(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部の気圧が大気圧未満に設定され、供給された溶融ガラス中の泡を浮上及び破泡させる減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に接続され、脱泡処理前の溶融ガラスを吸引上昇させて該減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱泡槽に接続され、脱泡処理後の溶融ガラスを該減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管と、を具備する溶融ガラスの減圧脱泡装置において、
少なくとも２つの接続管により前記減圧脱泡槽と接続される中空構造の雰囲気制御部を有し、前記雰囲気制御部には該雰囲気制御部内を排気して減圧するための排気口が設けられており、前記雰囲気制御部には、少なくとも１つの前記接続管との関係で下記（１）及び（２）を満たす第１のガス供給管が設けられていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
（１）前記雰囲気制御部と前記接続管とがなす開口部を、前記接続管の管軸方向に沿って前記雰囲気制御部内部へと延ばした仮想領域を、前記第１のガス供給管から供給されるガス流が横切る。
（２）前記第１のガス供給管の先端から該ガス供給管の管軸に沿って延ばした仮想線が、前記雰囲気制御部と前記接続管とがなす開口部を通過しない。
【請求項２】
前記接続管の数をＸとするとき、前記第１のガス供給管の数がＸ−１以下（但し、前記第１のガス供給管の数は１以上）であることを特徴とする請求項１に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項３】
前記第１のガス供給管から供給されるガス流が、水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガス流であることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項４】
前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間に水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを供給する第２のガス供給管がさらに設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の減圧脱泡装置を用いた溶融ガラスの減圧脱泡方法であって、下記式を満たすように前記第１のガス供給管からガス流を供給する溶融ガラスの減圧脱泡方法。
ｖ ＞ Ａ／０．０３１× [５．４８７×１０-6×（１／５６．３５３−１／ρ）＋１９．６×（０．１６３−ｚ）＋７．５2  ] 1/2
ｖ：第１のガス供給管のガス流の流速（ｍ／ｓ）
ρ：第１のガス供給管のガス流の密度（ｋｇ/ｍ３）
ｚ：雰囲気制御部内における第１のガス供給管の出口部の高さ（ｍ）
Ａ：開口部の面積（ｍ２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に供給される溶融ガラスから気泡を除去するための溶融ガラスの減圧脱泡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、成形されたガラス製品の品質を向上させるために、溶解炉で原料を溶解した溶融ガラスを成形装置で成形する前に、溶融ガラス内に発生した気泡を除去する清澄工程が利用されている。
この清澄工程では、減圧雰囲気内に溶融ガラスを導入し、この減圧雰囲気下、連続的に流れる溶融ガラス流内の気泡を大きく成長させて溶融ガラス内に含まれる気泡を浮上させ、溶融ガラス表面で気泡を破泡させて除去し、その後減圧雰囲気から排出する減圧脱泡方法が知られている。【０００３】
このような清澄工程において、溶融ガラス流内での気泡の成長を促進するため、または気泡を破泡させるため、様々な手法が提案されている。
特許文献１には、清澄操作の性能特性を改良するため、さまざまな清澄促進剤をガラス化可能物質、すなわち、ガラス原料、に含めることが提案されている。また、特許文献１には、減圧条件下での清澄の間に気泡の成長に影響する要素として、溶融体物質上のガスの性質、すなわち、溶融ガラス上のガスの性質を挙げている。
また、特許文献２には、溶融ガラスが清澄チャンバ中の減圧に遭遇することで発生した泡沫を破壊する泡沫破壊手段が開示されている。泡沫破壊手段としては、気泡を広げ、破裂させるための機械的回転体の使用や、泡沫へジェット流を衝突させることが開示されている。【０００４】
【特許文献１】特表２００１−５１５４５３号公報
【特許文献２】特開２００３−８９５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、溶融ガラス上のガスの性質を変える方法として、空気の分圧の選択、窒素タイプの不活性ガスを富化した雰囲気の選択、および窒素タイプの不活性ガスの分圧の選択を挙げているが、溶融ガラス上のガスがどのような性質であれば、気泡の成長が促進させるかという点は全く示していない。また、減圧条件で清澄を行っている際、溶融ガラスからの揮発ガス成分および溶融ガラスに含まれる気泡のガス成分がさかんに放出されるため、選択した空気の分圧および選択した窒素タイプの不活性ガスの分圧は容易に低下してしまうという問題がある。また、選択した窒素タイプの不活性ガスを富化した雰囲気から、雰囲気のガス組成が容易に変化してしまうという問題がある。【０００６】
また特許文献２に記載の方法は、清澄チャンバ内で発生する泡沫の破壊という点では必ずしも十分ではなかった。すなわち、機械的回転体やジェット流の使用は、溶融ガラス上に既に存在している泡沫を破壊することはできるが、溶融ガラス流に乱れを生じる結果、新たな気泡の発生原因となる。また、清澄チャンバ内において、泡沫を局所的に破壊することはできるが、機械的回転体やジェット流よりも下流側で新たに発生した泡沫を破壊することはできない。また、機械的回転体の使用は溶融ガラスの汚染源となるおそれがあるし、ジェット流の使用は溶融ガラスの温度を低下させてガラスの品質を低下させるおそれがある。【０００７】
また、理論上は、溶融ガラス上方の雰囲気の減圧度を高めるほど（雰囲気の絶対圧を低くするほど）、減圧脱泡の効果が向上し、溶融ガラス流内の気泡が減少するはずである。しかし、実際には、雰囲気の減圧度（雰囲気の絶対圧）がある段階に達すると、気泡の生成速度が破泡による気泡消滅速度を上回り、溶融ガラス表面で泡層が肥大化することにより、減圧脱泡能力が低下してしまう。このような現象を過減圧による泡層の肥大化という。結果として、溶融ガラス流内の気泡がかえって増加する。したがって、減圧脱泡の効果を十分発揮できる雰囲気の減圧度（雰囲気の絶対圧）の範囲はかなり狭く、大気圧の変動等の外的要因によっても減圧脱泡の効果が影響されることが問題となっていた。【０００８】
上記した従来技術の問題点を解決するため、本発明は、溶融ガラスの減圧脱泡の効果に優れた減圧脱泡装置、より具体的には、過減圧による泡層の肥大化によって減圧脱泡の効果が低下することが防止された溶融ガラスの減圧脱泡装置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】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、溶融ガラス表面で気泡が破泡することによって発生したガス成分が、減圧脱泡槽内を流通する溶融ガラスの上方に滞留することによって減圧脱泡の効果が低下することを見出した。以下、本明細書において、溶融ガラス表面で気泡が破泡することによって発生したガス成分のことを「溶融ガラスからのガス成分」とし、溶融ガラスからのガス成分が減圧脱泡槽内を流通する溶融ガラスの上方に滞留することを「溶融ガラスからのガス成分の滞留」とする。
溶融ガラスからのガス成分が滞留すると、溶融ガラス上方の雰囲気
（減圧脱泡槽内部の溶融ガラスの上部空間）で溶融ガラスからのガス成分の分圧が高くなるので、溶融ガラス表面に浮上した気泡が破泡しにくくなり、減圧脱泡の効果が低下すると考えられる。
また、本発明者らは、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消することにより、溶融ガラス表面の破泡速度が高まり、過減圧による泡層の肥大化を抑制することができることを見出した。【００１０】
本発明は、上記した本発明者らの知見に基づいてなされたものであり、内部の気圧が大気圧未満に設定され、供給された溶融ガラス中の泡を浮上及び破泡させる減圧脱泡槽と、前記減圧脱泡槽に接続され、脱泡処理前の溶融ガラスを吸引上昇させて該減圧脱泡槽に導入する上昇管と、前記減圧脱泡槽に接続され、脱泡処理後の溶融ガラスを該減圧脱泡槽から下降させて導出する下降管と、を具備する溶融ガラスの減圧脱泡装置において、
少なくとも２つの接続管により前記減圧脱泡槽と接続される中空構造の雰囲気制御部を有し、前記雰囲気制御部には該雰囲気制御部内を排気して減圧するための排気口が設けられており、前記雰囲気制御部には、少なくとも１つの前記接続管との関係で下記（１）及び（２）を満たす第１のガス供給管が設けられていることを特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置（以下、「本発明の減圧脱泡装置」とする。）を提供する。
（１）前記雰囲気制御部と前記接続管とがなす開口部を、前記接続管の管軸方向に沿って前記雰囲気制御部内部へと延ばした仮想領域を、前記第１のガス供給管から供給されるガス流が横切る。
（２）前記第１のガス供給管の先端から該ガス供給管の管軸に沿って延ばした仮想線が、前記雰囲気制御部と前記接続管とがなす開口部を通過しない。【００１１】
本発明の減圧脱泡装置において、前記接続管の数をＸとするとき、前記第１のガス供給管の数がＸ−１以下（但し、前記第１のガス供給管の数は１以上）であることが好ましい。【００１２】
本発明の減圧脱泡装置において、前記第１のガス供給管から供給されるガス流が、水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガス流であることが好ましい。【００１３】
本発明の減圧脱泡装置において、前記減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間に水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを供給する第２のガス供給管がさらに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の減圧脱泡装置では、第１のガス供給管から仮想領域を横切るようにガス流を供給することで生じるベンチュリ効果により雰囲気制御部と減圧脱泡槽との間に圧力差が生じ、この圧力差によって雰囲気制御部と減圧脱泡槽とを循環するガス流が生じる。このガス流によって、溶融ガラスからのガス成分の滞留を解消することができる。溶融ガラスからのガス成分の滞留が解消されることによって、減圧脱泡の効果の低下が防止される。
また、溶融ガラスからのガス成分の滞留が解消されることによって、過減圧による泡層の肥大化が発生しにくくなる。この結果、減圧脱泡槽内の減圧度をより高くすることができ、減圧脱泡の効果を向上させることができる。【００１５】
第１のガス供給管から供給するガスとして水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを用いた場合、溶融ガラスからのガス成分の滞留が解消される効果に加えて、減圧脱泡槽内の溶融ガラス上方の雰囲気で、水蒸気濃度が低減する効果が期待される。該雰囲気の水蒸気濃度が低減されることによって、減圧脱泡槽内の溶融ガラス表面の泡層が肥大化して突沸が生じることを防止でき、減圧脱泡の効果をさらに向上させることができる。
また、該雰囲気の水蒸気濃度が低減されることによって、溶融ガラス中の揮散しやすい特定成分、例えば、Ｂ、Ｃｌ、Ｆ、Ｓ等の揮散を抑制することができ、これらの成分の揮散によるガラス組成の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図。
【図２】減圧脱泡装置１０の仮想領域１９の付近を示した部分拡大図。
【図３】図２と同様の部分拡大図。
【図４】図２と同様の部分拡大図。
【図５】図２と同様の部分拡大図。
【図６】図２と同様の部分拡大図。
【図７】図２と同様の部分拡大図。
【図８】本発明の減圧脱泡装置の別の一構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００１７】
１０，１０´：減圧脱泡装置
１１：減圧脱泡槽
１２：上昇管
１３：下降管
１４：雰囲気制御部
１５，１６：接続管
１７：排気口
１８：開口部
１９：仮想領域
２０：第１のガス供給管
２１：仮想線
２４：第２のガス供給管
１００，１２０：ガス流
１４０：低水分ガス
２００：溶解槽
２２０：上流ピット
２４０：下流ピット
Ｇ：溶融ガラス
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の減圧脱泡装置の一構成例を示す断面図である。図１に示す減圧脱泡装置１０は、円筒形状をした減圧脱泡槽１１を有する。減圧脱泡槽１１は、内部の気圧が大気圧未満に設定されており、供給された溶融ガラスＧ中の泡を浮上及び破泡させる。減圧脱泡槽１１には、上昇管１２および下降管１３が接続されている。上昇管１２は、脱泡処理前の溶融ガラスＧを吸引上昇させて該減圧脱泡槽１１に導入する溶融ガラスＧの導入手段である。このため、上昇管１２の下端部は、上流ピット２２０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。上流ピット２２０には、溶解槽２００から溶融ガラスＧが供給される。一方、下降管１３は、脱泡処理後の溶融ガラスＧを該減圧脱泡槽１１から下降させて導出する溶融ガラスＧの導出手段である。このため、下降管１３の下端部は、下流ピット２４０内の溶融ガラスＧに浸漬されている。下流ピット２４０内の溶融ガラスＧは、後工程の処理槽（図示していない）へと導出される。
以下、本明細書において、「上流」および「下流」と言った場合、減圧脱泡装置１０を流通する溶融ガラスＧの流動方向における上流および下流を意味する。
なお、図示していないが、減圧脱泡槽１１は、通常、減圧ハウジング内に収容されており、減圧ハウジングを減圧吸引することにより、減圧脱泡槽１１内部の気圧を大気圧未満の減圧状態に保持する。一方、減圧脱泡槽１１が減圧ハウジング内に収容されていない場合、減圧脱泡槽１１の溶融ガラスＧの上部空間を、減圧ポンプ等を用いて減圧吸引することで、減圧脱泡槽１１内部の気圧を大気圧未満の減圧状態に保持する。【００１９】
本発明の減圧脱泡装置１０は、少なくとも２つの接続管１５，１６により減圧脱泡槽１１と接続される雰囲気制御部１４を有している。雰囲気制御部１４は、内部が中空構造であり、該雰囲気制御部１４内を排気して減圧するための排気口１７が設けられている。雰囲気制御部１４は、該雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間と、を循環するガス流１２０の経路をなす。したがって、本発明の減圧脱泡装置１０では、排気口１７から雰囲気制御部１４内を排気して減圧することによって、減圧脱泡槽１１内部の気圧を大気圧未満の減圧状態に保持する。減圧脱泡装置１０が減圧ハウジングを有する場合、減圧ハウジングを減圧吸引することにより、排気口１７から雰囲気制御部１４内が排気され減圧されることによって、減圧脱泡槽１１内部の気圧が大気圧未満の減圧状態に保持される。一方、減圧脱泡槽１１が減圧ハウジングを有しない場合、排気口１７から雰囲気制御部１４内を、減圧ポンプ等を用いて排気して減圧することによって、減圧脱泡槽１１内部の気圧を大気圧未満の減圧状態に保持する。【００２０】
ここで、雰囲気制御部１４は、該雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間と、を循環するガス流１２０の経路をなすため、接続管１５，１６は、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの液面よりも上方で減圧脱泡槽１１と接続する必要がある。このため、図１に示すように、雰囲気制御部１４を減圧脱泡槽１１の上方に配置することは好ましい態様である。但し、接続管１５，１６が減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの液面よりも上方で減圧脱泡槽１１と接続されるのであれば、雰囲気制御部１４を減圧脱泡槽１１の側方に配置してもよい。
また、該雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間と、を循環するガス流１２０の経路を形成するため、接続管１５，１６は、少なくとも２本必要である。なお、図１に示す減圧脱泡装置１０では、２本の接続管１５，１６で減圧脱泡槽１１と雰囲気制御部１４とを接続しているが、３本以上の接続管で減圧脱泡槽１１と雰囲気制御部１４とを接続してもよい。
また、減圧脱泡槽１１に流入するガス流１２０の温度が低いと、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧに悪影響をおよぼすおそれがあるため、雰囲気制御部１４、および接続管１５，１６は、加熱機構を有することが好ましい。但し、雰囲気制御部１４、および、全ての接続管１５，１６に加熱機構を設けることは必ずしも必要ではなく、少なくとも、減圧脱泡槽１１にガス流１２０が流入する側の接続管（図１の場合、接続管１５）に加熱機構を設ければ、減圧脱泡槽１１に温度が低いガス流１２０が流入して、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧに悪影響をおよぼすおそれを解消することができる。【００２１】
本発明の減圧脱泡装置１０には、雰囲気制御部１４内にガスを供給する第１のガス供給管２０が設けられている。ここで、第１のガス供給管２０は、少なくとも１つの接続管（図１の場合、接続管１６）との関係で下記（１）、（２）を満たす。
（１）雰囲気制御部１４と接続管１６とがなす開口部１８を、接続管１６の管軸方向に沿って雰囲気制御部１４内部へと延ばした仮想領域１９（図１の場合、雰囲気制御部１４内において開口部１８の上方の領域）を、第１のガス供給管２０から供給されるガス１００が横切る。
（２）第１のガス供給管２０の先端から該ガス供給管２０の管軸に沿って延ばした仮想線２１（図５参照）が、雰囲気制御部１４と接続管１６とがなす開口部１８を通過しない。
以下、（１）、（２）を満たすことが必要な理由について説明する。【００２２】
第１のガス供給管２０から、開口部１８上方の仮想領域１９を横切るようにガス流１００を供給すると、ベルヌーイ則（式（１））にしたがって第１のガス供給管２０の出口付近の圧力が低下し、ベンチュリ効果が生じる。
ｐ／ρ＋ｖ2／２ｇ＋ｚ＝ｃｏｎｓｔ  （１）
ｐ：第１のガス供給管２０の出口周辺の圧力（Ｐａ）、ρ：ガス流１００の密度（ｋｇ/ｍ３）、ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ）、ｖ：ガス流１００の流速（ｍ／ｓ）、ｚ：雰囲気制御部１４内における第１のガス供給管２０の出口部の高さ（雰囲気制御部底面からの高さ）（ｍ）
この結果、減圧脱泡槽１１との間に圧力勾配が生じ、開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差が生じる。この圧力差によって、開口部１８付近の圧力（すなわち、接続管１６側の圧力）が低くなり、雰囲気制御部１４と接続管１５とがなす開口部から減圧脱泡槽１１を通って開口部１８に至る領域に圧力勾配が生じる。この結果、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上方空間と、を循環するガス流（以下、「雰囲気制御部と減圧脱泡槽とを循環するガス流」という。）１２０が生じる。【００２３】
ここで、雰囲気制御部と減圧脱泡槽とを循環するガス流１２０を生じさせるのに十分な圧力差を生じさせるのに必要なガス流１００の流速ｖは、ガス流１００の密度ρ、雰囲気制御部１４内における第１のガス供給管２０の出口部の高さｚ、および開口部１８の面積Ａによっても異なるが、ガス流１００の流速ｖが下記式（２）を満たせば、雰囲気制御部と減圧脱泡槽とを循環するガス流１２０を生じさせるのに十分な圧力差が生じることとなる。
ｖ ＞ Ａ／０．０３１× [５．４８７×１０-6×（１／５６．３５３−１／ρ）＋１９．６×（０．１６３−ｚ）＋７．５2  ] 1/2    （２）
ガス流１００の流速ｖは、下記式（３）を満たすことがより好ましく、下記式（４）を満たすことがさらに好ましい。
ｖ ＞ Ａ／０．０３１× [５．４８７×１０-6×（１／５６．３５３−１／ρ）＋１９．６×（０．１６３−ｚ）＋８．４2  ]1/2      （３）
ｖ ＞ Ａ／０．０３１× [５．４８７×１０-6×（１／５６．３５３−１／ρ）＋１９．６×（０．１６３−ｚ）＋９．８2  ]1/2  （４）【００２４】
雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流１２０が生じる結果、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消する。すなわち、溶融ガラスＧからのガス成分は滞留することなく、ガス流１２０によって雰囲気制御部１４へと運ばれる。雰囲気制御部１４に運ばれた溶融ガラスＧからのガス成分は、排気口１７から外部に放出される。雰囲気制御部１４に運ばれた溶融ガラスＧからのガス成分の一部が、ガス流１２０によって運ばれて減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上方空間に戻る場合もあるが、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流１２０が存在すること、および、溶融ガラスＧからのガス成分はガス流１２０によって希釈されていることから、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留のリスクは最小限に抑えられている。なお、溶融ガラスＧからのガス成分がガス流１２０によって希釈されることにより、溶融ガラスＧからのガス成分が冷却される過程で減圧脱泡装置１０内に付着したり、排気口１７から放出された後、系内に付着することが防止される。
溶融ガラスＧからのガス成分が滞留すると、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気において、溶融ガラスＧからのガス成分の分圧が高くなるので、溶融ガラスＧ表面に浮上した気泡が破泡しにくくなり減圧脱泡の効果が低下すると考えられる。
本発明の減圧脱泡装置１０では、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留が解消されることにより、減圧脱泡の効果の低下が起こらず、減圧脱泡の効果に優れている。【００２５】
また、溶融ガラスＧからのガス成分が滞留すると、過減圧による泡層の肥大化が起こり、減圧脱泡の効果が大幅に低下してしまうが、本発明の減圧脱泡装置１０では、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留が解消されるため、減圧脱泡槽１１の減圧度を従来よりも高くしても過減圧による泡層の肥大化が抑制できるようになる。したがって、減圧脱泡槽１１の減圧度を従来よりも高くすることができ（減圧脱泡槽１１の絶対圧を従来よりも低くすることができ）、減圧脱泡の効果をより高めることができる。【００２６】
図１に示すように、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流１２０が生じた際、接続管１６は、ガス流１２０を減圧脱泡槽１１から導出するガス流導出管をなし、接続管１５は、ガス流１２０を減圧脱泡槽１１に導入するガス流導入管をなす。したがって、図１に示す減圧脱泡装置１０のように、２本の接続管１５，１６を有する場合、いずれか一方の接続管との関係で上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設ける必要があり、他方の接続管との関係では上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設けてはならない。一方、減圧脱泡装置が３本以上の接続管を有する場合、２本以上の接続管との関係で上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設けてもよいが、少なくとも１本の接続管との関係では上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設けてはならない。
すなわち、本発明の減圧脱泡装置において、接続管の数をＸとするとき、第１のガス供給管の数がＸ−１以下（但し、第１のガス供給管の数は１以上）とする必要がある。【００２７】
開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせるためには、第１のガス供給管２０から供給されるガス流１００が仮想領域１９を横切る必要である。図１では、第１のガス供給管２０の先端が仮想領域１９内に位置しており、該仮想領域１９を横切るように、上流方向に向けてガス流１００を供給する。図２は、減圧脱泡装置１０の仮想領域１９の付近を示した部分拡大図であり、第１のガス供給管２０の先端の位置が図１とは異なる。図２では、第１のガス供給管２０の先端が仮想領域１９よりも下流側に位置しており、上流方向に向けてガス流１００を供給する。仮想領域１９を横切るように、上流方向に向けてガス流１００を供給する。ガス流１００の流速が十分大きく、仮想領域１９を横切るようにガス流１００を供給できるのであれば、このような配置であってもよい。
また、図１の減圧脱泡装置１０では、雰囲気制御部１４の上方から挿入した第１のガス供給管２０の先端を上流方向に湾曲させることで、該仮想領域１９を横切るように、上流方向に向けてガス流１００を供給しているが、雰囲気制御部１４の下流側端面から水平方向に第１のガス供給管を挿入して、該仮想領域１９を横切るように、上流方向に向けてガス流１００を供給してもよい。
一方、図３は、図２と同様の部分拡大図であるが、先端が仮想領域１９よりも下流側に位置する第１のガス供給管２０から下流方向に向けてガス流１００を供給する。この場合、ガス流１００が仮想領域１９を横切らないので、上記（１）を満たさず、開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせることができない。図３と同様の配置であっても、第１のガス供給管２０の先端が仮想領域１９よりも上流側に位置し、下流方向に向けてガス流１００を供給した場合、ガス流１００が仮想領域１９を横切るので、上記（１）を満たし、開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせることができる。
また、図４は、図２と同様の部分拡大図であるが、第１のガス供給管２０の先端の向きが図２とは異なり、斜め下方を向いている。この場合、第１のガス供給管２０から供給されるガス流１００が仮想領域１９よりも手前側（下流側）の雰囲気制御部１４の底部に向けて供給されることになるので、ガス流１００が仮想領域１９を横切らず、上記（１）を満たさず、開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせることができない。【００２８】
開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせるためには、第１のガス供給管２０から供給されるガス流１２０が仮想領域１９を横切る必要があり、ガス流１００が接続管１６へと吹き込んではならない。このため、ガス供給管２０の先端から該ガス供給管２０の管軸に沿って延ばした仮想線２１が、開口部１８を通過しないように、第１のガス供給管２０を配置する必要がある。図５は、図２と同様、図１に示す減圧脱泡装置１０の仮想領域１９付近の部分拡大図である。図５では、仮想線２１が、上流方向に向けて水平方向に延びており、開口部１８を通過せず、上記（２）を満たす。
図６は、図５と同様の部分拡大図であるが、第１のガス供給管２０の先端の向きが図５とは異なり、仮想線２１が斜め下方を向いており、開口部１８を通過するため、上記（２）を満たさない。
図７は、図６と同様の部分拡大図であり、仮想線２１が斜め下方を向いているが、雰囲気制御部１４内における第１のガス供給管２０の高さが図６のガス供給管２０とは異なるため、仮想線２１が開口部１８を通過せず、上記（２）を満たす。これと同様に、仮想線２１が斜め下方を向く場合であっても、仮想線２１が斜め下方を向く角度が図６のガス供給管２０に比べて小さく、開口部１８を通過しない場合も上記（２）を満たす。【００２９】
本発明の減圧脱泡装置は、上記（１）、（２）を満たすように第１のガス供給管を配置すればよく、図示した態様、および、上記で説明した態様に限定されない。図示した態様、および、上記で説明した態様では、ガス流１００の供給方向が上流方向または下流方向であったが、ガス流１００の供給方向は、これら以外の方向、例えば、図面の手前方向または奥方向であってもよい。この場合、開口部１８に対して図面の奥側または手前側に第１のガス供給管２０を配置して、仮想領域１９を横切るように、図面手前方向または奥方向にガス流１００を供給する。【００３０】
また、図示した態様では、水平方向または斜め下方に向けてガス流１００を供給しているが、斜め上方に向けてガス流を供給してもよい。但し、開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を効果的に生じさせるためには、ガス流１００の供給方向は、接続管１６の管軸に直交する方向、すなわち、水平方向であることが好ましい。但し、この場合、厳密な意味で接続管１６の管軸に直交する方向にガス流１００を供給することは必ずしも必要ではなく、接続管１６の管軸に略直交する方向にガス流１００を供給すればよい。ここで接続管１６の管軸に略直交する方向とは、該管軸に直交する方向を０度とした場合、±４５度の範囲であることが好ましく、±２５度の範囲であることがより好ましく、±１５度の範囲であることがさらに好ましい。【００３１】
また、図示した態様では、下流側の接続管１６をガス流導出管とし、上流側の接続管１５をガス流導入管としているが、上流側の接続管１５をガス流導出管とし、下流側の接続管１６をガス流導入管としてもよい。この場合、接続管１５との関係で上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設ける。
また、接続管の数が３本以上の場合、ガス流導出管をなす接続管およびガス流導入管をなす接続管の配置は適宜選択することができる。例えば、図１に示す減圧脱泡装置において、上流側の接続管１５と、下流側の接続管１６と、の間に第３の接続管を設けた場合、接続管１５，１６との関係で上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設けて、接続管１５，１６をガス流導出管とし、第３の接続管をガス流導入管としてもよい。または、第３の接続管との関係で上記（１），（２）を満たす第１のガス供給管を設けて、第３の接続管をガス流導出管とし、接続管１５，１６をガス流導入管としてもよい。【００３２】
また、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流１２０の方向は、図示した態様に限定されず、図示した態様とは反対方向であってもよい。例えば、上流側の接続管１５をガス流導出管、下流側の接続管１６をガス流導入管とした場合、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流の方向は図示した態様とは反対方向となる。
また、図示した態様では、２本の接続管の位置関係が上流側および下流側であるが、接続管の位置関係はこれに限定されない。例えば、２本の接続管の位置関係を図面手前側および奥側にしてもよい。この場合、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流の方向は、図示した態様でのガス流１２０の方向と直交する方向（雰囲気制御部１４内におけるガス流の方向、および、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上方におけるガス流の方向が、それぞれ、図面手前側および奥側、または、図面奥側および手前側）となる。この場合、減圧脱泡槽１１内におけるガス流１２０の方向が、溶融ガラスＧの移動方向と直交する方向になる。図示した態様のように、減圧脱泡槽１１が溶融ガラスＧの流動方向に長い形状である場合、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上方におけるガス流１２０の方向は、溶融ガラスＧの移動方向と同一方向または反対方向であることが、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消させるうえで好ましいが、減圧脱泡槽が縦横方向における長さに有意な差が無い形状（例えば、減圧脱泡槽の平面形状が正方形、六角形、八角形等の形状）の場合、減圧脱泡槽１１内におけるガス流１２０の方向が、溶融ガラスＧの移動方向と直交する方向であっても、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消することができる。【００３３】
開口部１８付近の圧力が減圧脱泡槽１１に比べて圧力が低くなる圧力差を生じさせるうえで、第１のガス供給管２０から供給するガス流１００の成分は特に限定されない。但し、ガス流１００の成分は、溶融ガラスＧや製造されるガラス製品、およびガラス製造設備、特に減圧脱泡装置に悪影響を及ぼすものではないことが好ましい。したがって、ガス流１００の成分には、腐食性、爆発性のガスを含まないことが好ましい。【００３４】
第１のガス供給管２０から供給するガス流１００として、水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを用いた場合、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消する効果に加えて、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度を低減する効果が期待されることから好ましい。
ガス流１００として用いる低水分ガスは、水蒸気濃度が６０ｍｏｌ％以下である限り特に限定されない。このような低水分ガスの具体例としては、大気、乾燥空気、Ｎ2やＡｒのような不活性ガス等が挙げられる。ガス流１００として、これら低水分ガスのうち１種類を用いてもよく、複数種類の低水分ガスの混合ガスを用いてもよい。
ガス流１００として低水分ガスを用いる場合、水蒸気濃度５０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、４０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、３０ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましく、２５ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましく、２０ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましく、１５ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましく、１０ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましく、５ｍｏｌ％以下であることが特に好ましい。【００３５】
減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度は、６０ｍｏｌ％以下に低減されることが好ましい。該雰囲気の水蒸気濃度を６０ｍｏｌ％以下とすることにより、減圧脱泡槽内の溶融ガラス表面の泡層が肥大化して突沸が生じることを防止でき、減圧脱泡の効果をさらに向上させることができる。
また、該雰囲気の水蒸気濃度が低いほど溶融ガラス表面の泡層が薄くなる傾向があるので、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度は５０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、４０ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。そして、水蒸気濃度が３０ｍｏｌ％以下であると、泡層が更に薄くなる傾向があるので好ましい。
また、該雰囲気の水蒸気濃度が低いと、ガラス組成によっては、１つ１つの気泡が収縮又は破泡する場合があり、これにより泡層は更に薄くなるので好ましい。具体的には、溶融ガラスがボロシリケートガラスの場合、水蒸気濃度が３０ｍｏｌ％以下であると、気泡が顕著に収縮する傾向がある。なお、ここでいうボロシリケートガラスは例えば次のような組成である。
組成の範囲：ＳｉＯ2：５５〜７４、Ａｌ2Ｏ3：１０〜２０、Ｂ2Ｏ3：５〜１２、Ａｌ2Ｏ3／Ｂ2Ｏ3：１．５〜３、ＭｇＯ：０〜５、ＣａＯ：０〜５、ＳｒＯ：０〜１２、ＢａＯ：０〜１２、ＳｒＯ＋ＢａＯ：６〜１２（単位は質量％）。
更に、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度が低いと、減圧脱泡を経て製造されるガラス製品に欠陥とみなされる程度の大きさの気泡が残存し難くなるので好ましい。該雰囲気の水蒸気濃度が更に低くなると、減圧脱泡を経て製造されるガラス製品に欠陥が生じる確率が更に低くなるので、２５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、２０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、１５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、１０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、５ｍｏｌ％以下であることが更に好ましい。【００３６】
また、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度を６０ｍｏｌ％以下とすることで、溶融ガラスＧ中の特定の成分（ホウ素等）の揮散を抑制することができる。ホウ素等の成分の揮発を抑制することにより、ホウ素等の組成変動を防止できるとともに、組成変動に起因する平坦度の悪化を抑制することができる。
また、揮発のしやすい他の成分、例えば、Ｃｌ、Ｆ、Ｓなどの揮散を抑制することもできるため、これらの成分の組成変動を防止できるとともに、組成変動に起因する平坦度の悪化を抑制することができる。
これらＣｌ、Ｆ、Ｓなどの成分の揮散は、雰囲気中の水分に大きく影響を受けていると考えられる。例えば、ＦはＨＦとして、ＳはＨ2ＳＯ4として揮散すると考えられる。よって、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度をある一定の値以下とすることで、上記成分の揮発、および、それに伴う上記成分の組成変動を抑えることができると考えられる。【００３７】
また、ガラスの特性は、その用途によって非常に細かい規格が存在し、その規格に適合するように非常に詳細にわたりガラスの組成が決められている。例えば、ホウ素の含有量についても当然規格が存在するが、従来の方法では、ホウ素が揮散するためより多くのホウ素を原料として用いる必要があった。また、従来では、ホウ素の揮散する量は条件によってまちまちであり、場合によっては、ホウ素の含有量の規格を外れる可能性があった。本発明の減圧脱泡装置では、ホウ素の揮散を抑制することにより、これらの問題点を解消することができ、有用である。
この点からも、本発明の減圧脱泡装置は、通常のガラスは言うに及ばず、特にボロシリケートガラスを減圧脱泡する場合に好ましく用いることができるといえる。【００３８】
ガス流１００として用いる低水分ガスは、酸素濃度が空気中の酸素濃度よりも低いガスであることが好ましい。この酸素濃度は、１５体積％以下であることがより好ましく、１０体積％以下であることがより好ましく、５体積％以下であることがより好ましい。また、ガス流１００として用いる低水分ガスは、酸素を含まない気体、例えばＮ2ガス、Ａｒガス、ＣＯ2等であることが好ましい。
減圧脱泡槽１１は、溶融ガラスＧ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る必要があり、白金又は白金合金が広く用いられている。ガス流１００として用いる低水分ガスとして、空気中の酸素濃度よりも酸素濃度が低いガスを用いることにより、減圧脱泡槽の材質として白金及び白金合金を用いている場合に、その白金の酸化を抑制し、減圧脱泡槽の寿命を延ばし、更に、ガラス製品において、この白金由来の欠陥の生成を抑制することができるので好ましい。【００３９】
白金合金の具体例としては、白金−金合金、白金−ロジウム合金が挙げられる。また、減圧脱泡槽に用いられる耐熱性及び溶融ガラスに対する耐食性に優れた材料の他の例としては、セラミックス系の非金属無機材料、緻密質耐火物が挙げられる。緻密質耐火物の具体例としては、例えば、アルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物等の電鋳耐火物、並びに緻密質アルミナ系耐火物、緻密質ジルコニア−シリカ系耐火物及び緻密質アルミナ−ジルコニア−シリカ系耐火物等の緻密質焼成耐火物が挙げられる。
なお、図１に示す減圧脱泡装置１０において、減圧脱泡槽１１と同様に、溶融ガラスＧの導管をなす上昇管１２及び下降管１３の材料としても、白金若しくは白金合金、または緻密質耐火物が用いられる。【００４０】
雰囲気制御部１４、接続管１５，１６、および第１のガス供給管２０は、溶融ガラスＧの導管ではないので、その材料は特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、白金、白金合金等の金属材料、セラミックス、アルミナ等の耐火性・耐腐食性材料を用いることができる。【００４１】
なお、本発明の減圧脱泡装置１０において、雰囲気制御部１４と、減圧脱泡槽１１と、を循環するガス流１２０を生じさせる目的は、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消できればよいので、減圧脱泡の実施中、常時ガス流１２０を生じさせておく必要は必ずしもない。したがって、溶融ガラスＧからのガス成分の滞留を解消できる限り、減圧脱泡の実施中、定期的にガス流１２０を生じさせるのでもよく、例えば、１時間毎に１〜３０秒程度の割合でガス流１２０を生じさせるのでもよい。なお、定期的にガス流１２０を生じさせるためには、第１のガス供給管２０から定期的にガス流１００を供給すればよい。【００４２】
本発明の減圧脱泡装置１０では、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧ上方の雰囲気の水蒸気濃度を低減するため、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガス１４０を供給する第２のガス供給管を設けてもよい。
図８は、本発明の減圧脱泡装置の別の一構成例を示す断面図である。図８に示す減圧脱泡装置１０'では、ガス流導入管をなす接続管１５から第２のガス供給管２４が挿入されており、該第２のガス供給管２４の先端が減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に位置している。なお、第２のガス供給管２４から供給する水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスの具体例については、ガス流１００として供給する低水分ガスについて記載したのと同様である。
なお、第２のガス供給管は、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを供給できればよく、図８に示す態様に限定されない。例えば、ガス流導出管をなす接続管１６から減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に第２のガス供給管を挿入してもよい。また、接続管１５，１６以外の部分、例えば、減圧脱泡槽１１の上流側または下流側の端面から、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に第２のガス供給管を挿入してもよい。但し、図８に示す態様のように、低水分ガス１４０の供給方向は、ガス流１２０（図１参照）を阻害しない方向にすることが減圧脱泡槽１１内でガス流に乱れを生じさせないことから好ましい。【００４３】
また、第２のガス供給管２４の出口側の位置は、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に水蒸気濃度６０ｍｏｌ％以下の低水分ガスを供給できればよく、図８に示す態様に限定されない。例えば、図８に示す態様では、第２のガス供給管２４の先端が、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に位置しているが、第２のガス供給管２４の先端が接続管１５内にあってもよく、接続管１５上方の雰囲気制御部１４内にあってもよい。【００４４】
本発明の減圧脱泡装置は、上記以外の構造を有していてもよい。例えば、溶融ガラスＧの表面（液面）近くにガス流１２０を形成するため、減圧脱泡槽１１の天井部の内側にガス流１２０を下方に誘導するための邪魔板を設けてもよい。【００４５】
本発明の減圧脱泡装置１０の各構成要素の寸法は、必要に応じて適宜選択することができる。減圧脱泡槽１１の寸法は、減圧脱泡槽１１が白金製若しく白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置や、減圧脱泡槽１１の形状に応じて適宜選択することができる。図１に示すような円筒形状の減圧脱泡槽１１の場合、その寸法の一例は以下の通りである。
水平方向における長さ：１〜２０ｍ
内径：０．２〜３ｍ（断面円形）
減圧脱泡槽１１が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は４ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５〜１．２ｍｍである。
減圧脱泡槽は、断面円形の円筒形状のものに限定されず、断面形状が楕円形や半円形状の略円筒形状のものや、断面が矩形の筒形状のものであってもよい。【００４６】
上昇管１２及び下降管１３は、白金製若しくは白金合金製、又は緻密質耐火物製であるかによらず、使用する減圧脱泡装置に応じて適宜選択することができる。例えば、図１に示す減圧脱泡装置１０の場合、上昇管１２及び下降管１３の寸法の一例は以下の通り。
内径：０．０５〜０．８ｍ、より好ましくは０．１〜０．６ｍ
長さ：０．２〜６ｍ、より好ましくは０．４〜４ｍ
上昇管１２及び下降管１３が白金製若しくは白金合金製である場合、肉厚は０．４〜５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．８〜４ｍｍである。【００４７】
雰囲気制御部１４、接続管１５，１６の寸法は、使用する減圧脱泡装置、特に減圧脱泡槽に応じて適宜することができるが、その一例は以下の通りである。
雰囲気制御部
内径：０．１〜３ｍ、より好ましくは０．１〜２ｍ
長さ：０．８〜２２ｍ、より好ましくは１〜２０ｍ
接続管
内径：０．０５〜０．５ｍ、より好ましくは０．０５〜０．３ｍ
長さ：０．１〜１ｍ、より好ましくは０．１〜０．８ｍ
第1のガス供給管内径
内径：３ 〜５０ｍｍ、より好ましくは５ 〜 ２０ ｍｍ
雰囲気制御部１４、接続管１５，１６の肉厚は、構成材料によっても異なるが、ステンレス鋼製である場合、それぞれ以下であることが好ましい。
雰囲気制御部
０．５〜２ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍ
接続管
０．５〜２ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍ
第２のガス供給管内径
内径：３ 〜５０ｍｍ、より好ましくは５ 〜 ２０ ｍｍ
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例では、Ｆｌｕｅｎｔを用いて減圧脱泡槽内の溶融ガラスＧの上部空間での気流解析を行い、第１のガス供給管から仮想領域にガス流を供給することによるベンチュリ効果、および、ベンチュリ効果によって生じる雰囲気制御部と、減圧脱泡槽内の溶融ガラスの上部空間と、を循環するガス流による溶融ガラスからのガス成分の滞留の解消を評価した。なお、減圧脱泡装置としては、図８に示す減圧脱泡装置１０のように、下流側の接続管１６との開口部１８上方の仮想領域１９に第１のガス供給管２０からガス流１００を供給し、上流側の接続管１５から減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に挿入された第２のガス供給管２４から低水分ガス１４０を供給するものをモデルとして使用した。または図８とは異なり、上流側の接続管１５の上方に第1のガス供給管２０を設置してガス流１００を供給し、下流側の接続管１６から減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間に挿入された第２のガス供給管２４から低水分ガス１４０を供給するものをモデルとして使用した。なお、ガス流１００および低水分ガス１４０は、いずれもＮ2を供給するものとしてモデル化した。【００４９】
モデルとして使用した減圧脱泡装置１０の各部の寸法は以下の通りである。
減圧脱泡槽１１：全長１０ｍ、内径１ｍ（断面半円形状）
雰囲気制御部１４：全長１０ｍ、内径２ｍ（円筒形状）
接続管１５，１６：全長０．８ｍ、内径０．３ｍ（円筒形状）
接続管１５，１６は、それぞれ、減圧脱泡槽１１の天井部、より具体的には、減圧脱泡槽１１の上流側端部から０．１ｍの位置、および、下流側端部から０．１ｍの位置に設けた。
排気口１７：内径０．０５ｍ（円筒形状）、雰囲気制御部１４の長手方向における中央となる位置の天井部に設けた。
第１のガス供給管２０：図８とは異なり、雰囲気制御部１４の下流端中央から内径φ５ｍｍの円形のステンレス製ノズルを水平方向に挿入した。第１のガス供給管２０を下流側または上流側のいずれに設置する場合とも、第１のガス供給管の先端の位置は開口部１８よりも下流側５ｍｍ、雰囲気制御部１４の底面から高さ１０ｍｍの位置とした。
第２のガス供給管２４：内径φ１５ｍｍの円形のステンレス製ノズルを雰囲気制御部１４の天井部から接続管１５を経由して減圧脱泡槽１１の溶融ガラスＧの上部空間に挿入。第２のガス供給管の先端の位置は減圧脱泡槽１１の上部壁面から１０ｍｍ下の位置とした。【００５０】
減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧの上部空間内の圧力、および、雰囲気制御部１４内が、圧力３５０ｍｍＨｇ、温度１４００℃で一定の場合について解析を行った。
気流解析には、非反応化学種の輸送モデル、標準ｋ−εモデル、標準壁関数を採用した。入口拡散、拡散エネルギについては考慮せず、その他の設定パラメータはデフォルト値を使用した。気流解析の流体物性は、Ｆｌｕｅｎｔデータベース内のＮ2および揮散Ｈ2Ｏからなる混合物の値（下記）を用いた。
粘度：１．７２×１０-5［ｋｇ／ｍ・ｓ］
熱伝導率：０．０４５４［Ｗ／ｍ・Ｋ］
質量拡散係数：２．８８×１０-5［ｍ2／ｓ］
密度：ρ＝ｐＭw／ＲＴ（非圧縮性理想気体方程式）
比熱：ｃp＝ΣiＹiｃp,i（化学種による比熱の質量分率平均式）［Ｊ／ｋｇ・Ｋ］
減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧからは、ＳＯ3、Ｏ2、Ｂ2Ｏ3、Ｈ2Ｏ等、複数のガスが揮散すると考えられるが、本解析では便宜上Ｈ2Ｏのみ２．００ＮＬ／ｍｉｎで揮散すると仮定した。
以下、本明細書において、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧから揮散するガスを単に「揮散ガス」とする。【００５１】
減圧脱泡槽１１内での溶融ガラスＧの動きは考慮せず、揮散ガスおよび第２のガス供給管から供給するＮ2は速度境界条件により定義した。
気流解析では、減圧脱泡槽１１内の溶融ガラスＧからの揮散ガスの濃度として、溶融ガラスＧ上方の雰囲気の揮散ガスの平均濃度（以下、「溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度」という場合もある。）を評価した。なお、溶融ガラスＧの液面近傍（溶融ガラスの液面から５ｍｍ上方）での揮散ガス濃度を評価指標とした。
また、雰囲気制御部１４と、接続管１５と、の開口部付近の圧力、および、雰囲気制御部１４と、接続管１６と、の開口部１８付近の圧力（以下、前者を「上流側開口部圧力」、後者を「下流側開口部圧力」という場合もある。）を評価した。
また、減圧脱泡槽１１から接続管１５を介して雰囲気制御部１４へと排出されるガスの量、および、減圧脱泡槽１１から接続管１６を介して雰囲気制御部１４へと排出されるガスの流量（以下、前者を「上流側排出流量」、後者を「下流側排出流量」という場合もある。）を評価した。【００５２】
（実施例１，２,３,４,５、比較例１）
実施例１では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量２ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例２では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例３では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１５ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例４では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量５０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例５では、第１のガス供給管２０を上流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１５ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例６では、内径φ２０ ｍｍの第１のガス供給管２０を、下流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量５０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例７では、内径φ５ ｍｍの第１のガス供給管２０を、内径φ０．２ｍの上流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量２ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
比較例１では、第１のガス供給管２０からガス流１００を供給せずに、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
なお、実施例１〜７における溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度は、比較例１における揮散ガスの平均濃度を１００とした場合の相対値として示した。また、上流側開口部圧力（Ｐａ）及び下流側開口部圧力（Ｐａ）の値は、減圧脱泡槽１１内の基準圧力（４６，６６２Ｐａ＝３５０ｍｍＨｇ）との差で示した。また、上流側開口部圧力（Ｐａ）と下流側開口部との圧力差（第1のガス供給管２０を有してない側の開口部圧力（Ｐａ））−第１のガス供給管２０を有する側の開口部圧力（Ｐａ））も示した。
結果を下記表１に示す。なお、実施例１〜７の結果は、ガス流１００の供給開始後、定常状態に至った時点での値である。【００５３】
【表１】
0005423666.tif 000002
【００５４】
（実施例８〜１３、比較例２）
実施例８では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量５ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を上流側の接続管１５の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例９では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を上流側の接続管１５の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例１０では、第１のガス供給管２０を下流側の接続管１６の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量５０ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を上流側の接続管１５の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例１１では、第１のガス供給管２０を上流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を下流側の接続管１６の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例１２では、内径φ２０ｍｍの第１のガス供給管２０を、上流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量５０ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を下流側の接続管１６の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１５ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
実施例１３では、内径φ５ ｍｍの第１のガス供給管２０を、内径φ０．２ｍの上流側の接続管１５の上部に設置しガス流１００としてＮ2を体積流量１５ＮＬ／ｍｉｎで供給し、第２のガス供給管２４を下流側の接続管１６の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１０ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
比較例２では、第１のガス供給管２０は設置せず、第２のガス供給管２４を上流側の接続管１５の上部に設置し低水分ガス１４０としてＮ2を体積流量１５ＮＬ／ｍｉｎで供給して、溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度、上流側開口部圧力、下流側開口部圧力、上流側排出流量および下流側排出流量を評価した。
なお、実施例８〜１３における溶融ガラスＧ上方の揮散ガスの平均濃度は、比較例１における揮散ガスの平均濃度を１００とした場合の相対値として示した。また、上流側開口部圧力（Ｐａ）及び下流側開口部圧力（Ｐａ）の値は、減圧脱泡槽１１内の基準圧力（４６，６６２Ｐａ＝３５０ｍｍＨｇ）との差で示した。また、上流側開口部圧力（Ｐａ）と下流側開口部との圧力差（上流側開口部圧力（Ｐａ）−下流側開口部圧力（Ｐａ））も示した。
結果を下記表２に示す。なお、実施例８〜１３の結果は、ガス流１００の供給開始後、定常状態に至った時点での値である。【００５５】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、気泡を含まない高品質の各種ガラス製品の製造に利用でき、特にボロシリケートガラスの減圧脱泡に好適である。
なお、２００８年２月２９日に出願された日本特許出願２００８−５０１１０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【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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