との境界）に形成されたものである。本実施形態では、ガス流路３２Ｄとガス流路３２Ｆとが連通しているが、連通せずに独立し、ガス流路ごとに供給管と接続してガスを供給してもよい。また、連通しているガス流路と、独立しているガス流路が併存していてもよい。
【００５３】
ガス流路を設けるに際し、図７に示すように、第３のセラミックス構造体３０と第１のセラミックス構造体１０との間の少なくとも一部の領域にさらに部材６０を備えてもよい。部材６０は、第１のセラミックス構造体１０及び第３のセラミックス構造体３０の少なくとも一部と接触し、ガス流路３２Ｄの少なくとも一部を覆うように設けられている。
【００５４】
部材６０は、溶融ガラス搬送装置の製造方法において、溶融ガラス用導管構造体４０と第３のセラミックス構造体３０を形成した後に第１のセラミックス構造体１０を形成する場合に有用な態様である。この場合、第３のセラミックス構造体３０には、第１のセラミックス構造体１０と非接触である領域にガス流路３２Ｄが形成されている。また、ガス流路３２Ｄと共に、又はガス流路３２Ｄに代えて、ガス流路３２Ｆが形成されている場合にも、上記態様は有用である。すなわち、部材６０は、第１のセラミックス構造体１０及び第３のセラミックス構造体３０の少なくとも一部と接触し、ガス流路３２Ｆの少なくとも一部を覆うように設けられている場合にも、上記態様は有用である。
【００５５】
このような製造方法では、先に溶融ガラス用導管構造体４０及び第３のセラミックス構造体３０を形成し、それらの間隙に、第１のセラミックス構造体となるスラリー体を充填、焼結させることで第１のセラミックス構造体１０を形成する。ガス流路３２Ｄ、３２Ｆは、第３のセラミックス構造体３０の内側の表面、すなわち、第１のセラミックス構造体１０側の表面に形成されている。そのため、スラリー体を充填する際に、前記間隙のみならずガス流路３２Ｄ、３２Ｆにもスラリー体が充填されてしまい、ガス流路３２Ｄ、３２Ｆが閉塞することが懸念される。これに対し、部材６０によってガス流路３２Ｄ、３２Ｆの一部を覆ってスラリー体の流入を妨げることにより、スラリー体を充填した際にガス流路３２Ｄ、３２Ｆが閉塞するのを防ぐことができる。
【００５６】
部材６０は、第３のセラミックス構造体３０におけるガス流路のみならず、その他の部分を覆っていてもよい。また、第１のセラミックス構造体１０と第３のセラミックス構造体３０との間のすべての領域に、部材６０が備えられてもよい。なお、部材６０はガスの透過を妨げるものではない。さらに、部材６０はガス流路３２Ｄ、３２Ｆに蓋をするような形態で設けられることから、ガス流路にガスが流通することを何ら妨げるものではない。
部材６０は、溶融ガラス搬送装置１で使用した際、高温下で溶融、気化するような部材であってもよい。また、高温下でも溶融、気化せずに残存するような部材であってもよく、この場合、セラミックス膜や耐熱性繊維体を好ましく用いることができる。ここで耐熱性とは、ガラス繊維の場合は、ガラス繊維が使用温度よりも高い軟化点を有することを意味し、セラミックス繊維の場合は、セラミックス繊維が使用温度よりも高い融点を有することを意味する。
【００５７】
耐熱性繊維体としては、ガラス繊維若しくはセラミックス繊維を含むものが好ましく、又はこれら繊維の集合体であるものが好ましい。その形態は特に限定されないが、複数の繊維を布状に編んだものでもよく、複数の繊維を塊状に絡めたものであってもよい。布状に編んだ耐熱性繊維体は、フレキシブル性や加工性に優れる。そのため、溶融ガラス用導管構造体４０や第１のセラミックス構造体１０の形状に沿わせるような態様で、広い範囲を覆うことも可能である。
【００５８】
ガラス繊維又はセラミックス繊維を含む耐熱性繊維体は、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２が５０％以上含まれるものが、ガス流路に第１のセラミックス構造体１０となるスラリー体が流入するのをより効果的に防ぐことができることから、より好ましい。
【００５９】
同様に、スラリー体の流入を防ぐ観点から、部材６０の厚みは０．５ｍｍ以上が好ましい。また、厚すぎると第１のセラミックス構造体１０又は第３のセラミックス構造体３０の強度が低下するおそれがあることから、その厚みは２０ｍｍ以下が好ましい。なお、部材の厚みはその平均値を意味する。
【００６０】
図１及び図２に示すように、溶融ガラス搬送装置１は、ガス供給システム５０をさらに備えることが好ましい。ガス供給システム５０は、ガスを生成するガス生成装置５１、生成されたガスを加熱するガス加熱装置、及び加熱されたガスを前記ガス流路に供給する供給管５４Ａ〜５４Ｄを有する。好ましくは、前記ガス流路を通過したガスを排気する排気管５６Ａ、５６Ｂをさらに有する。
【００６１】
図１及び図２においては、ガス供給システム５０は、ガスを生成するガス生成装置５１と、ガスの流量を調節する調節弁５２と、ガスを第３のセラミックス構造体３０のガス流路に供給する４本の供給管５４Ａ〜５４Ｄと、第３のセラミックス構造体３０のガス流路を通過したガスを排気する２本の排気管５６Ａ、５６Ｂとを有する。複数の供給管５４Ａ〜５４Ｄを有することにより、ガスを第３のセラミックス構造体３０のガス流路に効率良く行き渡らせることができる。なお、ガス供給システム５０は、第３のセラミックス構造体３０に形成されたガス流路の形態に合わせて、供給管や排気管の本数、設置箇所等を適宜変更することができる。
【００６２】
ガス生成装置５１は、例えば水蒸気を生成するには、ボイラーが用いられる。また、ガス生成装置５１と共に、又はそれに代えて、所望のガスが充填されたガスボンベを用いることもできる。これらの態様により、所望の単体ガス又は混合ガスを供給することができる。
なお、ガス加熱装置は図示されていないが、生成されたガスはガス加熱装置により加熱され、供給管５４Ａ〜５４Ｄを通ってガス流路に導入される。ガス加熱装置では、ガス流路に供給されるガスが２００℃以上となるように加熱する。
【００６３】
調節弁５２は、供給管５４Ａ〜５４Ｄに１個ずつ設けられることが好ましく、それにより、供給管５４Ａ〜５４Ｄのガス供給量を独立に制御することができる。
【００６４】
供給管５４Ａ〜５４Ｄは、第２のセラミックス構造体２０を貫通し、第３のセラミックス構造体３０のガス流路に接続される。また、前記ガス流路の端部が外部から視認できる場合には、供給管５４Ａ〜５４Ｄは、第２のセラミックス構造体２０を貫通することなく、ガス流路に直接接続されてもよい。
図１において、供給管５４Ａ、５４Ｂは、鉛直方向の位置が主管４１の軸方向中央部である。供給管５４Ｃ、５４Ｄは、鉛直方向の位置が主管４１の軸方向下部である。供給管５４Ａ、５４Ｃは、水平方向の位置が溶融ガラスＧの流れ方向上流側である。供給管５４Ｂ、５４Ｄは、水平方向の位置が溶融ガラスＧの流れ方向下流側である。ただし、供給管の配置は、ガス流路によって適宜変更されるものであり、上記形態に限定されるものではない。
【００６５】
例えば、供給管は、図１において、鉛直方向の位置が主管４１の軸方向上部であってもよい。また、水平方向の位置が図２の紙面上下方向（溶融ガラスＧの流れ方向に直交する方向）の上側又は下側であってもよい。
【００６６】
供給管５４Ａ〜５４Ｄが第３のセラミックス構造体３０のガス流路に供給するガスの温度は、２００℃以上である。これにより、導管内部に溶融ガラスＧが満たされて高温になっている場合であっても、導管内の溶融ガラスＧが冷却されることに伴う電気分解による気泡の発生を抑制することができる。ガス流路に供給されるガスの温度は２５０℃以上が好ましい。
また、ガスの温度は、ステンレススチール（ＳＵＳ）等の汎用的な金属で配管を構成する観点から６００℃以下が好ましく、５５０℃以下がより好ましい。
【００６７】
ガスの種類は、上記電気分解による気泡の発生を抑制できれば特に限定されず、例えば水蒸気（Ｈ２Ｏ）、Ｎ２、Ｈ２、Ｏ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、ＣＯ２、ＣＯ等が挙げられる。これらガスを１種用いても２種以上用いてもよい。
【００６８】
また、電気分解の他に、溶融ガラス中には水分が含まれるが、この水分が導管を形成するＰｔ界面で分解されてＯ２とＨ２とが生成することによっても気泡（酸素）が発生する。この気泡（酸素）の発生を抑制するためには、導管外部の水素分圧を上げて、水素分子（Ｈ２）が導管を通過しないようにすることが好ましい。このように、導管外部の水素分圧を上げるためには、ガス流路に供給されるガスは水素原子を含むことが好ましく、水蒸気及びＨ２の少なくともいずれか一方を含むガスを用いることがより好ましい。
【００６９】
さらに、導管の白金又は白金合金が酸化されてＰｔＯ２となるのを抑制する観点からは、ガス流路に供給されるガスは不活性ガスを含むことが好ましく、Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ及びＣＯ２からなる群より選ばれる少なくとも１種のガスを含むことがより好ましい。また、上記水素原子を含むガスに加えて、不活性ガスをさらに含む混合ガスとすることがさらに好ましい。
【００７０】
供給管５４Ａ〜５４Ｄが第３のセラミックス構造体３０のガス流路に供給するガス圧力は、１Ｐａ〜２４ｋＰａが好ましく、１ｋＰａ以下がより好ましく、５０Ｐａ以下がさらに好ましい。該ガス圧力が１Ｐａ以上だと、ガスを第３のセラミックス構造体３０のガス流路に充分に行き渡らせることができる。また、該ガス圧力が２４ｋＰａ以下だと、主管４１等の導管の外部圧力が高くなり過ぎず、導管が変形するのを防止できる。
【００７１】
図２に示す供給管は、ガス生成装置５１から第３のセラミックス構造体３０のガス流路に向かう途中で、供給管５４Ａ、５４Ｂに分岐している。なお、この形態に限定されず、例えば、ガス生成装置５１と第３のセラミックス構造体３０のガス流路とに接続される供給管が、途中で分岐せずに、独立に設けられてもよい。
【００７２】
排気管５６Ａ、５６Ｂは、供給管５４Ａ〜５４Ｄと同様に、第２のセラミックス構造体２０を貫通し、第３のセラミックス構造体３０のガス流路に接続される。また、前記ガス流路の端部が外部から視認できる場合には、排気管は、第２のセラミックス構造体２０を貫通することなく、ガス流路に直接接続されてもよい。
図１において、排気管５６Ａ、５６Ｂの位置は、鉛直方向の位置が主管４１の軸方向上部である。排気管５６Ａは、水平方向の位置が溶融ガラスＧの流れ方向上流側である。排気管５６Ｂは、水平方向の位置が溶融ガラスＧの流れ方向下流側である。ただし、排気管の配置は、ガス流路によって適宜変更されるものであり、上記形態に限定されるものではない。
【００７３】
例えば、排気管は、図１において、鉛直方向の位置が主管４１の軸方向中央部又は下部であってもよい。また、水平方向の位置が図２の紙面上下方向（溶融ガラスＧの流れ方向に直交する方向）の上側又は下側であってもよい。
【００７４】
排気管５６Ａ、５６Ｂは、主管４１内部における溶融ガラスの高さ（溶融ガラスレベルＧＬ）よりも低い位置に設けられることが好ましい。これは、溶融ガラスレベルＧＬよりも高い位置に排気管が設けられると、主管４１の内部圧力が外部圧力よりも小さくなり、主管４１が変形するおそれがあるからである。
【００７５】
また、溶融ガラス用導管構造体４０が、主管と分岐管とを少なくとも１本ずつ有する場合において、供給管及び排気管の少なくともいずれか一方は、主管４１内部の溶融ガラスレベルＧＬよりも低い位置に設けられることが好ましい。なお、ここでの主管４１は鉛直方向に中心軸があり、主管４１と連通している分岐管は水平方向に中心軸があるものとする。
【００７６】
供給管５４Ａ〜５４Ｄ及び排気管５６Ａ、５６Ｂは、第２のセラミックス構造体２０を貫通する部分及び第３のセラミックス構造体３０のガス流路に接続される部分において、耐熱性に優れる絶縁管であることが好ましい。溶融ガラス用導管構造体４０は通電加熱されることもあるため、絶縁管を用いることによって、供給管及び排気管に電流が流れることを防ぐことができる。絶縁管は、セラミックスチューブが好ましく用いられ、その具体例としては、ポーセレン管等が挙げられる。
【００７７】
溶融ガラス搬送装置１は、第３のセラミックス構造体３０のガス流路を通して溶融ガラス用導管構造体４０の外部に２００℃以上のガスを行き渡らせることができる。そのため、電気分解による気泡の発生を抑制することができる。また、水素原子を含むガスを用いると、溶融ガラスに含まれる水分が多い（後述するβ−ＯＨ値が高い）条件でガラスを製造しても、水素透過泡の形成を抑制できる。さらには、不活性ガスを含むガスを用いると、ＰｔＯ２形成を抑制することができる。また、従来技術に示すようなカプセル及び閉ループ制御装置を構築する必要がないため、投資費用及び運転費用の両方を抑えることができる。
【００７８】
［ガラス製造装置及びガラス製造方法］
（第一実施形態）
図８は、本発明の第一実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。図８を用いて、本発明の第一実施形態に係るガラス製造装置及びガラス製造方法を説明する。なお、図８は、溶融ガラス搬送装置１、１Ａ、上昇管２０２及び下降管２０３の周囲に配設され、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材を省略している。
【００７９】
ガラス製造装置５００は、溶解装置１００、減圧脱泡装置２００、成形装置３００及び溶融ガラス搬送装置１、１Ａを備える。溶融ガラス搬送装置１Ａは、溶解装置１００と減圧脱泡装置２００との間に設けられ、溶解装置１００と減圧脱泡装置２００とを接続する。また、溶融ガラス搬送装置１は、減圧脱泡装置２００と成形装置３００との間に設けられ、減圧脱泡装置２００と成形装置３００とを接続する。
【００８０】
溶解装置１００は、ガラス原料が供給される溶解槽１０４と、ガラス原料を溶融するためのバーナ１０２とを備える。バーナ１０２は、天然ガスや重油などの燃料をガスと混合して燃焼することで火炎を形成し、火炎をガラス原料に向かって放射することによって、ガラス原料を上方から加熱する。
【００８１】
ここで、ガスとして主に空気を用いるバーナを空気燃焼バーナ、ガスとして主に酸素を用いるバーナを酸素燃焼バーナという。酸素燃焼バーナは、空気燃焼バーナよりも、排気量が少ないので、熱効率が高く、ＣＯ２排出量やＮＯｘ排出量が少ない点で優れている。バーナ１０２は、複数設けられるのが好ましい。全て酸素燃焼バーナが用いられてもよく、酸素燃焼バーナと空気燃焼バーナとを併用してもよい。
【００８２】
減圧脱泡装置２００は、減圧脱泡槽２０１、上昇管２０２、下降管２０３及び減圧ハウジング２０４を備える。
【００８３】
円筒形状をした減圧脱泡槽２０１は、その長軸が水平方向に配向するように減圧ハウジング２０４内に収納配置されている。減圧脱泡槽２０１の一端の下面には垂直方向に配向する上昇管２０２が、他端の下面には下降管２０３が取り付けられている。上昇管２０２及び下降管２０３は、その一部が減圧ハウジング２０４内に位置している。
【００８４】
上昇管２０２は、減圧脱泡槽２０１と連通しており、溶解槽１０４からの溶融ガラスＧを、溶融ガラス搬送装置１Ａを介して減圧脱泡槽２０１に導入する。下降管２０３は、減圧脱泡槽２０１に連通しており、減圧脱泡後の溶融ガラスＧを、溶融ガラス搬送装置１を介して成形装置３００に導出する。減圧ハウジング２０４内において、減圧脱泡槽２０１、上昇管２０２及び下降管２０３の周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材が配設されている。
【００８５】
減圧脱泡槽２０１、上昇管２０２及び下降管２０３は、溶融ガラスの導管であるため、耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料を用いて作製されている。一例を挙げると、白金製、白金合金製、又は白金もしくは白金合金に金属酸化物を分散させてなる強化白金製である。また、セラミックス系の非金属無機材料製、すなわち、緻密質耐火物製であってもよい。また、緻密質耐火物に白金又は白金合金を内張したものであってもよい。
【００８６】
成形装置３００では、溶融ガラスＧを成形し、所定形状の成形ガラスを得る。成形ガラスは、徐冷された後、必要に応じて切断、加工されて製品となる。
【００８７】
成形装置３００は、製品としてガラス板を得るには、フロート成形装置やフュージョン成形装置が用いられる。フロート成形装置は、浴槽内の溶融錫の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して、帯板状に成形する装置である。フュージョン成形装置は、断面略Ｖ字状の樋の内部に溶融ガラスを連続的に供給し、樋から左右両側に溢れ出た溶融ガラスを、樋の下縁で合流させて帯板状に成形する装置である。
【００８８】
成形装置３００は、製品としてガラス容器やガラス管を得るには、成形方法としてブロー法、ベロー法、ダウンドロー法又はプレス法に係る成形装置が用いられる。
【００８９】
溶融ガラス搬送装置１は、前述した図１に示す溶融ガラス搬送装置１に対応し、主管４１、分岐管４２、４３及びスターラー４４を備える。主管４１は、内部に溶融ガラスＧを撹拌するためのスターラー４４が設けられる。分岐管４２は、下降管２０３に接続され、溶融ガラスＧを主管４１へと搬送する。分岐管４３は、成形装置３００に接続され、溶融ガラスＧを成形装置３００へと搬送する。
【００９０】
溶融ガラス搬送装置１Ａは、主管４１Ａ、分岐管４２Ａ、４３Ａ及びスターラー４４を備える。溶融ガラス搬送装置１Ａは、溶融ガラスＧが主管４１Ａの上部側方から流入し、主管４１Ａ内を下向きに流れ、主管４１Ａの下部側方へと流出するように分岐管４２Ａ、４３Ａが設けられる点で、溶融ガラス搬送装置１とは異なるが、その他の装置構成は共通する。
【００９１】
なお、ガラス製造装置５００は、溶融ガラス搬送装置１及び溶融ガラス搬送装置１Ａの少なくともいずれか一方が第３のセラミックス構造体３０及びガス供給システム５０を備えていればよく、他方が第３のセラミックス構造体３０及びガス供給システム５０を備えない構成であってもよい。この第３のセラミックス構造体３０のガス流路に、２００℃以上のガスを供給する。
【００９２】
ガラス製造装置は、減圧脱泡装置２００の代わりに、高温清澄タイプの清澄装置（以下、「高温清澄装置」という。）が用いられてもよい（第二実施形態として詳細を後述する。）。高温清澄装置は、泡抜きを効率良く行うために、清澄槽を流れる溶融ガラスの温度をできるだけ高く設定して溶融ガラスの粘性を下げ、泡の成長速度を大きくして泡径を増大させることで、泡の浮上速度を上げ、泡抜きができるように運転する装置である。
【００９３】
本発明の第一実施形態に係るガラス製造方法は、ガラス製造装置５００を用い、ガラス原料を溶解装置１００にて溶融することで溶融ガラスＧを作製し、溶融ガラスＧを減圧脱泡装置２００にて脱泡処理し、成形装置３００によって所定形状の成形ガラスを得る。成形ガラスは、徐冷された後、必要に応じて切断されて製品（例えばガラス板）となる。
【００９４】
（第二実施形態）
図９は、本発明の第二実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。図９を用いて、本発明の第二実施形態に係るガラス製造装置及びガラス製造方法を説明する。ここで、溶解装置１００、成形装置３００及び溶融ガラス搬送装置１Ａは、第一実施形態の記載と重複する部分について説明を省略する。なお、図９は、清澄装置２５０、溶融ガラス搬送装置１Ａ、第１供給管２５１、第２供給管２５２及び第３供給管２５３の周囲に配設され、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材を省略している。
【００９５】
ガラス製造装置６００は、溶解装置１００、清澄装置２５０、成形装置３００及び溶融ガラス搬送装置１Ａを備える。溶融ガラス搬送装置１Ａは、溶解装置１００と清澄装置２５０との間、及び、清澄装置２５０と成形装置３００との間の少なくともいずれか一方に設けられることが好ましい。
ガラス製造方法としては、溶解工程、清澄工程及び成形工程をこの順に含み、溶解工程及び清澄工程との間、並びに、清澄工程及び成形工程との間の少なくともいずれか一方に、溶融ガラス搬送工程をさらに含む。溶融ガラス搬送工程において、溶融ガラス搬送装置１Ａを用い、溶融ガラス搬送装置１Ａにおける第３のセラミックス構造体のガス流路に２００℃以上のガスを供給する。
【００９６】
図９においては、ガラス製造装置６００は、溶解装置１００、清澄装置２５０、成形装置３００、溶融ガラス搬送装置１Ａ、第１供給管２５１、第２供給管２５２及び第３供給管２５３を備える。
第１供給管２５１は、溶解装置１００と清澄装置２５０とを接続する。溶融ガラス搬送装置１Ａは、清澄装置２５０と成形装置３００との間に設けられる。第２供給管２５２は、清澄装置２５０と溶融ガラス搬送装置１Ａとを接続する。第３供給管２５３は、溶融ガラス搬送装置１Ａと成形装置３００とを接続する。
【００９７】
溶解装置１００では、バーナ１０２によってガラス原料が加熱され、例えば１５００℃〜１６３０℃の溶融ガラスＧが得られる。溶解槽１０４の溶融ガラスＧは、第１供給管２５１を流れて、清澄装置２５０に供給される。
【００９８】
清澄装置２５０では、溶融ガラスＧの温度が調整されて、溶融ガラスＧ中に含まれるガス成分が除去される。清澄装置２５０は、高温清澄装置であることが好ましい。この場合、溶融ガラスＧは、例えば１５００℃〜１７００℃まで昇温させられる。清澄された溶融ガラスＧは、第２供給管２５２を流れて、溶融ガラス搬送装置１Ａに供給される。
【００９９】
溶融ガラス搬送装置１Ａでは、スターラー４４によって溶融ガラスＧが攪拌され、溶融ガラスＧの成分が均質化される。主管４１Ａ内の溶融ガラスＧの温度は、例えば１２５０℃〜１４５０℃である。主管４１Ａ内の溶融ガラスＧの粘度は、例えば５００ポアズ〜１３００ポアズである。均質化された溶融ガラスＧは、第３供給管２５３に流入し、第３供給管２５３の中を流れる過程で、温度が制御されながら冷却され、成形装置３００に供給される。
【０１００】
なお、図９では、溶融ガラス搬送装置１Ａの分岐管４２Ａ、４３Ａを省略しているが、分岐管４２Ａ、４３Ａは、それぞれ第２供給管２５２、第３供給管２５３に接続される。
【０１０１】
（第三実施形態）
図１０は、本発明の第三実施形態に係るガラス製造装置を示す図である。図１０を用いて、本発明の第三実施形態に係るガラス製造装置及びガラス製造方法を説明する。ここで、溶解装置１００、成形装置３００及び溶融ガラス搬送装置１Ａは、第一実施形態の記載と重複する部分について説明を省略する。なお、図１０は、溶融ガラス搬送装置１Ａ、第１搬送管１１１及び第２搬送管１１２の周囲に配設され、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断熱材を省略している。
【０１０２】
ガラス製造装置７００は、溶解装置１００、成形装置３００、溶融ガラス搬送装置１Ａ、第１搬送管１１１及び第２搬送管１１２を備える。溶融ガラス搬送装置１Ａは、溶解装置１００と成形装置３００との間に設けられる。第１搬送管１１１は、溶解装置１００と溶融ガラス搬送装置１Ａとを接続する。第２搬送管１１２は、溶融ガラス搬送装置１Ａと成形装置３００とを接続する。
【０１０３】
溶解装置１００では、バーナ１０２によってガラス原料が加熱され、溶融ガラスＧが得られる。溶融ガラスＧは、溶解槽１０４にて清澄処理が施される。ここで、ソーダライムガラスやアルカリホウケイ酸ガラス等のアルカリ含有ガラスは、第一実施形態の減圧脱泡装置２００や第二実施形態の清澄装置２５０を備えなくても、溶解槽１０４にて清澄処理が可能である。清澄された溶融ガラスＧは、第１搬送管１１１を流れて、溶融ガラス搬送装置１Ａに供給される。
【０１０４】
溶融ガラス搬送装置１Ａでは、スターラー４４によって溶融ガラスＧが攪拌され、溶融ガラスＧの成分が均質化される。均質化された溶融ガラスＧは、第２搬送管１１２に流入し、第２搬送管１１２の中を流れる過程で、温度が制御されながら冷却され、成形装置３００に供給される。
【０１０５】
なお、図１０では、溶融ガラス搬送装置１Ａの分岐管４２Ａ、４３Ａを省略しているが、分岐管４２Ａ、４３Ａは、それぞれ第１搬送管１１１、第２搬送管１１２に接続される。
【０１０６】
（ガラス）
上記溶融ガラス搬送装置を備えたガラス製造装置により製造されるガラスは、必要に応じて切断、加工され、例えばガラス板の製品となる。製品としてのガラス板は、各種ディスプレイ用ガラス基板に用いられる場合、無アルカリガラス基板であることが好ましい。無アルカリガラスとは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラスをいう。実質的に含有しないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下であることを指す。
【０１０７】
ガラス板は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ２：５４〜６６％
Ａｌ２Ｏ３：１０〜２３％
Ｂ２Ｏ３：０〜１２％
ＭｇＯ：０〜１２％
ＣａＯ：０〜１５％
ＳｒＯ：０〜１６％
ＢａＯ：０〜１５％
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８〜２６％
を含有する無アルカリガラスで構成されることが好ましい。
【０１０８】
得られたガラスは、β−ＯＨ値が０．１５〜０．５ｍｍ−１が好ましく、０．２５ｍｍ−１以上がより好ましく、０．３５ｍｍ−１以上がさらに好ましい。β−ＯＨ値は、ガラス中の水分量の指標として用いられる値である。
ガラスのβ−ＯＨ値が０．１５〜０．５ｍｍ−１だと、減圧脱泡装置や清澄装置内の溶融ガラスに含まれる気泡が成長しやすくなり、脱泡処理や清澄処理が促進される。また、該β−ＯＨ値が０．３５ｍｍ−１以上だと、バーナ燃焼の酸素燃焼比率を高くすることができ、排ガスの生成が抑制されるため、ガラス製造の運転費用を低減できる。
【０１０９】
β−ＯＨ値は、脱泡処理後又は清澄処理後の溶融ガラスを板状に成形したガラス試験片、又はガラス容器等を切断し、研磨機で板状に加工したガラス試験片の透過率を、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いて測定し、下記式により求めることができる。
【０１１０】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
Ｘ：ガラス板厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波数４０００ｃｍ−１における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波数３５７０ｃｍ−１付近における最小透過率（％）
【０１１１】
β−ＯＨ値は、ガラス原料中の水分量、溶解槽中の水蒸気濃度、溶解槽におけるバーナ燃焼方法（酸素燃焼、空気燃焼）などに支配される。特に、β−ＯＨ値は、バーナ燃焼方法を調整することにより、簡便に調整できる。具体的には、β−ＯＨ値を高くするには、バーナ燃焼の酸素燃焼比率を高くし、β−ＯＨ値を低くするには、バーナ燃焼の空気燃焼比率を高くする。
【０１１２】
ガラス板は、ディスプレイ用のカバーガラスとして用いられる場合、化学強化用ガラスであることが好ましい。化学強化用ガラスを化学強化処理した化学強化ガラスがカバーガラスとして用いられる。化学強化処理は、ガラス表面に含まれるアルカリイオンのうちイオン半径の小さいイオン（例えばＮａイオン）をイオン半径の大きいイオン（例えばＫイオン）に置換することにより、ガラス表面から所定の深さの圧縮応力層を形成する。
【０１１３】
ガラス板は、窓ガラスや車両用ガラスとして用いられる場合、ソーダライムガラスであることが好ましい。
【０１１４】
製品としてのガラスが、ビーカーなどのガラス製理化学機器やガラスポットなどの耐熱調理器具として用いられる場合、ホウケイ酸ガラスであることが好ましい。
【実施例】
【０１１５】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに説明する。なお、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
【０１１６】
［実験例１、２及び比較例１］
図８に示すガラス製造装置５００を用いて、溶融ガラス中の水分量を多くした際に発生する気泡について、第３のセラミックス構造体のガス流路に供給するガスの温度ごとに評価を行った。なお、当該気泡は、導管である白金材料に溶融ガラスが接触して発生するものである。
【０１１７】
ガラス製造装置５００における溶融ガラス搬送装置１は、主管４１及び分岐管４２、４３の周囲に、第１のセラミックス構造体１０、第３のセラミックス構造体３０及び第２のセラミックス構造体２０がこの順で設けられた構造である。第３のセラミックス構造体３０におけるガス流路は、第１のセラミックス構造体と非接触である領域に設けられ、主管４１の軸方向に沿って４０本、主管４１の周方向に沿って１５本、それぞれ設けられている。各ガス流路は連通している。ガス流路は２０〜７０ｍｍピッチで設けられている。
なお、ガス流路は、一本あたり２ｍｍ程度の幅の平面溝とした。溝の深さは２ｍｍ程度である。
【０１１８】
溶融ガラス搬送装置１における第１のセラミックス構造体１０、第２のセラミックス構造体２０、第３のセラミックス構造体３０の通気率は、それぞれ５．７×１０−１３ｍ２、２．２×１０−１２ｍ２、９．９×１０−１２ｍ２である。
【０１１９】
溶融ガラス搬送装置１において、ガス供給システム５０によって第３のセラミックス構造体３０のガス流路に水蒸気を供給した。その際の水蒸気の供給温度及び供給圧力は表１に示すとおりである。なお、本実施例では、溶融ガラス搬送装置１Ａは、第３のセラミックス構造体３０及びガス供給システム５０を備えていない。
【０１２０】
無アルカリガラス組成のガラス原料を溶解槽１０４にて溶融することで溶融ガラスＧを作製し、溶融ガラスＧを減圧脱泡装置２００にて脱泡処理し、フロート法にて溶融ガラスを帯板状のガラスリボンに成形し、ガラスリボンを徐冷して切断し、板厚０．５０ｍｍのガラス板（実施例１、２及び比較例１）を得た。
【０１２１】
実施例１、２及び比較例１のガラス組成は、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ２：５９．８％、Ａｌ２Ｏ３：１７．２％、Ｂ２Ｏ３：７．８％、ＭｇＯ：３．１％、ＣａＯ：４．１％、ＳｒＯ：７．７％、ＢａＯ：０．１％、Ｃｌ：０．２％であった。
また得られたガラス板のβ−ＯＨ値を、先述した方法により求めた。結果を表１に示す。
【０１２２】
得られたガラス板について、暗室の中でガラス板側面から光を照射し、ガラス板主表面を検査するエッジライト検査により、２０μｍ超サイズの泡欠陥の個数を調べ、前記泡欠陥の密度を算出した。ここで、泡欠陥の密度とは、ガラス板主表面における単位面積（ｍ２）当たりの泡欠陥の個数を意味する。結果を表１に示す。
【０１２３】
【表１】
2020189769.tif 000003
【０１２４】
上記結果から、本発明によれば、ガス流路に供給するガスの供給温度を２００℃以上にすることで、ガス供給温度が１２０℃である場合に比べて、２０μｍ超サイズの泡欠陥の密度を１／５０にすることができた。
当該泡欠陥の形成を抑制できることにより、得られるガラス製品の品質低下を効果的に抑制できることが判った。
【０１２５】
本発明を詳細に、また特定の実施形態を参照して説明したが、本発明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。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
製造されるガラスの用途は、建築用、車両用、液晶ディスプレイ用、有機ＥＬディスプレイ用、カバーガラス用、理化学機器用、調理器具用、又はその他の各種用途が挙げられる。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ  溶融ガラス搬送装置
１０    第１のセラミックス構造体
２０    第２のセラミックス構造体
２２    底部煉瓦
３０、３０Ａ、３０Ｂ  第３のセラミックス構造体
３２Ａ〜３２Ｆ  ガス流路
４０    溶融ガラス用導管構造体
４１    主管
４２、４３  分岐管
４４    スターラー
５０    ガス供給システム
５１    ガス生成装置
５２    調節弁
５４Ａ〜５４Ｄ  供給管
５６Ａ、５６Ｂ  排気管
６０    部材
１００  溶解装置
２００  減圧脱泡装置
２５０  清澄装置
３００  成形装置
５００、６００、７００  ガラス製造装置
Ｇ      溶融ガラス
ＧＬ    溶融ガラスレベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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